Um campo da biologia é a neurobiologia. Neste artigo, damos uma visão geral de todos os tópicos que fazem parte dele. 

A neurobiologia é uma subdisciplina da biologia e trata, no sentido mais amplo, da estrutura e funcionamento do sistema nervoso de todos os seres vivos . Os pontos focais científicos aqui são a interação entre neurônios , processos sinápticos e o efeito de várias conexões neuroativas no sistema nervoso (por exemplo, neurotoxinas ).

A neurobiologia considera o sistema nervoso em nível sistêmico, citológico e molecular -biológico . Outro foco deste departamento é a investigação do sistema neuronal no que diz respeito aos seus aspectos evolutivos , ontogenéticos e filogenéticos .

Processos de percepção cognitiva , fisiologia sensorial e aprendizagem também podem ser atribuídos à neurobiologia em suas pesquisas. A neurobiologia realiza pesquisas básicas e, portanto, tem parceria científica com áreas como medicina humana , medicina veterinária , biologia humana , neurofisiologia e biotecnologia .

A neurobiologia lida com a estrutura e o funcionamento do sistema nervoso. Ele nos diz como a informação é transmitida e processada no corpo.

A neurobiologia como ciência

Comparada a outras áreas da biologia, a neurobiologia é um ramo da ciência muito jovem e multidisciplinar. Foi apenas cerca de 100 anos atrás que os cientistas conseguiram provar que os cérebros consistem em células interconectadas e, portanto, formam uma rede complexa e entrelaçada.

Em neurobiologia, os fundamentos do processamento de informações em animais e humanos sistema nervoso pesquisado. 

Por exemplo, o cérebro e o funcionamento interno são examinados. O humano cérebro é uma verdadeira maravilha da natureza. É composto por cerca de 100 bilhões neurônios, mais de 100 trilhões de sinapses estão em rede em paralelo. Assim, forma o centro de controle superior do nosso corpo e é de grande interesse para a neurobiologia. Em uma escala menor, as sinapses, os pontos de conexão entre as células nervosas ou as atividades celulares dos neurônios são de particular interesse.

O objetivo da neurobiologia é entender quais mecanismos, processos e princípios funcionam no corpo, que então levam a um determinado comportamento ou estado cognitivo.

O que é neurobiologia?

O campo da neurobiologia lida com a estrutura e funcionamento das células nervosas (neurônios) e sistemas nervosos . 

Todos os seres vivos devem ser capazes de absorver e processar informações de seu ambiente. Para fazer isso, eles têm células nervosas que estão ligadas umas às outras. Os neurobiólogos agora querem entender os processos em nosso corpo que nos permitem perceber estímulos e transmiti-los como sinais elétricos  .

Resumo da neurobiologia

Resumimos brevemente todos os conceitos e métodos importantes da neurobiologia para você aqui. 

  • Todas as células nervosas do nosso corpo se conectam para formar o sistema nervoso . Ele forma a base para o encaminhamento de sinais. 
  • Percepção do estímulo e condução da excitação : As células sensoriais percebem os estímulos. Os estímulos são então transmitidos na forma de excitações (sinais elétricos) através das células nervosas para outras células nervosas no cérebro e na medula espinhal. Para isso, há uma tensão em sua membrana. 
  • Transmissão de excitação : A transmissão de sinais elétricos entre os neurônios ocorre através dos pontos de contato (sinapses), com a ajuda de mensageiros químicos.

sistema nervoso

O sistema nervoso inclui todas as células nervosas do seu corpo. Serve para transmitir sinais elétricos por todo o corpo. Isso nos permite perceber estímulos do nosso ambiente ( por exemplo, ruídos, cores ) e reagir de acordo. Você pode descobrir mais sobre o sistema nervoso humano em nosso vídeo!

Você pode subdividir todo o sistema nervoso de acordo com diferentes critérios. De acordo com sua estrutura, você pode dividi-lo em sistema nervoso central e periférico. Se você observar como ele funciona, poderá diferenciar entre o sistema nervoso somático e o autônomo.  

Sistema nervoso central

O sistema nervoso central (SNC) consiste no encéfalo e na medula espinhal . É responsável pelo processamento de informações neurais. Ele então controla as respostas do seu corpo para responder aos estímulos ambientais percebidos. Também é responsável por pensar e sentir. Mas também os reflexos inconscientes , sem o envolvimento do seu cérebro, são regulados a partir daqui. 

Com a ajuda de seu sistema nervoso central, você pode se lembrar de quando é o aniversário de seu amigo, quando está feliz com o bom tempo ou quando, por reflexo, tira a mão do fogão quente. 

sistema nervoso periférico

A contraparte do sistema nervoso central é o sistema nervoso periférico (SNP). Isso inclui todas as células nervosas que enviam sinais entre o sistema nervoso central e seus órgãos/partes do corpo

No sistema nervoso periférico existem células nervosas que transportam informações para o SNC e algumas que transportam sinais para fora do SNC. 

Por exemplo, as células nervosas periféricas transmitem um sinal acionado por uma buzina de carro para o seu cérebro (SNC). O estímulo é então processado em seu cérebro. Outras células nervosas periféricas enviam um sinal de lá para as pernas. Então você dá um passo para o lado. 

Sistema nervoso autónomo

Você também pode dividir o sistema nervoso de acordo com se os processos são controlados consciente ou inconscientemente. Então você pode distinguir dois outros tipos.

O sistema nervoso somático permite que você esteja ciente de seu ambiente. Você pode então controlar seus músculos à vontade em resposta à percepção. 

O sistema nervoso autônomo (SNV), por outro lado, regula todos os processos que ocorrem inconscientemente em seu corpo. Estes incluem, por exemplo, respiração, batimentos cardíacos ou digestão.

Você pode dividi-lo ainda mais em: 

  • simpático 
  • Parassimpático
  • e sistema nervoso entérico.

O simpático assume a regulação das funções do seu órgão em situações estressantes, enquanto o parassimpático está no controle em repouso. O sistema nervoso entérico controla os processos em seu trato gastrointestinal. 

encaminhamento de sinais

Se você observar mais de perto o sistema nervoso, verá que ele é composto de muitas células nervosas individuais. Eles permitem que os sinais sejam transmitidos. 

célula nervosa

As células nervosas são os blocos de construção do sistema nervoso. São células alongadas compostas por diferentes seções. 

Os dendritos permitem a gravação de sinais elétricos. O corpo celular contém todas as organelas celulares importantes . Daí surge a longa extensão celular – o axônio – que então transmite os sinais. Assista ao nosso vídeo aqui e saiba ainda mais detalhes sobre a estrutura de uma célula nervosa!

Para que a condução da excitação ocorra nas células nervosas, deve haver uma voltagem em sua membrana (= potencial de membrana ). É causada por diferentes concentrações de partículas eletricamente carregadas (íons) dentro e fora da célula. Para manter o potencial de membrana em todos os momentos, as células possuem bombas de sódio-potássio . Estas são bombas de íons que transportam íons de sódio e potássio através da membrana celular. 

Sem excitação, quando você fala sobre o potencial de membrana de uma célula nervosa, você também fala do chamado potencial de repouso . Quando um estímulo desencadeia uma excitação, a voltagem muda e um potencial de ação se desenvolve. Ele se espalha ao longo do axônio da célula nervosa, transportando o sinal através da célula. 

Depois que um potencial de ação se desenvolve em uma célula nervosa, ela não pode transmitir diretamente o próximo sinal. O período durante o qual uma célula nervosa está inativa é chamado de período refratário . 

transmissão de sinais

No entanto, os sinais elétricos não só precisam ser transmitidos dentro de uma célula nervosa, mas também para a próxima célula. É isso que as sinapses fazem. 

sinapses

Uma sinapse é o ponto de contato entre duas células nervosas onde os sinais são transmitidos. 

Um tipo especial de sinapse é a placa motora . É a conexão entre um nervo e uma célula muscular. 

Em todas as sinapses, o sinal elétrico de entrada é convertido em um sinal químico. Para fazer isso, a célula nervosa excitada libera substâncias mensageiras ( neurotransmissores) . Os transmissores então estimulam uma segunda célula e acionam um novo sinal elétrico nela. Isso pode excitar ( EPSP ) ou inibir (IPSP) o encaminhamento. 

No entanto, também existem certas substâncias que influenciam negativamente a transmissão de impulsos nas sinapses. 

Do que trata a neurobiologia?

Diferentes órgãos, células e moléculas desempenham um papel importante na neurobiologia. Aqui você encontrará uma visão geral dos tópicos mais importantes.

sistema nervoso

O sistema nervoso compreende todo o nervo e células sensoriais de um organismo.

No sistema nervoso os estímulos recebidos são convertidos e processados. neurônios e células da glia desempenham um papel central na indústria nervosa. 

O sistema nervoso podem ser subdivididos com base na anatomia ou função:

Classificação com base na anatomia:

  • central sistema nervoso(CNS), composto por medula espinhal e cérebro
  • sistema nervoso periférico(PNS), composto por neurônios aferentes e eferentes

Divisão baseada na função:

  • somático sistema nervoso, controla processos conscientes ou voluntários 
  • vegetativo sistema nervoso, controla processos inconscientes ou involuntários 

neurônio

Com a ajuda de órgãos sensoriais e o sistema nervoso, as pessoas coletam informações sobre seu ambiente. As células sensoriais convertem estímulos ambientais em estímulos elétricos. Os neurônios, também chamados de células nervosas, transmitem essa excitação.

O corpo humano contém muitos bilhões de células nervosas, que juntas permitem o processamento de informações. Uma vez processada a informação do ambiente, os estímulos são conduzidos via células nervosas para os órgãos efetores. Lá eles desencadeiam uma reação.

Um neurônio consiste em três seções de células:

  • Soma (corpo celular)
  • dendritos (extensões curtas)
  • axônio(processo longo) com botões terminais

axônio

O axônio faz parte do neurônio. É a extensão de um neurônio, que capta os estímulos elétricos do corpo celular e os transmite ao botão terminal.

Se fizermos isso axônio e olhar para as membranas envolventes juntos, falar

nós de fibras nervosas. Uma distinção é feita entre fibras nervosas mielinizadas e não mielinizadas:

  • As fibras nervosas mielinizadas possuem uma bainha de mielina que axônio isolado. Eles são encontrados apenas em vertebrados.
  • As fibras nervosas não mielinizadas não possuem essa bainha isolante. Ocorrem em invertebrados e em vertebrados.

potencial de repouso

A tensão de uma célula não excitada ou “em repouso” é chamada potencial de repouso.

Este potencial de repouso é particularmente importante para as células sensoriais eletricamente excitáveis, células nervosas e células musculares. No estado não excitado que é citoplasma de todos os neurônios intactos carregados negativamente em comparação com seu ambiente. 

O potencial de repouso é mantido pela bomba Na-K sob consumo de energia, bombeando íons sódio e potássio contra seu gradiente de concentração através do membrana celular transportado.

potencial de acção

O potencial de ação é o oposto de potencial de repouso. Ele descreve a mudança repentina no potencial de repouso, de modo que o interior da membrana do axônio é momentaneamente carregado positivamente em comparação com o exterior.

Essa reversão de carga serve para transmitir a excitação de uma célula nervosa, sensorial ou muscular.

Os potenciais de ação são cruciais para a transmissão de estímulos sistema nervoso.

sinapse

Quando sinapse é o ponto de conexão entre os neurônios e outra célula (célula nervosa, muscular ou glandular). 

Se o lobo terminal de um neurônio está conectado a um dendrito, o soma ou o axônio conectado a outra célula nervosa, fala-se de uma célula nervosa central ou química-interna sinapse. Se a excitação é transmitida de uma célula nervosa para uma célula muscular, trata-se de uma célula neuromuscular química. 

Além disso, distinguimos entre sinapses excitatórias e inibitórias. As sinapses excitatórias geram um potencial na célula pós-sináptica que é mais positivo do que aquele potencial de repouso da célula (potencial pós-sináptico excitatório, ESPS para abreviar). As sinapses inibitórias reduzem potencial de repouso da célula pós-sináptica (potencial pós-sináptico inibitório, ISPS para abreviar).

Para um potencial de ação para desencadear, a eliminação de EPSPs e IPSPs por soma espacial e temporal deve resultar em um potencial de membrana que despolariza a membrana do montículo axônico acima do limiar.

neurotransmissores

Os neurotransmissores são substâncias transmissoras através das quais a excitação é transmitida nas sinapses químicas. Eles são cruciais para a transmissão de excitação.

neurotransmissores são armazenados em pequenos sacos chamados vesículas sinápticas. Existem diferentes transmissores que têm diferentes significados e efeitos. moléculas transmissoras e receptores caber depois Princípio de bloqueio de chave uns aos outros. 

Entre os neurotransmissores, distinguimos entre transmissores reais e neuro-hormônios. Os transmissores reais tendem a ser substâncias mensageiras de curta duração, enquanto os neuro-hormônios têm uma vida útil mais longa.

cérebro

O cérebro é a parte do sistema nervoso central localizada na cabeça. É responsável por processar as percepções sensoriais e coordenar o comportamento de humanos ou animais.

O cérebro pode ser dividido em cinco partes. 

  • rombencéfalo
  • cerebelo
  • mesencéfalo
  • mesencéfalo
  • cérebro

Todas as áreas do cérebro contribuem para isso o cérebro é capaz de cálculos incríveis e podemos armazenar informações. Além disso, nosso cérebro também capaz de responder a mudanças na anatomia e função. Chamamos isso de neuroplasticidade.

receptores

Receptores, também conhecidas como células sensoriais, são neurônios “convertidos”. Sua tarefa é absorver estímulos ambientais, como luz ou som, bem como estímulos que se originam no organismo e convertê-los em impulsos elétricos. Receptores são frequentemente agrupados em órgãos sensoriais especializados.

Os receptores são específicos para o estímulo que podem absorver e processar. De acordo com o tipo de estímulo (adequado) recebido, os receptores são divididos em quatro grupos:

  • fotorreceptores
  • mecanorreceptores 
  • quimiorreceptores 
  • termorreceptores

fotorreceptores

fotorreceptores são receptores que absorvem e processam o estímulo da luz.

Nós achamos fotorreceptores na retina do olho. A maior concentração de fotorreceptoresna retina é encontrado na área do eixo óptico, na chamada mancha amarela. Não há nenhum na área do nervo óptico de saída fotorreceptores, razão pela qual se fala do ponto cego.

Existem dois tipos de fotorreceptores:

  • Hastes para visão claro-escuro e visão no crepúsculo
  • Cones para visão à luz do dia e percepção de cores 

órgãos sensoriais

Os órgãos sensoriais são os sentidos de um ser vivo, que absorvem e transmitem estímulos externos.

O homem tem cinco órgãos sensoriais, que literalmente filtram o ambiente em busca de informações e repassam os estímulos para as células nervosas como um padrão de excitação:

  • pele
  • olho
  • orelha
  • boca
  • nariz

Neurobiologia – o mais importante

  • A neurobiologia estuda a estrutura e o funcionamento do sistema nervoso
  • Vários conceitos e órgãos são examinados:
    • naquela sistema nervoso auto
    • neurônios e axônios
    • ação e potencial de repouso
    • condução nas sinapses
    • a absorção do estímulo receptores
  • O cérebro representa a instância central do sistema nervoso