Синаптическая пластичность головного мозга

Синаптическая пластичность (способность нервной ткани к перестройке под воздействием тех или иных причин) головного мозга является актуальной проблемой современной нейрофизиологии, так как лежит в основе процессов обучения, совершенствования навыков человека, а также восстановления его нервной деятельности после травм и заболеваний головного мозга. Основной элемент в нервной системе - нервная клетка (нейрон), которая характеризуется способностью вырабатывать возбуждение в ответ на раздражение и передавать его другим нервным клеткам или органам. Из нервных клеток и их отростков (аксонов и дендритов) складывается вся нервная система.

В ней различают чувствительные нервные окончания или рецепторы, нервные проводники возбуждения (нервы), ядра (пункты переработки информации и пункты управления) в виде клеточных скоплений, а также нервные сплетения и окончания двигательных нервных волокон в мышцах и железах в виде моторных и секреторных бляшек.

Синапс и его функции

Синапс - это зона контакта между нервными клетками или нервными клетками и другим образованиями (мышечной, железистой тканью). Синапс состоит из пресинаптического отростка, принадлежащего передающему (афферентному) нейрону и постсинаптического компонента, которым может быть дендрит, тело или аксон постсинаптического нейрона, мышечная или секреторная ткань. Синапсы между двумя нервными клетками называются межнейронными связями, пресинаптическое окончание на мышечном или секреторном волокне - моторной бляшкой, а их комплекс - нервно-мышечным или нейросекреторным синапсом.

По способу передачи возбуждения синапсы разделяются на три группы. К первой группе относятся синапсы, в которых передача возбуждения осуществляется с помощью химических веществ-передатчиков (медиаторов), ко второй - синапсы с передачей возбуждения за счет непосредственного перехода электрического сигнала с пре- на постсинаптические структуры, к третьей - смешанные синапсы, в которых передача осуществляется и химическим, и электрическим способом.

Способность синапсов к пластичности

Синапсы - это одни из наиболее пластичных и ранимых компонентов нейронов. Дело в том, что для многих синапсов эффективность взаимодействия медиатор-синапс не является величиной постоянной, она может меняться в зависимости от обстоятельств. Происходит это потому, что межнейронные контакты созревают неравномерно и это создает основу для пластических изменений межнейронных связей у того или иного человека в результате обучения, тренировки и т.д.

Кратковременная и долговременная синаптическая активность

Выделяют кратковременные формы синаптической пластичности, которые длятся секунды и минуты, а также долговременные формы, которые продолжаются часы, месяцы и годы. Долговременные виды пластичности формируются на основе кратковременных, и лежат в основе обучающих функций нервной системы.

Кратковременная синаптическая пластичность - это изменение количества (увеличение или уменьшение, то есть, депрессия) медиатора в пресинаптических связях, а также повышение или снижение чувствительности постсинаптических рецепторов к медиатору. В зависимости от выраженности тех или иных процессов при различных видах активности синапса преобладает либо облегчение, либо депрессия секреции медиатора.

На основе кратковременных форм синаптической пластичности развиваются долговременные формы, которые также могут или усиливать, или задерживать проведение импульсов. Особенно активны эти процессы в отделе головного мозга, отвечающем за память - гиппокампе. Долговременные формы синаптической пластичности вызывают рост и ветвление пресинаптических нервных окончаний, изменение количества рецепторов на постсинаптической мембране, образовании новых синапсов.

Синаптическая активность - основа обучения и памяти

Длительные изменения эффективности синаптической передачи могут являться механизмом обучения и памяти. Пластичность является основой обучения, развития и совершенствования. У новорожденного ребенка мозг гораздо меньше, чем у взрослого человека, но со временем размеры нейронов мозга увеличиваются, а характер нервных связей усложняется по мере обучения ребенка различным навыкам. Развитие нервной системы заложено в генах человека, но обучение и опыт вносит в это развитие свои дополнения.

Синаптическая пластичность нейронов и повреждения головного мозга

В результате инсультов, травм, различных заболеваний и отравлений может погибнуть значительное количество нейронов. Свойство пластичности головного мозга позволяет компенсировать утерянные функции при поражении одного из его отделов, другими отделами. Эта способность лежит в основе компенсаторно-приспособительных реакций после перенесенных заболеваний и повреждений головного мозга.

Восстановление утраченных неврологических функций после инсульта связано со способностью головного мозга к компенсации структурных и функциональных расстройств. В настоящее время существует две основные теории нейропластичности, объясняющие восстановления утраченных при инсульте функций: функции травмированных клеток берут на себя здоровые клетки и возбуждение идет в обход очага поражения и возбуждение идет через пораженные клетки, которые образуют новые синаптические связи.

Научные разработки в области синаптической пластичности головного мозга имеют большое значение для обучения, а также для восстановления памяти и других функций головного мозга после заболеваний.

Галина Романенко