За част от секундата ние предизвикваме мисли, изпитваме усещания и реагираме на нашия непрекъснато променящ се свят. Бързите изблици на мозъчна активност ни дават тези способности и са ни позволили да надхитрим хищниците, да пишем поезия и дори да съзерцаваме природата на нашето съществуване.
Но как мозъчните клетки изпращат съобщения?
Първата стъпка в този процес на изпращане на съобщения е потенциал за действие, или вълна от електричество, задействана в нервната клетка или неврона. Невроните в мозъка, гръбначния мозък и останалата част от тялото обикновено изпращат съобщения по същия начин.
Винаги, когато има нещо, на което трябва да обърнете внимание – например звукът на звънеца на вратата – рецепторите във вашите сетивни органи активират нервните клетки, водещи до мозъка. Малки тунели в мембраните на невроните се отварят, позволявайки на положително заредени молекули или йони да изтекат в клетката.
Свързани: Мистериозни спирални сигнали в човешкия мозък може да са ключови за нашето познание
Тези заредени частици се вълнуват по мембраната на клетката, подобно на това как електроните преминават през проводници в електрически устройства. Този електрически сигнал преминава от мембраната на клетката в нейния аксон, дълга, подобна на опашка структура, която стърчи от тялото на клетката. Този аксон е отделен от аксона на следващата нервна клетка в комуникационната верига чрез празнина, наречена синапс.
Когато този електрически импулс достигне края на аксона, невронът освобождава химикали, наречени невротрансмитери, в синапса. Химикалите се скитат през празнината и се придържат към специфични рецептори на следващия неврон. Ако достатъчно рецептори са включени, приемащият неврон може да генерира собствен потенциал за действие и да предаде съобщението на други неврони в мрежата.
Тъй като само клетките, които са свързани чрез синапс, могат да комуникират чрез невротрансмитери, те могат да се смятат за „тайни съобщения“, откриваеми в този момент само от тези два неврона, а не от тези около тях, Майк Лудвигпрофесор по неврофизиология в Университета на Единбург във Великобритания, каза пред Live Science.
Но невроните също могат да излъчват „публични съобщения“, каза Лудвиг.
Невроните правят това, като освобождават малки протеинови фрагменти, т.нар невропептиди, през техните клетъчни мембрани. Потенциалите за действие задействат освобождаването на невропептид, но вместо да преминават нанометри до следващия неврон, както правят невротрансмитерите, невропептидите предприемат дълго пътуване из мозъка. Плавайки около течността, която заобикаля мозъка, те в крайна сметка се свързват с рецептори в отдалечени области на мозъка. Този тип комуникация е много по-бавна от синаптичната сигнализация, но има далечни ефекти.
„Това, което е важно, не е толкова самата сигнална молекула, а разпределението на нейния рецептор“ или къде се намира в мозъка, каза Лудвиг. При проучвания върху животни, когато учените променят местоположението и плътността на определени рецептори, това променя поведението на животните. Това предполага, че мислите и действията разчитат не само на нервните клетки, които са пряко свързани, но и на чувствителността на различни мозъчни клетки към далеч достигащи невропептиди.
Вземете невропептида окситоцин, т. нар. социален хормон. Окситоцинът се освобождава в мозъците на прерийните полевки (Microtus ochrogaster), когато се чифтосват и улеснява образуването на a моногамна връзка. Когато изследователите блокират неговия рецептор, животните показват по-малък интерес към сдвояване. И ако рецепторът е свръхекспресиран, което означава, че има необичайно голям брой, женските животни са по-нетърпеливи да се установят с избрания от тях партньор.
Свързани: 6 интересни ефекта на окситоцина
Изглежда, че окситоцинът насърчава романтичните и семейните отношения и при хората. Майките с по-високи нива на хормона веднага след раждането показват по-силна привързаност на техните новородени, отколкото тези с по-ниски нива, и влюбвам се е свързано с прилив на окситоцин.
По същия начин, друг невропептид, алфа-меланоцит стимулиращ хормон (алфа-MSH), изглежда потиска апетита и стимулира сексуалното желание както при лабораторни животни, така и при хора. Лекарствата, които активират същия рецептор като алфа-MSH, намаляват апетита на индивида за храна, но повишаване на сексуалния апетиткоето предполага, че гладът и сексуалното влечение се контролират от припокриващи се мозъчни вериги.
Учените са идентифицирали повече от 100 човешки невропептиди които засягат безброй поведения. Но учените подозират, че има още много неща за разкриване въз основа на над 1000 предсказани пептида в човешкия геном.
Формите на невронна комуникация на къси и далечни разстояния могат да си взаимодействат. Появяващите се доказателства сочат това невропептидите играят роля в синаптичната пластичност, или способността на невроните да променят колко силно се активират в отговор на различни преживявания. Синаптичната пластичност формира основата на ученето – всеки път, когато учите за изпит, например, синапсите, където се съхранява тази памет, стават малко по-силни.
Невропептидите също могат да повлияят на неврон чувствителност към невротрансмитери и, от своя страна, влияе върху това колко вероятно е да генерира свой собствен потенциал за действие в отговор на други. Изглежда, че „обществените излъчвания“ на мозъка могат да повлияят на личните разговори на клетките.