Нейрохимический уровень функционирования

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

Убирая промежуточные звенья, получаем простейшее, но очень важное умозаключение: жизнь невозможна без обеспечения информационных процессов. 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 4).

Рисунок 4. 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 способен сформировать до 1000 контактов (синапсов - зон соприкосновения отростков нервных клеток) с другими нейронами 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 посредников или переносчика информационного сигнала в синапсах работают особые вещества, так называемые нейромедиаторы (химические[3] 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 химического посредника, обеспечивающего в данном синапсе медиаторный процесс (процесс передачи информации). Так, синапсы, в которых почтальоном (медиатором) работает ацетилхолин, называют холинергическими (к названию медиатора добавляют слово эргический), если функцию химического посредника (почтальона) выполняет норадреналин, такой синапс обозначают как норадренергический, дофамин - дофаминергический. В соответствии с этим принципом названы ГАМК-ергические, ВАК-ергические и эндорфинергические синапсы.[4] Все одинаковые (по типу медиатора) синапсы объединяются в специализированные информационные системы. Именно эти информационные кластеры или совокупности однородных синапсов называются нейромедиаторными системами. Понятно, что изменение интенсивности информационной передачи в одном (из 500 триллионов) отдельно взятом синапсе никак не скажется на деятельности всего мозга. А вот если нечто подобное произойдет со всей совокупностью синапсов одного и того же вида (т.е. с нейромедиаторной системой), представленных в мозге, изменение состояния может быть очень существенным. 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 (успокаивающий, релаксирующий, противотревожный 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 роль в функциональной архитектонике 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 участием в реализации 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.

 

нейрофизиологический уровеньФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

В основе процесса формирования поведения лежит сочетанная активность двух компонентов важнейшей нейрофизиологической системы – системы положительного и отрицательного подкрепления *. Эта система обеспечивает соответствующую эмоциональную реакцию (Рисунок № 5) в ответ на любое состоявшееся поведение, решая при этом две существенные функциональные задачи:

1. Оценка состоявшегося поведения (поступка)