» » Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків

Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків

Нейронні зв'язки головного мозку зумовлюють складне поведінка. Нейрони — маленькі обчислювальні машини, здатні чинити вплив, тільки об'єднавшись в мережі. Контроль найпростіших елементів поведінки (наприклад, рефлексів) не вимагає великої кількості нейронів, але навіть рефлекси часто супроводжує усвідомлення людиною спрацьовування рефлексу. Свідоме ж сприйняття сенсорних стимулів (і всі вищі функції нервової системи) залежить від величезного числа зв'язків між нейронами. Нейронні зв'язки роблять нас такими, які ми є. Їх якість впливає на роботу внутрішніх органів, на інтелектуальні здібності та емоційну стабільність.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків

"Проводка"

Нейронні зв'язки головного мозку — проводка нервової системи. Робота нервової системи заснована на здатності нейрона сприймати, обробляти і передавати інформацію іншим клітинам.


Інформація передається через нервовий імпульс. Поведінка людини та функціонування її організму повністю залежить від передачі і отримання імпульсів нейронами через відростки. У нейрона два типи відростків: аксон і дендрит. Аксон у нейрона завжди один, саме за нього нейрон передає імпульс іншим клітинам. Отримує ж імпульс через дендрити, яких може бути кілька.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
До дендрита "підведена" безліч (іноді десятки тисяч) аксонів других нейронів. Дендрит і аксон контактують через синапс.

Нейрон і синапси

Щілина між дендритом і аксоном — синапс. Т. к. аксон "джерело" імпульсу, дендрит "приймає", а синаптична щілина — місце взаємодії: нейрон, від якого йде аксон, називають пресинаптическим; нейрон, від якого йде дендрит, — постсинаптическим.


Синапси можуть формуватися і між аксоном і тілом нейрона, і між двома аксонами або двома дендритами. Багато синаптичні зв'язки утворені дендритным шипиком і аксоном. Шипики дуже пластичні, мають безліч форм, можуть швидко зникати і формуватися. Вони чутливі до хімічних і фізичних впливів (травми, інфекційні захворювання). В синапсах найчастіше інформація передається за допомогою медіаторів (хімічних речовин). Молекули медіатора вивільняються на пресинаптической клітці, перетинають синаптичну щілину і зв'язуються з мембранними рецепторами постсинаптичні клітини. Медіатори можуть передавати збудливий або гальмівний (інгібуючий) сигнал.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
Нейронні зв'язки головного мозку являють собою з'єднання нейронів через синаптичні зв'язки. Синапси — функціональна і структурна одиниця нервової системи. Кількість синаптичних зв'язків — ключовий показник для роботи мозку.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків

Рецептори

Рецептори згадують кожен раз, коли говорять про наркотичну або алкогольну залежність. Чому ж людині необхідно керуватися принципом поміркованості? Рецептор на постсинаптической мембрані білок, налаштований на молекули медіатора. Коли людина штучно (наркотиками, наприклад) стимулює викид медіаторів в синаптичну щілину, синапс намагається повернути рівновагу: знижує кількість рецепторів або їх чутливість. З-за цього природні рівні концентрації медіаторів у синапсі перестають надавати дію на нейронні структури.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
Наприклад, курці нікотином змінюють чутливість рецепторів до ацетилхоліну, що відбувається десенсибілізація (зменшення чутливості) рецепторів. Природний рівень ацетилхоліну виявляється недостатнім для рецепторів зі зниженою чутливість. Т. к. ацетилхолін задіяний у багатьох процесах, в тому числі, пов'язаних з концентрацією уваги і відчуттям комфорту, палить не може отримати корисні ефекти роботи нервової системи без нікотину. Втім, чутливість рецепторів поступово відновлюється. Хоча це може займати тривалий час, синапс приходить в норму, і людині більше не потрібні сторонні стимулятори.

Розвиток нейронних мереж

Довготривалі зміни нейронних зв'язків відбуваються при різних хворобах (психічних і неврологічних — шизофренія, аутизм, епілепсія, хвороби Хантінгтона, Альцгеймера та Паркінсона). Синаптичні зв'язки і внутрішні властивості нейронів змінюються, що призводить до порушення роботи нервової системи. За розвиток синаптичних зв'язків відповідає активність нейронів. "Використовуй або втратиш" — принцип, що лежить в основі нейронних мереж мозку. Чим частіше "діють" нейрони, тим більше між ними зв'язків, чим рідше, тим менше зв'язків. Коли нейрон втрачає всі свої зв'язки, він гине. Деякі автори висловлюють й інші ідеї, які відповідають за регуляцію розвитку нейронних мереж. M. Butz пов'язує утворення нових синапсів з тенденцією мозку підтримувати "звичний" рівень активності.
Коли середній рівень активності нейронів падає (наприклад, внаслідок травми), нейрони будують нові контакти, з кількістю синапсів зростає активність нейронів. Вірно і зворотне: як тільки рівень активності стає більше звичного рівня, кількість синаптичних з'єднань зменшується. Подібні форми гомеостазу часто зустрічаються в природі, наприклад, при регулюванні температури тіла і рівня цукру в крові. М. Бутс M. Butz зазначив: формування нових синапсів обумовлено прагненням нейронів підтримувати заданий рівень електричної активності Генрі Маркрам, який бере участь в проекті по створенню нейронної симуляції мозку, підкреслює перспективи розвитку галузі для вивчення порушення, відновлення і розвитку нейронних зв'язків. Група дослідників вже оцифровала 31 тисячу нейронів щура. Нейронні зв'язки мозку щура представлені у відео нижче.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків

Нейропластичність

Розвиток нейронних зв'язків у головному мозку пов'язане із створенням нових синапсів і модифікацією існуючих. Можливість модифікацій обумовлена синаптичної пластичності — зміною "потужності" синапсу у відповідь на активацію рецепторів на постсинаптичні клітці. Людина може запам'ятовувати інформацію і навчатися завдяки пластичності мозку. Порушення нейронних зв'язків головного мозку внаслідок черепно-мозкових травм і нейродегенеративних захворювань завдяки нейропластичності не стає фатальним.

Нейропластичність обумовлена необхідністю змінюватися у відповідь на нові умови життя, але вона може як вирішувати проблеми людини, так і створювати їх. Зміна потужності синапсу, наприклад, при курінні — це теж відображення пластичності мозку. Від наркотиків і обсесивно-компульсивного розладу так складно позбутися саме через неадаптивного зміни синапсів в нейронних мережах.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
На нейропластичність великий вплив надають нейротрофічні фактори. Н. Ст. Гуляєва підкреслює, що різні порушення нейронних зв'язків відбуваються на тлі зниження рівнів нейротрофинов. Нормалізація рівня нейротрофинов призводить до відновлення нейронних зв'язків головного мозку. Всі ефективні ліки, які використовуються для лікування хвороб мозку, незалежно від їх структури, якщо вони ефективні, вони тим чи іншим механізмом нормалізують локальні рівні нейротрофических факторів.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
Оптимізація рівнів нейротрофинов поки не може здійснюватися шляхом прямого їх доставки в мозок. Зате людина може опосередковано впливати на рівні нейротрофинов через фізичні і когнітивні навантаження.

Фізичні навантаження

Огляди досліджень показують, що вправи покращують настрій і пізнавальні здібності. Дані свідчать про те, що ці ефекти зумовлені зміною рівня нейротрофічних фактора (BDNF) та оздоровленням серцево-судинної системи. Високі рівні BDNF були пов'язані з кращими показниками просторових здібностей, епізодичною і вербальної пам'яті. Низький рівень BDNF, особливо у літніх людей, корелював з атрофією гіпокампу та порушеннями пам'яті, що може бути пов'язано з когнітивними проблемами, що виникають при хворобі Альцгеймера.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
Вивчаючи можливості по лікуванню і профілактиці Альцгеймера, дослідники часто говорять про незамінності фізичних вправ для людей. Так, дослідження показують, що регулярна ходьба впливає на розмір гіпокампу та покращує пам'ять. Фізичні навантаження збільшують швидкість нейрогенеза. Поява нових нейронів — важлива умова для переучування (придбання нового досвіду і стирання старого).
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків

Когнітивні навантаження

Нейронні зв'язки головного мозку розвиваються, коли людина знаходиться в збагаченої стимулами середовища. Новий досвід — ключ до збільшення нейронних зв'язків. Новий досвід — це конфлікт, коли проблема не вирішується тими засобами, які вже є у мозку. Тому йому доводиться створювати нові зв'язки, нові шаблони поведінки, що пов'язано зі збільшенням щільності шипиків, кількості дендритів і синапсів.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
Навчання новим навичкам призводить до утворення нових шипиків і дестабілізації старих сполук шипиків з аксонами. Людина виробляє нові звички, а старі зникають. Деякі дослідження пов'язують когнітивні розлади (СДУГ, аутизм, розумову відсталість) з відхиленнями у розвитку шипиків. Шипики дуже пластичні. Кількість, форма і розмір шипиків пов'язані з мотивацією, навчанням і пам'яттю. Час, потрібний на зміни їх форми і розміру, вимірюється в годинах. Але це означає також, що настільки ж швидко нові сполуки можуть зникати. Тому краще всього віддавати перевагу коротким, але частим когнітивним навантажень, ніж тривалим і рідкісним.

Спосіб життя

Дієта може підвищувати когнітивні здібності і захищати нейронні зв'язки головного мозку від пошкоджень, сприяти їх відновленню після хвороб і протидіяти наслідків старіння. На здоров'я мозку, по всій видимості, надають позитивний вплив: — омега-3 (риба, насіння льону, ківі, горіхи); — куркумін (каррі); — флавоноїди (какао, зелений чай, цитрусові, темний шоколад); — вітаміни групи В; — вітамін Е (авокадо, горіхи, арахіс, шпинат, пшеничне борошно); — холін (куряче м'ясо, телятина, яєчні жовтки). Більшість перерахованих продуктів опосередковано впливають на нейротрофины. Позитивний вплив дієти посилюється при наявності фізичних вправ. Крім того, помірне обмеження кількості калорій в раціоні стимулює експресію нейротрофинов.
Нейронні зв'язки головного мозку: формування, розвиток рецепторів, поліпшення роботи головного мозку і створення нових нейронних зв'язків
Для відновлення і розвитку нейронних зв'язків корисно виняток насичених жирів і рафінованого цукру. Продукти з доданими цукрами знижують рівні нейротрофинов, що негативно позначається на нейропластичності. А високий вміст насичених жирів в їжі навіть гальмує відновлення мозку після черепно-мозкових травм. Серед негативних факторів, що зачіпають нейронні зв'язки: паління і стрес. Куріння і тривалий стрес останнім часом асоціюють із страждають нейродегенеративними змінами. Хоча нетривалий стрес може бути каталізатором нейропластичності. Функціонування нейронних зв'язків залежить і від сну. Можливо, навіть більше, ніж від усіх інших перерахованих факторів. Тому що сам по собі сон — "це ціна, яку ми платимо за пластичність мозку" (Sleep is the price we pay for brain plasticity. Ch. Cirelli - Ч. Цирелли).

Резюме

Як поліпшити нейронні зв'язки головного мозку? Позитивний вплив мають:
  • фізичні вправи;
  • завдання і труднощі;
  • повноцінний сон;
  • збалансована дієта.
  • Негативно впливають:
  • жирна їжа і цукор;
  • куріння;
  • тривалий стрес.
  • Мозок надзвичайно пластичний, але "ліпити" з нього щось дуже складно. Він не любить витрачати енергію на непотрібні речі. Швидше за все розвиток нових зв'язків відбувається в ситуації конфлікту, коли людина не здатна вирішити завдання відомими методами.
    18