मानव मस्तिष्क कैसे काम करता है? - तंत्रिका - 2025

मस्तिष्क एक संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई के रूप में कार्य करता है जो मुख्य रूप से दो प्रकार की कोशिकाओं से बना होता है: न्यूरॉन्स और ग्लियाल कोशिकाएं। यह अनुमान है कि पूरे मानव तंत्रिका तंत्र में लगभग 100 ट्रिलियन न्यूरॉन्स और लगभग 1,000 ट्रिलियन ग्लियल कोशिकाएं हैं (न्यूरॉन्स की तुलना में 10 गुना अधिक ग्लियाल कोशिकाएं हैं)।

न्यूरॉन्स अत्यधिक विशिष्ट हैं और उनके कार्य विभिन्न सर्किट और प्रणालियों के माध्यम से जानकारी प्राप्त करना, प्रक्रिया करना और संचारित करना है। सूचना प्रसारित करने की प्रक्रिया को सिनेप्स के माध्यम से किया जाता है, जो विद्युत या रासायनिक हो सकता है।

दूसरी ओर, ग्लिअल कोशिकाएं, मस्तिष्क के आंतरिक वातावरण को विनियमित करने और न्यूरोनल संचार की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए जिम्मेदार हैं। ये कोशिकाएँ पूरे तंत्रिका तंत्र में पाई जाती हैं जो इसकी संरचना बनाती हैं और मस्तिष्क के विकास और गठन की प्रक्रियाओं में शामिल होती हैं।

अतीत में यह सोचा गया था कि ग्लियाल कोशिकाओं ने केवल तंत्रिका तंत्र की संरचना बनाई है, इसलिए प्रसिद्ध मिथक है कि हम अपने मस्तिष्क का केवल 10% उपयोग करते हैं। लेकिन आज हम जानते हैं कि यह बहुत अधिक जटिल कार्यों को पूरा करता है, उदाहरण के लिए, वे प्रतिरक्षा प्रणाली के विनियमन और एक चोट के बाद सेलुलर प्लास्टिसिटी की प्रक्रियाओं से संबंधित हैं।

इसके अलावा, वे न्यूरॉन्स को ठीक से काम करने के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि वे न्यूरोनल संचार की सुविधा प्रदान करते हैं और पोषक तत्वों के परिवहन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, मानव मस्तिष्क प्रभावशाली रूप से जटिल है। यह अनुमान लगाया जाता है कि एक वयस्क मानव मस्तिष्क में 100 और 500 ट्रिलियन कनेक्शन होते हैं और हमारी आकाशगंगा में लगभग 100 बिलियन तारे होते हैं, इसलिए यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि मानव मस्तिष्क एक आकाशगंगा की तुलना में बहुत अधिक जटिल है।

मस्तिष्क में सूचना कैसे प्रसारित होती है?

ब्रेन फंक्शन में न्यूरॉन्स के बीच सूचना का संचरण होता है, यह संचरण सिनाप्स नामक अधिक या कम जटिल प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है।

सिनैप्स विद्युत या रासायनिक हो सकते हैं। विद्युत सिनैप्स में सीधे दो न्यूरॉन्स के बीच विद्युत प्रवाह के द्विदिशीय संचरण शामिल होते हैं, जबकि रासायनिक सिनैप्स को मध्यस्थों की आवश्यकता होती है जिसे न्यूरोट्रांसमीटर कहा जाता है।

अंततः, जब एक न्यूरॉन दूसरे के साथ संचार करता है, तो इसे सक्रिय या बाधित करने के लिए ऐसा करता है, व्यवहार पर या कुछ शारीरिक प्रक्रिया पर अंतिम अवलोकन प्रभाव एक न्यूरोनल सर्किट में कई न्यूरॉन्स के उत्तेजना और निषेध का परिणाम है।

विद्युत समकालिक

विद्युत श्लेष रासायनिक तत्वों की तुलना में काफी तेज और आसान होते हैं। एक सरल तरीके से समझाया गया, वे दो न्यूरॉन्स के बीच विध्रुवण धाराओं के संचरण से मिलकर बने होते हैं जो काफी करीब होते हैं, लगभग एक साथ अटक जाते हैं। इस प्रकार के सिनैप्स आमतौर पर पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन्स में लंबे समय तक परिवर्तन नहीं करते हैं।

ये सिनैप्स न्यूरॉन्स में होते हैं जिनके पास एक तंग जंक्शन होता है, जिसमें झिल्ली लगभग स्पर्श करते हैं, एक तिरछी 2-4nm द्वारा अलग हो जाते हैं। न्यूरॉन्स के बीच का स्थान इतना छोटा है क्योंकि उनके न्यूरॉन्स को प्रोटीन से बने चैनलों के माध्यम से एक साथ जुड़ना चाहिए, जिन्हें कॉन्टेक्सिन कहा जाता है।

कंसैक्सिन द्वारा गठित चैनल दोनों न्यूरॉन्स के आंतरिक को संवाद करने की अनुमति देते हैं। छोटे अणु (1kD से कम) इन छिद्रों से गुजर सकते हैं, इसलिए रासायनिक उपापचय चयापचय संचार प्रक्रियाओं से संबंधित होते हैं, विद्युत संचार के अलावा, दूसरे दूतों के आदान-प्रदान से होते हैं, जो अन्तर्ग्रथन में उत्पन्न होते हैं, जैसे कि इनोसिटिक ट्राइफॉस्फेट (आईपी ₃) या चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी)।

विद्युत श्लेष आमतौर पर एक ही प्रकार के न्यूरॉन्स के बीच बनाए जाते हैं, हालांकि, विभिन्न प्रकारों के न्यूरॉन्स के बीच या यहां तक ​​कि न्यूरॉन्स और एस्ट्रोसाइट्स (एक प्रकार की ग्लियाल कोशिकाओं) के बीच भी विद्युत सिनाप्स देखे जा सकते हैं।

इलेक्ट्रिकल सिनैप्स न्यूरॉन्स को जल्दी और कई न्यूरॉन्स को समान रूप से कनेक्ट करने के लिए संवाद करने की अनुमति देते हैं। इन गुणों के लिए धन्यवाद हम जटिल प्रक्रियाओं को पूरा करने में सक्षम हैं जिनके लिए संवेदी, मोटर और संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं (ध्यान, स्मृति, सीखने…) जैसी जानकारी के तेजी से संचरण की आवश्यकता होती है।

रासायनिक synapses

यह छवि अक्षतंतु दिखाती है जहां से न्यूरोट्रांसमीटर को डेंड्राइट रिसेप्टर्स की ओर छोड़ा जाता है

रासायनिक सिनैप्स आसन्न न्यूरॉन्स के बीच होता है जिसमें एक प्रीसानेप्टिक तत्व जोड़ता है, आमतौर पर एक एक्सोनल टर्मिनल, जो सिग्नल का उत्सर्जन करता है, और एक पोस्टसिनेप्टिक तत्व, जो आमतौर पर सोमा या डेंड्राइट्स में पाया जाता है, जो सिग्नल प्राप्त करता है। संकेत।

ये न्यूरॉन्स संलग्न नहीं हैं, उनके बीच एक 20nm का एक स्थान है जिसे सिनैप्टिक फांक कहा जाता है।

उनकी रूपात्मक विशेषताओं के आधार पर विभिन्न प्रकार के रासायनिक सिनैप्स होते हैं। ग्रे (1959) के अनुसार, रासायनिक सिनैप्स को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

रासायनिक सिनैपेस को संक्षेप में निम्नानुसार किया जा सकता है:

1. एक ऐक्शन पोटेंशिअल एक्सोन टर्मिनल तक पहुंचता है, इससे कैल्शियम आयन चैनल (सीए ²⁺) खुलता है और आयनों का एक प्रवाह सिनैप्टिक फांक को छोड़ दिया जाता है।
2. आयनों का प्रवाह एक प्रक्रिया को ट्रिगर करता है जिसमें पुटिका, न्यूरोट्रांसमीटर से भरा होता है, पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली से बांधता है और एक छिद्र को खोलता है जिसके माध्यम से उनकी सभी सामग्री सिनैप्टिक फांक की ओर निकल जाती है।
3. जारी किए गए न्यूरोट्रांसमीटर उस न्यूरोट्रांसमीटर के लिए विशिष्ट पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर से बंधते हैं।
4. पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के लिए न्यूरोट्रांसमीटर का बंधन पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के कार्यों को नियंत्रित करता है।

रासायनिक सिनेप्स के प्रकार

टाइप I रासायनिक सिनेप्स (असममित)

इन सिनैप्स में, प्रीसानेप्टिक घटक अक्षीय टर्मिनलों से बना होता है, जिसमें गोल पुटिकाएं होती हैं और डेंड्राइट्स में पोस्टसिनेप्टिक घटक पाया जाता है और पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स का एक उच्च घनत्व होता है।

सिनैप्स का प्रकार शामिल न्यूरोट्रांसमीटर पर निर्भर करता है, इसलिए ग्लूटामेट जैसे उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर, टाइप I सिंकैप्स में शामिल होते हैं, जबकि निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर, जैसे जीएबीए, टाइप II सिंकैप्स में कार्य करते हैं।

यद्यपि यह पूरे तंत्रिका तंत्र में नहीं होता है, कुछ क्षेत्रों में जैसे कि रीढ़ की हड्डी, मूल नियाग्रा, बेसल गैन्ग्लिया और कोलीकुली, एक प्रकार की संरचना के साथ गाबा-एर्गिक सिनैप्स होते हैं।

प्रकार II रासायनिक पर्यायवाची (सममित)

इन सिनैप्स में, प्रीसिनेप्टिक घटक का निर्माण अंडाकार पुटिकाओं वाले एक्सोनल टर्मिनलों द्वारा होता है और पोस्टिनैप्टिक घटक को सोम और डेंड्राइट दोनों में पाया जा सकता है और टाइप I सिंकैप्स की तुलना में पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स का घनत्व कम होता है।

टाइप I के संबंध में इस प्रकार के सिनैप्स के अन्य अंतर यह है कि इसका सिनैप्टिक फांक संकरा (लगभग 12nm लगभग) है।

सिनेप्स को वर्गीकृत करने का एक और तरीका प्रीसिनैप्टिक और पोस्टसिनेप्टिक घटकों के अनुसार है जो उन्हें बनाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि प्रीसिनेप्टिक घटक एक एक्सोन है और पोस्टसिनेप्टिक घटक एक डेंड्राइट है, तो उन्हें एक्सोडेंड्रिटिक सिंकैप्स कहा जाता है। इस तरह हम axoaxonic, axosomatic, dendroaxonic, dendrodendritic synap…

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में सबसे अधिक बार होने वाले सिंकैप्स का प्रकार एक्सोस्पिनस प्रकार I (असममित) सिनेप्स है। यह अनुमान लगाया गया है कि सेरेब्रल कॉर्टेक्स में 75-95% सिनेप्स टाइप I हैं, जबकि केवल 5 और 25% के बीच टाइप II सिंकैप्स हैं।

न्यूरोट्रांसमीटर और न्यूरोमोड्यूलेटर

न्यूरोट्रांसमीटर की अवधारणा में सभी पदार्थ शामिल हैं जो रासायनिक सिनाप्स पर जारी होते हैं और जो न्यूरोनल संचार की अनुमति देते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करते हैं:

• वे न्यूरॉन्स के भीतर संश्लेषित होते हैं और अक्षीय टर्मिनलों पर मौजूद होते हैं।
• जब न्यूरोट्रांसमीटर की पर्याप्त मात्रा में जारी किया जाता है, तो यह आसन्न न्यूरॉन्स पर इसके प्रभाव को बढ़ाता है।
• जब वे अपना कार्य पूरा कर लेते हैं, तो वे ह्रास, निष्क्रियता या पुनरावृत्ति तंत्र के माध्यम से समाप्त हो जाते हैं।

न्यूरोमॉड्यूलेटर्स ऐसे पदार्थ हैं जो अपने प्रभाव को बढ़ा या घटाकर न्यूरोट्रांसमीटर के कार्यों को पूरक करते हैं। वे पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर के भीतर विशिष्ट साइटों के लिए बाध्य करके ऐसा करते हैं।

कई प्रकार के न्यूरोट्रांसमीटर हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:

• एमिनो एसिड, जो उत्तेजक हो सकता है, जैसे ग्लूटामेट, या इनहिबिटर, जैसे कि am-एमिनोब्यूट्रिक एसिड, जिसे GABA के रूप में जाना जाता है।
• Acetylcholine।
• कैटेकोलामाइड्स, जैसे डोपामाइन या नॉरपेनेफ्रिन
• Indolamines, जैसे सेरोटोनिन।
• Neuropeptides।

संदर्भ

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