Ciągła współpraca neuronów i synaps

Co to jest ten neuron?

Neuron to komórka pobudliwa (szybko reagująca na bodźce elektryczne i chemiczne) układu nerwowego, której zadaniem jest odbieranie, przetwarzanie i przekazywanie dalej tych właśnie bodźców.

Budowa neuronu jest prosta, składa się on z ciała komórki – które nazywa się soma, dendrytów oraz aksonu. Soma zawiera jądro komórkowe oraz większość struktur komórkowych (mówi się na nie organelle) odpowiedzialnych za metabolizm, produkcję białek oraz stan równowagi komórki. Dendryty, które wyglądają jak gałązki na drzewie, tworzą rozgałęziony system wypustek (takich wiesz, antenek) odbierających sygnały od innych neuronów. Na powierzchni dendrytów znajdują się kolce dendrytyczne i to tam często znajdują się synapsy pobudzające. Z kolei akson, który przypomina trochę kabel, jest długą wypustką, która przewodzi tak zwany potencjał czynnościowy do zakończeń presynaptycznych (mówi się na nie kolbki synaptyczne, a wyglądają jak maczugi) – tam uwalniane są neuroprzekaźniki. A te zakończenia presynaptyczne to po prostu końcówka aksonu, która znajduje się przed synapsą. Po drugiej stronie synapsy najczęściej znajduje się dendryt kolejnego neuronu. Widzisz to? Świetnie! Idziemy dalej.

Co robi neuron?

Neuron umie generować napięcie w błonie komórkowej. Nawet w stanie spoczynku jest jakby naładowaną baterią, która tylko czeka, aby z niej skorzystać. Sygnały odbierane przez dendryty wywołują w neuronie niewielkie zmiany napięcia, które mogą mieć charakter pobudzający albo hamujący.

Warto przypomnieć, że w mózgu jest od około 86 do 100 miliardów neuronów, z których każdy może tworzyć  od kilku do nawet kilkunastu tysięcy połączeń synaptycznych z innymi komórkami (a tak swoją drogą, łączna liczba synaps szacowana jest na około sto bilionów, co pokazuje jak bardzo złożona jest organizacja mózgu i jego zdolność do adaptacji i uczenia się).

Przekazywanie informacji pomiędzy neuronami odbywa się przede wszystkim za pośrednictwem synaps chemicznych. To takie miejsce komunikacji, gdzie uwalniane neuroprzekaźniki wysyłają sygnały pomiędzy neuronami, pobudzając je lub hamując ich aktywność. Ta nieustanna wymiana informacji wpływa na pracę całych biologicznych sieci neuronowych, które uczestniczą w procesach uwagi, motywacji, pamięci, emocji oraz plastyczności mózgu.

No dobrze, to już wiemy czym jest neuron. Przyjrzyjmy się jego częściom.

Soma – centrum neuronu

Soma to ciało komórki nerwowej i jej centralna część. Można powiedzieć, że jest centrum zarządzania neuronem, ponieważ to właśnie tutaj znajduje się jądro komórkowe i zachodzi wiele procesów niezbędnych do jego życia i prawidłowego funkcjonowania. Soma dba o utrzymanie równowagi całej komórki, uczestniczy w produkcji potrzebnych jej białek i pomaga integrować informacje docierające do neuronu przez dendryty. Choć poszczególne części neuronu mają swoje wyspecjalizowane zadania, soma jest jego głównym zapleczem organizacyjnym, które pomaga utrzymać całą komórkę przy życiu i w gotowości do działania. Rozumiesz? Czyli takie centrum dowodzenia. To teraz akson. Fajna nazwa.

Akson – taki jakby kabel z napięciem

Akson jest to wypustka neuronu, czyli taki właśnie kabel lub przedłużacz. Przewodzi on impuls elektryczny od somy do innych neuronów. Wyobrażasz sobie? Elektryczność w mózgu! Ale wróćmy do kwestii kabla. Długość aksonu może być bardzo różna – od ułamków milimetra w neuronach znajdujących się w korze mózgu, czyli najbardziej zewnętrznej warstwie naszego mózgu, do ponad jednego metra w neuronach ruchowych biegnących do mięśni nóg.

Ta różnorodność odzwierciedla architekturę układu nerwowego, w którym informacje muszą być przesyłane zarówno pomiędzy sąsiadującymi neuronami, jak i pomiędzy odległymi partiami organizmu.

Co ważne, neuron posiada zwykle pojedynczy akson, choć jego zakończenie może się rozgałęziać, wtedy już rzeczywiście bardziej wygląda jak właśnie taka gałąź. Masz to? To teraz dendryty.

Dendryty – gęstwiny wypustek

Dendryty też są wypustkami neuronu, ale ich zadaniem jest odbieranie sygnałów z innych neuronów za pośrednictwem synaps. W przeciwieństwie do pojedynczego aksonu neuron zazwyczaj posiada liczne dendryty, które tworzą rozbudowane drzewo dendrytyczne o złożonej architekturze. Niezwykłe jest to, że na powierzchni jednego takiego drzewa może znajdować się od kilku do nawet kilkunastu tysięcy synaps. Dzięki temu neuron może odbierać sygnały pochodzące z bardzo wielu źródeł. Jak już wspomniałam informacje docierające do dendrytów mogą mieć postać pobudzających lub hamujących sygnałów postsynaptycznych (czyli sygnałów znajdujących się za synapsą, odbieranych przez dendryty). Dendryty stanowią więc pierwszy etap integracji informacji w neuronie, a ich właściwości decydują o tym, które sygnały zostaną przekazane dalej do ciała komórki (pamiętasz somę?), a które ulegną wygaszeniu. Ostateczna decyzja o wygenerowaniu potencjału czynnościowego zapada dopiero we wzgórku aksonu.

Synapsa – tu zaczyna się rozmowa

Gdyby powiedzieć o synapsie akademicko, to jest to wyspecjalizowana struktura komórkowa umożliwiająca przekazywanie informacji między neuronami lub pomiędzy neuronem a komórką efektorową (taką, co coś wykonuje), jak komórka mięśniowa czy gruczołowa. A zupełnie prostym językiem synapsa to miejsce, w którym neuron przekazuje informację dalej. Najczęściej z zakończenia aksonu do dendrytów kolejnego neuronu. Proste.

Współczesna neurobiologia postrzega synapsę jako niezwykle dynamiczny mikroukład, którego właściwości mogą zmieniać się w odpowiedzi na doświadczenie, aktywność neuronalną oraz wpływ środowiska.

Zatem następnym razem, gdy zdobędziesz się na nowe wyzwanie, pamiętaj, że w Twoim mózgu synapsy wykonują bardzo intensywną pracę. To dzięki ich nieustannej komunikacji uczysz się i zmieniasz.

Autor: Magdalena Siatkowska