Le connessioni neurali nel cervello causano comportamenti complessi. I neuroni sono piccole macchine informatiche che possono esercitare influenza solo attraverso il networking.
Il controllo degli elementi più semplici del comportamento (ad esempio i riflessi) non richiede un gran numero di neuroni, ma anche i riflessi sono spesso accompagnati dalla consapevolezza di una persona dell'attivazione di un riflesso. La percezione cosciente degli stimoli sensoriali (e di tutte le funzioni superiori del sistema nervoso) dipende da un numero enorme di connessioni tra i neuroni.
Le connessioni neurali ci rendono quello che siamo. La loro qualità influisce sul funzionamento degli organi interni, sulle capacità intellettive e sulla stabilità emotiva.
Cablaggio
Connessioni neurali del cervello - il cablaggio del sistema nervoso. Il lavoro del sistema nervoso si basa sulla capacità di un neurone di percepire, elaborare e trasmettere informazioni ad altre cellule.
Le informazioni vengono trasmesse attraverso un impulso nervoso. Il comportamento di una persona e il funzionamento del suo corpo sono completamentedipende dalla trasmissione e dalla ricezione degli impulsi da parte dei neuroni attraverso i processi.
Un neurone ha due tipi di processi: un assone e un dendrite. L'assone di un neurone è sempre uno, è lungo di esso che il neurone trasmette gli impulsi ad altre cellule. Riceve un impulso attraverso i dendriti, di cui possono essercene diversi.
Molti (a volte decine di migliaia) assoni di altri neuroni sono "connessi" ai dendriti. Contatto tra dendriti e assoni tramite sinapsi.
Neuroni e sinapsi
Lo spazio tra il dendrite e l'assone è la sinapsi. Perché l'assone è la "fonte" dell'impulso, il dendrite è il "ricevitore", e la fessura sinaptica è il luogo di interazione: il neurone da cui proviene l'assone è detto presinaptico; il neurone da cui proviene il dendrite è postsinaptico.
Si possono formare sinapsi tra un assone e un corpo neuronale e tra due assoni o due dendriti. Molte connessioni sinaptiche sono formate dalla spina dendritica e dall'assone. Le spine sono molto plastiche, hanno molte forme, possono scomparire e formarsi rapidamente. Sono sensibili alle influenze chimiche e fisiche (lesioni, malattie infettive).
Nelle sinapsi, l'informazione viene spesso trasmessa attraverso mediatori (sostanze chimiche). Le molecole mediatrici vengono rilasciate sulla cellula presinaptica, attraversano la fessura sinaptica e si legano ai recettori di membrana della cellula postsinaptica. I mediatori possono trasmettere un segnale eccitatorio o inibitorio (inibitorio).
Le connessioni neurali del cervello sono la connessione dei neuroni attraversoconnessioni sinaptiche. Le sinapsi sono l'unità funzionale e strutturale del sistema nervoso. Il numero di connessioni sinaptiche è un indicatore chiave per la funzione cerebrale.
Recettori
I recettori ricordano ogni volta che parlano di dipendenza da droghe o alcol. Perché una persona dovrebbe essere guidata dal principio di moderazione?
Il recettore sulla membrana postsinaptica è una proteina sintonizzata sulle molecole mediatrici. Quando una persona stimola artificialmente (con farmaci, ad esempio) il rilascio di mediatori nella fessura sinaptica, la sinapsi cerca di ristabilire l'equilibrio: riduce il numero dei recettori o la loro sensibilità. Per questo motivo, i livelli di concentrazione naturale dei neurotrasmettitori nella sinapsi cessano di avere effetto sulle strutture neurali.
Ad esempio, le persone che fumano nicotina cambiano la suscettibilità dei recettori all'acetilcolina, si verifica una desensibilizzazione (diminuzione della sensibilità) dei recettori. Il livello naturale di acetilcolina è insufficiente per i recettori con sensibilità ridotta. Perché l'acetilcolina è coinvolta in molti processi, compresi quelli associati alla concentrazione e al comfort, un fumatore non può ottenere gli effetti benefici del sistema nervoso senza nicotina.
Tuttavia, la sensibilità dei recettori viene gradualmente ripristinata. Sebbene ciò possa richiedere molto tempo, la sinapsi torna alla normalità e la persona non ha più bisogno di stimolanti di terze parti.
Sviluppo di reti neurali
Cambiamenti neurali a lungo terminele connessioni si verificano in varie malattie (mentali e neurologiche - schizofrenia, autismo, epilessia, malattie di Huntington, Alzheimer e Parkinson). Le connessioni sinaptiche e le proprietà interne dei neuroni cambiano, il che porta all'interruzione del sistema nervoso.
L'attività dei neuroni è responsabile dello sviluppo delle connessioni sinaptiche. "Usalo o perdilo" è il principio alla base delle reti neurali del cervello. Più spesso i neuroni "agiscono", più connessioni tra di loro, meno spesso, meno connessioni. Quando un neurone perde tutte le sue connessioni, muore.
Alcuni autori esprimono altre idee che sono responsabili della regolazione dello sviluppo delle reti neurali. M. Butz collega la formazione di nuove sinapsi con la tendenza del cervello a mantenere un livello "normale" di attività.
Quando il livello medio di attività dei neuroni diminuisce (ad esempio, a causa di una lesione), i neuroni costruiscono nuovi contatti, con il numero di sinapsi, l'attività dei neuroni aumenta. È vero anche il contrario: non appena il livello di attività diventa superiore al livello abituale, il numero di connessioni sinaptiche diminuisce. Forme simili di omeostasi si trovano spesso in natura, ad esempio, nella regolazione della temperatura corporea e dei livelli di zucchero nel sangue.
M. Boots M. Butz ha notato:
…la formazione di nuove sinapsi è dovuta al desiderio dei neuroni di mantenere un determinato livello di attività elettrica…
Henry Markram, che è coinvolto in un progetto per creare una simulazione neurale del cervello, evidenzia le prospettive per lo sviluppo di un'industria per studiare l'interruzione, la riparazione e lo sviluppo di neuroniconnessioni. Il team di ricerca ha già digitalizzato 31.000 neuroni di ratto. Le connessioni neurali del cervello di ratto sono presentate nel video qui sotto.
Neuroplasticità
Lo sviluppo delle connessioni neurali nel cervello è associato alla creazione di nuove sinapsi e alla modifica di quelle esistenti. La possibilità di modifiche è dovuta alla plasticità sinaptica, un cambiamento nel "potere" della sinapsi in risposta all'attivazione dei recettori sulla cellula postsinaptica.
Una persona può ricordare informazioni e imparare grazie alla plasticità del cervello. La violazione delle connessioni neurali del cervello dovuta a lesioni cerebrali traumatiche e malattie neurodegenerative dovute alla neuroplasticità non diventa fatale.
La neuroplasticità è guidata dalla necessità di cambiare in risposta a nuove condizioni di vita, ma può sia risolvere i problemi di una persona che crearli. Un cambiamento nel potere delle sinapsi, ad esempio, quando si fuma, è anche un riflesso della plasticità cerebrale. Le droghe e il disturbo ossessivo-compulsivo sono così difficili da eliminare proprio a causa del cambiamento disadattivo nelle sinapsi nelle reti neurali.
La neuroplasticità è fortemente influenzata da fattori neurotrofici. N. V. Gulyaeva sottolinea che vari disturbi delle connessioni neurali si verificano sullo sfondo di una diminuzione dei livelli di neurotrofine. La normalizzazione del livello delle neurotrofine porta al ripristino delle connessioni neurali nel cervello.
Tutti i farmaci efficaci usati per curare le malattie del cervello, indipendentemente dalla loro struttura, se sono efficaci, lo sono in un modo o nell' altromeccanismo normalizza i livelli locali dei fattori neurotrofici.
Non è ancora possibile ottenere l'ottimizzazione dei livelli di neurotrofina mediante la somministrazione diretta al cervello. Ma una persona può influenzare indirettamente i livelli di neurotrofine attraverso carichi fisici e cognitivi.
Attività fisica
Recensioni di studi mostrano che l'esercizio migliora l'umore e la cognizione. L'evidenza suggerisce che questi effetti sono dovuti a livelli alterati del fattore neurotrofico (BDNF) e al miglioramento della salute cardiovascolare.
Alti livelli di BDNF sono stati associati a migliori misure di capacità spaziale, memoria episodica e verbale. Bassi livelli di BDNF, soprattutto negli anziani, sono stati correlati con atrofia dell'ippocampo e deterioramento della memoria, che possono essere correlati a problemi cognitivi associati al morbo di Alzheimer.
Studiando le possibilità per il trattamento e la prevenzione dell'Alzheimer, i ricercatori parlano spesso dell'indispensabilità dell'esercizio per le persone. Quindi, gli studi dimostrano che camminare regolarmente influisce sulle dimensioni dell'ippocampo e migliora la memoria.
L'attività fisica aumenta il tasso di neurogenesi. La comparsa di nuovi neuroni è una condizione importante per il riapprendimento (acquisire nuove esperienze e cancellare quella vecchia).
Carichi cognitivi
Le connessioni neurali nel cervello si sviluppano quando una persona si trova in un ambiente arricchito di stimoli. Nuove esperienze sono la chiave per aumentare le connessioni neurali.
Nuova esperienza- questo è un conflitto quando il problema non viene risolto con i mezzi che il cervello ha già. Pertanto, deve creare nuove connessioni, nuovi modelli di comportamento, che sono associati a un aumento della densità delle spine, del numero di dendriti e delle sinapsi.
L'apprendimento di nuove abilità porta alla formazione di nuove spine e alla destabilizzazione delle vecchie connessioni tra spine e assoni. Una persona sviluppa nuove abitudini e quelle vecchie scompaiono. Alcuni studi collegano i disturbi cognitivi (ADHD, autismo, ritardo mentale) con anomalie spinali.
Le spine sono molto flessibili. Il numero, la forma e le dimensioni delle spine sono associati a motivazione, apprendimento e memoria.
Il tempo necessario per cambiarne forma e dimensione si misura letteralmente in ore. Ma significa anche che le nuove connessioni possono scomparire altrettanto rapidamente. Pertanto, è meglio dare la priorità ai carichi cognitivi brevi ma frequenti rispetto a quelli lunghi e rari.
Stile di vita
La dieta può migliorare la cognizione e proteggere le connessioni neurali del cervello dai danni, aiutare nel loro recupero dalla malattia e contrastare gli effetti dell'invecchiamento. La salute del cervello sembra essere influenzata positivamente:
- omega-3 (pesce, semi di lino, kiwi, noci);
- curcumina (curry);
- flavonoidi (cacao, tè verde, agrumi, cioccolato fondente);
- Vitamine del gruppo B;
- vitamina E (avocado, noci, arachidi, spinaci, farina di frumento);
- colina (pollo, vitello, uovotuorli).
La maggior parte dei prodotti elencati influisce indirettamente sulle neurotrofine. L'impatto positivo della dieta è rafforzato dalla presenza di esercizio. Inoltre, una moderata restrizione calorica stimola l'espressione delle neurotrofine.
Per il ripristino e lo sviluppo delle connessioni neurali, è utile escludere i grassi saturi e gli zuccheri raffinati. Gli alimenti con zuccheri aggiunti riducono i livelli di neurotrofina, che influisce negativamente sulla neuroplasticità. E l' alto contenuto di grassi saturi negli alimenti rallenta persino il recupero del cervello dopo lesioni cerebrali traumatiche.
Tra i fattori negativi che influenzano le connessioni neurali: fumo e stress. Il fumo e lo stress prolungato sono stati recentemente associati a cambiamenti neurodegenerativi. Anche se lo stress a breve termine può essere un catalizzatore di neuroplasticità.
Il funzionamento delle connessioni neurali dipende anche dal sonno. Forse anche più di tutti gli altri fattori elencati. Perché il sonno stesso è il prezzo che paghiamo per la plasticità cerebrale Ch. Cirelli
CV
Come migliorare le connessioni neurali nel cervello? Impatto positivo:
- esercizio;
- compiti e difficoltà;
- buon sonno;
- dieta equilibrata.
Impatto negativo:
- cibo grasso e zucchero;
- fumare;
- stress prolungato.
Il cervello è estremamenteplastica, ma è molto difficile "scolpirne" qualcosa. Non gli piace sprecare energie in cose inutili. Lo sviluppo più rapido di nuove connessioni si verifica in una situazione di conflitto, quando una persona non è in grado di risolvere il problema utilizzando metodi noti.
