Το νευρικό κύτταρο και οι ιδιότητες του

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι το βασικό μέσο της διανόησης με το οποίο μαθαίνουμε, συλλογιζόμαστε, ονειρευόμαστε, προγραμματίζουμε και φανταζόμαστε. Αυτή η νοητική ικανότητα εξαρτάται από τη μοναδική υφή του νευρικού ιστού και τη λειτουργία του νευρικού μας συστήματος το οποίο έχει πολύ περίπλοκη οργάνωση.

nevriko kittaro2Ο ανθρώπινος εγκέφαλος και το νευρικό σύστημα αποτελούνται από 10.000 εκατομμύρια νευρικά κύτταρα καθένα από τα οποία «εκπυρσοκροτεί» τουλάχιστον μία φορά το δευτερόλεπτο, που σημαίνει ότι το νευρικό σύστημα βουίζει από το πήγαιν΄έλα 36 δισεκατομμυρίων ηλεκροπαλμών την ώρα. Πρόκειται για μία κοινωνία δραστήριων κυττάρων που ποτέ δεν ησυχάζουν.

Βασικό χαρακτηριστικό αυτής της οργάνωσης είναι ότι το συνολικό σύστημα είναι κάτι περισσότερο από το άθροισμα των μερών του. Επίσης αυτή η υψηλού επιπέδου οργάνωση του νευρικού δικτύου ήταν η αιτία της εκπληκτικής εξέλιξης του εγκεφάλου (καθώς τα νευρικά κύτταρα καθεαυτά δεν έχουν εξελιχτεί εδώ και 100 εκατομμύρια χρόνια).

Το νευρικό σύστημα είναι αυτό που συντονίζει την λειτουργία όλων των άλλων συστημάτων. Θα μπορούσαμε να το ονομάσουμε σαν κέντρο επικοινωνιών του οργανισμού.

Χωρίζεται στο Σωματικό Νευρικό Σύστημα που ελέγχει τις συνειδητές λειτουργίες (και χωρίζεται σε Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (εγκεφαλικά και νωτιαία νεύρα) και σε Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (εγκέφαλος και νωτιαίος μυελός) και το Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα (συμπαθητικό και παρασυμπαθητικό σύστημα) που λειτουργεί αυτόνομα χωρίς την άμεση συμμετοχή της συνείδησης.

Το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ) δέχεται μηνύματα από το εσωτερικό και από το εξωτερικό περιβάλλον. Τα μηνύματα που δημιουργούνται από διάφορα ερεθίσματα που μεταφέρονται σαν νευρικές ώσεις μέσω των περιφερικών νεύρων. (αισθητική οδός). Στο ΚΝΣ τα μηνύματα αξιολογούνται και αν υπάρχει ανάγκη διαβιβάζονται εντολές (με τη μορφή νευρικών ώσεων) στα εκτελεστικά όργανα που είναι οι μύες και οι αδένες (κινητική οδός).

Το νευρικό σύστημα αποτελείται από α) νευρικά κύτταρα ή νευρώνες και β) από νευρογλοία.

Τα νευρογλοιακά κύτταρα είναι 10 έως 50 φορές περισσότερα από τους νευρώνες και παρόλο που δεν έχουν ουσιαστικό ρόλο στην επεξεργασία πληροφοριών στο νευρικό σύστημα, λειτουργούν σαν στηρικτικά στοιχεία, χορηγώντας το μυελώδες έλυτρο στους νευρώνες και σαν απορριματοσυλλέκτες των κυτταρικών υπολειμμάτων μετά από βλάβη ή νευρωνικό θάνατο.

 

Οι νευρώνες είναι οι δομικές και λειτουργικές μονάδες του νευρικού συστήματος

Είναι κύτταρα ειδικά στις επικοινωνίες και στη μεταβίβαση πληροφοριών από το ένα μέρος του σώματος στο άλλο. (Ένας νευρώνας μπορεί να επικοινωνεί απευθείας με μεγάλο αριθμό γειτόνων του, έως 270.000). Επίσης αντιδρώντας τόσο σε εξωτερικά ερεθίσματα όσο και σε εσωτερικά κρατούν το σώμα ενήμερο για ότι συμβαίνει και χάρη σ΄ αυτά ότι μπορούμε να δούμε, να ακούσουμε, να μυρίσουμε να γευθούμε και να αγγίξουμε ελέγχεται και διερευνάται προσεκτικά.

Κάθε νευρώνας αποτελείται από το κυτταρικό σώμα, τους δεντρίτες, τον νευράξονα και τα προσυναπτικά άκρα. Οι δεντρίτες είναι αποφυάδες του κυτταροπλάσματος και διακλαδίζονται εκτεταμένα. Μαζί με το σώμα είναι η κύρια περιοχή υποδοχής μηνυμάτων. Το σώμα περιέχει τον πυρήνα του νευρώνα ενώ το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό των νευρώνων είναι οι μεγάλου μήκους ινώδεις προεξοχές που αυξάνουν σημαντικά την απόσταση στην οποία ένας νευρώνας μπορεί να στείλει μήνυμα. Σε κάποιους νευρώνες το μήκος των νευραξόνων ξεπερνά το 1 μέτρο ενώ η διάμετρος τους φθάνει μέχρι και το 0,1mm. Υπάρχουν 2 είδη τέτοιων προεξοχών: οι δεντρίτες που μεταφέρουν μηνύματα προς το σώμα και οι νευράξονες που μεταφέρουν μηνύματα μακριά από το σώμα.

Η ταχύτητα διάδοσης ενός ερεθίσματος εξαρτάται κατά πολύ από τη διάμετρο του νευράξονα (όσο μεγαλύτερη διάμετρος τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα αγωγής της νευρικής ώσης). Πολλοί νευρώνες έχουν νευράξονες που περιβάλλονται από περίβλημα μυελίνης ,που επηρεάζει σημαντικά τη μεταβίβαση των νευρικών ώσεων. Οι τελικές απολήξεις των δενδρυλίων του νευράξονα έχουν στα άκρα διογκώσεις τα τελικά κομβία.

Κάθε νευράξονας σχηματίζει ένα ορισμένο αριθμό συνάψεων με άλλους νευρώνες και κάθε νευρώνας δέχεται συνάψεις από ένα ορισμένο αριθμό νευραξόνων. Ο αριθμός των συνάψεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων του εγκεφάλου είναι 10 στην 14η ή 15η δύναμη. Ένας τυπικός νευρώνας σχηματίζει 1000-10.000 συνάψεις και δέχεται πληροφορίες από 1000 περίπου άλλους νευρώνες. Επίσης η πορεία των αναπτυσσόμενων νευραξόνων δεν είναι τυχαία αλλά κατευθυνόμενη.

Τα στρώματα μυελίνης σχηματίζουν τα κύτταρα του Schwann, που παρέχουν υποστηρικτικές και ανοσοποιητικές και μονωτικές ιδιότητες στα νευρικά κύτταρα. Το στρώμα μυελίνης που έχει ένας νευράξονας επιδρά σημαντικά στην ταχύτητα με την οποία οδηγείται η νευρική ώση κατά μήκος του. Επίσης το περίβλημα δεν είναι συνεχόμενο αλλά διακεκομμένο κάτι που βοηθάει στην αγωγή των νευρικών ώσεων, καθώς η νευρική ώση δεν διαδίδεται κατά συνεχή τρόπο κατά μήκος του νευράξονα αλλά «πηδά» από κενό σε κενό, αποφεύγοντας το μονωμένο μέρος του νευράξονα.

nevriko kittaro1Επίσης στις απολήξεις των νευρώνων υπάρχουν τα προσυναπτικά άκρα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση των νευρικών ώσεων από τον ένα νευρώνα στον άλλο, ή ακόμη από νευρώνα σε μυϊκό ή αδενικό κύτταρο. Χαρακτηριστικό είναι ότι οι ίνες προσαγωγής και απαγωγής των νευρικών κυττάρων ποτέ δεν έρχονται σ΄ επαφή φυσική με τις ίνες ενός γειτονικού κυττάρου. Σε κάθε σύναψη υπάρχει ένα μικρό χάσμα που γεφυρώνεται από μικρές ποσότητες μεταβιβαστικών ουσιών , που διεγείρουν τις ίνες άλλων νευρικών κυττάρων. Μία βασική ουσία μεταβιβαστική που διεγείρει τη νευρική λειτουργία είναι η ακετυλοχολίνη. Οι βιολόγοι δεν έχουν βρει ακόμη μία ικανοποιητική απάντηση στο πως αυτές οι μεταβιβαστικές ουσίες που παράγονται στο κύριο σώμα του κυττάρου μεταφέρονται στις απολήξεις της ίνας απαγωγής που καμία φορά φτάνει στο 1μ.

Ο αριθμός των νευρικών κυττάρων είναι πολύ μεγάλος.Μόνο στο φλοιό του εγκεφάλου έχει υπολογιστεί ότι υπάρχουν 15 δισεκατομμύρια κύτταρα.

Το μέγεθος τους ποικίλει από 4-140 μm.Επίσης το σχήμα τους ποικίλει πολύ. Μπορεί να είναι σφαιρικό, ωοειδές,ατρακτοειδές,αστεροειδές,ή πυραμοειδές. Το σχήμα τους εξαρτάται από τη λειτουργική αποστολή τους και τον αριθμό των αποφυάδων τους.

Ενδιαφέρον είναι επίσης ότι τα τυπικά εγκεφαλικά κύτταρα του φλοιού του εγκεφάλου είναι τριγωνικά και καλούνται πυραμιδικά κύτταρα, με δεντρίτες που εκφύονται από κάθε γωνία και τον άξονα που εκφύεται από μία πλευρά.

Υπάρχουν πολλά είδη νευρώνων:

Ανάλογα με τη λειτουργία τους οι νευρώνες διακρίνονται σε αισθητικούς, κινητικούς και ενδιάμεσους.

Οι αισθητικοί μεταφέρουν μηνύματα από την περιφέρεια στο ΚΝΣ (είναι δηλαδή κεντρομόλοι)ενώ οι κινητικοί νευρώνες μεταφέρουν μηνύματα- εντολές από το ΚΝΣ προς τα εκτελεστικά όργανα (φυγόκεντροι). Οι ενδιάμεσοι νευρώνες βρίσκονται μεταξύ των αισθητικών και κινητικών νευρώνων. Ο ρόλος τους είναι να κατευθύνουν τα μηνύματα των αισθητικών νευρώνων στις κατάλληλες περιοχές του ΚΝΣ καθώς επίσης και να μεταφέρουν μηνύματα από μία περιοχή του ΚΝΣ σε άλλη, και τελικά στους κατάλληλους κινητικούς νευρώνες.

Με βάση τη διάταξη και τον αριθμό των αποφυάδων τους οι νευρώνες διακρίνονται σε μονοπολικούς (με ένα νευράξονα χωρίς δενδρίτες), σε διπολικούς (με ένα νευράξονα και ένα δενδρίτη), ψευδομονοπολικούς (με μία αποφυάδα που διακλαδίζεται σε νευράξονα και δενδρίτη) και πολυπολικούς (με πολλούς δενδρίτες). Ο τελευταίος είναι ο πιο συχνός τύπος στα σπονδυλόζωα και είναι ο τύπος νευρικών κυττάρων που συναντάμε στη φαιά ουσία του νωτιαίου μυελού, στο φλοιό του εγκεφάλου και της παρεγκεφαλίδας και στα συμπαθητικά γάγγλια.

Οι νευρικές ώσεις είναι στην ουσία ηλεκτρικά μηνύματα που παράγονται στην πλασματική μεμβράνη των νευρώνων. Ο νευρώνας έχει την ικανότητα να μεταφράζει τη φυσική ενέργεια ενός ερεθίσματος σε ηλεκτρική δραστηριότητα, που διαφέρει ανάλογα με τις μορφές του ερεθίσματος.

Η παραγωγή και η διάδοση των νευρικών ώσεων οφείλεται στις ηλεκτρικές ιδιότητες των πλασματικών μεμβρανών.

Όπως στις μπαταρίες γίνεται διαχωρισμός των ηλεκτρικών φορτίων μεταξύ των 2 πόλων με αποτέλεσμα να δημιουργείται διαφορά δυναμικού μεταξύ των 2 πόλων με τον ίδιο τρόπο παρατηρείται διαφορά δυναμικού κατά μήκος των πλασματικών μεμβρανών. Το μέρος της μεμβράνης που είναι εκτεθειμένο στο κυτταρόπλασμα αποτελεί τον αρνητικό πόλο και η πλευρά που είναι σε επαφή με το εξωκυττάριο υγρό αποτελεί τον θετικό πόλο. Αυτή η διαφορά δυναμικού ονομάζεται δυναμικό μεμβράνης και σε ένα νευρώνα που βρίσκεται σε ηρεμία (δεν παράγει ώσεις) ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας. Το δυναμικό ηρεμίας των νευρώνων είναι συνήθως -70 mV (πολύ μικρή διαφορά δυναμικού).

Τα νευρικά κύτταρα (όπως και τα μυϊκά) είναι κύτταρα ηλεκτρικά διεγέρσιμα.Όταν το κύτταρο βρίσκεται σε ηρεμία οι πύλες Να+ είναι κλειστές αλλά πολλές πύλες Κ+ είναι ανοιχτές με αποτέλεσμα το κύτταρο να είναι περισσότερο διαπερατό στο Κ+ παρά στο Να+. Όταν υπάρχει ένα ερέθισμα, ανοίγουν κάποια κανάλια Να+ με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί ένα δυναμικό ενέργειας (νευρική ώση), καθώς ουσιαστικά έχει αντιστραφεί η πολικότητα της μεμβράνης. Το δυναμικό της μεμβράνης γίνεται θετικότερο φτάνει στα +30 mV , μέχρι που ανοίγουν οι πύλες στα κανάλια των ιόντων του καλίου και αρχίζει η διάχυση των ιόντων από μέσα προς τα έξω (επαναπόλωση), μέχρι να επανέλθει το δυναμικό ηρεμίας.

 

Το δυναμικό ενέργειας έχει 2 βασικά χαρακτηριστικά:

Καταρχήν ακολουθεί το νόμο του «όλα ή τίποτα», δηλαδή η εκπολωτική διέγερση θα προκαλέσει τη δημιουργία του δυναμικού ενέργειας αν και όταν φτάσει στην κατώφλια τιμή και μόνο τότε. Διεγέρσεις μικρότερης έντασης δεν προκαλούν παραγωγή δυναμικού ενέργειας.

Επίσης τα δυναμικά ενέργειας αποτελούν πάντα ξεχωριστά γεγονότα, δηλαδή το καθένα είναι αυτόνομο και αυτό γιατί αμέσως μετά την παραγωγή του δυναμικού ενέργειας η μεμβράνη καθίσταται ανερέθιστη για ένα πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτή η περίοδος λέγεται ανερέθιστη περίοδος και για να δημιουργηθεί μία νέα ώση πρέπει το επόμενο ερέθισμα να φτάσει στον νευρώνα μετά από αυτή την περίοδο (αφού περάσουν 2msec, όσο διαρκεί το δυναμικό ενέργειας).


Άλλες Ιδιότητες του Νευρικού Κυττάρου:

• Τα πρώτα νευρικά συστήματα αναπτύχθηκαν εδώ και 500 εκατ. χρόνια.Έχει παρατηρηθεί στη βιολογία ότι όσο αυξάνει το μέγεθος ενός ζώου τόσο πρέπει να αυξάνεται το μέγεθος του νευρικού του συστήματος. Αν αυτά δεν συμβαδίζουν ο οργανισμός μπορεί να γίνει δυσκίνητος και ανεπαρκής έτσι ώστε να μην μπορεί να αντιδρά ικανοποιητικά στις προκλήσεις του περιβάλλοντος. Αυτός ήταν και ο λόγος εξαφάνισης αρκετών ειδών της φύσης, για παράδειγμα ο δεινόσαυρος ήταν ένα ζώο που μεγάλωσε περισσότερο απ΄όσο έπρεπε σε σύγκριση με το νευρικό του σύστημα. Το νευρικό κύτταρο είναι κατά συνέπεια κρίσιμος παράγοντας την ανάπτυξη πιο περίπλοκων (και κατά συνέπεια πιο εξελιγμένων) βιολογικών ειδών. Η θέση ενός είδους στην ιεραρχία της εξέλιξης σχετίζεται άμεσα με τον αριθμό των νευρικών κυττάρων και την πολυπλοκότητα της διάταξης τους. Όλη η εξέλιξη μας δηλαδή είναι βασικά η εξέλιξη του νευρικού μας συστήματος.

• Κάθε νευρικό κύτταρο αποτελεί μία ανεξάρτητη μονάδα (έχει μία συγκεκριμένη ειδική εργασία και όχι άλλη, ενώ διαθέτει ενσωματωμένη τη δική του ηλεκτρογεννήτρια) αλλά λειτουργεί αποτελεσματικά μόνο σαν μέλος ομάδας (είναι εκπληκτική η ικανότητα τους να συνεταιρίζονται κατά δισεκατομμύρια μέσα στον εγκέφαλο, ρυθμίζοντας τη λειτουργία της σκέψης,της μνήμης, της δημιουργικότητας).

• Παρά την περίπλοκη οργάνωση και λειτουργία του νευρικού συστήματος χαρακτηριστικό είναι ότι ένα νευρικό κύτταρο από μόνο του δεν κάνει καμία νοητική δραστηριότητα αλλά οι ιδιότητες του είναι όπως όλων των άλλων κυττάρων. Δηλαδή η ξεχωριστή σημασία του αποκτιέται μέσα από τη σχέση του με τα άλλα νευρικά κύτταρα.

• Τα πρώιμα νευρικά κύτταρα (νευροβλάστες) από τη στιγμή που γεννιούνται ταξιδεύουν...Αυτή η μετανάστευση καθορίζει την ταυτότητα του νευρώνα και ορίζει το λειτουργικό φαινότυπο και τις μελλοντικές συνδέσεις του νευρώνα. Οι νευρώνες που γεννιούνται σε πρώιμα στάδια ανάπτυξης του φλοιού καταλήγουν στις εν των βάθει στιβάδες του ενώ αυτοί που γεννιόνται αργότερα καταλήγουν προοδευτικά σε πιο επιφανειακές στιβάδες. Έτσι η οργάνωση των στιβάδων του φλοιού βασίζεται σε μία αλληλουχία νευρωνικής διαφοροποίησης «από τα μέσα προς τα έξω».

• Τα νευρικά κύτταρα δεν αναπαράγονται (όπως και τα μυϊκά). Πεθαίνουμε με τα ίδια νευρικά κύτταρα με τα οποία γεννηθήκαμε. Αυτό συμβαίνει γιατί έχουν την ιδιότητα της συνεχούς ανανέωσης που οφείλεται σε ένα συνεχές αξονικό ρεύμα στο εσωτερικό του νευράξονα που μετακινείται με ταχύτητα περίπου 1 χιλιοστό κάθε 24 ώρες.

• Άλλο χαρακτηριστικό τους είναι ότι χρησιμοποιούν με ασυνήθιστο τρόπο κοινές κυτταρικές ιδιότητες. Για παράδειγμα η ηλεκτρική δραστηριότητα που παράγεται σ΄ αυτά (όπως και σε άλλα κύτταρα), παίρνει τη μορφή παλμικών κυμάτων που διατρέχουν το σώμα. Οι νευρώνες έχουν τη μοναδική ικανότητα να επικοινωνούν ταχύτατα μεταξύ τους σε μεγάλες αποστάσεις και σε μεγάλη ακρίβεια. (Η ταχύτητα με την οποία μεταδίδονται οι ηλεκτροπαλμοί μέσω των νευρικών ινών μπορεί να φτάσει στα 320 χλμ την ώρα.)

• Το νευρικό κύτταρο δεν εκλύει μόνο μεταβιβαστικές ουσίες διέγερσης αλλά και αναστολής , οι οποίες κάποιες φορές εξουδετερώνουν τη δράση των διεγερτικών μεταβιβαστικών ουσιών που εκλύονται ταυτόχρονα. Αυτό σημαίνει ότι το νευρικό κύτταρο βρίσκεται σε μία συνεχή «ασταθή ισορροπία» δηλαδή μπορεί κάθε στιγμή να εκπυρσοκροτήσει ή να παραμείνει ήρεμο. Έχει υπολογιστεί ότι κάθε νευρικό κύτταρο δέχεται μηνύματα από 25.000 άλλα νευρικά κύτταρα (που σημαίνει 25.000 μεταβιβαστικές ουσίες), που άλλες του λένε να «εκπυρσοκροτήσει» και άλλες όχι. Το τι θα κάνει τελικά εξαρτάται από το αν οι περισσότερες ουσίες του λένε «ναι» ή «όχι». Όλα αυτά συμβαίνουν σ΄ένα διάστημα ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου ή και μικρότερο ακόμη.

• Άλλο χαρακτηριστικό είναι ότι το είδος του νευροδιαβιβαστή που συνθέτουν τα νευρικά κύτταρα του αυτόνομου νευρικού συστήματος με τα οποία συνάπτονται.

• Μία σημαντική λειτουργία των συνάψεων είναι το γεγονός ότι εξασφαλίζουν τη μεταβίβαση μίας νευρικής ώσης προς μία κατεύθυνση μόνο (γιατί τα συναπτικά κυστίδια βρίσκονται στη μία πλευρά μόνο του συναπτικού χώρου.

• Έχει βρεθεί ότι στα κατώτερα ζώα η εξέλιξη του νευρικού κυττάρου εξαρτάται σχεδόν αποκλειστικά από τις γενετικές οδηγίες, ενώ στα ανώτερα ζώα η εξάρτηση αυτή είναι μικρότερη. Το φαινόμενο της επαγωγής αποδεικνύει ότι τα γειτονικά κύτταρα και ιστοί επηρεάζουν αποφασιστικά την τύχη ενός κύττάρου. Αλλαγή του περιβάλλοντος ενός αναπτυσσόμενου νευρικού κυττάρου μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή του φαινότυπου του κυττάρου. Τα γονίδια δεν προσδιορίζουν τις ακριβείς συναπτικές σχέσεις. Το μόνο που μπορούν να κάνουν είναι να διαμορφώσουν ένα χονδροειδές σχέδιο νευρωνικής οργάνωσης, μέσα από το οποίο τα αναπτυσσόμενα νευρικά κύτταρα υπό την επίδραση κάποιων ευεργετικών παραγόντων θα «βρουν το δρόμο τους».

• Νέα επιστημονική έρευνα δείχνει πως οι μεμβράνες των κυττάρων του εγκεφάλου, διαθέτουν αυστηρά καθορισμένες διόδους με τις οποίες ελέγχουν την είσοδο των μορίων μέσα στο κύτταρο. To νευρικό κύτταρο κατά έναν τρόπο μοιάζει με ένα δωμάτιο με συγκεκριμένα σημεία εισόδων, ή πόρτες. Για να εισαχθούν σε ένα εγκεφαλικό κύτταρο, μόρια όπως υποδοχείς ή παθογόνοι παράγοντες πρέπει πρώτα να μεταφερθούν στις περιοχές που υπάρχει δίοδος. Η κατανόηση αυτής της διαδικασίας, αλλά και της ρύθμισης της, θα μπορούσε μια μέρα να οδηγήσει σε μια εξ' ολοκλήρου νέα κατηγορία θεραπειών για την κατάθλιψη, την επιληψία, τον τον εθισμό και άλλες νευρολογικές διαταραχές.O αριθμός και η θέση των σημείων εισόδoυ σταθεροποιούνται περισσότερο με την ηλικία.

• Μία από τις σημαντικότερες ιδιότητες των νευρικών κυττάρων είναι αυτή της εξειδίκευσης: Κάθε νεύρο είναι φτιαγμένο κατά τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να αντιδρά σε ένα μόνο είδος ερεθισμάτων. Η αντίδραση αυτή είναι απαραίτητη για την επιβίωση του συγκεκριμένου είδους.Για παράδειγμα ο βάτραχος έχει κάποια νευρικά κύτταρα ανιχνευτές εντόμων τα οποία αντιδρούν στην κυρτότητα του πρόσθιου τμήματος ενός αντικειμένου που είναι κοινό χαρακτηριστικό των εντόμων που πετάνε. Αν βάζαμε σκοτωμένα έντομα σ΄ένα κλουβί με ένα βάτραχο, αυτός θα πέθαινε από την πείνα καθώς δεν θα τα αντιλαμβανότανε! Έτσι ο βάτραχος (όπως και κάθε είδος είναι σκλάβος της ανατομίας του νευρικού του συστήματος).

Επίσης κάποια ζώα διαθέτουν πιο εξελιγμένα νευρικά κύτταρα που σχετίζονται με τη λειτουργία της αίσθησης, για παράδειγμα ένα γεράκι βλέπει έναν ποντικό από απόσταση 8 φορές μεγαλύτερη από έναν άνθρωπο.

Αυτή η εξειδίκευση των νευρικών κυττάρων από τη μία βοηθάει την εξέλιξη αλλά ταυτόχρονα μας βάζει και κάποιους περιορισμούς. Για παράδειγμα τα μάτια του βατράχου δεν ξεχωρίζουν άλλα χρώματα εκτός από το ανοιχτό γαλάζιο, καθώς επίσης δεν ξεχωρίζουν κάποιες μορφές στο περιβάλλον. Πολλοί φυσιολόγοι πιστεύουν ότι για το καθένα από τα 3 βασικά χρώματα υπάρχει ένας διαφορετικός αισθητήριος μηχανισμός. Αν κάποιος από αυτούς είναι ελαττωματικός ή λείπει εντελώς οι διάφορες χρωματικές αποχρώσεις δεν γίνονται «ορατές» από τον εγκέφαλο. Αυτό που είναι ελάττωμα για τον άνθρωπο είναι όμως φυσιολογική κατάσταση για τα περισσότερα ζώα της γης, που δεν διαθέτουν τα εξελιγμένα χρωματοευαίσθητα οπτικά κέντρα του ανθρώπου. Τα πλάσματα αυτά βλέπουν τον κόσμο διαφορετικώ πότε με λειψή ή κατακερματισμένη χρωματική αντίληψη και πότε (πράγμα συχνότερο) χωρίς καθόλου χρώμα.

Έτσι και ο άνθρωπος βλέπει ότι μπορεί να δει με τα όργανα με τα οποία τον έχει εξοπλίσει η φύση.

Κατά συνέπεια η ανθρώπινη πραγματικότητα, παρόλο που δεν έχουμε τους περιορισμούς του βατράχου δεν είναι η πραγματικότητα και υπάρχουν τόσες πραγματικότητες όσα είδη. Η πραγματικότητα αλλάζει από άτομο σε άτομο ανάλογα με τα αισθητήρια που διαθέτει καθώς ο κόσμος ερμηνεύεται ανάλογα με το δίκτυο νευρικών κυττάρων υψηλής εξειδίκευσης που διαθέτουμε. Κατά συνέπεια πιο εξελιγμένα είδη θα αντιλαμβάνονταν ένα πολύ ευρύτερο φάσμα του περιβάλλοντος τους.

Επίσης παρόλο που βιολογικά γεννιόμαστε με κάποιες προδιαγραφές σύμφωνα με τα παραπάνω η πρόοδος και η επιβίωση απαιτούν νευρικά συστήματα που να μπορούν να διαμορφώνονται ή να μεταβάλλονται με βάση τα δεδομένα της εμπειρίας, δηλαδή νευρικά συστήματα που να μπορούν να μαθαίνουν και να θυμούνται.

Καθώς ο οργανισμός ωριμάζει οι ίνες από τα νευρικά κύτταρα μεγαλώνουν, γίνονται πιο πολύκλαδες και αναπτύσσουν πυκνότερα δίκτυα. Μία τέτοιου είδους ανάπτυξη καθώς και η αποκατάσταση των επαφών μεταξύ κάποιων κυττάρων συμβαδίζει με την απόκτηση καινούργιων δεξιοτήτων.

 

Η σχέση των νευρικών κυττάρων με τη μνήμη:

Σύμφωνα με κάποιες θεωρίες η μνήμη είναι πιθανά το αποτέλεσμα δομικών αλλαγών που γίνονται στους νευρώνες ,που δημιουργούνται με συνεχείς ειδικές διεγέρσεις. Θεωρείται ότι οι αλλαγές αυτές συμβαίνουν στο επίπεδο της συνάψεως ή του χάσματος που πρέπει να γεφυρώσει η διέγερση περνώντας από το ένα κύτταρο στο άλλο. Το αποτέλεσμα είναι να σχηματίζονται κάθε φορά κλειστοί βρόχοι (κυκλώματα) από νευρικά κύτταρα ο καθένας από τους οποίους αντιπροσωπεύει και μία μονάδα μνήμης. Η διαδικασία σχηματισμού βρόχων μπορεί να παρομοιαστεί με το σχηματισμό καναλιών, όταν μικρά ρυάκια ρέουν επί αρκετό χρονικό διάστημα πάνω σε αμμώδες χώμα.

Ο εγκέφαλος καθορίζει μονοπάτια μνήμης, ρυθμίζοντας τη δύναμη των συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων. Σύμφωνα με μία άλλη θεωρία η μνήμη πιθανά προκύπτει από αλλοιώσεις των πρωτεϊνών του νευρικού κυττάρου. Όταν τα νευρικά κύτταρα λειτουργούν εντατικά παρατηρείται αύξηση της περιεκτικότητας τους σε RNA που είναι απαραίτητο για την πρωτεϊνοσύνθεση. Αν υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ της επανειλημμένης δραστηριότητας διαβίβασης μηνυμάτων και του RNA πιθανό να αποδειχτεί ότι οι πρωτεϊνες του νευρικού κυττάρου λειτουργούν ως εγχάρακτα μνήμης.

 

Η σχέση τους με τη γήρανση:

Ο εγκέφαλος του ανθρώπου φτάνει στο μέγιστο βάρος του σε ηλικία 20 ετών ενώ στην ηλικία των 70,80,ή 90 ετών μειώνεται αντίστοιχα κατά 5%,10% και 20%. Κατά τη γήρανση τα νευρικά κύτταρα γίνονται μικρότερα , παρουσιάζουν κάποιες νευροχημικές αλλαγές, ενώ μειώνονται και σε αριθμό. Αυτές οι αλλαγές ευθύνονται για τις αλλαγές που παρουσιάζονται σε κάποιες συμπεριφορές (σεξουαλική συμπεριφορά, κατανάλωση τροφής, ύπνος κλπ) με την πάροδο της ηλικίας. Ο εγκέφαλος των γηραιών ατόμων εμφανίζει επίσης χαρακτηριστικές αλλοιώσεις που εμφανίζονται στη νόσο Alzheimer. Παράλληλα αρκετές ασθένειες του νευρικού συστήματος εμφανίζονται με τη γήρανση, καθώς οι δομικές αλλαγές που υφίσταται ο νευρικός ιστός, αντανακλάται στη λειτουργία του νευρικού συστήματος.

 

Η σχέση τους με την κατάθλιψη:

Τα δισεκατομμύρια εγκεφαλικά κύτταρα (νευρώνες) δεν έχουν άμεση επαφή το ένα με το άλλο. Γι'αυτό επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας τους νευροδιαβιβαστές. Οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικές ουσίες, οι οποίες απελευθερώνονται από ένα κύτταρο στο χώρο μεταξύ αυτού και του αμέσως επόμενου κυττάρου.

Ο κάθε νευροδιαβιβαστής έχει έναν συγκεκριμένο υποδοχέα. Μοιάζουν με το κλειδί και τη κλειδαριά.

Όταν η ισορροπία των νευροδιαβιβαστών και υποδοχέων είναι φυσιολογική, οι λειτουργίες του εγκεφάλου είναι φυσιολογικές και έχουμε μια αίσθηση ευεξίας, αυτοπεποίθησης και ασφάλειας. Όταν η ισορροπία χαθεί, ο εγκέφαλος δεν λειτουργεί φυσιολογικά και θεωρούμε ότι με αυτόν τον τρόπο εμφανίζεται η κατάθλιψη.

Μεταξύ των πολλών νευροδιαβιβαστών, σύμφωνα με τα υπάρχοντα ερευνητικά δεδομένα φαίνεται ότι έλλειψη στη σεροτονίνη, τη νορεπινεφρίνη, και τη ντοπαμίνη μπορεί να σχετίζεται με την εκδήλωση της κατάθλιψης. Πλεόνασμα ή κάποια άλλη διαταραχή μπορεί να υφίσταται στη μανιακή φάση της διπολικής διαταραχής. Αν η ισορροπία αποκατασταθεί, οι περισσότεροι άνθρωποι με κατάθλιψη θα βελτιωθούν.

 

Πέντε τρόποι για να γίνουμε εξυπνότεροι:

nevriko kittaro3Τα ερευνητικά δεδομένα των τελευταίων 30 ετών αποκαλύπτουν ότι ο οργανισμός μας παράγει συνεχώς νέα νευρικά κύτταρα και ο εγκέφαλος αναπτύσσει εκείνα τα τμήματά του, τα οποία χρησιμοποιούμε περισσότερο.

Για παράδειγμα, μελέτες έχουν αποδείξει ότι οι επαγγελματίες οδηγοί έχουν ιδιαιτέρως ανεπτυγμένο το τμήμα εκείνο του εγκεφάλου που ευθύνεται για την απομνημόνευση των χαρτών, ενώ οι επαγγελματίες πιανίστες το τμήμα του εγκεφάλου που αντιλαμβάνεται τη μουσική.

Στο απώτερο μέλλον ίσως οι επιστήμονες να είναι ικανοί με μια απλή ένεση να "τροφοδοτούν" τον εγκέφαλό μας με αρχέγονα κύτταρα, δηλαδή εκείνα τα κύτταρα που έχουν τη δυνατότητα να εξελίσσονται σε όποιο είδος κυττάρου έχει ανάγκη ο οργανισμό μας, και με αυτό τον τρόπο να θεραπεύουν ασθένειες όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ ή η νόσος του Πάρκινσον.

Ως τότε όμως υπάρχουν πιο απλοί τρόποι να διατηρήσουμε την πνευματική μας διαύγεια και να βελτιώσουμε ίσως και το δείκτη νοημοσύνης μας.

"Γυμνάστε" τα νευρικά σας κύτταρα

Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι τα άτομα που αθλούνται συχνά έχουν περισσότερη πνευματική ευστροφία.

Και για του λόγου το αληθές, ερευνητική ομάδα του Ινστιτούτου Βιολογικών Μελετών Salk στην Καλιφόρνια απέδειξε ότι τα ενήλικα ποντίκια τα οποία έτρεχαν πάνω σε τροχό κάθε φορά που τους δημιουργούνταν η επιθυμία να κάνουν κάτι δραστήριο ανέπτυσσαν διπλάσιο αριθμό νευρικών κυττάρων στην περιοχή του ιππόκαμπου (εκείνη την περιοχή του εγκεφάλου που ενέχεται στη διαδικασία της μάθησης και της μνήμης) συγκριτικά με τα ποντίκια που καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος προτιμούσαν να "συζητούν" με άλλα ποντίκια.

 

"Γυμνάστε" το μυαλό σας

Δεν είναι μόνο η σωματική άσκηση που προάγει την ανάπτυξη νέων νευρικών κυττάρων. Μπορείτε κι εσείς να αναπτύξετε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου σας, όπως οι μουσικοί, οι επαγγελματίες οδηγοί και οι μηχανικοί που προαναφέραμε.

Μια άσκηση μυϊκής τόνωσης, συμβάλει στην ενδυνάμωση μυών του σώματος που υστερούν. Σύμφωνα με τον Δρ Κατζ ένας νέο τρόπος σκέψης και οπτικής για τον κόσμο που μας περιβάλλει μπορεί να βελτιώσει τη λειτουργία των περιοχών του εγκεφάλου που είναι αδρανείς.

Δοκιμάστε λοιπόν νέες γεύσεις και μυρωδιές. Κάντε χειρωνακτικές εργασίες με το χέρι το οποίο χρησιμοποιείτε λιγότερο (πχ με το αριστερό αν είστε δεξιόχειρας ή το αντίστροφο). Βρείτε εναλλακτικές διαδρομές για να πάτε στη δουλειάς σας, ταξιδέψτε σε νέα μέρη, ασχοληθείτε με κάποια μορφή τέχνης και γενικά κάντε πράγματα τα οποία κάνουν το μυαλό σας να "δουλεύει".

 

"Λατρέψτε" τα ψάρια

Τα ω-3 λιπαρά οξέα που εμπεριέχονται στους ξηρούς καρπούς και συγκεκριμένα στα καρύδια και στους λιναρόσπορους, αλλά επίσης και στα ψάρια, είναι γνωστό ότι έχουν ευεργετική επίδραση στην καλή καρδιαγγειακή λειτουργία.

Πρόσφατες μελέτες απέδειξαν ότι εξίσου θετικά αποτελέσματα έχουν και για τον εγκέφαλο, όχι μόνο γιατί βοηθούν στο κυκλοφορικό σύστημα που παρέχει οξυγόνο στον εγκέφαλο, αλλά επειδή επίσης βελτιώνουν τη λειτουργία των μεμβρανών που περιβάλλουν τα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου.

Για του λόγου το αληθές αναφέρουμε ότι έχει τεκμηριωθεί επιστημονικά ότι τα άτομα που καταναλώνουν συχνά ψάρια έχουν λιγότερες πιθανότητες να εκδηλώσουν κατάθλιψη, άνοια ή σύνδρομο ελλειμματικής προσοχής και υπερκινητικότητας.

 

Αποφύγετε τα κεκορεσμένα λίπη

Μπορούν άραγε τα κεκορεσμένα λίπη να απειλήσουν την νοημοσύνη σας; Όταν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο υπέβαλαν ποντίκια σε πρόγραμμα διατροφής το οποίο περιείχε 40% περισσότερο λίπος, παρατήρησαν ότι τα πειραματόζωα εμφάνισαν έκπτωση των νοητικών τους λειτουργιών, περιλαμβάνοντας απώλεια μνήμης, συνείδησης και δυσχέρεια μάθησης.

Τα προβλήματα επιδεινώθηκαν όταν η δίαιτα εμπλουτίστηκε με κεκορεσμένα λίπη τα οποία αφθονούν στο κρέας και τα έτοιμα προϊόντα. Αυτό συνέβη διότι το λίπος έχει την τάση να μειώνει τη ροή του αίματος και κατ' επέκταση την παροχή οξυγόνου στον εγκέφαλο, ενώ επιβραδύνει τον μεταβολισμό της γλυκόζης, δηλαδή τον τύπο του σακχάρου που ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί ως "καύσιμο".

Αντικαταστήστε λοιπόν τα τηγανητά με άπαχο κρέας, ψάρια, όσπρια και χαμηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά γαλακτοκομικά προϊόντα. Και φυσικά χρησιμοποιείστε το ελαιόλαδο, το ιχθυέλαιο, τους ξηρούς καρπούς και τους σπόρους ως βασικό συστατικό των γευμάτων σας. Τέλος, αποφύγετε αυστηρώς τα τρανς λιπαρά που εμπεριέχονται στα σνακ και τα πιάτα των φαστ φουντς.

 

Σκεφθείτε πριν πιείτε

Η άποψη ότι το αλκοόλ "σκοτώνει" τα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου είναι παλιά. Αυτή όμως είναι μόνο η μια πλευρά του νομίσματος.

Σε μελέτη που διενεργήθηκε σε δείγμα 3.500 Ιαπώνων διαπιστώθηκε ότι εκείνοι που κατανάλωναν μέτριες ποσότητες αλκοόλ (δηλαδή ένα ποτό ημερησίως) είχαν καλύτερες γνωστικές λειτουργίες με την πάροδο του χρόνου συγκριτικά με εκείνους που δεν έπιναν καθόλου.

Δυστυχώς, όσοι εκ των συμμετεχόντων, υπερέβαιναν τα εσκαμμένα, σταδιακά παρουσίαζαν έκπτωση των νοητικών λειτουργιών όπως αδυναμία συγκέντρωσης και μνήμης.

Μελέτη σε πειραματόζωα έδειξε ότι τα ποντίκια που έπιναν μεγάλες ποσότητες αλκοόλ είχαν λιγότερα νέα νευρικά κύτταρα στην περιοχή του ιππόκαμπου του εγκεφάλου αμέσως μετά την είσοδο του αλκοόλ στον οργανισμό και κανένα νέο ένα μήνα αργότερα. Αυτό δείχνει ότι το αλκοόλ δεν καταστρέφει απλά τον εγκέφαλο των πειραματόζωων, αλλά δυσχέραινε και τη διαδικασία γένεσης νέων κυττάρων.

Γι' αυτό λοιπόν περιοριστείτε σε δύο ποτά μαζί με το γεύμα σας προτιμώντας κρασί ή μαύρη μπίρα. Περισσότερο αλκοόλ σίγουρα θα επηρεάσει αρνητικά την πνευματική σας διαύγεια όπως και τα αντανακλαστικά σας.

Εφαρμόζοντας τους παραπάνω φυσικούς τρόπους βελτίωσης των νοητικών σας λειτουργιών, δεν σας υποσχόμαστε ότι θα γίνει ιδιοφυία μέσα σε μια νύχτα, αλλά σίγουρα μακροπρόθεσμα θα γίνετε περισσότερο δημιουργικοί και δραστήριοι.

 

 

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

• Ιστολογία-Εμβρυολογία του Ανθρώπου, Τόμος 1 ,Εκδ. Οίκος «Παρατηρητής»

• Το Κύτταρο, Επιστημονική Βιβλιοθήκη LIFE

• Ο Εγκέφαλος στον Χρόνο (Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης).

• Διάφορα site από το Ίντερνετ