Синапсы и нейромедиаторы

Я сознательно не упоминал синапсы, когда рассказывал об искусственном нейроне. Просто потому что существует множество формализаций искусственного нейрона в которых вообще нет никаких синапсов. Конкретному входному контакту просто присваивается определённый вес и этого вполне достаточно.

А вот у живых нейронов синапсы непременно есть. Синапсы - это специальные крошечные электроприборы на кончиках дендритов. То есть при помощи синапса аксон одного нейрона прикрепляется к дендриту другого. Эти приборчики принимают внешний сигнал и нормализуют его. На синапс может прийти слабый или наоборот слишком сильный сигнал. Однако конкретный дендрит имеет право передать в нейрон только количество заряда, эквивалентное его “весу”. За эту функцию и отвечает синапс.

Синапсы бывают двух видов. Электрические и химические. Электрические синапсы это по сути просто проводники. Они ничего не нормализуют. Сигнал через них просто проходит, не останавливаясь.

Химический синапс немного напоминает пластинчатый конденсатор. Он состоит из двух рельефных пластин, между которых находится так называемая “синаптическая щель” Но устроен синапс много хитрее любого конденсатора. Электричество передается через синапс не в “чистом виде”. Пришедший на принимающий конец синапса сигнал заставляет внешнюю (пресинаптическую пластину) выделять вещество, называемое “нейромедиатор”.Нейромедиатор активирует внутреннюю (постсинаптическую) пластину и она уже отдаёт в нейрон ровно столько электричества, сколько положено. Кроме того механизм синапса выполняет и функцию диода. То есть он позволяет нервному импульсу проходить только в одну сторону. От аксона к дендриту, а не наоборот.

Уже здесь виден потенциальный источник дополнительного хаоса в работе этой системы. Действие нейромедиатора не может не зависеть от химического окружения клетки. И оно конечно же зависит. Потому собственно некоторые вещества способны очень сильно изменять наше восприятие.

Однако разнообразные гормоны, ферменты и медиаторы влияют на наши нейроны ещё и через специальные рецепторы. Думаю, что все слышали про серотонин. Серотонин - это нейромедиатор, делающий нас спокойнее и в конечном счете счастливее. Так вот, серотонин генерируется на пресинаптической пластине, появляется в синаптической щели и усваивается постсинаптической пластиной. Серотониновый рецептор обладает тормозящей активностью. То есть он немного уменьшает актуальный заряд конденсатора-нейрона.

Само собой серотонин не один такой. В мозге работает чертова прорва медиаторов, гормонов и ферментов, оказывающих влияние на производимые нейронами вычисления.

То есть мозг человека - это не просто “кошмар электрика”. Это гораздо хуже. Представьте себе, что было бы, если бы молекулы водки из стакана, который выпивает электрик, чтобы смочь разобраться в хитросплетении проводов, вступали бы во взаимодействие с распайкой и влияли на то, как ток по проводам течёт. Вот уж кошмар так кошмар. Но в мозге по сути происходит именно это.

Содержание текста

Эссе Вадима Калинина. В этом эссе Вадим в популярной форме сравнивает работу мозга и компьютера.