Spoznaje o mozgu lq by Sinisa Ristic

POCETNICA O MOZGU I ZIVCANOM SUSTAVU

THE SOCIETY FOR NEUROSCIENCE

Spoznaje o mozgu POCETNICA O MOZGU I ZIVCANOM SUSTAVU

THE SOCIETY FOR NEUROSCIENCE

MEDICINSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA J. J. STROSSMAYERA U OSUEKU OSIJEK, 2003

Urednici hrvatskog izdanja prof. dr. Aiiiun Tucak redoviii profesor, dekan Mcdicinskog fakulieiu Sveučilišia J. J. Strossmayera u Osijeku prof. dr. Ivica Kostović redovili profesor, ravnalclj llnuiskog inslilula za isiraživanje niozga Medicinskog fakullclii u Zugrchu Koordinator prijcvoda doc. dr. Marija llefTer - Lauc Zuvod zu hiologiju, Medicin.skog fakullcia SveučilišM J. J. Strossmavcra u Osijeku Prevoditelji doc. dr. Itranko Dmitrović dr. Marta Durković

doc. dr. Marija llefler- Lauc doc. dr. Ante Tvrdeić dr. nir. Lada Zibar Cirafički urcdnik tlrvoje Malbaša Lektor Ljiljana Pavićić. prof. Korektori dr. iin, Lada Zibar Suradnici Mirna Kostovič. prof. Bisera Kopf dr. Igor Berecki Slog i prijelom MITOsijek Tisak IBLOsijek ISBN 953-99145-0-7 ('ll' - Kataliigi/iivija u publikaciji GRADSKA 1 SVEUČILIŠNA KNJIŽNICA OSIJEK UDK 616.831 (■I2.N22 SPOZNAJE ii mozgu ; početnica omo/gu i živCanom siistavu <urcdnici lirvatskog i/danja Anlun 'l'ucak. Ivica Kusto\ić : prcvnclilclji Itranku Smilrovič... cl al.>. Osijck : incilicinski fakultcl Svcučilišta J. J. Slrossmavcr«. 2IKI3. I'rijcvod djcla: Braill lacts. - Ka/alu. ISBN 953-99145-0-7

100904082

PREDGOVOR - za hrvatsko

izdanjc

Na inicijativu Hrvatskog instilula za istraživanjc mozga Mcclicinskog fakullcla Svcučilišla u Zagrcbu i Hrvatskog društva za neuroznanost 2002. godinc. po prvi puta u Hrvatskoj. obilježen je Tjcdan mozga (Brain Anareness Week) koji sc u svijclu u organizaciji Dana Alliance odvij'a u drugom ijcdnu mjeseca ožujka. Povodom ovogodišnjcg Tjedna mozga 2003. godine zadovoljstvo nam jc prcdstaviti prijcvod publikacijc "Brain facts" u izdanju Socicty for Neuroscicncc. Izdavanjc hrvatskog prijevoda naslovljcnog

Spoznaje o mozgu: početnica o mozgu i živčanom sustavu potaknuli su Mcdicinski fakultct Svcućilišta u Osijcku. Hrvatski inslilut za istraživanjc mozga Mcdicinskog fakultcla Svcučilišla u Zagrcbu i

Hrvatsko društvo za neuroznanost. Sve veći napredak neuroznanosti poslavio je izazov prcd znansivcnikc i stručnjake da dosadašnje spoznaje i nova olkrića prikažu široj javnosli na šlo jasniji i razumljiviji način. Nadamo se da će upravo Spoznaje o mozgu potaknuti i olakšati obrazovanje mladih i svih zainiercsiranih za najnovijc istine o Ijudskom mozgu. Zahvaljujemo se The Societv for Neurosciencc lc njihovom urcdniku. gosp. Joscphu Carey. koji su nam ustupili pravo na tiskanje ovc knjigc, kao i gdi. Lydiji V Kibiuk za uporabu ilustracija. Osijck. Zagreb. 10. ožujka 2003. prof.dr.sc. Antun Tucak,

Medicinski fakultct Svcučilišta u Osijcku prof.dr.sc. Ivica Kostović, Hrvalski institut za istraživanje mozga

DRUŠTVO ZA NEUROZNANOST Društvo za neuroznanost jc najveća svjetska organizacija znanstvcnika i liječnika posvećcna razumijevanju mozga. kraljcšnične moždine i perifernog živčanog sustava. Neuroznanstvenici istražuju molckularnu i staničnu razinu živčanog sustava. živčani sustav odgovoran za osjctne i motoričkc funkcije, te osnovu procesa višeg reda kao što su spoznaja i osjećaji. fstraživanje osigurava osnovu za razumijevanje dijcla medicine koji se bavi liječenjem poremećaja živčanog sustava. U ove medicinske specijalnosti uključene su neurologija. neurokirurgija, psihijatrija i oftalmologija. Društvo je osnovano 1970. godinc i otada se do danas proširilo s 500 na više od 29 000 članova. Redoviti su članovi državljani Kanade. Meksika i Sjedinjenih Država, gdje više od 100 ogranaka organizira lokalnc aktivnosti. Članstvo društva takodcr obuhvaća mnoge znanstvenike širom svijeta, osobito u Europi i Aziji. Svrha je društva sljcdeće: ■ unaprijediti razumijevanje živčanog sustava tako da okupi znanstvenike različitih struka i potakne istraživanje svih vidova neuroznanosti; ■ unaprijediti obrazovanje o neuroznanosti; ■ obavijestiti javnost o rezultatima i značcnjima novih istraživanja. Izmjcna znanstvenih informacija dogada sc na godišnjim jcsenjim sastanciniii na kojima sc prcdstavi više od 14 000 izvješća o novim znanstvenim nalazima i koji okupe više od 25 000 sudionika. Ovaj je sastanak. najvcći te vrste u svijetu. arena za predstavljanjc novih rezultata u ncuroznanosti. Dvomjcsečni časopis društva. The Jounuil of Nciiroscicncc. sadrži članke cijelog spektra neuroznanstvenih istraživanja te ima pretplatnikc širom svijeta. Niz tečajeva, radionica i simpozija održanih na godišnjem sastanku unapreduju obrazovanje tianova društva. Čiisopis Neuroscience Nevvsletter izvješćuje članstvo o djelovanju društvii. Glavna misija društva je izvjestavati javnost o napretku i korisnosti neuroznanstvenih istraživanja. Društvo daje informacije o neuroznanosti školskim učiteljima i ohrabruje svoje članove da govore mladima o Ijudskom mozgu i živčanom sustavu.

Spoznaje o mozgu UVOD

NEURON Neumprijenosnici ■ Drugi glasnici

RAZVOJ MOZGA Rodenje neurona i umrežavanje mozga ■ Provjera sparivanja Kriiična razdoblja

OSJET I PERCEPCIJA

Vid ■ Sluh ■ Okus i miris ■ Dodir i bol UČENJE I PAMĆENJE

KRETANJE

SPAVANJE Sadržaj snova ■ Poremećaji spavanja ■ Kako je san reguliran?

STRES Neposredni odgovor ■ Kronični stres

STARENJE Starenje neurona ■ Intelektualni kapacitel

NOVA DOSTIGNUĆA 30 Parkinsonova bolest ■ Bol ■ Epilepsija ■ Depresija ■ Maničnodepresivna bolest IZAZOVI 33 Ovisnost ■ Alzheimerova bolest ■ Poremečaji učenja Moždani udar ■ Ozljede živčanog sustava ■ Tjeskoba Shizofrenija ■ AIDS živčanog suslava ■ Mullipla skleroza Dovvnov sindrom ■ Huntingtonova bolest ■ Tourelteov sindrom Moždani lumori ■ Amiolrofična laleralna skleroza NOVI DIJAGNOSTIČKI POSTUPCI Tehnike slikovnog prikaza ■ Genskii dijagnostika

MOGUĆI NAČINI LIJEČENJA

Novi lijekovi ■ Ćimbenici rasla ■ Stanična i genska lerapija RJEČNIK

KAZALO

Uvod

tupanj razvoja živčanog sustava izdvaja čovjeka od svih ostalih vrsta omogućuj'ući mu postizanje čuda kao što su hodanje po Mjesecu ili stvaranje remek-djela književnosti. umjetnosti i glazbe. Ljudski je mozak, spužvasta masa masnog tkiva teška jedan i pol kilogram. u posljednje vrijeme usporedivan s telefonskom centralom i kompjutorom.

No, mozak je znatno složeniji od bilo koje od ovih naprava. To je činjenica koju znanstvenici svakim novim otkrićem gotovo svakodnevno potvrduju. Opseg moždanih sposobnosti je nepoznat. no to je svakako najsloženija živa struktura u svemiru. Ovaj jedinstven organ nadzire sve tjelesne aktivnosti poćevši od broja otkucaja srca i spolnih funkcija do osjećaja. učenja i pamćenja. Smatra se čak da mozak utječc na odgovor imunosnog sustava na bolest. te djelomično i na odgovor pojcdinca na liječenje. Konačno. on oblikuje naše misli. nade. snove i maštu. Ukratko. mozak je ono što nas čini čovjckom. Ncuroznanstvenici imaju zastrašujući zadatak razotkrivanja misterija ovog najsloženijeg od svih strojeva: kako nastajc trilijun živčanih slanica. rastu i organiziraju se u učinkovil funkcionalno aktivan sustav koji u pravilu ostaje u radnom stanju do kraja života pojedinca? Motivacija istraživača je dvostruka: bolje razumjeti Ijudsko ponašanje. od onoga kako učimo do onoga zašto Ijudi imaju poteškoće u medusobnom slaganju. i otkriti načine da se spriječe i liječe mnoge pogubne moždane bolesti. Više od tisuču poremećaja mozga i živčanog sustava uzrokuju više dana provedenih na bolničkom liječenju od hilo koje druge skupine bolesti, ukljućujući bolesti srca i tumore. Neurološke bolesti pogadaju više od 5(1 milijuna Amerikanaca godišnje. uz troškove koji premašuju 400 milijardi ameriCkih dolara. Ako izuzmemo probleme droge i alkohola. duševne bolesti dodatno pogadaju 44 milijuna odraslih godišnje, uz trošakodoko I4S milijarcli američkih dolara. Ipak, tijekom Desetljeća mozga kojega je proglasio američki kongres. a koje je završilo u 2000. godini. neuroznanslvenici su došli do značajnih otkrića u ovim područjima: ■ Gcnetika. Identif'icirani su ključni geni odgovorni za nekoliko neurodegcnerativnih bolesti, uključujući Alzheimerovu. Huntingtonovu i Parkinsonovu bolest. te amiotrofičnu lateralnu sklerozu. Ovo je omogućilo novi uvid u mehanizme koji su doveli do bolcsti i odredilo nove smjernice o mogućim

postupcima lijeeenja. Mapiranjem Ijudskog genoma neuroznanstvenici će biti u stanju načiniti veći napredak u identificiranju gena koji izravno uzrokuju nastanak bolesti živčanog sustava u čovjeka ili potiču njezin nastanak. Mapiranje životinjskih genoma pomoći će u potrazi za genima koji reguliraju i kontroliraju mnoge složene oblike ponašanja. ■ Plastičnost mozga. Znanstvenici počinju otkrivati molekularnu osnovu plasličnosti mozga. otkrivajući kako učimo i kako nastaje pamčenje. te kako bi se moglo utjecati na povrat ovih sposobnosti nakon što počnu slabiti. Ovaj segment se takoder bavi novim pristupima liječenja kronične boli. ■ Novi lijekovi. Istraživači su došli do novih spoznaja o mehanizmima molekularne neurofarmakologijc koji omogućuju novo razumijevanje mehanizma ovisnosti. Ovi su napretci takoder dovcli do novih načina liječenja depresijc i opsesivno-kompulsivnih poremcćaja. ■ Slikovni prikaz. Revolucionarne tehnike slikovnog prikaza. uključujući magnclsku rezonanciju i pozitronsku emisijsku tomografiju. danas otkrivaju moždane sustave odgovorne za pažnju, pamćenje i osjećaje. te ukazuju na dinamičke promjene koje se dogadaju u shizofreniji. ■ Stanična smrl. Otkriće kako i zašto neuroni umiru inia mnoge kliničke implikacije. kao i otkriće matičnih sianica čijom cliobom i oblikovanjem nastaju novi neuroni. Ove su spoznaje dramalično poboljšale izglede za ispravljanje posljedica ozljede mozga i kralješničnc moždine. U kliničkoj praksi primijenjeni su prvi učinkoviii postupci liječenja možclanog udara i ozljcclc kralješnične moždine. zasnovani na ovim otkrićima. ■ Razvoj mozga. Novc spoznaje o načclima i molekulama odgovornima za razvoj živčanog sustava omogućuju danas znanstvenicima boljc razumijcvanje odredenih bolesii dječje dobi. Zajcdno s otkrićem matičnih stanica ovi naprelci uka/uju na nove slrategije koje bi pomogle mozgu ili kralješničnoj moždini cla ponovo zadobiju lunkcije izgubljene u bolesti. Državno Gnanciranje neuroznanslvenih istraživanja s vi.še ocl 4 milijarde dolara godi.šnje le privaina poipora trcbali hi uvelike proširiti naše budućc znanje o mozgu. Ova knjiga claje samo lelimični pregled onoga što je poznato o živčanom sustavu. o moždanim porcmcćajima. te o nekim uzbuclljivim pravcima istraživanja koji obećavaju nove načine liječcnja mnogih neuroloških bolesti.

M O Z A K . Moždana kora (gore). Ovaj je dio mozga podijeljen u četiri odjeljka: zatiljni, sljepoočni, tjemeni i

| Hoioriika lcora j

čeoni režanj. Funkcije kao što ] (tom reianj | \

su vid. sluh i govor

raspoređene su u određenim područjima. Ncka su područja povezana s više funkcija. Glavne unutarnje strukture (dolje). Veliki je mozak ( I ) obdaren najvišim intelektualnim funkcijama mišljenjem, planiranjem i rješavanjem problema. Hipokampus je zadužen za pamćenje. Talamus služi kao mjesto prolaza gotovo svih informacija koje dolaze u mozak. Neuroni u hipotalamusu služe kao postaja za primanje i odašiljanje signala unutarnjeg regulatornog sustava, tako što prate informacije koje dolaze iz autonomnog živčanog sustava i naredu|u tijelu putom

I. Prediij mo/aV

živaca i hipofize. Na gornjoj su površini (2) srednjeg mozga dva para malih izbočenja, colliculi, skupina stanica koje odašilju specifične osjetne informacije iz osjetnih organa

: 2. Hrdumoiak

u mozak. Stražnji se mozak (3) sastoji od ponsa i

I 3. Krj|f|i mozak

produljene moždine, koji pomažu u nadzoru disanja i srčanog ritma, te o d malog mozga, cerebelluma, koji pomaže u nadzoru pokreta, kao i kognitivnim procesima koji iziskuju vremensku preciznost. CIJENA N E K I H P O R E M E C A J A M O Z G A I Z I V C A N O G S U S T A V A *

liolcsl gubitak sluha svi depresivni poremećaji

Ihvi slučajeva

Gotlišnii trošak ($)

28 mil.

56 m l r d .

18.8 mil.

44 m l r d .

Alzheimerova bolest

4mil.

lOOmlrd.

moždani udar

4mil.

30 m l r d .

shizofrenija

3mil.

32.5 m l r d .

Parkinsonova bolest ozljede glave

1.5 mil.

15 m l r d .

1 mil.

48.3 m l r d .

multipla skleroza

350 000

7 mlrd.

ozljede kralješnične moždine

250 000

10 m l r d .

"Procjeneje obavio Nackmalni institut za zdravlje i dobrovoljne organizacije.

Neuron

Vrlo osobit stanični ustroj prijcnosa obavijesti drugtm živčanim, mišićnim ili žljezdanim stanicama čini ncuron osnovnim funkcionalnim dijclom mozga. Mozak je to što jest zbog strukturnih i funkcionalnih osobina neurona. Neuron sc sastoji od lijclu stanice koje sadrži jczgru i vlakna. aksona, koji prenosi clcktricitet. a od kojega takodcr odlazi mnogo manjih ogranaka koji završavaju kao živčani završeci. Sinapse, naziv potječe od grčke riječi koja znači "uhvatiti skupa". dodirne su točke na kojima jcdan ncuron komunicira s drugime. Drugi stanični nastavci. dendriii, čiji naziv na grčkom označava grane drvcta. izrastaju iz staničnog tijcla i primaju poruke drugih neurona. Dcndiili i slanično lijclo pokrivcni su sinapsama koje oblikuju krajevi aksona drugih neurona. Neuroni odašilju signale tako što prenose električni impuls uzduž aksona koji se razlikuju duljinom od nckoliko milimetara do jednog nictra ili više. Mnogi su aksoni pokrivcni slojevima izolirajućeg mijelinskog omotača kojcga činc poscbnc stanice, što ubrzava prijenos clektričnog signala

duljinom aksona. Zivčani impuls uključuje otvaranje i zatvaranje ionskih kanala, vodom ispunjenih molckularnili tuncla koji prolazc kroz staničnu nicnibranu i tako omogućuju ionima (clektrički nabijenim atomima) ili malim molckulama da udu ili napustc Stanicu. Struja ovih iona stvara clcktrični naboj koji dovodi do malc promjcnc napona na nicmbrani. Sposobnost ncurona da okida impulsc ovisi o maloj razlici električnog naboja izmedu unutarnje i vanjske stranc stanicc. Kada nastaje živčani impuls. dogada se dramalični obrat na jednoj točki stanične membrane. Promjena nazvana akcijski polencijal prolazi uzduž aksonske membrane i ubrzava nckoliko stotina kilometara na sat. Na ovaj način ncuronska sposobnost okidanja impulsa raste na nekoliko stotina puta u sckundi. Kada dosegnc aksonski kraj. ova promjena napona dovodi do oslobadanja neiiroprijenosnika. kemijskog glasnika. Neuroprijcnosnici sc oslobadaju na ncuronskim krajevima i vežu na rcceptore koji su na površini ciljnog ncurona. Ovi rcceptori funkcioniraju kao sklopkc za paljenjc i gašenje za sljedeći ncuron. Svaki receptor ima odredeno

oblikovani dio koji sc potpuno slaže sa odredenim kemijskim glasnikom. Neuroprijcnosnik se uklapa u ovaj dio gotovo na isti način kao što ključ automobila pali njegov motor. I kada se to dogodi. mijenja se vanjska membrana neurona i dolazi do promjene kao što je mišićna kontrakcija. ili se pak povećava aktivnost enzima unutar stanice. Znanje o neuroprijenosnicima u mozgu i djelovanju lijekova na ove molekule stečeno je uglavnom istraživanjinia na životinjama. a jedno je od najvećih podrueja u ncuroznanosti. Naoružani ovim saznanjima znanstvenici se nadaju da će razumjeti mehanizme odgovorne za nastanak poremećaja kao što su Alzheimcrova i Parkinsonova bolest. Poznavanje sastava razlićilih neuroprijenosnih suslava je od životne važnosti za razumijcvanjc sljcdećega: kako mozak pohranjuje pamćenje. zašto je seks tako snažna motivacija i koje su biološke osnove duševnih bolesti.

Neuroprijenosnici Acelilkolin. Prvi identificirani neuroprijenosnik prije 70 godina bio je acctilkolin (ACh). Ova se molekula oslobada na neuronskim krajevima koji se spajaju na voljne mišiće (uzrokujući tako njihovu kontrakciju) i na ncuronima koji nadziru srčani ritam. ACh takoder služi kao neuroprijenosnik u mnogim moždanim područjima. ACh nastaje na aksonskim završecima. Kada akcijski potencijal stignc na aksonskc završctke. električno nabijcni kalcijevi ioni ulaze u stanicu. a ACh se oslobada na sinapsi i veže na ACh receptore. Kod voljnih mišića ovo otvara natrijske kanale i uzrokuje kontrakciju mišića. ACh se zatim razgradi i ponovo sintelizira na neuronskim krajevima. Protutijela koja blokiraju receptore za ACh uzrokuju mijasteniju gravis. bolest koju karakteriziraju umor i slabost mišića. Mnogo se manje zna o ACh u mozgu. Nedavna otkrića upućuju da bi mogao bili važan za normalnu pažnju. pamćenjc i san. Kako ncuroni koji oslobadaju AC'h umiru u Alzhcimerovoj bolcsti. pronalaženje načina da se obnovi ovaj neuroprijcnosnik jcdna je od težnji današnjih istraživanja. Aminokiseline. Neke aminokiselinc široko rasprostranjenc u tijclu i mozgu rabc se kao gradevni elementi bjelančevina. Neke pak aminokiseline mogu služiti kao neuroprijcnosnici u mozgu.

Neuroprijenosnici glutamat i asparial djeluju kao ekscitirajući signali. Glicin i gamuuminomaslačna kisclina (GABA) inhibiraju okidanje impulsa neurona. Aktivnost GABA raste pod utjecajem bcnzodiazcpiiui (valium) i antikonvulzivnih lijekova. U Hunlingtonovoj bolesti, nasljcdnoj bolesti koja se javlja u srednjim godinama života. odumiru neuroni koji proizvode GABA-u u moždanim središtima za koordinaciju pokreta. uzrokujući nekontrolirane pokrete. Glutamat

i aspartat

aktiviraju

N-metil-D-aspaiiai

(NMDA) reccptore koji su od važnosti u razlićitim aktivnostima. počevši od učenja i pamćenja do razvoja i specifikacije neuronskih kontakata tijekom razvitka živolinja. Stimulacija NMDA receptora može izazvati korisne promjene u mozgu. dok pretjerana stimulacija može izazvati oštećcnje živčanih stanica ili staničnu smrt tijckom ozljede ili moždanog udara. Ključna se pitanja vrte oko precizne strukture receptora. njihove regulacije. smještaja i funkcije. Na primjer. razvoj u proizvodnji lijekova koji blokiraju ili stimuliraju aktivnost

N E U R O N . Neuron okida impuls prenošenjem električnih signala uzduž aksona. Kada signali dosegnu kraj aksona dovode do otpuštanja neuroprijenosnika koji su uskladišteni u vrećice zvane vesikule. Neuroprijenosnik se veže na receptorsku molekulu koja se nalazi na površini susjednog neurona. Točka virtualnog kontakta dvaju neurona zove se sinapsa.

NMDA receptora obećava poboljšanje moždanih funkcija i lijcčcnjc ncuroloških poremećaja. No taj jc poduhvat još u ranoj fazi. Katekolamini. Dopaniin i noradrenalin su široko rasprostranjeni u mozgu i pcrifcrnom živčanom sustavu. Dopamin koji postoji u tri ncuralna kruga u mozgu nadzirc pokrctc. uzrokujc psihijatrijskc simptome poput psihoze i rcgulira odgovore hormona. Dopaminski ncuralni krug koji rcgulira pokrctc izravno je povczan s bolešću. U mozgu Ijudi s Parkinsonovom bolešću koji imaju simptome podrhtavanja mišića. ukočcnosti i otcžanog krctanja - praktično nema dopamina. Tako su mcdicinski znanstvcnici pronašli da se davanjem lijcka levoilopa, tvari od koje sc sintetizira dopamin, učinkovilo lijcći parkinsoni/.am. kojc omogućavajući bolcsnicima hod i uspješno obavljanje uvjcžbanih pokreta. Drugi dopaminski krug smatra se važnim za spoznajnc procese i cmocijc: ncpravilnosti u toni sustavu pronadcnc su u shizofrcniji. Za razumijevanje dušcvnih bolcsti važno je naučiti više o dopaminu. jer se zna da lijekovi koji blokiraju dopaminergičkc receptorc u mozgu pripomažu nestajanju simptoma psihoze. U Irećcm ncuralnom krugu. dopamin rcgulira cndokrini sustav. On dirigira hipotalamusu proizvodnju hormona. te ih zadržava u hipofizi do daljnjeg otpuštanja u krvotok. ili dovodi do oslobadanja hormona uskladištcnih u stanicama hipofize. Živčana vlakna koja sadrže noradrenalin nalaze se posvuda u mozgu. Nedostatak ovog neuroprijenosnika nalazi se u oboljclih od Alzhcimerovc. Parkinsonove bolcsti. te onih s Korsakovljevim sindromom, spoznajnim porcmcćajcm povczanim s kroničnim alkoholizmom. Zato znanstvcnici vjeruju da noradrcnalin vjcrojatno igra ulogu u učcnju i pamćcnju. Noradrcnalin se takoder lući u simpatičkom pcrifernom živčanom sustavu pri regulaciji srčanog ritma i krvnog tlaka. Akutni stres povećava oslobadanje noradrcnalina. Serotonin. Ovaj sc neuroprijenosnik pojavljuje u mnogim tkivima. posebno u krvnim pločicama te epitclu probavnog sustava i mozga. Prvo sc mislilo da je scrotonin uključen u nastanak visokog krvnog tlaka jer se nalazi u krvi, a uzrokuje vrlo snažnu kontrakciju glatkih mišića. U mozgu sudjeluje u proeesu spavanja. regulaciji raspoloženju. nastanku depresije i tjcskobc. Budući da serotonin rcgulira različite sklopke kojc djeluju na razna emocionalna stanja. znanslvenici vjeruju da bi se na ovc sklopkc moglo djelovati farmakološkim tvarima koje imaju strukluru sličnu serotoninu. Lijekovi koji mijenjaju djelovanje serotonina. kao što je fluokseiin (Prozac). olakšavaju simptome depresije i opsesivnokompulsivnih poremećaja. Peptidi. Ovi lanci mcdusobno povczanih aminokisclina proučavaju se kao neuroprijenosnici tck posljcdnjih nekoliko godina. Moždani pcptidi zvani opioidi djeluju popul opijuma u suzbijanju boli te uzrokuju pospanost. (Peptidi sc razlikuju 6

od bjelančevina, kojc su mnogo veće i složenijeg sastava aminokiselina). Godine 1973. znanstvenici su olkrili receptore za opijatc na neuronima u nekoliko područja mozga što je navelo na pomisao da se u mozgu moraju nalaziti tvari koje su vrlo sličnc opijumu. Neposredno nakon toga znanstvenici su došli do prvog otkrića jednog opijata kojcg je proizvodio mozak. a podsjećao je na morfij. derivata opijuma koji se u medicini rabi za suzbijanje boli. Nazvan jc enkefalin, što doslovno znači "u glavi". Potom su otkriveni drugi opijati poznati kao endorjini (endogeni morfini). Precizna uloga opioida u tijelu je nejasna. Uvjcrljiva prctpostavka je da se enkefalini oslohadaju iz moždanih neurona u vrijeme stresa da bi umanjili bol i potakli prilagodljivo ponašanjc. Prisutnost cnkefalina možda objašnjava pojavu da se ozljedc stečene uslijed stresa tijekom nckakvc borbe obično zamjećuju tck nckoliko sati nakon dogadaja. Opioidi i njihovi receptori su usko povczani s moždanim putovima koji se aktiviraju na bol ili druge podražaje iz oštečcnog tkiva. Ovi sc signali prcnose do središnjeg živčanog sustava, mozga i kralješničnc moždine. posebnim osjctnim živcima - malim mijcliniziranim vlaknima i tanjušnim ncmijeliniziranim ili C vlaknima. Znanstvenici su otkrili da neka C vlakna sadrže peptid zvan supsianeija P koji uzrokuje osjet žareće boli. Aktivna sastavnica paprike chili je kapsaicin koji dovodi do oslobadanja supstancijc P. Cimbeniei rasta. Istraživaći su otkrili nckoliko malih bjclančcvina koje su ncophodne za razvoj. funkciju i preživljavanje specifičnih skupina neurona. Ove se malc bjclančcvine sintetiziraju u moždanim stanicama. oslobadaju lokalno u mozgu i vežu za receptore izražene na specifičnim ncuronima. Istraživači su takoder identificirali genc koji kodiraju ove receptorc i ukljueeni su u signalnc mehani/mc čimbcnika rasta. Ovim olkrića doprinosi se boljcm razumijevanju djclovanja čimbenika rasta u mozgu. Ove bi informaeije takodcr trebale biti korisnc kod planiranja novih načina liječenja ra/vojnih porcmećaja mozga i degenerativnih bolcsti. uključujući Alzhcimerovu i Parkinsonovu bolest. Hormoni. Nakon živčanog sustava endokrini suslav je drugi najvcći komunikacijski sustav u tij'elu. Guštcrača. bubreg. srce i nadbubrežna žlijezda su izvori hormona. Endokrini sustav velikim dijelom funkcionira prcko hipofi/c koja izlučuje hormone u krv. Kako se endorfini izlućuju pulom hipofize u krv. mogu djelovali i kao endokrini hormoni. Hormoni akliviraju specifičnc receptore na ciljnim organima koji potom izlučuju svojc hormonc u krvotok. koji zalim djeluju na druga tkiva. samu hipofizu i mozak. Ovaj jc sustav vrlo važan za aktiviranjc i nadzor osnovnih aktivnosli ponašanja kao što su seks, emocije, odgovor na stres i regulaciju tjelesnih funkcija kao šlo su rast. potrošnja cnergijc i metabolizam. Djelovanjc hormona pokazujc da je mo/ak prilagodljiv i u slanju odgovoriti na podražaje iz okolinc.

Mozak saclrži reccptore kako za hormone štitnjačc tako i za šcst razreda sleroidnih hormona - estrogene. androgene. gestagene, glukokortikoide, mineralokortikoide i D vitamin. Rcceptori su nadeni u odredcnim populacijama moždanih neurona i relcvantnim organima u lijclu. Hormoni štitnjače i sieroidni hormoni vežu se za receplorske bjclančevine koje sc zatim vežu za DNK - genski materijal i reguliraju aktivnost gena. Ovo može uzrokovali dugolrajne promjenc stanične strukturc i funkcije. Kao odgovor na stres i promjene u biološkom sain. kao što su ciklus dana i noći i fenomen jet-lag. hormoni ulaze u krv i putuju do mozga i drugih organa. U mozgu mijcnjaju sinlczu genskih produkata koji sudjcluju u sinaptičkom neuroprijenosu kao i strukturi moždanih stanica. Kao rezultat toga mijcnjaju sc neuronski krugovi mozga i njihov kapacitel za neuroprijcnos tijekom sati i dana. Na ovaj način mozak prilagodava svoje djelovanje i konlrolu ponašanja u odgovoru na promjene okoliša. Hormoni su važni elcmenti zaštite i prilagodbe. a stres i stresni hormoni takoder

mijenjaju moždane funkcije, uključujući sposobnost ućcnja. Tcžak i produljen stres niože dovesti do trajnog moždanog oštećcnja. Rcprodukcija jc dobar primjer pravilnog cikličnog proccsa

pod urjecajem cirkulirajućih hormona. Hipotalamus proizvodi oslobađajući hormon za gonadotropine (GnRH), pcptid koji djclujc na stanicc hipofizc Kako u muškaraca lako i u žcna. ovo uzrokujc oslobadanje dvaju hormona u krvolok hormona koji stimulira folikule (FSH) i luteinizirajućeg hortnona (LH). Kod muškaraca se ovi hormoni prenose do receptora na stanicama sjemenika gdje dovode do oslobadanja muškog hormona testosterona u krvotok. Kod žena FSH i I.H djeluju na jajnikc i dovodc do oslobadanja žcnskih hormona estrogcna i progestcrona. Zauzvrat. povišene razine lcslosterona u muškaraca i cstrogena u žcna djeluju povralno na hipolalamus i hipofizu gdje snižavaju razinu oslobodenog ISII i I.H. Povećane razine takoder urokuju promjcne u staničnoj slrukturi i kemiji šlo konaćno dovodi do povečanog spolnog nagona. Znanslvenici su pronašli slalistički i biološki značajne razlikc izmedu mozga muškaraca i žena koje su jcdnake spolnim razlikama pronadenim u ekspcrimcnlalnih životinja. Ovo uključuje razlike velićinc i oblika moždane slruklurc hipotalamusa i nizlike rasporeda ncurona moždane kore i hipokampusa. Nekc funkcije mogu se pripisaii lim spolnim razlikama. no znatno više moramo naučiti o pcrccpciji. pamćcnju i spoznajnim sposobnoslima. Mada postoje razlike. mozgovi muškaraca i žena su više slični no različili. Ncdavno je nekoliko timova znansivcnika pronašlo analomske razlikc izmcdu mozgova heleroseksualnih i homoseksualnih muškaraca. Isiraživanje ukazuje da hormoni i gcni djcluju vrlo rano tijekom razvoja na oblikovanjc mozga u smislu spolno uvjetovanih razlika u strukturi i lunkciji. ali znanslvcnici još uvijek nemaju jasan

uvid u svc dijclove ove zagonetke. I'linovi. Vrlo nedavno. znanstvenici su idcntificirali novu vrstu ncuroprijenosnika koji su plinovi. Ove se molckule ditšieni oksid i ugljični monoksid - nc podvrgavaju "zakonima" koji upravljaju ponašanjem neuroprijenosnika. Budući da su plinovi. ne mogu se uskladištiti niti u jednoj slrukturi. pogolovo ne u skladištima sinaptičkih siruktura. Umjesto toga, njih proizvode bjclanćcvine prema trenuiačnoj poirebi. Iz neurona se otpuštaju difuzijom. Umjeslo da djeluju na mjestu reccplora. jcdnoslavno difundiraju u susjednc neurone i djcluju na svoje kcmijske mcle koje mogu biti enzimi. Premda jc tck nedavno opisan. vcć je pokazano da dušični oksid igra važne ulogc. Na primjer. neuroprijcnos dušičnog oksida dovodi do crekcijc pulom neurona penisa. Preko neurona probavnog sustava dovodi do relaksacije koja doprinosi normalnim pokrctima crijcva pri probavi. U mozgu jc dušični oksid glavni regulalor unutarstaničnc glasničkc molckulc - eikliekog GMP. U stanjima prekomjernog oslobadanja glutamala. kao što je lo slučaj kod moždanog udara. moždano oštcćcnje nakon moždanog udara možc sc djclomično pripisati dušičnom oksidu. Točna funkcija ugljićnog monoksida još nije ulvrdena. Drugi glasnici Drugi su glasnici ncdavno prepoznate tvari koje dovode do biokemijskc komunikacijc unutar slanice. a možda su odgovomi za dugotrajne promjene živčanog sustava. Oni prenose kemijske poruke od neuroprijenosnika (prvih glasnika) sa stanične membrane do unutarnjeg staničnog biokemijskog slroja. Drugim glasnicima treba od nekoliko milisekundi do nckoliko minula da prenesu poruku. Jcdan primjcr počctnog koraka u akiivaciji sustava drugih glasnika uključuje adenozintrifosfat (ATP). kcmijski izvor cncrgije u stanici. ATP jc prisulan u svim dijelovima slanice. Na primjer. kad se noradrenalin veže za svoj receptor na površini ncurona. aktivirani rcccptor vcže G-bjclančevinu na unularnjoj slrani mcmbrane. Aktivirana G-bjelanćcvina dovodi do loga da cnzim adenileiklaza preivara ATP u eiklićki adenozinmonofosfat (cAMP). Drugi glasnik. cAMP. raznoliko uljcčc na stanicu. od loga da mijenja funkciju ionskih kanala na memhrani do loga da mijenja ekspresiju gena u jezgri. a ne djeluje kao glasnik mcdu ncuronima. cAMP jc nazvan drugim glasnikom zato što djcluje nakon prvog glasnika. prijcnosnc Ivari koja je prešla sinaptičku pukotinu i zalijcpila se na svoj receptor. Misli se da drugi glasnici imaju ulogu u proizvodnji i otpuštanju neuroprijcnosnika. unutarslaiiičnim pokrctima.

metabolizmu ugljikohidrata u velikom mozgu, cerebrumu, najvećem dijclu mozga koji sc sastoji od dvije polutkc (hcmisfcre), le proccsima rasla i razvoja. Izravni učinci ovih tvari na genetski malerijal stanicc mogu dovesti ilo dugotrajnih promjena ponašanja.

Razvoj mozga

ri do čeliri tjedna nakon začeća jedan od dvaju slojeva embrija koji sliči želatini. sada dug 2.5 mm. počinje se zadebljavati i nadogradivati u sredini. Kako ova ravna neuralna ploća raste. na površini se uzdižu dva nabora. slična onima na trupu papirnatog aviona. Sljedeeih nekoliko dana nabori će se savijati jedan prema drugome i konačno spojiti kako bi nastala šuplja neuraina eijcv. Gornji dio cijevi zadebljeva se u tri izbočenja koji kasnije oblikuju mali mozak. srednji mozak i veliki mozak. Prvi znak pojave očiju tc moždanih polutki pojavljujc sc kasnijc. Kako se sve ovo dogada'? Mada ninogi mehanizami razvoja Ijudskog mozga oslaju tajna. neuroznanstvenici poeinju otkrivati neke od složenih koraka proueavanjcm oblića. voene mušice. žabe. ribc. miša. štakora. pilcta. mačke i majmuna. Mnogi početni koraci razvoja mozga isti su za mnoge vrste. dok se krajnji koraci razlikuju. Proueavanjem ovih sličnosti i razlika znanstveniei mogu naučiti kako se razvija Ijudski mozak i kako se abnormalnosti mozga kao što su mcntalna retardaeija i drugi poremećaji mozga mogti spriječiti i Iijećiti. Neuroni u početku nastaju uz središnji kanal ncuralne cijevi. Zatim migriraju od mjesta svog radanja k mjestu svog

krajnjeg odredišta u mozgu. Skupljaju se kako bi oblikovali svaku od različitih moždanih struktura i stckli specifičan način prenošenja živeanih poruka. Njihovi nastavci. ili aksoni. rastu do velikih udaljenosti kako bi pronašli i spojili se s odgovarajueim partnerom. oblikujući opscžne i specifićne neuralne krugove. Konačno. vršcnjc krajnjc funkeije daje zavrsni oblik eliminiranjem slabih i pogrešnih veza. izoštravajući spceifičnost neuralnog kruga koji preostajc. Rezultat je nastanak preeizno izradene mreže odraslog mozga od 100 milijardi neurona sposobnih pokretati tijelo. opažati. osjećati i misli. Spoznaje o cmbrionalnom razvoju mozga od osnovne su važnosti za razumijevanje njegove sposobnosti reorganizacije u odgovoru na vanjske poclražaje ili poslije ozljede. Ova istraživanja takoder rasvjetljavaju moždane funkcije kao što su učenje i pameenje. Za bolesli mozga kao što su shizofrenija i mentalna retardacija smatra se da nastaju uslijed pogrešaka u stvaranju odgovarajućih veza tijekom embrionalnog razvoja. Neuroznanstvenici počinju otkrivati neka opća načcla razvojnih procesa. od kojih se mnogi medusobno vremenski preklapaju. Rađanje neurona i umrežavanje mozga Bmbrij ima tri početna sloja koji prolaze mnoge medusobnc interakcije kako bi došlo do naslanka organa.

R A Z V O J M O Z G A . Ljudski mozak i živčani sustav počinju se razvijati u trećem tjednu trudnoće kad se zatvara neuralna cijev (lijevo). Sa četiri tjedna mogu se prepoznati glavna područja Ijudskog mozga u primitivnom obliku, uključujući veliki, srednji i mali mozak, te optičke mjehuriće (od kojih nastaju oči). Nepravilni nabori ili vijuge jasno se vide sa šest mjeseci.

Krajnji moiak

Prednji mozak

RCdnonl

BudKi krajiji moiak

Kral|eim(na moidma Krajnji moiak 0<ni mjfhurif

Budiia

4 TJEDNA

7 TJEDANA

3 MJESECA

6 MJESECI

kraltimina moijina Prednji moiak

3 TJEDNA

9 MJESECI

mišiča. kože ili živčanog Ikiva. Koža i živci nastaju iz istog sloja poznatoga kao ckloclcrm. kao odgovor na signal koji dolazi iz susjednog sloja poznatoga kao mczodcrm. Veliki broj molckula mcdusobno djclujc odrcdujući hoće li cktodcrm postati ncuralno tkivo ili ćc sc razviti u drugom smjeru i postati koža. Proučavanjc razvoja kraljcšničnc moždinc žabc pokazujc da glavni mchanizam ovisi o spccillčuim molckulauia kojc iuhibiraju aklivnosl različitih bjclančcvina. Ako ništa ne ometa djelovanje tih bjclančcvina. tkivo postaje koža. Ako nckc drugc molckulc kojc izlučujc mczoclcrmalno tkivo blokiraju signalc bjclančcvinc. tada tkivo postajc živčano. Jednom kad cktodcrmalno tkivo zadobijc živčano odrcdcnjc. drugi niz signalnih mccludjclovaja odrcdujc tip ncuralnih stanica kojc nastaju iz njega. Zrcli živčani sustav čini velik broj staničnih tipova koji se mogu podijeliti u dvijc glavne skupinc: ncuroni. prvenstveno odgovorni za prijenos impulsa. i potpornc stanice koje zovemo glija. Istraživači pronalaze da gustoća neuralnog tkiva ovisi o velikom broju čimbenika. uključujući položaj. koji odrccluju vanjskc signale kojim je stanica izložena. Na primjer. ključni je čimbenik razvoja kralješnične moždine je sekretorna bjelančevina zvana "sonic hedgchog" koja je slična bjelančevini pronadenoj u mušica. Ova bjelančcvina. počctno izlućena iz stanica mezodermalnog tkiva kojc leže ncposrcdno ispocl kraljcšnične moždine koja sc razvija. označava mladc ncuralne stanicc kojc su u ncposrcdnoj blizini mczodcrma i navodi ih da sc razviju u posebnu vrstu glija stanica. Stanice kojc su ncšto daljc oplakujc manja konccntracija bjclanćevina

»■^■■l

"sonic hedgchog" i onc postaju motorni ncuroni koji nadziru mišiće. Još niža koncentracija omogućuje nastanak intcrncurona koji prcnosc porukc drugini ncuronima. a ne mišićima. Kombinacija signala. lakodcr. kasnijc oclredujc lip kcmijskog glasnika ili ncuroprijcnosnika kojcga ćc neuron koristiti pri komunikaciji s drugim ncuronima. Za ncke. kao što su moiorički ncuroni. izbor je samo jcdan, dok za drugc postoji više mogućnosti. Znanstvcnici su otkrili da u slučaju kad sc odrcdcni ncuroni drže u posudicama bcz ijednog drugog tipa stanica. oni proizvodc neuroprijcnosnik noradrenalin. Nasuprot tomu. kad se isti neuroni drže u posudici s drugim slanicama. kao što su recimo stanice srčanog mišića. oni proizvode neuroprijenosnik acetilkolin. Kako svi ncuroni imaju gene s informacijom za proizvodnju bilo koje od ovih molekula. radi sc o uključivanju poscbnog seta gena koji olpočinju proizvodnju specifičnog neuroprijenosnika. Mnogi istraživači vjeruju da je signal za odabir spccifičnog seta gena. daklc krajnje odredcnjc kemijskog glasnika kojega će neuron proizvoditi. pod utjecajem čimbenika koji dolaze od samih ciljnih ncurona. Kako nastaju neuroni, oni se odmiču od ventrikularnc zonc ncuralne cijcvi. ili unutarnjc površine. ka granici s marginalnom zonom. ili vanjskoj površini. Pošto se neuroni prcstanu dijcliti. oblikuju intcrmcdijarnu zonu i polako se u njoj nakupljaju kako se mozak razvija. Do migracijc ncurona dolazi u većini moždanih struktura. ali jc ona poscbno naglašcna pri oblikovanja vclikc moždanc kore primata. uključujući čovjeka. U toj strukturi, neuroni

MIGRACIJA N E U R O N A . Presjek zatiljnog režnja mozga (koji obraduje vid) tromjesečnog fetusa majmuna (središte) pokazuje nezrele neurone koji migriraju po vlaknima glije. Ovi neuroni prave prolazne veze s drugim neuronima prije negoli stignu na krajnje odredište. Pojedinačni neuron koji migrira, prikazan 2 500 puta uvećano (desno), upotrebliava vlakno glije kao skelu za navođenje. Da bi se pokretao, trebaju m u adhezivne molekule koje prepoznaju put te kontraktilne bjelančevine da ga tjeraju prema gore.

klizc od mjesia svog nastanka u blizini venlrikularne površine po neneuralnim vlaknima koja oblikuju tragove do mjesta krajnjeg položaja. Ispravna migracija neurona iziskuje višesiruke mehanizme. uključujuči prepoznavanje ispravnog puta i sposobnost da prevaljuju velike udaljenosti. Jedan od takvih mehanizama za migraeiju na duge staze je pokretanje neurona uzduž izduženih prolaznih skela u fetalnom mozgu. Mnoge vanjske sile kao šlo su alkohol. kokain i zračenje onem;)gućuju ispravnu migraeiju neurona i rezultiraju pogrešnim smještanjem stanica, što može voditi mentalnoj relardaciji i epilepsiji. Nadalje. nedavno je dokazano da muiacije u genima koji reguliraju migraciju uzrokuju rijetke genske oblike retardacije i epilepsije u Ijudi. Kad jednom neuroni dosegnu svoj krajnji položaj. moraju uspostaviti odgovarajuće veze kako bi pravilno obavljali svoju l'unkeiju kao što su vid i sluh. Oni to rade pomoću svojih aksona. Ovi peteljkasti nastavci mogu se izdužiti tisuću puta dulje od staničnog tijela iz kojeg izlaze. Putovanje većine aksona zavrsava u trenutku kad dosegnu razgranato podrtieje zvano dendriti drugog neurona. Njihovi ciljni neuroni mogu biti smješteni na znatnoj udaljenosti. ponekad na drugoj strani mozga. U slučaju motoričkih neurona akson može putovati od kralješnične moždine putoni prema dolje sve do mišića stopala. Vezna mjesta zvana sinapse jesu područja u kojima se poruka prcnosi s jednog neurona u krugu na drugi. Aksonski se rast predvodi pomoću čunjića rasta. Ovo proširenje aksonskog vrška aktivno istražujc okolinu dok traga za preciznim odredištem. Istraživači su otkrili da mnogo speeijaliziranih molekula pomaže navodenju čunjića rasta. Neke molekule su položene na stanice s kojima čunjie rasta uspostavlja kontakt. dok se druge ispuštaju iz spremišta koja se nalaze u blizini čunjića rasta. Nasuprot tomu. čunjiei rasta nose molekule koje služe kao receptori za signale iz okoline. Vezanje odredenog signala za njegov receptor govori čunjiću rasta treba li se pomaknuti prema naprijcd. stati. oviti se ili promijenili smjer. Nedavno su istraživači otkrili neke molekule koje služe i kao signali i kao reeeptori. Ove molekule uključuju bjelančevine kao što su kadhcrin. netrin, semaforin. efrin. neuropilin i pleksin. U većini slučajeva postoje obitelji medusobno srodnih molekula. tako na primjer postoji najmanje 15 semaphorina i najmanje 10 ephrina. Možda je najneobičniji rezultat da je većina njih zajednička crvima. inseklima i sisavcima. uključujući čovjeka. Svaka od tih obitelji je manja u mušica i crva nego u miša i čovjeka, no njihove su I'unkcije praklieno iste. Zato je bilo moguće koristiti jednostavnije životinje da bi se doznalo ono što se izravno može primijeniti na Ijudima. Na primjer. prvi je netrin otkriven u crva u koga je pokazano da navodi neurone u živčanim prstenovima. Nešto kasnije pokazano je da nctrini kralješaka navode neurone u kralješničnoj moždini sisavaca. Zatim su pronadeni receptori za netrin u crva što se pokazalo neprocjenjivim za pronalaženje odgovarajućih. a

opet srodnih receptora u Ijudi. Kad jednom aksoni dosegnu svoja eiljna mjesta. oblikuju sinapse koje dozvoljavaju prijenos električnog signala s aksona na sljedeču stanicu. gdje ili izazivaju ili zaustavljaju nastanak novog signala. Regulacija prijenosa signala na sinapsi te zbrajanjc signala koje jedan netiron dobiva s tisuću svojih sinapsi odgovorni su za zapanjujuću sposobnost procesiranja informacija u mozgu. Da bi se to procesiranje dogodilo pravilno. veze moraju biti visoko specifične. Dio specifičnosti proizlazi iz mehanizma koji navodi aksone do njihovih pravih ciljnih područja. Dodatne molekule posreduju u "prepoznavanju cilja" kada akson odabire pravi neuron. a obično i odgovarajući dio ciljnog područja. jednom kad dode do eilja. Identificirano je nekoliko takvih molekula. Znatno uspješnije. naprotiv. bilo je identificiranje načina na koji se stvara sinapsa kad je jednom došlo do kontakta. Sićušni dio aksona koji je dodirnuo dendril postaje specijaliziran za otpuštanje neuroprijenosnika. a sićušni dio dendrita s kojim je uspostavljena veza postaje specijaliziran da primi i odgovori na primljeni signal. Posebne molekule razmjenjuju se izmedu staniee koja šalje i stanice koja prima signal kako bi sc osiguralo ispravno uspostavljanje kontakta.

Provjera sparivanja Nakon razdoblja rasta mreža se provjerava kako bi se učvrstio sustav. Sanio oko polovica neurona nastalih u vrijeme razvoja preživljava i funkcionira u odrasloj dobi. Pokretanjem unutarnjih samoubilaekih pn>grama uklanjaju sc cijele populacije neurona. Programi se aktiviraju ako neuron izgubi bitku s ostalim neuronima da bi primio životno potrebne hranjive tvari zvane čimbenici rasta. Ove čimbenike proizvode ciljna tkiva u maloj kolieini. Svaki tip čimbenika rasta podupire preživljavanjc odredene skupine neurona. Na primjer, čimbenik rasta neurona neophodan je za preživljavanje osjetnih neurona. Nedavno je postalojasno da se unutarnji samoubilački program održava i u odrasloj dobi. te da se neprestano provjerava. Na osnovi ove zamisli istraživaći su otkrili da ozljede i neke neurodegencrativne bolesti ne ubijaju neurone izravno samim oštećenjem koje je nastupilo. nego kasnijim aktiviranjem samoubilačkog programa. Ovo otkrićc. uz njegov dublji smisao da smrt ne mora nužno uslijcditi oštećenjem pokazuje nove putove u liječenju. Stanice mozga u početku. takoder. naprave prcviše veza. Na primjer. kod primata se vcze iz dva oka prema mozgu u početku preklapaju. a zatim se razvrstaju u odvojena područja koja su namijenjena samo jednom ili drugom oku. Nadalje, u moždanoj kori mladih primata. veze izmedu neurona su mnogo brojnije i dvostruko gušće no u odraslih primata. Da bi se istrijebile nepotrebne veze, potrebna je kemijska i elektrićna komunikaeija izmedu neurona. Veze koje su aktivne i proizvode električni naboj konačno preživljavaju dok se one s malo ili bez aktivnosti konačno gube.

KRALJEŠNICNA M O Ž D I N A I ŽIVCI. Zreli središnji živčani sustav (SŽS) sastoji se o d mozga i kralješnične moždine. Mozak šalje živčane signale specifičnim dijelovima mozga putem perifernih živaca, poznatih kao periferni živćani sustav (PŽS). Periferni živci u vratnom području opslužuju vrat i ruke; oni u prsnom području opslužuju trup; oni u slabinskom opslužuju noge. a oni u trtičnom području opslužuju crijeva i mokraćni mjehur. PŽS se sastoji od somatskog živćanog sustava koji povezuje voljne skeletne mišiće sa stanicama specijaliziranim da odgovore na osjete poput dodira i boli. Autonomni živčani sustav čine neuroni koji povezuju SZS s unutarnjim organima. Dijeli se na simpatićki živčani sustav, koji mobilizira energiju i sva pomoćna sredstva u vrijeme stresa i uzbudenja, i parasimpatički živčani sustav, koji skladišti energiju i pomoćna sredstva u vrijeme opuštanja.

Kritična razdoblja

Poboljšavanje i izgradnja moždanih neuralnih krugova nastavIja se i nakon rodenja u sisavaea. uključujući i čovjeka. Inierakeija organizma s njegovim okolišem l'ino podešava veze. Promjene se dogadaju u krilienim razdobljima. Tijekom razvoja postoje vrcmenski okviri u kojima živčani sustav niora doživjeti odredeno kritieno iskustvo. kao što je osjet. pokret ili pojava osjećaja. da bi se pravilno razvio. Nakon kritičnog razdoblja, brojčano se smanjuje broj veza kao i njihova sposobnost da se mijenjaju, ali one koje su preostale jesu snažnije. pouzdanije i preciznije. Oštećenje. osjetni ili soeijalni nedostalak koji nastane u odredenoj fazi postnatalnog života može ostaviti posljedice na odredeni oblik razvoja. dok isto oštećenje tijekom nekog drugog vremenskog razdoblja može utjeeati na sasvim drugi oblik razvoja. U jednom takvom primjeru mladunčetu je majmuna zatvoreno jedno oko od rodenja do šestog mjeseea starosti. Kao rezultat nekorištenja

životinja je trajno izgubila vid na jednom oku. Ovo daje stanieno znaćenje izrazu "rabi ili izgubi". Gubitak vida uzrokovan je stvarnim gubitkom funkeionalnih veza izmeclu oka i neurona u vidnom dijelu moždane kore. Ovaj je nalaz doveo do ranijeg i boljeg liječenja poremeeaja oka urodene katarakte i "razrokosti" u djece. Istraživači su lakoder pokazali da raznovrsniji okoliš može poduprijeli razvoj tijekom postnatalnog razdoblja. Na primjer. istraživanja pokazuju da životinje koje su bile uzgajane u okolišu s raznovrsnim igračkama imaju vise grana na svojim neuronima i više veza nego životinje u i/.olaeiji. U jednom nedavnom istraživanju znanslvenici su pronašli da raznovrsniji okoliš rezultira s više neurona u onom dijelu mozga koji je zadužen za pamčenje. Znanstveniei se nadaju da ee nove spoznaje o razvoju dovesti do novih načina liječenja poremeeaja ucenja. osteeenja mozga pa čak i neurodegenerativnih bolesti i slarenja.

Osjet i opažanje

id. Ovaj prekrasni osjet omogućuje nam da vidimo svijet oko sebe od jedinstvenog stropa Michelangelove Sikslinskc kapele do maglom sakrivenih vidika gorskih Ianaca. Vid jc jcdan on najistančanijih i najsložcnijih od svih

osjcta.

On jc ujedno i najviše istraživan. Otprilikc jcdna četvrtina mozga uključcna jc u proeesiranje vida. više ncgoli kod ijednoga drugog osjeta. Više je poznato o vidu nego o ikojem drugom osjetnom sustavu kralješnjaka. a većina informacija potjcčc od istraživanja na majmunu i mački. Vid počinje na rožnici koja obavlja tri čctvrtinc fokusiranja. te zatim na leći koja mijcnja fokus. Obojc pomažu stvaranju jasnc slikc vidljivog svijcta na mrežnici, sloju fotorcccptora koji proccsira vid. te rcdu neurona na očnoj po/.adini. Kao u kamcri. slika na mrežnici jc obrnuta: objekti dcsno od srcdiša projiciraju sliku na lijevi dio mrežnice i obrnuto. Objekti iznad središla projiciraju se u donjem dijelu i obrnuto. Izgled leće mijenja sc mišicima šarenice tako da se bliski ili udaljeni objekti mogu zadržati u fokusu na mrežnici. Vidni su rcccptori (negdje oko 125 milijuna u svakom oku) neuroni specijalizirani da svjctlosni signal pretvore u električni. Dolaze u dva oblika. Štapići su najosjetljiviji pri prigušcnom svjetlu i ne prenosc osjet boje. Čunjići djcluju pri dobrom osvjctljenju i odgovomi su za točnost detalja. crno i bijelo. te raspoznavanjc boja. Ljudsko oko sadrži tri tipa čunjića koji su osjctljivi na crvcno. zeleno i plavo. ali u kombinaciji daju informaciju o svim vidljivim bojama. Primali. uključujući i Ijudc. imaju dobro razvijen vid i uporaliu oba oka. Vidni signali prolazc kroz svako oko uzcluž milijun vlakana očnog živca svc do opiieke kijazmc gdje sc ncka vlakna mcdusobno križaju. pa lako objc stranc mozga primaju signal iz oba oka. Kao posljcdica toga lijeve polovicc objc mrcžnice projiciraju sc u lijevi vidni dio moždanc korc. a dcsnc polovice u desni vidni dio moždanc kore. Konaeni učinak ovoga jc da lijcvu polovicu scene koju glcdamo opažamo svojom desnom polutkom. Obrnulo. dcsna polovica prizora koji glcdamo opaža se lijevom 17

polulkom. Sličan rasporcd primjcnjuje se na pokrete i doclir: svaka polovica vclikog mozga odgovorna je za suprotnu stranu tijcla. Znanstvenici znaju mnogo o načinu na koji stanice kodiraju vidnc obavijesti u mrežnici. bočnoj koljenićnoj jezgri - točki izmeclu mrežnice i vidnog clijela moždanc kore - i samom vidnom clijelu moždane kore. Ova su nam istraživanja do sada dala najbolji uvid u to kako mozak raščlanjuje i obraduje obavijesti. Mrcžnica saclrži tri razine neurona. Prva. sloj štapića i ćunjića. šaljc svoj signal u srednji sloj koji šalje signal daije u treći sloj. Živčana vlakna trećeg sloja neurona skupljaju sc u oplički živac. Svaka stanica iz srednjega ili trećega sloja dobiva signal iz brojnih stanica prclhoclnog sloja. Svaka stanica trećega sloja tako dobiva signal - puiom srcdnjcg sloja - iz skupinc od višc tisuća štapića i čunjića koji pokrivaju površinu od oko jednog čctvornog milimctra (vcličina rupicc načinjene pribadačom). Ovo sc područjc zove prijamno polje stanica Irećega sloja. Prije pedesetak godina znanstvenici su otkrili da se prijamno polje ovakvc slanicc aktivira kad svjcllo pogocli sićušno područje u središtu prijamnog polja. a poliskuje kad svjetlo pogodi dio koji okružuje središlc prijamnog polja. Ako svjcllosl pokriva cijeloprijcnnno polje, stanice reagiraju vrlo slabo ili uopčc nc reagiraju. Tako proccs vida počinje usporedivanjem kolićine svjetla koja clolazi na bilo koju malu površinu mrcžnicc i količine svjctla površinc koja jc okružuje. Smjcšten u zatiljnom rcžnju. primarni vidni dio moždane korc - debeo dva milimelra (dvostruka dcbljina kovanice lipe) i gusto napućcn slanicama u mnogo slojcva - prima porukc iz bočnog koljenastog tijela. U srednjcm sloju koji prima signalc iz bočnog koljcnasiog lijcla. znanslvcnici su pronašli obrascc podraživanja sličnc onima koji vrijcde za mrežnicu i stanicc bočnog koljenastog tijela. Stanicc iznad ili ispocl toga sloja odgovaraju clrukčije. Oni claju prednosl podražajima u obliku štapića ili rubova. Daljna su istraživanja pokazala da različile stanice prefcriraju rubovc pod odrcdenim kutom. rubovc koji sc pomiču ili rubovc koji sc pomiću u odrcdcnom smjcru. Prcmcla proces još nije u potpunosti shvaćcn. nedavna istraživanja pokazuju da sc vidni signali prosljeduju u Iri

V I D . Rožnica i leća pomažu nastanku jasne slike na mrežnici, sloju fotoreceptora i neurona koji pokriva očnu pozadinu. Kao u kameri, slika na mrežnici je obrnuta: objekti nadesno od središta projiciraju svoju sliku na lijevi dio mrežnice i obrnuto. 125 rnilijuna vidnih receptora oka - koji se sastoje od štapića i čunjića - pretvaraju svjetlo u električni signal. Stapići su najosjetljiviji na prigušeno svjetlo i ne prenose osjet boje; čunjići funkcioniraju na jakom svjetlu i odgovorni su za preciznost detalja, crno i bijelo, te videnje boja. Ljudsko oko sadrži tri vrste čunjića koji su osjetljivi na crveno, zeleno i plavo, a u kombinaciji na sve vidljive boje. Štapići i čunjići se povezuju sa srednjim i trećim slojem stanica (vidi umetak. gore). Svjetlo prolazi kroz ta dva sloja prije no što dosegne štapiće i čunjiće. Dva sloja zatim dobivaju signal iz štapića i čunjića prije no što ga proslijede u očni živac. optičku kijazmu, bočno koljenasto tijelo i konačno u vidno područje moždane kore.

Vanjsko uho W

Srednjf uho

UnuUM|t uho SEulno podrurjl

S L U H . O d cvrčanja cvrčka do grmljavine raketnih motora gotovo svaki od tisuću pojedinačnih tonova obrađenih Ijudskim uhom čujemo pomoću mehanizma poznatoga kao provodenje zraka. U t o m se procesu zvučni valovi prvo sprovedu kroz vanjsko uho - ušku i vanjski zvučni kanal - do srednjeg uha - bubnjića koja vibrira različitom brzinom. Malleus (čekić), pričvršćen do bubnjića, prenosi vibracije na uncus (nakovanj). Zatim se vibracije prenose na stapes (stremen) i ovalni prozorčić, koji ih zatim prenosi na unutarnje uho. U unutarnjem uhu v o d o m ispunjen spiralni kanalić pužnica, sadrži stanice s mikroskopskim produžecima u obliku dlačica koje odgovaraju na vibracije zvuka. Trepetljikave stanice zatim pobuduju 28 000 vlakana slušnog živca koji se završavaju u moždini mozga. Slušne informacije putuju preko talamusa u sljepoočni režanj dio moždane kore zadužen za primanje i shvaćanje zvuka.

sustava za obradu. Jedan sustav obraduje obavijesti o oblieiraa, drugi boje a treći pokrete, položaj i prostornu organizaciju, Ovo otkrićc o odvojenim sustavima za obradu dolazi iz podataka o anatomiji i fiziologiji majmuna. Potvrduje ga proučavanjc fiziologijc čovjcka kojc pokazuju da su opažanjc pokrcta. dubinc. pcrspcktivc. rclativnc vcličinc objckata. rclativnih pokrcta objckata i sjcna i vidljivc promjcne kakvoćc. svc prvcnstvcno ovisnc o kontrastima u jačini svjctla prijc ncgo o boji. Zašto sc opažanjc pokreta i dubinc prcnosi samo jednim sustavom za obradu može se objasniti pravccm mišljcnja nazvanim gcstall psihologija. Pcrccpcija iziskujc organizaciju različitih clcmenata pa sc mcdusobno srodni nakupljaju zajcdno. Ovo proizlazi iz sposobnosti mozga da prikuplja dijclovc slike. ali i da odvoji slikc jcclnu od druge ili od njihovc pojedinačne pozadinc. Kako svi ti sustavi konačno proizvodc cjclovitu sliku koju vidimo? Tako što izdvajaju biološki važne inl'ormacijc sa svakc razinc i povczuju aktualnc slikc s prcthodnim iskustvima. Istraživanja vida takoder su dovcla do boljcg lijcčenja vidnih porcmcćaja. Informacije dobivcnc istraživanjcm maćaka i majmuna unaprijcdilc su terapiju sirabizma. razrokosti, tcrmina koji sc rabi za "ukrižcnc oči". Djcca sa strabizmom u početku imaju dobar vid na oba oka. Ali s obzirom da oni ne mogu spojiti dvijc slikc iz oba oka. počinju višc koristiti jedno oko i obično izgubc koristan vitl na drugom oku. Vid se možc obnoviti. ali samo u ranom djetinjstvu. Nakon dobi od šcst godina ili oko tc dobi. sljepoća postaje trajna. Ali do prijc nckoliko dcsctljcća. oftalmolozi su čckali da djcca napunc cetiri godinc da bi opcrativno ispravili os očiju. ili propisali vjcžbc ili povcz oka. Sada

se strabizam rješava mnogo ranije tijckom života - prije četvrle godine - dok se nornialni vid još može obnoviti.

Okus i miris Mada različiti. ova se dva osjetna doživljaja usko isprepliću. Oni su odvojcni osjeti s obzirom na svojc prijamne organe.

Sluh

Unatoč tomu ova dva osjeta djcluju zajcdno kako bi nam

Sluh se obićno smatra najvažnijim osjetom za čovjeka jer

omogućili razlikovanje tisuća razlićitih aroma. Sam za scbe,

nam omogućuje da komuniciramo jedni s drugima tako što

okus je relativno fokusiran osjet zauzet razlikovanjem

čujemo glasove i interpretiramo govor. On nam takoder

slatkoga. slanoga, kiseloga i gorkoga. Medudjclovanjc okusa

daje informacije od vitalnog značcnja za preživljavanje. Na

i mirisa objašnjava za.što gubitak osjcta mirisa očevidno

primjer. zvuk dolazećeg vlaka govori nam da sc držimo

uzrokuje ozbiljno smanjenjc

dalje od tračnica.

aromom.

Kito i vidni sustav naš slušni sustav razlikuje različitu

dojma okusa. nazvanoga

Okusi sc otkrivaju okitsnim

pupoljciina.

poscbnim

kakvoču signala kojega prenosi. Unatoč tomu. naš slušni

strukturama kojih svaki čovjek ima višc od 5000. Okusni

sustav ne miješa različite zvukove. kao što to čini vidni

pupoljci su ukopani u pnpoljke. ili protuberancije. uglavnom

sustav

kad

dvije

smjcšteiic na jeziku. ali i u

različite valnc duljine svje-

cijeloj usnoj šupljini te na

tla prelope u jednu koja

O k u s i miris su dva odvojena osjeta s

daje odredenu boju. Mo-

različitih

zajedno pri razlikovanju tisuca različitih

uho

varaju

100

na sol, kiselinu.

istraživači

aroma

dodaju

pcti

okus, zvan itmami. za okus

tora, većina se zvukova provodi

osjetnih stanica koje odgoslatkc i gorke tvari. Neki

Od cvrčanja cvrćka do

koje

Svaki se okusni pupoljak sastoji

dok slušamo orkestar ili

grmljavine raketnog mo-

Okusne

dužctke osjctnih stanica.

v l a t i t i m p r i j a m n i m organima, ali djeluju

instrumenata

rok sastav.

nepcu.

tvari potiču vlaknaste pro-

žemo pratiti različite meIodijskc slijedove nekoliko

mekom

monosodium glutamata i

čuje

pomoću mchanizma aazvaaogz provođenje zraku. U tom se

srodnih tvari.

proccsu zvučni valovi prvo usmjeravaju kroz vanjski vidljivi

Okusni signali se iz osjetnih stanica prenose prcko

dio uha. ušku i vanjski slitšni kanal do htthnjića koji vibrira

sinapsi do krajeva živčanih vlakana koji šalju signal uzduž

različitom brzinom. Čekić koji je priključcn na opnu

kranijalnih živaca prema okusnom središtu u mozgu. Odavde

bubnjiča prenosi vibracijc na nakovtinj.

Ova ih struktura

se impuls razvodi u druga središta moždanog debla,

prebacujc na stremen koji ih preko ovalnog prozorčića

odgovorna za prihvaćanje ili gadenjc prema nekom okusu. tc

prenosi na itnittamje

prcma talamusu i moždanoj kori za svjesnu percepciju okusa.

ttho.

Vodom ispunjeni spiralni kanalići svake pužnice sadrže

Posebne reccptorske stanice za miris smještene su na

16 000 trcpctljikavih stanica čiji mikroskopski produžeci u

maloj površini sluzave opne koja pokriva krov nosa. Aksoni

obliku dlačica odgovaraju na vibracije kojc proizvodi zvuk.

ovih osjetnih stanica prolazc kroz pcrforacije krovne kosti i

Trepetljikavc stanicc potom podražuju 28 000 vlakana

ulaze u dva produžetka njitšne lukovice. koji lcže na gornjoj

slušnog živca koja završavaju u moždini mozga. Slušnc

površini iste kosti. Dio osjetne stanice koji se izlaže mirisu

informacijc prenosc se preko talamusa na sljepoočni režanj,

ima trepetljikavc izdanke. Ove trepetljikc imaju rcceptorska

dio moždane kore zadužcn za primanje i shvaćanjc zvuka.

mjesta koja stimuliraju molekulc mirisa nošene zrakom.

Moždana analiza slušnih informacija slijcdi obrazac vrlo sliCan onome

kod vidnog sustava. Susjedni

neuroni

odgovaraju na tonove slične frekvencije. Neki neuroni odgovaraju

samo na mali

raspon

frekvcncija.

drugi

odgovaraju na široki spektar; neki reagiraju samo na poćelak tona. drugi samo na kraj.

Molekule mirisa sc otapaju u sluzavoj prevlaci kako bi Stimuliralc reccptorskc molckule u ticpetljikama i zapoeclc odgovor na miris.

Molekula mirisa djelujc na mnoge

reccptore u različitoj mjcri. Jednako tako. reccptor rcagira s različitim molekulama mirisa u različitim stupnjevima. Aksoni stanica prolaze kroz perforacije na krovnoj kosti

Govorni glasovi sc naprotiv mogu provoditi drukćijc od

i ulaze u dvije izduljcne njušnc lukovicc koji lcžc na gornjoj

drugih. Naš slušni sustav provodi svc signalc koje prima na

površini kosti. Obrazac aktiviranosti prijamnih stanica

isti način sve dok ne dosegnu slušnu moždanu koru u

prikazuje sc u njušnoj lukovici gdjc se stvara prostorna slika

sljepoočnom režnju mozga. Kad sc slu.šaju govorni glasovi,

mirisa. Impuls stvoren ovim poticajem prolazi do središtaza

živčani signal se usmjerava u lijcvu hemisferu za obradu u

miris da bi se dobila svjcsna pereepcija mirisa u econom

govornom centru.

režnju i emocionalni odgovor u limbičkom sustavu mozga.

MIRIS I O K U S . Specijalizirani receptori za miris smješteni su u dijelu sluznice nosa. Svaka stanica ima nekoliko finih vlaknastih trepetliika koje sadrže receptorske bjelančevine. koje potiču molekule mirisa u zraku, i dugo vlakno. akson. koje prolazi kroz perforacije na krovnoj kosti i ulazi u olfaktorni bulbus. Stimulirane stanice stvaraju impuls u vlaknima koji ostavlja odraz u olfaktornom bulbusu koji se prenosi u čeoni moždani režanj i daje percepciju mirisa, te u limbičku moždanu koru kako bi potakao emocionalni odgovor. Okus se detektira posebnim strukturama, okusnim pupoljcima, kojih svaki čovjek ima oko 10 000. Okusni pupoljci su ukopani u papillae (protuberancije) smještene uglavnom na jeziku, uz nekoliko smještenih u usno ; šupljini i na nepcu. Svaki se okusni pupoljak sastoji od 100 receptora koji odgovaraju na četiri tipa podrazaja - slatko, slano, kiselo i g o r k o - pomoću kojih se oblikuju svi okusi. Neka se tvar okusi kad se molekule iz

Dodir i bol

hrane otope u slini. uđu u pore na jeziku i dođu u kontakt s okusnim pupoljcima. Ovdje potiču vlaknaste

D o d i r j e osjet k o j i m se o d r e d u j u svojstva o b j e k a l a : v e l i č i n a . o b l i k i tvrtloća. O v o sc postiže p r e k o r e c e p t o r a u k o ž i . Na p o d r u č j i m a kože koja su p o k r i v e n a d l a k a m a r e c e p l o r i se sastoje ocl mreže v l a k a n a o s j e t n i h ž i v e a n i h stanica o m o t a n i h o k o l u k o v i c e d l a k e . O n i su

produžetke receptorskih

n e o b i č n o o s j e t l j i v i i a k t i v i r a j u se na p o k r e t a n j e d l a k e . D r u g i su r e c e p t o r i u o b i č a j e n i za

stanica i uzrokuju odašiljanje

p o d r u č j a koja nisu p o k r i v e n a d l a k o m kao što su usne i v r h o v i p r s l i j u i sastojc se o d završetaka

signala od stanice preko

živčanih stanica k o j i su s l o b o d n i ili o k r u z e n i l u k o v i č a s t i m s t r u k t u r a m a .

sinapsi do moždanih živaca i okusnog središta u mozgu.

Signal iz d o d i r n i h r e c c p l o r a p r o l a z i o s j e t n i m ž i v c i m a p r e m a kralješničnoj m o ž d i n i . zatim u t a l a m u s i o s j e t n u m o ž d a n u k o r u . P r i j e n o s i n f o r m a e i j e je v r l o t o p o g r a f s k i . što znači da p o s t o j i u r e t l e n o p r e d s t a v l j a n j e t i j c l a na r a z l i č i l i m

r a z i n a m a ž i v ć a n o g sustava. Veće j e

p o d r u č j e m o ž d a n e k o r e n a m i j e n j e n o o s j e t i m a što dolaze iz r u k t i i usana: m n o g o manja

područja moždane kore prikazuju osjet što dolazi iz manje osjetljivifa dijelova tijela. R a z l i č i t i d i j e l o v i tijela r a z l i k u j u se u osjetljivosti na t l o d i r i o d g o v o r u na b o l n e podražaje u skladu s b r o j e m i r a s p o r e d o m r e c e p l o r a . Rožnica je n e k o l i k o s t o t i n a p u t a o s j e t l j i v i j a na bol no što su l a b a n i s t o p a l a . V r h o v i p r s t i j u su d o b r i za d o d i r n u d i s k r i m i n a e i j t i d o k su prsa i letla mnogo manjc osjelljivi. D o n e d a v n o se b o l s m a t r a l a j e d n o s t a v n o m p o r u k o m n e u r o n a k o j i šalju e l e k t r i č n i i m p u l s o d mjesta ozljede izravno d o mozga. N e d a v n a istraživanja p o k a z u j u da j c laj proces z n a t n o s l o ž e n i j i . Ž i v č a n i i m p u l s i o d mjesta ozljede n a k o n više sali ili

dana t r a j a n j a b o l i v o d e do p r o m j e n e u ž i v č a n o m sustavu što

u z r o k u j c pojačanje te isle b o l i i n j e n o p r o d u l j e n o d j e l o v a n j e . Ove p r o m j e n c u k l j u č u j u više k e m i j s k i h glasnika i r e c e p t o r a .

Na tnjcstu ozljcdc poscbni reccptori. nociceptori. odgovaraju na podražaj oštećenja tkiva. Ozljeda ima za posljedicu oslobadanje velikog broja kemijskih tvari na nijcslu oštcćenja i upalc. Jedna ocl tih tvari. prostaglandin, povećava osjetljivost rcccptora i tako dovocli do pojačanja osjeta boli. To takoder doprinosi kiiničkim stanjima u kojima inače neškodljivi podražaji izazivaju bol (kao šlo su mjesta opekotina od sunca) zato što sc smanjio prag okidanja nociceptora. Poruke boli ptenose se u kralješničnu moždinu malim mijclini/.iranim vlaknima i C vlaknima - vrlo tanka nemiJL'linizirana vlakna. Mijclin je pokrov oko živčanih vlakana koji im pomažc cla brže šalju poruke.

Porukc boli mogu lakocler bili prigušene sustavom neurona koji su smješteni u sivoj tvari moždanog clebla meclumozga. Ovaj silaznisustav šalje poruke slražnjcm rogu kralješiiične možclinc gdjc prigušuje prijenos signala boli višim moždanim središtima. Ncki od ovih silaznih sustava koriste kemijskc tvari slicne opioiclima. koje se pojavljuju u prirodi. Tri glavnc obitclji opioida - enkcfalini. endorfini i clinorlini - idcnlificirane u mozgu. polječu od prekursorskih bjelančevina koje kodiraju Iri razlićita gena. Djeluju na više opioiclnih receptora u mozgu i kraljcšničnoj moždini. Ovesu spoznaje dovelc clo novog pristupa lijcčcnju boli: opijatima slični lijekovi ubrizgavaju se u prostor oko kraljeSnične možcline šlo omogućava dugotrajno olakšanjc boli.

U uzlaznom sustavu impulsi se prenose od kralješnične moždinc do nckoliko niožclanih stiuktura uključujući talanius i moždanu koru. koji su uključeni u proces u kojenui porukc boli postaju svjesno iskustvo.

Znanstvenici danas uporabljuju nioclernc urcclajc za slikovni prikaz struktura čovjeka kako bi odrcdili ulogu viših možclanili sreclišla u doživljaju boli i promjenc lih siruklura u clugotrajnoj boli.

B O L . Poruke o oštećenju tkiva otkrivaju receptori i prenose ih u kralješničnu moždinu putom malih mijeliniziranih vlakana i vrlo tankih nemijeliniziranih vlakana. Iz kralješnične moždine impulsi se prenose u moždano deblo. talamus i moždanu koru i prikazuju kao bol. O v e se poruke mogu prigušiti sustavom neurona koji su smješteni u sivoj tvari međumozga. Ovaj silazni put šalje poruke kralješničnoj moždini gdje prigušuje prijenos signala iz oštećenog tkiva u viša moždana središta. N e k i o d ovih silaznih putova koriste kemijske tvari. slične opijatima. koje se pojavljuju u prirodi, a zovu se endorfini.

Učenje i pamćenje

vjesno pamćenje bolesnika poznaioga kao II. M. ograničeno je golovo polpuno na

dogadaje koji su se dogodili u godinama prije

njegove operacije. kojom jc uklonjen dio srcdnjcg sljepoočnog rcžnja mozga kako bi se olakšala cpilepsija. H.M. se može sjeliti ncdavnih dogadaja. ali samo unalrag nckoliko minula. Razgovaralc s njim nakratko pa napuslitc sobu. Kad se vralite on se ne sjeća da vas jc ikad prijc vidio. Srednjj sljepoočni režanj, koji uključujc hipokampus i susjedna područja. čini se da igra ulogu u prclvaranju kratkolrajnog pamćcnja u dugoročno. odnosno u Irajni oblik. Činjcnica da jc H.M. zadržao sjećanje na dogadajc prije opcracije dokaz je da srcdnji sljcpooćni rcžanj nijc mjcsto trajnog sprcmišta, već da igra ulogu u stvaranju novog pamćcnja. Opisani su i drugi bolcsnici poput H.M. Dodalni dokazi dolaze od strane bolesnika koji su povrgnuti elcktrošokovima (elektrokonvulzivnoj terapiji) (ECT) zbog depresije. Misli sc da ECT privrcmeno ometa funkciju hipokampusa i s njim povezanih struktura. Ovi bolesnici obično pale od otežanog učenja novih sadržaja i imaju amneziju za dogadaje koji su se odigrali nekoliko godina prije lcrapijc. Sjcčanjc na ranijc dogadaje jc sačuvano. Kako vrijcmc poslijc lcrapije prolazi. najveći dio izgubljenog pamčcnja sc polako vraća. Hipokampus i srednji sljepoočni režanj povezani su s mnogim područjima moždanc korc. poscbno velikim područjima zaduženim za razmišljanje i govor. Dok jc srcdnje sljcpoočno područje važno za oblikovanje i organizaciju pamćenja, područja moždane korc su važna za dugolrajnu pohranu Znanja o činjenicama i dogadajima, lc za primjcnu loga znanja u svakodncvnim situacijama.

Radna je memorija oblik prolaznog pamcenja koja nam omogućujc da zadržimo u pamćcnju ono šlo smo neposredno čuli upravo dovoljno dugo da bi smo lo ponovili. djelomično ovisi o čeonoj moždanoj kori. Istraživači su otkrili da jc dio ncurona ovog područja pod utjecajem ncurona koji olpuštaju dopamin. dok jc drugi dio pod uljecajem onih ncurona koji Otpuštaju glulamal. Mada je mnogo toga nepoznato o učenju i pamćcnju. znanstvcnici polako prepoznaju pojcdinc dijelove ovih procesa. Na primjcr. čini sc da mozak procesira različile vrsle informacija odvojenim pulovima. a onda ih različilo

pohranjuju. I'roceduralno znanje. znanje o lomc kako što obavili. izražava se kroz obavljanjc vještina i naučcne navike. Deklarativno znanje daje jasan, svjesno dostupan trag pojedinačnoga prošlog iskustva i osjećaj poznavanja lakvih doživljaja. Deklarativno znanje iziskuje procesiranje u srednjcm sljcpoočnom području i dijelu lalamusa. dok proccduralno znanjc iziskuje proccsiranje u bazalnim ganglijima. Druge vrste pamćenja ovise o amigdali (cmocionalni vid pamćenja) i malom mozgu (učcnje motoričkih vještina koje iziskuju precizan vremenski slijed). Važan je čimbenik. koji utječe na to što je spremljeno i koliko je snažno pohranjeno je li kao posljedica dogadaja uslijcdila nagrada ili kazna. Ovo je važno pravilo u odredivanju ponašanja koja će ncki organizam naučiti i zapamtili. Amigdala igra presudnu ulogu u pamćenju lakvih dogadaja. Kako točno naslaje pamćenje? Nakon dugotrajnog istraživanja posloji mnogo dokaza za ideju da se pamćcnjc ncprekidno mijcnja kroz odnose medu ncuronima. U islraživanjima na životinjama znanslvcnici su olkrili da se to dogada kroz slijed biokemijskih proeesa u relalivno kratkom razdoblju. koji utječu na snagu odredenc sinapsc. Stabilnosl dugotrajnom pamćcnju daju strukturne promjene unutar ncurona kojima sc mijenja snaga i broj sinapsi. Na primjcr. znansivcnici mogu dovesti u vezu specifićne kemijske i struklurnc promjene u odredcnim stanicama s nckim jcdnosiavnim oblicima promjcna ponašanja kod morskoga puža Aplvsia. Drugi važan modcl za izueavanje pamćenja je pojava dugotrajne potencijacije (long-term poientialion LTP). dugotrajnog porasta snagc sinaptičkog odgovora koji jc uslijcdio nakon stiniulacijc. LTP se naglašcno dogada u hipokampusu. ali i u drugim dijclovima mozga. Istraživanja na šlakorima ukazuju da se LTP odvija prcko promjena u snazi sinapse prilikom kontakta koji uključuje NMDA rcccptore. Danas jc moguće istraživali LTP i učenje na modclu gcnctički modificiranih miševa koji imaju poremećaj odrcdcnih gcna. Ncispravna ekspresija gena može bili ograničena samo na pojedina moždana područja i samo za odrcdeno vremcnsko razclobljc. kao šlo je vrijeme ueenja. Znanslvcnici vjcruju cla nc posloji samo jeclno središte za pohranjivanje pamćcnja. Vjerojalno se pohrana obavlja u isiim. razdijeljenim skupinama sustava za korlikalno

Hoidjcj kora

■T 1 fl

BA!AINI GANGIjl 1

H Nutlfui H taudatui

I I I 1 1 1

H Puiahen

I I I

H Globui H pallidut

| ijđl V i^Hi

H Amigdala

|V i^Hj

P01JAWG0V0RI^B|

B Btotino poljf L

Amigdjlj

rlipokampui

Mfcs — ^ .

B^^_^j

UCENJE, PAMCENJE I GOVOR. Moždana kora, amigdala. hipokampus. mali mozak i bazalni gangliji su strukture za koje se vjeruje da su važne za različite vrste učenja i pamćenja. Zna se da su područja lijeve hemisfere (umetnuta slika) aktivna pri govoru. Vjeruje se da do razumijevanja oblika i značenja izražavanja dolazi u VVernickeovom polju. a po tom u Brocinom polju, koje je u vezi s vokalizacijom. VVernickeovo je područje važno i za razumijevanje govora.

VVermtktovo polje H

1 iW'^HV,fll

Angularm H girus H

"IH

\M ^

■ Jl

procesiranje koji uključuju opažanje, procesiranje i analizu

primljena auditivnim

sadržaja kojega treba naučiti. Ukratko. svaki dio mozga

uputama zahlijeva protok informaeije istim putom. ali u

vjerojatno

uskladištavanju

obrnutom smjeru - iz slušne moždanc korc k VVernickcovom

Jedna od najistaknutijih intelektualnih aktivnosti koja

većinom podataka dobivenih na bolesnicima i široko je

različito

doprinosi

trajnom

pamćenja.

putom. Pisanje prema

govornim

podrućju. a zatim u angularni girus. Ovaj se model služi

ovisi o pamćenju je govor. Premda neuralna osnova govora nije još u potpunosti shvaeena. znanstvenici su naučili mnogo o ovoj osobini mozga ispitivanjem bolesnika koji su izgubili govornc i jezične sposobnosti uslijed moždanog udara. te iz lunkcionalnih slikovnih prikaza mozga normalnih Ijudi. Islaknuti i utjecajni model zasnovan na islraživanjima ovih

rabljen za kliničku dijagnozu i prognozu. Unatoč tomu. nuž.na su daljnja pročišćenja modela prcma rezultatima nedavnih istraživanja

na bolesnieima

i funkcionalnim

slikovnim

prikazima normalnih Ijudi. Na primjer. uporabom slikovne tehnikc zvane pozitronska

bolesnika prctpostavlja da je struktura koja jc podloga

emisijska tomogmfija (PET), znanstvenici su pokazali da se

razumijevanju govora

VVernickeovo područjc. dio lijcve

eitanjem u normalnih Ijudi ne aktivira nili VVernickeovo

hemisfere mozga. Ovo je područje čeonog režnja povezano s

područje niti angularni girus. Ovi rezultati govore da postoji

Brocinim područjem u čconom režnju gdje sc stvara program

izravan put prilikom čitanja koji ne uključuje zvučni zapis

za zvučni izražaj govora. Ovaj se program potom prenosi u

riječi prijc procesiranja bilo značenja bilo izgovaranja riječi.

susjedno područje motorne moždane kore s namjerom da aktivira usta. jezik i grkljan. Isti ovaj model pretposlavlja da se. kad čitamo riječ informacija prcnosi iz primarne vidne kore u angularni girus gdje se primljena poruka na neki način usporedujc sa zvukom

Druga istraživanja na bolesnicima ukazuju da jc vrlo vjerojatno da se poznate rijeći ne moraju zabilježiti kao zvukovi prije njihova razumijevanja. Mada je razumijevanje načina na koji sc govor ostvaruje

rijcči koja se izgovara. Slnšni se oblik rijeei zatim prenosi na

mozgom daleko od cjclovitoga. sada postoji vi.še tehnika koje

razumijevanje u VVernickcovo područje kao da je rijeć

sc mogu upolrijebiti za dobivanje novih uvida.

]-)

Pokretanje

Bcz daljnjcga divimo sc savršcno poslanom servisu igrača tenisa ili savršenom volcju braniča. No zapravo. svatko od nas u svom svakidašnjcm živolu izvodi visoko uvježbane pokretc. kao što je uspravan hod. govor i pisanje. koji nisu ništa manje zadivljujući. Fino podešen i visoko složen središnji živčani sustav nadzirc djclovanje stotina mišića u izvodenju svakodnevnih čuda. Da bismo razumjcli kako živčani sustav izvodi ove trikovc. moramo početi od mišića. Vcćina sc mišiea veže za točke skclcta tako da križaju jcdan ili višc zglobova. Pokretanje odrcdcnog mišića. agonista. može otvoriti ili zatvoriti zglob koji križa. ili djclovati tako da ga učvrsti ovisno o silama koje djeluju na zglob izvana ili od stranc drugih mišića koji sc opiru agonistu, antagonistinui. Rclativno malen broj mišića djeluje na meka tkiva. Ovi primjeri uključuju mišiće koji pokreću oči i jezik. te mišiće koji nadziru izraz lica. Mišić sc sastoji ocl tisućc pojcdinačnih mišićnih vlakana. od kojih jc svako nadzirano jednim alfa motoričkim

neuronom koji je ili u mozgu ili u kralješničnoj moždini. S druge strane, jedan alt'a neuron može nadzirati stotine mišićiiih vlakana le tako oblikovati moloričku jedinicu. Ovi su motorički neuroni kritična vcza izmedu mozga i mišića. Kad ti ncuroni umru. osoba se više ne možc pokrctati. Jednostavni pokrcti su rcfleksi - toćno odredeni mišić odgovara na odrcdeni podražaj. Istraživanja pokazuju da osjctni rcccptor rastezanja zvan mišićno vrcleno. koji uključuje mala specijalizirana mišićna vlakna i nalazi se u večini mišića. šalje obavijesti o mišiću izravno alfa motoričkim neuronima. Naglo istezanjc mišiea (kao kad liječnik udari po tetivi kako bi ispitao vaše rcflekse) šaljc uragan impulsa u kralješničnu moždinu uzduž osjetnoga živca mišićnoga vrctcna. Ovo povratno aklivira motorički neuron odgovoran za upravo rastcgnuti mišić tc dovodi do kontrakcijc koju nazivamo reflcks istezanja. Isti osjetni podražaj uzrokuje i inaktivaciju. ili potiskivanje. u motoričkim neuronima za mišiće antagoniste preko međuneurona, kojc zovcmo inhibitorni neuroni, unutar kralješnične moždine. Osjetljivost organa mišićnog vrctena nadzire mozak 20

odvojcnim sklopom gama moloričkog ncurona kojega nadziru specijalizirana vlakna mišićnih vretena. što dozvoljava mozgu fino podešavanje sustava za različilc motoričkc zadatke. Drugi osjetni organi mišića signaliziraju mišićnu snagu što utječe na motoričkc neuronc kroz odvojeni sklop spinalnih neurona. Danas znamo da ovaj složeni suslav odgovara različito pri zadacima koji iziskuju prcciznu kontrolu položaja (držanje pune šalice čaja). nasuprot zadacima koji iziskuju brze. snažne pokretc (bacanjc loptc). Možete osjetiti ove promjene u motoričkoj strategiji kad usporcdite kretanje niz osvjetljcnc slube s istim zadatkom obavljenim u mraku. Drugi korisni rcfleks jest rejlcks uklanjanja do kojega dolazi kad golom nogom stancmo na ošlar predmel. Vaša noga se Irenulno podižc od mogućeg izvora ozljedc (fleksija), ali zato druga noga odgovara povećanom ckslcn/.ijoni kako bistc održali ravnoicžu. Ovaj posljcdnji dogadaj sc zove iikrižcni ekstcnzijski refleks. Ovi se odgovori dogadaju vrlo brzo i bez svjesne kontrole zato što su ugradeni u sustav neurona smještenih unutar same kralješničnc moždine. Čini se vjerojatnim da isli sustav spinalnih neurona takoder sudjeluje u nadzoru naizmjeničnih pokreta nogu prilikom normalnog hodanja. Zapravo. osnovni obrazac aklivacije mišića koji ima za posljedicu koordiniran hod možc se proizvcsti u četveronožnih životinja unutar same kralješnične moždinc. Sasvim je vjerojatno da ovi spinalni mchani/.mi koji su se ra/vili u primiiivnih kralješaka još

uvijek postoje u Ijudskoj kralješničnoj moždini. Najsloženiji pokrcli koje izvodimo, uključujući one voljne koji iziskuju planiranjc. obuhvaćaju nad/.or spinalnih mehanizania od slranc mozga. Znanslvenici Ick počinju razumijcvaii složcna mcdudjclovanja koja se odvijaju izmedu ra/ličilih moždanih područja za vrijeme voljnih pokrela. uglavnom kroz pažljive eksperimenle na životinjama. Jedno va/.no područjc jc motorička kora koja provodi snažan nadzor nad ncuronima kralješničnc moždine tc izravno nadzire iste moloričke neuronc i u majmuna i u čovjeka. Čini se da neki neuroni moloričke kore odrcduju organiziranc pokrclc udova do određenog mjesta u prosloru. Uz motoričku koru. nadzor nad pokrelima uključujc mcdudjelovanje više drugih moždanih područja.

POKRET. Refleks istezanja događa se kad liječnik udari tetivu mišića kako bi vam provjerio reflekse. Ovo šalje uragan impulsa u kral|ešničnu moždinu uzduž osjetnih vlakana mišićnih vretena i aktivira motorićke neurone prema istegnutom mišiću koji izazivaju kontrakciju (refleks istezanja). Isti osjetni podražaj izaziva inaktivaciju, ili inhibiciju, motorićkih neurona prema antagonističkim mišićima kroz međuneurone, zvane inhibitornim neuronima, u kralješničnoj moždini. Aferentni živci nose poruke od osjetnih organa prema kralješničnoj moždini; eferentni živci prenose motoričke naredbe od kralješnične moždine prema mišićima. Refleksno odmicanje (ispod) događa se kad golom nogom naletimo na oštar predniet. Vaša se rioga trenutno podiže (fleksija) od mjesta potencijalne ozljede. ali suprotna noga odgovara pojačanom ekstenzijom kako bi vam se održala ravnoteža. Ovaj posljednji dogadaj zove se refleks ukrižene ekstenzije. Do ovoga dolazi jako brzo i nesvjesno jer je ovaj mehanizam ugrađen u neurone same kralješnične moždine.

uključujući bazalnc ganglijc i lalamus. mali mozak i vclik

Mali je mozak posebno uključen u nadzor svih vještih

pokrela. Guhitak lunkeije malog mozga vodi do slahe

moždanom dcblu - područjima koja povezuju moždanc

koordinacije mišića i porcmećaja ravnoleže. Mali mozak

polutke s kraljcšničnom moždinom.

dobiva izravnu i snažnu obavijesl iz mišićnih rcecplora i

broj neuronskih skupina smještenih u medumozgu

Znanstvenici znaju da bazalni gangliji i talamus imaju

osjclnih organa unutarnjcg uha. koji signaliziraju položaj i

mnogobrojne veze s osjetnim i motoričkim područjima

pokrctc glave, kao i signalc iz moždane korc. On očilo

moždane kore. Guhitak regulacije ba/alnih ganglija uslijcd

djclujc tako da intcgrira sve ove informacije kako bi

ncdostatka dopamina može imati za posljedicu ozbiljne

osigurao

poremećaje kretanja. kao što jc Parkinsonova

bolest.

omogućujući nam da izvodimo vješle radnje više ili manjc

glatku

koordinaciju

mišićne

aktivnosti.

gubilak

automalski. Postoje dokazi da dok učimo hodati. govorili ili

dopaminergičkih neurona u tzv. crnoj tvari (subslantia

svirali glazbcni instrumcnl. potrcbne delaljnc inl'ormacijc

nigra)

nadzora pohranjuju se u malom mozgu gdje se mogu

Glavni

uzrok

Parkinsonove

u medumozgu. koja jc

ganglijima.

bolesli

povczana s bazalnim

pozvali na naredbu iz moždane kore.

Spavanje

Spavanje ostaje jednom od najvećih tajni moderne ncuroznanosti. Provodimo otprilike jednu trećinu života u spavanju. a funkcija sna još uvijek nije poznata. Srećom. tijekom zadnjih godina znanstvenici su učinili veliki naprcdak u razumijevanju nckih od moždanih krugova koji rcguliraju stanje budnost-spavanje. Znanost danas razaznaje da sc spavanjc sastoji od razlićitih faza; da koreografija noćnog spavanja uključuje mcdudjelovanje ovih faza. proccs koji ovisi o složenom mchanizniu preokreta: da su fazc spavanja vczane uz dncvni ritam tjclcsnih hormona. tjclcsnc tcmperaturc i nckih drugih funkcija. Poremećaji spavanja su medu najčešcim zclravstvenim problcmima u Sjedinjenim Američkim Državama. pogadaju čak 70 milijuna Ijudi od kojih je većina ncdijagnosticirana i neliječena. Ovi su poremećaji jcdan od najkasnije prepoznatih uzroka bolesti. invaliditeta i smrtnosti. košlajući otprilike 1(M) $ biliona godišnje kroz gubitke u proizvodnji, troškovc lijcčcnja i industrijske nezgodc. Istraživanja obcćavaju razvoj

novih načina lijcćcnja koji ćc omogućiti milijunima dobar noćni san.

Sadržaj snova Spavanje je pasivno vrijeme opuštanja kad je mozak manje aktivan. Zapravo. ovo stanje uključujc visoku aktivnost i dobru scenografiju medudjelovanja moždanih krugova koji stvaraju fazc sna. Faze sna su bilc otkrivene u pedesetim godinama prošlug stoljeća kroz ekspcrimcnte u kojima su snimani moždani valovi ili elektroencefalogram (EEG) Ijudskog mozga za vrijcmc spavanja. Istraživači su takodcr mjerili pokrele očiju i udova za vrijeme sna. Pronašli su da tijekom prvoga sata spavanja svake noći mozak prolazi kroz slijed faza tijekom kojih sc progresivno usporavaju moždani valovi. Razdobljc sporovalnog spavanja vezano je uz relaksaciju mišića i oka. Srčana frekvencija. krvni tlak i tjelesna temperatura opadaju. Ako se probude u to vrijeme. većina Ijudi sjeća se samo nekog osjećaja ili slike. ne nekog aktivnog sna.

O B R A S C I SPAVANJA. Tijekom noći spavanja moždani valovi mlađeg čovjeka snimljeni elektroencefalogramom (EEG) lagano se usporavaju i postaju veći kako osoba prelazi u dublje faze sporovalnog spavanja. Nakon otprilike jednoga sata mozak ponovo prolazi kroz istu seriju faza. te obično postoji kratko razdoblje REM spavanja (na tamnim dijelovima grafikona) tijekom kojih je EEG sličan budnom stanju. Tijelo je potpuno relaksirano. osoba ne odgovara na podražaje i obično sanja. Ciklus se ponavlja tijekom noći sa sve više REM spavanja. te manje vremena provedenoga u dubokim fazama sporovalnog spavanja kako prolazi noć.

Budnosi

Stadi| I

i ttf,.*H,Al#»*<m*'i**«*v#' 4H**'

■»—^v^

« w Sudi| I

Sudn)

Sudij 2

Sudii 1

Sudij4

1.1

llA4tt^M\k\\}tw

Sudi| 4

II 1 "l"|

M O Z A K SE B U D I I USPAVLJUJE. Budnost se odriava aktivnošću dva sustava neurona moždanog debla. Neuroni koji luče neuroprijenosnik acetilkolin stimuliraju talamus koji aktivira moždanu koru (crvcni put). Potpuna budnost također zahtijeva kortikalnu aktivaciju od drugih neurona koji sintetiziraju monaminergičke neuroprijenosnike kao što su noradrenalin. serotonin i histamin (plavi put). Tijekom sporovalnog spavanja kad mozak smanjuje aktivnost, neuronska se aktivnost oba puta smanjuje. Tijekom faze brzih pokreta očiju. u kojoj dolazi do sanjanja, neuroni koji luče acetilkolin intenzivno okidaju impulse, proizvodeći stanje sanjanja, dok monoaminergičke stanice potpuno presta|u okidati.

U otprilike sljedećih pola sata mozak izlazi iz sporovalnog spavanja. a EEG valovi progresivno postaju brži. Slično kao kod budcnja pojavljuju se brzi pokreti oeiju. ali su tjelesni mišiei golovo paralizirani (ostaju aklivni samo mišići koji oniogućuju disanje). Ovo se stanje obieno zove jitza brzili pokrela očiju (REM spavanje). Tijekom REM spavanja aktiviu) sanjamo. Srčani ritam. krvni tlak i tjelesna temperalura poslaju mnogo više varijabilni. Muškarci obično imaju erekciju lijekom le faze sna. Prva REM faza obieno Iraje 10 do 15 minuta. Tijekom noći ovi naizmjenični ciklusi sporih valova i REM spavanja naslavljaju izmjenjivanj'e s tim da sporovalno spavanje poslaje sve pliće. a REM faza se produljuje dok ne dode do budenja. Tijekom živola obrazac ciklusa sna se mijenja. Dojenead spava do 18 sali dnevno i provodi puno više vremena u dubokom sporovalnom spavanju. Kako djeea sazrijevaju. provode sve manje vremena u spavanju i sve manje vremena u sporovalnom spavanju. Stariji odrasli spavaju samo šest do sedani sati po noći. te se obieno žale na rano budenje koje ne mogu izbjeći i provode vrlo malo vremena u sporovalnom sanjanju.

Poremećaji spavanja Najčešći je poremećaj spavanja. s kojim je većina Ijudi upoznata. ncstinicti (insomnia). Neki Ijudi imaju poleškoec da utonu u san. a drugi utonu u san. a zalim se bude tijekom noći i više ne mogu zaspati. Mada postoje brojni dostupni kralkodjelujuči sedalivi i sedirajući anlidepresivi. niti jedan od njih ne dovodi do potpuno prirodnoga i opušlajućeg slanja sna jer potiskuju duboke faze sporovalnoga spavanja. [scrpljujuća dnevna pospanost može imaii razne uzroke. Najčešći su poremećaji koji oneniogueavaju san i dovode do nedovoljno količine spavanja. posebno dubljih faza. Ovo se obično dijagnosticira u laboraloriju za spavanje. Ovdje se prate EEG. pokreti očiju i mišićni tonus na monitoru dok osoba spava. Dodatno se može pratili srčani ritam. disanje i sadržaj kisika u krvi. Opstriiklivna apneja n snu jcsl stanje koje uzrokiije kolaps mišića dišnih putova grla u dubokim l'azama sna. Ovo zaustavlja disanje. što uzrokujc budenje i prevenira gušenje pri ulasku u dublje faze sporovalnog spavanja. Ovo stanje može takoder uzrokovali povišcn krvni tlak i može povcćati rizik od srčanog udara. Takoder postoji povećan rizik od svakodnevnih incidenala. posebno promeinih nesreća. šio je

najboljc izbječi lako da lakva osoba uopće nc vo/.i. Lijcčcnjc jc vrlosloženo i mo/.e uključivali mnogc pokušajc prcvcncijc smanjivanja kolapsa dišnih putova za vrijcmc spavanja. Dok jcdnostavnc stvari. kao što je smanjivanjc tcžinc. i/bjegavanje alkohola i scdirajućih lijckova prijc spavanja i i/bjegavanje spavanja na ledima. ponckad pomažu. veeini Ijudi sopstruktivnom apnejom treba pozilivan tlak u dišnim putovima da bi se ovi održali otvorenima. Ovo se može osigurati stavljanjcm male maske na nos koja osigurava Strujanje zraka pod pritiskom za vrijeme spavanja. U nekim je slučajevima potrcbna operacija da se korigira anatomija dišnih putova. Povremeni su pakreli uilova u snu prolazni grčevi u nogama ili rukama. do kojih dolazi kad osoba ulazi u sporovalno spavanje i može izazvati budenje. Neki Ijudi iniaju cpizode u kojima ne dolazi do paraliziranja mišića tijekom REM spavanja. pa se krcću tijekom spavanja. I'oremećaji REM faze takoder mogu bili vrlo pogubni za normalni noćni san. Objc su bolesti česte u Ijudi s Parkinsonovom bolesti i objc se mogu liječiti lijckovima za Parkinsonovu bolcst ili antiepilepličkim lijekom zvanim klonazepam. Narkolepsija jc relativno rijetko stanje (jedan slučaj na 2501) Ijudi) u kojcm sklopka mehanizma REM spavanja ne radi uobičajeno. Narkoleptici imaju napade spavanja lijekom dana u kojima naglo ulonu u san. Ovo je društvcno ncprilivatljivo. kao i opasno. kad na primjer voze. Oni obično vrlo brzo ulaze u REM fazu. pa eak i u slanje sanjanja dok su još budni. stanje poznato kao hipnagogna halucinacija. Imaju i lakve napade u kojima gubc mišićni tonus, slično onomc u REM fazi spavanja. ali dok su svjesni. Obično sc lo dogada kad tonu u san ili ncposredno kod budenja. ali napadi paralize zvani katapleksija mogu biti izazvani emocionalnim doživljajem ili ćak kad čtiju smiješan vic. Ncdavno je uvid u mehanizam narkolepsije dao glavni uvid u proccse nadzora tajanstvenog prijelaza izniedu budcnja. sporovalnog spavanja i REM faze sna. Kako je r e g u l i r a n o spavanje? Tijekom budnosti mozak se održava u tom stanju medudjclovanjem dvaju glavnih sustava živćanih stanica. Zivčane stanice u gornjcm dijelu ponsa i mcdumozga. kojc kao neuroprijcnosnik imaju acetilkolin. šalju signal u lalamus. kako bi ga aktivirali. Kad je talamus aktivan, on pokreće moždanu koru, što stvara probudeni EEG obrazac. Unatoč tomu. ovo nije sve da bi se postigla budnost. Baš kao i tijekom REM faze spavanja kolinergičkc živčane stanice. talamus i moždana kora su u sličnom stanju tijekom budnosti, ali mozak je u REM fazi i baš nc odgovara na vanjske podražaje. Cijelu razliku čine tri seta živćanih stanica u gornjem dijclu mo/.danog debla: živčane stanicc u locus cocrulcusu čiji je ncuroprijenosnik noradrenalin: u stražnjoj i 24

medijalnoj raphc skupini koja luči serotonin: i u tuberomamilainoj skupini sianica koja luči histamin. Ovi monamincrgički neuroni najbrže okidaju impulse lijekom budnosli. ali usporavaju tijekom sporovalnog spavanja. a /auslavljaju se u REM spavanju. Skupinc slanica moždanog dcbla kojc nadziru budenjc povratno su rcguliranc dvjcma skupinama živčanih stanica u hipolalamusu. dijelu mo/.ga koji nad/.irc osnovnc tjelesne cikluse. Jedna skupina živeanih stanica u venirolateralnoj preoptiekoj jezgri sadrži inhibitorni ncuroprijcnosr.ik galanin i GABA. Kad venlrolateralni preoplički neuroni okidaju impulse. misli sc da dovode do gašenja sustava budnosti uzrokujući spavanje. Oštećenje venlrolatcralne preoptičke jezgrc dovodi do nepovratnc nesaniee. Druga skupina živčanih slanica u latcralnom hipolalamusu sudjeluje kao aktivirajuća sklopka. One sadržc neuroprijenosnik oreksin i dinorfin koji daju pobudujući signal sustavu budnosti. poscbno nionamincrgičnim neuronima. U eksperimentima u kojima je gen za ncuroprijenosnik oreksin uklonjcn iz miševa. životinje su postalc narkolcplične. Slično tomu. u dva soja pasa. u kojima prirodno dolazi do narkolepsije, abnormalnost je olkrivena u gcnu za tip 2 oreksinskog rcceptora. Nedavna islraživanja pokazuju da je u Ijudi s narkolepsijom razina oreksina u mozgu i likvorskoj tekućini abnormalno niska. Tako se čini da oreksin igra kritičnu ulogu u akiivaciji monoaminskog sustava i prcvenciji abnormalnih prijelaza. poscbno u REM spavanju. Dva glavna signala nadziru ovaj krug. Prvo. postoji homcostaza ili tjelesna potreba da se dosegnc prirodna ravnoteža. Uz to postoji unutarnja potreba za odrcdcnom količinom sna svakog dana. Mchanizam za polrcbom akumulacije sna nijc još posvc jasan. Ncki Ijudi misle da se molekula po imenu adenozin može akumulirati u mozgu lijckom produljene budnosti. te da to može pokrenuti ravnotežu sna. Zanimljivo. kemikalija kofein. koja se široko primjenjuje da be se spriječila pospanost. djelujc kao adenozinski blokator. le sprjcčava njegov učinak. Ako netko nc spava dovoljno dugo. dug spavanja progresivno raste, te dovodi do smanjivanja mentalnih sposobnosii. Kad se pojavi prilika da se ponovo spava. osoba će spavati mnogo dulje. kako bi se 'otplatio dug'. a dug sporovalnog spavanja obično se prvi otplaćuje. Sljcdeei glavni utjecaj na ciklus spavanja ima tjclesni eirkadijani sat. suprakijazmatična jczgra. Ova mala skupina živčanih stanica u hipolalamusu sadrži gene sata. knji prolaze kroz biokcmijski ciklus gotovo svaka 24 sala, usposlavljajući ritam dnevnog ciklusa aklivnosli. sna, hormona i drugih tjelesnih funkcija. Suprakijazmatićna jczgra lakodcr prima signal izravno iz mrežnicc. pa se sat može podesili pomoću svjella kako bi se održala veza s vanjskim ciklusom dana i noći. Suprakijaznialična jczgra daje signal ventrolateralnoj preoptičkoj jczgri i vjerojalno oreksinskim neuronima.

Stres

UŽda da se djeluje pod slresom bila je s nama oil naših najranijih predaka. Kao odgovor na prijeteću opasnost, niišići su ukočeni, pažnja je fokusirana. a živci su spremni na akciju - bori se ili bježi. Ali u današnjem svijetu dominantnih korporacija, ovajje odgovor na sires jednostavno nepriličan i mo/e doprinositi bolestima srca. nesrećama i starenju. I doista. uvriježeno je mišljenje da su gotovo dvijc trcćine bolesti za koje se traži liječnićka pomoć prou/ročene strcsom ili na neki naćin u vezi sa stresom. Istraživanja poka/uju da 60 '> Amerikanaca osjeća da je pod velikim stresom barem jednom tjedno. Trošak stresa izražen kao izostajanje s posla. medicinski troškovi i gubitak u produklivnosti procjenjuje se na 300 milijardi američkih dolara godišnje. Tek odnedavno uvršten u medicinski riječnik. stres je teško definirati. jer su njegovi učinci individualno ra/ličiti. Dr. Hans Selve. začetnik istra/ivanja stresa. zovc ga "brzinom kojom se organi/am s neeime nosi i i/la/i na kraj". Drugi specijalisti danas definiraju stres kao svaki vanjski podražaj koji ugro/ava homeostazu - normalnu ravnole/u tjelesnih funkcija. Medu najsna/nije stresne čimbenike spadaju psihološki i psihosoeijalni stresni čimbcnici koji postoje medu pripadnicima istc vrste. Nedostatak ili gubitak nad/ora je posebno va/na odlika teškog psihološkog stresa koja mo/e imati teške fiziološkc posljedice.

opažanja dogadaja, mo/emo učiniti puno da bi izbjegli šteine posljediee stresa.

Trenutni odgovor Slresna situacija aktivira Iri glavna komunikacijska susiava u mo/gu koji reguliraju tjelesne funkcijc. Znanstvenici su došli do ra/umijevanja tih slo/.enih sustava kroz cksperimenle prvenstveno na šlakorima. miševima i primatima. kao šlo je majmun. Znanstvenici su zatim potvrclili djelotvornost tih suslava u Ijudi. Prvi od ovih sustava je uoljni Živčani siisiuv koji šalje poruke mišieima kako bismo mogli odgovoriti na osjetne inlbrmacije. Na primjer. pogled na re/ueeg medvjeda na slazi u nacionalnom parku Yellowstone naljerat ee vas da trčite što bolje možete. Drugi je komunikacijski sustav autonomni iivčuni susiav. On kombinira simpaiieki ili ogranak nužde. koji nas aklivira u nu/di. iparasimpatički ili umirujući ogranak, koji u redoviiom Stanju nadgleda tjelesne sustave /a održavanje kao šio jc probava i smiruje ijelesne odgovore poticane ogrankom nu/.de. Svaki od ovih susiava ima specifičan /adalak. Ogranak iiii/de dovodi do arierijske relaksacije i bolje mišićne opskrbe. dajuei lako veći kapaeilel za akeiju. U islo vrijeme suslav nužde smanjuje prolok krvi kroz kožu. bubrege i probavni suslav i povećava prolok kroz mišiće. Suprolno. umirujuća grana poma/e regulaciji Ijelesnih funkcija i umirivanju lijela. sprječavajući da ostane predugo u stanju mobilizacije. Ako ostanu mobili/irane i nenadgledane ove tjelesne funkcije. mogu dovcsli do bolesti. Neka djelovar.ja grane umirivanja čini se da smaiijiijii šlelne učinke odgovora grane nu/de na slres.

Tijekom posljednjih šest desetljeća istra/ivači su pronašli da stres i poma/e i škoili organi/mu. Sučeljeni s presudnim i/a/ovima. ispravno nad/irani odgovori na slres mogu osigurati dodatnu snagu i energiju potrebnu za održanje. Osim loga. akutni fiziološki odgovor na stres štiti tijelo i mo/ak i pomaž.e obnavljanju i odr/avanju homeosta/e. Ali stres koji se nastavlja kro/ dulje vrijcme mo/e opelovano podi/ati fi/iološke odgovorc na stres ili propustiti ih ugasiii kad više nisu polrebni. Kad se to dogodi. isti fi/iološki mehani/am mo/e teško poremetiti tjelesnu biokemijsku ravnotežu i ubr/ali bolest.

Treći je glavni mo/dani komunikacijski proccs neuroendokrinisustav koji takoder održava unuiarnje tjelesne lunkcije. Ra/lićiti "stresni hormoni" putuju krvlju i siinuiliraju otpuštanje drugih hormona koji djeluju na ijelesne procese kao što je brzina metaboli/ma i seksualne funkeije.

Zr.anstveniei takoder vjeruju da pojedinačne odgovoru na stres nekako ovise o osobnom vanjskih dogadaja. Ovoopa/anje konačno oblikuje njc/in fi/iološki odgovor. Tako. konlroliranjem

Glavni hormoni stresaSUadrciudin (po/nat i kuocpiiicfrin) i kortizol. Kad je tijelo i/loženo stresorima adrenalin se brzo otpušla u krvolok i slavlja lijelo u opee stanje pripravnosti i omogiieuja nam da sc nosimo s i/a/ovom.

ra/like u opa/anju njegov ili vlastitog

R E A K C I j A N A STRES. Kad dolazi do stresa aktivira se simpatički sustav.

AUTONOMNIŽIVĆANI SUSTAV

Noradrenalin se otpušta iz živaca i adrenalin se izlučuje iz nadbubrežne žlijezde. Aktivacijom receptora u krvnim žilama i drugim strukturama. ove tvari pripremaju srce i skeletne TaUmus t imunoim SUltaV

mišiće za akciju. U parasimpatičkom živčanom sustavu oslobađa se acetilkolin. stvarajući umirujući učinak. Probavni sustav je stimuliran da probavi obrok, srčani ritam usporava. zjenice se suzuju. Neuroendokrini sustav takoder odriava normalnim unutamje tjelesno funkcioniranje. Čimbenik oslobađanja kortikotropina (CRF). peptid kojega čini lanac aminokiselina, oslobađa se iz hipotalamusa, skupine stanica na bazi mozga koja djeluje kao nadzorno središte za neuroendokrini sustav. CRF putuje do hipofize gdje dovodi do otpuštanja adenokortikotropnog hormona ( A C T H ) . A C T H

HEUKOENDOKRILNISUSTAV

putuje krvlju do nadbubrežne žlijezde gdje potiče oslobađanje kortizola. Pnpffma ttjflo iz irenutni odgovor

Ponovno uipoitavljanjf hemeojiaie

Sekrecija kortizola iz nadbubrežne žlijezde - poznatog kao gfukokortikoid zato što djelujc na metabolizam glukoze koja je izvor encrgije - počinje otprilikc pci minuta kasnijc. Nešio od njcgovog djelovanja pomaže posredno u siresnom odgovoru. dok se ostatak. sporije djelovanje. suprotsiavlja priniarnom odgovoru na stres i pomaže ponovno

uspostavljanje ravnoteže. Na kratke staze kortizol mobilizira energiju i isporućujc ju mišieima za tjelesni odgovor. S produženim izlaganjem kortizol pojačava hranjenje i pomaže da se tijelo oporavi od mobilizacije energije. Akuini stres takoder povećava aktivnost imunosnog sustava i pomaže zašliti lijcla od patogena koji uzrokuju

bolesti. Dva glavna hormona strcsa kortizol i adrenalin

ubrzavaju kretanje stanica imunološkog sustava iz krvotoka i skladišnih organa kao šlo je slezena u Ikiva u kojima su polrebne za obranu od infekcije. Glukokortikoidi lakoder utječu na uzimanje hranc lijekom ciklusa spavanje-budnosi. Kortizolske vrijednosii su na vrhu u ranim jutarnjim salima neposrcdno prijc budenja. Ovaj hormon djelujc kao signal budenja i pomaže javljanje leka i tjelesne aklivnosti. Ovaj učinak glukokortikoida može pomoći da se objasnc bolesii kao šlo je jet -leg. koji sc javlja kad se promijeni ciklus svjello-lama kod dugih letova avionom uzrokujući da tjelesni biološki sal sam scbc sporije

rcsetira. Sve dok se sat ne resetira sekreeija kortizola i glad. kao i pospanost i budnosl. dola/e u neadekvatno vrijeme dana na novoj lokaciji. Glukokortikoidi ćine i više od pomoei organizmu u odgovoru na slres. Oni su zapravo satavni dio svakodnevnog života i prilagodbc na promjenc oko nas. Nadbubrcžne žlijezdc pomažu zaštititi nas od strcsa i neophodne su za picživljcnje.

Kronični stres

okrenc protiv vlastita tkiva. Sintetieki su glukokortikoidi. kao hidrokortizon i prednison. u stalnoj uporabi kao protuupalni lijekovi i lijekovi za liječenje autoinninih bolesti. No glukokortikoidi mogu biti štetni u slučaju povcćanja tumorskog rasta povezanoga sa stresom u cksperimentalnih životinja - to je poclručje intenzivnog istraživanja koje tek treba postiei rezultate i dati završne zaključke. Važna odredniea otpornosti imunosnog sustava ili podložnosti bolesti može biti individualan osjećaj kontrole nad situaeijom nasuprot osječaju bespomoćnosti. Ovaj fenomcn možc pomoči objasniti vclike individualne razlike u odgovoru na bolesl. Znanstveniei pokušavaju otkrili kako osjceaji kontrole ili bcspomoenosti ulječu na fiziološke procese koji reguliraju imunosni odgovor.

Kad se glukokortikoidi i noradrenalin izluče kao odgovor na produljen psihički stres, a šlo je u čovjeka uobičajeno. posljediee nisu savršene. Normalno se mctabolizam pod utjeeajem strcsa ubrza te dolazi do oslobadanja hormona radi povećanja mišićne aktivnosti i ponovne uspostavc Kardiovaskularni susiiiv prima mnoge poruke autohomeostaze. Ako sc tie nomnoga živčanog sustava. boriš niti bježiš, nego a stresni dogadaj ima frustrirano stojiš u redu neposredan i izravan Stres ima izravni učinak na ritam srca i blagajnc supcrmarketa ili učinak na srćanu frekvensjediš u prometnom zastoeiju i krvni tlak. Kratkoju, tada ne angažiraš misikrvni tlak. Kronični psihološki stres je ročno. ove promjene pomaće. L'natoč tomu došlo je žu u odgovoru na strcsnc do opisanih oslobadanja poticajc. No kad su strcsori poguban za zdravlje i povećava rizik hormona i njihovog djelokronični i psihološki učinak vanja, i taj je sustav i dalje može biti štctan i dovesti stimuliran. do ubrzane ateroskleroze i srčanog udara. povećanja rizika srčanog Pretjerana izložcnost udara. Istraživanja pot-, kortizolu može dovcsti i do vrduju postavku da Ijudi koji rade visokozahtjcvne poslove mišiene slabosti kao i do supresije važnih tjclesnih sustava. koje teško mogu nadzirati. kao što su telefonisti, konobari i Povećana proizvodnja adrenalina povisuje krvni tlak. Kortizol blagajniee. ecšće obolijevaju od srčanih bolcsli nego Ijudi koji i adrenalin zajcdno dopriiiosc natanku arterijske hipcrtcnzijc. mogu sami odrcdivati vrijeme i način obavljanja posla. prctilosti maskulinog tipa i ateroskleroze (zadcbljanja arterijske stijcnke). Način ponašanja ulječe na podložnost osobe srčanom udaru. Najrizičniji su neprijatcljski raspoloženi Ijudi koje Znanstveniei su otkrili različite poremeeaje uvjetovane iritiraju i najmanje sitniee i pokazuju znakove borbe protiv stresom. kao što su kolitis. arterijska hipcrtcnzija. zaeepljenje vrcmcna i drugih izazova. arterija. impotencija i gubilak libida u muškaraea. nepravilni menstrualni eiklusi u žena. šećerna bolest tipa II i vjerojatno rak. Ostarjeli štakori pokazuju poremećaj neuronalnih funkcija hipokampusa (moždano područje značajno za učenje, pamćenje i emoeije) kao posljedicu sekrceije kortizola tijekom života. Pretjerana izloženost glukokortikoidima takoder poveeava broj neurona oštećenih moždanim udarom. Štoviše. produljcno izlaganje prijc ili neposredno nakon rodenja može prouzroćiti smanjenje normalnog broja moždanih neurona i smanjcnjc mozga. Iinunosni sustav, koji prima poruke živeanog sustava. takoder je osjetljiv na mnoge eirkulirajuće hormone. uključujući i strcsne hormone. Umjerene do visokc razinc glukokortikoida suprimiraju imunosni odgOVOr, a akuina povišenja stresnih hormona ga zapravo olakšavaju. Iako pojačanjc imunosnog odgovora. kao odgovor na akutni stres, može predstavljati zaštitu protiv patogcna. i imunosupresija nastala djelovanjem glukokortikoida može biti korisna. Smanjujc upalu i alcrgijsku reakeiju. kao i iiiiiiiiiiiuiii odgovor koji nastaje kad se obrana organizma

Znanstvenici nalaze da objc skupinc Ijudi - jedna s visokim i druga sa niskim rezultatom izražavanja ncprijateljskog raspoložcnja - pokazuju slične poraste krvnog tlaka i protoka krvi kroz mišiee prilikom laboratorijskog ispitivanja. Ovo ukazuje na to da rezultat izražavanja ncprijatcljskog ponašanja nc predvida biološki odgovor na jednostavne mcntalne zadatke. Zaiim su znanstvenici u tesi unijeli osječaj uznemircnosii navodeei ispitanikc na pomisao da ec rezultati ispilivanja u kojemu sudjeluju biti nepravedno ocjenjivani. Osobe s visokim rezultatom izražavanja neprijateljskog raspoloženja imale su tada puno vcćc poraste krvnog tlaka i protoka krvi kroz mišiće. te usporen oporavak nego osobe s niskim skorom izražavanja neprijatcljskog ponašanja. Znanstvenici pronalaze da uznemirene osobe s visokim rezultatom izražavanja neprijalcljskog raspoloženja imaju veći porast u razini stresnih hormona. Tako. ako stc osoba neprijaleljskog raspoloženja. važno bi bilo da naueite smanjiti ili izbjeei Ijulnju kako biste smanjili srčanožilno oštećenje.

Starenje

ablo Picasso, Georgia O'Kccfc i Grandma

kacla je očekivano trajanje živola iznosilo oko 47 goclina, 3

Moses, umjctnici. Louisc Ncvclson. kipar.

milijuna Ijudi. ili 4'v populacije. bilo je starije od 65 godina i

Einstcin. fizičar. Giuscppc Vcrcli.

pritom bolcsno. Godinc 1990.. kad je očekivano trajanje

glazbenik. Robert Frost. pjcsnik. Svaki od ovih

života iznosilo više od 75 godina. 30 milijuna Ijucli. ili 12%

Albcrt

vclikih umova radio jc različite poslovc ali

populacije. bilo je starije od 65 goclina. U prcthodnim

dijclc istu istaknutu crtu - bili su kreativni i

gcneracijania ove su se slabosti zapažale u šezdesetima. clanas

produktivni u starosti. Oni su tako prkosili opće poznatom

su lipičnije za osamdesele godine živola. Štovišc. nekolicina

opažanju da starenje uvijek dovodi do naglašenog smanjcnja i

Ijucli oclolijeva navodno neizbježnom slabljenju moždanih

gubitka spoznajnih sposobnosti.

funkcija sa starenjem. a znanstvenici znaju vrlo malo o mozgu

Neuroznanstvenici danas vjcruju da mozak može ostati

proccsu

starenja.

Današnje

razumijevanje

proccsa

rclativno zdrav i u punoj funkciji tijckom starenja. te da su

normalnog starenja mozga temclji se na proučavanjima

bolesti uzrok najležih slabljcnja pamćenja. inteligcncije.

živčanog sustava koja su započela prije nekoliko desetljcća i

verbalnih i drugih funkcija. Znanstvenici istražuju normalne

tek sada pokazuju rezullatc. Danas modcrna tehnologija

promjene koje nastaju s vremenom i učinak koji te promjene

omogućuje istraživanje moždane strukture i funkcije dublje

imaju na razum i druge intelektualne aktivnosti.

nego prijc i postavljanjc pitanja o tome što se zapravo dogacla

C'ini se da se učinei dobi na moždanc funkcije vrlo

u stanici mozga koji stari.

samo malo

Tako su ncuroznanstvenici svc višc sposobni razlučili

zaboravljiva. osobito zaboravljaju nedavne dogadaje. Na

proccse normalnog starenja od bolesti. lako se neke promjenc

primjcr. jedanput kacl prijecleš 70 godina. možeš početi

dogadaju pri normalnom starcnju. one nisu tako teške kao što

zaboravljati imena ili tclefonskc brojeve. ili možeš sporije

se nckoć mislilo.

razlikuju. Večina

Ijudi

u starosti

postajc

rcagirati na konfliktne informacije. To nije bolest. Mcdutim.

Ljuclsko ponašanje u cijclosli ovisi o uspješnosti moždanih

neki Ijucli razviju senibtu demenciju. progresivan i tcžak

komunikacijskih sustava. Cesto ncuspjeh u kaskadi jcdnoga

porcmećaj mentalne lunkcije koji utječe na svakodnevni život.

od ovih sustava dovodi do poremećaja

Senilna

funkcijama. Ovaj neuspjeh može bili posljedica abnormalnih

dcmencija

ukljueuje

Alzheimerovu

bolest

eerebrovaskularne bolesti. a zahvaća l'v populaeije mlade od

u normalnim

biokcmijskih procesa ili gubitka neurona.

65 goclina. s incidencijom od gotovo 509Ž u starijih od cS5

Uzrok starenja mozga ipak ostajc misterij. Brojne su

goclina. U treeoj, nialoj skupini. kojoj pripadaju Picasso.

teorije o tome. Jeclna govori da se u odredenom životnom

Nevelson i drugi. mentalna l'unkeija nije narušena pod

trenulku uključuju specifični gcni starenja. Druge se temclje

utjeeajem clobi. Mnogi Ijucli u tom smislu dobro funkcioniraju

na genetskim mutacijama i delecijama. Neke ukljueuju

tijckom života i tako nastavljaju ćak i u starosti. Za najstariju

hormonski utjecaj. nckompeientnost imunosnog sustava i

osobu. Jeanne Calment. misli se cla je bila sasvim zdrave

nagomilavanjc štcte prouzročene stanienim nusproizvodima

pameli tijckom eijeloga svog 122-godišnjeg života.

koji uništavaju masti i bjelančevine koje su životno važne za

Važno je razumjcti da znanstvcna istraživanja mjcre

normalnu staničnu funkeiju.

trendove i ono što se dogacla u većini slueajeva. No ona ne kažu što se dogacla baš svakomc. Neki Ijucli funkeioniraju u

N e u r o n i koji s t a r e

svojim sedamdesetima i osamdesetima jednako dobro kao oni

Mozak dostiže svoju najveću težinu u dobi od oko 20.

u tridesetim i čctrdesctim godinama. Mudrost i iskustvo

gocline. a zatim polako izgubi oko MV/i svoje težine lijckom

starijih Ijucli često nadoknaduju poteškoec u izvodenju

daljnjeg života. Fine promjene u kemiji i strukturi mozga u

odredcnih aktivnosti.

većine Ijudi poeinju u srednjoj životnoj dobi. Tijekom života.

Vjerovanje da je značajno i progresivno

mentalno

mozak ima rizik gubitka nekih svojih neurona. no gubitak

slabljcnje neizbježno bilo je i još uvijck jc opeeprihvaćeno iz

neurona nije normalan proccs starenja. Moždano tkivo može

nekoliko razloga. Jedan od njih je laj što je do XX. sloljeća

odgovoriti na oštećenje ili gubitak neurona u Alzheimerovoj

vrlo malo Ijudi uopce doživjelo zdravu starost. Godine 1900.,

bolesti ili nakon moždanog udara širenjcm dendrita i

M O Z A K KOJI S T A R I . Istraživanja umrlih Ijudi nisu u skladu s općeprihvaćenim vjerovanjem da odrasli svakog dana gube veliki broj neurona. Zapravo mnoga moždana područja, prvenstveno kora. zadržavaju većinu svojih neurona. Primjeri uključuju tjemenu moždanu koru, koja ima ulogu u osjetnim procesima i govorL, te ispruganu moždanu koru. koja procesira vidne informacije. Međutim. broj se neurona u područjima duboko ispod moždane kore kao što je nucleus basalis, osnovna sastavica baze prednjega mozga, smanjuje s dobi , a dolazi i do promjena staničnih nastavaka, kao što su aksoni i smapse. Nucleus basalis uspostavlja veze s moždanom k o r o m koje proizvode acetilkolin, koji je kemijski važan za pamćenje. Tako ove abnormalnosti doprinose mentalnom slabljenju do kojega dolazi u nekih starijih osoba.

usposlavljanjcm novih vc/a i/mcdu ncurona. Ošlcćcn moždani ncuron sc možc oporavili samo ako jc njegOVO lijelo oslalo nciaknulo. Ako jc lako. dcnclrili i aksoni mogu ponovo narasti. Kad su ncuroni polpuno unišleni. susjcdni pre/ivjeli neuroni mogu cljelomično nadoknaditi šielu raslom novih dendrita i veza.

Intelektualni kapacitet U prvom velikom istraživanju koje je goclinama pralilo normalne zdrave Ijude znanstvenici su dobili neočckivane

rezultate. Nalaze slabljenja nekih mentalnih funkcija, a poboljšanje drugih. U jednom isiraživanju usporava se izvodenje odiedenih /adalaka. ali se rjcčnik poholjšava. Nekoliko istraživanja nalaze manje slabljenje u vrsti

inteligencije koja se oslanja na naučene i pohranjene informacije u odnosu na onu vrslu inteligencije koja radi s novim informacijama i koja s godinama više opada. Ovo istraživanje podupiru ispitivanja na životinjama u kojiniii znanslvcnici takoder nalaze fine promjene. Na primjer, u glodavaca i primata u kojih se mogu zabilježili tek male moždane abnormalnosti. odredeni prostorni zadaci. kao što je usmjereno kretanje sa svrhom nalaženja hranc. postaju teži s godinama. Mozak koji stari je tek onoliko oporavljiv koliko je

oporavljiv njegov zalvoren krug. Znanslvcnici raspravijaju o tomu mijenja li se laj zatvoren krug samo uslijed atrofije neurona ili je s vremcnom neizbježan i gubitak ncurona. U svakom slučaju, kad taj zalvoren krug poeinjc propailali. preostali neuroni mogu odgovoriti povećanjem svojih uloga. Uvjeti ućenja mogu odredivaii šio će se dogoditi moždanim stanieama. Proučavanja štakora rasvjetljuju neke promjenc koje se dogadaju u moždanim slanicama ako živolinje žive u izazovnoj i poticajnoj okolini. lspiiivanjcm sredovjeenih štakora u ovakvom okruženju nadeno je da dendriti u moždanoj kori. koji su odgovorni za sve svjesne aklivnosli. razvijaju brojnijc i dulje ogranke u usporeclbi sa šlakorima u izoliranim uvjctima. Drugo istraživanjc pokazuje da moždane stanice šlakora izloženih akrobatskim vježbama imaju veći broj sinapsi nego u štakora koji su bili uobičajeno tjelesno aktivni ili su bili neaklivni. Znanstvenici zaključuju da motoričko učenjc stvara novc sinapse. Tjelesna aklivnost poboljšava protok krvi kroz mozak. Drugi znansivenici izvješćuju da Stakori uzgajani u siimulativnom okruženju čine manje pogrešaka u teslu labirinla nego šlakori koji žive izolirani. Štoviše. stimulirani šlakori imali su teži mozak i dcblju možclanu koru u oclnosu na konirolne životinje. Slariji šlakori skloni su stvaranju novih dendrita i sinapsa kao i mladi štakori u odgovoru na obogaćen okoliš. No laj je odgovor u starijih oslabljen. U usporedbi s mlaclim štakorima u starijih je smanjen rast novih krvnih žila koje hrane neuron. Iako jc mnogo toga naučeno o tome kako mozak slari. ostaju još mnoga neodgovorena pitaiija. Na primjer. smanjuje li se sa siarenjem proizvodnja bjelanCevina u svim moždanim neuronima? Povećava li atrofija ncurona vjerojalnosl smrii tog ncurona? Kako siarenje ulječc na gensku ckspresiju u mozgu. organu s najvećim brojem aktivnih gena? Posloje li spolne razlike u slarenju mozga koje mogu biti posljedica hormonskih promjena u menopauzi? Neuroznanstveniei prelpostavljaju da neki geni mogu bili povezani s dogaclajima koji dovocle do smrli živčanog suslava. Razumijevanjem biologije bjelančevina koje geni proizvode znanstvenici se nadaju da će biti moguće uljecati na preživljavanje i degeneraciju neurona.

Nova dostignuca

arkinsonova bolcst (PB). Ova ncurološka bolcsl

zabvaća milijun Ijudi u SAD-u. većinom one

starije od 50 godina. Parkinsonovoj su bolesti svojstvcni simptomi usporcnosti pokrcla. krutost i tremor mišića. Krajcm pcdesctih godina proSIOg stoljcća uočcno jc da jc razina dopamina smanjena u mo/gu oboljclih. a dcsctak godina nakon toga uslijcdila jc uspjcšha primjcna lijcka lcvodope u lijcčcnju PB. Ovaj sc lijek u.mozgu prctvara u dopamin. Uspjcšno lijeeenje PB zamjcnskom tcrapijom lcvodopom jcdna je od najuspjcšnijih priča u ncurologiji uopće. Lcvodopa sc sada kombinira s drugim lijckom. karbidopom. koji smanjuje razgradnju levodope u pcrifcmim organima. što omogućujc levodopi da u većim koncentracijama dolazi u mozak pa su i popralnc pojave rjede. Nadalje. važnu ulogu u liječcnju Parkinsonove bolcsti imaju i lijckovi poput pcrgolida. koji djelujc izravno stimulirajući rcccptorc za dopamin. lc clrugi inhibitori razgradnjc dopamina. Gcnciska istraživanja su dokazala ulogu nasljednih Čunbenika i gcneiskih anomalija u nckim obitcljima. iako sc vcćina slućajcva Parkinsonovc bolcsti pojavljujc sporadično. ncvczano uz genctsko nasljede. Vjerujc sc da se nasljcdni ćimbcnici izražavaju u vceoj osjetljivosli nekih osoba na okolinskc čimbcnikc kao šlo su pcsiicidi. Naimc. krajcm scdamdesetih godina uočeno jc da kcmijska tvar MPTP mOŽe izazvali Parkinsonovu bolcst u hcroinskih ovisnika. što jc potaklo intenzivna istraživanja u smjeru ncurotoksina kao mogućih uzročnika PB. MPTP. inače analog mcpcridina. možc sc naći u hcroinu kao ncčisloča i popratni proiz\'od sintczc. pogotovo kad sc hcroin sintctizira u "kućnoj radinosii". Istraživanja su pokazala i dokiizala da MPTP doista djclujc kao jaki ncuroloksin koji u mozgu doslovno ubijii dopamincrgičkc ncuronc. Danas sc MPTP inlenzivno rabi u ckspcrimcntalnc svrhc za izazivanjc Parkinsonovc l>u|L-sii u primala. Desetljećima unalrag. znanslvenici su na modelu Parkinsonovc bolcsti u priniiila pokazali da su prilikom Parkinsonove bolesii spccifična područja u bazalnim ganglijima mozga prctjcrano aktivna. I štoje jošvažnije. olkrili su da se kirurškom desirukcijom ovih preljcrano iikiivnih jezgara - paliduma i suptalamičkih j'ezgara - mogu znatno smanjiti simptomi botesti. U prošlom desetljcću znalnojc rasprostranjcna uporaba takvih postupaka. palidotomije. odstranjenje paliduma. i nešto novijeg postupka, kroiučne stimulacije mozgovine. Ovi su posiupci vrlo uspjcšni u lijcčenju holesnika koji su iskusili znalno pogoršanje simpuiniii PB ili im pak vcliki problem prcdstavljaju nchotični i

često bizarni pokreli lica i Irzaji udova izazvani lijckovima. U prolcklom smo deselljeću lakodcr bili svjedoci poku.šaja da sc takvi bolcsnici lijcčc i kirurškom implaniacijom živčanih stanica sposobnih da proizvode dopamin. kao šlo su primjericc fclalnc stanice. Takoder se islražujc slrategija nadomjesnc tcrapijc matičnim sianicama.

Bol Ukoliko posioji nckakvo opće iskuslvo onda je to tjelesna bol. Svake godine. više od 97 milijuna Amcrikaniica pali od kroničnih onesposobljavajućih boli popul teških glavobolja. boli u križima i boli uslijed upale zglobova - sve to stoji oko IGO milijardi amcričkih dolara. U budućnosti nc bi trebalo biii tako. Nova olkrića 0 tome kako prirodnc kcmijskc tvari u našcm lijelu prcnosc osjet boli otvaraju put za novc načme lijcčcnja kroničnc i akulnc boli. Do sredine devetnacstog sloljcća liječenje kirurškc boli ovisiio je o Ivarima iz prirodc koja nas okružuje. popul opijuma. alkohola i kanabisa. Svc jc lo bilo ncodgovarajuće. a i protubolni su učinci bili kratkotrajni. Godine L846. lijcčnici su olkrili svojstva ancslelika clcra i primijenili gii prvo u živolinjn. a zatim u Ijudi. Ubrzo iiiikon logii saznanje o korisnosli uporabe klorol'orma i dušik II oksida u kirurgiji postajc općc poznala Cinjcnica. što dovodi do novog razdoljii u razvoju kirurgije. Danas sc lijckom kirurških zahvata rabi dcsctak lijckova za ublažavanjc boli. opuštanjc i smanjcnjc rclleksne mišićnc akiivnosli. te za izazivanjc gubitka svijcsii. Isto tako posloje i lijckovi koji mogu prekinuti ovc učinke. tc povralili svijesl i mišićnu aklivnosl. Lokalna anestezija se rabi u ograničenom području tijela z;i sprjcčavanje boli tijekom bolnih dijagnostićkih pretraga i postupaka ili malih kirurških zahvata (npr. vadenje zuba). Najpoziiiiliji lijck iz skupinc lokiilnih iincsietika. lijekova koji privrcmcno prekidaju prijcnos osjeta boli uzduž živca. jcst novokain, Doncdavna zubari su rabili novokain kao lokalni anesiciik: lidokain sc danas višc upotrebljava.

Analgezija proizvodi gubitak osjeta boli bezgubitka osjetaza dodir. Dvijc glavne vrslc analgclika su ncopioidi (aspirin i sroclni ncstcroidni protuupalni lijckovi poput ibuprofcna. naproksena i acetaminofena) i opioidi (morfin. kodein). Neopioidni analgetici sc rabc za lijcčcnje boli umjerenc jačine. popul običnc glavoboljc ili zubobolje. Isle sc mogu liječiti kombinacijom aspirina i blagog opioida kodcina. Opioidi su pak najjači prolubolni lijckovi ("piiinkillers") i upotrebljavaju se za lijcčenje najtcžih boli. kojc sc javljaju primjerice neposrcdno nakon opscžnih kirurških zahviila na prsnom košu ili u irbušnoj šupljini.

K A K O DJELUJU "UBOJICE BOLI". Na mjestu oštećenja tkiva tijelo proizvodi prostaglandine koji povećavaju osjetljivost za bol na živčanim završecima. Aspirin, koji djeluje prvenstveno izvan središnjcga živčanog sustava. onemogućuje proizvodnju prostaglandina. Vjeruje se ca acetaminofen blokira prijenos impulsa za bol u samom mozgu. Lokalni anestetici prekidaju bolni signal dok isti putuje uzduž osjetnog živca. Opijati. koji djeluju prvenstveno u središnjem živčanom sustavu. onemogućuju prijenos bolnih signala od ledne moždine k mozgu.

Spoznaja o tome da sustav koji nadzire bol u tijelu rabi prirodnc opioidc, dovcla jc do toga da sc morfin. cndorfin i drugi opioidi daju izravno u ccrcbrospinalni likvor - lekućinu u koju su uronjcni lctlna moždina i mozak. Injiciranje opioida izravno u likvor dovodi do analgczijc. nc izazivajući pri lomc paralizu, gubitak osjeta ili drugc icškc popratoe pojave. Spinalna analgezijaje rezultat eksperiraenata na životinjama kod kojihje prvi pul pokazano da sc injckcijom opioida u lcdnu moždinu možc proizvcsli značajan nadzor nad osjctom holi. Ovaj posiupak sc sada čcslo rabi u Ijudi za lijcčcnjc boli nakon kirurških zahvata. Novc spoznajc o drugim rcccplorima i kcmijskim posrcdnicima u prijcnosu boli dovclc su do razvoja novih prislupa u lijcčcnju holi. Ovo uključujc lijckovc koji zahvaćaju signal za hol

prcko receptora za glutamat koji je glavni ekscitascijski ncuroprijcnosnik u pulovima koji prcnosc osjcl boli. U drugim islraživanjima primijcnjcni su poslupci molckularnc biologijc kako bi sc idcniificirali spccifični rcccplori i ionski kanali u živčanim završccima koji signaliziraju ošicćcnjc kožc. mišića ili uirobnih organa. Ova obcčavajuća istraživanja mogu dovcsli također do razvoja sasvim novih skupina analgclika u budućnosli.

Epilepsija Epilepsija je kronična ncurološka bolcst karaklcrizirana

iznenadnim patološkim okidanjem impulsa iz moždanih stanica, kojc niijcnja jcdnu ili više moždanih funkcija. a icmcljno vanjsko

obilježje su joj opetovane konvulzije (grčevi mišića udova. leđa,

mišića za disanjc). Bolcsl zahvaća olprilikc I % ukupnog slanovnišlva. Mnogi su oblici cpilcpsijc poznaii. Epilcpsija možc zapoceti u bilo kojoj dobi. a možc biii posljcdica naslijcdcnoga muliranog gcna. Islo lako. možc naslali kao posljedica razlićilih bolesli i ozljeda. uključujući ozljcdu glave. ozljedc pri porodu. moždane infekcije (meningilis). moždane mmore. moždani udar. Irovanje lijckovima. kao dio sindroma apslinencijc od sredsiava ovisnosli i alkohola. le kao rczultat mclaboličkih bolesti. Općenito. posloje dvije osnovnc vrsie konvulzija i cpilcpsijc. Gciicializiivni oblik. koji rczullira gubiikom svijesti. možc izazvali različile promjenc ponašanja. uključujc i grčcve mišića ili izncnadne promjenc mišićnog lonusa. a naslajc kad posloji preljerana clcklrićna aklivnosi nad širokim podruOjem mozga. I'arcijulni se oblik epilcpsije javlja pri punoj svijesli ili uz izmijenjenu perccpciju i promjene ponašanja. Onc mogu varirali od vidnih. slušnih i osjetnih smelnji do nekonlroliranih grčeva mišića udova kao rczullat pretjcrane električne aklivnosli u ograničcnom podruOju mozga. Kada sc pojavio. lijck fcniioin je omogućio vcliki napredak u liječenju cpilcpsijc jer se pokazalo da aniicpilepiička lerapija ne mora nužno izazvali scdaciju (kao što jc to slučaj sa fcnohaihiialom. slarijim lijckom za cpilepsiju). Ovo jc bio dodalni poticaj za daljnjc isiraživanjc na području aniiepilcpličkih lijckova. Danas se oko dcselak lijekova rabi u prevcnciji cpilcpsijc. Od loga jc golovo polovina olkrivcna i uvedena u kliničku uporabu posjcdnjih nckoliko godina. Glavno mjcsio djelovanja aniiepilcpiika jesu voliažni ionski kanali knji

propuštaju nairij ili kalcij, te sinapse koje kao neuroprijenosnik rahe GAHA (gamaaminomaslačna kisclina). prirodnu Ivar u mozgu koja djclujc lako da poliskuje clcklrično okidanjc "zdravih". ali i "holcsnih" ncurona. Idcntifikacija mutacija gcna. kojc su u osnovi harcm jcdnoga dijela cpilcpsijc u ljudi osigurat će nam nove mctc za idućc gcncracijc anticpilcptika. U vclikom broju slučajcva cpilcpsija sc možc nadzirati samo jcdnini lijckom koji smunjujc učcsinlost nupudu. Ponekud je puk potrebna kombinacija višc lijekova. Potpuni nadzor i odsuinost napada možc sc postiei samo lijckovima u višc od 509? holcsnikii. ;i u još25% slučajeva lijckoviniii sc postiže značajno poboljšanjc. Nadamo se da će novi anticpilcptici dovcsti do nadzora i u većine preostalih bolesnika. Kirurški sc zahvat možc razmolriti kao rjcšcnjc u dohro odahranih bolcsnika koji inačc ne odgovaraju na terapiju lijckovima. a može se izvesti samo u medicinskim ustanovaniii specijaliziranim i osposobljcnim za tiikvc zahvate. Jcdna vrsta oviikve kirurgijc zahtijeva preciznu lokalizaciju i uklanjanjc cpilcpiičkoga žarišta. Oko "()% ispravno odahranih bolcsnika ovim je postupkom iskusilo znaćajno poboljšanjc ili potpun izostaiuik napada. Drugim lipom kirurškog zahvata razdvaja sc desna od lijeve moždane polutke, jer se na taj naein nadziru napadi koji zapoćinju u jcdnoj. ii širc se na drugu poluiku i timc iiii cijeli mozak. Novi oblik lijcčcnja epilcpsijc. clektrostimulacija. uvedena jc sredinom devedesetih godina kao još jedno rješcnje zii cpilcpsiju koju je teško nadzirali na drugc načine. Apiirat koji se može ugraditi u tkivo. sličan srčanom stimulatoru, rittnično odašilje impuls clcktrićnc cnergije u mozak putom vagalnog živca na

jednoj sirani vrata, Depresija Ovii bolcst. ohilježena osjcćajcm tugc. bcspomoćnosti. pcsimizma. smanjenim cmocijama i gubiikom interesa za život. jedna je od nujčcšcih i za norniiilni život najoncsposobljavajućih dušcvnih bolesti. Dcprcsija oncsposobljujc jcdnako kao i koronama srčan;i bolcst ili teška upala zglohova. Osobc s dcpresijom iniiiju IX puta veče šiinse zii samoubojstvo u odnosu na osobe bez dušcvnih bolcsti. l

Godišnjc dcpresija zahvaća 5% stanovništva ili ).(S milijuna Amerikanacii starijih od 18 godiiiii. Srečom 80% holcsnika rciigira nii lijekove. psihotcrapiju ili njihovu kombinaciju. Unatoč tomu. nekim bolesnicima s teškim oblikom depresijc ne može se pomoći bcz elektrošokova. Depresija nastaje kao rezultat niza čimbenika: bioloških (uključujući nasljcdc). psihičkih, društvenih. čimbenika okoline ili njihove kombinacijc. Moždani udar. hormonske bolesii. iintihipertcnzivi i srcdstva za zašiitu od trudnoće takoder imaju odredcnu ulogu. Ccsti su tjclesni simplomi - poremcćaj spavanja. guhitak spolnog nagona. poremećaji tcka i probavc. Ncki od ovih simptoma odražavaju ćinjcnicu da bolest zahvaća osjetljiv sustav hormonske povratne spregc osovinc hipotalamus-hipofizanadbulircžna žlijczda. Na primjer. mnogi bolcsniei s depresijom izlueuju veče razinc kortizola. slrcsnog hormona. a ncosjctljivi su na hormonc koji koče njcgovu akciju. Kadii sc Ic bolesnikc ispiiujc u laboralorijima za izučavanje sna i poremcćajc sna.

■)?

bolesnici s depresijom u snu često pokazuju znakove iibnormalnosli na elektroencefalogramu. Moderno razdoblje liječenja depresije započinje u kasnim pcdesetim godinama prošlog stolječa. Vcćina anlidepresiva

zahvaća noradrenergičld i serotoninergički neuroprijenos u mozgu. i na taj način djcluju na signale koji nadziru raspoloženje, mišljenje. osjet boli i druge osjcte. Trieiklički antidcprcsivi prvenstveno ziiustavljaju povratni unos i inaklivuciju scrotonina i noradrenalina. Drugii kategorija aniidepresiva su inliihiiori monoamino-

oksidaze (kratica MAOI). MAOI

su znatno složeniji od

tricikličkih aniidcpresiva. Ovi 'ijckovi inhibiraju numoaminooksidazu, enzim koji razgraduje serotonin. noradrcnalin i dopamin. Tijekom pcdcsctih dokazano jc dii iproniazid (prvootkriveni mcdu MAOI) izaziva u ekspcrinienialnih živolinja pojačanu aklivnost i budnosl. Godine 1957. dokazanojc d;i iproniazid ima terapijski učinak i u Ijudi oboljelih od depresijc. Kiisnijc su pak razvijeni i drugi inhibiiori MAO. Danas ih je nekoliko u kliniekoj uporabi: izokarboksazid, fenelzin i trtinciklopromin. Popularni lijek Jhtoksetin (poznatiji kao Prozae. registriran i u Hrvatskoj - op. prev.) prvi je mcdu prcdsiavnicima nove katcgorijc antidcpresiva - selekiivnilt inltibitortt povtUtnog ttnostt scroioniiui. Fluoksetin sprječava ponovni unos i inaktivaciju samog scrotonina. tc ga održava aklivnimc u odrcdenim područjima mozga. Čini sc da lo vraea funkciju serolonina u normalne okvirc. što olakšava simptomc depresije. Manično-depresivna bolest Oholjcli od manično-dcpresivne bolesti. poznate i DO nazivu hipolama bolcst. često prolazc epizodc duboke depresijc (vidi tekst iznad) koje se smjenjuju s epizodama manienog stanja. One su odvojcnc duljim ili kraćim razdobljcm relalivno normalnog stanjii. Ovi bolesnici liikodcr iniiiju visoki rizik za samoubojstvo. Manično-depresivna bolcst zahvaća 1.2% ili 2.2 milijuna Amerikanaca starijih od IX godina. Približno jcdnnk hroj žena i muškaraca paii od ove bolesli. Prilikom manično-deprcsivnc bolcsti. posebno ukoliko se bolesnik ne lijcči. cpizode pogoršanja postaju sve čcšće. tako da bolcsi s vremenom postaje kronična. Budući sc ppjavljuje generacijama unutar istih obitelji. znatni se napori ulažu u smjcru identifikacijc odgovomih gcna. Mcduiim. i bolcsniei s manieno-depresivnom bolesli mogu imali korist od različitih lijckova. Jedan od njih je litij. Tijekom četrdcsetih godiiiii prošlog stoljeća ziiiinstvenici su pokazali da injiciranje litijii zamorca čini statičnim, šu> upućuje na mogući stabilizirajuei učinak litija na raspoloženje. Kada se dajc maničnom bolesniku. litij ga smiruje i omogućava njegovo vraćanjc u radnu i životnu okolinu. Budući dii se smatra sigurnim i učinkoviiim lijckom. litij sc čcsto rabi i za sprječavanje ponavljanja maničnih epizoda. Drugi korisni lijckovi ukljućuju iinticpileptike valproat ili karbamazepin. koji takoder imaju stiibilizirajući ućiiiiik na raspoloženje. posehno kod tcških slueajeva. Takoder se istražuje cventualni učinak novijih antikonvulziva na stabilizaciju raspoloženja u maničnodcprcsivnih holcsnika.

Izazovi

visnost. Ovaj jc oblik zlouporabe lijckova jcdan od najozbiljnijih nacionalnih zdravstvenih problcma. Doista. 6 '/< Amcrikanaca. ili ugrubo oko 15 milijuna Ijudi. slalni su korisnici sredstava ovisnosti. Noviji podaci pokazuju da korištenje srcdstava ovisnosti. ukljiićujući alkohol. tc nikotin iz duhana. košta SAD višc od 276 milijardi amcričkih dolara

godišnje. Ako se lijekovi zlouporabljuju (zlouporaba Hjekova široko sc definira kao svaka štetna uporaba lijekova kao srcdstva ovisnosti) dovoljno dugo. možc doći eventualno do promjcnc moždane grade i pojavc prave moždane bolcsti. Sam pojam ovisnosli najčešće se objašnjava kao gubitak nadzora. unutarnja prisila za opctovanim uzimanjcm lijekova. unatoč štctnim. nczcljenim učincima po zdravljc. te osobnim i društvcnim posljedicama. Ljudi rabc sredslva ovisnosti iz jednoslavnih razloga: u ncdoslatku drugoga ona stvaraju osjećaj zadovoljstva ili otklanjaju stres i emotivnu patnju. Neuroznanstvenici su otkrili da skoro sva srcdstva ovisnosti stvaraju osjcćaj zadovoljstva pokrclanjem specifične mreže neurona u mozgu. nazvane sustav za nagradu (od engl. "brain reward svstem"). Ovaj jc neuronski krug uključen u inače važne proccsc i vrslc ućcnja koji nam pomažu da preživimo. Aktivira se kod životno važnih funkcija. kao što su uzimanje hrane kada smo gladni ili uzimanje pića kada smo žedni. U zamjenu za uzimanje hrane i pića naš nas mozak nagraduje osjećajima zadovoljstva koji nas pnk tjeraju da ponavljamo uzimanje jela i piea. Budući da uzimanje sredstava ovisnosti takoder aktivira te neuronske krugove. ovisnici dospijevaju u "začarani krug" prisilnoga i opetavanog uzinianja sreclstva ovisnosii. Neuroznanstvenici su takoder spoznali kako sredstva OvisnOSti djeluju na neuronc da bi ostvarili svojc učinkc ovisnosti. Neuroni otpuštaju posebne kemijskc tvari. zvane neuroprijcnosnici. kako bi mcdusobno odašiljali poruke. Sredstva ovisnosti mijcnjaju naćin na koji neuroprijenosnici prenose porukc s neurona na ncuron. Ncka sredstva ovisnosti djcluju popul (imitiraju) neuroprijenosnika. druga im se pak suprostavljaju. blokiraju. koče njihove ućinke. Postoji i kategorija sredstava ovisnosti koja djeluju na proccs otpuštanja ili inaktivacije neuroprijcnosnika. U svakom slučaju. sustav za nagradu u mozgu sc ncprirodno, lažno

aklivira. jer sredstva ovisnosti mijenjaju kemijskc poruke neurona uključcnih u taj neuronski krug. Konačno. ncuroznanstvcnici su uočili da ovisnost zahiijeva i više od same lažne aktivacije suslava za nagradu u mozgu. Stanjc ovisnosti jc proccs na koji utjeee više ćimbenika. Motivacija z.a uzimanjc sredstava ovisnosti je jedan od važnijih. Primjerice, Ijudi koji koristc sredsiva ovisnosti zbog postizanja "užitka" lako razvijaju ovisnost. dok oni koji koristc vrlo slične. dozvoljenc lijckove na pravi način i s pravim mcdicinskim razlogom vrlo rijetko postaju ovisnici. Isto tako, genctska osjctljivost ili čimbenici okoliša. popul strcsa. mogu promijeniti naćin na koji čovjek rcagira na lijek. Dodatno, razvoj loleraneije (potreba za povcćanjem doze lijcka da bi se postigao isli ueinak) razlikujc se od čovjeka do ćovjcka. Isto vrijcdi i za navikuvanje - stanjc adaptacijc ijelesnih funkcija koje rczultira simptomima sustczanja ili apslincncijc koji nastaju kada sc naglo prckine s uzimanjem sredslava ovisnosii. Dok su lolcrancija i apstincncija uobičajeni odgovor mozga i lijcla na prisutnost ili odsutnosl srcdslva ovisnosli. sama ovisnost zahtijeva i motivaeiju osjcćaj da osoba nc možc živjeti bez sredstva ovisnosli. koji prati i slatije osjećajnog ncgativizma. Svc u svemu. ove su spoznaje dovele do razvoja novih oblika liječenja ovisnosti. Nikolin. Godine 1999. oko 59 milijuna Amcrikanaca bili su pušaei. a još 7.6 milijuna rabili su duhan bez nikotina. što nikolin čini najrasproslranjcnijim sredstvom ovisnosii. Pušenjc i duhan ubija višc od 430 000 amerićkih državljana godišnje - što je više od alkohola. kokaina, heroina. krvnih dclikata. ubojslva. samoubojsiva. promelnih nesreća. požara i AIDS-a zajedno. Pušenjc je vodeći uzrok smrti u SAD-u kojega je moguče spriječiti. Odgovorno je za otprilike 7% ukupnih tmškova zdravstvene zaštite. procijenjenih na više od 128 milijardi amerićkih dolara godisnje. Nikolin djeluje na dobro islražene reccptorc za acelilkolin. Možc djelovali i kao stimulans i kao sedativ. Neposredno nakon uzimanja nikoiina javlja se osjećaj podizanja raspoložcnja (ti žargonu ovisnika "kick". "higli". "rush") koji jc djelomično posljedica siimulacijc srži nadbubrežiic žlijczde i olpuštanj'a adrenalina. Olpušianjc adrenalina dovodi do ubrzanoga srčanog rada. ubrzanog disanja. porasta krvnog llaka. preraspodjele krvi u mišiće. kao i do podizanja razine glukoze u krvi. Nikolin smanjuje lučenje inzulina. što uz adrenalinski dijabcles znači da pušaći inuiju

iivijek prisulnu hiperglikemiju (povišenu razinu šcćera u krvi). Pored loga. nikolin neizravno izaziva otpušlanje dopamina u moždanim područjima koja nadziru osjećaj zadovoljstva i motivaeije. Čini se da je baš taj učinak nikotina osnova osjećaja zadovoljstva koji mnogi pušaei iskuse uzimanjem duhana. Bolje razumijevanje ovisnosti te idemifikacija nikotina kao sredstva ovisnosti, iskorišteno je u razvoju liječenja ovisnosti o pušenju. Nikotinske žvakaće gume. kožni naljepci. sprejevi za nos. inhalatori. svi se s jednakim uspjehom rabe u liječenju više od milijun Ijudi ovisnih o nikoiinu. Uporabljuju se da bi sc sprijeeio razvoj simptoma apsiinencijc. izazivaju manje teške fiziološke ueinke od duhana. i opčenilo. osiguravaju da njihovi korisnici imaju manje nikotina u organizmu. Prvi lijek na recepi. koji nije nadomjesiak za nikotin poput prethodnih. bupropion. antidcpresiv pod tvorničkim imenom "Zvban" (nije registriran u Hrvatskoj za tu indikaciju - op. prev.). dokazano jc djelotvoran u liječenju ovisnosii o nikotinu. Bihevioralna terapija takoder je važna i pomaže ovisnieima kako bi stekli vještine neophodne za kralkolrajnu i dugolrajnu prevenciju rizičnog ponašanja koje vodi do ponovnog uzimanja sredslava ovisnosli.

S U S T A V Z A N A G R A D U U M O Z G U . Znanstvenici nisu sasvim sigurni koje su sve strukture Ijudskog mozga uključene u ovaj sustav. Međutim, istraživanja na majmunima i štakorima te tehnike slikovnog prikaza Ijudskog mozga, osigurala su mnoge tragove. Slike prikazuju koja su područja najvjerojatnije dio sustava za nagradu u Ijudskom mozgu. Središnja je skupina struktura zajednička za učinke svih sredstava ovisnosti. Ove strukture uključuju nakupinu neurona koji sadrže dopamin, nađenu u ventralnom tegmentumu. Neuroni su ventralnog tegmentuma povezani s neuronima u nucleus accumbensu i drugim podrućjima, kao što je prefrontalna moždana kora. Kokair ostvaruje svoj učinak uglavnom na ovaj sustav. Opijati djeluju na isti sustav, ali i na mnoga druga podrućja u mozgu, uključujući amigdala, koja normalno sadrže opioidne peptide. Opioidni peptidi jesu kemijske tvari koje se sasvim prirodno nalaze u mozgu, a izazivaju učinke slićne heroinu ili morfinu. Alkohol aktivira sustav za nagradu i dodatne strukture širom mozga jer djeluje tamo gdje su GABA i glutamat neuroprijenosnici. GABA i glutamat su rasprostranjeni po cijelom m o z g u uključujući moždanu koru, hipokampus, amigdala i nucleus accumbens.

I'sihostimttlansi. U 1997. godini 1.5 milijun Amerikanaca rabilo je kokain. Krak. kemijski promijenjen oblik kokaina. popularan medu ovisnicima o kokainu. uzima sc pušcnjem. U mozak prodire u sekundi. pri eemu stvara osjećaj euforije, snage i samopouzdanja. Ključni biokemijski čimbcnik koji je osnova ovisnosti o psihostimulansima jest dopamin. Osjećaj zadovoljstva osjclimo kada ncuroni koji sadrže dopamin olpušlaju dopamin u specifičnim područjima mozga. ukljueujući i posebni dio koji se naziva nucleus accumbens. Kokain i amleiamini proizvode intenzivan osjećaj euforije povećavajući količinu dopamina koja je raspoloživa za odašiljanje poruka mcdu mo/danim ncuronima u susiavu za nagradu. Korisnici kokaina često ne uzimaju kokain kontinuirano nego povrcmeno. pri čemu obično konzumiraju velike količine u samo nekoliko dana. Nakon razdoblja inlenzivnoga uzimanja dogada sc obrat - euforiju i osjećaj snagc i samopouzdanja smjcnjuje emotivna i tjelesna iscrpljenost. lošc raspoloženje i depresija. Ovi simptomi mogu biti

posljedica promjene u funkcijama koje ovise o đopaminu ili rezultat aktivnosti drugih kcmijskih tvarj u mozgu popui serotonina. ili su pak rezultat pojačanog odgovora dijcla mozga koji reagira na stres. Cjepivo koje proizvodi protutijela na kokain u krvi u fazi je kliničkog ispilivanja. Opijati. Ljudi rabe opijate. kao što je morfin. tisućama godina. Majmuni i štakori naučni da sami sebi neograničeno injiciraju morfin ili heroin. poput Ijudi. pravih ovisnika. razvit će toleranciju i tjclcsnu ovisnosl o morfinu ili hcroinu. Simplomi apslineneije od opijala razlikuju se u rasponu od blagih. nalik prchladi. do leških. ukljueujući jake boli u mišićima. grčeve u Irbuhu. proljev i promjenc u raspoloženju. Opijali. popul psihosiimulansa. povečavaju kolieinu dopa-

KAKO CRACK KOKAIN DjELUJE N A M O Z A K . Crack kokain se uzima kao nikotin udisanjem i ulazi u krv kroz pluća. U sekundi se krvlju prenosi u mozak. Osnova za učinak crack kokaina u smislu pojačanog osjećaja zadovoljsrva nalazi se na spojevima gdje impulsi koji predstavljaju poruke među neuronima prelaze sa jednoga na drugi neuron. O v i se prijelazi zovu sinapse. mina u d i j e l u mozga k o j i ćini sustav za nagraclu. te oponašaju učinak endogenih o p i o i d n i h peptida. H e r o i n injiciran u venu doseže u mozak za 15-20 sekundi i veže se za o p i o i d n e receptore nadene u i n n o g i m m o ž d a n i m p o d r u č j i m a . u k l j u č u j u ć i i sustav za nagradu. A k t i v a c i j a

tih

receptora u sustavu za nagradu. izaziva k r a t k o t r a j a n osjećaj užitka i e u f o r i j e . popraćen satima nakon loga stanjem relaksacije i zadovoljstva.

Neuroni koji sadrže dopamin normalno odašilju svoje signale otpuštanjem dopamma u mnoge sinapse. Dopamin prolazi sinapsu i zaposjeda receptore na površini neurona

Opijati izazivaju učinke nalik o n i m a p r i r o d n i h endogenih opioida

- o p i o i d n i h peptida. O d

koji prima poruku. O v o

važnijih medicinskih učinaka - smanjuju b o l , dovode do depresije disanja. izazivaju m u č n i n u i

pokreće električni signal koji

povraćanje. te zaustavljaju p r o l j e v . U v e l i k i m d o z a m a . h e r o i n može sasvim oslabiti disanje i l i ga

se odašilje uzduž receptivnog

čak p o t p u n o zaustaviti što je uzrok s m r t i na tisuee Ijudi p r i l i k o m predoziranja h e r o i n o m .

neurona. Da bi se obustavio

Liječenje ovisnosti o o p i j a t i m a ukljućuje m e t a d o n . dugodjclujući o p i j a l k o j i se uzima u

signal, odvezuje se molekula

o b l i k u tablcta na usta i k o j i pomaže da se glad za o p i j a t i m a . apstineneija i p o n o v n o započinjanje

dopamina od receptora i biva

s uzimanjem opijata održava pod n a d z o r o m . M e t a d o n pomaže ovisnicima o o p i j a t i m a da se

upumpana natrag u neuron

r e h a h i l i t i r a j u . sprječavajući pojavu s i m p t o m a sustezanja. Sintetski o p i j a l . poznat kao L A A M . može spriječiti učinke heroina t i j e k o m 72 sala. uz m i n i m a l n e popralne pojavc kada sc uzmc u o b l i k u tablete na usta. G o d i n e 1993. Food ancl D r u g Aclministralion (središnja agencija u S A D u zadužena za regulaeiju pitanja lijekova - op. prev.) o d o b r i l a je u p o r a b u L A A M za lijeeenje ovisnika o h e r o i n u . D u g o t r a j a n učinak ovoga lijeka omogućuje cloziranje lijeka 3 puta i j e d n o . što e l i m i n i r a potrebu za svakodnevnim u z i m a n j e m .

L A A M će biti u sve većoj m j e r i dostupan

k l i n i k a m a koje već clijele heroinskim ovisnicima m e l a d o n . Nalokson i naltrekson jesu lijekovi k o j i lakocler sprjcčavaju učinkc m o r f i n a . heroina i d r u g i h opijala. Kao anlagonisli,

koji ga je otpustio. Molekule crack kokaina blokiraju tu crpku ili prijenosnik za dopamin, izazivajući nakupljanje dopamina u sinapsi. Neuronski krugovi za zadovoljstvo opetovano su stimuliidiii. i l o dovodi do

poscbno su

korisni p r i l i k o m liječenja prccloziranja i trovanja o p i j a t i m a . B u p r e n o r f i n . još j e d a n lijck k o j i se

euforije.

rabi u l i j c č c n j u ovisnosti o h e r o i n u . ima slabije o p i o i d n c učinke i stoga m a n j u mogućnost izazivanja predoziranja. Alkohol.

I a k o je lcgalan. a l k o h o l ima veliki p o i c n c i j a l izazivanja ovisnosii.

Zlouporaba

alkohola i ovisnost o a l k o h o l u (ponekacl nazvana a l k o h o l i z a m ) veliki je naeionalni p r o b l e m . N c k i su Ijucli na a l k o h o l višc. a neki manjc osjelljivi. Skoro 14 milijuna Ijucli koji z l o u p o r a b l j u j u alkohol jesu a l k o h o l i č a r i . I'cialni

j c alkoholni

sindrom

vodeći uzrok menlalne relardaeije u djece.

k o j i se može spriječiti. Zahvaća 5-30 cljece na 10 000 novorodenih u S A D . Kroniena alkoholna bolesl j c t r e . u k l j u č u j u ć i cirozu j e l r e . glavni j c k r o n i č n i zdravslvcni p r o b l e m vezan uz ovisnosl o a l k o h o l u . O d g o v o r n a je za 25 000 s m r t n i h slučajeva godišnje u S A D - u . G o d i š n j i

Irošak

zlouporabe alkohoia i alkoholizma procjenjuje sc na L85 milijardi američkih dolara.

Gcnctski čimbenici

i čimhcnici okoliša

doprinosc

alkoholizmu, ali nijedan od njih, ili njihove kombinacije, ne omogućuje lijcčnicima da sa sigurnošću predvide iko ćc postali alkoholičar. a tko neće. Eiunol, aktivni sastojak alkoholnih pića. smanjujc tjcskobu. napctost i psihičkc koćnice. U manjim dozama djeluje kao stimulans. a u većim dozama kao deprcsor srcdišnjega živčanog sustava. U oba slučaja znaino mijcnja raspoloženje i ponašanjc. Uvclikc uzrokuje gubitak ijclcsnc topiine i dehidraciju. Lako sc apsorbira u krv i prodirc u mozak. djelujucM na višc neuroprijenosnih sustava u njemu. Na primjer. alkohol interakcijom s GABA receptorima možc umanjiti tjeskobu, dovesli do relaksacijc mišića i odgodili rcakciju prilikom refleksnih krclnji. Pri visokim dozama alkohol smanjujc l'unkciju NMDA rcccplora za glulamat. Ova interakcija možc zamuliti mišljcnjc i svijesl, lc evcntualno dovesti do

komatoznog stanja. Znansivcnici su razvili lijcčcnjc na osnovi interl'erencije s opioidnim pcplidima. koja smanjujc sposobnosl alkohola da dovcde do ovisnosli. Jcdan lakav lijek. nallrekson. odncdavno je odobrcn za uporabu u liječenju alkoholizma. MarUuiuna. Ovo srcdsivo ovisnosli iskrivljuje perccpciju. roijenjajući osjećaj za vrijeme. prosior i sebc samoga. U odredenim okolnosiima marihuana možc izazvaii intenzivni osjećaj Ijeskobc. U znansivenim isiraživanjima učinjenim s radioaktivnim spojevima znanstvenici su pokazali da sc telrahidrokanabinol (THC). aktivni sastojak marihuane. vczuje za specifične receptore od kojih mnogi sudjcluju u nadzoru koordinacijc pokrcla. Ovo može objasnili zašlo su Ijudi nakon uživanja marihuanc ncsposobni za upravljanje motornim vozilima. Hipokampus. možclano područjc odgovorno za učenje i pamčenjc. lakoder sadrži rcceplorc za Tl IC. Ovo pak može pojasniti zašto mnogi teški ovisnici ili osobc otrovanc marihiianom imaju slabo kralkolrajno pamćcnje i problcmc proccsiranja složenijih inl'ormacija. Znansivenici su nedavno otkrili da receptori za THC normalno vezuju kemijsku tvar koja jc prirodni sastojak niozga. nazvana anandamid. Sada sc inlcnzivno proueava kako ova prirodna "marihuana" utječe na funkcije mozga. Kliipskv droge. Bkstazi, biljni ekstazi. Rohipnol. GHB i kclamiii sredstva su ovisnosti kojc tinejdžeri i adolesccnti

uporabljuju na "rave" zabavama, koje su često opcenito uzevši cjclonoćnc zabavc s plcsom. u zagušljivim prostorima bcz zraka. Rabc sc da bi sc povećala izdržljivost za ples i proizvelo raspoložcnje kojc. po rijeeiina uživaoca. produhljujc iskusiva "rave" glazbe. Medulim. nedavno je dokazano da neka od tih srcdstava ovisnosti ozbiljno oštećuju mozak i lo na više mjesta. Mnogi eksperimenliraju s kombinacijama više različitih klupskih droga islodobno. Ovo stvara vcliki problcm. zato šio kombinacija bilo koje od njih. posebno uz uživanje alkohola. dovodi do neočekivanih. šiclnih reakcija i čak smrli nakon viših doza. Tjelesna iscrpljenost samo povećava ove problcme.

MDMA. zvan "Adam". "Ekstazi" ili "XTC" u uličnom žargonu. umjcino je psihoaklivno sredstvo ovisnosti s halucinogcnim i učincima sličnim amfetaminu. Korisniei osjećaju probleme sličnc onima kojc imaju uživaoci kokaina ili amfelamina. Novija islraživanja lakoder povezuju ekslazi s dugolrajnim oštećenjima dijelova mozga koji su od kritične važnosli za mišljenje. pamćenjc i osjcćaj zadovoljslva. Rohipnol. GHB i kctamin su prcdoniiiKintno deprcsori središnjega živčanog sustava. Zalo šlo su bez boje. okusa i mirisa. može ih se lako podvalili u pića. pa ih onaj iko pijc uzima nesvjesno i bcz namjcre. Ova sredslva ovisnosti su izašla na zao glas kao "rapc" drogc (drogc za silovanje). Naimc. uzimanjcm Rohipnola. pogolovo ukoliko se on mijcša s alkoholom. žrlva izgubi sposobnost da sc suproslavi seksualnom napaslovanju. Pored loga, Rohipnol može izazvali smrl kada se uzima istodobno s alkoholom ili drugim depresorima. Od llW(). godinc GIIB zlorabi sc u SAD-u za izazivanje euforije. psihomotornog smirenja i anaholičkih učinaka u body buikling-u. Takoder je povezan uz seksualnc napadc. Ketamin je još jedan deprcsor koji se zlorabi kao sredslvo za silovanjc. Kctamin ili "K spccijal" u žargonu je zapravo brzodjelujući opći ancstclik. Ima sedalivnohipnotićki. analgclski i halucinogeni učinak. Odobren je u SAD-u i u mnogim drugim zemljama za uporabu kao opći ancstclik u humanoj i velerinarskoj mcdicini.

Alzheimerova boiest Demencija u starijoj životnoj dobi ubraja se u neurološkc bolesti koje nas najvišc zastrašuju i kojc su najrazomijc. Najčešći uzrok ovoga poremećaja je Al/heimcrova bolesl (AB). Ova bolesl rijetko sc javlja prijc sczdcscte godine živoia. ali njczina prevalencija rasle u svakom sljedećem desetljeću, a pogada oko 4 do 5 milijuna Amcrikanaca. Prcdvida se da će do 2040. godine u SAD biii 14 milijuna oboljelih. Najraniji simplomi su zaboravljivost i gubilak pamćenja. vremenska i prostorna dczorijentiranosi. poteškoće s konccnlracijom. računanjcm i komunikacijom tc gubit;ik razumnog prosudivanja. Neki bolesnici imaju ozbiljnc polekoćc u ponašanju i mogu postali psihoiični. Bolcsl jc progrcsivna. U završnom stadiju bolcsii bolesnik nije sposoban brinuli se o sebi. Nažalost. nc postoji učinkovito lijcčenjc i oboljcli obično uniiru od tipalc pluća ili nekc drugc komplikacije. Od Alzheimcrovc bolesii umire godišnjc IDOOOO Ijudi i ona je jedna od vodećih uzroka smrli u SAD-u. U najranijem sladiju bolcsli klinička dijagnoza. mogućc ili vjcrojalne AB. možc sc poslaviii s više od 80C* sigurnosli. Kako bolest napreduje. u srcdištima za proučavanje Alzheimerove bolcsii možc sc postaviti dijagnoza s ločnošću veeom otl W i. Dijagnoza sc postavlja pomoeti anamnczc. lizikalnog i ncurološkog pregleda. psihološkog ispilivanja. laboralorijskih prctraga i lehnika slikovnog prikaza mozga. Konačna polvrda dijagnozc danas zahtijeva ispilivanjc moždanog Ikiva pri aulopsiji.

lako uzroci i mehanizmi poremećaja u mozgu nisu još sasvini razjašnjeni učinjen je veliki napredak na području genetike. hiokemije. slanične biologije i eksperimenlalnoga liječcnja ove bolesti. Na mikroskopskim preparalima mozga zahvaćenoga Alzheimerovom bolešeu vidi se abnormalno nakupljanje maloga l'ibrilarnog peplida koji se na/.iva hem amilold, u prosioru oko sinapsi (neuritički plakovi), te abnormalno nakupljanje modifieiranog oblika proteina tau u tijelima neurona (neitrofihrilarni vrtlozi). Plakovi i vrllozi nadcni su uglavnom u moždanim podrućjima važnima za pamćcnjc i intelektualne funkcije. U Alzheimerovoj bolesti postoji snižena razine biijega brojnih neuroprijenosnika pomoću kojih slanice medusobno

komuniciraju, uključujući acetilkolin, somatostatin, monoaminc i glutamat. Ovi

ncuralni sustavi kljueni su za

uključujc poicškoče u sljecanju i uporabi siušanja. govoru, čitanju. pisanju. zaključivanju i malematičkim vjcštinama. Ovi sc poremeeaji česlo javljaju u Ijudi s prosjcčnom ili iznadprosjećnom inteligencijom. Najčešći i najbolje proučen poremećaj učenja jc disleksija ili specifična nesposobnosl čitanja. U 80'-/ slucajeva poremećaja učenja ratli sc o disleksiji. Dislektična djeca i odrasli imaju potcškoće u čitanju iako su dovoljno inteligcntni. motivirani i obrazovani da bi mogli čilati ločno i s lakoćom. Prijc se vjerovalo da se disleksija prvenslveno javlja u dječaka. Medulim. noviji podaei pokazuju da su dječaci i djevojeiee zahvaćeni u jednakoj mjcri. Istraživanja pokazuju da je dislcksija irajno stanje a ne prolazno "kašnjenje u ra/voju".

održavanje pažnje, pamćenje, učenje i više kognitivne

Stručnjaci se slažu da disleksija nastaje zbog deficiia u

sposobnosti tc sc smatra da njihovo oštećcnje dovodi do kliničkih simptoma.

jezičnom suslavu. ločnijc u komponcnti jezičnog sustava zvanoj fonologija. Ovo se ogleda u nemogućnosti oboljelih da napisana slova povežu s glasovima. U adolcscenata se dislcksija možc očilovati usporenim čilanjcm. Djcca mogu naučili ločno eitali pojcdine riječi. ali ne mogu ćilati tečno niti aulomalski zbog dugotrajnog učinka fonološkog deficita. Zbog toga šlo dislekliena djeca mogu naučiti točno čitati riječi (iako vrlo sporo). čini se da ona "prcrastu" laj poremećaj. U razlikovanju ueenika koji čitaju prosječno od onih koji ćilaju loše korisno je procijcniti njihovu sposobnosl da čitaju naglas točno, brzo i s pravilnom dikcijom le njihovu vještinu slovkanja.

Oiprilikc pel do deset posto osoba zahvaćenih Al/hcimcrovom bolcsli ima naslijedni oblik bolcsli. U njili sc bolesl obično očiluje ranije. Nedavno su znanstvcnici ideniificirali mulacije na genima povezanim s AB na tri kromosoma. Cicn koji kodira prekursorski protein za nmiloid nalazi se na 21. kromosomu. U drugim obiieljima s ranom pojavom AB pronadcnc su mutacijc na gcnima za prcscnilin 1 i 2 koji se nalazc na kromosomima 14 i 1. Gen za apolipoprotein E (apoE) nalazi sc na kromosomu 1°- i utječe na prijemljivost kasnije u životu. Poslojc iri oblika ovoga gcna. a oblik apoE4 udružcn jc s povećanim rizikom. Današnjim načinom liječcnja mogu sc liječiti samo ncki simptomi AB kao šlo su uzncmircnost. ijcskoba. ncprcdvidivo ponašanjc. poremećaji spavanja i depresija. Postoje i tri lijeka za liječenje kognitivnih simptoma u bolesnika s blagom do umjcrcnom Alzheimcrovom bolesli. Ti lijekovi samo privrcmeno i u skromnom opscgu popravljaju ošlećenje pamćenja u 2(1 do 30'/ bolesnika. Ispituju sc i drugi načini lijeeenja. kao šlo su aniioksidansi. protuupalne ivari i esirogeni. Novo i uzbudljivo područje u istraživanju AB predstavija tchnika kojom sc uvode gcni u miševc. Tako naslali transgenični miševi imaju mutirane gene koji su povczani s AB pa se u njih javljaju abnormalnosii ponašanja i neke stanične promjcnc koje nalazimo i u Ijudi. Ovakvi životinjski modeli vjcrojatno ee biti korisni u proučavanju mehanizama nastanka AB i ispitivanju novih načina liječenja. Osim toga. istražuje se inaktivacija gcna koji sudjeluju u stvaranju amiloida. Geni kodiraju enzime. beta i gama sekretazu. koji otcjepljuju amiloidni peptid iz prekursora. Na

te enzime moglo bi se djelovati novim lijekovima i tako blokirati naslajanjc amiloida. Poremećaji učenja Proejenjuje se da oko 109/ populacije SAD-a odnosno 25 milijuna Ijudi. ima neki oblik porcmcćaja ueenja. što

Brojna istraživanja upućuju na to da postojc razlikc u sljcpoočnoljemeno/aliljnini moždanim područjima izmedu dislekličnih osoba i onih koje čilaju normalno. Pomoću lehnika funkcionalnoga slikovnog prikaza mo/ga olkriveno je da dislektičari imaju funkeionalni poremećaj u opscžnom ncuronskom suslavu u stra/njcm dijclu mozga. U njih posioji prekid komunikacijc izmcdu područja za vizualnu prezenlaciju slova i pripadajućih fonoloških struktura. Razlog ovoga prckida nije do kraja razjašnjen. Medutim. zna se da se disleksija javlja češće u nekim obiteljima i da može hiti

nasljedna. U lijećenju disleksijc djecu se uči da se rijcči mogu podijeliti na manje dijelove glasova koji su povezani spccifičnim slovima i kombinacijom slova. Osim toga. dislektična djeca trebaju čitati price da bi vježbali vjeStinu dekodiranja rijcei u konieksiu i da iskuse čilanje s razumijevanjem. Moždani udar Svc doncdavna u slučaju moždanog udara liječnik je morao reći bolesniku i njegovoj obilelji da nema lijcčcnja. Prcostalc mjesece ili godine života bolesnici su provodili s leškim ncurološkim ošiećenjima. Medutim. sada se situacija drastićno promijenila. Kao prvo, tkivni aktivalor plazminogcna. lijck koji otapa krvni ugrušak. a proizveden je bioinžinjeringom. sada je slandardan ri

M O Z D A N I U D A R . Prsnuće ili zaćepljenje krvne žile, koja moždanom tkivu donosi hranjive tvari i kisik. dovodi do moždanog udara. Bez krvi stanice umiru u roku od nekoliko minuta. Smatra se da su umirući neuroni preekscitirani i da otpuštaju u okolinu neuroprijenosnike, osobito glutamat. Tako i okolne stanice postaju preekscitirane i preopterećene kalcijem te umiru. To je jedna o d točaka u kojoj su moguće intervencije da bi se zaustavio proces umiranja neurona. Simptomi moždanog udara ovise o njegovoj lokalizaciji. Može se javiti paraliza polovice tijela ili gubitak sposobnosti govora. Kako se odumrle moždane stanice ne mogu nadomjestiti novima, učinci moždanog udara obično su trajni.

\f^^

Stanicaiihemitnc,; \ 1 područja \ \

Oipuiien gluiamai

4^ •

I Prrtjerano uibufau uzljtđena liamca

način liječenja u mnogim bolnicama. Njegova primjena brzo Otvara začepljene krvne žile i obnavlja opskrbu krvlju prije nego šio nastane trajna šteta zbog nedostatka kisika. Ako se primijeni u roku od tri sata nakon inzulta. ovaj posiupak može U potpunosti izliječiti bolesnika. Osim toga. mijenjaju se i stavovi o ovomu, trećemu po učestalosti uzroku smrti. To se dogada zbog sve boljeg

razumijevanja mehanizama smrti neurona nakon inzulta i pronalaženja načina kako zašiititi neurone. U ovome važnu ulogu imaju kalcij. kalij i cink. pa je moguća njihova uloga u razvoju novih načina Iijecenja. Moždani udar pogada otprilike 700 000 Amerikanaca godišnje. od toga 150 000 Ijudi umre: ukupni troškovi procjcnjuju se na 43 milijarde dolara. Moždani udar nastaje kad krvna žila koja donosi mozgu kisik i hranjivc tvari pukne ili se začepi krvnim ugruškom ili nečini drugim. Zbog toga mozak ostajc bcz kisika i neuroni umiru u roku od nekoliko minuta. Ovisno o lokalizaciji. inzult može izazvati brojna i trajna oštećenja. npr. paralizu polovice tijela ili gubitak sposobnosti govora. lako moždani udar najčešće zahvaća osobe starije od 65 godina. jedna trećina oboljelih mlada je od te dobi. Inzult se javljačešce u muškaraca. u crnaca. u dijabetičara, u oboljelih od povišenoga krvnog tlaka. u srčanih bolesnika, pretilih. u osoba s povišenom razinom kolesterola i u osoba kod kojih je netko u obitelji imao inzult. Osini tkivnoga aktivatora plazminogena. u borbi protiv ove bolesti važne su i preventivne mjere. Kontrola rizičnih čimbenika. kao šlo su prelilost. povišen krvni tlak. dijabetes i kolesterol pomaže u prevenciji moždanog udara. Osim toga. ugrušci u vratnim arterijama mogu se odstraniti kirurškim

3ti

pulom te se tako može spriječiti da dode do prekida opskrbe krvlju. Terapijski postupci kojima se regulira protok krvi kroz srce takoder mogu spriječiti inzult. Oštećeni srčani zalisci mogu se kirurški popraviti. Lijekovima se može spriječiti nastanak ugruška u srcu. njegov odlazak u mozak i nastanak inzulta. Trenutačno se istražuju novi i obećavajući načini liječenja. Neki od njih djeluju na procese unutar samoga neurona. Na taj se naein može usporiti zatvaranje začaranog kruga u kojem se isprva ograničeno područje odumiranja neurona širi. Istraživanja na životinjama pokazala su da brojne skupine lijekova mogu biti uspješne u tome. Još jedna obećavajuća mogućnost je uporaba neuralnih matićnih stanica. Ncka istraživanja na životinjama pokazala su da jc injekcija matičnih stanica pomogla čak i kad je bila primijenjena cijeli jedan dan nakon ozljede. Kombinacija zametnih stanica i čimbenika rasta donijela je veći napredak nego ijedan drugi način liječenja. Ova dvostruka terapija dovela je do napretka u funkeioniranju i do smanjenja veličine moždanog ošteć'enja nakon inzulta.

Neurološka ozljeda lako još ne postoji magično rješenje. pronadene su nove metode kojima se mogu umanjiti teška oštećenja koja nastaju nakon ozljede glave ili kralješnične moždine. Unaprijedene su melode intenzivne skrbi i tehnikc rchabilitacijc. te pronadeni lijekovi koji smanjuju neurološko oštecenje. Oko 500 000 Ijudi godišnje doživi ozljedu glave koja zahtijeva bolničko liječenje. oko 100 000 ljudi umre od lih ozljeda i prije nego što dodu u bolnicu. Godišnji tro.škovi

iznosc oko 25 milijardi amcrićkih dolara. Sve čc.šća uporaha kompjutorske lomografije (CT) i magnetske rezonancije (MRI) omogućuje liječnicima da na vrijeme olkriju cdcm mozga koji ugrožava živol holcsnika i da na vrijcmc rcagiraju. U luhanji holcsnika može se načiniii malcni otvor kroz koji sc uvcde cijcv priključena na monilor za tlak. Kada intrakranijski Ilak opasno porasic. holcsnika se priključi na venlilator i hipcrvcntilira. Što je disanjc intenzivnije. izdiše sc višc ugljik dioksida. slo dovodi do konslrikcijc krvnih žila u mozgu i tako smanjuje inlrakranijski tlak. Lijckovi. kao što je manitol. pomažu u odstranjivanju vodc iz mozga. CT i MRI omogućuju i otkrivanjc krvnih ugrušaka tc njihovo uklanjanjc prijc ncgo šlo teško naškode holcsniku. Procjcnjujc sc da u SAD-u živi oko 250 000 Ijudi s ozljedama kralješničnc moždine. Svakc godinc dogodi sc oko 11 000 ozljeda. najčešce zhog promctnih ncsrcča. nasilja ili padova. Ekonomska štcla iznosi oko 10 milijardi amcričkih

dolara godišnje. Islraživanja su pokazala da intravcnsko davanjc dohro poznatoga stcroidnog lijeka unular osam sati od ozljedc smanjuje stupanj nastalc klijenuli. Čini se da lijck melilprednizolon pomaže hez obzira na icžinu ozljedc kraljcšničnc moždine. a u nekim slučajcvima omogućujc da holcsnik. koji hi inačc hio osuden na invalidska kolica. prohoda. Možda ćc lo saznanje omogućiti znansivcnicima da odgonetnu točan redoslijed kemijskih rcakcija kojc vode do oštećenja. Poznalo jc da nakon teške ozljede kralješnicne moždine životinjc mogu ponovo nositi svoju tjclesnu težinu i hodati na pokrelnoj vrpci različitom hrzinom. Sada je otkriveno da stupanj oporavka u vclikoj mjcri ovisi o tomc provode li se vježbe nakon ozljede. Čini se da i u Ijucli s ozljedama kralješničnc moždinc može doei do poboljšanja nakon vježbi.

Anksiozni poremećaji Anksiozni su poremeeaji najrasprostranjcnijc clušcvnc bolcsli jer zahvaćaju oko I2.6r* odrasle populacijc SAD-a. odnosno oko 24.8 milijuna Amcrikanaea. U anksiozne poremećajc uhrajamo fobije. panični poremećaj i agorafohiju. tc opsesivno-kompulsivni poremećaj. Neki ocl njih činc Ijudc ncsposobnima da izaclu iz kuće dok drugi. kao npr. panični poremcćaj. povećavaju sklonosl samoubojstvu. Ljudi s opscsivno-kompulsivnim porcmečajeni godinama su zarobljeni ponavljajućim mislima i radnjama za kojc znaju cla su hcsmisleni. ali ih sc nc mogu rijcšiti. lako da npr. slalno peru ruke ili provjeravaju jesu li zaključali vrata ili ugasili štcdnjak. Ova bolcsl zahvača oko 3.8 milijuna Amerikanaca godišnje. U razvoju ovoga porcmcćaja imaju ulogu uecnjc i nasljecle. Pomoću pozilronskc cmisijske lomografije (PET) vidjelo sc da postoji i biološka saslavnica ovoga porcmcćaja jer su otkrivenc abnormalnosti u kori i u unutrašnjim moždanim podrućjima. Ncdavno jc otkrivcno da pojeciinc pasmine vclikih pasa koje razvijaju sindrom lizanja okrajina. odnosno bolest

ranjavih šapa uslijed kompulsivnog iizanju. reagiraju na liječenje serotonincrgičnim antidepresivom klomipraminom. koji je uspješan u liječenju opscsivno-kompulsivnog porcmcćaja u Ijudi. Serotoninergični antidcprcsivi. osobito triciklični kao klomipramin. i selektivni inhibitori ponovnog unosa serolonina ućinkoviti su u opscsivno-kompulsivnom poremcćaju. Izlaganje i sprječavanje reakcije takodcr jc ueinkoviia posebna vrsta bihcvioralnc lcrapije. Panični poremećaj koji godišnje pogada 2.4 milijuna Amcrikanaca obično poćinje "kao grom iz vedrog ncba". Javlja sc snažan osjcćaj prijeleće nesreće. uz znojcnje. slabost. vrtoglavicu i nedoslatak zraka. Kako sc napadi ponavljaju. u bolcsnika sc javlja ijeskoba zbog očekivanja novih napada pa izbjegavaju društvene siluacije u kojima bi se napacli mogli ponoviti. Ako se ne liječe. sianje im se može pogoršati sve do

nastanka agorafobije ili sttaha od mnoštva Ijudi. Nedavno oikrićc moždanih rcccptora za anksiolitičkc lijekove benzodiazcpine pobudilo jc inleres da se pronadu anksiolitički kcmijski glasnici koji sc sintcliziraju u samom mozgu. Otkrićc tih tvari omogučilo bi da se ispravi njihov možebitni nedostatak u paničnom poremeeaju. Pomoću PET istraživanja vidjclo se da je za vrijcmc napada panikc vrh sljepoočnog rcžnja pojačano aktivan. Slično se dogada i u zdravih Ijudi dok očckuju da prime elektrošok u prst. Terapiju prvoga izbora liječenja paničnih poremećaja činc inhibitori ponovnog unosa serotonina, kognitivna bihevioralna lcrapija ili njihova kombinacija. Takoder su ućinkoviti irieiklički anlidcprcsivi. inhibitori monoaminooksidaze i visoko potcnlni benzodiazepini.

Shizofrenija Shizofreniju karakeriziraju poremećaji mišljcnja i cmocija. tc porcmećaji funkcioniranja u clrušlvu. To jc kronična bolcst koja mijenja osobnost oboljclih. Čcslc su iluzijc. halucinacije i sumanulc misli. Shizofrcnija jc bolcsl koja clovodi do ncsposobnosli i za koju se troši puno sredstava. a godišnje pogacla oko V < stanovništva SAD-a. odnosno 2 milijuna Ijudi. U ovom trcnutku oko 10(1 000 bolničkih postclja zauzimaju oboljeli nd shizofrenije. Ukupni godišnji irošak iznosi oko 32.5 milijarde američkih dolara. Misli sc da shizoficnija naslajc uslijcd promjciia u inozgu kojc su uzrokovanc bolcšću ili ozljcdom u perinatalnom razdoblju ili nastaju zbog nasljcdnc sklonosti pojačanc uljecajem okolinc. Osobito važna uloga pripisuje se dopamincrgičnim pulovima u mozgu. Snimke mozga i istraživanja mozga post mortem pokazale su da neki od oholjclih imaju oclrcclcnc abnormalnosli. kao šlo su povećanje moždanih venirikula (prostora ispunjenih tekućinom) i smanjenje pojedinih moždanih područja. PET snimke mozga Ijudi oboljelih od ovc bolesti pokazuju abnormalnosti u funkcioniranju pojcdinih područja lijekom intclcktualnih napora.

Bolcst obično zapoćinje u dohi izmedu 15 i 25 godina. Ncki od bolcsnika potpuno sc oporave kada primc tcrapiju dok se kod većine njih nastavljaju umjcreni do ozhiljni simptomi, osobilo kad su pod stresom. Oko 15'* bolesnika ima samo jednu epizodu nakon koje sc potpuno oporavi. 60% bolcsika ima ponavljajuee epizodc lijekom cijeloga života. dok preostalih 25% oboljclih zauvijek izgubi sposobnosl da živi samoslalno. Nukon duge polrage za učinkovilim anlipsihotikom sinteliziran jc klorpromuzin u četrdeselim godinama prošlog stoljeća. U pedesetim godinama pronadenoje da jc učinkovit u liječenju psihotičnih slanja. a kasnije je postao osnova lijećenja. Od lada su razvijeni brojni lijckovi slični klorpi'omazinii. Ovi lijekovi smanjuju izraženost simptoma i pomažu bolesniku da se ponovno prilagodi živolu u zajcdniei. Medulim. njihova dugotrajna uporaba može dovesti do nevoljnih pokreta mišiea i tremora. Istražuju se novi i sigurniji načini liječenja. Lijckovi kojima sada raspolažemo učinkovili su u liječcnju halucinaeija i poremceaja mišljenja. Klozapin djeluje nešto drukčije od oslalih anlipsiholika. Korislan je kod otprilike 30% bolcsnika u kojih standardna lcrapija ne pomaže. Mediilim, ovaj lijck izaziva potencijalno fatalni krvni poremećaj. agranulocitozu u 1% slučajeva. Da bi se to spriječilo bolesnici moraju svakoga tjedna ili svakoga drugog ijcdna kontrolirati krvnu sliku i uz ovu mjeru opreza uporaba ovoga lijeka sc isplati. Sada su dostupni i novi antipsiholici -

risperidon, olanzapin i sertindoL Oni ne dovode do nastanka agranulociloze. ali mogu imali nekc druge popraine pojave. A I D S živčanog sustava Do konca 200(1. godine u SAD-u jc zabilježeno 44S.000 umrlih i 774.000 inficiranih od sleeenog sindroma inumodeficijencije (AIDS-a). Ovc su brojke popraeene s više od 21.S milijuna umrlih i 58 milijuna zaraženih u eijelom svijetu. Premda je osnovna mcta Ijudskog virusa imiinodeficijcncije (HlV-a) imunosni sustav, živčani suslav takodcr može biti značajno zahvaćen. Nekih 20% do 40% bolesnika s razvijenim AIDS-om može razviti i klinički znaeajnu demeneiju koja uključuje i poremcćajc pokreta. Oholjeli pokazuju neurološkc porcmeeaje. od blažih poremcćaja konecntiaeije ili kooidinacijc do progresivne falalne dcmeneijc. Unatoč naprelku u liječenju ostalih vidova bolesti dcmencija u AIDS-u oslaje zagonetkom. Najnovijc prclpostuvke usredoločuju se na posredni uljecaj infekcijc HlV-om u vczi sa sekreeijom virusnih produkala ili slanično kodiranih signalnih molekula koje sc nazivaju ciiokiiiinui. Svcjedno. čini sc da je infekeija HlV-om osnovni dogadaj u nastanku ovoga poremeeaja jer ga antivirusno lijeeenje može u nekih holesnika sprijcčili ili poboljšali. Slručnjaci vjeruju kako su ozbiljni neurološki simplomi rijctki u ranoj l'azi AIDS-a. Ali kasnije bolesniei razviju 40

poremećaje konceniraeije i pamćenja i dožive opće usporavanje menlalnih proccsa. U isto vrijeme mogu se pojavili slabosl nogu i poremećaji ravnoležc. Dijagnostičke mciode kao što su CT i NMR pokazuju odrcdeni stupanj atrofije mozga oboljelih. Mikroskopska istraživanja moždanih slanica ukazuju na temeljnc poremećaje subkortikalnih područja. Mogu biti zahvaćcni i neuroni moždane kore. Novija istraživanja pokazuju kako jc intenzivno liječenje kombinacijom anlirelrovirusnih lijckova ("koktcl" Iri ili višc lijekova aklivnih proliv HlV-a) djelotvorao U smanjivanju ineidcncije demencijc u sklopu AIDS-a. Takvo liječcnjc lakoder može učinkovito poboljšali kognitivne poremećaje koji se pripisuju moždanoj inlekciji HlV-om. Unatoč ovom znaeajnom naprelku ncki bolcsnici razviju dcmeneiju i ne reagiraju na liječcnje. što zahlijeva dopunskc

pristupe sprjecavanju i liječenju ovih simptoma kao i česte pcriferne neuropatije koja se možc pojavili u oboljelih od AIDS-a. Multipla s k l e r o z a Najeešća bolest središnjega živeanog sustava mladih odraslih osoba nakon epilcpsije je mullipla skleroza (MS).

doživotno oboljenje nepoznatog podrijetla koje zahvaća više od 300 000 Amerikanaca. MS sc dijagnosticira u osoba kojc su uglavnom u dobi od 20 do 50 godina. od kojih su dvije treeine žcnskoga spola. Usjedinjenim Državama u obiteljima s MS bolesl je povczana s gubicima zarade u iznosu oko 2 milijarde amcričkih dolara godišnje. Iako uzrok bolesti tek treba otkrili. smatra sc kako je MS auloinuiiKi bolesl u kojoj ijelesni obrambeni suslavi napadaju mijelin u srcdišnjem živčanom sustavu kao da je on stnmo tkivo. U MS mijelin se razara i nadomije.šta ožiljcima tvrdih "skleroličnih" umelaka tkiva. Ovakve se promjene nazivaju "plakovima" i pojavljuju se na različilim mjestima u središnjom živčanom sustavu. Promjene se mogu usporcdili s gubiikom izolacijc oko električne žiec šlo ometa prijenos signala. Neka su živeana vlakna zapravo prckinula zbog gubilka mijelina. Djeca oboljelih od MS imaju 10 do 15 pula veei rizik da če bili zahvaćeni bolešću od ostalih. Nadaljc. bolest je 5 puta cešća u umjerenim zcmljopisnim područjima. kao što su sjevcrni dio SAD-a i Sjcverna Europa. negoli u tropima. Prema tomu. vjerojalno je kako su u nastanak bolesti umijcšani nasljcdni i okolišni čimbcnici. Stečcna inlekcija u prvih 15 godina živola mogla bi bili odgovorna za nastanak bolcsli u genetski osjclljivih pojcdinaea. Najčcšći su simplomi poremećaji vida. ravnoteže. ukočenost i malaksalost. Simptomi mogu biti pojedinačni ili udruženi. različilog inlenziiela. a mogu trajati nekoliko ijedana ili mjeseci. U nekih bolesnika simptomi su i nerazgovjetan govor. slabost. gubitak koordinacijc. nekonlrolirani iremor. gubitak konlrole mokraćnog mjehura. poremećaji pamćenja. depresija i paraliza. Spiističnost muskulature može ometali ravnotcžu i koordinaciju. prouzročili bolnosi i ncvoljne grčevite pokrcie - i. u

neliječenih. koninikuiiv odnosno "zamrzavanje" Zglobova koje

ometa pokretljivost. MS se irenutačno ne može izliječiti. ali nekoliko lijekova nad/ire povralne oblike MS. Široki speklar lijekova i lijeeenja može nadzirati simptome, kao što su spastičnost. bol.

vrtoglavica, promjene raspoloženja, kao i poremećaje funkcije mjehura. dehelog crijeva i spolne potencije. Steroidi. koji se prilikom MS rabe posljednja tri desetljeća. uspje.šno skraćuju napade i ubrzavaju oporavak od upale očnog živca u oboljelih. Obeeavajući novi lijekovi za kontrolu MS ili ublažavanje simptoma. nalaze se u fazi kliničkih pokusa.

Dovvnov sindrom Downov sindrom. najčešći kromosomski poremećaj. javlja se u omjeru I :cS()0-1000 novorodenih. Javlja se kada se u jajašcu. ili rjcde. u spermi. u vrijeme zaeeća nalazi suvišna kopija kromosoma 21 ili dio njegovoga duljeg kraka. Nije poznato zašto naslaje ovaj poremećaj u staničnoj diobi..Nije povezan niti s jednin okolišnim eimbenikom ili navikama bilo prije ili tijekom

trudnoće.

nica nadaju sc dekodirati biokemijski proccs koji nastajc u Downovom sindromu i nakon toga lijcčiti ili izlijcčiti ovu bolest.

Huntingtonova bolest Uuntingtonova bolcst (HB) smatra se danas jcdnom od najče.šćih urodenih poremećaja mozga. a zahvaća oko 30 1100 Amcrikanaca. dok ih je 150 000 s povišenim rizikom. Bolest koja je ubila i folk pjcvača Woodyja Guihrica 1967. sporo

napreduje tijekom deset do dvadesetgodišnjeg razdoblja i na kraju onemogućuje bolcsnika u hodu. govoru. razmišljanju i zakljućivanju. HB sc ohično pojavljuje izmedu 30. i 50. godinc života. Zahvaća i bazalnc ganglije. koji nadziru koordinaciju. i moždanu koru gdje su smještcne misli. opažanjc i pamćenjc. Najprepoznatljiviji simptomi uključuju nevoljnc grčcvite pokrete udova. trupa i mišićja lica. Ovi su najčešće popraćeni promjenama raspoloženja. deprcsijom. razdražljivošću. nerazgovjetnim govorom i nespretnošću. Kako bolcst naprcduje. pojavljuju se otežano gutanje. nemir. gubiiak ravnoteže. oslabljeno razmišljanje i problemi upamćivanja.

Ovaj je poremećaj Naposljctku. bolesnik udružen s oko 50 fizikalnih postaje posve ovisan o ili razvojnih karakteristika. drugima i njezi, a umire Znanstvenici se pribhzavaju razumijeOsoba s Downovim sindrozbog upale pluća. zalajenja vanju uloge gena na 2 1 . kromosomu u mom vjerojatno posjeduje srca ili neke druge komplineke od ovih osobilosti u kacije. Dovvnovom sindromu. razlićitom stupnju. To su Dijagnoza se temclji na blaga do srednje leška iscrpnom kliničkom preglcmenialna retardacija. niži tonus muskulaturc. prema gore ilu i obilcljskoj anamnezi. Snimanje mozga može biti od zakošene oči. ravan profil lica. povećan jczik i povišen rizik pomoći. Otkriće gena koji uzrokujc HB 1993. godine urodenih srčanih pogrešaka. respiratorni problemi i omogućilo jc jcdnoslavno testiranje kojc može pomoći u opstrukcija prohavnog sustava. potvrdivanju dijagnoze. Ipak. istraživači HB i genctski Rizik pojave djeteta s ovim sindromom povećava se s dobi majke. U dobi od 35 godina rizik je oko jedan od 365 poroda. U dohi od 40 godina rizik je jedan od 110. Pa ipak. važno je upamtiti da je prosječna dob žcne koja rada dijete s Downovim sindromom 2,S godina. Prosjek je takav jer mlade žene češće radaju. Prenatalni testovi ranog otkrivanja. kao šlo su Triple Screen i Alpha-fcloprotcin Plus. mogu točno otkriti oko 60% fctusa s Downovim sindromom. Djeca s Dovvnovim sindromom razvijat će se kao i zdrava djeca. ali nešto sporijim tempom. Učit će sjediti. hodati. govoiiti i obavljati nuždu kao i njihovi vrSnjaci. Rani intervencijski programi mogu se započeti ubrzo nakon poroda i mogu pomoći bržem razvoju djcleta. Bolesnici s Dovvnovim sindromom mogu imaii dulji i potpuniji život zahvaljujući naprelku medicine i boljem poznavanju potencijala oboljelih. Pojedinci s Dovvnovim sindromom obrazuju se u normalnim školama. sudjeluju u društvenim aktivnostima. pronalaze dobra zaposlenja i uspostavljaju dobre odnose. Iako nema lijeka niti načina prevencije Downovog sindroma. znanstveniei se približavaju razumijevanju uloge gena na 21. kromosomu u razvoju. Kad sc riješi ova nepozna-

savjclnici propisali su specifične prolokole lestiranja kako bi osigurali razumijevanje psihičkih i društvenih posljedica pozilivnih ili negalivnih rezultata. Tcstovi su razvijeni samoza odrasle. iako se mogu lestirati i djeca mlada od 18 godina. kakobi se potvrdila dijagnoza juvenilne HB. Može se provesti i prenatalno lestiranje. Moraju se razmolriti i clička pitanja tcstiranja. a bolesnik na odgovarajući način informirati. budući da nema uspješnog lijeka nili liječenja. Mutacija HB jc prošircn. ponovljcn triplet u genu IIB. Ovaj promijenjeni gen kodira promijcnjenu bjelaneevinu koja se naziva liiiniiiigtinoiii. Bjelančcvina huniingtin. čija normalna funkcija još nije poznata. siroko jc rasprostranjena u moždanom tkivu i čini se da je udružena sa stanićnim mehanizmima uključenim u prijenos bjelančcvina. Uzrok HB vjerojatno ukljueuje stjecanje neke nove i toksične funkeije. Stanični i iransgenični životinjski modeli mogu ponoviti brojne osobitosti bolcsti i služe u ispiiivanju novih teorija i lijekova. Mnogi sc istraživačl nadaju da će transplantiranc ili ostatnc zametnc stanice jednoga dana moći zamijcniii neurone koji su uništeni u bolesti.

Touretteov sindrom Jedan od najčešcih i najmanje poznatih neurobioloških

poremećaja. Tourelleov sindrom (TS) nasljedna je bolest koja zahvaća 1 od 500 Amerikanaca, odnosno oko 200 000 Ijudi. Muškarci su zahvaćeni tri do četiri puta češće ncgo žene. Simptomi se pojavljuju obićno u dobi izmedu četvrte i osme godine. a u rijetkim slučajevima čak i u 18. godini. Simplomi su motorni i vokalni likovi i nevoljni pokreti. koji su brzi i iznenadni. Oblici tikova mogu se redovito mijenjali. a lijekom vremena pojačavaii ili slabili u intenzitelu. Općcnilo. ova bolest je doživotna. ali jedna trećina bolesnika može doživjeti remisiju ili ublažavanjc simptoma kako starc. Većina Ijudi s TS ne zahtijeva liječenje: njihovi su simptomi blagi i ne zahvaćaju funkcionalnost osobe.

otok i oslalc simplome. Imimoierupiju korisli imunosni suslav domaćina u borbi proliv lumora. Obećavaju i geneiski inženjering, monoklonska protutijela koja se vežu specifično na ciljne stanice: čimbenici rasitr, inliibitori imgiogeneze i lijekovi iismjereiii na suzrijevunja siunica: ciljani loksini i lumorska cjepivu.

Čini se da jc bolest posljcdica preosjetljivosli dopaminskih reccplora. Okrivljen je i drugi neuroprijenosnik. serotonin. Najuspješniji lijekovi za kontrolu pokreta. kao npr. haloperidol. djcluju blokadom preaklivnog sustava. Oslali simplomi. kao šlo su opscsivno-kompulsivne osobine ličnosti i poremećaji pažnje. zahtijevaju liječenje drugom vrstom lijekova koji djcluju n;i serotonin.

Cesto poznala i po imenu Lou Gehrigova bolcsi. amiolrofička lalcralna sklcroza (AL.S) razara neurone koji nadziru voljnc pokrcic mišića. primjerice hod. Zbog nepoznatih razloga. moždani i spinalni motorički ncuroni počinju se raspadali. Kako se signali iz mozga nc mogu prenosili u lijelo ovim oštečenim živcima. mišići počinju slabili i propadati zbog gubitka slimulacije i uporabc.

Neurološki lijekovi haloperidol i pimozid osnova su liječcnja. Oni nisu najbolji lijckovi jer mogu dovesti do uznemirujućih popralnih pojava - nenormalnih nevoljnih pokrcla. ukočene muskulature lica i udova. ili sedacije i

debljanja u nckih bolesnika. Nedavno su otkriveni novi lijekovi koji pomažu u nekih bolcsnika.

Moždani tumori Iako moždani tumori nisu uvijck muligni u smislu potencijalno smrtonosnog širenja po organizmu, oni .ui uvijek opasni jer mogu povisili ilak u mozgu i dovcsli do pritiska okolnih struklura. ometajući normalnu moždanu aklivnost. Primarni lumori mozga raslu unular mozga. dok se sekundarni šire iz ostalih dijelova lijela krvlju. Nije poznat uzrok naslanka lumora koji rastu u mozgu. a koji su u 60% slučajeva maligni. Tumori koji naslaju kao rak negdje drugdje i šire sc u mozak uvijek su maligni. Incidencija je primarnih moždanih lumora oko 12 na 100 (XX) Ijudi. Godišnje se u SAD-u otkrije oko 36 000 novih slučajcva. Zbog poteškoća u dijagnostici i klasifikaciji moždanih lumora. nije poznal ločan broj sekundamih lumora. Simptomi ovise o smještaju i veličini. Prilisak na moždano tkivo ili živce. kao i širenje tumora. može dovesli do nasianka epilepsije. glavobolja. misićne slabosti. gubitka vida ili drugih osjetnih problema i poteškoća govora. Širenje lumora može povećati inlrakranijski llak s pojavom glavobolja, povraćanjcm. poremećajima vida i mcnlalnih funkcija. Moždani sc lumori dijagnosiiciraju snimanjcm NMR-om i CT-om. Kirurško odstranjenje je terapija izbora ako je tumor doslupan. a viialne se siruklure nećc oštetiti. Zračenje se korisli u svrhu zauslavljanja lumorskog rasla ili smanjivanja lumora. Kemoterapija razara lumorske stanicc koje mogu preoslali nakon zahvata i zraeenja. Slcroidni lijckovi smanjuju

Amiotrofička lateralna skleroza Ova smrlonosna bolest pogada 5 000 Amerikanaca godišnje od kojih 50% umire lijekom 3 do 5 godina od dijagnoze. To je najčešca od svih bolesli koje oštećuju pokreinosl. a Amcrikance košta oko 300 milijuna američkih dolara godišnje.

Prvi znaci progresivne paralize obično sc vide u rukama i nogama. Pojavljuje sc slabosi u nogama. otežan hod i nesprelnost ruku za vrijeme pranja i oblaćcnja. Na kraju su zahvaćeni svi mišići pod voljnim nadzorom. uključujući i onc rcspiralornog suslava. UnaloC paralizi. svijesl i osjeli oslaju nelaknulima. Smrl je najčešce posljedica zatajenja disanja ili upale pluća. Nema specifičnih tcstova za otkrivanje ALS: ali biopsije mišića. pregled krvi, elcktrični testovi mišićne aklivnosii. snimke CT. NMR i RTG snimkc ledne moždinc pomažu u prepoznavanju bolcsli i isključivanju drugih bolesli. Pa ipak. često je leško postavili dijagnozu jer je uzrok i daljc nepoznat. Mogući su uzroci toksičnosl glutamata. oksidacijski sires. čimbenici okoliša i auloimuni odgovor u kojem se obrambcne snage organizma okreću proliv vlastiiog Ikiva. U oko 90% slučajeva ALS je bolesl koja sc povrcmcno pojavljujc u pojcdinaca bez poznale pozitivne obiteljske anamneze. U preoslalih 1098 slučajcva bolesl jc fainilijarna prenosi se ćlanovima obiiclji zbog gcnskog defekta. Znanstvenici su nedavno prepoznali gcn odgovoran za jedan oblik ALS. S pojavom ove bolesti povezanc su mutacije u genu. koji kodira snper oksitl ilismiilazit, smještenom na 21. kromosomu. Znanslvenici vjeruju da će sve šio nauče isiraživanjem ovoga gena imali značajnost u razumijcvanju oslalih oblika bolesli moloriekog neurona. Nakon dijagnoze. fizikalna lcrapija i rehabilitaeija pomažu u jačanju mišića koji sc ne rabe. Različili lijckovi mogu olak.šali spccifične probleme kao šlo su irzaji i mišićna slabosi. ali izlječenja nema. Aniiglulamalni lijckovi umjercno usporavaju bolesi. Neki drugi lijekovi se irenulaćno ispituju. Zašlila ili rcgeneracija molornih neurona čimbcnicima rasta i zamclnim slanicama mogli bi jcdnoga dana dovesii do značajne nade za oboljclc.

Novi dijagnostički postupci

Mnoge novije spoznaje u razumijevanju mozga posljedica su razvoja tehnika koje znanstvenicima omogućuju izravan ncuronima u lijclu.

nadzor

nad

Elektroflziološke snimke prate električnu aktivnost mo/.ga koja je odgovor na specifične

vanjske podražaje. Primjenom melodc elcklrodc smješlene u specifične dijclovc mozga - ovisno o lomc koji se osjelni sustav ispimje - prikupljaju se signali koji sc kasnijc kompjutorski obraduju. Kompjulor analizira i vrijeme koje protekne od podražaja do odgovora. Kasnije se ova inl'ormacija izolira od ostalc "pozadinske" aktivnosti. Nakon otkrića prijenosa malerijala kroz aksone. razvijene su metodc kojima se prikazuje aktivnost i točno pratc veze unutar živčanog sustava. To sc možc postići ubrizgavanjcm radioaktivne aminokisclinc u mozak pokusnc Životinje; životinja se žrtvuje nckoliko sati poslije: a nazočnost radioaklivnih staniea prikazujc se na filmu. U drugoj tchnici. cnzim pcroksidaza ubrizgava se i preuzima od stranc pcril'crnih živaca koji se kasnije mogu prikazati pod mikroskopom. Ovi i druge postupci doveli su do mnogih spoznaja 0 radu živčanog suslava. a primjenjuju sc još i danas. Nove mctodc. kojc sc mogu sigurno primijenili u Ijudi. obećavaju još ločnije informacijc. osobito o mjestu nastanka porcmećaja kao šlo je epilcpsija. Tehnike slikovnog prikaza ( i m a g i n g a ) l'ozitronska emisijska tomografija (PET) Ova nieloda mjerenja moždane aktivnosti temclji sc na otkrivanju radioaktivnosti koju emitiraju pozitroni, pozitivno nabijene čcsticc. koji podlijcžu radioaklivnom raspadu u mozgu. Tvari obilježene s radionuklidima. koji emiliraju pozilronc. rabc se u sivaranju trodinicnzijskih PET snimki kojc ovisc o protoku krvi kao i o metaboličkoj i kemijskoj moždanoj aktivnosti.

Do sada su PET istraživanja pomogla znanslvcnicima u razumijevanju djclovanja lijekova na mozak. učenja. govora i odredcnih moždanih poremećaja - kao primjcrice inzulta i Parkinsonove bolesti. Tijekom nckoliko nastupajućih godina, PET može omogućiti znanstvcnicima uvid u biokemijsku prirodu neuroloških i mcnlalnih porcmećaja i

praćenje uspješnosti tcrapije u bolesnika. Primjerice. dcprcsija dovodi do vrlo uočljivih promjcna u mozgu koji sc prcglcdava PET-om. Poznavanjc smještaja ovih promjena pomaže isiraživačima boljc razumijeli uzroke depresijc i pratiti uspješnost specifienog lijcčcnja. Druga lehnika. folonsku emisijska kompjulorizinnu tomografiju (SPECT) nalik je PET-u. ali snimka nije tako dctaljna. SPECT je mnogo jcftiniji od PET-a budući da biljczi kojc upotrebljava imaju dulje poluvrijeme raspada. pa nije potrcban akceleralor u blizini u kojem bi se proizvouili. Nuklearna magnetska rezonancija (NMR) S vrlo kvalitclnim trodimenzijskim snimkama organa i struklura u lijelu bcz uporabe rengenskoga ili drugih vrsta zračenja. NMR snimke su nenadmašnc u analomskim dctaljima i mogu otkriti silne promjenc koje se tijekom vremcna javljaju. Očekuje se da će NMR znanstvenicima prikazati kad;. se prvi puta u lijeku bolesti pojavljuju slrukturne anomalije. kako djcluju na posljcdični razvoj. i osobilo kako njihova progrcsija korclira s mcnlalnim i cmocionalnim vidovima bolcsli. Tijckom 15-minutnoga snimanja NMR-om bolcsnik lcži unutar masivnoga šupljcg cilindričnog magncla i izložen je jakom. slalnom magnclskom polju. Proioni aloma vodika u lijelu. osobiio onih iz vode i masli. normalno se nalaze na slučajnim pulanjama u različitim smjerovima. ali u vrlo jakom magnclskom polju (mnogo puta jačcm od zcmljinoga magnetskog polja) smještaju se medusobno paralclno kao rcdovi sitnih šlapićaslih magncta. Ako sc jezgre vodikovih aloma izbace iz reda jakim impulsom radio valova proizvode prepoznatljiv radio signal dok se vraćaju natrag u rcd. Magnctskc zavojnice u aparaturi otkrivaju ovc signale. a kompjutor ih prikazuje kao sliku koja sc tcmelji na različilim lipovima tjclcsnih tkiva. Tkiva koja imaju vcliki udio vode i masti proizvode svijellu snimku: tkiva koja sadrže malo ili nimalo vode. kao primjerice kosti. prikazuju se cmim. (Snimka jc jednaka onoj koju stvara snimanje CT-om. ali NMR općenito prikazuje puno bolji kontrasl izmedu normalnih i promijcnjcnih tkiva.) NMR omogućava rekonsirukciju snimki u bilo kojem presjcku i osobito jc korisian u istraživanjima mozga i ledne moždine. Prikazuje lumorc brzo i jasno. kao i njihovu ločnu prošircnosi. NMR daje rane dokazc potencijalnih ošlećenja

u inzultu. dopuštajući tako liječnicima primjenu primjerenog liječenja što prije. Magnetska rezonatna spektroskoplja (MRS). tehnika oslonjena na NMR koja rabi istu aparaturu. ali istražuje molekularni sastav i metaboličke procese. prije negoli anatomiju, takoder mnogo obećava u istraživanju funkcije mozga. Mjercnjem molekularnih i metaboličkih promjena u mozgu. MRS je već prihavio nove informacije o razvoju i starenju mozga, Alzheimerovoj bolesti. shizofreniji. autizmu i inzultu. Kako je metoda neinvazivna. idealna je za istraživanja prirodnog tijeka bolesti ili odgovora na terapiju. Funkcionalna magnetska nuklearna rezonancija (fNMR) Druga nova i uzbudujuća tehnika imaginga je fNMR. Ova tehnika mjeri aktivnost mozga u mirovanju i nakon aktivacije. Ona kombinira visoku rezoluciju i neinvazivni prikaz anatomije mozga koju nudi standardni NMR sa strategijom otkrivanja promjena u razini oksigenacijc krvi koja je posljedica neuronskc aktivnosti. Tehnika omogućava detaljnije prikaze moždanih podrućja odreclenih mentalnih aktivnosti u zdravlju i bolesti. Do danas. fNMR se upotrebljavao u istraživanju različitih moždanih funkcija od primarnih osjetnih odgovora do kognitivnih aktivnosti. Dok je točna priroda promjena signala koje prikazuje fNMR još upitna. uspjeh fNMR-a u brojnim je istraživanjima pokazao svoj velik potencijal. Magnetoencefalografija (MEG) Jedan od najnovijih napredaka u skeniranju, MEG. otkriva izvor slaboga magnetskog polja koje emitiraju neuroni. Niz cilindričnih senzora nadzire magnetsko poljc oko glavc bolcsnika kako bi se odredio položaj i jakost aktivnosti u različitim moždanim područjima. Nasuprot ostalim tehnikama prikaza. MEG može prikazati brzo izmjenjive uzorke neuronske aktivnosti s rezolucijom u milisekundama i dati kvantitativne mjere svoje snage za pojedince. Štoviše, primjenjujući podražaj različitom ućestalošću. moguće je odrediti koliko dugo izostaje neuronska aklivacija u različitim moždanim podrućjima koja odgovaraju na podraživanje. Jedan od najuzbudljivijih dosega u području oslikavanja mozga je udružena obrada informacija fMRI i MEG. Prvi pribavlja detaljne inl'onnacije o područjima moždane aktivnosti tijekom nekoga odredenog zadatka, dok MEG govori o tome kada la područja postaju aklivna. Udružena obracla ovih informacija omogućava mnogo bolje razumijcvanje o lome kako mozak funkcionira u zdravlju i bolesli.

Genska dijagnostika Naslijedeni otisak svih Ijudskih svojstava. geni. sastoje se od kralkih dijelova deoksiriboiiukleinske kiseline (DNK). duge spiralne. zavijene siruklure koja se nalazi na 23 para kromosonui u jezgri svake Ijudske stanice. Novi poslupci genske dijagnoslike sada mogu olkrili na kromosomu smještaj gcna odgovornoga za neurološkc i <M

psihijatrijskc bolesti i identificirati slrukturne promjene u ovim genima koje su odgovorne za naslanak bolesti. Ova je informacija korisna za prepoznavanje pojcdinaca koji nose oštećcne gene i tako pomaže dijagnostiku: za razumijevanje ločnog uzroka bolcsti u svrhu poboljšanja poslupaka sprječavanja i i liječenja; i za procjenu malignosti i rasta odredcnih tumora. Do sada su znanstvenici prepoznali o.šiečene gene u više od 50 neuroloških bolesli i njihov smještaj na kromosomima u oko stolinu njih. Prenatalni testovi ili testovi nositelja postoje za najučestalije od ovih bolesti. Znanslvenici su olkrili gen na 4. kromosomu koji se promijeni u bolesnika s Huntinglonovom bolešću. Oštećenje je proširenje CAG sekvence. CAG je genelski kod za aminokiselinu glulamin. a proširena preslika dovodi do stvaranja cluljeg lanca glutamina u bjelančevini. Čini se da ovo proširenje oštećuje funkciju bjelančevina. Znansivenici su otkrili kako je opseg proširenja preslikc u pojedinca povezan s Hunlingionovom bolešću. Druge neurodegeneralivne bolesli lakoder imaju proširenu CAG presliku u drugim genima. Mehanizmi kojima ova proširenja uzrokuju neurodegeneraciju u zreloj dobi predmel su iscrpnih isiraživanja. Ponekad se u bolesnika s poremećajcm jednoga gena pronade kromosomska anomalija - delecija ili kidanje DNK sekvence gena - koja može znanstvenicima ukazati na precizniji položaj bolesnoga gena. Ovo je slučaj s nekim abnormalnostima pronadenim na X-kromosomu u bolesnika s Duchenneovom mišićnom distrofijom ili na 13. kromosomu u bolesnika s luisljeclniin reiinohlasiomoin. rijelkim tumorom dječjc dobi koji možc prouzroćiti sljepoću ili druge neoplazme. Mapiranje gena dovelo je do prepoznavanja gena na 21. kromosomu koji kodira bjelančevinu bela amiloidni prekursor koji se nenormalno kida kako bi oblikovao manje peplide. bela amiloid. Upravo se ova bjelančevina nakuplja u senilnim pločama mozgova bolesnika s Alzheimerovom bolesti. Ovo je otkriće razjasnilo i zašto oboljeli od Dovvnovoga sindroma (Irisomija 21) neizbježno nakupljaju depozite amiloida: slvaraju previše amiloida jer posjeduju tri umjcsto dvije preslike ovoga gena. Mutacije ovoga gena svojstvene su odredenom broju bolesnika s Alzheimerovom bolesti. Nekoliko je drugih genctskih eimbenika idenlificirano u Alzheimerovoj bolesti. uključujući gene za dvije bjelančevine, presenilin I i presenilin 2, smještene na 14. i 1. kromosomu. Rizični čimbenik kasne pojavc Alzheimerove bolesli jest gen za bjelančevinu apolipoprotein E smješlen na 19. kromosomu. Gensko mapiranje omogućilo je liječnicima dijagnozu mentulne reiardacije lomljivog X kromosomu. najčešćeg uzroka nasljedne menlalne relardacije. Znanstvenici sada vjeruju kako su izolirali gen. Nekoliko skupina znanstvenika istražuje postoje li genetske sastavnice shizofrenije. manične depresije i

alkoholizma. ali njihovi su nalazi još bez zaključaka. Sve u svemu, prepoznavanje strukture i funkcije pojedinih gena koji uzrokuju bolesti mozga i živčanog sustava u ranim je fazama. Čimbenici koji odreduju varijacije genske ekspresije abnormalnosti pojedinih gena kao ono što dovodi do ranijega ili kasnijeg početka ili intenziteta bolesti - nisu još poznati. Znanstvenici takoder proučavaju gene u miiolitmdrijiinu.

strukturama koje se nalaze izvan jezgre stanice. a koje imaju svoj vlastiti genom i koje su odgovorne za stvaranje energije koju stanica koristi. Nedavno je potvrdeno da različite mutacije gena mitohondrija uzrokuju nekoliko rijetkih neuroloških poremećaja. Neki znanstvenici pretpostavljaju da se nasljedne varijacije mitohondrijske DNK mogu javljati u bolestima kao što je Alzheimerova. Parkinsonova. kao i u nekim bolestima živčanog sustava dječje dobi.

STANICA

Po»e?am sl|fdovi bui

Timm

A N A T O M I J A G E N A . U jezgri svake stanice dvije duge nitaste uzvojnice D N K kodiraju upute za sintezu svih bjelančevina potrebnih za život. Svaka stanica sadrži više o d 50 000 razlićitih gena smještenih na 23 uparena kromosoma gusto izvijene D N K . Svaka vrpca D N K nosi 4 vrste kodirajućih molekula - adenin (A). citozin (C), gvanin (G) i timin (T). Poredak kodirajućih molekula u genu (dijelu D N K ) kod je za sintezu bjelančevina.

Mogući postupci liječenja

Novi lijekovi. Većina lijekova koja se

danas rabi razvijena je primjenom postupaka pokušaja i pogrešaka koji česlo ne oikrivaju zašto neki lijek dovodi do odredenog učinka. Ali nove spoznaje sakupljene uporabom novih postupaka molekularne biologije - sposobnost sinteze gena reeeptora i odredivanje njegove strukture - omogućuju stvaranje sigurnijih i učinkovitijih lijekova. U epruveti se učinkovitost sredstva može odrediti po sposobnosti vezanja za reeeptor. Tada znanstvenik može mijenjati slrtikturu lijeka kako bi poveeao afinitel za reeeplor. Tako se mogu razvijati uzastopne generaeije lijckova kojc bi svc učinkovitijc stupale u intcrakciju s receptorima, uz veću učinkovitost i manje popratnih pojava. Dok je ovaj "razumni dizajn lijekova" obećavajući u razvoju lijekova za bolesli od moždanog udara i migrenoznih

glavobolja sve do depresije i tjeskobe, bit ee potrebno uložiti mnogo trucla kako bi se razjasnila uloga različitih reeeptora u ovim boleslinia.

Čimbenici rasta Jedan od rezultata istraživanja u neuroznanosti je i otkriće brojnih čimbenika rasta koji se nalaze u mozgu i nadziru razvoj i preživljenje specifičnih skupina neurona. Jcdnnm kada se prepozna specifično djelovanje ovih molekula i njihovi reeeptori. i kada se kloniraju njihovi geni. mogu se razviti postupei mijenjanja regulaeijskih ueinaka čimhenika rasta na način koji bi koristio u lijećcnju neuroloških poremećaja. Vcć sada su istraživači pokazali moguću korist jednoga od ovih eimbcnika. čimbcnika rasia živca (NGF). Ubrizgan u mozak štakora NGF sprječava staničnu smrl i potiče regcneraeiju i grananje ošteeenih neurona za koje je poznalo da umiru u Alzheimcrovoj bolesli. Kada se starijc živolinje s poremećajima učenja i pameenja liječe pomoću NGF. znansivenici su utvrdili da ovc životinje mogu upamiili labirinl jednako dobro kao i zdravi šlakori. Nedavno je prepoznato nekoliko novih čimbenika i započelo je njihovo ispitivanje. Poieneijalno su korisni za liječenje. ali znanslveniei prvo moraju shvaiiti kako mogu djclovati na neurone. Alzheimerova. Parkinsonova i Lou

Gehrigova bolesl će se u budućnosii moei lijećili eimbenicima rasla ili njihovim genima. Kakoje razaranje neurona koji koriste acetilkolin jedna od OSObitOSti Alzheimerovc bolcsti. bilo koja tvar koja može sprijeeili OVO razaranje važan je cilj islraživanja. NGF. koji lo može. obeeava smanjivanje gubiika pamćenja povezanoga s normalnim slarenjem. Jednom kad se pronade čimbcnik rasla za pojedinu stanicu preslike čimbcnika mogu se genciski usmjeriti u moždana područja u kojima ove stanicc umiru. Liječenje ne mora izliječiti bolest. ali može poboljšati simplome i usporili napredovanje bolesti. U iznenadujućcm zaokretu u vezi s lijeeenjem clmbenicima rasta. istražh/ači su po prvi pul prikazali kako neulralizaeija inhibicijskih molekula može pomoči oporavak oštećcnih živeanih viakana u lednoj moždini. Protutijelima na Nogo-A. bjelančevinu koja inhibira regeneraciju živca. švicarski su istraživaći uspjeli posiići ponovni rast živaca oštećene ledne moždine u šiakora. Liječeni su štakori pokazali značajan naprcdak u sposobnosti gibanja nakon oštećenja ledne moždine. U ovim su pokusima znansivcnici presjekli jednu od glavnih skupina živeanih vlakana ledne moždinc koja povezuje lednu moždinu i mozak. Kada je protutijelo na eimbenik Nogo-A primijenjeno na lediui moždinu ili mozak odraslog šiakora. "opsežno grananje" živeanih vlakana pojavilo se na mjeslu presijecanja ledne moždine. Tijekom dva do Iri ijedna neuroni su rasli prema donjim segmenlima ledne moždine. a u nekih živolinja eijelom njezinom duljinom. U nelijeeenih štakora s ošlećcnom kraljcšničnom

moždinom, najveća udaljenosl ponovnoga živčanog rasta rijclko je prelazila deselinu inča. Ovo bi islraživanje moglo imali kliničke posljedice za Ijudc s ozljedama ledne moždine ili mozga.

Stanična i genska terapija Islraživači u eijelom svijctu traže brojne nove naeine oporavka ili zamjene zdravih neurona i drugih stanica u mozgu. Veeina se pokusnih prisiupa još islražuje na životinjama i danas se ne može smatrali pravim liječenjem. Znanstvenici su prcpoznali cnibrionskii nciiralmi zanicniu stanicn - nespecijaliziranu stanieu iz koje nasiaju stanice sa spceifičnim funkcijama. Pronašli su ovaj lip stanice u mozgu

STANIČNA I GENSKA T E R A P I J A . U mogućim postupcima liječenja znanstvenici namjeravaju umetnuti genetski materijal za korisni neuroprijenosnik ili čimbenik rasta u zametnu stanicu ili virus. Stanice ili virusi se tada stavljaju u špricu i ubrizgavaju u bolesnika gdje će stvarati korisnu molekulu i, vjeruje se, poboljšati simptome.

i leđnoj moždini embrija i odraslih miševa. a koja se može stimulirati na diobu poznatim bjelančevinama. epidermalnim čimbenikom rasta i čimbenikom rasta fibroblasta. Zametne staniee mogu trajno stvarati sva tri osnovna tipa moždanib sianica - neurone: aslrocile, stanice koje prehranjuju i zaštićuju neurone; i oligodendrocite, stanice koje okružuju aksone i omogućuju učinkovit prijenos signala. Jednoga ee dana moći zamijeniti nestale neurone. Vrlo slična zametna staniea olkrivena je u živćanom sustavu odraslih u različitim tipovima tkiva. što pomaže vjcrovanju kako bi se ove zametne stanice mogle l'armakološki usmjcriti u zamjenu ošteeenih neuiona. U jednom drugom radu istraživači proučavaju brojnc viruse koji bi na kraju mogli djelovati kao "trojanski konji" u prijenosu terapijskih gena u mozak kako bi djelovali protiv bolesti živčanog sustava. To sti herpes simpleks tip I virus (HSV), adenovirusi, lentivirusi, virusi pridruženi adenovirusima i ostali prirodno povezani s neuronima. Dokazano je kako se svi mogu izmijeniti tako da prenose nove gcne u

stanice u kulturama stanica i srcdišnjcm živčanom sustavu glodavaca. HSV i adenovirusi se ispituju i u ranim fazama pokusa na Ijudima radi liječenja moždanih tumora. U jcdnom pokusu genske terapijc znanstvenici su razvili životinjski model Parkinsonovc bolesti (PB) na rhezus majmunima. Tjedan dana kasnije ovi su majmuni dobili injekcije gena neurotropnog čimbcnika. dobivcnoga iz glija Stanica (GDNF). i to u strijatum i supstanciju nigru pomoću lentivirusnoga vektorskog sustava. Nigrostrijatalni jc suslav osnovno područjc mozga zahvaćeno u PB. Injekcije su preokrenule motorni deficit uočcn kliničkim ispilivanjcm kao i zadatke hvatanja rukama tijekom tri mjeseca. Sninike PET pokazale su kako ove životinjc pokazuju značajno povcćanje količine dopamina. kemikalijc koja ncdostaje u bolesnika. Poslmorlalna islraživanja pokazala su sveobuhvainu zašlitu strijatalnog dopamina kao i broja nigrostrijalalnih neurona. Rczultali podržavaju ideju da lentivirusna opskrba GDNF-om može dovesti do iieuroprolekcije u bolcsnika s ranoni PB. 47

Rječnik A C E T I L K O L I N Ncuroprijenosnik u mozgu, gcljc regulira

B A Z A L N I GANGLIJI Nakupine nourona kojo uključuju

pamćenje, i u perifernom živčanom sustavu. gdjc nad/irc rad

nucleus caudatus. putamcii. globus pallidus i substantiju

skcletnih i glalkih mišića.

nigru. smjcštcnc duboko u moz.gu. a imaju važnu ulogu u

ADRENALIN

nadzoru pokrcla. Smrl stanioa substantijo nigrc doprinosi

Uormon kojcga otpušta srž nadbubrcžnc

žlijezde i specijalizirana područja u mozgu, koji djeluje s

Parkinsonovoj bolesti.

noradrenaliiioni

B R O C I N O POLJE Područjc mozga smjcšlono u čconom

kako

potaknuo

simpalički

dio

aulonomnoga živčanog sustava. Ponckad zvan i cpincl'rin.

rožnju lijeve poluikc kojc jc važno u oblikovanju govora.

A F A Z I J A Porcmcćaj razumijcvanja izgovorenoga ili samog

CEREBELLUM

(MALI

MOZAK)

Vclika

struktura

govora. čcsto rezultat moždanog udara.

smjcštona na krovu diencefalona koja pomaže nadzoru

A G O N I S T Neuroprijenosnik. lijek ili druga molekula koja

pokrcta spojevima s ponsom. produljenom moždinom.

stimulira receptore kako bi dovela do željene reakcijc.

Icdnom moždinom i lalamusom. Mo/e biii ukljućcn u oblikc

AKCIJSKI

učenja motorike.

POTENCIJAL

Nastajc

kada je

neuron

aktiviran i privremono prcokrcćo clcklrično stanje svoje

CEREBROSPINALNA

unutamje membrane od negativnoga k pozitivnomu. Ovaj

nalazi u komorama mozga i središnjem kanalu lodno

elcktrični naboj putuje uzduž aksona na kraj neurona gdje

moždino.

pokrcćc oslobadanjc neuroprijenosnika.

CIRKADIJANI

A K S O N Vlaknasli izdanak neurona ponioeu kojcga stanica

fizioloških promjcna koji Iraje približno 24 sata.

šalje informaciju ciljnoj stanici.

COCHLEA

ALZHEIMEROVA

unutarnjeg uha nalik pužovoj kućici. odgovoran za prijovod

B O L E S T Olavni uzrok demencije,

TEKUĆINA

Tekućina koja se

R I T A M C'iklus promjena ponašanja ili

(PUŽNICA)

Tekućinom ispunjen organ

najčcšći u starijih. dovodi do golcmih malcrijalnih troškova

pokrola u ncuroprijonos kako bi so slvorio slušni osjet.

za društvo. Bolesl jc karaktcrizirana smreu nourona u

C O R P U S C A L O S U M Voliki snop živoanih vlakana koji

hipokampusu.

povozuje lijevu i dosnu poluiku mo/ga.

moždaiioj

kori

osialim

moždanim

područjima.

Č I M B E N I K R A S T A Ž I V C A Tvar čija jo uloga vodonjo Najzastupljoniji

neuronskog rasta tijekom ombrionalnog razvoja. osobilo u

nouroprijcnosnici u mozgu. uključuju glutamat i aspartal.

porifcrnom živčanom sustavu. ("imbonik rasta živca takodcr

koji djeluju ekscitacijski, i glicin i gamaaminomaslačnu

vjcrojalno pomažc odr/avanjc nourona u odraslih.

kisolinu ( G A B A ) . koji djcluju inhibitorno.

Č U N J I C I Primama rcocplorska stanica vida smjcšiona u

A M Y G D A L A Struklura volikog mozga koja jo važni dio

mrežnici. Čunjić jc osjctljiv na bojc. a rabi sc primarno za

limbičkog sustava i igra srcdišnju ulogu u učciiju cmocija.

dncvni vid.

ANDROGENI

DEPRESIJA

AMINOKISELINSKI

PRIJENOSNICI

Spolni steroidni hormoni, uključujući

Menlalni porcmeoaj karakteriziran dcprc-

testosieron. koji su izraženiji u muškaraoa negoli u žona.

sivnim raspoložcnjcm i porcmcćajima sna. tcka i količinc

Odgovorni su za spolno sazrijovanje muškaraca.

energije.

ANTAGONIST

Lijck ili druga molekula koja blokira

reooplore. Antagonisli inhibiraju učinkc agonisla. AUTONOMNI živčanog

S U S T A V Dio porifernoga za

regulaoiju

D O P A M I N Katckolaminski ncuroprijenosnik po/nat po brojnim funkcijama ovisno o mjestu djolovanja. Nouroni

unutarnjih organa. Sadrži simpatički i parasimpatički živčani

substantije nigro moždanog ilobla koji sadržo dopamin

odgovoran

Dn'oliki i/danak tijela neurona. Zajcdno s

aklivnosti

sustav.

sustava

ŽIVČANI

DENDRIT

tijclom ncurona prima informacijc od ostalih neurona.

pružaju so proma nuolousu eaudatusu. a razoreni su u

Parkinsonovoj bolesti. Vjeruje se kako dopamin usklađuje

fosforilacije. fosfatne molekulc se nalaze nii bjclanćcvini i

emocionalne

aktiviraju iii inaktiviraju bjelančevine. Vjeruje se kako je

zlouporabi lijekova.

fosforilacijii neophodni korak mogućnosti djelovanja nckih

DORZALNI ROG Područje lcdne moždine gdje mnoga

neuroprijenosnika i često je rezultat aktivnosti drugoga

živeana vlakna iz perifernih rcceptora boli susreću ostala

glasnika.

ascendentna i descendentna živčana vlakna.

GAMAAMINOMASLAČNA

DRUGI

Aminokiselinski

odgovore

GLASNICI

i igr;i

ulogu u shizofreniji

Tvari kojc pokreću komunikaciju

KISELINA

(GABA)

prijenosnik u mozgu čijii je osnovna

između različitih dijelova neurona. Ove kemikalije sudjeluju

funkcija inhibicija izbijanja neurona.

u stvaranju i otpuštanju neuroprijenosnika, unutarstaničnim

GLIJA

pokretima. metabolizmu ugljikohidrata i procesima rasta i

neurone.

Specijalizirane stanice kojc hrane i podupiru

razvoja. Izravno djelovanje glasnika na genetski materijal

GLUTAMAT

Stanice može dovesii do dugoročnih promjena ponašanja.

pobuduje ncuronc. Glutamat potičc N-mctil-D-aspartatne

odnosno pamćenja i ovisnosti o lijekovima.

( N M D A ) receptore koji su povezani s aktivnostima od

DUGOTRAJNO PAMĆENJE Posljednja faza pamćenja u

učenjii i pamćenja do razvoja i odrcdivanja

kojoj pohranjena informacija traje satima do doživotno. EKSCITACIJA

Promjena električnog stanja neurona.

povezanii s povišenom vjerojatnošcu akcijskog poteneijala. ENDOKRINI

ORGAN

Organ koji otpušta

hormon

izravno u krv kako bi regulirao stanienu aktivnost nekih drugih organa.

Aminokiselinski

kontakata

u razvojnih

receptora

može

neuroprijcnosnik

životinja.

dovesti

živčanih

Stimulacija

do korisnih

koji

NMDA

promjena. dok

prekomjema stimuhicija može prouzročiti oštećenje ili snirt neuroiiii pri neurološkoj ozljedi i moždanom udaru. G O N A D E Primarne spolne žlijezdc: sjcmenik (lestis) u muškarca i jajnik (ovarij) u žena.

E N D O R F I N I Neuroprijenosnici kojc proizvodi mozak. a

HIPOFIZA

koji djeluju na staniee i dovode clo promjena ponašanja nalik

hipotiilamiisom. U Ijuili je žlijezda sastavljcna od dva rcžnja

onima morfija.

i otpušta brojne hormonc koji uskladuju aklivnost drugih

EPILEPSIJA

Poremećiij

karakteriziran

ponovljcnim

napadima koje uzrokuje nenormalno pobudivanje velike

Endokrina

žlijezda

usko

vezana

endokrinih organa u lijelu. H I P O K A M P U S Struktura unutar mozga nalik morskom

skupine neurona n različilim područjima mozgii. Epilcpsija

konjiću. koja se smaira najvažnijim dijclom

sc može liječiii mnogim vrstama iintikonvulzivnih lijekova.

suslava. Sudjeluje u učenju. pamćcnju i emocijama.

limbičkog

E S T R O G E N I Skupina spolnih hormona koji se nalaze viSe

H I P O T A L A M U S Kompleksna struktura mozga sastavljena

u žena nego u muškaraca. Odgovorni su za žensko spolno

od brojnih jczgara s različitim funkcijama. Ovo uključujc

sazrijevanje i ostale funkcije.

uskliidiviinje

aktivnosti

E V O C I R A N I P O T E N C I J A L I Mjera moždane elektrićnc

informacija

autonomnoga

aktivnosti kao odgovor na osjetne podražaje. Dobivaju se

hipofizc i rcguliiciju snii i lekii.

unutarnjih živčanoga

organa,

nadzor

sustava,

nadzor

postavljanjem elektroda na površinu glave (ili znatno rjede,

H O R M O N I Kemijski posrcdnici koje oipuštaju cndokrinc

unutar

žlijezdc kako bi uskladile aku'vnosi ciljnih stanica. Imaju

lubanje). ponavljanjem

podražaja i uporaborn

računala u očitavanju rezultata.

ulogu u spolnom razvoju. metabolizmu kalcija i kosti. rastu i

FOSFORILACIJA Proces koji mijenja osobitosti neurona

mnogim drugim aktivnostima.

djelovanjem

aeurotransmitorske

H O R M O N KOJI P O T I Č E FOLIKULE llormon kojega

reccptore ili ostalc regulacijske bjclančevinc. Tijekom

nii

ionskc

kanale,

olpuštii hipofiza. a koji poliće proizvodnju sjcmcna u

muškaraca, odnosno rast folikula (koji stvarajajašce) u žena.

prijc

HUNTINGTONOVA

nadola/cćem danu.

BOLEST

Bolest

poremećaja

svitanja.

pripremajući

lijclo

akiivnosli

pokrcta prou/roćcna smrću neurona u bazalnim ganglijima i

K R A T K O T R A J N O PAMĆENJE Faz.a pameenja u kojoj

drugini područjima mozga. Karakterizirana j'e ncnormalnim

ograničcna količina informacija možc biti upamćcna na

pokrctima zvanima korcja (chorca) - izncnadnim. grčevitim,

nekoliko sekundi ili minuta.

ncsvrsishodnim pokrctima.

LIMBIČKI SUSTAV Skupina moždanih struklura -

INHIBICIJA U odnosu na ncuronc. to jc sinaptička poruka

uključujući amigdalu. hipokampus. scplum. ba/alnc ganglije

koja sprjcčava izbijanje ciljne stanice.

i ostalo - koji poma/u regulaciju očitovanja osjcčaja i

IONI Električno nabijeni atomi ili molekule.

osjcćajnog pamćcnja.

KATEKOLAMINI Ncuroprijcnosnici dopamin. adrcnalin i

MANIJA

noradrcnalin koji SU aklivni u mozgu i u pcrifcrnom

prekomjernom

simpatičkom živčanom sustavu. Ove tri molckulc imaju

raspolo/enjem. prckomjcrnom psihomolornom aklivnošću i

odredene strukturne sličnosti i dio su vcćc skupine

prckomjcrnim stvaranjcm idcja. Možc biti udružcna s

ncuroprijcnosnika poznate kao monoamini.

psiho/om: primjcricc grandomanijom.

KLASIČNO KONDICIONIRANJE Ueenje n kojem jc

MELATONIN Mclatonin oipušta pincalno tjelešce u krv. a

podražaj koji prirodno dovodi do specifiČnog odgovora

slvara sc od scrotonina. Mclatonin zahvaća fi/iološkc

(ncuvjctovani podražaj) uvijck i/nova popraeen nculralnim

promjcnc ovisne o vrcmcnu i ciklusima svjella.

Mentalni

poremećaj'

ckscitacijom.

karaktcri/iran

uzbudcnjem.

povišcnim

podražajcm (uvjetovani podra/aj). Kao rc/ultal. uvjctovani

M E T A B O L I Z A M Z.hroj s\ih fi/ičkih i kcmijskih promjcna

podrazaj može i/a/vati odgovor sličan onom neuvjelovanog

kojc se javljaju u organizmu kao i svc promjcne cncrgijc koje

podražaja.

nastaju unutar sianicc.

KOLECISTOKININ Hormon kojcga otpušta želučana

MEĐUMOZAK

(DIENCEFALON)

Najkaudalniji dio

sluznica tijckom ranc fazc probavc. a koji djcluje kao moćan

moždanog dcbla. Zajcdno s ponsom i produljcnom moždinom.

suprcsor normalnog hranjcnja. Nadcn jc i u mo/gu.

srcdnji je mozak uključen u brojnc funkcijc. uključujući

KOMORE OU četiri komorc. rclativno vcliki prostori

regulaciju rada srca. disanja. do/ivljaj boli i kretanje.

ispunjenih cerebrospinalnom tekućinom, tri sc naiaze u

MITOHONDRIJI Malc cilindrične čestice unutar stanicc

vclikom mo/gu i jcdna u moždanom dcblu. Bočne komorc.

koje stanici stvaraju cnergiju prctvarajući gluko/u i kisik u

dvijc najveee. smjcštcnc su simcirično povrh mo/danog

spccijalnc encrgetske molckule kojc sc na/ivaju ATP.

debla, svaka u jednoj polutci.

MONOAMINOOKSIDAZA (MAO) Moždani i jctreni

KONSOLIDACIJA

PAMĆENJA Fi/ićkc i fiziološke

cn/im koji normalno razgraduje katckolamine noradrcnalin.

promjene koje nastaju kada se mozak organizira i preraduje informacije s ciljem da ih učini irajnim dijelom pamćenja.

dopamin i adrcnalin. kao i druge monozaminc kao šio je

KONUS

M O T O R I Č K I N E U R O N Ncuron koji prenosi informaciju

RASTA Posebna struktura na kraju većine

scrotonin.

aksona. To jc mjesio gdje sc novi malcrijal dodaje aksonu.

iz srcdišnjcga živčanog sustava do mišića.

KORA NADBUBREŽNE ŽLIJEZDE Endokrini organ

MIASTENIJA

koji otpušta kortikostcroidc /a mctaboličkc

acctilkolinski rcccptori na mišićnim slanicama lako da mišići

funkcijc:

primjerice kao odgovor na slrcs.

GRAVIS Bolest u kojoj su razoreni

ne mogu više odgovarati na acclilkolinskc signalc i tako sc nadbuhrežne

konirahirati. Simptomi su mišična slabosi i progresivni

žlijezde. U Ijudi sc korii/ol otpušta u vclikim količinama

umor. Uzrok bolcsti nije poznal. ali je čcšća u žcna ncgo u

KORTIZOL

Ilormon koji stvara kora

muškaraca i obično nastaje u dobi izmcdu 20 i 50 godina.

cnergijc tijcla i zaliha tijckom opušlanja.

MIJELIN Kompaktni masni matcrijal koji okružuje i izolira

PARKINSONOVA

aksonc nckili ncurona.

prouzročcn smrću dopaminskih ncurona u substanciji nigri.

MOŽDANA KORA Površinski sloj moždanih polutki.

smještcnoj u mcdumozgu. Simplomi su trcmor. gegajući hod

Odgovornaje za svc oblikc doživljavanja svijesti, uključujući

i opća oskudnost pokrcta.

opažanjc. cmocijc. razmišljanje i planiranjc.

PEPTIDI Lanci aminokisclina koji mogti l'unkcionirati kao

BOLEST

Poremećaj

pokrcta

MOŽDANI UDAR (INZULT) Treći najčesci uzrok smrti

ncuroprijcnosnici ili hormoni.

u Amcrici. posljedica je spriječenoga đotoka* krvi u mozak.

PERIFERNI ŽIVČANI SUSTAV Dio živčanog sustava

Možc nastati razdorom stijenkc krvnc žilc. opstrukcijom

koji se sasloji od svih živaca koji nisu dio mozga ili lcclnc

krvotoka ugruškom ili drugim materijalom ili pritiskom na

moždine.

krvnu žilu (kao npr. tumorom). Bcz kisika kojcga krv prenosi

P I N E A L N A Ž L I J E Z D A Endokrini organ mozga. U nekih

živčane

živoiinja. pinealno ijclcšcc djeluje kao biološki sat ovisan 0

stanicc

u zahvaćenom

području

mogu

funkcionirali i umiru. Isto tako. dio lijela kojega nadziru ovc

svjctlu.

stanice takoder više ne možc funkcionirati. Može dovesti do

PODRAZAJ Okolišni dogadaj kojega mogu otkriii osjclni

gubitka svijcsti i smrli.

reccplori.

MOŽDANO DEBLO Glavni put kojime vcliki mozak šaljc

POLUTKE MOZGA Dvije spccijaliziraiic polovicc mozga.

informacije i prima informacijc iz lcdne moždine i perifernih

Lijeva je polutka spccijalizirana za govor, pisanjc. jezik i

živaca. Moždano deblo kontrolira. izmedu ostaloga. disanjc

računanje: desna jc polutka specijalizirana za snalažcnje u

i rcgulaciju srčanog ritma.

prostoru. prepoznavanjc lica i nckc oblike opažanja i

NEURON Živčana slanica. Spccijalizirana je za prijenos

slvaranja glazbe.

informacije i karakterizirana dugim, vlaknastim izdancima

PONS

Dio

medumozga

koji

s drugim

moždanim

nazvanim aksoni i kraćim. razgranatim izdancima koji sc

Strukturama nadzire disanje i uskladujc srčani rad. Pons je

nazivaju dendrrti.

glavni put kojime veliki mozak šaljc obavijesti u lednu

NEUROPRIJENOSNIK

(NEUROTRANSMITOR)

moždinu le iz nje i perifcrnoga živčanog sustava prima

Kemikalija koju otpuštaju neuroni na sinapsama u svrhu

obavijesti.

prijenosa informacijc drugim ncuronima prcko rcccplora.

PSIHOZA

NOCICEPTORI

karakteriziran nesposobnošcu shvaćanja stvarnosli. Može se

U životinja

živčani

završeci

koji

Ozbiljan

simpiom mcnlalnih

poremećaja

signaliziraju osjet boli. U Ijudi se nazivaju receptorima boli.

pojaviti u mnogim stanjima, uključujući shizofreniju, maniju,

NORADRENALIN

deprcsiju i stanja prouzročena lijekovima.

Katekolaminski

ncuroprijcnosnik

kojega stvara i mozak i peril'erni živčani sustav. Ukljućcn jc

RECEPTORSKE MOLEKULE Specifična bjelančevina na

u budcnje. rcgulaciju spavanja. raspoloženja i krvnog tlaka.

površini ili unutar slanicc s karakterisličnom kemijskom i

ORGANELE Male strukture unutar stanicc kojc održavaju

fizikalnom struklurom. Mnogi neuroprijenosnici i hormoni

Stanicu i obavljaju stanični rad.

izazivaju svoje učinke vezanjem za stanićne rcceplorc.

OVISNOST O LIJEKU Gubitak nadzora uzimanja lijeka

RECEPTORSKE

ili prisilno Iraženjc i uzimnnjc lijcka. tinatoč šlctnim

slanicc koje prikupljaju i odašilju osjetne obavijesti.

posljcdicama.

REUPTAKE Proces kojim se oipuštcni neuroprijenosnici

PARASIMPATIČKI

ŽIVČANI

SUSTAV

Ogranak

autonomnog živčanoga sustava, povezan s pohranom

STANICE

Specijaliziranc

osjetne

apsorbiraju za kasniju ponovno uzimnnjc. SEROTONIN Monoaminski neuroprijcnosnik za kojega se 51

vjeruje kako sudjeluje u mnogira funkcijama, uključujući

olpušta adrenalin i noiadrcnalin

rcgulaciju tcmpcraturc. pcrccpciju osjela i počctak sna. Ncuroni koji rabe serotonin kao neuroprijcnosnik nalaze se

simpaličkoga živčanog sustava: primjeriee kao odgovor na stres.

u mozgu i crijcvu. Brojni antidcpresivni lijekovi djcluju na

STAPIC Osjetni neuron smješlen na perifcriji mre/nice.

serotiminske moždane sustave.

Slapie je osjetljiv

SHIZOFRENIJA

specijali/.iran jc za noćni vid.

Kroniena

menlalna

bolest

na svjellost

u skladu s aklivacijom

niskoga inlenziteta i

karakterizirana psihozom (tj. halucinacijama i iluzijama), umanjenim emocijama i promijenjenim kognitivnim

TALAMUS Struklura koja se sasloji od dvije jajaste

funkcijama.

mo/gu. Kao osnovna slanica prekapčanja osjclnih obavijesti koje dola/e prema mo/.gu. talamus fillrira samo obavijcsli

S I M P A T I Č K I Ž I V Č A N I S U S T A V Ogranak autonomno-

nakupine neuralnog tkiva. svaka veličine oraha. duboko u

ga živčanog sustava odgovoran za mobilizaciju tjelesne ener-

od osobitog značenja iz mase signala koji ulaze u mozak.

gije i zaliha tijekom stresa i budenja.

TJEMENI (PARIJETALNI) REŽANJ Jcdan od čeiiri dijeia mo/dane kore. Tjemeni režanj sudjeluje u obradi osjela. pažnje i jezika. VELIKI MOZAK Najveći dio mozga koji sadrži moždanu

S I N A P S A Pukolina i/.medu dva neurona koja funkcionira

kao mjestO prijcnosa obavijesli s jednoga na drugi neuron. SLUSNI ZIVAC Nakupina živčanih vlakana koja se pruža od pužnice uha do mozga. i koja ima dva ogranka: kohlearni živac koji prenosi slušne infoimacijc i vestibularni živac koji provodi informacije u ve/i s ravnotežom. SLJEPOOČNI

(TEMPORALNI)

REŽANJ Jedan od

čeliri glavna dijela svake polulke moždane kore. Sljcpoočni režanj sudjeluje u pereepciji sluha. govora i složcnim vidnini percepcijama. SPOZNAJA (KOGNICIJA) I'roccs ili procesi pomoću kojih organi/.am prikuplja znanje ili postaje svjestan događaja ili predmela i/ okoliša, i rabi lo /nanje za razumijcvanje i rjcšavanjc probleiua. SRŽ N A D B U B R E Ž N E Ž L I J E Z D E Endokrini organ koji

koru i ba/alnc ganglije. Veliki mozak jc zadužen za najviše iniclekiualnc funkcijc. V/ERNICKEOVO POLJE Područje mozga odgovomo za

razumijevanje jezika i stvaranje svrsishodnog govora. ZATILJNI (OKCIPITALNI) REŽANJ Jcdan od čciiri dijela mo/danc kore. Zatiljni režanj sudjelujc u obradi vidnih obavijesti.

Kazalo Mnsnii otisnuli brojcvi odnose so na ilustracijc.

acctilkolin 4 adrenalin 25-26 AIDS 4(1 akcijski potencijal 4 akson 4-5 all'a niotorički ncuroni 20

alkohol 34-36 Aizheimerova bolest 36-37 amfetamini 34 amiloidni protein 37 aminokiseline kao neuroprijenosnici 4-5 amiotrofična liilcralna skleroza (ALS) 42 analgezija 3(1 iindrogcni 7

anksiozni poremećaj 39 autoimuni odgovor 27 autonomni živčani sustav 11.25 bazalni gangliji 19.21.3(1 biološki sat 7.26 bol I d-17.30-31 Brocino poljc 19 čimbenici rasta 6.46 živaca (NGF) 46 deklarativno znanje 18 demencija 28.36 dcndril 4-5 dcprcsija32 manično-dcprcsivna bolest 32 dopamin 6.30.34 Dovvnov sindrom 41 drugi glasnici 7 dugotrajna potencijacija 18 cndokrini SUStav 6-7.25-27 cndorl'ini 6.17 cpilcpsija 31-32 estrogen 7 fcniloin 31 fcialni alkoholni sindrora 35 fluoksetin 32 fobijc 39 funkcionalna magnetska rezonancija (fNMR) 44 gamaaminomaslačna kiselina (GABA) 5.24.32.35

giima motorički ncuron 20 gcn 45 u dijagnozi 44-45 u lcrapiji 46-47 glukokolrikoidi 7.26-27 glutamaj 5.36.38 govor 19 hcroin 34 hipofiza 6.7,32 hipokampus 3,18-19,27 hipotalamus 3.7.24.32 I luntingtonova bolest 41 imunosni sustav 27 inhibitori monoaminooksidazc (MAOI) 32 inhibicijski ncuroni 20-21 ionski kiinali 4 katckolamini 6 klupskc drogc 36 kokiiin 34-35 kortizol 25-27 kralješnična moždina 6,11,17,20-21,38-39,46 levodopa 6.30 limbički sustav 15 Lou Gehrigova bolest 42 magnelocncel'alografija (MEG) 44 mali mozak 19. 21 marihuana 36 medumozak 3.8 metilprednizolon 39 mijastenija gravis 4 mijclinska ovojnica 4-5 mitohondrij 45 morlij 6.30.31.34 motorička jedinica 20 motorički korteks 3.20 motorički neuron 20 mo/iik

anatomska organizacija 3 bolesli 2-3 razvoj 8-11 starenje 28-29 lumori 42 moždana kora 3,17,19,23,31 moždani udar 37-38

MPTP 30 multipla sklcroza 40 narkolepsija 24 neurol'ibriliirni vrtlozi 37 ncurološka ozljeda 38-39 ncuron 4-5 prepuznavanje puta 10 migracija 9-10 preživljavanje 10-11 rodenje 8-9 neuroprijenosnici 4-7 nikoiin 33-34 NMDA receptori 5.18 noradrenalin 6 nuklearna magnetska rezonancija (NMR) 43-44 njuh 15-16 njušna lukovica 15-16 nbrada informacija ibol 16-17 i osjci okus.i i mirisii 15-16 i pokrel 20-21 isluh 14-15 i učenje i pamćenje 18-19 ivid 12-13 okcipitalni (zatiljni režanj) 3.12 okidanje neurona 4-5 opijati 34-35 opsesivno-kompulsivni poremceaj 39 osjel dodira 16-17 osjet okusa 15-16 ovisnosl 33-36 pamčcnjc 18-19 panični poremećaj 39 parijetalni (ijcmcni) režanj 3 Parkinsonova bolesl 30.46-47 peptidi 6 periferni živčani sustav 11 pokretanje 20-21 pons 3.23 poremeeaji učenja 37 pozitronska emisij'ska tomografija (PET) 19.43 prijamno poljc 12 primarna vidna kora 12

proeeduralno znanje 18 prostaglandini 17.31 psihostimuliinsi 34-35 radna mcmorijii 18 reeeplori 4 rcflcks 20-21 uklanjanja 20-21 rcgcncracija 46 reprodukcija 7 Sclve. Hans 25 serolonin 6.32 shizol'rcnijii 39-40 sinapsa 4.5.29 sluh 14-15 spavanje 22-24 poremećaji 23-24 REM spavanje 22-24 stadiji spavanja 22 SPEC'I 43 središnji živčani suslav 6. II siarenje 28-29 i intelektualne sposobnosti 29 strabizam 14 stres 25-27 i cndokrini sustav 25-27 i shizol'icnija 39 kronični 27 u uzbudenju 25-26 supstancija P 6 taliimus 3 teleneefalon 3 lemporalni (sljcpoočni) režanj 3.18 testosleron 7 Tounctov sindrom 41-42 triciklićki iinlidcpresivi 32 iroškovi uslijed bolesti mozga 2-3 učenje 18-19 ukriženi refleks 20-21 vid 12.13-15 VVerniekcovo poljc 19 živčani impuls 4.5

Copvright © 2002 The Society for Neuroscience 11 Dupont Circle, NW. Suite 500 Washinglon, DC 20036 USA Telephone (202) 462-6688 www.sfn.org Vlasnik autorskih prava za Hrvatsku: Hrvatsko društvo za neuroznanost Sva prava pridržana. Ni jedan dio ove publikacije ne smije se reproducirati. pohraniti u sutavu za reprodukciju niti prenositi u bilo kojem obliku i na bilo koji način bez odobrenja The Societv for Neuroscience. Za dodatne primjerke ove knjige na cngleskom. molimo posjetile našu web stranicu www.sfn.org . kliknite na l'iiblicuiion.s te na Brainfacts. Za dodatne primjerke ove knjige na hrvatskom obratiti se Hrvatskom institutu za istraživanje mozga (telefon 01 4596 901) ili Medicinskom fakultetu Osijek (telefon 031 512 812). Prijevod četvrtog izdanja THE SOCIETY FOR NEUROSCIENCE Editor: Joseph Carev. Senior direclor. Communications and Public Affairs Science writer: Leah Arinicllo Researcher: Marv McComb Produced by Meadows Design OfHce Incorporatcd. VVashington. DC www.mdomedia.com Crealive Dircctor and Designer: Marc Alain Meadows Production Assistants: Ching Huang Ooi. Nancv Bratton lllustrator: Lvdia V. Kibiuk. Baltimore. Marviand Fourth edition 06 05 04 02 5 4 3 2 1 ISBN 0-916110-00-1