Hur hjärnceller kommunicerar med varandra

Med en vikt på endast cirka tre pund är hjärnan den mest komplicerade delen av människokroppen. Som organ som ansvarar för intelligens, tankar, känslor, minnen, kroppsrörelse, känslor och beteende har det studerats och hypoteser i århundraden. Men det är det senaste årtiondet av forskning som har gett de viktigaste bidragen till vår förståelse av hur hjärnan fungerar. Även med dessa framsteg är det förmodligen bara en bråkdel av vad vi kommer att veta utan tvekan att upptäcka i framtiden.

Den mänskliga hjärnan tros fungera i en komplex kemisk miljö genom olika typer av neuroner och neurotransmittorer. Neuroner är hjärnceller, numrerar i miljarder, som kan kommunicera med varandra genom kemiska budbärare som heter neurotransmittorer. När vi lever våra liv får hjärnceller kontinuerligt information om vår miljö. Hjärnan försöker sedan göra en intern representation av vår externa värld genom komplexa kemiska förändringar.

Neuroner (hjärnceller)

Centret av neuronen kallas cellen kropp eller soma. Det innehåller kärnan, som innehåller cellens deoxyribonukleinsyra (DNA) eller genetiskt material. Cellens DNA definierar vilken typ av cell det är och hur det kommer att fungera.

Vid ena änden av cellkroppen är dendriter, vilka är mottagare av information som skickas av andra hjärnceller (neuroner). Termen dendrit, som kommer från en latin term för träd, används eftersom dendriter av en neuron liknar trädgrenar.

I den andra änden av cellkroppen är axon. Axonen är en lång tubulär fiber som sträcker sig bort från cellkroppen. Axonen fungerar som en ledare av elektriska signaler.

På basen av axonen är axonterminaler. Dessa terminaler innehåller blåsor där kemiska budbärare, även känd som neurotransmittorer, är förvarade.

Neurotransmittorer (kemiska budbärare)

Man tror att hjärnan innehåller flera hundra olika typer av kemiska budbärare (neurotransmittorer). I allmänhet kategoriseras dessa budbärare som antingen excitatoriska eller hämmande. En excitatorisk budbärare stimulerar hjärncellens elektriska aktivitet, medan en hämmande budbärare lugnar denna aktivitet. Aktiviteten hos en neuron (hjärncell) bestäms i stor utsträckning av balansen mellan dessa excitatoriska och hämmande mekanismer.

Forskare har identifierat specifika neurotransmittorer som tros vara relaterade till ångeststörningar. De kemiska budbärare som är vanligtvis riktade mot mediciner som vanligtvis används för att behandla panikstörningar inkluderar:

• serotonin. Denna neurotransmittor spelar en roll för att modulera en mängd olika kroppsfunktioner och känslor, inklusive vårt humör. Låga serotoninnivåer har kopplats till depression och ångest. De antidepressiva läkemedel som kallas selektiva serotoninåterupptagshämmare (SSRI) anses vara de första linjära agenterna vid behandling av panikstörning. SSRI ökar serotoninhalten i hjärnan, vilket resulterar i minskad ångest och inhibering av panikattacker.
• noradrenalin är en neurotransmittor som antas vara associerad med kampen eller flygspänningsresponsen. Det bidrar till känslor av vakenhet, rädsla, ångest och panik. Selektiva serotonin-norepinefrinåterupptagshämmare (SNRI) och tricykliska antidepressiva medel påverkar serotonin- och noradrenalinnivåerna i hjärnan, vilket resulterar i en anti-panik effekt.
• Gamma-aminosmörsyra (GABA) är en hämmande neurotransmittor som verkar genom ett negativt återkopplingssystem för att blockera överföringen av en signal från en cell till en annan. Det är viktigt att balansera excitationen i hjärnan. Bensodiazepiner (anti-ångestdroger) arbetar på GABA-receptorerna i hjärnan som framkallar ett tillstånd av avkoppling.

Neuroner och Neurotransmittorer arbetar tillsammans

När en hjärncell mottar sensorisk information, avfyras den en elektrisk impuls som reser ner axonen till axonterminalen där kemiska budbärare (neurotransmittorer) lagras. Detta utlöser frisläppandet av dessa kemiska budbärare i den synaptiska klyftan, vilket är ett litet utrymme mellan den sändande neuronen och den mottagande neuronen.

Eftersom budbäraren gör sin resa över den synaptiska klyftan kan flera saker hända:

1. Budbäraren kan nedbrytas och slås ut ur bilden med ett enzym innan det når sin målreceptor.
2. Budbäraren kan transporteras tillbaka till axonterminalen genom en återupptagningsmekanism och deaktiveras eller återvinnas för framtida användning.
3. Budbäraren kan binda till en receptor (dendrit) på en närliggande cell och slutföra leveransen av sitt meddelande. Meddelandet kan sedan vidarebefordras till dendriter från andra närliggande celler. Men om den mottagande cellen bestämmer att ingen mer av neurotransmittorerna behövs, kommer den inte att vidarebefordra meddelandet. Budbäraren fortsätter sedan försöka hitta en annan mottagare av sitt meddelande tills den är avaktiverad eller återförd till axonterminalen av återupptagningsmekanismen.

För optimal hjärnfunktion måste neurotransmittorerna balanseras noggrant och orkestreras. De är ofta sammankopplade och litar på varandra för korrekt funktion. Till exempel kan neurotransmittorn GABA, som inducerar avkoppling, bara fungera ordentligt med tillräckliga mängder serotonin. Många psykiska störningar, inklusive panikstörning, kan vara resultatet av dålig kvalitet eller låga mängder av vissa neurotransmittorer eller neuronreceptorsajter, frisättningen av för mycket av en neurotransmittor eller funktionsfel i neuroproblemets återupptagningsmekanismer.