Mózg. ludzki mózg
Zwierzęta, zwykle zlokalizowane w czołowej (przedniej) części ciała i reprezentujące zwarte nagromadzenie komórek nerwowych i ich wypustek-dendrytów. U wielu zwierząt zawiera również komórki glejowe i może być otoczony osłonką tkanki łącznej. U kręgowców (w tym ludzi) rozróżnia się mózg, który znajduje się w jamie czaszki, oraz rdzeń kręgowy, który znajduje się w kanale kręgowym.
mózg bezkręgowców
Mózg jest dobrze rozwinięty u zdecydowanej większości grup Bilateria - zwierząt obustronnie symetrycznych. Nawet najbardziej prymitywne histologicznie niejelitowe turbellarianie (obecnie klasyfikowane jako odrębny typ Acoelomorpha) mają dość złożony mózg z korą mózgową, neuropilem i spoidłami.
Sekcje mózgu ssaków
Umysł i mózg
Ponadto pojawiają się stwierdzenia, że umysł jest podobny do komputera i algorytmiczny. Punkty widzenia „umysłu generowanego przez mózg” i „umysłu komputerowego” niekoniecznie muszą sobie towarzyszyć.
Wielkość mózgu u ssaków
Masa mózgu (kg) jako funkcja masy ciała (M t, kg) dla różne grupy ssaki:
Mózg w kulturze
Ze względu na kluczową rolę mózgu w organizmie, temat mózgu jest popularny. W starożytności jedzenie mózgu pokonanej osoby lub zwierzęcia wraz z innymi częściami ciała symbolizowało zdobycie siły wroga. W średniowieczu mózg był rozumiany jako centrum życia, obok serca. Obecnie temat mózgu jest szeroko rozpowszechniony w fikcja, gry wideo i filmy, zwłaszcza filmy o zombie.
Historia badań mózgu
Początek współczesnej nauki o mózgu wyznaczono na początku XX wieku dzięki dwóm odkryciom: analizie aktów odruchowych i odkryciu lokalizacji funkcji w korze mózgowej. Na podstawie tych odkryć zasugerowano, że proste adaptacyjne mimowolne ruchy realizowany dzięki łukowi odruchowemu poziomu segmentalnego, przechodzącego przez dolne partie mózgu, a świadome postrzeganie i dobrowolne ruchy zapewniają odruchy wyższy porządek, którego łuk czuciowo-ruchowy przechodzi przez wyższe części mózgu.
Mózg jest częścią ośrodkowego układu nerwowego, głównego regulatora wszystkich funkcji życiowych organizmu. W wyniku jego klęski poważna choroba. Mózg zawiera 25 miliardów neuronów, które tworzą istotę szarą mózgu. Mózg jest pokryty trzema błonami - twardą, miękką i znajdującą się pomiędzy nimi pajęczynówką, przez kanały których krąży płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF). Alkohol jest rodzajem amortyzatora hydraulicznego. Mózg dorosłego mężczyzny waży średnio 1375 g, kobiet - 1245 g. Nie oznacza to jednak, że u mężczyzn jest lepiej rozwinięty. Czasami waga mózgu może osiągnąć 1800 g.
Struktura
Mózg składa się z 5 głównych części: końcowej, międzymózgowia, środkowej, tyłomózgowia i rdzenia przedłużonego. Kresomózgowie stanowi 80% całkowitej masy mózgu. Rozciągał się od kość czołowa do potylicznej. Kresomózgowie składa się z dwóch półkul, w których występuje wiele bruzd i zwojów. Jest podzielony na kilka płatów (czołowy, ciemieniowy, skroniowy i potyliczny). Rozróżnij podkorę i korę mózgową. Podkora składa się z jądra podkorowe regulujące różne funkcje organizmu. Mózg znajduje się w trzech jamach czaszkowych. Półkule mózgowe zajmują doły przednie i środkowe oraz dół tylny- móżdżek, pod którym znajduje się rdzeń przedłużony.
Funkcje
Funkcje różnych części mózgu są różne.
kresomózgowie
W szarej korze znajduje się około 10 miliardów neuronów. Tworzą tylko 3-milimetrową warstwę, ale ich włókna nerwowe są rozgałęzione jak sieć. Każdy neuron może mieć do 10 000 kontaktów z innymi neuronami. Część włókna nerwowełączy prawą i lewą półkulę poprzez ciało modzelowate mózgu. Neurony tworzą istotę szarą, podczas gdy włókna tworzą Biała materia. W obrębie półkul mózgowych, pomiędzy płaty czołowe i międzymózgowia znajdują się skupiska szare komórki. to jądra podstawne. Ganglia to skupiska neuronów, które przekazują informacje.
międzymózgowie
Międzymózgowie dzieli się na część brzuszną (podwzgórze) i grzbietową (wzgórze, śródwzgórze, epithalam). Wzgórze jest mediatorem, w którym wszystkie bodźce odbierane ze świata zewnętrznego zbiegają się i są kierowane do półkul mózgowych w taki sposób, aby organizm mógł odpowiednio przystosować się do ciągle zmieniającego się środowiska. Podwzgórze jest głównym podkorowym ośrodkiem regulacji autonomicznych funkcji organizmu.
śródmózgowie
Rozciąga się od przedniej krawędzi mostu do dróg wzrokowych i ciał brodawkowatych. Składa się z nóg dużego mózgu i czworogłowego. Poprzez śródmózgowie wszyscy przechodzą wznoszące się ścieżki do kory mózgowej i móżdżku oraz zstępującej, przenosząc impulsy do rdzenia przedłużonego i rdzenia kręgowego. Jest ważny dla przetwarzania impulsów nerwowych z receptorów wzrokowych i słuchowych.
Móżdżek i most
Móżdżek znajduje się w okolicy potylicznej za rdzeniem przedłużonym i mostem. Składa się z dwóch półkul i robaka między nimi. Powierzchnia móżdżku jest usiana bruzdami. Móżdżek bierze udział w koordynacji złożonych aktów motorycznych.
Komory mózgu
Komory boczne znajdują się w półkulach przodomózgowia. Trzecia komora znajduje się między guzkami wzrokowymi i jest połączona z komorą czwartą, która komunikuje się z przestrzenią podpajęczynówkową. Płyn znajdujący się w komorach krąży w pajęczynówce.
Duże (końcowe) funkcje mózgu
Dzięki pracy mózgu człowiek może myśleć, czuć, słyszeć, widzieć, dotykać, poruszać się. Duży (końcowy) mózg kontroluje wszystkie funkcje życiowe ważne procesy zachodzące w ludzkim ciele, a także jest „pojemnikiem” wszystkich naszych zdolności intelektualnych. Ze świata zwierząt wyróżnia się przede wszystkim człowiek rozwinięta mowa i zdolność do myślenie abstrakcyjne, tj. umiejętność myślenia w kategoriach moralnych lub logicznych. Tylko w ludzkim umyśle mogą powstać różne idee, na przykład polityczne, filozoficzne, teologiczne, artystyczne, techniczne, twórcze.
Ponadto mózg reguluje i koordynuje pracę wszystkich mięśni człowieka (zarówno tych, którymi człowiek może sterować siłą woli, jak i tych, które nie zależą od woli człowieka, np. mięśnia sercowego). Mięśnie otrzymują serię impulsów z ośrodkowego układu nerwowego, na które odpowiadają skurczem o określonej sile i czasie trwania. Impulsy są wysyłane do mózgu z różne ciała zmysły, wywołując niezbędne reakcje, na przykład odwrócenie głowy w kierunku, z którego dobiega dźwięk.
Lewa półkula mózgu kontroluje prawą połowę ciała, a prawa półkula kontroluje lewą. Obie półkule wzajemnie się uzupełniają.
Mózg przypomina Orzech włoski, wyróżnia się w nim trzy duże sekcje - tułów, sekcję podkorową i korę mózgową. Całkowita powierzchnia kory zwiększa się dzięki licznym bruzdom, które dzielą całą powierzchnię półkuli na wypukłe zwoje i płaty. Trzy główne bruzdy - środkowa, boczna i ciemieniowo-potyliczna - dzielą każdą półkulę na cztery płaty: czołowy, ciemieniowy, potyliczny i skroniowy. Poszczególne obszary kory mózgowej mają różne wartość funkcjonalna. Impulsy z formacji receptorowych wchodzą do kory mózgowej. Każdy peryferyjny aparat receptorowy w korze mózgowej odpowiada obszarowi zwanemu jądrem korowym analizatora. Analizator jest tworem anatomicznym i fizjologicznym, który zapewnia percepcję i analizę informacji o zjawiskach zachodzących w środowisku i (lub) wewnątrz ciała ludzkiego oraz tworzy wrażenia specyficzne dla konkretnego analizatora (na przykład ból, wzrok, analizator słuchu). Obszary kory, w których znajdują się jądra korowe analizatorów, nazywane są strefami czuciowymi kory mózgowej. Strefa motoryczna kory mózgowej oddziałuje ze strefami czuciowymi, a gdy jest stymulowana, następuje ruch. Można to pokazać na prostym przykładzie: gdy zbliża się płomień świecy, receptory bólu i ciepła palców zaczynają wysyłać sygnały, wtedy neurony odpowiedniego analizatora identyfikują te sygnały jako ból spowodowany oparzeniem, a mięśnie „ rozkazał” wycofać rękę.
Strefy asocjacyjne
Strefy asocjacyjne to strefy funkcjonalne kory mózgowej. Łączą napływające informacje sensoryczne z wcześniej otrzymanymi i przechowywanymi w pamięci, a także porównują informacje otrzymane z różnych receptorów. Sygnały czuciowe są rozumiane, interpretowane iw razie potrzeby przekazywane do związanego z nimi obszaru motorycznego. Tak więc strefy asocjacyjne są zaangażowane w procesy myślenia, zapamiętywania i uczenia się.
Płaty kresomózgowia
Kresomózgowie dzieli się na płaty czołowe, potyliczne, skroniowe i ciemieniowe. W płacie czołowym znajdują się strefy intelektu, zdolności koncentracji i strefy motoryczne; w strefach skroniowych - słuchowych, w ciemieniowych - strefach smaku, dotyku, orientacji przestrzennej, aw potylicznej - strefach wzrokowych.
Strefa mowy
Rozległe uszkodzenia po lewej stronie płat skroniowy, na przykład w wyniku poważnych obrażeń głowy i różne choroby, jak również po udarze mózgu, zwykle towarzyszą zaburzenia mowy czuciowej i motorycznej.
Kresomózgowie jest najmłodszą i najbardziej rozwiniętą częścią mózgu, która określa zdolność człowieka do myślenia, odczuwania, mówienia, analizowania, a także kontroluje wszystkie procesy zachodzące w ciele. Funkcje innych części mózgu obejmują przede wszystkim kontrolę i przekazywanie impulsów, wiele funkcji życiowych - regulują metabolizm hormonów, metabolizm, odruchy itp.
Do normalne funkcjonowanie mózg potrzebuje tlenu. Na przykład, jeśli podczas zatrzymania akcji serca lub urazu tętnicy szyjnej, krążenie mózgowe, po kilku sekundach osoba traci przytomność, a po 2 minutach komórki mózgowe zaczynają obumierać.
Funkcje międzymózgowia
Guzek wzrokowy (wzgórze) i podwzgórze (podwzgórze) są częściami międzymózgowia. Impulsy ze wszystkich receptorów ciała wchodzą do jąder wzgórza. Otrzymane informacje we wzgórzu są przetwarzane i wysyłane do półkul mózgowych. Wzgórze łączy się z móżdżkiem i tzw. układem limbicznym. Podwzgórze reguluje autonomiczne funkcje organizmu. Wpływ podwzgórza odbywa się poprzez układ nerwowy i gruczoły dokrewne. Podwzgórze bierze również udział w regulacji funkcji wielu gruczołów dokrewnych i metabolizmu, a także w regulacji temperatury ciała oraz czynności układu sercowo-naczyniowego i pokarmowego.
układ limbiczny
Układ limbiczny odgrywa ważną rolę w kształtowaniu zachowań emocjonalnych człowieka. Układ limbiczny jest formacje nerwowe znajduje się po środkowej stronie kresomózgowia. Obszar ten nie został jeszcze w pełni zbadany. Przyjmuje się, że układ limbiczny i sterowane przez niego podwzgórze są odpowiedzialne za wiele naszych uczuć i pragnień, na przykład pragnienie i głód, strach, agresywność i pożądanie seksualne powstają pod ich wpływem.
Funkcje pnia mózgu
Pień mózgu jest filogenetycznie starożytną częścią mózgu, składającą się ze śródmózgowia, tyłomózgowia i rdzenia przedłużonego. Śródmózgowie zawiera pierwotne wizualne i ośrodki słuchowe. Z ich udziałem przeprowadzane są odruchy orientacyjne na światło i dźwięk. W rdzeniu przedłużonym znajdują się ośrodki regulujące oddychanie, aktywność sercowo-naczyniową, funkcje narządy trawienne a także metabolizm. Rdzeń bierze udział w realizacji takich odruchów jak żucie, ssanie, kichanie, połykanie, wymioty.
Funkcje móżdżku
Móżdżek kontroluje ruchy ciała. Impulsy dochodzą do móżdżku ze wszystkich receptorów, które są podrażnione podczas ruchów ciała. Na funkcję móżdżku może wpływać spożycie alkoholu lub innych substancji powodujących zawroty głowy. Dlatego pod wpływem zatrucia ludzie nie są w stanie normalnie koordynować swoich ruchów. W ostatnie lata jest coraz więcej dowodów na rolę móżdżku aktywność poznawcza osoba.
nerwy czaszkowe
Oprócz rdzeń kręgowy bardzo ważne jest również dwanaście nerwów czaszkowych: pary I i II - nerwy węchowe i nerwy wzrokowe; Pary III, IV VI - nerwy okoruchowe; para V -nerw trójdzielny- unerwia mięśnie żucia; VII - nerw twarzowy - unerwia mięśnie twarzy, zawiera również włókna wydzielnicze do dróg łzowych i łzowych ślinianki; VIII para - nerw przedsionkowo-ślimakowy - łączy narządy słuchu, równowagi i grawitacji; IX para - nerw językowo-gardłowy- unerwia gardło, jego mięśnie, ślinianka przyuszna, kubki smakowe języka; para X - nerw błędny-jest podzielony na szereg gałęzi, które unerwiają płuca, serce, jelita, regulują ich funkcje; XI para - nerw dodatkowy - unerwia mięśnie obręczy barkowej. Połączenie nerwów rdzeniowych powoduje XII para - nerw podjęzykowy- unerwia mięśnie języka i aparat podjęzykowy.
Jednak termin ten jest nieco luźno używany w odniesieniu do podobnych struktur wysoce zorganizowanych bezkręgowców - na przykład u owadów „mózg” jest czasami nazywany nagromadzeniem zwojów pierścienia nerwu okołogardłowego. Opisując bardziej prymitywne organizmy, mówi się o zwojach głowy, a nie o mózgu.
Masa mózgu jako procent masy ciała wynosi 0,06-0,44% u współczesnych ryb chrzęstnoszkieletowych, 0,02-0,94% u ryb kostnoszkieletowych, 0,29-0,36% u płazów ogoniastych i 0 u ryb bezogonowych.50-0,73%. U ssaków względny rozmiar mózgu jest znacznie większy: u dużych waleni 0,3%; u małych waleni - 1,7%; u naczelnych 0,6-1,9%. U ludzi stosunek masy mózgu do masy ciała wynosi średnio 2%.
Największy rozmiar to mózg ssaków z rzędu waleni, trąb, naczelnych. Najtrudniejszy i funkcjonalny mózg uważany za mózg rozsądnej osoby.
W tabeli przedstawiono średnią masę mózgu różnych istot żywych.
|
|
|
tkanki mózgowe
Mózg jest zamknięty w mocnej skorupie czaszki (z wyjątkiem prostych organizmów). Ponadto jest pokryty skorupami (łac. opony mózgowe) tkanki łącznej - twardej (łac. dura mater) i miękkiej (łac. pia mater), pomiędzy którymi znajduje się skorupa naczyniowa lub pajęczynówka (łac. arachnoidea). Pomiędzy błonami a powierzchnią mózgu i rdzenia kręgowego znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy (często nazywany mózgowo-rdzeniowym) - płyn mózgowo-rdzeniowy (łac. ług). Płyn mózgowo-rdzeniowy znajduje się również w komorach mózgu. Nadmiar tego płynu nazywa się wodogłowiem. Wodogłowie jest wrodzone (częściej) i nabyte.
komórki mózgowe
W wyniku wspólnych badań przeprowadzonych w 2006 roku naukowcy z uniwersytetów w Auckland (Nowa Zelandia) i Göteborgu (Szwecja) odkryli, że dzięki aktywności komórek macierzystych ludzki mózg jest w stanie reprodukować nowe neurony. Naukowcy odkryli, że w części ludzkiego mózgu odpowiedzialnej za węch dojrzałe neurony powstają z komórek progenitorowych. Komórki macierzyste w mózgu przestają się dzielić, następuje reaktywacja niektórych odcinków chromosomów, zaczynają tworzyć się struktury i połączenia specyficzne dla neuronów. Od tego momentu komórkę można uznać za pełnoprawny neuron. Znane są dwa obszary aktywnego wzrostu neuronów. Jedną z nich jest strefa pamięci. Drugi obejmuje obszar mózgu odpowiedzialny za ruch. To wyjaśnia częściowe i całkowite przywrócenie w czasie odpowiednich funkcji po uszkodzeniu tej części mózgu.
dopływ krwi
Funkcjonowanie neuronów mózgowych wymaga znacznego wydatku energii, którą mózg otrzymuje poprzez sieć krwionośną. Mózg jest zaopatrywany w krew z puli trzech dużych tętnic – dwóch wewnętrznych tętnice szyjne(łac. a. carotis interna) i główna tętnica (łac. a. basilaris). W jamie czaszki tętnica szyjna wewnętrzna jest kontynuowana w postaci przedniej i środkowej tętnicy mózgowej (łac. aa. cerebri anterior et media). Główna tętnica znajduje się na brzusznej powierzchni pnia mózgu i powstaje w wyniku połączenia prawej i lewej tętnicy tętnice kręgowe. Jego gałęziami są tylne tętnice mózgowe. Te trzy pary tętnic (przednia, środkowa, tylna), zespolone ze sobą, tworzą koło tętnicze (willisowskie). Aby to zrobić, przednie tętnice mózgowe są połączone ze sobą przednią tętnicą łączącą (łac. communicans anterior) oraz między wewnętrzną tętnicą szyjną (lub czasami środkową częścią mózgu) a tylną tętnice mózgowe, z każdej strony znajduje się tylna tętnica łącząca (łac. aa.communicans posterior). Wraz z rozwojem zauważalny staje się brak zespoleń między tętnicami patologia naczyniowa(udar), gdy z powodu braku błędne koło zwiększa się dopływ krwi do dotkniętego obszaru. Ponadto możliwe są liczne warianty budowy (otwarte koło, nietypowy podział naczyń krwionośnych z utworzeniem trifurkacji i inne). Jeśli aktywność neuronów w jednym z działów wzrasta, zwiększa się również dopływ krwi do tego obszaru. Rejestruj zmiany w czynności funkcjonalnej poszczególne sekcje mózgu pozwala na takie metody nieinwazyjnego neuroobrazowania, jak funkcjonalny rezonans magnetyczny i pozytonowa tomografia emisyjna.
Pomiędzy krwią a tkankami mózgowymi istnieje bariera krew-mózg, która zapewnia selektywną przepuszczalność substancji znajdujących się w mózgu łożysko naczyniowe, do tkanki mózgowej. W niektórych obszarach mózgu ta bariera jest nieobecna (region podwzgórza) lub różni się od innych części, co jest związane z obecnością specyficznych receptorów i formacji neuroendokrynnych. Ta bariera chroni mózg przed wieloma rodzajami infekcji. Jednocześnie wiele leków, które działają na inne narządy, nie może przedostać się do mózgu przez barierę.
O masie około 2 proc waga całkowita ciała, dorosły mózg zużywa 15% objętości krążącej krwi, zużywając 50% glukozy wytwarzanej przez wątrobę i wchodzącej do krwi.
Funkcje
Oddziały mózgu
Główne części ludzkiego mózgu
- Romboidalny (tylny) mózg
- z powrotem (właściwie z powrotem)
- mostek (zawiera głównie włókna nerwowe projekcyjne i grupy neuronów, jest ogniwem pośrednim w kontroli móżdżku)
- móżdżek (składa się z robaka i półkul, na powierzchni móżdżku komórki nerwowe uformować skorupę)
- z powrotem (właściwie z powrotem)
Jama romboidalnego mózgu to komora IV (na dole znajdują się otwory, które łączą ją z pozostałymi trzema komorami mózgu, a także z przestrzenią podpajęczynówkową).
- śródmózgowie
- jama śródmózgowia - wodociąg mózgu (Akwedukt Sylwiusza)
- nogi mózgu
- przodomózgowie składa się z międzymózgowia i kresomózgowia.
- średniozaawansowany (przez ten dział wszystkie informacje, które docierają z dolnych części mózgu do półkul mózgowych, są przełączane). Jama międzymózgowia to komora III.
- epithalamus
- smycz
- szary pasek
- podwzgórze (ośrodek autonomicznego układu nerwowego)
- lejek przysadki mózgowej
- epithalamus
- skończone
- jądro podstawne (prążkowie)
- ogrodzenie
- „mózg węchowy”
- opuszka węchowa (przechodzi przez nerw węchowy)
- przewód węchowy
- jama kresomózgowia - boczna (komory I i II)
- jądro podstawne (prążkowie)
- średniozaawansowany (przez ten dział wszystkie informacje, które docierają z dolnych części mózgu do półkul mózgowych, są przełączane). Jama międzymózgowia to komora III.
Sygnały przepływają do iz mózgu przez rdzeń kręgowy, który kontroluje ciało, oraz przez nerwy czaszkowe. Sygnały czuciowe (lub aferentne) docierają z narządów zmysłów do jąder podkorowych (tj. poprzedzających korę mózgową), następnie do wzgórza, a stamtąd do wyższej części - kory mózgowej.
Kora składa się z dwóch półkul połączonych wiązką włókien nerwowych - ciała modzelowatego (ciało modzelowate). Odpowiedzialna jest lewa półkula prawa połowa korpus, prawy - dla lewego. U ludzi prawa i lewa półkula pełnią różne funkcje.
Sygnały wizualne docierają do kory wzrokowej (w płacie potylicznym), sygnały dotykowe do kory somatosensorycznej (w płat ciemieniowy), węchowy - do kory węchowej itp. W obszarach asocjacyjnych kory następuje integracja sygnałów czuciowych różne rodzaje(modalności).
Z jednej strony istnieje lokalizacja funkcji w obszarach mózgu, z drugiej strony wszystkie są połączone w jedną sieć.
Plastikowy
Mózg ma właściwość plastyczności. Jeśli dotyczy to jednego z jego działów, inne działy mogą po pewnym czasie zrekompensować jego funkcję. Plastyczność mózgu odgrywa również rolę w uczeniu się nowych umiejętności.
Rozwój zarodkowy
Rozwój embrionalny mózgu jest jednym z kluczy do zrozumienia jego struktury i funkcji.
Mózg rozwija się z dziobowej części cewy nerwowej. Większość mózgu (95%) jest pochodną płytki skrzydłowej.
Embriogeneza mózgu przebiega przez kilka etapów.
- Stadium trzech pęcherzyków mózgowych - u człowieka na początku czwartego tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego dziobowy koniec cewy nerwowej tworzy trzy pęcherzyki: przodomózgowie, śródmózgowie, rombomózgowie (mózg romboidalny, czyli pierwotny tyłomózgowie) ).
- Etap pięciu pęcherzyków mózgowych - u ludzi na początku dziewiątego tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego przedmózgowie ostatecznie dzieli się na kresomózgowie (telencefalon) i międzymózgowie (międzomózgowie), śródmózgowie zostaje zachowane, a rombomózgowie dzieli się na śródmózgowie (tyłomózgowie) i mielenomózgowie (rdzeń przedłużony).
W procesie formowania drugiego etapu (od trzeciego do siódmego tygodnia rozwoju) ludzki mózg uzyskuje trzy zakręty: śródmózgowie, szyjny i mostkowy. Najpierw tworzą się jednocześnie i w jednym kierunku zgięcie śródmózgowia i mostu, następnie – w przeciwnym kierunku – zgięcie szyjne. W rezultacie liniowy mózg „fałduje się” w sposób zygzakowaty.
Wraz z rozwojem ludzkiego mózgu można zauważyć pewne podobieństwo między filogenezą a ontogenezą. W procesie ewolucji świata zwierząt najpierw uformował się kresomózgowie, a następnie śródmózgowie. Przoomózgowie jest ewolucyjnie nowszą formacją mózgu. Także w rozwój wewnątrzmaciczny dziecka najpierw tworzy się tyłomózgowie jako najstarsza ewolucyjnie część mózgu, następnie śródmózgowie, a następnie przodomózgowie. Po urodzeniu z dzieciństwo aż do dorosłości występuje organizacyjna komplikacja połączeń nerwowych w mózgu.
Metody badawcze
Ablacje
Jeden z najstarsze metody badanie mózgu to technika ablacji, która polega na tym, że usuwa się jedną z sekcji mózgu, a naukowcy obserwują zmiany, do jakich prowadzi taka operacja.
Nie każdy obszar mózgu można usunąć bez zabijania organizmu. Tak więc wiele części pnia mózgu jest odpowiedzialnych za funkcje życiowe Ważne cechy, takich jak oddychanie, a ich pokonanie może spowodować natychmiastową śmierć. Niemniej jednak porażka wielu działów, choć wpływa na żywotność organizmu, nie jest śmiertelna. Dotyczy to na przykład obszarów kory mózgowej. Masywny udar powoduje paraliż lub utratę mowy, ale ciało żyje dalej. Stan wegetatywny, w którym większość mózgu jest martwa, można utrzymać poprzez sztuczne odżywianie.
Badania nad ablacją mają długą historię i są w toku. Podczas gdy naukowcy z przeszłości usuwali chirurgicznie obszary mózgu, współcześni badacze używają substancje toksyczne, selektywnie wpływając na tkankę mózgową (na przykład komórki w określonym obszarze, ale nie przechodzące przez nie włókna nerwowe).
Po usunięciu części mózgu niektóre funkcje są tracone, podczas gdy inne są zachowane. Na przykład kot, którego mózg został wypreparowany powyżej wzgórza, zachowuje wiele reakcji posturalnych i odruchów rdzeniowych. Zwierzę, którego mózg został wypreparowany na poziomie pnia mózgu (bezmózgowy), zachowuje napięcie mięśni prostowników, ale traci odruchy posturalne.
Prowadzone są również obserwacje osób z uszkodzeniami struktur mózgowych. Tak więc przypadki ran postrzałowych głowy w czasie II wojny światowej dostarczyły badaczom wielu informacji. Prowadzone są również badania na pacjentach po udarze mózgu oraz z uszkodzeniem mózgu w wyniku urazu.
Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna
Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna jest metodą pozwalającą na nieinwazyjną stymulację kory mózgowej za pomocą krótkich impulsów magnetycznych. TMS nie jest powiązany z bolesne odczucia i dlatego może być stosowany jako procedura diagnostyczna w ustawienia ambulatoryjne. Impuls magnetyczny generowany przez TMS to szybko zmieniające się pole magnetyczne, które powstaje wokół cewki elektromagnetycznej podczas przepływu w niej prądu. Wysokie napięcie po rozładowaniu potężnego kondensatora (stymulatora magnetycznego). Stosowane współcześnie w medycynie stymulatory magnetyczne są w stanie wytworzyć pole magnetyczne o natężeniu do 2 tesli, co umożliwia stymulację elementów kory mózgowej na głębokość do 2 cm W zależności od konfiguracji cewki elektromagnetycznej , TMS może aktywować obszary kory różnej wielkości, czyli 1) ogniskowe, co umożliwia selektywną stymulację małych obszarów kory, lub 2) dyfuzyjne, co pozwala na jednoczesną stymulację różne działy szczekać.
Po stymulacji w korze ruchowej, TMS powoduje skurcz pewnych mięśni obwodowych zgodnie z ich topograficzną reprezentacją w korze mózgowej. Metoda pozwala na ocenę pobudliwości narządu ruchu mózgu z uwzględnieniem jego składowej pobudzającej i hamującej. TMS jest stosowany w leczeniu chorób mózgu, takich jak zespół Alzheimera, badaniu ślepoty, głuchoty, epilepsji itp.
elektrofizjologia
Aktywność elektryczną mózgu rejestrują elektrofizjolodzy - za pomocą cienkich elektrod, które pozwalają rejestrować wyładowania poszczególnych neuronów, czy też za pomocą elektroencefalografii (techniki kierowania potencjałów mózgowych z powierzchni głowy).
Cienka elektroda może być wykonana z metalu (pokrytego materiałem izolującym odsłaniającym tylko ostrą końcówkę) lub ze szkła. Szklana mikroelektroda to cienka rurka wypełniona wewnątrz solą fizjologiczną. Elektroda może być na tyle cienka, że wnika do wnętrza komórki i umożliwia rejestrację potencjałów wewnątrzkomórkowych. Inny sposób rejestrowania aktywności neuronów zewnątrzkomórkowych -
„Wikipedia mózgu”
przeciwko demencji, choroba umysłowa i mózgowe „katastrofy”
Profesor Vladimir Lazarevich Zelman, członek zagraniczny Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych i Rosyjskiej Akademii Nauk, jeden z pionierów neuroanestezjologii, członek Międzynarodowej Rady Naukowej Nowosybirska Uniwersytet stanowy, absolwent Nowosybirskiego Instytutu Medycznego, dziś jest jednym z trzech najlepszych amerykańskich anestezjologów. University of Southern California (Los Angeles, USA), na którym V. L. Zelman kieruje Zakładem Anestezjologii i Intensywnej Terapii, jest jednym z liderów w dziedzinie neuronauki w USA i bierze udział w wielu dużych projektach badawczych dotyczących mózgu, m.in. jako ENIGMA. W swoim wykładzie na NSMU oraz w rozmowie z SCIENCE FIRST-HAND profesor Zelman opowiedział o najciekawszych wynikach uzyskanych przez pracowników uczelni we współpracy z kolegami z innych organizacji w jednym z najgorętszych miejsc na styku współczesnej biologii i medycyny. Wśród nich jest genetyczna baza danych rozwijający się mózg, co umożliwi ocenę genetycznego ryzyka chorób; mapa rozmieszczenia w mózgu wszystkich neuronów i łączącego je „okablowania”; technologie neurokomputerowe, które pozwalają „mocy myśli” kontrolować bioniczne protezy
Na początek garść statystyk: według ekspertów do 2050 roku liczba osób cierpiących na demencję, demencję nabytą, może się na świecie niemal potroić i osiągnąć 132 mln. Najczęstsza postać demencji związana jest z chorobą Alzheimera, chorobą neurodegeneracyjną, głównie w podeszłym wieku. A opóźnienie wystąpienia choroby tylko o 5 lat (z 76 do 81 lat) zmniejszy liczbę pacjentów o połowę!
A to tylko jeden wymowny przykład znaczenia neuronauki badającej mózg - fizyczne podstawy naszej świadomości, podświadomości i aktywności umysłowej, jednego z najbardziej złożonych i najbardziej tajemniczych organów. Ludzkie ciało. Mechanizmy funkcjonowania mózgu nie są do końca poznane, chociaż w ciągu ostatniego ćwierćwiecza, dzięki pojawieniu się nowych technologii badawczych, takich jak rezonans magnetyczny, elektroencefalografia i inne, coraz więcej wiadomo o biologii zdrowego i chorego mózgu niż w całej dotychczasowej historii jej badań. Jednak w ciągu ostatnich dziesięciu lat stało się jasne, że co najmniej 80% znanych obecnie genów ulega do pewnego stopnia ekspresji w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym.
Inwestycje w neuronaukę szacuje się obecnie na miliardy dolarów. I tak w ciągu ostatniej dekady XX wieku, ogłoszonej „dekadą mózgu”, Kongres USA przeznaczył na badania w tym zakresie około 3 miliardów dolarów.Dla porównania: na badania nad ludzkim genomem przeznaczono około 3,7 miliarda dolarów na w tym samym czasie; symboliczne jest to, że te dwie najważniejsze projekt naukowy szedł równolegle.
University of Southern California, założony w 1880 roku, jest najstarszym prywatnym uniwersytetem badawczym w Kalifornii. W ostatnich latach, według autorytatywnych ocen, tradycyjnie zaliczany jest do pierwszej setki najlepsze uniwersytety pokój. Obecnie na uniwersytecie studiuje ponad 40 tysięcy studentów. W 1994 roku profesor uniwersytecki D. E. Olah otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii
University of Southern California jest liderem w badaniach nad mózgiem w ostatnich latach, nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale na całym świecie, dzięki unikalnemu multidyscyplinarnemu podejściu, które umożliwia wspólne rozwiązywanie zagadek chorób mózgu w sposób, którego nie potrafią odizolowane laboratoria.
Tak od kilku lat naukowcy z Instytutu Neurogenetyki. Zilka z University of Southern California prowadzą wspólne badania z grupą pracowników z Yale University i Brain Institute. Allena. Ich celem jest stworzenie kompletnej genetycznej bazy danych rozwijającego się ludzkiego mózgu, która pozwoli nam ocenić ryzyko genetyczne pojawienie się różnych zaburzenia mózgu. Do tej pory zidentyfikowano już ponad 300 loci genetycznych związanych z patologią ośrodkowego układu nerwowego, w sumie planowane jest przedstawienie danych dotyczących ekspresji genów dla 15 regionów mózgu w 13 kategoriach wiekowych w unikalnym Atlasie Transkrypcji Genów Mózgu. Już dziś baza ta jest największa na świecie, a od 2011 roku jest dostępna dla wszystkich zainteresowanych użytkowników.
University of Southern California rozpoczyna globalny projekt badań nad mózgiem ENIGMA, kierowany przez profesora uniwersyteckiego P. Thompsona i finansowany przez amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia. Około 200 matematyków, genetyków, neurobiologów i lekarzy z ponad 35 krajów świata, w tym z Rosji (z Nowosybirskiego Uniwersytetu Państwowego, szeregu instytutów Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk, Instytutu Neurochirurgii im. Problemy z przekazywaniem informacji im. A. A. Charkiewicza itp.). W ramach projektu prowadzone są badania nad strukturą i funkcjami mózgu oraz predyspozycjami do chorób takich jak schizofrenia, choroba Alzheimera, depresja, narkomania itp. Główny nacisk kładzie się na identyfikację czynników, które powodują lub, odwrotnie, zapobiegają określonym chorobom, takim jak styl życia, nawyki żywieniowe i oczywiście dziedziczność. Na przykład niedawno odkryto gen, który bierze udział w rozwoju otyłości poprzez zaburzenia w funkcjonowaniu struktur mózgowych.
W ludzkim mózgu znajduje się około 100 miliardów wyspecjalizowanych komórek nerwowych - neuronów, z których każdy ma około 10 tysięcy synaps służących do przekazywania impuls nerwowy między komórkami. Różne działki naszego mózgu, odpowiedzialne za myślenie, percepcję i odczucia, są połączone włóknami nerwowymi całkowita długość za 100 tysięcy mil (161 tysięcy km)
Najważniejsza część projektu ENIGMA jest konektom- projekt badania układu przewodzącego mózgu. Samo pojęcie „konektomu” zostało wprowadzone przez analogię do pojęcia „genu” dla pełny opis struktury połączeń w układzie nerwowym. W trakcie projektu konektom czterowymiarowa (czwarty wymiar – czasowa) mapa rozmieszczenia w mózgu wszystkich neuronów i „okablowania” je łączącego, opisująca wszystkie 100 bilionów możliwe interakcje między komórkami. Ten projekt, który połączy wszystkie wyniki obrazowania mózgu na jednej mapie, można słusznie nazwać „Wikipedią mózgu”. Dzięki temu możliwe będzie ustalenie zmienności i predestynacji genetycznej neuronów, śledzenie ich interakcji w czasie rzeczywistym oraz identyfikacja obecności patologii neuronalnych.
Jak każda komórka, każdy typ neuronu wykorzystuje określony zestaw genów do stworzenia swojej maszynerii molekularnej; sekwencyjnie oddziałujące neurony tworzą tzw. obwody neuronowe (najprostszym przykładem jest łuk odruchowy). Zrozumienie wszystkich niuansów pracy obwodów neuronalnych powinno również pomóc w zrozumieniu patogenezy chorób mózgu, co sprawi, że ich diagnoza będzie skuteczniejsza. Bo wtedy będzie można rozpoznać procesy patologiczne nie tylko na podstawie objawów, a chorób szukać dosłownie na poziomie poszczególnych synaps.
Do tej pory opisano około półtora tuzina odmian chorób psychicznych. Niewykluczone, że w następnej dekadzie, kiedy okaże się, na jakim etapie i w którym miejscu włączają się lub wyłączają geny przekierowujące aktywność synaptyczną w „niewłaściwym” kierunku, liczba zidentyfikowanych chorób wzrośnie o jeden lub dwa rzędy wielkości. Jednocześnie leczenie stanie się bardziej spersonalizowane, a w przypadku wczesna diagnoza będzie można korygować takie „niewłaściwe” procesy pełna rehabilitacja pacjent.
W granicach projektu ENIGMA zebrano już ogromny wachlarz danych genetycznych i obrazowych mózgu - około 50 tysięcy obrazowań mózgu 33 tysięcy osób z ponad trzydziestu krajów świata! Zebranie takiego materiału nie jest dziś takie trudne, ale aby rozszyfrować i zinterpretować te ogromne przepływy informacji, potrzebne są superkomputery i specjaliści od pracy z „wielkimi” danymi – bioinformatyka. Współczesna nauka jest już zasadniczo zdolna do takich zadań, więc możliwe, że w niedalekiej przyszłości każdy z nas stanie się posiadaczem „dysku flash”, na którym zostanie zapisane dekodowanie nie tylko naszego genomu, ale także samej naszej osobowości .
Już dziś badania układu przewodzenia mózgu dają nadzieję na ułatwienie życia pacjentom z poważnymi uszkodzeniami mózgu w wyniku urazu. Mowa o technologii neurokomputerowej (tzw. interfejsie „mózg-komputer”), która pozwala sparaliżowanej osobie sterować „mocą myśli” bionicznymi protezami, np. mechanicznym ramieniem.
Profesor Zelman:„17 kwietnia 2012 roku przeprowadziliśmy pierwszą operację u pacjenta z przebiciem odcinka szyjnego kręgosłupa, cierpiącego na tetraplegię, czyli naruszenie motoryki wszystkich czterech kończyn. Do mózgu pacjenta wprowadzono specjalne chipy elektroniczne, z których każdy ma 96 czujników odczytujących sygnały aktywność mózgu; za pomocą anten informacja ta przekazywana jest do komputera sterującego pracą specjalnie zaprojektowanego bionicznego ramienia. Do tej pory w Stanach Zjednoczonych operowano w ten sposób sześciu pacjentów. Ta praca jest finansowana przez Departament Obrony USA”
Jednym z problemów takich technologii neurokomputerowych jest wybór sygnałów mózgowych, które należy wykorzystać do sterowania bionicznymi protezami. Według niektórych badaczy konieczne jest odczytanie aktywności komórek nerwowych kory ruchowej mózgu, która jest bezpośrednio odpowiedzialna za ruchy, w tym przypadku informacja zwrotna ukształtowane na poziomie faktycznego działania. Istnieje jednak inne podejście, w którym pierwszeństwo ma nie samo działanie, ale zamiar jego wykonania! Pomysł zainstalowania chipów w obszarze kory środkowej biorącej udział w planowaniu działań należy do kolegi Zelmana, profesora R. Andersona z California Institute of Technology.
Richard Anderson od 25 lat bada mózg, szukając skupisk neuronów, których aktywność można wykorzystać do kontrolowania ruchów protezy kończyny. Był pewien, że nie wymaga to informacji o samym ruchu, bo każdy z nich jest dostarczany w konektomie przez setki tysięcy trudnych do wyśledzenia połączeń neuronowych. W tym sensie sam zamiar wykonania tej czy innej czynności jest o wiele bardziej obiecujący, a Anderson ostatecznie znalazł w tylnym dole czaszki, obok analizatory wizualne, obszar, w którym się tworzy.
Rzeczywiście, pozostałych pięciu pacjentów, którym wszczepiono chip w okolicy kory ruchowej, miało znacznie gorszą koordynację, częściej tęsknili podczas wykonywania ruchu, na przykład, gdy brali puszkę soku. Ale również wielki problem polega na tym, że jak dotąd wszystkie takie bioniczne kończyny są używane tylko w ramach eksperymentów, które prędzej czy później się kończą. Chipy wszczepione do mózgu są przez niego postrzegane jako ciało obce i ostatecznie zamykają się i tracą kontakt z neuronami. Niemniej jednak istotą tych prac jest pokazanie fundamentalnej możliwości ułatwienia życia całkowicie sparaliżowanym pacjentom za pomocą interfejsu mózg-komputer.
... Wracając do choroby Alzheimera, przypomnijmy, że mózg zdrowi ludzie traci mniej niż 1% swojej wagi rocznie, a ubytek ten jest kompensowany przez regenerację tkanek pod wpływem aktywność psychiczna. Objawy choroby Alzheimera zaczynają się pojawiać, gdy utracone zostaje 10% tkanki mózgowej, a w normalne warunki jest to proces nieodwracalny. Jednak naukowcy odkryli teraz 9 genów, które mogą przyspieszać i spowalniać rozwój tej choroby, w tym Apoe4, który jest głównym czynnikiem ryzyka tej najpowszechniejszej postaci. demencja starcza(Substancje zdolne do przekształcania „agresywnego” białka Apoe4 kodowanego przez ten gen w bezpieczniejszą izoformę są już testowane na zwierzętach).
Co więcej, do dziś naukowcy z University of Southern California wraz ze swoimi kolegami z Wake Forest University (Północna Karolina) pracują nad „zapisem” informacji przechowywanych w mózgu, dzięki którym mózg osoby cierpiącej na chorobę Alzheimera można „zrestartować”, przywracając, przynajmniej tymczasowo, utracone wspomnienia. Ten wynik, który nawet dzisiaj wydaje się fantastyczny, jest tylko dobitnym dowodem sukcesów, jakie odnieśli nowoczesna nauka osiągnięto w badaniu mózgu - narządu, który przez wieki uważany był za nadający się jedynie do spełniania funkcji chłodzenia krwi!
Pomimo znacznego postępu w badaniach mózgu w ostatnich latach, wiele z jego prac wciąż pozostaje tajemnicą. Funkcjonowanie poszczególnych komórek jest dość dobrze wyjaśnione, ale zrozumienie funkcjonowania mózgu jako całości w wyniku interakcji tysięcy i milionów neuronów jest dostępne tylko w bardzo uproszczonej formie i wymaga dalszych pogłębionych badań.
Encyklopedyczny YouTube
1 / 5
✪ Mózg. Struktura i funkcje. Lekcja wideo z biologii klasa 8
✪ Jak działa mózg
✪ Mózg
✪ Anatomia człowieka. Mózg.
✪ Lekcja biologii nr 45. Struktura i funkcje regionów mózgu.
Napisy na filmie obcojęzycznym
Mózg jako narząd kręgowców
Mózg jest głównym działem OUN. O obecności mózgu sensu stricto można mówić tylko w odniesieniu do kręgowców, poczynając od ryb. Jednak termin ten jest używany dość luźno w odniesieniu do podobnych struktur wysoce zorganizowanych bezkręgowców - na przykład u owadów „mózg” jest czasami nazywany nagromadzeniem zwojów pierścienia nerwu okołogardłowego. Opisując bardziej prymitywne organizmy, mówi się o zwojach głowy, a nie o mózgu.
Masa mózgu jako procent masy ciała wynosi 0,06-0,44% u współczesnych ryb chrzęstnoszkieletowych, 0,02-0,94% u ryb kostnych, 0,29-0,36% u płazów ogoniastych i 0 u ryb bezogonowych.50-0,73%. U ssaków względny rozmiar mózgu jest znacznie większy: u dużych waleni 0,3%; u małych waleni - 1,7%; u naczelnych 0,6-1,9%. U ludzi stosunek masy mózgu do masy ciała wynosi średnio 2%.
Największy rozmiar to mózg ssaków z rzędu waleni, trąb, naczelnych. Najbardziej złożonym i funkcjonalnym mózgiem jest mózg rozsądnej osoby.
tkanki mózgowe
Mózg jest zamknięty w mocnej skorupie czaszki (z wyjątkiem prostych organizmów). Ponadto jest pokryty skorupami (łac. opony mózgowe) tkanki łącznej - twardej (łac. dura mater) i miękkiej (łac. pia mater), pomiędzy którymi znajduje się skorupa naczyniowa lub pajęczynówka (łac. arachnoidea). Pomiędzy błonami a powierzchnią mózgu i rdzenia kręgowego znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy (często nazywany mózgowo-rdzeniowym) - płyn mózgowo-rdzeniowy (łac. ług). Płyn mózgowo-rdzeniowy znajduje się również w komorach mózgu. Nadmiar tego płynu nazywa się wodogłowiem. Wodogłowie jest wrodzone (częściej) i nabyte.
komórki mózgowe
Do tej pory wiadomo było, że komórki nerwowe regenerują się tylko u zwierząt. Ostatnio jednak naukowcy odkryli, że w części ludzkiego mózgu odpowiedzialnej za węch z komórek progenitorowych powstają dojrzałe neurony. Pewnego dnia będą mogli pomóc „naprawić” uszkodzony mózg. Komórki macierzyste w mózgu przestają się dzielić, następuje reaktywacja niektórych odcinków chromosomów, zaczynają tworzyć się struktury i połączenia specyficzne dla neuronów. Od tego momentu komórkę można uznać za pełnoprawny neuron. Do tej pory znane są tylko 2 obszary aktywnego wzrostu neuronów. Jedną z nich jest strefa pamięci. Drugi obejmuje obszar mózgu odpowiedzialny za ruch. To wyjaśnia częściowe i całkowite przywrócenie w czasie odpowiednich funkcji po uszkodzeniu tej części mózgu.
dopływ krwi
Funkcjonowanie neuronów mózgowych wymaga znacznego wydatku energii, którą mózg otrzymuje poprzez sieć krwionośną. Mózg zaopatrywany jest w krew z puli trzech dużych tętnic - dwóch tętnic szyjnych wewnętrznych (łac. carotis interna) i tętnicy głównej (łac. a. basilaris). W jamie czaszki tętnica szyjna wewnętrzna jest kontynuowana w postaci przedniej i środkowej tętnicy mózgowej (łac. aa. cerebri anterior et media). Główna tętnica znajduje się na brzusznej powierzchni pnia mózgu i jest utworzona przez połączenie prawej i lewej tętnicy kręgowej. Jego gałęziami są tylne tętnice mózgowe. Te trzy pary tętnic (przednia, środkowa, tylna), zespolone ze sobą, tworzą koło tętnicze (willisowskie). W tym celu przednie tętnice mózgowe są połączone ze sobą tętnicą łączącą przednią (łac. communicans anterior), a między tętnicą szyjną wewnętrzną (lub czasami środkową mózgową) a tętnicą mózgową tylną po obu stronach znajdują się jest tętnicą łączącą tylną (łac. aa. communicans posterior). Brak zespoleń między tętnicami staje się zauważalny wraz z rozwojem patologii naczyniowej (udarów), gdy z powodu braku błędnego koła dopływu krwi zwiększa się dotknięty obszar. Ponadto możliwe są liczne warianty budowy (otwarty okrąg, nietypowy podział naczyń krwionośnych z utworzeniem trifurkacji itp.). Jeśli aktywność neuronów w jednym z działów wzrasta, zwiększa się również dopływ krwi do tego obszaru. Nieinwazyjne metody neuroobrazowania, takie jak funkcjonalny rezonans magnetyczny i pozytonowa tomografia emisyjna, pozwalają rejestrować zmiany czynności czynnościowej poszczególnych części mózgu.
Pomiędzy krwią a tkankami mózgowymi istnieje bariera krew-mózg, która zapewnia selektywną przepuszczalność substancji znajdujących się w łożysku naczyniowym do tkanki mózgowej. W niektórych obszarach mózgu ta bariera jest nieobecna (region podwzgórza) lub różni się od innych części, co jest związane z obecnością specyficznych receptorów i formacji neuroendokrynnych. Ta bariera chroni mózg przed wieloma rodzajami infekcji. Jednocześnie wiele leków, które działają na inne narządy, nie może przedostać się do mózgu przez barierę.
Funkcje
Funkcje mózgu obejmują przetwarzanie informacji sensorycznych ze zmysłów, planowanie, podejmowanie decyzji, koordynację, kontrolę ruchu, pozytywne i negatywne emocje, uwagę, pamięć. Ludzki mózg tak wyższa funkcja- myślenie. Jedną z funkcji ludzkiego mózgu jest percepcja i generowanie mowy.
Oddziały mózgu
Kora składa się z dwóch półkul połączonych wiązką włókien nerwowych - ciała modzelowatego (ciało modzelowate). Lewa półkula odpowiada za prawą połowę ciała, prawa za lewą. U ludzi prawa i lewa półkula pełnią różne funkcje.
Sygnały wizualne dostają się do kory wzrokowej (w płacie potylicznym), sygnały dotykowe do kory somatosensorycznej (w płacie ciemieniowym), sygnały węchowe do kory węchowej itp. W obszarach asocjacyjnych kory różne typy sygnałów czuciowych (modalności ) są zintegrowane.
Z jednej strony istnieje lokalizacja funkcji w obszarach mózgu, z drugiej strony wszystkie są połączone w jedną sieć.
Plastikowy
Mózg ma właściwość plastyczności. Jeśli dotyczy to jednego z jego działów, inne działy mogą po pewnym czasie zrekompensować jego funkcję. Plastyczność mózgu odgrywa również rolę w uczeniu się nowych umiejętności.
Rozwój zarodkowy
Rozwój embrionalny mózgu jest jednym z kluczy do zrozumienia jego struktury i funkcji.
Mózg rozwija się z dziobowej części cewy nerwowej. Większość mózgu (95%) jest pochodną płytki skrzydłowej.
Embriogeneza mózgu przebiega przez kilka etapów.
- Stadium trzech pęcherzyków mózgowych - u człowieka na początku czwartego tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego dziobowy koniec cewy nerwowej tworzy trzy pęcherzyki: przodomózgowie, śródmózgowie (środkowy mózg), rombencefalię (mózg romboidalny lub pierwotny móżdżek).
- Etap pięciu pęcherzyków mózgowych - u ludzi na początku dziewiątego tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego przedmózgowie ostatecznie dzieli się na kresomózgowie (mózg końcowy) i międzymózgowie (mózg pośredni), śródmózgowie zostaje zachowane, a rombomózgowie dzieli się na śródmózgowie (mózg tylny) ) i Myelencephalon (rdzeń przedłużony).
W procesie formowania drugiego etapu (od trzeciego do siódmego tygodnia rozwoju) ludzki mózg uzyskuje trzy zakręty: śródmózgowie, szyjny i mostkowy. Najpierw tworzą się jednocześnie i w jednym kierunku zgięcie śródmózgowia i mostu, następnie – w przeciwnym kierunku – zgięcie szyjne. W rezultacie liniowy mózg „fałduje się” w sposób zygzakowaty.
Wraz z rozwojem ludzkiego mózgu można zauważyć pewne podobieństwo między filogenezą a ontogenezą. W procesie ewolucji świata zwierząt najpierw uformował się kresomózgowie, a następnie śródmózgowie. Przoomózgowie jest ewolucyjnie nowszą formacją mózgu. Również w rozwoju wewnątrzmacicznym dziecka najpierw tworzy się tyłomózgowie jako najstarsza ewolucyjnie część mózgu, następnie śródmózgowie, a następnie przodomózgowie. Po urodzeniu, od niemowlęctwa do dorosłości, występuje organizacyjna komplikacja połączeń nerwowych w mózgu.
Metody badawcze
Ablacje
Jedną z najstarszych metod badania mózgu jest technika ablacji, która polega na tym, że usuwa się jedną z części mózgu, a naukowcy obserwują zmiany, do jakich prowadzi taka operacja.
Nie każdy obszar mózgu można usunąć bez zabijania organizmu. Tak więc wiele części pnia mózgu odpowiada za funkcje życiowe, takie jak oddychanie, a ich uszkodzenie może spowodować natychmiastową śmierć. Niemniej jednak porażka wielu działów, choć wpływa na żywotność organizmu, nie jest śmiertelna. Dotyczy to na przykład obszarów kory mózgowej. Masywny udar powoduje paraliż lub utratę mowy, ale ciało żyje dalej. Stan wegetatywny, w którym większość mózgu jest martwa, można utrzymać poprzez sztuczne odżywianie.
Badania nad ablacją mają długą historię i są w toku. Podczas gdy naukowcy z przeszłości usuwali chirurgicznie obszary mózgu, współcześni badacze używają toksycznych substancji, które selektywnie wpływają na tkankę mózgową (na przykład komórki w określonym obszarze, ale nie przechodzące przez nie włókna nerwowe).
Po usunięciu części mózgu niektóre funkcje są tracone, podczas gdy inne są zachowane. Na przykład kot, którego mózg został wypreparowany powyżej wzgórza, zachowuje wiele reakcji posturalnych i odruchów rdzeniowych. Zwierzę, którego mózg został wypreparowany na poziomie pnia mózgu (bezmózgowy), zachowuje napięcie mięśni prostowników, ale traci odruchy posturalne.
Prowadzone są również obserwacje osób z uszkodzeniami struktur mózgowych. Tak więc przypadki ran postrzałowych głowy w czasie II wojny światowej dostarczyły badaczom wielu informacji. Prowadzone są również badania na pacjentach po udarze mózgu oraz z uszkodzeniem mózgu w wyniku urazu.
Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna
W niektórych przypadkach do mózgu wszczepia się cienkie elektrody (od jednej do kilkuset), a badacze rejestrują aktywność przez długi czas. W innych przypadkach elektrodę wkłada się do mózgu tylko na czas trwania eksperymentu i usuwa pod koniec nagrania.
Za pomocą cienkiej elektrody można rejestrować zarówno aktywność pojedynczych neuronów, jak i lokalne potencjały (lokalne potencjały polowe), które powstają w wyniku działania wielu setek neuronów. Za pomocą elektrod EEG, a także elektrod powierzchniowych przykładanych bezpośrednio do mózgu, można zarejestrować jedynie globalną aktywność dużej liczby neuronów. Uważa się, że na rejestrowaną w ten sposób aktywność składają się zarówno neuronalne potencjały czynnościowe (czyli impulsy neuronowe), jak i podprogowe depolaryzacje i hiperpolaryzacje.
Podczas analizy potencjałów mózgowych często przeprowadza się ich analizę spektralną i różne składowe widma różne nazwy: 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) Hz), fale gamma (w tym rytmy beta 2 i wyższe).
stymulacja elektryczna
Jedną z metod badania funkcji mózgu jest elektryczna stymulacja określonych obszarów. Za pomocą tej metody badano np. „motor homunculus” – wykazano, że pobudzając określone punkty w korze ruchowej można wywołać ruch ręki, pobudzając inne punkty – ruchy nóg itp. Uzyskana w ten sposób mapa nazywana jest homunkulusem. Różne części ciała są reprezentowane przez obszary kory mózgowej, które różnią się wielkością. Dlatego homunkulus ma dużą twarz, kciuki i dłonie, ale mały tułów i nogi.
Jeśli stymulujesz obszary czuciowe mózgu, możesz wywoływać odczucia. Wykazano to zarówno u człowieka (w słynnych eksperymentach Penfielda), jak iu zwierząt.
Stymulacja elektryczna ma również zastosowanie w medycynie – od elektrowstrząsów, pokazywanych w wielu filmach o horrorach szpitali psychiatrycznych, po stymulację struktur głęboko w mózgu, która stała się popularnym sposobem leczenia choroby Parkinsona.
Inne techniki
Rentgenowskie tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny służą do badania struktur anatomicznych mózgu. Również w badaniach anatomicznych i czynnościowych mózgu stosuje się PET, emisyjną tomografię komputerową pojedynczego fotonu (SPECT), funkcjonalny MRI. Metodą można wizualizować struktury mózgu diagnostyka ultrasonograficzna(ultradźwięki) w obecności ultradźwiękowego „okna” - wady kości czaszki, na przykład dużego ciemiączka u małych dzieci.
Urazy i choroby
Badanie i leczenie uszkodzeń i chorób mózgu podlega jurysdykcji biologii i medycyny (neurofizjologii, neurologii, neurochirurgii, psychiatrii i psychologii).
Zapalenie opony mózgowe zwane zapaleniem opon mózgowych (odpowiadające trzem błonom - zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych, zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych i zapaleniu pajęczynówki).
Masa mózgu osoby dorosłej wynosi średnio jedną pięćdziesiątą całkowitej masy ciała. W tym samym czasie ludzki mózg zużywa jedną piątą krążącej krwi (czyli jedną piątą tlenu), jedną piątą glukozy wchodzącej do organizmu.
W tabeli podano średnią masę mózgu różnych istot żywych.
|
