Το Ανθρώπινο Νευρικό Σύστημα. Μέρος Πρώτο: Το συγκεκριμένο μήνυμα που μεταφέρεται από ένα νευρικό σήμα έχει σαν μοναδικό του χαρακτηριστικό την συγκεκριμένη διαδρομή του μέσα στο προσωπικό μας νευρικό δίκτυο

Της Δήμητρας Σπανού Χημικού

 

Η συμπεριφορά σαν αποτέλεσμα της φυσιολογίας και της λειτουργίας του νευρικού συστήματος

Όταν μιλάμε για το Ανθρώπινο Νευρικό Σύστημα, ( τη φυσιολογία του και τη λειτουργία του), καλό θα είναι  να έχουμε στο νού μας, ότι πολύ πρόσφατα συνδέθηκε (επιτέλους) με την ανθρώπινη συμπεριφορά.  Ψυχολόγοι και Ψυχίατροι του περασμένου αιώνα,   δεν είχαν καν σκεφθεί πως η δομή του εγκεφάλου και η μορφολογία του μπορεί να συνδέεται με την  λειτουργία του και κατ επέκταση με την γενικότερη συμπεριφορά του ατόμου. 

Πρώτος ο βρετανούς Ψυχολόγος Frederic C Bartlett (1886-1969) στην μελέτη της λειτουργίας της μνήμης και της συμπεριφοράς πρόσθεσε μια φυσιοκρατική διάσταση σε αυτή.

  

 H Rita Levi Montalcini μελέτησε τους νευρώνες και τιμηθηκε με βραβεό Νόμπελ, ενώ ο B. Katz εφάρμωσε την ιοντική θεωρία στην συναπτική διαβίβαση

Στα σημερινά όμως σύγχρονα ψυχιατρικά νοσηλευτικά ιδρύματα οι παντός τύπου εξετάσεις -αναλύσεις  (αίματος, ούρων, εγκεφαλογραφήματα αξονικές τομογραφίες κ.α.) είναι απόλυτα απαραίτητες για να αποφανθούν οι ειδικοί για την ψυχική κατάσταση του εξεταζόμενου. Το σώμα και η κατάστασή του απεικονίζει συνήθως την ψυχολογία και την συμπεριφορά και δίνει  τις ενδείξεις για την διεξαγωγή συμπερασμάτων

 

Πως όμως επικοινωνούμε με το περιβάλλον μας, πως μαθαίνουμε 

   

πως επηρεαζόμαστε από το περιβάλλον       και      πως επιλέγουμε τις απόψεις μας τις δράσεις μας και τις συμπεριφορές μας;

Ανθρώπινο Νευρικό Σύστημα
Γιά όλα αυτά που αφορούν την προσωπικότητα και την συμπεριφορά μας η απάντηση βρίσκεται στο εκπληκτικότερο δημιούργημα της μέχρι τωρα γνωστής μας δημιουργίας που λέγεται Ανθρώπινο Νευρικό Σύστημα

   

Το νευρικό Σύστημα του Ανθρώπου αναπτύσεται από τα πρώτα στάδια της εμβρυικής ηλικίας. Αναπτύσσεται με μια σειρά από τακτικά βήματα όπως κάθε μόρφωμα στο σώμα. Ο πρώτος τύπος  νευρικών κυττάρων οι λέγονται νευρώνες και μεταφέρουν νευρικά σήματα ξεκινούν την ανάπτυξή τους από ορισμένα σημεία του σώματος (η μια κατηγορία που είναι οι αισθητικοί) και καταλήγουν σε περιοχές του νωτιαίου μυελού ή του εγκεφάλου. Άλλοι αντίστροφα που ξεκινούν (αναφύονται) από περιοχές του εγκεφάλου ή του νωτιαίου καταλήγουν σε συγκεκριμένα σημεία του σώματος και  αυτοί είναι οι κινητικοί. 

Η ανάπτυξη των νευρώνων  μέσα στο σώμα και πορεία που ακολουθούν κατά την ανάπτυξή τους (δηλαδή οι συγκεκριμένες κατευθύνσεις τους) έως τον τελικό τους προορισμό είναι αποτέλεσμα μιας ιδιότητας των κυττάρων που λέγεται χημειοταξία

Πρωτείνες που συνήθως κατευθύνονται στην επιφάνεια του κυττάρου (και όπως όλες οι πρωτείνες , είναι αποτέλεσμα μεταγραφής γονιδίων του DNA )   δημιουργούνται όχι σε μια τυχαία στιγμή αλλά σε μια συγκεκριμένη περίοδο ανάπτυξης του κυττάρου. Αυτές καθορίζουν την ανάπτυξη του κυττάρου - νευρώνα _ προς την μια ή την άλλη κατεύθυνση. Αυτό εξαρτάται, από τις χημικές ουσίες που συναντούν στην πορεία τους, που άλλες φορές τα έλκουν ( οπότε οι νευρώνες ανατύσσονται προς τα εκεί), κι άλλες τα απωθούν (οπότε απομακρύνονται από αυτές τις ουσίες).  Θετική και αρνητική χημειοταξία

Αυτές οι χημικές ουσίες βρίσκονται συνήθως είτε

1. στα νευραγλοιακά κύτταρα που είναι η άλλη κατηγορία των νευρικών κυττάρων. 

Αυτά εκτός από το να κατευθύνουν τους νευρώνες 

έχουν κι άλλες σημαντικές δραστηριότητες όπως να στηρίζουν να απομομώνουν και να  μονώνουν τους νευρώνες, ακόμα να ρυθμίζουν συγκεντρώσεις ιόντων Καλίου Νατρίου έξω από τους νευρώνες, να απομακρύνουν ουσίες, να ελέγχουν τις ουσίες που θα φτάσουν στον εγκέφολο. Αλλά δεν μεταφέρουν χημικό σήμα. 

ή

 2. σε χημικά μόρια της εξωκυττάριας ουσίας αλλά και μόρια των διαφόρων ιστών  (Αν δεν βρεθούν στον δρόμο τους νευραγλοιακά κύτταρα για να τους κατευθύνουν), 

Η ανάπτυξη των νευρώνων του αανθρώπινου εγκεφάλου

Όσο αναπτύσσονται οι νευρώνες  (νευροβλάστες),    αναπτύσσουν εν τω μεταξύ μοριακούς δείκτες  (περιοχές πρωτεινών χημικής αναγνώρισης) ώστε να  επικοινωνούν και να αποφασίζουν την πορεία τους μέσα στον εγκέφαλο και το σώμα με την αλληλοεπίδραση  και

  βάσει της χημειοσυγγένειας που έχουν . 

 

Η μελέτη του χημειοτακτισμού στην μετανάστευση κυττάρων απασχολησε τους επιστήμονες τις τελευταίες δεκαετίες

 

Δηλαδή , αυτό που καθορίζει την πορεία και εξέλιξη του κάθε νευρώνα είναι η χημειοσυγγένεια

Τα μόρια κυτταρικής προσκόλλησης (Cell Adhesion Molecules, CAMs) πρωτείνες που εκφράζονται στην επιφάνεια νευρώνων έχουν σαν αποτέλεσμα παίζουν ρόλο στην διαδικασία της προσκόλησης κυττάρων μεταξύ τους αλλά και κυττάρων με την εξωκυττάρια ουσία και δραστηριοποιούνται όταν ο νευρώνας αυξάνεται και προχωρεί . Χωρίζονται σε τέσσερις κυρίως οικογένειες πρωτεϊνών,  που ανήκουν στην υπεροικογένεια των ανοσοσφαιρινών  στις σελεκτίνες, στις ιντεγκρίνες και στις καντερίνες. 

Πρωτείνες της των νευραγλοιακών κυττάρων ή των γειτονικών μορίων όπως ανοσοσφαιρίνες καντερίνες Ν , ιντεργκίνες βοηθούν τις αλληλοεπιδράσεις μεταξύ των νευρώνων και του περιβάλλοντος και καθορίζουν την πορεία του.

Η εξέλιξη του κάθε νευρώνα και η διαφοροποίησή του είναι  προδιαγεγραμμένη ,από την σειρά της κυτταρικής διαίρεσης, των αρχικών βλαστικών κυττάρων. Αλλά και από,

Γεγονότα τόσο μέσα στο έμβρυο όσο και στο περιβάλλον που 

1. ενεργοποιούν συγκεκριμένα γονίδια  του νευρώνα

2. επηρρεάζουν το εξωκυττάριο περιβάλλον που καταλήγει στην δημιουργία ή την διάχυση διαφόρων ουσιών  μπορεί επηρρεάσουν την ανάπτυξη , την κατεύθυνση και την διαφοροποίηση που θα έχει ο κάθε νευρώνας. 

Είναι γνωστό άλλωστε πόσο επηρεάζει το έμβρυο η περίοδος της εγκυμοσύνης της μητέρας

Όταν ολοκληρωθεί η ανάπτυξη των νευρώνων δημιουργούνται οι νευρωνικές συνδέσεις (συνάψεις)  βάσει αντιστοίχων παραγόντων, και δημιουργείται ένα αρχικό νευρωνικό δίκτυο.

 

Η επίδραση του εξωτερικού και εσωτερικού περιβάλλοντος στους νευρώνες

Στην συνέχεια αντίστοιχοι παράγοντες τροφικοί, διακυτταρικά σήματα, καθώς και αισθητικές και κοινωνικές εμπειρίες από το περιβάλλον, επιδρούν σε ολόκληρο το νευρικό σύστημα και τροποποιούν τις δραστηριότητές του και αναδιατάσσοντας τις  διασυνδέσεις μεταξύ των νευρώνων και μετατρέποντας άλλες από τις αρχικές συνδέσεις σε πιο σταθερές κι άλλες  σε μη λειτουργικές.

Καταλαβαίνουμε λοιπόν πόσο μεγάλη είναι η σημασία της παιδικής και νεανικής ηλικίας

Στην ενίσχυση και σταθεροποίηση κάποιων συνάψεων (με την ταυτόχρονη εξασθένηση κάποιων άλλων ανταγωνιζόμενων)  παίζουν ρόλο επίσης κάποιες χημικές ουσίες που θα τις γνωρίσουμε αργότερα σαν δεύτερους 

αγγελιοφόρους . Δεν γνωρίζουμε ακόμα πως ακριβώς συμβαίνει, αλλά υπάρχει η υποψία ότι όταν το νευρικό κύτταρο εκπολώνεται, ελευθερώνεται κάποιος αυξητικός παράγοντας στο  επόμενο κύτταρο που ενισχύει την σύνδεση. Λογικά όσο περισσότερο λειτουργούν κάποιες νευρικές οδοί, τόσο ισχυρότερες γίνονται οι συνδέσεις μεταξύ νευρώνων και ινών .

 Είναι που λέμε "Επανάληψη μήτηρ πάσης μαθήσεως"

 

Οι νευρώνες του ανθρώπου που φτάνουν τα 1011 (στα ασπόνδυλα μιλάμε για κάποιες δεκάδες χιλιάδες ενώ στα ποντίκια φτάνουν τους 1010 )

επειδή έχουν μια ειδική διαμόρφωση, δηλαδή σχηματίζουν αποφυάδες με τις οποίες συνδέονται ο ένας με τον άλλον οι διασυνδέσεις τους φτάνουν τον τεράστιο αριθμό 1015

 

 αισθητικός και κινητικός νευρώνας και νευρωνικό  δίκτυο

Οι περιοχές του εγκεφάλου που όπως θα δούμε στην συνέχεια συνδέονται με διαφορετικές αντιλήψεις και συμπεριφορές δεν αναπτύσσονται ταυτόχρονα αλλά σε διάφορες περιόδους της μεταγενετικής ανάπτυξης αλλά έχουν το δικό τους χρονοδιάγραμμα

Σε κάθε στάδιο είναι απαραίτητες οι κατάλληλες αισθητικές εμπειρίες για την επικύρωση και διαμόρφωση της συγκεκριμένης μάθησης και της αντίστοιχης περιοχής του νευρικού συστήματος και κάθε περιοχή έχει το δικό της χρονοδιάγραμμα και την δική της κρίσιμη περίοδο

Για παράδειγμα,

Η στερεοσκοπική όραση αναπτύσσεται κατά τον τέταρτο μήνα του μωρού ενώ ικανότητες για μουσική, γλώσσα, μαθηματικά συνήθως πριν από την εφηβεία.

Αντίστοιχα τραυματικά γεγονότα, μπορεί να επηρρεάσουν συγκεκριμένες πλευρές της αντίληψης ή της συμπεριφοράς

 

Η διαδρομή κάνει το μύνημα

Καταλήγοντας ,

Οι συνδέσεις των νευρώνων και ο σχηματισμός του νευρικού ιστού είναι κάτι που και εκφράζεται γονιδιακά με την δημιουργία πρωτεινών σύνδεσης και αλλά επηρεάζεται και από το περιβάλλον που συσσωρεύει χημικές ουσίες μέσω της  διατροφής, επηρρεάζει με  τα ερεθίσματα και την λειτουργία των νευροδιαβιβαστών ,η με τις εξωτερικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτά επηρεάζουν στην αρχική κατασκευή του εγκεφάλου κατά την εμβρυική ηλικία αλλά και την διαμόρφωσή του στην συνέχεια. Η ιδιέταιρη διαμόρφωσή του κάθε εγκεφάλου, πιθανόν να δίνει σημαντικές διαφορές στις νοητικές λειτουργίες του  κάθε ατόμου, καθώς στην λειτουργία του νευρικού συστήματος  που είναι η κίνηση των νευρικών (ηλεκτρικών ρευμάτων) ανάμεσα στους δαιδάλους των συνδέσεων. Τα νευρικά σήματα, τα ερεθίσματα που φτάνουν προς επεξεργασία, καθώς και οι εντολές που καταλήγουν στους αποδέκτες, είναι ακριβώς το ίδιο αρχικό ηλεκτρικό σήμα που όμως μπορεί να πάρει την μια ή την άλλη διαδρομή και να προκύψει τελικά  διαφορετικό αποτέλεσμα. Και βέβαια διαφορετική συμπεριφορά και διαφορετικός χαρακτήρας του ατόμου. 

Όπως θα δούμε στην συνέχεια δυο διαφορετικά μυνήματα που θα απασχολήσουν το Νευρικό Σύστημα

 για παράδειγμα "το χέρι μου ακούμπησε κάτι ζεστό"  και 'ανάβει ένα φώς" 

δεν διαφέρουν σε τίποτα άλλο παρά μόνο στο σημείο της εισαγωγής τους  και στους νευρώνες όπου μεταφέρεται το κάθε σήμα.

 Δηλαδή ο δρόμος που ακολουθεί το κάθε μύνημα κάνει την διαφορά

 

ΠΗΓΕΣ

WWW RESPI-GAM NET/NODE/4015

Nευροεπιστήμη και συμπεριφορά Eric Kandel, James Schwartz, Thomas Jessel

MNHMH Από τον νου στα μόρια Larry Squire Eric Kandel