Luento 3: Hermoston toiminta

Kolmannella luennolla käsiteltiin hermosolujen välisiä signaaleja. Signaalit siirtyvät solujen sisällä sähköisesti aktiopotentiaalin avulla ja solujen välillä kemiallisesti synapsien kautta.

Aktiopotentiaalit ovat vakiokokoisia ja muotoisia, ja etenevät (solukohtaisella) vakionopeudella. Tästä syystä niillä tehtävä signalointi tehdään taajuuskoodattuna. Sama asia esiintyy useilla eri kursseilla, joita ryhmämme jäsenet ovat käyneet vaihtelevassa määrin. Luennolla selitettiin myös aktiopotentiaalin syntymekanismi, joskin huomattavan epämääräisesti ja huolimattomasti verrattuna esimerkiksi elollisen aineen fysiikka II selitykseen. Myös termi Hodgkin-Huxley-malli mainittiin, vaikka sitä ei sen tarkemmin käsiteltykään. (Koska se ei ole kurssin keskeistä sisältöä.)

Kun signaali on edennyt aksonin päähän, se muutetaan kemialliseksi signaaliksi ja välitetään toisen hermosolun synapsiin välittäjäaineiden avulla. Kemialliset synapsit ovat muokkautuvia, toisin kuin vakiokokoiset aktiopotentiaalit. Kemiallisten synapsien muokkautuvuus mahdollistaa mm. sopeutumisen, oppimisen ja muistin. Suora sähköinen kytkentä solujen välillä jätettiin käsittelemättä; toisaalta ymmärrettävää, koska kemialliset synapsit mahdollistavat niin paljon enemmän – esimerkkinä tästä inhibitorinen vaste kohdesolussa.

Välittäjäaineet kuljettavat signaalia solujen välillä. Reseptorit toimivat välittäjäaineiden vastaanottajina, ja muuntavat signaalin solun sisäiseksi. Yleisesti käytetään kolmea kriteeriä välittäjäaineelle: 1) Solun täytyy voida syntetisoida ja varastoida sitä, 2) aineiden tulee voida vapautua soluvälitilaan, ja 3) sen tulee vaikuttaa toisen solun käytökseen. Välittäjäaineiden yleiset vaikutukset ovat joko kiihdyttäviä tai estäviä. Välittäjäaineilla voi olla myös monia muita vaikutuksia, ne saattavat vaikuttaa reseptorin voimakkuuteen, sitoutumisherkkyyteen, vaikutusaikaan sekä saattavat myös tukkia tämän kyseisen reseptorin.

Erityyppiset reseptorit käsiteltiin hyvinkin kattavasti. Valitettavasti tämän jälkeen luento muuttui “hieman liian” luettelonomaiseksi välittäjäaineiden listaamiseksi. Näistä ei jäänyt mieleen juuri mitään. Tai no, jäi mieleen se, että erilaisia välittäjäaineita on todella paljon. Eri välittäjäaineiden vaikutuksista voi lukea esimerkiksi täältä .

Luennon loppupuolella käsiteltiin myös synapsien pitkäkestoinen voimistuminen eli LTP. Tämän merkitys jäi tosin hieman epäselväksi – sen puute ei vaikuta oppimiseen, mutta ilmeisesti sillä on jotain tekemistä oppimisen kanssa.

Aivan luennon lopussa käsiteltiin yksinkertaisia esimerkkejä muutaman hermosolun muodostamista järjestelmistä. Näitä olivat muun muassa “fleksorirefleksin” eli vetäytymisrefleksin muodostava muutaman hermosolun järjestelmä. Tällaiset järjestelmät muistuttavat hyvin paljon yksinkertaisia virtapiirejä.