Agy. emberi agy
Állatok, amelyek általában a test fejrészében (elülső) találhatók, és az idegsejtek és folyamataik - dendritjeik - tömör felhalmozódását képviselik. Sok állatban gliasejteket is tartalmaz, és kötőszöveti hüvely veszi körül. Gerinceseknél (beleértve az embert is) különbséget tesznek a koponyaüregben elhelyezkedő agy és a gerinccsatornában található gerincvelő között.
gerinctelen állatok agya
Az agy jól fejlett a Bilateria csoportok túlnyomó többségében - a kétoldalian szimmetrikus állatokban. Még a szövettanilag nem intestinalis turbellariusok legprimitívebbjei is (ma már külön Acoelomorpha típusba sorolják) meglehetősen összetett agyvel rendelkeznek, kéreggel, neuropill és commissurakkal.
Az emlős agy szakaszai
Elme és agy
Ezen kívül vannak olyan kijelentések, hogy az elme számítógépszerű és algoritmikus. Az "agy által generált elme" és a "számítógépszerű elme" nézőpontjai nem feltétlenül kísérik egymást.
Az agy mérete emlősökben
Agytömeg (kg) a testtömeg függvényében (M t, kg) for különféle csoportok emlősök:
Az agy a kultúrában
Az agynak a testben betöltött kulcsfontosságú szerepe miatt az agy témaköre népszerű. Az ókorban egy legyőzött ember vagy állat agyának megevése más testrészekkel együtt az ellenség erejének megszerzését jelképezte. A középkorban az agyat az élet központjaként értelmezték, a szívvel együtt. Jelenleg az agy témája széles körben elterjedt kitaláció, videojátékok és filmek, különösen zombifilmek.
Az agy tanulmányozásának története
A modern agytudomány kezdetét a 20. század elején két felfedezés teremtette meg: a reflexaktusok elemzése és az agykéreg funkcióinak lokalizációjának felfedezése. E felfedezések alapján azt javasolták, hogy az egyszerű adaptív akaratlan mozgások a szegmentális szintű reflexívnek köszönhetően, amely az agy alsó részein halad át, a tudatos érzékelést és az akaratlagos mozgásokat a reflexek biztosítják magasabb rendű, melynek szenzoros-motoros íve áthalad az agy magasabb részein.
Az agy a központi idegrendszer része, a szervezet összes létfontosságú funkciójának fő szabályozója. Veresége következtében súlyos betegségek. Az agy 25 milliárd neuront tartalmaz, amelyek az agy szürkeállományát alkotják. Az agyat három membrán borítja - kemény, puha és arachnoid, amelyek között találhatók, amelyek csatornáin keresztül a cerebrospinális folyadék (CSF) kering. A liquor egyfajta hidraulikus lengéscsillapító. Egy felnőtt férfi agya átlagosan 1375 g, a nőké 1245 g. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a férfiaknál jobban fejlett. Néha az agy súlya elérheti az 1800 g-ot.
Szerkezet
Az agy 5 fő részből áll: a végső, a középső, a hátsó agy és a medulla oblongata. A telencephalon az agy teljes tömegének 80%-át teszi ki. Nyújtott onnan homlokcsont az occipitalishoz. A telencephalon két félgömbből áll, amelyekben sok barázda és kanyarulat található. Több lebenyre oszlik (frontális, parietális, temporális és occipitalis). Különbséget kell tenni a subcortex és az agykéreg között. A subcortex abból áll kéreg alatti magok szabályozza a különböző testi funkciókat. Az agy három koponyaüregben található. Az agyféltekék elfoglalják az elülső és középső üregeket, ill hátsó fossa- a kisagy, amely alatt a medulla oblongata található.
Funkciók
Az agy különböző részeinek funkciói eltérőek.
telencephalon
A szürke kéregben körülbelül 10 milliárd neuron található. Mindössze 3 mm-es réteget alkotnak, de idegrostjaik hálózatszerűen elágazóak. Minden idegsejtnek legfeljebb 10 000 kapcsolata lehet más neuronokkal. Rész idegrostok a jobb és a bal agyféltekét a nagyagy corpus callosumon keresztül köti össze. A neuronok a szürkeállományt, míg a rostok alkotják fehér anyag. Az agyféltekén belül, között homloklebenyekés diencephalon, klaszterek helyezkednek el szürkeállomány. azt Alapi idegsejtek. A ganglionok olyan neuroncsoportok, amelyek információt továbbítanak.
diencephalon
A diencephalon ventrális (hipotalamusz) és dorsalis (thalamus, metathalamus, epithalamus) részekre oszlik. A thalamus a közvetítő, amelyben a külvilágból kapott összes inger összefolyik, és az agyféltekék felé irányul oly módon, hogy a szervezet megfelelően tud alkalmazkodni a folyamatosan változó környezethez. A hipotalamusz a szervezet autonóm funkcióinak szabályozásának fő szubkortikális központja.
középagy
A híd elülső szélétől az optikai traktusokig és a papilláris testekig terjed. A nagy agy lábaiból és a quadrigeminaból áll. Keresztül középagy mind elmúlik emelkedő ösvények az agykéregbe és a kisagyba, és lefelé haladva, impulzusokat szállítva a medulla oblongatába és a gerincvelőbe. Fontos a vizuális és hallási receptorokból származó idegimpulzusok feldolgozásához.
Kisagy és a híd
A kisagy az occipitalis régióban található a medulla oblongata és a híd mögött. Két félgömbből és közöttük egy féregből áll. A kisagy felszínét barázdák tarkítják. A kisagy az összetett motoros aktusok koordinálásában vesz részt.
Az agy kamrái
Az oldalkamrák az elülső agyféltekékben helyezkednek el. A harmadik kamra a vizuális gumók között helyezkedik el, és a negyedik kamrához kapcsolódik, amely a szubarachnoidális térrel kommunikál. A kamrákban található folyadék az arachnoid anyagban kering.
Nagy (terminális) agyi funkciók
Az agy munkájának köszönhetően az ember tud gondolkodni, érezni, hallani, látni, érinteni, mozogni. A nagy (végső) agy irányít minden létfontosságú dolgot fontos folyamatokat az emberi testben előforduló, és egyben minden intellektuális képességünk "fogadója". Az állatok világától mindenekelőtt az ember különbözteti meg fejlett beszédés képesség arra absztrakt gondolkodás, azaz az erkölcsi vagy logikai kategóriákban való gondolkodás képessége. Csak az emberi elmében keletkezhetnek különféle ötletek, például politikai, filozófiai, teológiai, művészi, technikai, kreatív.
Ezenkívül az agy szabályozza és koordinálja az összes emberi izom munkáját (mind azokat, amelyeket egy személy akaraterővel tud irányítani, és azokat, amelyek nem függenek az ember akaratától, például a szívizom). Az izmok impulzusok sorozatát kapják a központi idegrendszertől, amelyre az izmok egy bizonyos erősségű és időtartamú összehúzódással reagálnak. Az impulzusokat az agyba küldik különféle testekérzékeli, kiváltva a szükséges reakciókat, például elfordítja a fejét abba az irányba, ahonnan a zaj hallható.
A bal agyfélteke irányítja a test jobb felét, a jobb félteke pedig a bal oldalt. A két félteke kiegészíti egymást.
Az agy emlékeztet Dió, három nagy szakasz különböztethető meg benne - a törzs, a kéreg alatti szakasz és az agykéreg. A kéreg teljes felülete megnövekszik a számos barázda miatt, amelyek a félteke teljes felületét konvex kanyarulatokra és lebenyekre osztják. Három fő sulci - központi, oldalsó és parietális-occipitális - mindegyik féltekét négy lebenyre osztja: frontális, parietális, occipitalis és temporális. Az agykéreg egyes területei eltérőek funkcionális érték. A receptor formációkból származó impulzusok bejutnak az agykéregbe. A kéreg minden perifériás receptora megfelel az analizátor kérgi magjának nevezett területnek. Az analizátor egy anatómiai és fiziológiai képződmény, amely a környezetben és (vagy) az emberi testen belül előforduló jelenségekkel kapcsolatos információk észlelését és elemzését biztosítja, és egy adott analizátorra jellemző érzeteket (például fájdalom, látás, halláselemző). A kéreg azon területeit, ahol az analizátorok kérgi magjai találhatók, az agykéreg szenzoros zónáinak nevezzük. Az agykéreg motoros zónája kölcsönhatásba lép az érzékszervi zónákkal, és amikor stimulálják, mozgás történik. Ezt egy egyszerű példával is meg lehet mutatni: amikor a gyertyaláng közeledik, az ujjak fájdalom- és hőreceptorai jeleket kezdenek küldeni, majd a megfelelő analizátor idegsejtjei ezeket a jeleket égés okozta fájdalomként azonosítják, és az izmok „ elrendelte”, hogy vonja vissza a kezét.
Társulási zónák
Az asszociatív zónák az agykéreg funkcionális zónái. Összekötik a bejövő szenzoros információkat a korábban kapott és a memóriában tárolt információkkal, valamint összehasonlítják a különböző receptoroktól kapott információkat. A szenzoros jeleket felfogja, értelmezi és szükség esetén továbbítja a hozzá tartozó motoros területre. Így az asszociatív zónák részt vesznek a gondolkodás, a memorizálás és a tanulás folyamataiban.
A telencephalon lebenyei
A telencephalon frontális, occipitalis, temporális és parietális lebenyre oszlik. A homloklebenyben az intellektus, a koncentrálóképesség és a motorzónák vannak; az időbeli - hallási zónákban, a parietális - az ízlelés, az érintés, a térbeli tájékozódás zónáiban és az occipitális - a vizuális zónákban.
Beszédzóna
Nagy károk a bal oldalon halántéklebeny, például súlyos fejsérülések következtében és különféle betegségek, valamint agyvérzés után általában szenzoros és motoros beszédzavarok kísérik.
A telencephalon az agy legfiatalabb és legfejlettebb része, amely meghatározza az ember gondolkodási, érzelmi, beszéd-, elemzési képességét, valamint szabályozza a testben előforduló összes folyamatot. Az agy más részeinek funkciói mindenekelőtt az impulzusok szabályozását és továbbítását, számos létfontosságú funkciót foglalnak magukban - szabályozzák a hormonanyagcserét, az anyagcserét, a reflexeket stb.
Mert normál működés az agynak oxigénre van szüksége. Például ha szívleállás vagy a nyaki artéria sérülése során a agyi keringés, majd néhány másodperc múlva az ember elveszti az eszméletét, és 2 perc múlva az agysejtek pusztulni kezdenek.
A diencephalon funkciói
A vizuális gümő (thalamus) és a hipotalamusz (hipotalamusz) a diencephalon részei. A test összes receptorának impulzusai bejutnak a talamusz magjaiba. A talamuszban kapott információkat feldolgozzák és elküldik az agyféltekéknek. A talamusz a kisagyhoz és az úgynevezett limbikus rendszerhez kapcsolódik. A hipotalamusz szabályozza a szervezet autonóm funkcióit. A hipotalamusz hatása az idegrendszeren és az endokrin mirigyeken keresztül történik. A hipotalamusz részt vesz számos belső elválasztású mirigy működésének és anyagcseréjének szabályozásában, valamint a testhőmérséklet szabályozásában, valamint a szív- és érrendszeri és az emésztőrendszer működésében.
limbikus rendszer
A limbikus rendszer fontos szerepet játszik az emberi érzelmi viselkedés kialakításában. A limbikus rendszer az idegképződmények a telencephalon medián oldalán található. Ezt a területet még nem tárták fel teljesen. Feltételezik, hogy a limbikus rendszer és az általa irányított hipotalamusz felelős számos érzésünkért és vágyunkért, például a szomjúság és az éhség, a félelem, az agresszivitás és a szexuális vágy ezek hatására keletkezik.
Az agytörzs funkciói
Az agytörzs az agy filogenetikailag ősi része, amely a középső, a hátsó agyból és a medulla oblongata-ból áll. A középagy az elsődleges vizuális és hallóközpontok. Részvételükkel fényre és hangra orientáló reflexeket hajtanak végre. A medulla oblongata-ban a légzés, a szív- és érrendszeri aktivitás és a funkciók szabályozásának központjai vannak emésztőszervek valamint az anyagcserét. Csontvelő részt vesz az olyan reflextevékenységek végrehajtásában, mint a rágás, szopás, tüsszögés, nyelés, hányás.
A kisagy funkciói
A kisagy szabályozza a test mozgásait. A kisagyba impulzusok érkeznek minden olyan receptorból, amely a testmozgások során irritálódik. A kisagy működését befolyásolhatja az alkohol vagy más szédülést okozó anyagok lenyelése. Ezért az emberek ittas állapotban nem tudják normálisan koordinálni mozgásukat. NÁL NÉL utóbbi évek egyre több bizonyíték van arra, hogy a kisagy szerepet játszik kognitív tevékenység személy.
agyidegek
Attól eltekintve gerincvelő tizenkét agyideg is nagyon fontos: I. és II. pár - szagló- és látóideg; III, IV VI pár - oculomotor idegek; V pár -trigeminus ideg- beidegzi rágó izmok; VII - arcideg - beidegzi az arcizmokat, szekréciós rostokat is tartalmaz a könny- és nyálmirigyek; VIII pár - vestibulocochlearis ideg - összeköti a hallás, az egyensúly és a gravitáció szerveit; IX pár - glossopharyngeális ideg- beidegzi a garatot, annak izmait, parotis mirigy, a nyelv ízlelőbimbói; X pár - nervus vagus-számos ágra oszlik, amelyek beidegzik a tüdőt, a szívet, a beleket, szabályozzák azok működését; XI pár - járulékos ideg - beidegzi a vállöv izmait. A gerincvelői idegek fúziója eredményezi XII pár - hypoglossális ideg- beidegzi a nyelv izmait és a szublingvális apparátust.
Ezt a kifejezést azonban kissé lazán használják a magasan szervezett gerinctelenek hasonló struktúráira - például a rovaroknál az "agyot" néha a peripharyngealis ideggyűrű ganglionjainak felhalmozódásának nevezik. Amikor primitívebb élőlényeket írunk le, akkor a fej ganglionjairól beszélünk, nem az agyról.
Az agy tömegszázaléka a modern porcos halakban 0,06-0,44%, csontos halakban 0,02-0,94%, farkos kétéltűekben 0,29-0,36%, farkatlan halakban 0, 50-0,73%. Emlősökben az agy relatív mérete jóval nagyobb: nagy ceteknél 0,3%; kis cetekben - 1,7%; főemlősöknél 0,6-1,9%. Emberben az agytömeg és a testtömeg aránya átlagosan 2%.
A legnagyobb méretű emlősrendek agya a cetfélék, ormányosok, főemlősök. A legnehezebb és funkcionális agyésszerű ember agyának tartotta.
A táblázatban látható a különböző élőlények agyának átlagos tömege.
|
|
|
agyszövetek
Az agy egy erős koponyahéjba van zárva (az egyszerű organizmusok kivételével). Ezenkívül kötőszövetből álló héjak (lat. agyhártya) borítják - kemény (lat. dura mater) és puha (lat. pia mater), amelyek között vaszkuláris vagy pókháló (lat. arachnoidea) héj található. A membránok és az agy és a gerincvelő felszíne között van cerebrospinális (gyakran cerebrospinális) folyadék - agy-gerincvelői folyadék (lat. liquor). A cerebrospinális folyadék az agy kamráiban is megtalálható. Ennek a folyadéknak a feleslegét hydrocephalusnak nevezik. A hydrocephalus veleszületett (gyakrabban) és szerzett.
agysejtek
Az aucklandi (új-zélandi) és a göteborgi (svédországi) egyetem tudósai 2006-ban végzett közös kutatás eredményeként megállapították, hogy az őssejtek aktivitásának köszönhetően az emberi agy képes új neuronok reprodukálására. A kutatók azt találták, hogy az emberi agy szaglásért felelős részében érett neuronok képződnek progenitor sejtekből. Az agyban az őssejtek leállítják az osztódást, a kromoszóma egyes szakaszai újraaktiválódnak, és elkezdenek kialakulni az idegsejtekre jellemző struktúrák és kapcsolatok. Ettől kezdve a sejt teljes értékű neuronnak tekinthető. A neuronok aktív növekedésének két területe ismert. Az egyik a memóriazóna. A másik az agy mozgásért felelős területe. Ez magyarázza a megfelelő funkciók részleges és teljes felépülését idővel az agy ezen részének károsodása után.
vérellátás
Az agyi neuronok működése jelentős energiaráfordítást igényel, amelyet az agy a vérellátó hálózaton keresztül kap. Az agyat három nagy artériából - két belső - medencéből látják el vérrel nyaki artériák(lat. a. carotis interna) és a fő artéria (lat. a. basilaris). A koponyaüregben a belső nyaki artéria az elülső és középső agyi artériák (lat. aa. cerebri anterior et media) formájában folytatódik. A fő artéria az agytörzs ventrális felületén található, és a jobb és a bal összeolvadásával jön létre. csigolya artériák. Elágazásai a hátsó agyi artériák. Ez a három artériapár (elülső, középső, hátsó), egymással anasztomizálva artériás (willisian) kört alkot. Ehhez az elülső agyi artériákat az elülső kommunikáló artéria (lat. a. communicans anterior), valamint a belső nyaki verőér (vagy néha a középső agyi) és a hátsó arteria köti össze egymással. agyi artériák, mindkét oldalon van egy hátsó kommunikáló artéria (lat. aa.communicans posterior). A fejlődéssel észrevehetővé válik az artériák közötti anasztomózisok hiánya érrendszeri patológia(stroke) amikor hiánya miatt ördögi kör az érintett terület vérellátása fokozódik. Ezenkívül a szerkezet számos változata lehetséges (nyitott kör, az erek atipikus megosztása trifurkáció kialakulásával és mások). Ha az egyik osztályon megnövekszik a neuronok aktivitása, akkor ennek a területnek a vérellátása is megnő. Regisztrálja a funkcionális tevékenység változásait egyes szakaszok az agyban olyan non-invazív neuroimaging módszereket tesznek lehetővé, mint a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás és a pozitronemissziós tomográfia.
A vér és az agyszövetek között vér-agy gát van, amely biztosítja az anyagok szelektív permeabilitását érrendszeri ágy, az agyszövetbe. Az agy egyes részeiben ez a gát hiányzik (hipotalamusz régió), vagy eltér a többi résztől, ami specifikus receptorok és neuroendokrin képződmények jelenlétéhez kapcsolódik. Ez a gát megvédi az agyat számos fertőzéstől. Ugyanakkor számos, más szervekben hatásos gyógyszer nem tud bejutni az agyba a gáton keresztül.
Körülbelül 2%-os tömeggel teljes súly testben a felnőtt agy a keringő vérmennyiség 15%-át fogyasztja el, felhasználva a máj által termelt és a vérbe kerülő glükóz 50%-át.
Funkciók
Az agy osztályai
Az emberi agy fő részei
- Rombusz alakú (hátsó) agy
- vissza (valójában vissza)
- híd (főleg projekciós idegrostokat és neuroncsoportokat tartalmaz, köztes láncszem a kisagy szabályozásában)
- kisagy (a vermisből és a féltekékből áll, a kisagy felszínén idegsejtek kérget képez)
- vissza (valójában vissza)
A rombusz alakú agy ürege az IV kamra (alján lyukak vannak, amelyek összekötik az agy másik három kamrájával, valamint a szubarachnoidális térrel).
- középagy
- középagy üreg - agy vízvezetéke (Sylvius vízvezeték)
- az agy lábai
- az előagy a diencephalonból és a telencephalonból áll.
- köztes (ezen az osztályon keresztül minden információ átkapcsolódik, amely az agy alsó részeiről az agyféltekékbe érkezik). A diencephalon ürege a III kamra.
- epithalamus
- póráz
- szürke csík
- hipotalamusz (az autonóm idegrendszer központja)
- hypophysis infundibulum
- epithalamus
- véges
- bazális magok (striatum)
- kerítés
- "szagló agy"
- szaglóhagyma (áthalad a szaglóidegen)
- szagló traktus
- a telencephalon ürege - oldalsó (I és II kamra)
- bazális magok (striatum)
- köztes (ezen az osztályon keresztül minden információ átkapcsolódik, amely az agy alsó részeiről az agyféltekékbe érkezik). A diencephalon ürege a III kamra.
A jelek az agyba és onnan áramlanak a gerincvelőn keresztül, amely irányítja a testet, és a koponyaidegeken keresztül. Érzékszervi (vagy afferens) jelek érkeznek az érzékszervekből a kéreg alatti (azaz az agykérget megelőző) magokba, majd a talamuszba, onnan pedig a magasabb szakaszba - az agykéregbe.
A kéreg két féltekéből áll, amelyeket egy idegrost köteg köt össze - a corpus callosum (corpus callosum). A bal agyfélteke felelős azért jobb fele test, jobb - a bal. Az emberben a jobb és a bal agyfélteke más-más funkciót lát el.
A vizuális jelek a látókéregbe (az occipitalis lebenyben), a tapintható jelek a szomatoszenzoros kéregbe (in parietális lebeny), szagló - a szaglókéregbe stb. A kéreg asszociatív területein szenzoros jelek integrálódása történik különböző típusok(módszerek).
Egyrészt az agyi régiókban lokalizálódnak a funkciók, másrészt ezek mind egyetlen hálózatba kapcsolódnak.
Műanyag
Az agynak megvan a plaszticitás tulajdonsága. Ha valamelyik osztálya érintett, egy idő után más részlegek kompenzálhatják a funkcióját. Az agy plaszticitása az új készségek elsajátításában is szerepet játszik.
Embrionális fejlődés
Az agy embrionális fejlődése az egyik kulcsa az agy szerkezetének és funkcióinak megértéséhez.
Az agy az idegcső rostralis részéből fejlődik ki. Az agy nagy része (95%) a pterygoid lemez származéka.
Az agy embriogenezise több szakaszon megy keresztül.
- A három agyi buborék stádiuma - emberben a méhen belüli fejlődés negyedik hetének elején az idegcső rostralis vége három buborékot képez: Prosencephalon (előagy), Mesencephalon (középagy), Rhombencephalon (romboid agy vagy elsődleges hátsó agy). ).
- Öt agybuborék stádiuma - emberben a méhen belüli fejlődés kilencedik hetének elején a Prosencephalon végül Teleencephalonra (telencephalon) és Diencephalonra (interagyra) osztódik, a Mesencephalon megmarad, a Rhombencephalon pedig Metencephalonra (hátsó agy) és Myelencephalonra. (medulla oblongata).
A második szakasz kialakulásának folyamatában (a harmadiktól a hetedik fejlődési hétig) az emberi agy három hajlatot szerez: középagy, nyaki és híd. Először egyidejűleg és egy irányban alakul ki a középagy és a pontine hajlat, majd - és ezzel ellentétes irányban - a nyaki hajlat. Ennek eredményeként a lineáris agy cikcakkszerűen "összehajt".
Az emberi agy fejlődésével bizonyos hasonlóság figyelhető meg a filogenezis és az ontogenezis között. Az állatvilág fejlődési folyamatában először a telencephalon, majd a középagy alakult ki. Az előagy az agy evolúciósan újabb képződménye. Benne is méhen belüli fejlődés egy gyermeknél először a hátsó agy alakul ki, mint az agy evolúciósan legősibb része, majd a középső, majd az előagy. Születés után vele csecsemőkor felnőttkorig az agyban az idegi kapcsolatok szervezeti szövődménye áll fenn.
Kutatási módszerek
Ablációk
Az egyik legrégebbi módszerek Az agykutatás egy ablációs technika, amely abból áll, hogy az agy egyik részét eltávolítják, és a tudósok megfigyelik, milyen változásokhoz vezet egy ilyen művelet.
Nem minden agyterület távolítható el a szervezet megölése nélkül. Tehát az agytörzs számos része felelős a létfontosságúakért fontos jellemzőit, mint a légzés, vereségük pedig azonnali halált okozhat. Ennek ellenére számos osztály veresége, bár befolyásolja a szervezet életképességét, nem végzetes. Ez például az agykéreg területeire vonatkozik. A súlyos agyvérzés bénulást vagy beszédveszteséget okoz, de a test tovább él. A vegetatív állapot, amelyben az agy nagy része elhalt, mesterséges táplálással tartható fenn.
Az ablációs kutatások hosszú múltra tekintenek vissza, és folyamatban vannak. Míg a múlt tudósai sebészeti úton távolították el az agyterületeket, a modern kutatók ezt használják mérgező anyagok, szelektíven befolyásolja az agyszövetet (például egy bizonyos területen lévő sejteket, de nem az azon áthaladó idegrostokat).
Az agy egy részének eltávolítása után egyes funkciók elvesznek, míg mások megmaradnak. Például egy macska, akinek az agyát a talamusz felett feldarabolták, számos testtartási reakciót és gerincreflexet megtart. Az az állat, akinek az agyát az agytörzs szintjén feldarabolják (decerebrált), fenntartja a feszítőizmok tónusát, de elveszti a testtartási reflexeit.
Megfigyeléseket végeznek olyan embereken is, akiknek agyi struktúrái sérültek. Így a második világháború idején a fejen elszenvedett lőtt sebek gazdag információval szolgáltak a kutatók számára. Vizsgálatokat végeznek olyan betegeken is, akiknek agyvérzésük és trauma következtében agykárosodásuk van.
Transcranialis mágneses stimuláció
A transzkraniális mágneses stimuláció olyan módszer, amely lehetővé teszi az agykéreg nem invazív stimulálását rövid mágneses impulzusok segítségével. A TMS nincs társítva fájdalmas érzések ezért diagnosztikai eljárásként használható járóbeteg-beállítások. A TMS által generált mágneses impulzus egy gyorsan változó mágneses tér, amely az elektromágneses tekercs körül keletkezik az áram áthaladása során. magasfeszültség egy erős kondenzátor (mágneses stimulátor) kisütése után. Az orvostudományban manapság használt mágneses stimulátorok akár 2 Tesla intenzitású mágneses teret is képesek generálni, ami lehetővé teszi az agykéreg elemeinek akár 2 cm mélységben történő stimulálását.Az elektromágneses tekercs konfigurációjától függően , a TMS képes aktiválni a kéreg különböző méretű területeit, azaz 1) fokális, amely lehetővé teszi a kéreg kis területeinek szelektív stimulálását, vagy 2) diffúz, amely lehetővé teszi az egyidejű stimulálást. különböző osztályok ugat.
A motoros kéregben stimulálva a TMS bizonyos perifériás izmok összehúzódását idézi elő, a kéregben lévő topográfiai ábrázolásuknak megfelelően. A módszer lehetővé teszi az agy motoros rendszerének ingerlékenységének felmérését, beleértve annak serkentő és gátló összetevőit. A TMS-t olyan agyi betegségek kezelésére használják, mint az Alzheimer-szindróma, a vakság, süketség, epilepszia stb.
Elektrofiziológia
Az elektrofiziológusok rögzítik az agy elektromos aktivitását - vékony elektródák segítségével, amelyek lehetővé teszik az egyes neuronok kisüléseinek rögzítését, vagy elektroencefalográfiát (az agyi potenciálok fej felszínéről való elterelésére szolgáló technika).
A vékony elektróda készülhet fémből (szigetelőanyaggal borítva, amely csak az éles hegyét teszi szabaddá) vagy üvegből. Az üveg mikroelektróda egy vékony cső, amely belsejében sóoldat van. Az elektróda olyan vékony lehet, hogy behatol a sejt belsejébe, és lehetővé teszi az intracelluláris potenciálok rögzítését. Az extracelluláris neuronok aktivitásának regisztrálásának másik módja -
"Az agy Wikipédiája"
demencia ellen, mentális betegségés agyi "katasztrófák"
Vlagyimir Lazarevics Zelman professzor, az Orosz Orvostudományi Akadémia és az Orosz Tudományos Akadémia külföldi tagja, a neuroaneszteziológia egyik úttörője, a Novoszibirszki Nemzetközi Akadémiai Tanács tagja állami Egyetem, a Novoszibirszki Orvosi Intézetben végzett, ma az egyik legjobb amerikai aneszteziológus egyike. A University of Southern California (Los Angeles, USA), ahol V. L. Zelman az Aneszteziológiai és Újraélesztési Tanszéket vezeti, az USA idegtudományi területeinek egyik vezetője, és számos jelentős agykutatási projektben vesz részt, mint pl. TALÁNY. Az NSMU-ban tartott előadásában és a SCIENCE First Handnek adott interjújában Zelman professzor arról beszélt, hogy milyen legérdekesebb eredményeket értek el az egyetemi dolgozók más szervezetek munkatársaival együttműködve a modern biológia és orvostudomány találkozási pontjának egyik legforróbb pontján. Ezek közé tartozik a genetikai adatbázis fejlődő agy, amely lehetővé teszi a betegségek genetikai kockázatának felmérését; az összes neuron agybeli elhelyezkedésének és az őket összekötő "vezetékeknek" a térképe; neurokomputer technológiák, amelyek lehetővé teszik a "gondolat erejét" a bionikus protézisek irányításához
Kezdésként néhány statisztika: szakértők szerint 2050-re a demenciában szenvedők, szerzett demenciában szenvedők száma a világon majdnem megháromszorozódhat, és elérheti a 132 milliót.A demencia leggyakoribb formája az Alzheimer-kórhoz, egy neurodegeneratív betegséghez köthető amely főleg idős korban alakul ki. Ha pedig csak 5 évvel késleltetjük a betegség kialakulását (76 évről 81 évre), felére csökken a betegek száma!
És ez csak egy beszédes példa az idegtudományok fontosságára, amelyek az agyat - tudatunk, tudatalattink és mentális tevékenységünk fizikai alapját, az egyik legösszetettebb és legtitokzatosabb szervet - tanulmányozzák. emberi test. Az agy működésének mechanizmusai nem teljesen ismertek, bár az elmúlt negyedszázadban az új kutatási technológiák, például a mágneses rezonancia képalkotás, az elektroencefalográfia és mások megjelenésének köszönhetően egyre több információ vált ismertté az egészséges és beteg agy biológiájáról. mint tanulmányozásának teljes korábbi történetében. Az elmúlt tíz év során azonban világossá vált, hogy a ma ismert gének legalább 80%-a valamilyen mértékben a központi és a perifériás idegrendszerben expresszálódik.
Az idegtudományba történő befektetéseket jelenleg több milliárd dollárra becsülik. Így az „agy évtizedének” kikiáltott 20. század utolsó évtizedében az Egyesült Államok Kongresszusa mintegy 3 milliárd dollárt különített el e terület kutatására. Ugyanakkor; szimbolikus, hogy ez a két legfontosabb tudományos projekt párhuzamosan ment.
Az 1880-ban alapított Dél-Kaliforniai Egyetem Kalifornia legrégebbi magánkutató egyeteme. Az elmúlt években a mérvadó értékelések szerint hagyományosan az első százba került legjobb egyetemek béke. Jelenleg több mint 40 ezer hallgató tanul az egyetemen. 1994-ben D. E. Olah egyetemi professzor megkapta a kémiai Nobel-díjat
A Dél-Kaliforniai Egyetem az elmúlt években nemcsak az Egyesült Államokban, hanem világszerte is élen járt az agykutatásban, egyedülálló multidiszciplináris megközelítésével, amely lehetővé teszi az agybetegségek rejtélyeinek együttműködési megoldásait olyan módon, ahogyan az elszigetelt laboratóriumok nem képesek.
Így több éve a Neurogenetikai Intézet tudósai. Zilka, a Dél-Kaliforniai Egyetem munkatársa közös kutatást végez a Yale Egyetem és a Brain Institute alkalmazottainak egy csoportjával. Allen. Céljuk egy teljes genetikai adatbázis létrehozása a fejlődő emberi agyról, amely lehetővé teszi számunkra az értékelést genetikai kockázat különféle megjelenése agyi rendellenességek. A mai napig több mint 300, a központi idegrendszer patológiájával összefüggő genetikai lókuszt azonosítottak, összesen 15 agyrégió génexpressziós adatait tervezik bemutatni 13 korkategóriában az egyedülálló agygéntranszkripció atlaszában. Már ma is ez az adatbázis a legnagyobb a világon, és 2011 óta minden érdeklődő számára elérhető.
A Dél-Kaliforniai Egyetem globális agykutatási projektet indít TALÁNY, amelyet P. Thompson egyetemi professzor vezet, és az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete finanszíroz. Körülbelül 200 matematikus, genetikus, neurobiológus és orvos a világ több mint 35 országából, köztük Oroszországból (a Novoszibirszki Állami Egyetemről, az Orosz Tudományos Akadémia szibériai részlegének számos intézetéből, az N. N. Burdenko Idegsebészeti Intézetből, az Intézetből). A. A. Harkevicsről elnevezett információtovábbítási problémák stb.). A projekt keretében tanulmányok folynak az agy struktúráiról és funkcióiról, valamint olyan betegségekre való hajlamról, mint a skizofrénia, Alzheimer-kór, depresszió, kábítószer-függőség stb. fordítva, egy adott betegség megelőzése, például életmód, étkezési szokások és természetesen az öröklődés. Nemrég fedeztek fel például egy gént, amely az agyi struktúrák működésének zavarain keresztül részt vesz az elhízás kialakulásában.
Az emberi agyban körülbelül 100 milliárd speciális idegsejt - neuron - található, amelyek mindegyike körülbelül 10 ezer szinapszissal rendelkezik, amelyek az átvitelt szolgálják. ingerület sejtek között. Különféle telkek A gondolkodásért, érzékelésért és érzésekért felelős agyunk idegrostokkal van összekötve teljes hossz 100 ezer mérföld (161 ezer km) alatt
A projekt legfontosabb része TALÁNY van Connectome- egy projekt az agy vezetési rendszerének tanulmányozására. A "connectome" fogalmát a "gén" fogalmával analógia útján vezették be teljes leírás kapcsolati struktúrák az idegrendszerben. A projekt során Connectome négydimenziós (negyedik dimenziós - idő) térkép az összes neuron agybeli elhelyezkedéséről és az őket összekötő "vezetékekről", amely leírja mind a 100 billió lehetséges kölcsönhatások sejtek között. Ezt a projektet, amely egyetlen térképen fogja egyesíteni az agyi képalkotás összes eredményét, joggal nevezhetjük az "agy Wikipédiájának". Ennek eredményeként lehetővé válik a neuronok variabilitásának és genetikai előre meghatározottságának megállapítása, kölcsönhatásuk valós időben történő nyomon követése, valamint az idegrendszeri patológiák jelenlétének azonosítása.
Mint minden sejt, minden típusú neuron egy meghatározott génkészletet használ molekuláris gépezetének létrehozásához; szekvenciálisan kölcsönható neuronok alkotják az úgynevezett idegi áramköröket (a legegyszerűbb példa a reflexív). Az idegi áramkörök működésének minden árnyalatának megértése az agyi betegségek patogenezisének megértésében is segít, ami hatékonyabbá teszi a diagnózist. Mert akkor lehet majd felismerni kóros folyamatok nem csak a tünetek alapján, hanem szó szerint az egyes szinapszisok szintjén keressük a betegségeket.
Eddig mintegy másfél tucatféle mentális betegséget írtak le. Elképzelhető, hogy a következő évtizedben, amikor kiderül, hogy a szinaptikus aktivitást „rossz” irányba terelő gének melyik szakaszában és hol kapcsolódnak be vagy ki, egy-két nagyságrenddel nő a kimutatott betegségek száma. nagyságrendű. Ezzel párhuzamosan személyre szabottabbá válik a kezelés, és abban az esetben korai diagnózis segítségével lehet majd korrigálni az ilyen „rossz” folyamatokat teljes rehabilitáció beteg.
A projekt határain belül TALÁNY genetikai és agyi képalkotó adatok hatalmas tárházát gyűjtötték már össze - mintegy 50 ezer agyi képalkotást 33 ezer emberről a világ több mint három tucat országából! Az ilyen anyagok összegyűjtése ma már nem olyan nehéz, de ahhoz, hogy megfejtsük és értelmezzük ezeket a hatalmas információáramlásokat, szuperszámítógépekre és a "nagy" adatokkal - bioinformatikával - dolgozó szakemberekre van szükség. A modern tudomány alapvetően már képes ilyen feladatokra, így lehetséges, hogy a közeljövőben mindannyian egy „flash drive” tulajdonosa leszünk, amelyre nemcsak genomunk, hanem személyiségünk dekódolása is rögzítésre kerül. .
Az agy vezetési rendszerének tanulmányozása már ma is reményt ad a trauma következtében súlyos agykárosodásban szenvedő betegek életének megkönnyítésére. Neurocomputer technológiáról (az úgynevezett „agy-számítógép” interfészről) beszélünk, amely lehetővé teszi a bénult ember számára, hogy a „gondolat erejével” irányítsa a bionikus protéziseket, például egy mechanikus kart.
Zelman professzor:„2012. április 17-én végeztük el az első műtétet egy, a nyaki gerincen átlőtt betegen, aki tetraplegiában szenvedett, ami mind a négy végtag motoros képességének megsértése. Speciális elektronikus chipeket vezettek be a páciens agyába, amelyek mindegyike 96 szenzorral rendelkezik, amelyek jeleket olvasnak agyi tevékenység; antennákon keresztül ez az információ egy számítógéphez kerül, amely egy speciálisan kialakított bionikus kar működését vezérli. Eddig hat beteget operáltak ilyen módon az Egyesült Államokban. Ezt a munkát az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma finanszírozza"
Az ilyen neuroszámítógépes technológiák egyik problémája a bionikus protézisek vezérléséhez szükséges agyi jelek megválasztása. Egyes kutatók szerint le kell olvasni a mozgásokért közvetlenül felelős agy motoros kéreg idegsejtjeinek aktivitását, jelen esetben Visszacsatolás a tényleges cselekvés szintjén alakult ki. De van egy másik megközelítés is, amelyben nem magát a cselekvést részesítik előnyben, hanem a szándékot. Az ötlet, hogy chipeket telepítsenek a középső kéreg területére, amely részt vesz az akciótervezésben, Zelman kollégája, R. Anderson professzoré, a California Institute of Technology-tól.
Richard Anderson az elmúlt 25 évben kutatja az agyat, és olyan neuroncsoportokat keresett, amelyek tevékenysége felhasználható egy mesterséges végtag mozgásának szabályozására. Biztos volt benne, hogy ehhez magáról a mozgásról nincs szükség információra, mert mindegyiket a konnektomban több százezer, nehezen nyomon követhető idegi kapcsolat biztosítja. Ebben az értelemben maga a szándék, hogy ezt vagy azt a cselekvést megtegye, sokkal ígéretesebb, és Anderson végül a hátsó koponyaüregben találta meg vizuális elemzők, az a terület, ahol kialakul.
A másik öt betegnek ugyanis, akinél a chipet a motoros kéreg területére ültették be, lényegesen rosszabb volt a koordinációja, gyakrabban hiányoztak egy-egy mozdulat végrehajtása során, például egy doboz gyümölcslé elvételekor. De szintén egy nagy probléma abban rejlik, hogy eddig minden ilyen bionikus végtagot csak olyan kísérletek keretében használnak, amelyek előbb-utóbb véget érnek. Az agyba ültetett chipeket az utóbbi idegen testként érzékeli, és végül bekapszulázódik, és elveszíti a kapcsolatot a neuronokkal. Mindazonáltal ezeknek a munkáknak a lényege, hogy bemutatják azt az alapvető lehetőséget, hogy az agy-számítógép interfész segítségével megkönnyítsék a teljesen lebénult betegek életét.
... Visszatérve az Alzheimer-kórhoz, felidézzük, hogy az agy egészséges emberekévi súlyának kevesebb, mint 1%-át veszíti el, és ezt a veszteséget a szövetek regenerációja kompenzálja mentális tevékenység. Az Alzheimer-kór tünetei akkor kezdenek megjelenni, amikor az agyszövet 10%-a elvész, és be normál körülmények között ez egy visszafordíthatatlan folyamat. A tudósok azonban mostanra 9 gént fedeztek fel, amelyek felgyorsíthatják és lelassíthatják ennek a betegségnek a kialakulását, köztük az Apoe4-et, amely e leggyakoribb formájának vezető rizikófaktora. szenilis demencia(Az e gén által kódolt „agresszív” Apoe4 fehérjét biztonságosabb izoformává alakítani képes anyagokat már állatokon is tesztelik).
Sőt, a Dél-Kaliforniai Egyetem tudósai a Wake Forest Egyetemen (Észak-Karolina) dolgozó kollégáikkal együtt már dolgoznak az agyban tárolt információk „rögzítésén”, aminek köszönhetően az Alzheimer-kórban szenvedő ember agya is feltárható. „újraindítás”, legalábbis átmenetileg visszaadva az elveszett emlékeket. Ez a ma is fantasztikusnak tűnő eredmény csak egyértelmű bizonyítéka annak a sikernek, amit modern tudomány az agy tanulmányozása során elért eredményeket - egy olyan szervet, amelyet évszázadokig alkalmasnak tartottak arra, hogy csak a vér hűtésére szolgáljon!
Annak ellenére, hogy az agy tanulmányozása terén az elmúlt években jelentős előrelépés történt, munkája nagy része még mindig rejtély. Az egyes sejtek működése meglehetősen jól meg van magyarázva, de annak megértése, hogy az agy egésze miként működik több ezer és millió neuron kölcsönhatásának eredményeként, csak nagyon leegyszerűsített formában érhető el, és további mélyreható kutatásokat igényel.
Enciklopédiai YouTube
1 / 5
✪ Agy. Felépítés és funkciók. Biológia videóóra 8. osztály
✪ Hogyan működik az agy
✪ Agy
✪ Az emberi anatómia. Agy.
✪ Biológia lecke #45. Az agyi régiók szerkezete és funkciói.
Feliratok
Az agy mint a gerincesek szerve
Az agy a központi idegrendszer fő részlege. A szoros értelemben vett agy jelenlétéről csak a gerincesek vonatkozásában lehet beszélni, kezdve a halakkal. Ezt a kifejezést azonban kissé lazán használják a magasan szervezett gerinctelenek hasonló struktúráira - például a rovaroknál az „agyot” néha a peripharyngealis ideggyűrű ganglionjainak felhalmozódásának nevezik. Amikor primitívebb élőlényeket írunk le, akkor a fej ganglionjairól beszélünk, nem az agyról.
Az agy tömegszázaléka a modern porcos halakban 0,06-0,44%, csontos halakban 0,02-0,94%, farkos kétéltűekben 0,29-0,36%, farkatlan halakban 0, 50-0,73%. Emlősökben az agy relatív mérete jóval nagyobb: nagy ceteknél 0,3%; kis cetekben - 1,7%; főemlősöknél 0,6-1,9%. Emberben az agytömeg és a testtömeg aránya átlagosan 2%.
A legnagyobb méretű emlősrendek agya a cetfélék, ormányosok, főemlősök. A legösszetettebb és legfunkcionálisabb agy az ésszerű ember agya.
agyszövetek
Az agy egy erős koponyahéjba van zárva (az egyszerű organizmusok kivételével). Ezenkívül kötőszövetből álló héjak (lat. agyhártya) borítják - kemény (lat. dura mater) és puha (lat. pia mater), amelyek között vaszkuláris vagy pókháló (lat. arachnoidea) héj található. A membránok és az agy és a gerincvelő felszíne között van cerebrospinális (gyakran cerebrospinális) folyadék - agy-gerincvelői folyadék (lat. liquor). A cerebrospinális folyadék az agy kamráiban is megtalálható. Ennek a folyadéknak a feleslegét hydrocephalusnak nevezik. A hydrocephalus veleszületett (gyakrabban) és szerzett.
agysejtek
Eddig is ismert volt, hogy az idegsejtek csak állatokban regenerálódnak. A közelmúltban azonban a tudósok felfedezték, hogy az emberi agy szaglásért felelős részében érett neuronok képződnek progenitor sejtekből. Egy nap majd képesek lesznek „megjavítani” a sérült agyat. Az agyban az őssejtek leállítják az osztódást, a kromoszóma egyes szakaszai újraaktiválódnak, és elkezdenek kialakulni az idegsejtekre jellemző struktúrák és kapcsolatok. Ettől kezdve a sejt teljes értékű neuronnak tekinthető. A mai napig a neuronok aktív növekedésének csak 2 területe ismert. Az egyik a memóriazóna. A másik az agy mozgásért felelős területe. Ez magyarázza a megfelelő funkciók részleges és teljes felépülését idővel az agy ezen részének károsodása után.
vérellátás
Az agyi neuronok működése jelentős energiaráfordítást igényel, amelyet az agy a vérellátó hálózaton keresztül kap. Az agyat három nagy artériából - két belső nyaki artériából (lat. a. carotis interna) és a fő artériából (lat. a. basilaris) - látja el vérrel. A koponyaüregben a belső nyaki artéria az elülső és középső agyi artériák (lat. aa. cerebri anterior et media) formájában folytatódik. A fő artéria az agytörzs ventrális felületén helyezkedik el, és a jobb és a bal csigolya artériák összeolvadásával jön létre. Elágazásai a hátsó agyi artériák. Ez a három artériapár (elülső, középső, hátsó), egymással anasztomizálva artériás (willisian) kört alkot. Ehhez az elülső agyi artériákat az elülső kommunikáló artéria (lat. a. communicans anterior) köti össze egymással, a belső nyaki (vagy néha középső agyi) és hátsó agyi artériák között pedig mindkét oldalon található egy hátsó összekötő artéria (lat. aa. communicans posterior). Az artériák közötti anasztomózisok hiánya az érrendszeri patológia (stroke) kialakulásával válik észrevehetővé, amikor a vérellátás ördögi körének hiánya miatt az érintett terület megnő. Ezenkívül a szerkezet számos változata lehetséges (nyitott kör, az erek atipikus osztódása trifurkáció kialakulásával stb.). Ha az egyik osztályon megnövekszik a neuronok aktivitása, akkor ennek a területnek a vérellátása is megnő. A nem invazív neuroimaging módszerek, mint például a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás és a pozitronemissziós tomográfia lehetővé teszik az agy egyes részeinek funkcionális aktivitásában bekövetkezett változások rögzítését.
A vér és az agyszövetek között vér-agy gát van, amely szelektíven biztosítja az érrendszerben lévő anyagoknak az agyszövetek áteresztőképességét. Az agy egyes részeiben ez a gát hiányzik (hipotalamusz régió), vagy eltér a többi résztől, ami specifikus receptorok és neuroendokrin képződmények jelenlétéhez kapcsolódik. Ez a gát megvédi az agyat számos fertőzéstől. Ugyanakkor számos, más szervekben hatásos gyógyszer nem tud bejutni az agyba a gáton keresztül.
Funkciók
Az agyi funkciók közé tartozik az érzékszervi információk feldolgozása, tervezés, döntéshozatal, koordináció, mozgásszabályozás, pozitív és negatív érzelmek, figyelem, memória. Az emberi agy igen magasabb funkció-gondolkodás. Az emberi agy egyik funkciója a beszéd észlelése és generálása.
Az agy osztályai
A kéreg két féltekéből áll, amelyeket egy idegrost köteg köt össze - a corpus callosum (corpus callosum). A bal félteke felelős a test jobb feléért, a jobb - a balért. Az emberben a jobb és a bal agyfélteke más-más funkciót lát el.
A vizuális jelek a látókéregbe (az occipitalis lebenyben), a tapintható jelek a szomatoszenzoros kéregbe (a parietális lebenyben), a szaglójelek a szaglókéregbe stb. A kéreg asszociatív területein különböző típusú (modalitású) szenzoros jelek ) integrálva vannak.
Egyrészt az agyi régiókban lokalizálódnak a funkciók, másrészt ezek mind egyetlen hálózatba kapcsolódnak.
Műanyag
Az agynak megvan a plaszticitás tulajdonsága. Ha valamelyik osztálya érintett, egy idő után más részlegek kompenzálhatják a funkcióját. Az agy plaszticitása az új készségek elsajátításában is szerepet játszik.
Embrionális fejlődés
Az agy embrionális fejlődése az egyik kulcsa az agy szerkezetének és funkcióinak megértéséhez.
Az agy az idegcső rostralis részéből fejlődik ki. Az agy nagy része (95%) a pterygoid lemez származéka.
Az agy embriogenezise több szakaszon megy keresztül.
- A három agybuborék stádiuma - emberben a méhen belüli fejlődés negyedik hetének elején az idegcső rostralis vége három buborékot képez: Prosencephalon (előagy), Mesencephalon (agy közepén), Rhombencephalon (romboid agy vagy elsődleges). hátsó agy).
- Öt agybuborék stádiuma - az emberben a méhen belüli fejlődés kilencedik hetének elején a Prosencephalon végül Teleencephalonra (végagyra) és Diencephalonra (köztes agyra) osztódik, a Mesencephalon megmarad, a Rhombencephalon pedig Metencephalonra (hátsó agy) ) és Myelencephalon (medulla oblongata).
A második szakasz kialakulásának folyamatában (a harmadiktól a hetedik fejlődési hétig) az emberi agy három hajlatot szerez: középagy, nyaki és híd. Először egyidejűleg és egy irányban alakul ki a középagy és a pontine hajlat, majd - és ezzel ellentétes irányban - a nyaki hajlat. Ennek eredményeként a lineáris agy cikcakkszerűen "összehajt".
Az emberi agy fejlődésével bizonyos hasonlóság figyelhető meg a filogenezis és az ontogenezis között. Az állatvilág fejlődési folyamatában először a telencephalon, majd a középagy alakult ki. Az előagy az agy evolúciósan újabb képződménye. Szintén a gyermek méhen belüli fejlődésében először a hátsó agy, mint az evolúciósan legősibb agyrész, majd a középső, majd az előagy alakul ki. Születés után, csecsemőkortól felnőttkorig az agy idegi kapcsolatainak szervezeti komplikációja lép fel.
Kutatási módszerek
Ablációk
Az agykutatás egyik legrégebbi módszere az ablációs technika, amely abból áll, hogy az agy egyik részét eltávolítják, és a tudósok megfigyelik, milyen változásokhoz vezet egy ilyen művelet.
Nem minden agyterület távolítható el a szervezet megölése nélkül. Így az agytörzs számos része felelős a létfontosságú funkciókért, például a légzésért, vereségük azonnali halált okozhat. Ennek ellenére számos osztály veresége, bár befolyásolja a szervezet életképességét, nem végzetes. Ez például az agykéreg területeire vonatkozik. A súlyos agyvérzés bénulást vagy beszédveszteséget okoz, de a test tovább él. A vegetatív állapot, amelyben az agy nagy része elhalt, mesterséges táplálással tartható fenn.
Az ablációs kutatások hosszú múltra tekintenek vissza, és folyamatban vannak. Míg a múlt tudósai sebészeti úton távolították el az agyterületeket, a modern kutatók olyan mérgező anyagokat használnak, amelyek szelektíven befolyásolják az agyszövetet (például egy bizonyos területen lévő sejteket, de nem az azon áthaladó idegrostokat).
Az agy egy részének eltávolítása után egyes funkciók elvesznek, míg mások megmaradnak. Például egy macska, akinek az agyát a talamusz felett feldarabolták, számos testtartási reakciót és gerincreflexet megtart. Az az állat, akinek az agyát az agytörzs szintjén feldarabolják (decerebrált), fenntartja a feszítőizmok tónusát, de elveszti a testtartási reflexeit.
Megfigyeléseket végeznek olyan embereken is, akiknek agyi struktúrái sérültek. Így a második világháború idején a fejen elszenvedett lőtt sebek gazdag információval szolgáltak a kutatók számára. Vizsgálatokat végeznek olyan betegeken is, akiknek agyvérzésük és trauma következtében agykárosodásuk van.
Transcranialis mágneses stimuláció
Egyes esetekben vékony elektródákat (egytől több százig) ültetnek be az agyba, és a kutatók hosszú ideig rögzítik az aktivitást. Más esetekben az elektródát csak a kísérlet idejére helyezik az agyba, és a felvétel végén eltávolítják.
Egy vékony elektróda segítségével rögzíteni lehet mind az egyes neuronok aktivitását, mind a sok száz neuron aktivitása következtében kialakuló lokális potenciálokat (lokális térpotenciálokat). Az EEG elektródák, valamint az agyra közvetlenül felvitt felületi elektródák segítségével csak nagyszámú neuron globális aktivitása rögzíthető. Úgy gondolják, hogy az így rögzített aktivitás neuronális akciós potenciálokból (vagyis neuronális impulzusokból), valamint küszöb alatti depolarizációból és hiperpolarizációból áll.
Az agyi potenciálok elemzésekor gyakran spektrális analízist végeznek, és a spektrum különböző összetevői megvannak különböző nevek: delta (0,5-4 Hz), théta 1 (4-6 Hz), théta 2 (6-8 Hz), alfa (8-13 Hz), béta 1 (13-20 Hz), béta 2 (20-40) Hz), gamma-hullámok (beta 2 és magasabb ritmusokat tartalmaz).
elektromos stimuláció
Az agy funkcióinak tanulmányozásának egyik módszere bizonyos területek elektromos stimulációja. Ennek a módszernek a segítségével tanulmányozták például a "motoros homunculust" - kimutatták, hogy a motoros kéreg bizonyos pontjainak stimulálásával a kéz mozgását, más pontokat - a lábak mozgását - stimulálják. stb. Az így kapott térképet homunculusnak nevezzük. A test különböző részeit az agykéreg különböző méretű területei képviselik. Ezért a homunculusnak nagy arca, hüvelykujja és tenyere van, de kicsi a törzse és a lábai.
Ha stimulálja az agy érzékszervi területeit, érzeteket válthat ki. Ezt mind emberen (Penfield híres kísérletei során), mind állatokon kimutatták.
Az elektromos stimulációt az orvostudományban is alkalmazzák – az áramütéstől, amelyet számos filmben bemutattak a pszichiátriai kórházak borzalmairól, az agy mélyén lévő struktúrák stimulálásáig, amely a Parkinson-kór népszerű kezelésévé vált.
Egyéb technikák
A röntgen-CT-t és az MRI-t az agy anatómiai struktúráinak tanulmányozására használják. Az agy anatómiai és funkcionális vizsgálatai során PET-et, egyfoton emissziós komputertomográfiát (SPECT), funkcionális MRI-t is használnak. A módszerrel lehetséges az agy struktúráinak megjelenítése ultrahang diagnosztika(ultrahang) ultrahangos "ablak" jelenlétében - a koponyacsontok hibája, például kisgyermekeknél nagy fontanel.
Sérülések és betegségek
Az agyi elváltozások és betegségek vizsgálata és kezelése a biológia és az orvostudomány (neurofiziológia, neurológia, idegsebészet, pszichiátria és pszichológia) hatáskörébe tartozik.
Gyulladás agyhártya agyhártyagyulladásnak nevezik (amely a három héjnak felel meg - pachymeningitis, leptomeningitis és arachnoiditis).
Egy felnőtt agyának súlya átlagosan a teljes testtömeg egyötvenedik része. Ugyanakkor az emberi agy a keringő vér egyötödét (vagyis az oxigén egyötödét), a szervezetbe kerülő glükóz egyötödét fogyasztja el.
Az agy átlagos tömege különböző élőlényekben a táblázatban látható.
|
