Substancja szara i jej wpływ na procesy nauczania, motorykę oraz reakcje

17 marca, 2020
Substancja szara uczestniczy w wielu ważnych procesach. Na przykład wpływa na Twój sen, nastrój i sposób, w jaki reagujesz, gdy Twoje oczekiwania nie zostaną spełnione.

Substancja szara jest jedną z najbardziej niesamowitych struktur mózgowych człowieka. I chociaż możesz uważać, że nie ma znaczenia, szczególnie jeśli oceniasz ją na podstawie jej wielkości, to jednam musisz wiedzieć o tym, że jest ona wręcz niezbędna dla Twojego ciała.

Bohaterką naszego artykułu jest właśnie substancja szara. Tutaj zdefiniujemy ją i omówimy jej najważniejsze części i realizowane funkcje. Ponadto dowiesz się też, jakie choroby mogą wynikać z wszelkich powiązanych z nią zmian i patologii. Czy jesteś gotowy, aby dowiedzieć się czegoś więcej na ten fascynujący temat?

Substancja szara uczestniczy w wielu ważnych procesach. Na przykład wpływa na Twój sen, nastrój i sposób, w jaki reagujesz, gdy Twoje oczekiwania nie zostaną spełnione. A co jeszcze warto o niej wiedzieć? Tego dowiesz się z naszego dzisiejszego artykułu. Zapraszamy do lektury!

Czym dokładnie jest substancja szara?

Substancja szara to struktura, która jest częścią zwojów jąder podstawnych, obwodu jąder połączonych. Znajduje się w śródmózgowiu. Ponadto masz ją po obu stronach swojego mózgu, czyli po jednej na każdej półkuli mózgowej.

Prawdopodobnie zastanawiasz się, dlaczego substancja szara nosi właśnie taką nazwę. Okazuje się, że neurony wchodzące w skład tej struktury mają swój własny pigment, który nadaje im ciemniejszą barwę. Nazwa tego pigmentu to neuromelanina i jest on obecny w neuronach dopaminergicznych, które w tym obszarze występują w sporych ilościach.

Substancja szara i jej podstawowe funkcje

Substancja szara składa się z dwóch części, a każda z nich ma swoją osobną funkcję:

  • Kompaktowanie. Ta funkcja jest odpowiedzialna za przekazywanie sygnałów do reszty zwojów jąder podstawnych. Ponadto inicjuje i reguluje zdolności motoryczne poprzez projekcje neuronów dopaminergicznych. Główną cechą tego obszaru jest to, że jest on ciemniejszy, więc zawiera więcej neuronów dopaminergicznych.
  • Połączenia krzyżowe. Rolą tej funkcji jest wysyłanie sygnałów ze zwojów jąder podstawnych do różnych obszarów mózgu, szczególnie do wzgórza i centrum kontroli informacji. Ta funkcja wykorzystuje mniejszą ilość neuronów dopaminergicznych.
Schemat mózgu

Musimy w tym momencie zawrzeć pewną uwagę. Nie wierz ani przez sekundę, że sekcja połączeń krzyżowych nie odgrywa istotnej roli tylko dlatego, że w części kompaktującej znajduje się więcej neuronów dopaminergicznych. To błąd. Połączenia krzyżowe szczególnie skutecznie hamują neurony poprzez neuroprzekaźnik GABA.

Proces uczenia się

Substancja szara jest związana z procesami uczenia się, ponieważ pośredniczy w reakcji mózgu na bodźce. Jej zadaniem jest ułatwianie nauki dzięki stymulującemu działaniu dopaminy. Ponadto zajmuje się głównie uczeniem przestrzennym.

Ok, ale dlaczego ta funkcja w ogóle działa? Dzieje się tak dlatego, że duża liczba neuronów dopaminergicznych aktywuje się, gdy pojawiają się odpowiednio stymulujące bodźce. Taka sytuacja pobudza do działania całą tę strukturę, ponieważ zawiera ona właśnie neurony tego typu.

Nie robi to jednak w oderwaniu od pozostałej części mózgu. Zamiast tego działa w ścisłym połączeniu z innymi strukturami tego organu.

Zdolności motoryczne

Jak wspomnieliśmy na początku tego artykułu, substancja szara jest częścią zwojów jąder podstawnych, które wpływają na naszą motorykę. Ale jakie jest specyficzne działanie substancji szarzej? Otóż w uproszczeniu rozpoczyna ona i następnie kieruje ruchami, w których niezbędne są umiejętności motoryczne.

Ruchy gałek ocznych wpływają na aktywację tworu siatkowatego w połączeniu ze wzgórzem i innymi strukturami układu nerwowego. Działają przede wszystkim wspólne po to, aby nasz wzrok się ustabilizował w sposób spójny z ruchami naszej twarzy i głowy. Ponadto ingerują w przetwarzanie danych wizualnych.

Proces pozytywnego wzmocnienia i nagrody

Kiedy masz jakieś przyjemne doznania, neurony substancji szarej również aktywują się i uczestniczą w obwodach układu nagrody. W rzeczywistości według Marka F. Beara, Barry’ego Connorsa i Mike’a Paradiso, autorów książki (oryg. Neuroscience: Exploring the Brain), ułatwiają one przewidywanie zachowań wymagających wzmocnienia pozytywnego.

Zatem, gdy powtarzają się jakieś wzorce zachowań, aktywuje się również substancja szara. Dzieje się tak dlatego, że istnieją pewne istotne powiązania między bodźcami i reakcjami. Dlatego też kwestia ta jest związana z motywacją, wzmocnieniami i uzależnieniami. Głównie dlatego, że adaptacyjne wykorzystanie uczenia się może ją aktywować.

Regulowanie procesu snu

I znów musimy wspomnieć o tym, że neurony dopaminergiczne występujące między innymi w substancji szarej, są bardzo ważne dla funkcjonowania tej właśnie struktury. Regulują one Twój biologiczny rytm snu.

Dobry sen

Oznacza to, że mają one związek z wzorcami snu bliskiemu jawie. Jest to ten rodzaj snu, który cechuje się najbardziej aktywnymi, szybkimi ruchami oczu (faza REM – oryg. Rapid Eye Movement). Czyż nie jest to naprawdę niesamowite?

Oprócz tych funkcji substancja szara odgrywa rolę w tymczasowym przetwarzaniu informacji. Oznacza to, że bierze na przykład udział w postrzeganiu czasu pod względem wykrywania przedziałów czasowych dla danego bodźca.

Substancja szara i powiązane z nią choroby

Jak można było się dowiedzieć z naszego dzisiejszego artykułu, substancja szara pełni naprawdę różne potencjalne funkcje. Dlatego też wszelkie zmiany lub zaburzenia w tym obszarze mogą prowadzić do rozwoju różnych chorób. Oto dwa przykłady najpoważniejszych z nich:

  • Schizofrenia. Jest to zaburzenie psychiczne, w które zdaje się być zaangażowana substancja szara. To, co się dzieje w tym przypadku, polega głównie na tym, że zaburzenie to zmienia szlaki dopaminergiczne, w tym poziomy tego neuroprzekaźnika. W rzeczywistości mogą w tej chorobie uzyskać one bardzo wysokie poziomy. Dlatego właśnie choroba ta często objawia się silnymi wahaniami motywacji i nastroju.
  • Choroba Parkinsona. Neurony dopaminergiczne degenerują się, szczególnie w zwartej części substancji szarej. Ponadto, jeśli zastanowisz się trochę nad jej funkcjami, możesz dostrzec na własną rękę, jak są one ściśle związane z niektórymi objawami choroby Parkinsona. Na przykład zaburzeniami motorycznymi, wahaniami nastroju i problemami ze snem.

Krótko mówiąc, substancja szara pomaga nam poruszać się, zwiększać motywację, wysypiać się, wykrywać interwały bodźców, wpływać na nas nastrój, uczyć się i łączyć ze sobą poszczególne sygnały nerwowe. Dlatego właśnie jej brak lub zmiana w jej funkcjonowaniu może doprowadzić do znacznych problemów w procesach, w których odgrywa ona istotną rolę.

Bear, M. F. Connors, B. W., PAradiso, M.A. Nuin, X.U., Guillén, X.V & Sol Jaquotor, M.J. (2008). Neurociencias la exploración del cerebro. Wolters Kluwer/Lippicott Williams & Wikins.

Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessel, T.M. (2001). Principios de neurociencia. Madrid: McGrawHill Interamericana