Technologijų pažanga atvėrė naujas galimybes stebėti ir paveikti žmogaus smegenis. Šiandien mokslininkai ir inžinieriai kuria įrenginius, kurie gali prisijungti prie neuronų, matuoti jų aktyvumą ir netgi perduoti informaciją tiesiai į smegenis. Ši sritis sparčiai vystosi ir žada didelį proveržį neurodegeneracinių ligų gydyme, reabilitacijoje ir net kasdieniniame gyvenime.
Sinapsės schema, iliustruojanti neuronų sąveiką.
Neuronų tarpusavio komunikacija ir atmintis
Smegenų ląstelės bendradarbiauja dėka ypatingų molekulių - receptorių, kurie praleidžia jonus ląstelės viduje ir išorėje. Jonai taip pat įtakoja receptorių veiklą. Atminčiai sužadinti reikia, kad suaktyvėtų skirtingų tipų receptoriai sinapsėse.
Neuronai tarpusavyje komunikuoja siųsdami į sinapsę gliutaminą, kuris 'suriša' NMDA receptorius budinčiame neurone. Kalcio jonų srovė NMDA receptoriuose atlieka pagrindinę funkciją. Jeigu budintis neuronas yra stipriai sužadintas, magnio jonai yra išstumiami iš NR1/2A receptorių, kurie priklauso NMDA receptorių grupei. Tada kalcio jonai gali laisvai pasiekti budintį neuroną sinapsėje, o to rezultatas - atminties kodas.
Kitas NMDA receptorių tipas, kuris, manoma, padeda formuoti atmintį, yra NR1/2D. NR1/2A receptoriai turi būti smarkiai sužadinti, kad kalcio jonai prasiskverbtų pro membraną, o NR1/2D receptoriai reaguoja ir į silpnesnius signalus. Šiuose receptoriuose magnis veikia kaip ‘magnetiškai laidus˙ jonas, o tai reiškia, kad jis gali tekėti receptoriaus kanalu ir neužstrigti jo viduje.
Detalūs tyrimai apie tai, kaip veikia NMDA receptoriai, padėtų efektyviau gydyti šizofreniją, Alzhaimerio ligą ir insultą.
Elektroencefalografija (EEG) - neinvazinis smegenų stebėjimo metodas
Neinvazinis smegenų stebėjimas vykdomas keliais skirtingais metodais, tačiau populiariausias tarp jų - elektroencefalografija (EEG). Šis metodas leidžia matuoti signalus, kuriuos skleidžia žmogaus smegenis sudarantys neuronai, ir yra pigesnis bei patogesnis nei alternatyvos. Prie žmogaus galvos prijungiami išoriniai elektrodai, o iš gautų signalų sprendžiama apie smegenų aktyvumą bei būklę.
Pasaulinės prognozės rodo, kad EEG prietaisai ir toliau populiarės bei bus naudojami įvairių sutrikimų nustatymui, taip pat tokių ligų kaip epilepsija nuolatiniam stebėjimui ir gydymui. EEG grįžtamojo ryšio naudojimas atveria galimybes efektyviai neuroreabilitacijai po traumų ar širdies smūgių.
EEG tyrimas, naudojamas smegenų aktyvumui matuoti.
EEG technologijos pritaikymas
- Įvairių sutrikimų nustatymui.
- Tokių ligų kaip epilepsija nuolatiniam stebėjimui ir gydymui.
- Neuroreabilitacijai po traumų ar širdies smūgių.
- Kriminalistikoje.
„Dabartiniai išmanieji telefonai ir laikrodžiai reaguoja į žmogaus kūno signalus, tačiau EEG technologija gali fiksuoti smegenų signalus ir teikti žymiai gilesnes įžvalgas apie jo būseną bei pasiūlyti žmogui tai, ko jam tuo metu labiausiai trūksta“, - pasakoja O. Putkis. Pavyzdžiui, tokiu prietaisu jau dabar galima užfiksuoti signalą, kada žmogaus smegenys patiria stresą, kada jos patiria ramybę, būdravimą ar miego fazę, o ateityje, tikėtina, šių signalų bus fiksuojama vis daugiau.
Psichoaktyviosios medžiagos ir smegenų veikla
Smegenų veiklą veikia labai daug medžiagų - tarp jų ir tokie elementarūs kasdieniai produktai kaip kava ar bandelė su cinamonu bei įvairaus pobūdžio vaistai. Paveikti smegenis yra labai paprasta, užtenka to, kad signalo perdavimas tarp neuronų įvyktų ne taip, kaip visada.
Neuronai gali perduoti informaciją ir cheminiu, ir elektriniu būdu. „Kai gauname signalą, jis dažniausiai perduodamas molekulėmis arba cheminėmis medžiagomis. Tuomet jis yra perduodamas elektriniu būdu per aksoną, kurio pabaigoje turime tokius terminalus, iš kurių išeina molekulės, perduodančios signalą toliau. Tarpas tarp vieno neurono aksono galo ir kito neurono dendritų yra vadinamas sinapse. Neuronas, kuris perduoda signalą, turi krepšelį, pilną cheminių medžiagų, vadinamų neurotransmiteriais. Kai neuronas turi perduoti signalą, tas krepšelis, pilnas cheminių medžiagų, priartėja prie terminalo krašto, atsidaro, o tuomet visos viduje esančios cheminės medžiagos - neurotransmiteriai - patenka į sinapsę. Taigi neuronai tarpusavyje komunikuoja neurotransmiteriais - vienas neuronas juos išmeta, kitas pagauna. Tačiau šiuos transmiterius reikia ir panaikinti.
Neurotransmiteriai yra cheminės medžiagos, susidedančios iš įvairių molekulinių struktūrų. Nors chemiškai jie visi yra unikalūs, tačiau jų struktūra yra labai panaši. „Turime neuroną, neurotransmiterį ir receptorių. Yra daug neurotransmiterių rūšių, tačiau dar daugiau receptorių. Nuo kiekvienos iš jų kombinacijų priklauso, koks bus efektas. Tų efektų yra du pagrindiniai pobūdžiai. Yra agonistai - visos cheminės dalelės, kurios, susijungusios su receptoriumi, padidins jo turimą efektą, o antagonistai blokuos to receptoriaus veiklą.
tags: #neuronai #gali #buti #prisijunge #prie