„Układ nerwowy - komórki nerwowe jako nośnik pamięci.”
Autor: Edyta Sperling
„Jak to działa” to cykl artykułów poświęcony tematyce neurologicznej, medycznej, psychologicznej, ale również mający na celu poszerzenie świadomości czytelników i wgląd w ich własny organizm, czy głębokich odczuć, emocji, mechanizmów.
Układ nerwowy przybiera formę pewnego rodzaju szkieletu człowieka, ponieważ często jest przedstawiany w podobny sposób co układ kostny. Nie ulega wobec temu wątpliwości, że jest on bardzo ważną częścią naszego organizmu. Układ nerwowy odpowiada za przyjmowanie oraz reagowanie na bodźce zewnętrzne, ale również ma znaczący udział w podstawowych funkcjach organizmu, takich jak oddychanie czy trawienie. Składa się on z mózgu, organów czuciowych i wszystkich nerwów, które łączą te narządy z innymi częściami organizmu. Jego podstawowy podział obejmuje: ośrodkowy (mózgowie, rdzeń kręgowy) oraz obwodowy (nerwy) układ nerwowy.
Oba układy poprzez swoje funkcje dopełniają się informacyjnie pobierając sygnały zarówno z wnętrza jak i z zewnątrz. Dzięki ich wspólnej pracy jesteśmy w stanie zauważać i reagować na sygnały i zachodzące zmiany. Głównym narządem operacyjnym jest nasz mózg. Poprzez połączenia nerwowe jest on zasilany w niezbędne informacje, dzięki którym wysyła polecenia do reszty organizmu. Mimo, że to mózg odpowiada w większości za łańcuch reakcji, nie byłby w stanie dobrze funkcjonować bez rdzenia kręgowego. To właśnie dzięki niemu informacje przetworzone przez mózg zostają doprowadzone do reszty ciała.
Dzięki współpracy obu układów możliwe są między innymi odruchy. Dodatkowo współpraca ta umożliwia wykonywanie wszystkich czynności motorycznych – zarówno świadomych, jak i podświadomych.
Wykładając część teoretyczną na temat układu nerwowego, należy wspomnieć również o autonomicznym układzie nerwowym (AUN/układ wegetatywny). Jest on odpowiedzialny za tworzenie komórek nerwowych, które przewodzą impulsy nerwowe do narządów wewnętrznych. AUN zbudowany jest z ośrodków nerwowych, a także z odśrodkowych i dośrodkowych dróg nerwowych. AUN dzielimy na dwie części: przywspółczulną oraz współczulną. Obie części nie podlegają kontroli świadomości, ponieważ ich działanie jest zależne od tego, czy organizm znajduje się w sytuacji stresowej czy odpoczywa. Wszystkie narządy wewnętrzne unerwiane są jednocześnie przez oba te układy, ponieważ ich działanie jest antagonistyczne względem siebie.
Część współczulna, jest nazywana również jako układ sympatyczny lub pobudzający. Układ współczulny mobilizuje zasoby energetyczne organizmu, ponieważ podnosi stężenie glukozy i wolnych kwasów tłuszczowych we krwi. Pierwsze neurony współczulne znajdują się w istocie szarej rdzenia kręgowego – w rogach bocznych na poziomie Th1-L3. Włókna przedzwojowe opuszczają rdzeń kręgowy w korzeniach brzusznych i za pośrednictwem gałęzi białych wchodzą do zwojów pnia współczulnego. Włókna zazwojowe powracają do nerwów rdzeniowych wraz z którymi biegną do mięśni i skóry. Unerwiają one mięśnie gładkie naczyń krwionośnych, gruczoły oraz komórki mięśni gładkich skóry. Jego działanie ujawnia się w sytuacjach zagrożenia, wysoko odczuwanego stresu lub podczas wysiłku fizycznego.
Część przywspółczulna jest nazywana układem parasympatycznym lub układem hamującym. Jego działanie możemy obserwować w sytuacji relaksu, odprężania i wyciszenia organizmu. Pierwsze neurony przywspółczulne ośrodkowe skupione są w części przywspółczulnej jąder nerwów czaszkowych: III, VII, IX i X oraz w części krzyżowej rogów bocznych rdzenia kręgowego w segmentach S2-S4. Ich wypustki jako włókna przedzwojowe typu B biegną w wymienionych wyżej nerwach czaszkowych oraz tworzą nerwy trzewne miedniczne. Aż około 90% włókien nerwowych przywspółczulnych biegnie w nerwie błędnym. Na zakończeniach zarówno neuronów przywspółczulnych przedzwojowych jak i zazwojowych wydziela się acetylocholina.
Skrót wiedzy teoretycznej na temat układu nerwowego powyżej pozwoli na głębsze zrozumienie pamięci komórkowej. W jaki sposób jest ona możliwa i dzięki którym ośrodkom w układzie nerwowym funkcjonuje.
Komórka nerwowa (neuron) jest głównym materiałem budulcowym całego układu nerwowego. Jest ich około 150 miliardów i poprzez pełnione funkcje regulują jego działanie. Neuron składa się z ciała komórkowego (perikarionu), aksonów (które osiągają wielkość nawet 1m) oraz dendrytów. Powstaje ona w procesie zwanym neurogenezą.
Wysunięto hipotezę, że istnieje w komórkach nerwowych elitarna jednostka pamięci prawdopodobnie heteropolimer (np. białko lub kwas nukleinowy). Istnieje obserwowany od dawna związek między biosyntezą białka w komórkach nerwowych a procesem zapamiętywania. Faktem jest, że ciągła biosynteza i degradacja białka jest potrzebna do prawidłowego funkcjonowania pamięci, jednak ciężko sobie wyobrazić, w jaki sposób dana informacja miałaby zostać kodowana i dekodowana. Uwzględniając przy tym że proces zapamiętywania składałby się z odpowiedniego uszeregowania aminokwasów lub nukleotydów.
Powstała wobec tego druga hipoteza, umieszczająca swoistość zapisu pamięciowego
na poziomie komórkowym. Uważa się, że do wpisania jednostkowego śladu pamięciowego (engramu) są wytwarzane swoiste sieci określonych komórek układu nerwowego. Takie czynne połączenie istnieje tak długo, jak długo trwa ten ślad.
Pamięć krótkotrwała (świeża, short-term memory) polega na przechowywaniu śladów po działającym bodźcu dzięki krążeniu impulsów przez wielu neuronalne łańcuchy (obejmujące układ siatkowaty, wzgórze, krąg limbiczno-śródmózgowy, w szczególności hipokamp, ciało migdałowate i podwzgórze oraz korę mózgową). Zakłada się, że pamięć krótkotrwała wykorzystuje sieci neuronalne już istniejące w mózgu.
Pamięć długotrwała (long-term memory) powstaje w wyniku wielokrotnego w krótkim odcinku czasu przejścia przez te same synapsy krążących w wielu neuronalnych łańcuchach impulsów, na skutek czego następuje utorowanie drogi dla tych impulsów, co zostaje utrwalone w postaci zmian w metabolizmie neuronu. Obustronne usunięcie środkowych części płatów skroniowych prowadzi do utraty zdolności przenoszenia świeżych śladów pamięciowych do pamięci długotrwałej z wyjątkiem nabywania nowych umiejętności ruchowych.
Z badań wynika, że narządem odpowiedzialnym za pamięć nie jest wyłącznie hipokamp. Komórki nerwowe za pomocą synaps i impulsów nerwowych przenoszą informacje emocjonalne po całym organizmie, stąd hipoteza o pamięci komórkowej. B. Rothschild w swojej książce „Ciało pamięta. Psychofizjologia traumy i terapia osób po urazie psychicznym” w klarowny sposób przedstawia praktyczne zastosowanie pamięci komórkowej. Nasze pierwsze wrażenia bardzo często pochodzą z dostarczanych informacji poprzez zmysły. Wrażenia te nie są kodowane za pomocą słów, ale informacji somatycznych, taki jak: zapachy, doznania dotykowe, obrazy wzrokowe, sygnały słuchowe. Dzięki ciągłej pracy układu nerwowego informacje te docierają do każdej komórki naszego ciała. Wspomnienie wydarzenia przechowywanego w pamięci utajonej w postaci różnego typu doznań może je czasami wydobyć w momencie wystąpienia tego samego objawu somatycznego w przyszłości. To tłumaczy, dlaczego ludzie sentymentalnie traktują konkretne utwory, czy miejsca kojarzone z pozytywnymi, ale też negatywnymi zdarzeniami. Według autora, pamięć somatyczna jest kluczowa do zrozumienia, w jaki sposób trauma zakorzenia się w naszym ciele. „Ciało prowadzi rejestr” (Bessel van der Kolka, 1994), przez co wydarzenia traumatyczne są kodowane podobnie do wspomnień.
Pamięć komórkowa objawia się w naszym życiu na każdym kroku. Często jest ona nazywana pewnego rodzaju sentymentem do miejsc czy piosenek. Jest to jednak zasługa ciągłej pracy układu nerwowego. Podświadome i świadome bodźce, które magazynuje nasza pamięć „utajona” będą manifestowane w sytuacjach bardzo podobnych do tych, które towarzyszyły nam przy zdarzeniach traumatycznych. Te informacje pomagają w holistycznym spojrzeniu na traumę zakorzenioną w człowieku. Dzięki tego typu badaniom wiemy, że nasza psychika i fizjologia są ściśle ze sobą powiązane. Kolejnym krokiem do samoświadomości jest obserwacja tych mechanizmów w codziennym życiu.
Zdjęcie:
Zdjęcie 1, źródło: https://opracowania.pl/opracowania/biologia/tkanka-nerwowa,oid,1387
Zdjęcie 2, źródło: B. Rothschild “Ciało pamięta. Psychofizjologia traumy i terapia osób po urazie psychicznym”
Bibliografia: Rothschild B., „Ciało pamięta. Psychofizjologia traumy i terapia osób po urazie psychicznym.”, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 2014 Sadowski B., „Biologicznie mechanizmy zachowania się ludzi i zwierząt.”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 Bochenek A., Reicher M., „Anatomia człowieka”, tom IV i tom V, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2012.
Gołąb B., „Anatomia czynnościowa ośrodkowego układu nerwowego”, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2014 Traczyk W., „Fizjologia człowieka w zarysie”, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007 Maryniak A., „Dlaczego autonomiczny układ nerwowy może być interesujący dla neuropsychologów?” https://www.akademia-fizjoterapii.pl/lib/lvrj4o/Publikacja-nerw-bledny-kar8l1tk.pdf Zabłocka A., Janusz M., „Struktura i funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego.” http://31.186.81.235:8080/api/files/view/2180.pdf