Koneksi saraf di otak menyebabkan perilaku kompleks. Neuron adalah mesin komputasi kecil yang hanya dapat memberikan pengaruh melalui jaringan.
Kontrol elemen perilaku yang paling sederhana (misalnya, refleks) tidak memerlukan sejumlah besar neuron, tetapi bahkan refleks sering disertai dengan kesadaran seseorang akan pemicu refleks. Persepsi sadar terhadap rangsangan sensorik (dan semua fungsi sistem saraf yang lebih tinggi) bergantung pada sejumlah besar koneksi antar neuron.
Koneksi saraf membuat kita menjadi diri kita sendiri. Kualitas mereka mempengaruhi fungsi organ internal, kemampuan intelektual dan stabilitas emosional.
Pengkabelan
Koneksi saraf otak - kabel sistem saraf. Kerja sistem saraf didasarkan pada kemampuan neuron untuk memahami, memproses, dan mengirimkan informasi ke sel lain.
Informasi ditransmisikan melalui impuls saraf. Perilaku seseorang dan fungsi tubuhnya sepenuhnyatergantung pada transmisi dan penerimaan impuls oleh neuron melalui proses.
Sebuah neuron memiliki dua jenis proses: akson dan dendrit. Akson neuron selalu satu, di sepanjang itu neuron mengirimkan impuls ke sel lain. Ia menerima impuls melalui dendrit, yang mungkin ada beberapa.
Banyak (kadang-kadang puluhan ribu) akson dari neuron lain "terhubung" ke dendrit. Kontak dendrit dan akson melalui sinapsis.
Neuron dan sinapsis
Celah antara dendrit dan akson adalah sinapsis. Karena akson adalah "sumber" impuls, dendrit adalah "penerima", dan celah sinaptik adalah tempat interaksi: neuron dari mana akson berasal disebut prasinaps; neuron tempat dendrit berasal adalah postsinaptik.
Sinapsis dapat terbentuk antara akson dan badan neuron, dan antara dua akson atau dua dendrit. Banyak koneksi sinaptik dibentuk oleh tulang belakang dendritik dan akson. Duri sangat plastis, memiliki banyak bentuk, dapat dengan cepat menghilang dan terbentuk. Mereka sensitif terhadap pengaruh kimia dan fisik (cedera, penyakit menular).
Dalam sinapsis, informasi paling sering ditransmisikan melalui mediator (zat kimia). Molekul mediator dilepaskan pada sel prasinaps, melintasi celah sinaptik, dan berikatan dengan reseptor membran sel pascasinaps. Mediator dapat mengirimkan sinyal rangsang atau penghambat (inhibitor).
Koneksi saraf otak adalah koneksi neuron melaluikoneksi sinaptik. Sinapsis adalah unit fungsional dan struktural dari sistem saraf. Jumlah koneksi sinaptik adalah indikator kunci untuk fungsi otak.
Reseptor
Reseptor mengingat setiap kali mereka berbicara tentang kecanduan narkoba atau alkohol. Mengapa seseorang harus dibimbing oleh prinsip moderasi?
Reseptor pada membran pascasinaps adalah protein yang disetel ke molekul mediator. Ketika seseorang secara artifisial (dengan obat-obatan, misalnya) merangsang pelepasan mediator ke dalam celah sinaptik, sinapsis mencoba mengembalikan keseimbangan: ini mengurangi jumlah reseptor atau sensitivitasnya. Karena itu, tingkat konsentrasi alami neurotransmiter di sinaps tidak lagi berpengaruh pada struktur saraf.
Misalnya, orang yang merokok nikotin mengubah kerentanan reseptor terhadap asetilkolin, terjadi desensitisasi (penurunan sensitivitas) reseptor. Tingkat alami asetilkolin tidak cukup untuk reseptor dengan sensitivitas berkurang. Karena asetilkolin terlibat dalam banyak proses, termasuk yang terkait dengan konsentrasi dan kenyamanan, perokok tidak dapat memperoleh efek menguntungkan dari sistem saraf tanpa nikotin.
Namun, sensitivitas reseptor secara bertahap dipulihkan. Meskipun ini mungkin memakan waktu lama, sinapsis kembali normal dan orang tersebut tidak lagi membutuhkan stimulan pihak ketiga.
Pengembangan jaringan syaraf tiruan
Perubahan jangka panjang pada sarafkoneksi terjadi pada berbagai penyakit (mental dan neurologis - skizofrenia, autisme, epilepsi, penyakit Huntington, Alzheimer dan Parkinson). Koneksi sinaptik dan sifat internal neuron berubah, yang menyebabkan gangguan pada sistem saraf.
Aktivitas neuron bertanggung jawab atas perkembangan koneksi sinaptik. "Gunakan atau hilangkan" adalah prinsip di balik jaringan saraf otak. Semakin sering neuron "bertindak", semakin banyak koneksi di antara mereka, semakin jarang, semakin sedikit koneksi. Ketika neuron kehilangan semua koneksinya, ia mati.
Beberapa penulis mengungkapkan ide lain yang bertanggung jawab untuk mengatur perkembangan jaringan saraf. M. Butz menghubungkan pembentukan sinapsis baru dengan kecenderungan otak untuk mempertahankan tingkat aktivitas "biasa".
Ketika tingkat rata-rata aktivitas neuron turun (misalnya, karena cedera), neuron membangun kontak baru, dengan jumlah sinapsis, aktivitas neuron meningkat. Kebalikannya juga benar: segera setelah tingkat aktivitas menjadi lebih dari tingkat biasanya, jumlah koneksi sinaptik berkurang. Bentuk-bentuk homeostasis yang serupa sering ditemukan di alam, misalnya dalam pengaturan suhu tubuh dan kadar gula darah.
M. Boots M. Butz mencatat:
…pembentukan sinapsis baru disebabkan oleh keinginan neuron untuk mempertahankan tingkat aktivitas listrik tertentu…
Henry Markram, yang terlibat dalam proyek untuk membuat simulasi saraf otak, menyoroti prospek pengembangan industri untuk mempelajari gangguan, perbaikan, dan pengembangan sarafkoneksi. Tim peneliti telah mendigitalkan 31.000 neuron tikus. Koneksi saraf otak tikus disajikan dalam video di bawah ini.
Neuroplastisitas
Perkembangan koneksi saraf di otak dikaitkan dengan penciptaan sinapsis baru dan modifikasi sinapsis yang sudah ada. Kemungkinan modifikasi karena plastisitas sinaptik - perubahan "kekuatan" sinaps sebagai respons terhadap aktivasi reseptor pada sel pascasinaps.
Seseorang dapat mengingat informasi dan belajar berkat plastisitas otak. Pelanggaran sambungan saraf otak akibat cedera otak traumatis dan penyakit neurodegeneratif akibat neuroplastisitas tidak berakibat fatal.
Neuroplastisitas didorong oleh kebutuhan untuk berubah sebagai respons terhadap kondisi kehidupan baru, tetapi ia dapat memecahkan masalah seseorang dan menciptakannya. Perubahan kekuatan sinaps, misalnya saat merokok, juga merupakan cerminan dari plastisitas otak. Obat-obatan dan gangguan obsesif-kompulsif sangat sulit untuk dihilangkan justru karena perubahan maladaptif pada sinapsis di jaringan saraf.
Neuroplastisitas sangat dipengaruhi oleh faktor neurotropik. N. V. Gulyaeva menekankan bahwa berbagai gangguan koneksi saraf terjadi dengan latar belakang penurunan kadar neurotropin. Normalisasi tingkat neurotropin mengarah pada pemulihan koneksi saraf di otak.
Semua obat efektif yang digunakan untuk mengobati penyakit otak, terlepas dari strukturnya, jika efektif, dengan satu atau lain caramekanisme menormalkan tingkat lokal faktor neurotropik.
Optimalisasi kadar neurotropin belum dapat dicapai dengan pengiriman langsung ke otak. Tetapi seseorang secara tidak langsung dapat mempengaruhi kadar neurotropin melalui beban fisik dan kognitif.
Aktivitas fisik
Ulasan studi menunjukkan bahwa olahraga meningkatkan mood dan kognisi. Bukti menunjukkan bahwa efek ini disebabkan oleh perubahan tingkat faktor neurotropik (BDNF) dan peningkatan kesehatan kardiovaskular.
Tingkat BDNF yang tinggi telah dikaitkan dengan ukuran kemampuan spasial, memori episodik, dan verbal yang lebih baik. Tingkat BDNF yang rendah, terutama pada orang tua, telah dikaitkan dengan atrofi hipokampus dan gangguan memori, yang mungkin terkait dengan masalah kognitif yang terkait dengan penyakit Alzheimer.
Mempelajari kemungkinan pengobatan dan pencegahan Alzheimer, para peneliti sering berbicara tentang pentingnya olahraga bagi orang-orang. Jadi, penelitian menunjukkan bahwa jalan kaki secara teratur memengaruhi ukuran hipokampus dan meningkatkan daya ingat.
Aktivitas fisik meningkatkan laju neurogenesis. Munculnya neuron baru merupakan syarat penting untuk belajar kembali (mendapatkan pengalaman baru dan menghapus yang lama).
Beban kognitif
Koneksi saraf di otak berkembang ketika seseorang berada dalam lingkungan yang diperkaya dengan stimulus. Pengalaman baru adalah kunci untuk meningkatkan koneksi saraf.
Pengalaman baru- ini adalah konflik ketika masalah tidak diselesaikan dengan cara yang sudah dimiliki otak. Oleh karena itu, ia harus membuat koneksi baru, pola perilaku baru, yang dikaitkan dengan peningkatan kepadatan duri, jumlah dendrit dan sinapsis.
Mempelajari keterampilan baru mengarah pada pembentukan duri baru dan destabilisasi koneksi lama antara duri dan akson. Seseorang mengembangkan kebiasaan baru, dan kebiasaan lama menghilang. Beberapa penelitian menghubungkan gangguan kognitif (ADHD, autisme, keterbelakangan mental) dengan kelainan tulang belakang.
Duri sangat fleksibel. Jumlah, bentuk dan ukuran duri berhubungan dengan motivasi, pembelajaran dan memori.
Waktu yang diperlukan untuk mengubah bentuk dan ukurannya secara harfiah diukur dalam jam. Tapi itu juga berarti bahwa koneksi baru bisa hilang dengan cepat. Oleh karena itu, yang terbaik adalah memprioritaskan beban kognitif yang pendek tetapi sering daripada yang panjang dan jarang.
Gaya Hidup
Diet dapat meningkatkan kognisi dan melindungi koneksi saraf otak dari kerusakan, membantu pemulihan mereka dari penyakit, dan melawan efek penuaan. Kesehatan otak tampaknya terpengaruh secara positif:
- omega-3 (ikan, biji rami, kiwi, kacang-kacangan);
- kurkumin (kari);
- flavonoid (kakao, teh hijau, buah jeruk, cokelat hitam);
- vitamin B;
- vitamin E (alpukat, kacang-kacangan, kacang tanah, bayam, tepung terigu);
- kolin (ayam, sapi, telurkuning telur).
Sebagian besar produk yang terdaftar secara tidak langsung mempengaruhi neurotropin. Dampak positif dari diet ditingkatkan dengan adanya olahraga. Selain itu, pembatasan kalori sedang merangsang ekspresi neurotropin.
Untuk pemulihan dan pengembangan koneksi saraf, penting untuk mengecualikan lemak jenuh dan gula halus. Makanan dengan tambahan gula mengurangi kadar neurotropin, yang berdampak negatif pada neuroplastisitas. Dan kandungan lemak jenuh yang tinggi dalam makanan bahkan memperlambat pemulihan otak setelah cedera otak traumatis.
Di antara faktor negatif yang memengaruhi koneksi saraf: merokok dan stres. Merokok dan stres berkepanjangan baru-baru ini dikaitkan dengan perubahan neurodegeneratif. Meskipun stres jangka pendek dapat menjadi katalis untuk neuroplastisitas.
Fungsi koneksi saraf juga tergantung pada tidur. Bahkan mungkin lebih dari semua faktor lain yang terdaftar. Karena tidur itu sendiri adalah harga yang kita bayar untuk kekenyalan otak Ch. Cirelli
CV
Bagaimana cara meningkatkan koneksi saraf di otak? Dampak positif:
- olahraga;
- tugas dan kesulitan;
- selamat tidur;
- diet seimbang.
Dampak negatif:
- makanan berlemak dan gula;
- merokok;
- stres berkepanjangan.
Otaknya sangatplastik, tetapi sangat sulit untuk "memahat" sesuatu darinya. Dia tidak suka membuang energi untuk hal-hal yang tidak berguna. Perkembangan tercepat koneksi baru terjadi dalam situasi konflik, ketika seseorang tidak dapat memecahkan masalah menggunakan metode yang dikenal.
