
在一秒鐘的時間裡,我們會想到思想,體驗感覺並回應我們不斷變化的世界。快速射擊大腦活動賦予我們這些能力,使我們能夠超越掠食者,寫詩甚至思考我們存在的本質。
但是,腦細胞如何發送消息?
此消息過程的第一步是動作潛力,或在神經細胞或神經元中觸發的電力波。在大腦,脊髓和身體其餘部分中發現的神經元通常以相同的方式發送信息。
只要有某些東西需要注意(例如,門鈴的聲音)在您的意義上,器官會激活導致大腦的神經細胞。神經元膜中的微小隧道打開,使帶正電的分子或離子滲入細胞中。
這些帶電的顆粒沿細胞的膜旋轉,類似於電子在電氣設備中通過電線的方式。該電信號從細胞的膜傳播到其軸突,這是一種長長的尾部結構,從細胞體中伸出。該軸突通過稱為突觸的間隙與通信鏈中下一個神經細胞的軸突分開。
當這種電脈衝到達軸突的末端時,神經元將稱為神經遞質的化學物質釋放到突觸中。化學物質在間隙上徘徊,並堅持下一個神經元上的特定受體。如果打開足夠的受體,接收神經元可能會產生自己的動作潛力,並將消息傳遞給網絡中的其他神經元。
因為只有通過突觸連接的細胞才能通過神經遞質進行通信,所以只有這兩個神經元而不是周圍的神經元才能將它們視為可以檢測到的“秘密消息”,邁克·路德維希(Mike Ludwig)英國愛丁堡大學神經生理學教授告訴Live Science。
路德維希說,但是神經元也可以播放“公開公告”。
神經元通過釋放小蛋白質片段來做到這一點,稱為神經肽,通過它們的細胞膜。動作電位會觸發神經肽的釋放,而是像神經遞質那樣將納米遍歷下一個神經元,而是在大腦周圍進行了長時間的航行。漂浮在圍繞大腦的流體周圍,最終結合到遙遠大腦區域的受體。這種類型的通信比突觸信號慢得多,但是它具有深遠的影響。
路德維希說:“重要的不是信號分子本身,而是其受體的分佈,或者它位於大腦中的位置。在動物研究中,當科學家改變某些受體的位置和密度時,它會改變動物的行為。這表明思想和動作不僅依賴於直接連接的神經細胞,而且還依賴於不同腦細胞對深遠神經肽的敏感性。
服用神經肽催產素,所謂的社會激素。催產素釋放在草原田鼠的大腦中(Microtus ochrogaster)當他們交配並促進形成一夫一妻制。當研究人員阻止其受體時,動物顯示對配對的興趣較小。而且,如果受體過表達,這意味著數量異常高,雌性動物更渴望與他們選擇的伴侶安頓下來。
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催產素似乎也促進了人類的浪漫和家庭關係。出生後立即具有較高激素水平的母親更強的依戀比他們的新生兒比較低水平的人,墜入愛河與催產素激增有關。
同樣,另一種神經肽,α-甲狀腺細胞刺激激素(Alpha-MSH)似乎抑制了食慾並刺激實驗室動物和人的性慾。激活與Alpha-Msh相同受體的藥物抑制了個人對食物的食慾,但增強性食慾,表明飢餓和性慾是由重疊的腦電路控制的。
科學家已經確定了100人類神經肽這會影響無數行為。但是科學家懷疑,基於人類基因組中的1,000多種預測的肽,還有更多的東西可以發現。
神經元交流的短距離和長距離形式可能相互作用。新興證據表明神經肽在突觸可塑性中起作用,或神經元修改其對不同經歷的強烈發射的能力。突觸可塑性構成了學習的基礎 - 每次您學習考試時,例如,該記憶存儲的突觸會變得更強大。
神經肽也會影響神經元對神經遞質的敏感性反過來,會影響對他人產生自己的行動潛力的可能性。看來大腦的“公開廣播”可以影響細胞的私人對話。