Как формируются связи в головном мозге

Сегодня наша рубрика про головной мозг посвящена теоретическим данным о том, как формируются связи в головном мозге. Как только нейроны достигают своего конечного местоположения, они должны установить правильные связи, чтобы появилась определенная функция, например, такая как зрение или слух. Нейроны – это клетки нервной системы, которые передают информацию другим нервным клеткам, мышцам или железам. У большинства нейронов есть клеточное тело, аксон и дендриты. Тело клетки содержит ядро и цитоплазму. Аксон простирается от тела клетки и часто дает начало множеству более мелких ветвей, прежде чем заканчивается нервными окончаниями. Дендриты простираются от тела нейронной клетки и получают сообщения от других нейронов. Синапсы – это точки контакта, где один нейрон общается с другим. Дендриты покрыты синапсами, образованными концами аксонов других нейронов. В отличие от индукции, пролиферации и миграции, которые происходят внутри во время развития плода, следующие фазы развития мозга все больше зависят от взаимодействия с окружающей средой. После рождения и за его пределами такие действия, как прослушивание голоса, реагирование на игрушку и даже реакция, вызванная температурой в комнате, приводят к большему количеству связей между нейронами. Нейроны становятся взаимосвязанными благодаря: (1) росту дендритов (2) росту аксонов Аксоны позволяют развивать связи между нейронами на значительных расстояниях, иногда на противоположной стороне мозга. В случае моторных нейронов аксон может перемещаться от спинного мозга до мышц стопы. Конусы роста, расширения на кончике аксона, активно исследуют окружающую среду, поскольку они ищут свое точное предназначение. Исследователи обнаружили много специальных молекул, которые помогают направлять рост конусов. Некоторые молекулы лежат на клетках, соприкасающихся с ростовыми конусами, тогда как другие высвобождаются из источников, обнаруженных вблизи ростовых конусов. Конусы роста, в свою очередь, несут молекулы, которые служат рецепторами для сигналов окружающей среды. Связывание определенных сигналов с рецепторами говорит конусу роста, двигаться ли вперед, останавливаться, отдаляться или менять направление. Эти сигнальные молекулы включают белки с такими названиями, как нетрин, семафорин и эфрин. В большинстве случаев это семейства родственных молекул; Например, исследователи определили по меньшей мере пятнадцать семафоринов и по меньшей мере девять эфринов. Возможно, самым замечательным открытием является то, что большинство этих белков являются общими для многих организмов – червей, насекомых и млекопитающих, включая людей. Каждое семейство белков у мух или червей меньше, чем у мышей или людей, но его функции очень похожи. В результате стало возможным использовать более простых животных в качестве экспериментальных моделей для получения знаний, которые можно применять непосредственно к людям. Например, первый нетрин был обнаружен у червя, и было показано, что он направляет нейроны вокруг «нервного кольца червя». Позже было обнаружено, что нетрины позвоночных направляют аксоны вокруг спинного мозга млекопитающих. Рецепторы нетринов были затем обнаружены у червей, открытие, которое оказалось бесценным при поиске соответствующих и связанных человеческих рецепторов. Как только аксоны достигают своих целей, они образуют связи с другими клетками в синапсах. В синапсе электрический сигнал передающего аксона передается химическими нейротрансмиттерами на принимающие дендриты другого нейрона, где они могут либо провоцировать, либо предотвращать генерацию нового сигнала. Регулирование этой передачи в синапсах и интеграция входов из тысяч синапсов, которые получает каждый нейрон, ответственны за поразительную способность мозга обрабатывать информацию. Чтобы обработка происходила правильно, соединения должны быть очень специфичными. Некоторая специфичность проистекает из механизмов, которые направляют каждый аксон в нужную область цели. Дополнительные молекулы способствуют распознаванию цели, когда аксон выбирает подходящий нейрон. Они часто также определяют правильную часть цели, как только аксон прибывает к месту назначения. За последние несколько лет было идентифицировано несколько таких молекул распознавания. Дендриты также активно участвуют в процессе инициации контакта с аксонами и рекрутирования белков на «постсинаптическую» сторону синапса. Исследователи успешно определили способы, которыми синапс дифференцируется после установления контакта. Крошечная часть аксона, которая контактирует с дендритом, становится специализированной для высвобождения нейротрансмиттеров, а крошечная часть дендрита, которая принимает контакт, становится специализированной для приема и реагирования на сигнал. Специальные молекулы проходят между отправляющей и получающей ячейками, чтобы гарантировать, что контакт сформирован должным образом и что специализации отправителя и получателя точно совпадают. Эти процессы гарантируют, что синапс может передавать сигналы быстро и эффективно. Наконец, другие молекулы координируют созревание синапса после его формирования, чтобы он мог приспосабливаться к изменениям, которые происходят по мере взросления нашего тела и изменения нашего поведения. В настоящее время считается, что дефекты некоторых из этих молекул делают людей восприимчивыми к таким расстройствам, как аутизм. Потеря других молекул может лежать в основе деградации синапсов, которая происходит во время старения. Комбинация сигналов также определяет тип нейротрансмиттеров, которые нейрон будет использовать для связи с другими клетками. Для некоторых клеток, таких как двигательные нейроны, тип нейротрансмиттера является фиксированным, но для других нейронов это не так. Ученые обнаружили, что, когда некоторые незрелые нейроны содержатся в чашке без других типов клеток, они производят нейротрансмиттер норэпинефрин. Напротив, если те же нейроны поддерживаются определенными клетками, такими как сердечная или сердечная ткань, они продуцируют нейротрансмиттер ацетилхолин. Подобно тому, как гены включают и выключают сигналы, регулирующие развитие специализированных клеток, подобный процесс приводит к производству специфических нейротрансмиттеров. Многие исследователи полагают, что на сигнал о включении гена и, следовательно, на окончательное определение химических мессенджеров, которые вырабатывает нейрон, влияют факторы, происходящие из расположения самого синапса. Статья подготовлена на основе информации на сайте BrainFacts.org. #коуч #coaching #ICIYA #coachforkids #коучингподростков #детскийкоучинг #программадетскийиподростковыйкоучинг #коучинг #coach #институткоучинга #дети #подростки #воспитаниедетей #воспитание #семья #россия #москва #мозг #головноймозг #развитиемозга #нейроны #связи #нейронныесвязи #информация