Нейрохимический уровень функционирования мозга

Исходя из глобальных биологических законов, условия обеспечения жизни укладываются в следующую логически опосредованную схему:

Убирая промежуточные звенья, получаем простейшее, но очень важное умозаключение: жизнь невозможна без информационного обеспечения. Информационный обмен, своеобразный «разговор» между нервными клетками осуществляется с помощью нервных импульсов – электрических сигналов, перемещающихся по отросткам от тела нервных клеток до терминальной (конечной) части отростка. Терминальные части отростков соседних нейронов почти соприкасаются между собой, образуя зоны межнейрональных контактов – синапсы (рисунок 18).

Рисунок 18. Две соседние нервные клетки формируют зону синаптического контакта.

Именно эти крохотные зоны (синапсы) играют ключевую роль в информационном обеспечении мозговых структур и координационном управлении процессами жизнедеятельности нейронов, а значит - целого мозга, а значит - всего организма. Именно поэтому в качестве главной функциональной единицы нейрохимического уровня мы рассматриваем синапс.

Обрати внимание! Еще одно обстоятельство, заставляющее нас обратить пристальное внимание на синапс: все без исключения наркотики (алкоголь и никотин в том числе) являются синаптическими ядами. Другими словами синапс – это точка приложения фармакологических эффектов всех наркотических веществ. Именно через синаптическую зону наркотические вещества вмешиваются в функционирование мозга.

Каждый нейрон формирует контакты (зоны соприкосновения отростков нервных клеток) с большим количеством (до 1000) других нейронов и получает синаптические связи от такого же числа нервных клеток. Несложный математический подсчет позволяет предположить, что общее количество синапсов в мозге достигает колоссальной величины в 500 триллионов единиц. В каждом из этих 500 триллионов непрерывно протекает процесс химически опосредованной передачи информационных сигналов. В качестве посредника или переносчика информационного сигнала (электрического импульса) в синапсах работают, так называемые нейромедиаторы – химические посредники. Наиболее значимыми из них являются:

- ацетилхолин (АХ)

- норадреналин (НА)

- дофамин (ДА)

- серотонин (5-НТ)

- гамма-аминомасленная кислота (ГАМК)

- возбуждающие аминокислоты (ВАК)

- эндорфины

Классифицировать синапсы удобно, опираясь на название посредника, обеспечивающего в данном синапсе медиаторный процесс (процесс передачи информации). Так, существуют холинергические, норадренергические, дофаминергические, ГАМК-ергические, ВАК-ергические и эндорфинергические синапсы.** Изменение интенсивности информационной передачи в одном отдельно взятом синапсе никак не сказывается на деятельности целого мозга. А вот если нечто подобное произойдет со всей совокупностью синапсов одного и того же вида, представленных в мозге, изменение состояния мозга может быть очень существенным. Именно эти совокупности синапсов называются нейромедиаторными системами. Общая активность всех нейромедиаторных систем определяет состояние человека в каждое мгновенье времени. Каждая из них имеет свою функциональную специфику, обеспечивающую конкретный вклад в общее состояние. Считают, например, что норадреналин и дофамин (в большей степени дофамин) опосредует приятные чувства, связанные с едой, питьем, сексом и другими мощно мотивированными видами поведения. Сочетанная активность трех отдельных систем – норадрен-, дофамин- и серотонинергической) в целом обеспечивает эмоциональный статус, контролирует механизмы тревоги и агрессии.

Важнейшей системой, обеспечивающей тормозные процессы в ЦНС, является ГАМК-ергическая нейромедиаторная система. ГАМК реализует свои эффекты (седативный,** релаксирующий, анксиолитический*** и противосудорожный) через связывание со специфическими рецепторами.

ВАК-ергическая нейромедиаторная система играет существенную роль в обеспечении пластических процессов в ЦНС, включая развитие и созревание нервной ткани, а так же процессы обучения и памяти, интеллектуальную деятельность.

Особую уникальную роль в обеспечении функциональной архитектоники мозга играют нейрогормоны и нейропептиды. Они, подобно нейромедиаторам, влияют на синаптическую передачу информационного сигнала и его последующую транспортировку. Однако их синтез и механизм действия отличен от такового у классических медиаторов. С одной стороны, они могут действовать как классические нейромедиаторы (с точки зрения типичного нейромедиаторного процесса), а с другой - как нейромодуляторы, регулируя активность отдельных медиаторов. Иногда нейропептиды называют «медиаторами медиаторов», что отражает сущность их нейромодуляторной активности. Чтобы подчеркнуть особую роль нейропептидов в обеспечении адекватной мозговой активности, можно использовать аналогию с музыкальным оркестром. Если нейроны с их внутриклеточной активностью считать музыкальными инструментами, а нейромедиаторные системы исполнителями отдельных партитур, то роль дирижера в этом маленьком оркестре берет на себя нейромодуляторная система мозга, причем основной задачей ее будет обеспечение нужного темпа и качества исполняемой мелодии, т.е., адекватного изменяющимся внешним условиям нейронального ответа. Понятие о модуляции функционального состояния широко используется для объяснения регуляции поведенческих процессов. В отличие от нейромедиаторов, вызывающих кратковременные изменения синаптических процессов, модулирующее воздействие пептидных регуляторов проявляется как длительно протекающее регулирование уровней нейрональной возбудимости. Пептидные регуляторы могут осуществлять более широкие формы коммуникативных связей и, помимо регуляции собственно синаптических процессов, модулировать поступление сенсорной информации, менять степень эффективности подкрепляющих систем, регулируя тем самым процессы обучения. С этой точки зрения деятельность нейромодуляторов является важнейшим условием в обеспечении базисного чувства комфорта для целого организма, причем центральную позицию в этом обеспечении, вероятно, занимает опиатная система мозга. Опиатная система мозга является типичной нейромодуляторной системой. Она объединяет т.н. опиатные синапсы, в которых информационный сигнал передают нейромедиаторы эндорфины. Функциональное значение опиатной системы мозга связывают с регуляцией болевых процессов и, что еще более важно, с обеспечением базисного глубинного чувства комфорта и механизмов награды.

Как уже отмечалось выше, общим совокупным результатом деятельности всех нейромедиаторных систем является состояние человека в каждое мгновение времени, данное ему в комплексе ощущений. Несмотря на очевидное разнообразие состояний их можно классифицировать, разбив на две большие группы – позитивные и негативные. Первые характеризуются приподнятым настроением, релаксацией, спокойствием, отсутствием тревоги, страха и боли, т.е. психическими компонентами состояния комфорта. Вторые – противоположными признаками (сниженное настроение, внутреннее напряжение, тревога, страх, боль), олицетворяющими психический дискомфорт. Описанные состояния, сменяющие друг друга в процессе жизнедеятельности, являются одной из функциональных основ следующего уровня функционирования организма - нейрофизиологического, уровня, на котором формируется поведение.