شاید تا به حال این سوال برایتان پیش آمده باشد که سلول های مغزی چگونه برای تولید افکار، احساسات و رفتار با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند؟ در واقع، آن ها با استفاده از فرایندی به نام انتقال عصبی به یکدیگر سیگنال می دهند. اما انتقال این پیام های شیمیایی مهم بدون ساختارهای سلولی منحصر به فردی به نام گیرنده های عصبی امکان پذیر نیست.
انتقال عصبی هنگامی آغاز می شود که یک سلول مغزی ماده شیمیایی عصبی را در سیناپس یا فضای بین سلول های عصبی آزاد کند. اما برای اینکه سلول همسایه پیام را “دریافت” کند، آن ماده شیمیایی عصبی باید با یکی از گیرنده های عصبی آن پیوند برقرار کند. این کار کمی شبیه نوعی بازی شکار کردن است. سلول اول ماده شیمیایی عصبی را در سیناپس آزاد می کند، و سلول دریافت کننده باید قبل از فراخوانی و پاسخگویی، آن را بگیرد. گیرنده بخشی از سلول است که عمل شکار کردن را انجام می دهد.
در سال های اخیر محققان دریافته اند که گیرنده های عصبی به همان اندازه انتقال دهنده های عصبی در حفظ سلامت مغز مهم هستند. در حقیقت، مطالعات نشان داده است که گیرنده ها نقش مهمی در خلق و خو، یادگیری و پیوندهای اجتماعی دارند. همچنین گیرنده ها باعث انعطاف پذیری ساختاری، یا بازسازی مدارهای مغزی می شوند، که ممکن است منجر به تغییر در تعداد و نوع سیناپس ها شود.
گیرنده چیست؟
به زبان ساده گیرنده پروتئینی است که در غشای سلول مغز قرار دارد. در گذشته، برخی گیرنده ها را نوعی قفل نوروبیولوژیکی توصیف می کردند. هنگامی که یک کلید یا ماده شیمیایی سیستم عصبی به قفل متصل می شود، سپس نورون سیگنال را می خواند و پاسخ آن را با ادامه، کاهش یا توقف سیگنال می دهد. اما بیشتر قفل ها فقط یک کلید واحد و خاص می گیرند. گیرنده ها در این حد سختگیر نیستند.
در حالی که دانشمندان علوم مغز و اعصاب در ابتدا فرض می کردند که یک گیرنده خاص فقط به یک انتقال دهنده عصبی منفرد متصل می شود، تحقیقات فعلی نشان می دهد که چنین نیست. یک انتقال دهنده عصبی ممکن است به انواع مختلفی از گیرنده های عصبی متصل شود. علاوه بر این، سایر مواد شیمیایی عصبی از جمله هورمون ها و پروتئین های کوچک به نام نوروپپتیدها نیز می توانند با گیرنده ها پیوند برقرار کنند. اگر بتوانید تنها به یک سیناپس نگاهی بیندازید، هر لحظه صدها مولکول را می بینید که بین سلول ها و گیرنده ها گیر می افتند.
گیرنده های عصبی چگونه کار می کنند؟
گیرنده های مختلفی وجود دارد، و نوع گیرنده بر سیگنال دهی سلول تأثیر میگذارد. به عنوان مثال، برخی از گیرنده ها به نام گیرنده های یونوتروپیک، کانال های خاصی را بر روی غشای سلول به نام کانال های یونی دروازه دار لیگاند باز می کنند. گیرنده های یونوتروپیک خیلی سریع کار می کنند، و به سلول می گویند که آن کانال ها را باز یا بسته کند. هنگامی که آن ها باز می شوند، به انتشار سیگنال به سلول بعدی کمک می کند. وقتی بسته می شوند، به سلول می گویند که سیگنال را کم کند یا آن را کاملاً متوقف کند.
اما انواع دیگر گیرنده های عصبی به نام گیرنده های متابوتروپیک، کمی ظریف تر عمل می کنند. هنگامی که یک انتقال دهنده عصبی به یک گیرنده متابوتروپیک متصل می شود، فعالیت های زیادی را در داخل سلول ایجاد می کند، که در نهایت آن کانال های یونی را باز یا بسته می کند، و سیگنال را به آهستگی تحت تأثیر قرار می دهد.
از آنجا که انتقال دهنده های عصبی به گیرنده ای متصل می شوند، ممکن است آنچه را که دانشمندان علوم اعصاب “پیام رسان های ثانویه” می نامند نیز فعال کنند. این آنزیم ها و پروتئین ها در داخل سلول دریافت کننده هستند، و همچنین می توانند کانال های یونی را باز یا مسدود کنند، کانال های یونی جدید ایجاد کنند، یا به DNA سلول بگویند شروع به تولید پروتئین های جدید کند.
گیرنده ها چه ارتباطی با رفتار دارند؟
گیرنده ها مولفه مهمی از تقویت طولانی مدت هستند، فرآیند مولکولی که منجر به یادگیری و حافظه می شود. می توان تقویت طولانی مدت را به عنوان یک بازی مداوم و ثابت برای سیگنال دهی بین سلول های مغز در نظر گرفت. این فعالیت مداوم سیناپس را تقویت می کند، و منجر به افزایش طولانی مدت قدرت سیگنال بین یک نورون و همسایه آن می شود. گیرنده ها باید بتوانند مواد شیمیایی عصبی مناسب را برای این نوع فرآیند پایدار بدست آورند. محققان اکنون به این نتیجه رسیده اند که برای یادگیری و در نتیجه شکل گیری خاطرات، تقویت طولانی مدت لازم است.
گیرنده ها چه ارتباطی با بیماری دارند؟
بسیاری از ژن های گیرنده با افزایش خطر ابتلا به اختلالاتی مانند اسکیزوفرنی، افسردگی و اضطراب مرتبط هستند. و این منطقی است. این متغیرهای ژنتیکی می توانند منجر به وجود گیرنده های بسیار کم یا بسیار زیاد در مناطق مختلف مغز شوند.
وقتی چنین چیزی اتفاق می افتد، می تواند کل فرآیند را مختل کند، و منجر به سیگنال ناهنجاری در مدارهای اصلی و در نهایت بیماری های اعصاب و روان شود.
به عنوان مثال افسردگی و اختلال دو قطبی را در نظر بگیرید. اگر یک متغیر ژنتیکی دارید که تراکم گیرنده ها را در مناطقی از مغز که با خلق و خو مرتبط هستند تغییر می دهد، این گیرنده ها مقدار زیادی سروتونین، که انتقال دهنده عصبی مهم معروف به تثبیت کننده طبیعی خلق شناخته می باشد، مصرف می کنند. این کار می تواند منجر به علائم افسردگی شود. داروهایی مانند بازدارنده های انتخابی باز جذب سروتونین، نوع متداولی از داروی ضد افسردگی، می توانند با کاهش سروتونین در سیناپس حداقل تا حدی به کاهش علائم کمک کنند.
به همین ترتیب، تحقیقات نشان داده است که گیرنده ها با اختلالات تخریب کننده عصبی مانند بیماری های آلزایمر، پارکینسون و هانتینگتون در ارتباط هستند. هنگامی که گیرنده های خاص بیش از حد گلوتامات مصرف می کنند -یک انتقال دهنده عصبی شناخته شده برای نورون های مهیج، برای کمک به انتقال پیام بین سلول ها- می تواند مجموعه ای از حوادث مربوط به مغز و اعصاب را ایجاد کند، که منجر به تغییر در سیناپس ها و همچنین مرگ سلول می شود.
نهایتا، گیرنده ها با اعتیاد به دارو نیز ارتباط دارند. گیرنده های بسیار کمی برای یک انتقال دهنده عصبی به نام دوپامین می تواند منجر به عدم تعادل در مرکز پاداش مغز شود. هنگامی که افراد در مصرف دارویی زیاده روی می کنند، چه نیکوتین باشد و چه هروئین، در پاسخ به آن دوپامین آزاد می شود. اگر گیرنده های کافی وجود نداشته باشد، قسمت اعظم انتقال دهنده عصبی در سیناپس باقی می ماند، و باعث می شود که داروها باارزش تر به نظر برسند. این کار به نوبه خود می تواند منجر به مصرف بیشتر، و با گذشت زمان اعتیاد شود. زیرا این مقدار بیش از حد دوپامین تغییرات ظریفی در مدار پاداش ایجاد می کند.
بیشتر بخوانید: مغز چگونه رشد می کند
