मानव मस्तिष्क कैसे काम करता है?

मस्तिष्क एक संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई के रूप में कार्य करता है जिसमें मुख्य रूप से दो प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं: न्यूरॉन्स और ग्लिअल कोशिकाएँ। यह अनुमान है कि पूरे मानव तंत्रिका तंत्र में लगभग 100 बिलियन न्यूरॉन्स और लगभग 1,000 बिलियन ग्लियल कोशिकाएं हैं (न्यूरॉन्स की तुलना में 10 गुना अधिक ग्लिअल कोशिकाएं हैं).

न्यूरॉन्स अत्यधिक विशिष्ट हैं और उनके कार्य विभिन्न सर्किट और प्रणालियों के माध्यम से जानकारी प्राप्त करना, प्रक्रिया करना और संचारित करना है। सूचना प्रसारित करने की प्रक्रिया को सिनेप्स के माध्यम से किया जाता है, जो विद्युत या रासायनिक हो सकता है.

दूसरी ओर glial cells, मस्तिष्क के आंतरिक वातावरण को विनियमित करने और न्यूरोनल संचार की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए जिम्मेदार हैं। इन कोशिकाओं को पूरे तंत्रिका तंत्र में व्यवस्थित किया जाता है यदि वे संरचित हैं और मस्तिष्क के विकास और गठन की प्रक्रियाओं में शामिल हैं.

पूर्व में यह सोचा गया था कि glial cells ने केवल तंत्रिका तंत्र की संरचना बनाई है, इसलिए यह प्रसिद्ध मिथक है कि हम अपने मस्तिष्क का केवल 10% उपयोग करते हैं। लेकिन आज हम जानते हैं कि यह बहुत अधिक जटिल कार्यों को पूरा करता है, उदाहरण के लिए, एक चोट के बिना प्रतिरक्षा प्रणाली और सेलुलर प्लास्टिसिटी प्रक्रियाओं के विनियमन से संबंधित हैं.

इसके अलावा, वे न्यूरॉन्स के लिए सही ढंग से काम करने के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि वे न्यूरोनल संचार की सुविधा प्रदान करते हैं और पोषक तत्वों को न्यूरॉन्स तक पहुंचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।.

जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, मानव मस्तिष्क प्रभावशाली रूप से जटिल है। यह अनुमान लगाया गया है कि एक वयस्क मानव मस्तिष्क में 100 से 500 ट्रिलियन कनेक्शन होते हैं और हमारी आकाशगंगा में लगभग 100 ट्रिलियन तारे होते हैं, इसलिए यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि मानव मस्तिष्क एक आकाशगंगा (गार्सिया, नुजेज़, सैंटिन, रेडोलर) की तुलना में बहुत अधिक जटिल है और वालेरो, 2014).

न्यूरॉन्स के बीच संचार: synapses

ब्रेन फंक्शन में न्यूरॉन्स के बीच सूचना का प्रसारण शामिल होता है, यह ट्रांसमिशन सिंकैप नामक अधिक या कम जटिल प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है.

सिनेप्स विद्युत या रासायनिक हो सकते हैं। विद्युत सिनैप्स सीधे दो न्यूरॉन्स के बीच विद्युत प्रवाह के द्विदिशीय संचरण में शामिल होते हैं, जबकि रासायनिक सिनैप्स में मध्यस्थों की कमी होती है जिसे न्यूरोट्रांसमीटर कहा जाता है।.

मूल रूप से, जब एक न्यूरॉन किसी अन्य न्यूरॉन के साथ इसे सक्रिय या बाधित करने के लिए संचार करता है, तो व्यवहार में या किसी शारीरिक प्रक्रिया में अवलोकनीय अंतिम प्रभाव एक न्यूरोनल सर्किट के साथ कई न्यूरॉन्स के उत्तेजना और निषेध का परिणाम होता है.

इलेक्ट्रिक सिंकैप्स

विद्युत श्लेष रासायनिक तत्वों की तुलना में बहुत तेज और सरल होते हैं। एक सरल तरीके से समझाया गया है, वे दो न्यूरॉन्स के बीच विध्रुवण धाराओं के संचरण में शामिल हैं जो काफी करीब हैं, लगभग एक साथ चिपके हुए हैं। इस प्रकार का सिनैप्स आमतौर पर पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन्स में लंबे समय तक परिवर्तन नहीं करता है.

ये सिनैप्स न्यूरॉन्स में होते हैं जिनमें एक तंग जंक्शन होता है, जिसमें झिल्ली लगभग छुआ जाती है, कुछ 2-5 एनएम द्वारा अलग होती है। न्यूरॉन्स के बीच का स्थान इतना छोटा है क्योंकि उनके न्यूरॉन्स को कॉनक्सिंस नामक प्रोटीन द्वारा गठित चैनलों से जुड़ना चाहिए.

कंसैक्सिन द्वारा गठित चैनल संचार में दोनों न्यूरॉन्स के अंदर होने की अनुमति देते हैं। इन छिद्रों के माध्यम से छोटे अणुओं (1kD से कम) को पारित किया जा सकता है, इसलिए रासायनिक सिनैप्स चयापचय संचार प्रक्रियाओं से संबंधित होते हैं, विद्युत संचार के अलावा, दूसरे दूतों के आदान-प्रदान के माध्यम से होते हैं जो अन्तर्ग्रथन में होते हैं, जैसे कि इनोसिटोल्टोफ़ॉफ़ेट ( आईपी₃) या चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी).

इलेक्ट्रिक सिनैप्स को आमतौर पर एक ही प्रकार के न्यूरॉन्स के बीच बनाया जाता है, हालांकि, विभिन्न प्रकारों के न्यूरॉन्स के बीच या यहां तक ​​कि न्यूरॉन्स और एस्ट्रोसाइट्स (एक प्रकार की ग्लियाल कोशिकाओं) के बीच भी विद्युत सिनाप्स देखे जा सकते हैं।.

विद्युत सिनैप्स न्यूरॉन्स को तेजी से संवाद करने और कई न्यूरॉन्स को सिंक्रोनाइज़ करने के लिए अनुमति देता है। इन गुणों के लिए धन्यवाद हम जटिल प्रक्रियाओं को करने में सक्षम हैं जिनके लिए संवेदी, मोटर और संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं (ध्यान, स्मृति, सीखने ...) जैसी जानकारी के तेजी से संचरण की आवश्यकता होती है।.

रासायनिक synapses

रासायनिक सिनैप्स आसन्न न्यूरॉन्स के बीच होता है जिसमें एक प्रीसानेप्टिक तत्व जुड़ा होता है, आमतौर पर एक अक्षीय टर्मिनल, जो सिग्नल का उत्सर्जन करता है, और एक पोस्टसिनेप्टिक, जो आमतौर पर सोमा या डेन्ड्राइट्स में पाया जाता है, जो सिग्नल प्राप्त करता है। संकेत.

ये न्यूरॉन्स अटक नहीं रहे हैं, उनके बीच 20nm का एक स्थान है जिसे सिनैप्टिक फांक कहा जाता है.

उनकी रूपात्मक विशेषताओं के आधार पर विभिन्न प्रकार के रासायनिक सिनैप्स होते हैं। ग्रे (1959) के अनुसार, रासायनिक सिनैप्स को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है.

• टाइप I केमिकल सिनैप्स (असममित)। इन सिनैप्स में प्रीसिनैप्टिक घटक का निर्माण एक्सोनल टर्मिनलों से होता है जिसमें गोल पुटिकाएं होती हैं और डेंड्राइट्स में पोस्टसिनेप्टिक पाया जाता है और पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स का उच्च घनत्व होता है.
• टाइप II रासायनिक सिनैप्स (सममित)। इन सिनैप्स में प्रीसानेप्टिक घटक का निर्माण अंडाकार पुटिकाओं वाले एक्सोनल टर्मिनलों द्वारा होता है और पोस्टिनैप्टिक एक को सोम और डेंड्राइट्स दोनों में पाया जा सकता है और टाइप I सिंकैप्स की तुलना में पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स का घनत्व कम होता है। इस में अन्य अंतर। टाइप I की तुलना में सिंकैप का प्रकार यह है कि इसका सिनैप्टिक फांक संकरा है (लगभग 12nm).

सिनैप्स का प्रकार इसमें शामिल न्यूरोट्रांसमीटर पर निर्भर करता है, जिससे कि ग्लूटामेट जैसे उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर, टाइप I सिंकैप्स में शामिल होते हैं, जबकि अवरोधक, जैसे जीएबीए, द्वितीय प्रकार के सिंक में शामिल होते हैं।.

यद्यपि यह पूरे तंत्रिका तंत्र में नहीं होता है, कुछ क्षेत्रों में जैसे कि रीढ़ की हड्डी, पुष्टिका निग्रा, बेसल गैन्ग्लिया और कोलीकुली, प्रकार I की संरचना के साथ GABA-ergic synapses हैं.

सिनैप्स को वर्गीकृत करने का एक अन्य तरीका प्रीसिनैप्टिक और पोस्टसिनेप्टिक घटकों के अनुसार है जो उन्हें बनाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि दोनों प्रीसानेप्टिक घटक एक एक्सोन हैं और पोस्टसिनेप्टिक एक डेंड्राइट को एक्सोडेन्ड्रिटिक सिनैपेस कहा जाता है, इस तरह हम एक्सोक्सोनिक, एक्सोसोमैटिक, डेंड्रैक्सोनिक, डेंड्रोडेंड्रिक सिनैपेस पा सकते हैं ...

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में सबसे अधिक बार होने वाले सिंकैप का प्रकार I (असममित) एक्सोस्पिनस सिनैप्स होता है। यह अनुमान लगाया जाता है कि सेरेब्रल कॉर्टेक्स के 75-95% के बीच टाइप I होता है, जबकि केवल 5 और 25% के बीच टाइप II सिंकैप्स होते हैं.

रासायनिक सिनैप्स को संक्षेप में निम्न प्रकार से प्रस्तुत किया जा सकता है:

1. एक ऐक्शन पोटेंशिअल एक्सोन टर्मिनल तक पहुंचता है, यह कैल्शियम आयन चैनल (सीए) खोलता है²⁺) और आयनों का एक प्रवाह सिनैप्टिक फांक में जारी किया जाता है.
2. आयनों का प्रवाह एक प्रक्रिया को ट्रिगर करता है जिसमें पुटिका, न्यूरोट्रांसमीटर से भरा होता है, पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली से बांधता है और एक छिद्र को खोलता है जिसके माध्यम से इसकी सभी सामग्री सिनैप्टिक फांक में जारी होती है।.
3. जारी किए गए न्यूरोट्रांसमीटर उस न्यूरोट्रांसमीटर के लिए विशिष्ट पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर से बंधते हैं.
4. पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के लिए न्यूरोट्रांसमीटर का बंधन पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के कार्यों को नियंत्रित करता है.

न्यूरोट्रांसमीटर और न्यूरोमोड्यूलेटर

न्यूरोट्रांसमीटर अवधारणा में सभी पदार्थ शामिल होते हैं जो रासायनिक सिनैप्स में जारी होते हैं और जो न्यूरोनल संचार की अनुमति देते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करते हैं:

• वे न्यूरॉन्स के भीतर संश्लेषित होते हैं और अक्षतंतु टर्मिनलों में मौजूद होते हैं.
• जब न्यूरोट्रांसमीटर की पर्याप्त मात्रा में जारी किया जाता है तो यह आसन्न न्यूरॉन्स पर इसके प्रभाव को बढ़ाता है.
• जब उन्होंने अपना काम पूरा कर लिया है तो उन्हें ह्रास, निष्क्रियता या पुनरावृत्ति के तंत्र के माध्यम से समाप्त कर दिया जाता है.

न्यूरोमॉड्यूलेटर्स ऐसे पदार्थ हैं जो अपने प्रभाव को बढ़ा या घटाकर न्यूरोट्रांसमीटर के कार्यों को पूरक करते हैं। वे पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर के भीतर विशिष्ट साइटों से जुड़कर ऐसा करते हैं.

कई प्रकार के न्यूरोट्रांसमीटर हैं, सबसे महत्वपूर्ण हैं:

• अमीनो एसिड, जो उत्तेजक हो सकता है, जैसे कि ग्लूटामेट, या अवरोधक, जैसे कि γ-अमिनोब्यूट्रिक एसिड, जिसे GABA के रूप में जाना जाता है।.
• acetylcholine.
• कैटेकोलामाइड्स, जैसे डोपामाइन या नॉरएड्रेनालाईन
• Indolamines, जैसे सेरोटोनिन.
• neuropeptides.

संदर्भ

1. गार्सिया, आर।, नुजेज़, सेंटिन, एल।, रेडोलर, डी।, और वलेरो, ए (2014)। न्यूरॉन्स और तंत्रिका संचार। डी। रेडर में, संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान (पीपी। 27-66)। मैड्रिड: पैनामेरिकाना मेडिकल.
2. गैरी, ई। (1959)। सेरेब्रल कॉर्टेक्स के एक्सो-सोमैटिक और एक्सो-डेंड्रिटिक सिनैप्सिस: एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप अध्ययन. जे। एनाट, 93, 420-433.
3. इंटर्न, एच। (S.f.). दिमाग कैसे काम करता है? सामान्य सिद्धांत. साइंस फॉर ऑल से 1 जुलाई 2016 को लिया गया.