Behave — Neuroscience 101

Конспект главы о самых базовых понятиях нейробиологии из книги Роберта Сапольски Behave.

Книга на английском
Книга на русском

Саммари других глав можно найти тут.

Один нейрон

Предположим, что перед созвоном по зуму ты съел чикен-нагетсов. Желудку позволено расщеплять их часами. А вот мозг должен работать быстро. Чтобы при виде зелёного огонька вебкамеры ты быстро успел её выключить и никто не заметил пятна кисло-сладкого соуса вокруг твоего рта. Или чтобы заказать доставку из макдональдса быстрее, чем ты успеешь об этом пожалеть.

Скорость обеспечивают специальные клетки: нейроны и глиоциты.

Нейроны — передают сигналы, создают цепочки, формируют петли, которые потом становятся нашими привычками, воспоминаниями, навыками, мыслями и поведением. Глия — «инфраструктурная» ткань — модулирует скорость передачи сигналов между нейронами, поставляет им питание, перерабатывает отработанные нейротрансмиттеры. Мозг быстрый, потому что нейроны умеют работать быстро, а глия им в этом помогает.

«Работа» нейронов — общаться между собой. Поэтому у них есть «уши» — дендриты, и «рты» — аксоны. Жизненный цикл нейрона это один бесконечный митинг в очень плотно забитой переговорке. So was yours.

Нейроны обмениваются разницей потенциалов — электричеством. Ну то есть, по смыслу так, а по факту они кидают друг в друга нейротрансмиттерами, чтобы сообщить как именно нужно изменить заряд вдоль цепочки. В состоянии покоя заряд нейрона не нейтральный, а негативный.

Чем больше у нейрона связей, тем большему количеству соседей он может передать возбуждение, но тем меньше будет его удельный вес для каждого из них. Восприимчивость нейронов к возбуждению меняется от момента к моменту. Это зависит от окружения: гормонов, питания (макдональдс тут не друг), предыдущего опыта, глии. Контекста, в общем.

Два нейрона

Между двумя нейронами есть синапс. Синапс — это канал, дырка, между двумя нейронами. Хотя я всегда думал, что это место, где нейроны соприкасаются. Так же думали и первые ошибавшиеся нейробиологи. Лузеры.

Через синапс нейроны перекидываются нейротрансмиттерами. Пресинаптический нейрон их выпускает из аксонных окончаний, постсинаптический их принимает рецепторами своих дендритов. К сожалению, именно в таком виде я нахожу это предложение наиболее понятным.

Нейротрансмиттеры — это специальные молекулы, которыми один нейрон кодирует своё сообщение другому. У каждого нейротрансмиттера своя определённая форма, таким образом рецептор способен принять свои нейротрансмиттеры и проигнорировать другие.

Когда нейротрансмиттер отработал своё у него два пути: быть расщеплённым на составные части каким-нибудь белком, или быть захваченным обратно домой на базу.

Сигнал

Из этого следует, что кросс-синаптический сигнал можно модифицировать следующими способами:

• Выкинуть больше нейротрансмиттеров
• Сделать нейрон более восприимчивым к ним, увеличив количество рецепторов
• Замедлить процесс обратного захвата, так чтобы одна и та же молекула отработала несколько раз
• Замедлить перерабатывающие энзимы, с той же целью

Современные (ну с конца 80-х «современные» лол) SSRI-антидепрессанты работают по третьему пути — препятствуют обратному захвату. Первый путь — это, например, приём психоделиков. Второй — регулярное повторение каких-то действий. Четвёртый, наверное, что-то про изменение метаболизма, но я не знаю. Я ничего из этого не знаю, просто книжку пересказываю.

То, как наши тела по-разному работают с нейротрансмиттерами во многом и определяет разницу в нашем поведении.

Нейротрансмиттеры

Нейротрансмиттеры управляют возбуждением нейрона, говорят какие каналы открыть и какой заряд впустить/выпустить, говорят как долго это должно продолжаться и иногда даже управляют чувствительностью нейрона в целом. Нейрон суммирует эти входные сигналы и так формирует своё поведение.

Нейроны обладают специфичными нейротрансмиттерными профилями — работают с конкретными видами нейротрансмиттеров.

Сами нейротрансмиттеры:

• Строятся из простых исходных элементов
• Легки в производстве (химических реакций нужно мало и они несложные)
• Из одних и тех же исходных элементов можно строить разные нейротрансмиттеры

Нейротрансмиттеры — это массовый расходник, который должно быть легко производить в огромных количествах. Как салфетки, бумажные полотенца, туалетная бумага и выпускники онлайн-курсов.

Три и больше нейронов

Когда нейроны собираются вместе они начинают влиять друг на друга. Нейромодуляция — изменение поведения нейрона под действием различных стимулов. В треугольнике из нейронов первый нейрон передавая сигнал второму одновременно с этим может сказать третьему притихнуть.

Это позволяет «заострять» сигнал — резко гася активность или расчищать его от шума. Например, так мы понимаем какой именно участок кожи сейчас заляпан кисло-сладким соусом.

Нейроны с похожим поведением образуют в мозге области. Некоторые из этих областей «функциональны» — чуть более отвественны за какую-то фичу мозга, чем другие, другие области служат шинами для передачи сигналов (тоже функциональны в этом смысле).

Области не обладают строгим делением на функции, они могут играть ключевую роль, координировать или активно участвовать. Но их функциональный набор определён контекстом их связей с другими регионами.

Как и у отдельных нейронов в цепочке, как и у слов в предложении.