Mozak. Ljudski mozak
Životinje, obično smještene u glavi (prednjem) dijelu tijela i predstavljaju kompaktnu nakupinu živčanih stanica i njihovih dendritičnih procesa. Kod mnogih životinja također sadrži glijalne stanice i može biti okružen ovojnicom od vezivnog tkiva. Kod kralježnjaka (uključujući i ljude) razlikuju se mozak koji se nalazi u lubanjskoj šupljini i leđna moždina koja se nalazi u kralježničnom kanalu.
Mozak beskičmenjaka
Mozak je dobro razvijen u velikoj većini skupina Bilateria - bilateralno simetričnih životinja. Čak i histološki najprimitivniji crijevni turbelari (sada klasificirani kao zasebna vrsta Acoelomorpha) imaju prilično složen mozak s korteksom, neuropilom i komisurama.
Regije mozga sisavaca
Um i mozak
Osim toga, postoje izjave da je um sličan računalu i algoritamski. Gledišta "um stvara mozak" i "um poput računala" ne moraju nužno ići zajedno.
Veličina mozga kod sisavaca
Masa mozga (kg) kao funkcija tjelesne mase (Mt, kg) za razne skupine sisavci:
Mozak u kulturi
Zbog ključne važnosti mozga u tijelu, mozak je popularna tema. U davna vremena jedenje mozga poražene osobe ili životinje zajedno s drugim dijelovima tijela simboliziralo je osvajanje snage neprijatelja. U srednjem vijeku mozak se uz srce shvaćao kao centar života. Trenutno je tema o mozgu široko rasprostranjena fikcija, videoigre i filmovi, posebno filmovi o zombijima.
Povijest istraživanja mozga
Početak moderne znanosti o mozgu stavljen je početkom 20. stoljeća dvama otkrićima: analizom refleksnih činova i otkrićem lokalizacije funkcija u moždanoj kori. Na temelju ovih otkrića, predloženo je da jednostavna adaptivna nevoljni pokreti provode se zahvaljujući refleksnom luku segmentne razine koji prolazi kroz donje dijelove mozga, a svjesnu percepciju i voljne pokrete osiguravaju refleksi višeg reda, čiji senzomotorni luk prolazi kroz više dijelove mozga.
Mozak je dio središnjeg živčanog sustava, glavni regulator svih vitalnih funkcija organizma. Kao rezultat svog poraza, ozbiljne bolesti. Mozak sadrži 25 milijardi neurona koji čine cerebralnu sivu tvar. Mozak je prekriven trima membranama - tvrdom, mekom i arahnoidnom, smještenom između njih, kroz čije kanale cirkulira cerebrospinalna tekućina (likvor). Likvor je vrsta hidrauličkog amortizera. Mozak odraslog muškarca u prosjeku teži 1375 g, žena - 1245 g. Međutim, to ne znači da je bolje razvijen kod muškaraca. Ponekad težina mozga može doseći 1800 g.
Struktura
Mozak se sastoji od 5 glavnih dijelova: telencephalon, diencephalon, srednji mozak, stražnji mozak i medulla oblongata. Telencefalon čini 80% ukupne mase mozga. Ispružio je ruku iz čeona kost do okcipitalnog. Telencefalon se sastoji od dvije hemisfere, u kojima ima mnogo žljebova i zavoja. Podijeljen je u nekoliko režnja (frontalni, parijetalni, temporalni i okcipitalni). Postoji razlika između subkorteksa i cerebralnog korteksa. Subkorteks se sastoji od subkortikalne jezgre reguliranje raznih funkcija tijela. Mozak je smješten u tri lubanjske jame. Hemisfere velikog mozga zauzimaju prednju i srednju jamu, i stražnja fossa- mali mozak, ispod kojeg se nalazi produžena moždina.
Funkcije
Funkcije različitih dijelova mozga su različite.
Konačni mozak
Postoji oko 10 milijardi neurona u sivom korteksu. Čine samo sloj od 3 mm, ali su im živčana vlakna razgranata poput mreže. Svaki neuron može imati do 10 000 kontakata s drugim neuronima. Dio živčana vlakna kroz corpus callosum velikog mozga povezuje desnu i lijevu hemisferu. Neuroni čine sivu tvar, a vlakna čine bijela tvar. Unutar moždanih hemisfera, između frontalni režnjevi i diencephalon, nalaze se nakupine siva tvar. Ovaj bazalni gangliji. Gangliji su skupovi neurona koji prenose informacije.
Diencephalon
Diencefalon se dijeli na ventralni (hipotalamus) i dorzalni (talamus, metatalamus, epitalamus) dio. Talamus je posrednik u kojem se skupljaju sve iritacije primljene iz vanjskog svijeta i šalju u moždane hemisfere kako bi se tijelo moglo adekvatno prilagoditi okolini koja se stalno mijenja. Hipotalamus je glavno subkortikalno središte za regulaciju autonomnih funkcija tijela.
Srednji mozak
Proteže se od prednjeg ruba ponsa do optičkih trakta i papilarnih tijela. Sastoji se od velikog mozga i kvadrigeminalnih peteljki. Kroz srednji mozak svi prolaze uzlazne staze do cerebralnog korteksa i malog mozga i silazno, noseći impulse do produžene moždine i leđne moždine. Važan je za obradu živčanih impulsa koji dolaze iz vidnih i slušnih receptora.
Mali mozak i pons
Mali mozak se nalazi u okcipitalnoj regiji iza produžene moždine i ponsa. Sastoji se od dvije polutke i crva između njih. Površina malog mozga je prošarana utorima. Mali mozak je uključen u koordinaciju složenih motoričkih radnji.
Ventrikuli mozga
Lateralne klijetke nalaze se u hemisferama prednjeg mozga. Treći ventrikul nalazi se između optičkog talamusa i povezan je s četvrtim ventrikulom, koji komunicira sa subarahnoidnim prostorom. Cerebrospinalna tekućina koja se nalazi u klijetkama također cirkulira u arahnoidnoj maternici.
Funkcije velikog mozga
Zahvaljujući radu mozga, čovjek može misliti, osjećati, čuti, vidjeti, dodirivati i kretati se. Veliki (konačni) mozak kontrolira sve vitalne važne procese, koji se javlja u ljudskom tijelu, a također je i “posuda” svih naših intelektualnih sposobnosti. Od životinjskog svijeta, ljudi se prvenstveno razlikuju po razvijen govor i sposobnost da apstraktno mišljenje, tj. sposobnost razmišljanja u moralnim ili logičkim kategorijama. Samo u ljudskoj svijesti mogu nastati različite ideje, na primjer, političke, filozofske, teološke, umjetničke, tehničke, kreativne.
Osim toga, mozak regulira i koordinira rad svih ljudskih mišića (i onih koje čovjek može kontrolirati snagom volje i onih koji ne ovise o čovjekovoj volji, na primjer, srčani mišić). Mišići primaju niz impulsa iz središnjeg živčanog sustava, na koje mišići odgovaraju kontrakcijama s određenom snagom i trajanjem. Impulsi ulaze u mozak iz raznih organa osjećaje, izazivajući potrebne reakcije, na primjer, okretanje glave u smjeru iz kojeg se čuje buka.
Lijeva moždana hemisfera kontrolira desnu polovinu tijela, a desna hemisfera lijevu. Dvije se hemisfere međusobno nadopunjuju.
Mozak nalikuje Orah, u njemu postoje tri velika odjela - deblo, subkortikalni odjel i cerebralni korteks. Ukupna površina korteksa povećava se zbog brojnih utora koji dijele cijelu površinu hemisfere na konveksne vijuge i režnjeve. Tri glavne brazde - središnja, lateralna i parijeto-okcipitalna - dijele svaku hemisferu na četiri režnja: frontalni, parijetalni, okcipitalni i temporalni. Pojedina područja kore velikog mozga imaju različite funkcionalna vrijednost. Cerebralni korteks prima impulse iz receptorskih formacija. Svaki periferni receptorski aparat u korteksu odgovara području koje se naziva kortikalna jezgra analizatora. Analizator je anatomska i fiziološka tvorevina koja omogućuje percepciju i analizu informacija o pojavama koje se događaju u okolišu i (ili) unutar ljudskog tijela, te stvara senzacije specifične za određeni analizator (na primjer, bol, vid, slušni analizator). Područja kore u kojima se nalaze kortikalne jezgre analizatora nazivaju se senzorna područja moždane kore. Motorička zona moždane kore je u interakciji sa senzornim zonama; kada je nadražena, dolazi do pokreta. To se može pokazati jednostavnim primjerom: kada se približi plamen svijeće, receptori boli i topline prstiju počinju slati signale, zatim neuroni odgovarajućeg analizatora identificiraju te signale kao bol uzrokovanu opeklinom, a mišići se “ data zapovijed” da povuče ruku.
Zone udruživanja
Zone asocijacije su funkcionalna područja kore velikog mozga. Oni povezuju dolazne senzorne informacije s prethodno primljenim i pohranjenim u memoriji, a također uspoređuju informacije primljene od različitih receptora. Senzorni signali se shvaćaju, interpretiraju i, ako je potrebno, prenose u pripadajuće motoričko područje. Dakle, asocijativne zone sudjeluju u procesima mišljenja, pamćenja i učenja.
Telencephalon režnjevi
Telencefalon je podijeljen na frontalni, okcipitalni, temporalni i parijetalni režanj. Frontalni režanj sadrži područja inteligencije, koncentracije i motoričkih područja; u temporalnim - slušnim zonama, u parijetalnim - zonama okusa, dodira, prostorne orijentacije, te u okcipitalnim - vidnim zonama.
Zona govora
Velika šteta na lijevoj strani temporalni režanj, na primjer, kao rezultat ozbiljnih ozljeda glave i razne bolesti, kao i nakon moždanog udara, obično su praćeni senzornim i motoričkim poremećajima govora.
Telencefalon je najmlađi i najrazvijeniji dio mozga koji određuje sposobnost osobe da misli, osjeća, govori, analizira, a također kontrolira sve procese koji se odvijaju u tijelu. Funkcije ostalih dijelova mozga prvenstveno uključuju kontrolu i prijenos impulsa, mnoge vitalne funkcije - reguliraju izmjenu hormona, metabolizam, reflekse itd.
Za normalno funkcioniranje mozak treba kisik. Na primjer, ako tijekom srčanog zastoja ili ozljede karotidne arterije cerebralna cirkulacija, zatim nakon nekoliko sekundi osoba gubi svijest, a nakon 2 minute počinju odumirati moždane stanice.
Funkcije diencefalona
Talamus i hipotalamus su dijelovi diencefalona. Impulsi iz svih receptora u tijelu ulaze u jezgre talamusa. Primljene informacije obrađuju se u talamusu i šalju u moždane hemisfere. Talamus je povezan s malim mozgom i tzv. limbičkim sustavom. Hipotalamus regulira autonomne funkcije tijela. Utjecaj hipotalamusa provodi se kroz živčani sustav i endokrine žlijezde. Hipotalamus također sudjeluje u regulaciji funkcija mnogih endokrinih žlijezda i metabolizma, kao i u regulaciji tjelesne temperature te aktivnosti kardiovaskularnog i probavnog sustava.
Limbički sustav
Limbički sustav ima važnu ulogu u oblikovanju ljudskog emocionalnog ponašanja. Limbički sustav uključuje živčane tvorevine koji se nalazi na medijalnoj strani telencefalona. Ovo područje još nije u potpunosti istraženo. Pretpostavlja se da su limbički sustav i njime upravljani subtalamus odgovorni za mnoge naše osjećaje i želje, na primjer, pod njihovim utjecajem nastaju žeđ i glad, strah, agresivnost, seksualna želja.
Funkcije moždanog debla
Moždano deblo je filogenetski drevni dio mozga koji se sastoji od srednjeg mozga, stražnjeg mozga i produžene moždine. Srednji mozak sadrži primarne vidne i slušni centri. Uz njihovo sudjelovanje, provode se orijentacijski refleksi na svjetlo i zvuk. Duguljasta moždina sadrži centre za regulaciju disanja, kardiovaskularne aktivnosti i funkcija. probavni organi, kao i metabolizam. Medula sudjeluje u provedbi takvih refleksnih radnji kao što su žvakanje, sisanje, kihanje, gutanje, povraćanje.
Funkcije malog mozga
Mali mozak upravlja pokretima tijela. Mali mozak prima impulse od svih receptora koji se podražuju tijekom pokreta tijela. Funkcija malog mozga može biti oslabljena pijenjem alkohola ili drugih tvari koje uzrokuju vrtoglavicu. Stoga, pod utjecajem opijenosti, ljudi ne mogu normalno koordinirati svoje pokrete. U posljednjih godina Sve je više dokaza da je mali mozak važan u kognitivnu aktivnost osoba.
Kranijalni živci
osim leđna moždina Vrlo je važno i dvanaest kranijalnih živaca: parovi I i II - njušni i vidni živci; III, IV VI parovi - okulomotorni živci; V par -trigeminalni živac- inervira žvačni mišići; VII - facijalni živac - inervira mišiće lica, također sadrži sekretorna vlakna za suzne i žlijezde slinovnice; VIII par - vestibulokohlearni živac - povezuje organe sluha, ravnoteže i gravitacije; IX par - glosofaringealni živac- inervira ždrijelo i njegove mišiće, parotidna žlijezda, okusni pupoljci jezika; X par - nervus vagus-dijele se na više grana koje inerviraju pluća, srce, crijeva i reguliraju njihove funkcije; XI par – pomoćni živac – inervira mišiće ramenog obruča. Kao rezultat spajanja spinalnih živaca, a XII par - hipoglosalni živac- inervira mišiće jezika i sublingvalni aparat.
Međutim, ovaj se izraz koristi donekle slobodno za označavanje sličnih struktura visoko organiziranih beskralježnjaka - na primjer, kod insekata, "mozak" se ponekad naziva nakupinom ganglija perifaringealnog živčanog prstena. Kada opisuju primitivnije organizme, govore o cefaličkim ganglijima, a ne o mozgu.
Masa mozga kao postotak tjelesne težine iznosi 0,06-0,44% kod modernih hrskavičavih riba, 0,02-0,94% kod koštunjača, 0,29-0,36% kod repnih vodozemaca, 0,0 kod bezrepih vodozemaca 50-0,73%. U sisavaca su relativne veličine mozga mnogo veće: u velikih kitova 0,3%; u malim kitovima - 1,7%; kod primata 0,6-1,9%. Kod ljudi je omjer mase mozga i tjelesne mase u prosjeku 2%.
Mozgovi sisavaca iz reda kitova, proboscida i primata najveći su po veličini. Najteže i funkcionalni mozak smatra se mozgom Homo sapiensa.
Prosječna masa mozga raznih živih bića prikazana je u tablici.
|
|
|
Moždano tkivo
Mozak je zatvoren u izdržljivu ljusku lubanje (s izuzetkom jednostavnih organizama). Osim toga, prekrivena je membranama (lat. meninges) građenim od vezivnog tkiva - tvrdom (lat. dura mater) i mekom (lat. pia mater), između kojih se nalazi žilna, odnosno arahnoidna (lat. arachnoidea) membrana. Između ovoja i površine mozga i leđne moždine nalazi se cerebrospinalna tekućina (često se naziva i cerebrospinalna tekućina) - cerebrospinalna tekućina (lat. liquor). Cerebrospinalna tekućina također je sadržana u ventrikulama mozga. Višak te tekućine naziva se hidrocefalus. Hidrocefalus može biti kongenitalan (češće) ili stečen.
Moždane stanice
Kao rezultat zajedničkog istraživanja provedenog 2006. godine, znanstvenici sa sveučilišta Auckland (Novi Zeland) i Gothenburg (Švedska) otkrili su da zahvaljujući aktivnosti matičnih stanica ljudski mozak može reproducirati nove neurone. Istraživači su otkrili da se u dijelu ljudskog mozga koji je odgovoran za osjet mirisa zreli neuroni formiraju iz stanica prekursora. Matične stanice koje se nalaze u mozgu prestaju se dijeliti, neki dijelovi kromosoma se reaktiviraju i počinju se stvarati strukture i veze specifične za neurone. Od ovog trenutka stanica se može smatrati punopravnim neuronom. Poznata su dva područja aktivnog rasta neurona. Jedna od njih je memorijska zona. Drugi uključuje područje mozga odgovorno za kretanje. To objašnjava djelomičnu i potpunu obnovu odgovarajućih funkcija tijekom vremena nakon oštećenja ovog područja mozga.
Zaliha krvi
Funkcioniranje moždanih neurona zahtijeva značajan utrošak energije, koju mozak dobiva kroz mrežu opskrbe krvlju. Mozak se opskrbljuje krvlju iz bazena tri velike arterije - dvije unutarnje karotidne arterije(lat. a. carotis interna) i glavne arterije (lat. a. basilaris). U lubanjskoj šupljini unutarnja karotidna arterija ima nastavak u obliku prednje i srednje moždane arterije (lat. aa. cerebri anterior et media). Bazilarna arterija nalazi se na ventralnoj površini moždanog debla i nastaje spajanjem desne i lijeve arterije. vertebralne arterije. Njegove grane su stražnje cerebralne arterije. Navedena tri para arterija (prednji, srednji, stražnji), međusobno anastomozirajući, tvore arterijski (Willisian) krug. Da bi se to postiglo, prednje cerebralne arterije međusobno su povezane prednjom komunikacijskom arterijom (lat. a. communicans anterior), a između unutarnje karotide (ili ponekad srednje cerebralne) i stražnje cerebralne arterije, sa svake strane, nalazi se stražnja komunikacijska arterija (lat. aa.communicans posterior). Odsutnost anastomoza između arterija postaje vidljiva s razvojem vaskularne patologije(moždani udar), kada zbog nedostatka začarani krug povećava se dotok krvi u zahvaćeno područje. Osim toga, moguće su brojne strukturne mogućnosti (otvoreni krug, atipična podjela posuda s formiranjem trifurkacije i drugo). Ako se aktivnost neurona u jednom od odjela povećava, opskrba krvlju na tom području također se povećava. Registrirajte promjene u funkcionalnoj aktivnosti pojedinačna područja Mozak je podržan neinvazivnim neuroimaging metodama kao što su funkcionalna magnetska rezonancija i pozitronska emisijska tomografija.
Između krvi i moždanog tkiva nalazi se krvno-moždana barijera, koja osigurava selektivnu propusnost tvari koje se nalaze u vaskularni krevet, u cerebralno tkivo. U nekim područjima mozga ova barijera je odsutna (regija hipotalamusa) ili se razlikuje od drugih dijelova, što je zbog prisutnosti specifičnih receptora i neuroendokrinih formacija. Ova barijera štiti mozak od mnogih vrsta infekcija. Istodobno, mnogi lijekovi koji djeluju na druge organe ne mogu prodrijeti kroz moždanu barijeru.
S masom od oko 2%. ukupna masa tijelo, odrasli mozak troši 15% volumena cirkulirajuće krvi, koristeći 50% glukoze koju proizvodi jetra i koja ulazi u krv.
Funkcije
Dijelovi mozga
Glavni dijelovi ljudskog mozga
- Romboidni (stražnji) mozak
- stražnji (zapravo stražnji)
- pons (sadrži uglavnom projekcijska živčana vlakna i skupine neurona, međukarika je u kontroli malog mozga)
- mali mozak (sastoji se od vermisa i hemisfera, na površini malog mozga nervne ćelije napraviti koru)
- stražnji (zapravo stražnji)
Šupljina romboidnog mozga je IV ventrikul (na dnu se nalaze otvori koji ga povezuju s ostale tri ventrikule mozga, kao i sa subarahnoidnim prostorom).
- srednji mozak
- šupljina srednjeg mozga - moždani akvadukt (Silvijev akvadukt)
- cerebralne peteljke
- prednji mozak sastoji se od diencefalona i telencefalona.
- srednji (kroz ovaj dio se prebacuju sve informacije koje dolaze iz nižih dijelova mozga u moždane hemisfere). Šupljina diencefalona je treća klijetka.
- epitalamus
- povodac
- siva pruga
- hipotalamus (centar autonomnog živčanog sustava)
- hipofizni infundibulum
- epitalamus
- konačan
- bazalni gangliji (striatum)
- ograda
- "olfaktivni mozak"
- olfaktorni bulbus (prolazi kroz njušni živac)
- mirisni trakt
- šupljina telencefalona - lateralna (I i II ventrikul)
- bazalni gangliji (striatum)
- srednji (kroz ovaj dio se prebacuju sve informacije koje dolaze iz nižih dijelova mozga u moždane hemisfere). Šupljina diencefalona je treća klijetka.
Protok signala ui iz mozga odvija se kroz leđnu moždinu, koja kontrolira tijelo, i kroz kranijalne živce. Senzorni (ili aferentni) signali stižu iz osjetilnih organa u subkortikalne (to jest, prethode cerebralnom korteksu) jezgre, zatim u talamus, a odatle u viši odjel - cerebralni korteks.
Korteks se sastoji od dvije hemisfere povezane snopom živčanih vlakana – corpus callosum. Lijeva hemisfera je odgovorna za desna polovica tijelo, desno - iza lijevo. Kod ljudi desna i lijeva hemisfera imaju različite funkcije.
Vizualni signali ulaze u vidni korteks (u okcipitalni režanj), taktilni signali ulaze u somatosenzorni korteks (u tjemeni režanj), olfaktorni - u olfaktorni korteks itd. U asocijativnim područjima korteksa integrirani su senzorni signali različiti tipovi(modaliteti).
S jedne strane, postoji lokalizacija funkcija u dijelovima mozga, s druge strane, svi su povezani u jedinstvenu mrežu.
Plastični
Mozak ima svojstvo plastičnosti. Ako je jedan od njegovih odjela zahvaćen, drugi odjeli nakon nekog vremena mogu kompenzirati njegovu funkciju. Plastičnost mozga također igra ulogu u učenju novih vještina.
Embrionalni razvoj
Embrionalni razvoj mozga jedan je od ključeva za razumijevanje njegove strukture i funkcija.
Mozak se razvija iz rostralnog dijela neuralne cijevi. Većina mozga (95%) je derivat pterigoidne ploče.
Embriogeneza mozga prolazi kroz nekoliko faza.
- Stadij triju moždanih mjehurića - kod ljudi, na početku četvrtog tjedna intrauterinog razvoja, rostralni kraj neuralne cijevi formira tri mjehurića: Prosencephalon (prednji mozak), Mesencephalon (srednji mozak), Rhombencephalon (mozak u obliku dijamanta, ili primarni). stražnji mozak).
- Stadij pet moždanih mjehurića - kod čovjeka se početkom devetog tjedna intrauterinog razvoja prozencefalon konačno dijeli na Telencephalon (telecefalon) i Diencephalon (diencefalon), Mesencephalon je očuvan, a Rhombencephalon se dijeli na Metencephalon (stražnji mozak) i Myelencephalon (medulla oblongata).
Tijekom formiranja druge faze (od trećeg do sedmog tjedna razvoja), ljudski mozak dobiva tri zavoja: srednji mozak, cervikalni i pločnik. Najprije se formiraju srednjemoždana i pontinska fleksura istovremeno i u jednom smjeru, zatim se formira cervikalna fleksura u suprotnom smjeru. Kao rezultat toga, linearni mozak se "presavija" na cik-cak način.
Tijekom razvoja ljudskog mozga može se primijetiti određena sličnost između filogeneze i ontogeneze. U procesu evolucije životinjskog svijeta prvo je formiran telencefalon, a zatim srednji mozak. Prednji mozak je evolucijski novija moždana tvorevina. Također u intrauterini razvoj Kod djeteta se prvo formira stražnji mozak kao evolucijski najstariji dio mozga, a zatim srednji pa prednji mozak. Nakon rođenja sa djetinjstvo Prije odrasle dobi dolazi do organizacijskog kompliciranja neuronskih veza u mozgu.
Metode istraživanja
Ablacije
Jedan od najstarije metode Istraživanje mozga je tehnika koja se zove ablacija, a sastoji se u uklanjanju jednog dijela mozga i promatranju promjena do kojih takva operacija dovodi znanstvenicima.
Ne može se svaki dio mozga ukloniti bez ubijanja organizma. Stoga su mnogi dijelovi moždanog debla odgovorni za vitalne važne funkcije, kao što je disanje, a njihov poraz može izazvati neposrednu smrt. Međutim, oštećenje mnogih dijelova, iako utječe na vitalnost tijela, nije fatalno. To se, primjerice, odnosi na područja kore velikog mozga. Veliki moždani udar uzrokuje paralizu ili gubitak govora, ali tijelo nastavlja živjeti. Vegetativno stanje, u kojem je većina mozga mrtav, može se održavati umjetnom prehranom.
Istraživanja koja koriste ablacije imaju dugu povijest i trenutno su u tijeku. Ako su znanstvenici prošlosti uklonili područja mozga kirurški, onda moderni istraživači koriste otrovne tvari, selektivno utječući na tkivo mozga (na primjer, stanice u određenom području, ali ne i živčana vlakna koja prolaze kroz njega).
Nakon uklanjanja dijela mozga, neke se funkcije gube, dok se druge zadržavaju. Na primjer, mačka čiji je mozak diseciran iznad talamusa zadržava mnoge posturalne reakcije i spinalne reflekse. Životinja čiji je mozak diseciran u razini moždanog debla (decerebrirana) održava tonus mišića ekstenzora, ali gubi posturalne reflekse.
Također se provode promatranja ljudi s lezijama moždanih struktura. Tako su slučajevi prostrijelnih rana glave tijekom Drugog svjetskog rata dali bogate podatke za istraživače. Također se provode istraživanja na pacijentima s moždanim udarom i oštećenjem mozga uslijed traume.
Transkranijalna magnetska stimulacija
Transkranijalna magnetska stimulacija je metoda koja omogućuje neinvazivnu stimulaciju kore velikog mozga pomoću kratkih magnetskih impulsa. TMS nije povezan s bolne senzacije te se stoga može koristiti kao dijagnostički postupak u ambulantno postavljanje. Magnetski puls koji generira TMS brzo je promjenjivo magnetsko polje koje se proizvodi oko elektromagnetske zavojnice kada kroz nju teče struja. visoki napon nakon pražnjenja snažnog kondenzatora (magnetskog stimulatora). Magnetski stimulatori koji se danas koriste u medicini sposobni su generirati magnetsko polje intenziteta do 2 Tesla, što omogućuje stimulaciju elemenata kore velikog mozga na dubini do 2 cm. Ovisno o konfiguraciji elektromagnetske zavojnice. , TMS može aktivirati područja korteksa različitih veličina, odnosno biti 1) žarišni, što omogućuje selektivnu stimulaciju malih područja korteksa, ili 2) difuzan, što omogućuje istovremenu stimulaciju različitih odjela kora.
Prilikom stimulacije motoričkog područja moždane kore, TMS uzrokuje kontrakciju određenih perifernih mišića u skladu s njihovom topografskom zastupljenošću u korteksu. Metoda omogućuje procjenu ekscitabilnosti motoričkog sustava mozga, uključujući njegove ekscitatorne i inhibitorne komponente. TMS se koristi u liječenju bolesti mozga kao što je Alzheimerov sindrom, proučavanje sljepoće, gluhoće, epilepsije itd.
Elektrofiziologija
Elektrofiziolozi bilježe električnu aktivnost mozga - tankim elektrodama koje omogućuju snimanje pražnjenja pojedinih neurona ili elektroencefalografijom (tehnikom uklanjanja moždanih potencijala s površine glave).
Tanka elektroda može biti izrađena od metala (obložena izolacijskim materijalom koji otkriva samo oštar vrh) ili stakla. Staklena mikroelektroda je tanka cjevčica ispunjena iznutra fiziološkom otopinom. Elektroda može biti toliko tanka da prodire u stanicu i omogućuje snimanje unutarstaničnih potencijala. Drugi način za snimanje neuronske aktivnosti, izvanstanične -
"Wikipedija mozga"
protiv demencije mentalna bolest i moždane "katastrofe"
Profesor Vladimir Lazarevič Zelman, strani član Ruske akademije medicinskih znanosti i Ruske akademije znanosti, jedan od pionira neuroanesteziologije, član Međunarodnog akademskog vijeća Novosibirska državno sveučilište, diplomirao na Novosibirskom medicinskom institutu, danas je jedan od tri najbolja američka anesteziologa. Sveučilište Južne Kalifornije (Los Angeles, SAD), gdje V. L. Zelman vodi Odjel za anesteziologiju i reanimatologiju, jedno je od vodećih u području neuroznanosti u Sjedinjenim Državama i sudjeluje u nizu velikih projekata istraživanja mozga, kao što su kao ENIGMA. Profesor Zelman je u svom predavanju na NSMU i intervjuu za ZNANOST iz prve ruke govorio o najzanimljivijim rezultatima do kojih su došli sveučilišni djelatnici u partnerstvu s kolegama iz drugih organizacija na jednoj od najvrućih točaka na sjecištu moderne biologije i medicine. Među njima je genetska baza podataka razvoj mozga, koji će vam omogućiti procjenu genetskih rizika od bolesti; mapu položaja svih neurona u mozgu i "ožičenje" koje ih povezuje; neuroračunalne tehnologije koje omogućuju "snagu misli" da upravljaju bioničkim protezama
Prvo malo statistike: prema procjenama stručnjaka, do 2050. broj ljudi u svijetu koji boluju od demencije – stečene demencije – mogao bi se povećati gotovo tri puta i dosegnuti 132 milijuna.Najčešći oblik demencije povezan je s Alzheimerovom bolešću – neurodegenerativnom bolest koja se razvija uglavnom u starijoj dobi. A odgađanje početka bolesti za samo 5 godina (sa 76 na 81 godinu) smanjit će broj oboljelih za pola!
I ovo je samo jedan rječiti primjer važnosti neuroznanosti koje se bave proučavanjem mozga – fizičke osnove naše svijesti, podsvijesti i mentalne aktivnosti, jednog od najsloženijih i najtajnovitijih organa ljudsko tijelo. Mehanizmi funkcioniranja mozga nisu u potpunosti razjašnjeni, iako se u posljednjih četvrt stoljeća, zahvaljujući pojavi novih istraživačkih tehnologija poput magnetske rezonancije, elektroencefalografije i drugih, o biologiji zdravog i bolesnog mozga saznalo više nego u cjelokupnu dosadašnju povijest njezina proučavanja. Tijekom proteklih deset godina postalo je jasno da je najmanje 80% trenutno poznatih gena izraženo u jednom ili drugom stupnju u središnjem i perifernom živčanom sustavu.
Ulaganja u neuroznanost trenutno se procjenjuju na milijarde dolara. Tako je u posljednjem desetljeću 20. stoljeća, proglašenom “desetljećem mozga”, Kongres SAD-a izdvojio oko tri milijarde dolara za istraživanja na ovom području.Usporedbe radi, za istraživanje ljudskog genoma u istom je razdoblju izdvojeno oko 3,7 milijardi dolara. vrijeme; simbolično je da ova dva najvažnija znanstveni projekt hodao paralelno.
Osnovano 1880. godine, Sveučilište Južne Kalifornije najstarije je privatno istraživačko sveučilište u Kaliforniji. Posljednjih godina, prema autoritativnim ocjenama, tradicionalno je uvršten u prvih sto najbolja sveučilišta mir. Trenutno na sveučilištu studira preko 40 tisuća studenata. Godine 1994. sveučilišni profesor D. E. Olah dobio je Nobelovu nagradu za kemiju
Sveučilište Južne Kalifornije posljednjih je godina vodeće u istraživanju mozga, ne samo u Sjedinjenim Državama nego i diljem svijeta, koristeći jedinstveni multidisciplinarni pristup za zajedničko rješavanje misterija bolesti mozga na načine koji nisu mogući u izoliranim laboratorijima.
Dakle, već nekoliko godina znanstvenici s Instituta za neurogenetiku naz. Sveučilište Zilka u Južnoj Kaliforniji provodi zajedničko istraživanje sa skupinom suradnika sa Sveučilišta Yale i Instituta za mozak. Alen. Njihov cilj je stvoriti potpunu genetsku bazu podataka ljudskog mozga u razvoju, koja će omogućiti procjenu genetski rizik pojava raznih poremećaji mozga. Danas je već identificirano više od 300 genetskih lokusa povezanih s patologijom središnjeg živčanog sustava; ukupno, jedinstveni Atlas transkripcije gena mozga planira prikazati podatke o ekspresiji gena za 15 regija mozga u 13 dobnih kategorija. Danas je ova baza najveća na svijetu, a od 2011. godine dostupna je svim zainteresiranim korisnicima.
Sveučilište Južne Kalifornije pokrenulo je globalni projekt istraživanja mozga ZAGONETKA, koju vodi sveučilišni profesor P. Thompson, a financira Nacionalni institut za zdravlje SAD-a. Danas oko 200 matematičara, genetičara, neurobiologa i liječnika iz više od 35 zemalja svijeta, uključujući Rusiju (s Državnog sveučilišta u Novosibirsku, brojnih instituta SB RAS, Instituta za neurokirurgiju N.N. Burdenko, Instituta za prijenos informacija) nazvan po A. A. Kharkevichu itd.). Projekt provodi istraživanje strukture i funkcija mozga te predispozicije za bolesti kao što su shizofrenija, Alzheimerova bolest, depresija, ovisnost o drogama itd. Glavni fokus je na prepoznavanju čimbenika koji uzrokuju ili, obrnuto, sprječavaju određenu bolest, npr. kao stil života, prehrambene navike i, naravno, naslijeđe. Primjerice, nedavno je otkriven gen koji je uključen u razvoj pretilosti kroz poremećaje u funkcioniranju moždanih struktura.
Ljudski mozak sadrži oko 100 milijardi specijaliziranih živčanih stanica – neurona, od kojih svaka ima oko 10 tisuća sinapsi koje služe za prijenos živčani impuls između stanica. Razna područja naš mozak, odgovoran za mišljenje, percepciju i osjete, povezan je živčanim vlaknima ukupna dužina 100 tisuća milja (161 tisuća km)
Najvažniji dio projekta ZAGONETKA je Connectome– projekt proučavanja provodnog sustava mozga. Sam koncept "konektoma" uveden je po analogiji s konceptom "genoma" za puni opis strukture veza u živčanom sustavu. Tijekom projekta Connectome stvorit će se četverodimenzionalna (četvrta dimenzija vrijeme) mapa položaja svih neurona u mozgu i "žica" koje ih povezuju, opisujući svih 100 trilijuna moguće interakcije između stanica. Ovaj projekt, gdje će se svi rezultati snimanja mozga objediniti u jednu kartu, s pravom se može nazvati “Wikipedijom mozga”. Kao rezultat toga, bit će moguće utvrditi varijabilnost i genetsku predodređenost neurona, pratiti njihove interakcije u stvarnom vremenu, te također identificirati prisutnost neuronskih patologija.
Kao i svaka stanica, svaka vrsta neurona koristi određeni skup gena za stvaranje svoje molekularne mašinerije; Neuroni koji međusobno djeluju sukcesivno tvore takozvane neuronske krugove (najjednostavniji primjer je refleksni luk). Razumijevanje svih nijansi funkcioniranja neuronskih krugova također bi trebalo pomoći u razumijevanju patogeneze moždanih bolesti, što će njihovu dijagnozu učiniti učinkovitijom. Uostalom, tada će se moći prepoznati patoloških procesa ne samo na temelju simptoma, nego tražiti bolesti doslovno na razini pojedinačnih sinapsi.
Danas je opisano desetak i pol vrsta mentalnih bolesti. Moguće je da će se u sljedećem desetljeću, kada se sazna u kojoj se fazi i na kojem mjestu uključuju i isključuju geni koji preusmjeravaju sinaptičku aktivnost u “pogrešnom” smjeru, broj identificiranih bolesti povećati za jedan ili dva reda. veličina. Liječenje će postati personaliziranije, au slučaju rana dijagnoza bit će moguće ispraviti takve "pogrešne" procese s kompletna rehabilitacija pacijent.
U granicama projekta ZAGONETKA Već je prikupljen ogroman niz genetskih podataka i podataka o slikanju mozga - oko 50 tisuća vizualizacija mozga od 33 tisuće ljudi iz više od tri desetke zemalja diljem svijeta! Prikupiti takav materijal danas nije tako teško, ali za dešifriranje i tumačenje ovih ogromnih tokova informacija potrebna su superračunala i stručnjaci za rad s “velikim” podacima – bioinformatičari. Moderna znanost u osnovi je sposobna za takve zadatke, pa je moguće da će u bliskoj budućnosti svatko od nas postati vlasnik "flash diska" na kojem će biti snimljeno dekodiranje ne samo našeg genoma, već i same naše osobnosti.
Već danas istraživanje provodnog sustava u mozgu nudi nadu da će olakšati život pacijentima s ozbiljnim oštećenjima mozga uslijed traume. Riječ je o neuroračunalnoj tehnologiji (tzv. sučelju mozak-računalo) koja omogućuje paraliziranoj osobi da "snagom misli" upravlja bioničkim protezama, primjerice mehaničkom rukom.
Profesor Zelman:“Dana 17. travnja 2012. godine prvi put smo operirali pacijenta s prostrijelom u vratnoj kralježnici, koji boluje od tetraplegije - poremećaja motorike sva četiri ekstremiteta. U mozak pacijenta ugrađeni su posebni elektronički čipovi od kojih svaki ima 96 senzora koji čitaju signale aktivnost mozga; Putem antena te se informacije prenose u računalo koje upravlja radom posebno dizajnirane bioničke ruke. Trenutno je u SAD-u na ovaj način operirano šest pacijenata. Ovaj rad financira Ministarstvo obrane SAD-a."
Jedan od problema s takvim tehnologijama mozga i računala je odabir moždanih signala koji bi se trebali koristiti za kontrolu bioničkih proteza. Prema nizu istraživača, potrebno je očitati aktivnost živčanih stanica u motornom korteksu mozga, koji je izravno odgovoran za pokrete – u ovom slučaju Povratne informacije formiraju se na razini same radnje. Ali postoji još jedan pristup, u kojem se prednost ne daje samoj radnji, već namjeri da se to učini! Ideja o ugradnji čipova u područje medijalnog korteksa, uključenog u planiranje akcije, pripada Zelmanovom kolegi, profesoru R. Andersonu s Kalifornijskog instituta za tehnologiju.
Richard Anderson proveo je posljednjih 25 godina istražujući mozak u potrazi za nakupinama neurona čija se aktivnost može koristiti za kontrolu pokreta umjetnog uda. Bio je siguran da za to nisu potrebne informacije o samom kretanju, jer je svaki od njih u konektomu osiguran stotinama tisuća neuronskih veza koje je bilo teško pratiti. U tom smislu mnogo više obećava sama namjera da se napravi ova ili ona akcija, a Anderson je na kraju otkrio u stražnjoj lubanjskoj jami, pored vizualni analizatori, područje gdje se formira.
I doista, kod ostalih pet pacijenata kojima je čip ugrađen u područje motoričkog korteksa, koordinacija se pokazala znatno lošijom, češće su promašivali pri pokretanju, na primjer, pri uzimanju limenke sok. Ali također veliki problem je da se dosad svi takvi bionički udovi koriste samo kao dio eksperimenata koji prije ili kasnije završe. Čipove ugrađene u mozak ovaj potonji doživljava kao strano tijelo te se na kraju inkapsuliraju i gube vezu s neuronima. Ipak, bit ovih radova je da pokazuju temeljnu mogućnost olakšavanja života potpuno paraliziranih pacijenata korištenjem sučelja mozak-računalo.
...Vraćajući se na Alzheimerovu bolest, podsjetimo da mozak zdravi ljudi gubi manje od 1% svoje težine godišnje, a taj se gubitak nadoknađuje regeneracijom tkiva pod utjecajem mentalna aktivnost. Simptomi Alzheimerove bolesti počinju se javljati kada se izgubi 10% moždanog tkiva, i normalnim uvjetima ovo je nepovratan proces. No, do danas su znanstvenici otkrili već 9 gena koji mogu ubrzati i usporiti razvoj ove bolesti, uključujući i Apoe4 koji je vodeći faktor rizika za ovaj najčešći oblik senilna demencija(tvari koje mogu transformirati "agresivni" protein Apoe4 kodiran ovim genom u sigurniju izoformu već se testiraju na životinjama).
Štoviše: danas znanstvenici sa Sveučilišta u Južnoj Kaliforniji, zajedno s kolegama sa Sveučilišta Wake Forest (Sjeverna Karolina), rade na “snimanju” informacija pohranjenih u mozgu, zahvaljujući kojima mozak osobe koja boluje od Alzheimerove bolesti može biti “rebooted”, vraćajući, barem privremeno, izgubljena sjećanja. Ovaj rezultat, koji se i danas čini fantastičnim, samo je jasan dokaz uspjeha koje moderna znanost postignut u proučavanju mozga – organa koji se stoljećima smatrao prikladnim samo za funkciju hlađenja krvi!
Unatoč značajnom napretku u proučavanju mozga posljednjih godina, velik dio njegovog rada još uvijek ostaje misterij. Funkcioniranje pojedinačnih stanica je prilično dobro objašnjeno, ali razumijevanje kako mozak funkcionira kao cjelina kroz interakciju tisuća i milijuna neurona dostupno je samo u vrlo pojednostavljenom obliku i zahtijeva daljnje dubinsko istraživanje.
Enciklopedijski YouTube
1 / 5
✪ Mozak. Struktura i funkcije. Video lekcija iz biologije za 8. razred
✪ Kako mozak radi
✪ Mozak
✪ Ljudska anatomija. Mozak.
✪ Lekcija iz biologije br. 45. Građa i funkcije dijelova mozga.
titlovi
Mozak kao organ kralježnjaka
Mozak je glavni dio središnjeg živčanog sustava. O prisutnosti mozga u strogom smislu možemo govoriti samo u odnosu na kralježnjake, počevši od riba. Međutim, ovaj se izraz koristi donekle slobodno za označavanje sličnih struktura visoko organiziranih beskralježnjaka - na primjer, kod insekata, "mozak" se ponekad naziva nakupljanjem ganglija perifaringealnog živčanog prstena. Kada opisuju primitivnije organizme, govore o cefaličkim ganglijima, a ne o mozgu.
Masa mozga kao postotak tjelesne težine iznosi 0,06-0,44% kod modernih hrskavičavih riba, 0,02-0,94% kod koštunjača, 0,29-0,36% kod repnih vodozemaca, 0,0 kod bezrepih vodozemaca 50-0,73%. U sisavaca su relativne veličine mozga mnogo veće: u velikih kitova 0,3%; u malim kitovima - 1,7%; kod primata 0,6-1,9%. Kod ljudi je omjer mase mozga i tjelesne mase u prosjeku 2%.
Mozgovi sisavaca iz reda kitova, proboscida i primata najveći su po veličini. Najsloženijim i najfunkcionalnijim mozgom smatra se onaj Homo sapiensa.
Moždano tkivo
Mozak je zatvoren u izdržljivu ljusku lubanje (s izuzetkom jednostavnih organizama). Osim toga, prekrivena je membranama (lat. meninges) građenim od vezivnog tkiva - tvrdom (lat. dura mater) i mekom (lat. pia mater), između kojih se nalazi žilna, odnosno arahnoidna (lat. arachnoidea) membrana. Između ovoja i površine mozga i leđne moždine nalazi se cerebrospinalna tekućina (često se naziva i cerebrospinalna tekućina) - cerebrospinalna tekućina (lat. liquor). Cerebrospinalna tekućina također je sadržana u ventrikulama mozga. Višak te tekućine naziva se hidrocefalus. Hidrocefalus može biti kongenitalan (češće) ili stečen.
Moždane stanice
Do sada je bilo poznato da se živčane stanice obnavljaju samo kod životinja. Međutim, znanstvenici su nedavno otkrili da u dijelu ljudskog mozga koji je odgovoran za osjet mirisa, zreli neuroni nastaju od stanica prekursora. Jednog dana možda će moći pomoći u "popravljanju" oštećenog mozga. Matične stanice koje se nalaze u mozgu prestaju se dijeliti, neki dijelovi kromosoma se reaktiviraju i počinju se stvarati strukture i veze specifične za neurone. Od ovog trenutka stanica se može smatrati punopravnim neuronom. Do danas su poznata samo 2 područja aktivnog rasta neurona. Jedna od njih je memorijska zona. Drugi uključuje područje mozga odgovorno za kretanje. To objašnjava djelomičnu i potpunu obnovu odgovarajućih funkcija tijekom vremena nakon oštećenja ovog područja mozga.
Zaliha krvi
Funkcioniranje moždanih neurona zahtijeva značajan utrošak energije, koju mozak dobiva kroz mrežu opskrbe krvlju. Mozak se opskrbljuje krvlju iz sliva triju velikih arterija - dviju unutarnjih karotidnih arterija (lat. a. carotis interna) i glavne arterije (lat. a. basilaris). U lubanjskoj šupljini unutarnja karotidna arterija ima nastavak u obliku prednje i srednje moždane arterije (lat. aa. cerebri anterior et media). Bazilarna arterija nalazi se na ventralnoj površini moždanog debla i formirana je spajanjem desne i lijeve vertebralne arterije. Njegove grane su stražnje cerebralne arterije. Navedena tri para arterija (prednji, srednji, stražnji), međusobno anastomozirajući, tvore arterijski (Willisian) krug. Da bi to učinili, prednje moždane arterije međusobno su povezane prednjom komunikacijskom arterijom (lat. a. communicans anterior), a između unutarnje karotidne (ili ponekad srednje moždane) i stražnje moždane arterije, sa svake strane, nalazi se stražnja komunikativna arterija (lat. aa. communicans posterior). Odsutnost anastomoza između arterija postaje vidljiva s razvojem vaskularne patologije (moždanog udara), kada se zbog nedostatka zatvorenog kruga opskrbe krvlju povećava zahvaćeno područje. Osim toga, moguće su brojne strukturne mogućnosti (otvoreni krug, atipična podjela posuda s formiranjem trifurkacije itd.). Ako se aktivnost neurona u jednom od odjela povećava, opskrba krvlju na tom području također se povećava. Neinvazivne neuroimaging metode kao što su funkcionalna magnetska rezonancija i pozitronska emisijska tomografija omogućuju snimanje promjena u funkcionalnoj aktivnosti pojedinih područja mozga.
Između krvi i moždanog tkiva postoji krvno-moždana barijera, koja osigurava selektivnu propusnost tvari iz vaskularnog korita u cerebralno tkivo. U nekim područjima mozga ova barijera je odsutna (regija hipotalamusa) ili se razlikuje od drugih dijelova, što je zbog prisutnosti specifičnih receptora i neuroendokrinih formacija. Ova barijera štiti mozak od mnogih vrsta infekcija. Istodobno, mnogi lijekovi koji djeluju na druge organe ne mogu prodrijeti kroz moždanu barijeru.
Funkcije
Moždane funkcije uključuju obradu senzornih informacija iz osjetila, planiranje, donošenje odluka, koordinaciju, motoričku kontrolu, pozitivne i negativne emocije, pažnju, pamćenje. Ljudski mozak izvodi višu funkciju- razmišljanje. Jedna od funkcija ljudskog mozga je percepcija i generiranje govora.
Dijelovi mozga
Korteks se sastoji od dvije hemisfere povezane snopom živčanih vlakana – corpus callosum. Lijeva hemisfera odgovorna je za desnu polovicu tijela, desna - za lijevu. Kod ljudi desna i lijeva hemisfera imaju različite funkcije.
Vizualni signali ulaze u vidni korteks (u okcipitalni režanj), taktilni signali ulaze u somatosenzorni korteks (parijetalni režanj), olfaktorni signali ulaze u olfaktorni korteks itd. U asocijativnim područjima korteksa dolaze senzorni signali različitih vrsta (modaliteta). integriran.
S jedne strane, postoji lokalizacija funkcija u dijelovima mozga, s druge strane, svi su povezani u jedinstvenu mrežu.
Plastični
Mozak ima svojstvo plastičnosti. Ako je jedan od njegovih odjela zahvaćen, drugi odjeli nakon nekog vremena mogu kompenzirati njegovu funkciju. Plastičnost mozga također igra ulogu u učenju novih vještina.
Embrionalni razvoj
Embrionalni razvoj mozga jedan je od ključeva za razumijevanje njegove strukture i funkcija.
Mozak se razvija iz rostralnog dijela neuralne cijevi. Većina mozga (95%) potječe iz pterigoidne ploče.
Embriogeneza mozga prolazi kroz nekoliko faza.
- Stadij triju moždanih mjehurića - kod ljudi, na početku četvrtog tjedna intrauterinog razvoja, rostralni kraj neuralne cijevi formira tri mjehurića: Prosencephalon (prednji mozak), Mesencephalon (srednji mozak), Rhombencephalon (mozak u obliku dijamanta, ili primarni). stražnji mozak).
- Stadij pet moždanih mjehurića - u čovjeka se početkom devetog tjedna intrauterinog razvoja prozencefalon konačno dijeli na telencefalon (krajnji mozak) i diencefalon (srednji mozak), mezencefalon je očuvan, a rombencefalon se dijeli na metencefalon (stražnji mozak) i Myelencephalon (medulla oblongata).
Tijekom formiranja druge faze (od trećeg do sedmog tjedna razvoja), ljudski mozak dobiva tri zavoja: srednji mozak, cervikalni i pločnik. Najprije se formiraju srednjemoždana i pontinska fleksura istovremeno i u jednom smjeru, zatim se formira cervikalna fleksura u suprotnom smjeru. Kao rezultat toga, linearni mozak se "presavija" na cik-cak način.
Tijekom razvoja ljudskog mozga može se primijetiti određena sličnost između filogeneze i ontogeneze. U procesu evolucije životinjskog svijeta prvo je formiran telencefalon, a zatim srednji mozak. Prednji mozak je evolucijski novija moždana tvorevina. Također, tijekom intrauterinog razvoja djeteta prvo se formira stražnji mozak kao evolucijski najstariji dio mozga, a potom srednji pa prednji mozak. Nakon rođenja, od djetinjstva do odrasle dobi, dolazi do organizacijske komplikacije neuronskih veza u mozgu.
Metode istraživanja
Ablacije
Jedna od najstarijih metoda istraživanja mozga je tehnika ablacije koja se sastoji u uklanjanju jednog od dijelova mozga, a znanstvenici promatraju promjene do kojih takva operacija dovodi.
Ne može se svaki dio mozga ukloniti bez ubijanja organizma. Stoga su mnogi dijelovi moždanog debla odgovorni za vitalne funkcije, poput disanja, a njihovo oštećenje može uzrokovati trenutačnu smrt. Međutim, oštećenje mnogih dijelova, iako utječe na vitalnost tijela, nije fatalno. To se, primjerice, odnosi na područja kore velikog mozga. Veliki moždani udar uzrokuje paralizu ili gubitak govora, ali tijelo nastavlja živjeti. Vegetativno stanje, u kojem je većina mozga mrtav, može se održavati umjetnom prehranom.
Istraživanja koja koriste ablacije imaju dugu povijest i trenutno su u tijeku. Ako su znanstvenici prošlosti uklanjali dijelove mozga kirurški, moderni istraživači koriste otrovne tvari koje selektivno oštećuju moždano tkivo (na primjer, stanice u određenom području, ali ne i živčana vlakna koja prolaze kroz njega).
Nakon uklanjanja dijela mozga, neke se funkcije gube, dok se druge zadržavaju. Na primjer, mačka čiji je mozak diseciran iznad talamusa zadržava mnoge posturalne reakcije i spinalne reflekse. Životinja čiji je mozak diseciran u razini moždanog debla (decerebrirana) održava tonus mišića ekstenzora, ali gubi posturalne reflekse.
Također se provode promatranja ljudi s lezijama moždanih struktura. Tako su slučajevi prostrijelnih rana glave tijekom Drugog svjetskog rata dali bogate podatke za istraživače. Također se provode istraživanja na pacijentima s moždanim udarom i oštećenjem mozga uslijed traume.
Transkranijalna magnetska stimulacija
U nekim se slučajevima tanke elektrode (od jedne do nekoliko stotina) ugrađuju u mozak, a istraživači bilježe aktivnost tijekom duljeg vremenskog razdoblja. U drugim slučajevima, elektroda se uvodi u mozak samo za vrijeme trajanja eksperimenta, a uklanja se na kraju snimanja.
Pomoću tanke elektrode možete zabilježiti i aktivnost pojedinačnih neurona i lokalne potencijale polja koji proizlaze iz aktivnosti više stotina neurona. Pomoću EEG elektroda, kao i površinskih elektroda postavljenih izravno na mozak, moguće je zabilježiti samo globalnu aktivnost velikog broja neurona. Vjeruje se da se aktivnost zabilježena na ovaj način sastoji i od neuralnih akcijskih potencijala (odnosno neuralnih impulsa) i depolarizacija i hiperpolarizacija ispod praga.
Pri analizi moždanih potencijala često se provodi njihova spektralna analiza, a različite komponente spektra imaju različita imena: delta (0,5-4 Hz), theta 1 (4-6 Hz), theta 2 (6-8 Hz), alfa (8-13 Hz), beta 1 (13-20 Hz), beta 2 (20 -40 Hz), gama valovi (uključuje frekvenciju beta 2 ritmova i više).
Električna stimulacija
Jedna metoda za proučavanje funkcije mozga je električna stimulacija određenih područja. Ovom metodom je, primjerice, proučavan “motorni homunkulus” - pokazalo se da je stimulacijom određenih točaka u motornom korteksu moguće izazvati pokrete ruku, stimulacijom drugih točaka - pokrete nogu itd. Tako dobivena karta je nazvan homunkulus. Različiti dijelovi tijela predstavljeni su područjima kore velikog mozga koja se razlikuju po veličini. Stoga homunkulus ima veliko lice, palčeve i dlanove, ali mali torzo i noge.
Ako stimulirate osjetilna područja mozga, možete izazvati osjete. To se pokazalo i kod ljudi (u poznatim Penfieldovim pokusima) i kod životinja.
Električna stimulacija koristi se i u medicini - od elektrošokova, prikazanog u mnogim filmovima o užasima psihijatrijskih klinika, do stimulacije struktura duboko u mozgu, što je postalo popularna metoda liječenja Parkinsonove bolesti.
Ostale tehnike
X-ray CT i MRI koriste se za proučavanje anatomskih struktura mozga. U anatomskim i funkcionalnim studijama mozga također se koriste PET, jednofotonska emisijska kompjuterizirana tomografija (SPECT) i funkcionalna MRI. Metodom je moguće vizualizirati moždane strukture ultrazvučna dijagnostika(ultrazvuk) u prisutnosti ultrazvučnog "prozora" - defekta u kostima lubanje, na primjer, veliki fontanel u male djece.
Lezije i bolesti
Proučavanje i liječenje lezija i bolesti mozga spada u djelokrug biologije i medicine (neurofiziologije, neurologije, neurokirurgije, psihijatrije i psihologije).
Upala moždane ovojnice naziva se meningitis (odgovara trima membranama – pahimeningitisu, leptomeningitisu i arahnoiditisu).
Težina mozga odrasle osobe u prosjeku iznosi jednu pedesetinu ukupne tjelesne težine. U ovom slučaju, ljudski mozak troši jednu petinu cirkulirajuće krvi (to jest, jednu petinu kisika), jednu petinu glukoze koja ulazi u tijelo.
Prosječna težina mozga raznih živih bića data je u tablici.
|
