Mozog. ľudský mozog
Živočíchy, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v hlavovej (prednej) časti tela a predstavujú kompaktnú akumuláciu nervových buniek a ich výbežkov - dendritov. U mnohých zvierat obsahuje aj gliové bunky a môže byť obklopený obalom spojivového tkaniva. U stavovcov (vrátane ľudí) sa rozlišuje medzi mozgom, ktorý sa nachádza v lebečnej dutine, a miechou, ktorá sa nachádza v miechovom kanáli.
mozog bezstavovcov
Mozog je dobre vyvinutý v prevažnej väčšine skupín Bilateria – bilaterálne symetrické zvieratá. Dokonca aj tí najprimitívnejšie u histologicky nečrevných turbellarians (teraz klasifikovaní ako samostatný typ Acoelomorpha) majú dosť zložitý mozog s kôrou, neuropilom a komizúrami.
Úseky mozgu cicavcov
Myseľ a mozog
Okrem toho existujú tvrdenia, že myseľ je počítačová a algoritmická. Pohľady „myseľ generovanej mozgom“ a „počítačovej mysle“ sa nemusia nevyhnutne navzájom sprevádzať.
Veľkosť mozgu u cicavcov
Hmotnosť mozgu (kg) ako funkcia telesnej hmotnosti (M t, kg) pre rôzne skupiny cicavce:
Mozog v kultúre
Vzhľadom na kľúčový význam mozgu v tele je téma mozgu populárna. V dávnych dobách jedenie mozgu porazeného človeka alebo zvieraťa spolu s inými časťami tela symbolizovalo získanie sily nepriateľa. V stredoveku bol mozog chápaný ako centrum života spolu so srdcom. V súčasnosti je téma mozgu rozšírená fikcia videohry a filmy, najmä filmy o zombie.
História štúdia mozgu
Začiatok modernej vedy o mozgu položili na začiatku 20. storočia dva objavy: analýza reflexných aktov a objav lokalizácie funkcií v mozgovej kôre. Na základe týchto objavov bol navrhnutý jednoduchý adaptívny mimovoľné pohyby prebieha vďaka reflexnému oblúku segmentovej úrovne, ktorý prechádza spodnými časťami mozgu a vedomé vnímanie a vôľové pohyby sú zabezpečené reflexmi vyššia moc, ktorej senzoricko-motorický oblúk prechádza cez vyššie časti mozgu.
Mozog je súčasťou centrálneho nervového systému, hlavného regulátora všetkých životných funkcií tela. V dôsledku jeho porážky, vážnych chorôb. Mozog obsahuje 25 miliárd neurónov, ktoré tvoria šedú mozgovú hmotu. Mozog je pokrytý tromi membránami - tvrdou, mäkkou a pavúkovitou, ktorá sa nachádza medzi nimi, cez kanály, cez ktoré cirkuluje cerebrospinálny mok (CSF). Likér je druh hydraulického tlmiča nárazov. Mozog dospelého muža váži v priemere 1375 g, ženy - 1245 g. To však neznamená, že u mužov je lepšie vyvinutý. Niekedy môže hmotnosť mozgu dosiahnuť 1800 g.
Štruktúra
Mozog sa skladá z 5 hlavných častí: konečná, diencephalon, stredná časť, zadný mozog a predĺžená miecha. Telencephalon tvorí 80% celkovej hmoty mozgu. Natiahol sa od predná kosť do okcipitálu. Telencephalon sa skladá z dvoch hemisfér, v ktorých je veľa brázd a zákrutov. Je rozdelená na niekoľko lalokov (čelný, parietálny, temporálny a okcipitálny). Rozlišujte medzi subkortexom a mozgovou kôrou. Subkortex pozostáva z subkortikálne jadrá reguluje rôzne telesné funkcie. Mozog sa nachádza v troch lebečných jamkách. Mozgové hemisféry zaberajú prednú a strednú jamku a zadná jamka- mozoček, pod ktorým sa nachádza predĺžená miecha.
Funkcie
Funkcie rôznych častí mozgu sú rôzne.
telencephalon
V sivej kôre mozgovej je asi 10 miliárd neurónov. Tvoria len 3mm vrstvu, no ich nervové vlákna sú rozvetvené ako sieť. Každý neurón môže mať až 10 000 kontaktov s inými neurónmi. Časť nervové vlákna spája pravú a ľavú hemisféru cez corpus callosum veľkého mozgu. Neuróny tvoria šedú hmotu, zatiaľ čo vlákna tvoria Biela hmota. V rámci mozgových hemisfér, medzi čelné laloky a diencephalon, sú umiestnené zhluky šedá hmota. to bazálna uzlina. Ganglia sú zhluky neurónov, ktoré prenášajú informácie.
diencephalon
Diencephalon sa delí na ventrálnu (hypotalamus) a dorzálnu (talamus, metatalamus, epitalamus) časť. Talamus je sprostredkovateľ, v ktorom sa zbiehajú všetky podnety prijímané z vonkajšieho sveta a smerujú do mozgových hemisfér tak, aby sa telo dokázalo primerane adaptovať na neustále sa meniace prostredie. Hypotalamus je hlavným subkortikálnym centrom pre reguláciu autonómnych funkcií tela.
stredný mozog
Rozprestiera sa od predného okraja mostíka po optické dráhy a papilárne telieska. Skladá sa z nôh veľkého mozgu a kvadrigeminy. Cez stredný mozog všetci prejdú vzostupné cesty do mozgovej kôry a mozočku a zostupne, pričom prenáša impulzy do medulla oblongata a miechy. Je dôležitý pre spracovanie nervových impulzov zo zrakových a sluchových receptorov.
Cerebellum a most
Mozoček sa nachádza v okcipitálnej oblasti za predĺženou miechou a mostom. Skladá sa z dvoch hemisfér a červíka medzi nimi. Povrch mozočka je posiaty brázdami. Cerebellum sa podieľa na koordinácii zložitých motorických úkonov.
Komory mozgu
Bočné komory sú umiestnené v hemisférach predného mozgu. Tretia komora sa nachádza medzi zrakovými tuberkulami a je spojená so štvrtou komorou, ktorá komunikuje so subarachnoidálnym priestorom. Likér, ktorý sa nachádza v komorách, cirkuluje v arachnoidálnej maternici.
Veľké (koncové) mozgové funkcie
Vďaka práci mozgu môže človek myslieť, cítiť, počuť, vidieť, dotýkať sa, pohybovať sa. Veľký (konečný) mozog riadi všetko životne dôležité dôležité procesy vyskytujúce sa v ľudskom tele a je tiež „prijímačom“ všetkých našich intelektuálnych schopností. Od sveta zvierat rozlišuje predovšetkým človek rozvinutá reč a schopnosť abstraktné myslenie, t.j. schopnosť myslieť v morálnych alebo logických kategóriách. Len v ľudskej mysli môžu vzniknúť rôzne predstavy, napríklad politické, filozofické, teologické, umelecké, technické, tvorivé.
Okrem toho mozog reguluje a koordinuje prácu všetkých ľudských svalov (tak tých, ktoré človek dokáže ovládať silou vôle, tak aj tých, ktoré nezávisia od vôle človeka, napríklad srdcového svalu). Svaly dostávajú sériu impulzov z centrálneho nervového systému, na ktoré svaly reagujú kontrakciou určitej sily a trvania. Impulzy sú posielané do mozgu z rôzne telá zmysly, čo spôsobuje potrebné reakcie, napríklad otáčanie hlavy v smere, odkiaľ je hluk počuť.
Ľavá mozgová hemisféra ovláda pravú polovicu tela a pravá hemisféra ľavú. Tieto dve hemisféry sa navzájom dopĺňajú.
Mozog pripomína Orech, rozlišujú sa v ňom tri veľké úseky - kmeň, podkôrový úsek a mozgová kôra. Celkový povrch kôry sa zvyšuje v dôsledku početných brázd, ktoré rozdeľujú celý povrch hemisféry na konvexné konvolúcie a laloky. Tri hlavné sulci - centrálny, laterálny a parietálno-okcipitálny - rozdeľujú každú hemisféru na štyri laloky: frontálny, parietálny, okcipitálny a temporálny. Jednotlivé oblasti mozgovej kôry majú rôzne funkčná hodnota. Impulzy z receptorových formácií vstupujú do mozgovej kôry. Každý periférny receptorový aparát v kortexe zodpovedá oblasti nazývanej kortikálne jadro analyzátora. Analyzátor je anatomická a fyziologická formácia, ktorá poskytuje vnímanie a analýzu informácií o javoch vyskytujúcich sa v prostredí a (alebo) vo vnútri ľudského tela a vytvára pocity špecifické pre konkrétny analyzátor (napríklad bolesť, zrak, sluchový analyzátor). Oblasti kôry, kde sa nachádzajú kortikálne jadrá analyzátorov, sa nazývajú senzorické zóny mozgovej kôry. Motorická zóna mozgovej kôry interaguje so zmyslovými zónami a pri jej stimulácii dochádza k pohybu. Dá sa to ukázať na jednoduchom príklade: keď sa blíži plameň sviečky, receptory bolesti a tepla prstov začnú vysielať signály, potom neuróny zodpovedajúceho analyzátora identifikujú tieto signály ako bolesť spôsobenú popálením a svaly sú „... prikázal“ stiahnuť ruku.
Asociačné zóny
Asociatívne zóny sú funkčné zóny mozgovej kôry. Spájajú prichádzajúce zmyslové informácie s predtým prijatými a uloženými v pamäti a tiež porovnávajú informácie prijaté z rôznych receptorov. Senzorické signály sú pochopené, interpretované a v prípade potreby prenášané do motorickej oblasti, ktorá je s nimi spojená. Asociačné zóny sa teda zapájajú do procesov myslenia, zapamätania a učenia.
Laloky telencephalonu
Telencephalon sa delí na predný, okcipitálny, temporálny a parietálny lalok. V prednom laloku sú zóny intelektu, schopnosti koncentrácie a motorické zóny; v časových - sluchových zónach, v parietálnych - zónach chuti, hmatu, priestorovej orientácie a v okcipitálnych - zrakových zónach.
Zóna reči
Rozsiahle poškodenie vľavo temporálny lalok, napríklad v dôsledku vážnych poranení hlavy a rôzne choroby, ako aj po cievnej mozgovej príhode, bývajú sprevádzané zmyslovými a motorickými poruchami reči.
Telencephalon je najmladšia a najrozvinutejšia časť mozgu, ktorá určuje schopnosť človeka myslieť, cítiť, hovoriť, analyzovať a tiež riadi všetky procesy prebiehajúce v tele. Funkcie iných častí mozgu zahŕňajú predovšetkým riadenie a prenos impulzov, mnohé životné funkcie - regulujú metabolizmus hormónov, metabolizmus, reflexy atď.
Pre normálne fungovanie mozog potrebuje kyslík. Napríklad, ak počas zástavy srdca alebo poranenia krčnej tepny, cerebrálny obeh, potom po niekoľkých sekundách človek stratí vedomie a po 2 minútach začnú odumierať mozgové bunky.
Funkcie diencefala
Zrakový tuberkulum (talamus) a hypotalamus (hypotalamus) sú súčasťou diencefala. Impulzy zo všetkých receptorov tela vstupujú do jadier talamu. Prijaté informácie v talame sú spracované a odoslané do mozgových hemisfér. Talamus sa spája s mozočkom a takzvaným limbickým systémom. Hypotalamus reguluje autonómne funkcie tela. Vplyv hypotalamu sa uskutočňuje cez nervový systém a endokrinné žľazy. Hypotalamus sa podieľa aj na regulácii funkcií mnohých žliaz s vnútornou sekréciou a látkovej premene, ako aj na regulácii telesnej teploty a činnosti kardiovaskulárneho a tráviaceho systému.
limbický systém
Limbický systém hrá dôležitú úlohu pri formovaní ľudského emocionálneho správania. Limbický systém je nervové útvary nachádza sa na strednej strane telencefalu. Táto oblasť ešte nie je úplne preskúmaná. Predpokladá sa, že limbický systém a ním ovládaný hypotalamus sú zodpovedné za mnohé z našich pocitov a túžob, napríklad pod ich vplyvom vzniká smäd a hlad, strach, agresivita a sexuálna túžba.
Funkcie mozgového kmeňa
Mozgový kmeň je fylogeneticky starodávna časť mozgu pozostávajúca zo stredného mozgu, zadného mozgu a predĺženej miechy. Stredný mozog obsahuje primárne zrakové a sluchové centrá. S ich účasťou sa vykonávajú orientačné reflexy na svetlo a zvuk. V medulla oblongata sú centrá pre reguláciu dýchania, kardiovaskulárnej aktivity, funkcií tráviace orgány ako aj metabolizmus. Medulla podieľa sa na realizácii takých reflexných úkonov ako je žuvanie, cmúľanie, kýchanie, prehĺtanie, vracanie.
Funkcie cerebellum
Cerebellum riadi pohyby tela. Impulzy prichádzajú do mozočku zo všetkých receptorov, ktoré sú podráždené pri pohyboch tela. Funkciu cerebellum môže ovplyvniť požitie alkoholu alebo iných látok, ktoré spôsobujú závraty. Preto ľudia pod vplyvom intoxikácie nedokážu normálne koordinovať svoje pohyby. AT posledné roky existuje čoraz viac dôkazov, že mozoček hrá úlohu kognitívna aktivita osoba.
hlavových nervov
Okrem toho miecha dvanásť hlavových nervov je tiež veľmi dôležitých: I a II páry - čuchové a zrakové nervy; III, IV VI páry - okulomotorické nervy; V pár - trojklanný nerv- inervuje žuvacie svaly; VII - tvárový nerv - inervuje tvárové svaly, obsahuje aj sekrečné vlákna do slzných a slinné žľazy; VIII pár - vestibulokochleárny nerv - spája orgány sluchu, rovnováhy a gravitácie; IX pár - glossofaryngeálny nerv- inervuje hltan, jeho svaly, príušná žľaza, chuťové poháriky jazyka; X pár - nervus vagus-delí sa na množstvo vetiev, ktoré inervujú pľúca, srdce, črevá, regulujú ich funkcie; XI pár - prídavný nerv - inervuje svaly ramenného pletenca. Výsledkom je splynutie miechových nervov Pár XII - hypoglosálny nerv- inervuje svaly jazyka a podjazykový aparát.
Tento termín sa však trochu voľne používa na označenie podobných štruktúr vysoko organizovaných bezstavovcov - napríklad u hmyzu sa „mozog“ niekedy nazýva akumulácia ganglií perifaryngeálneho nervového kruhu. Pri popise primitívnejších organizmov sa hovorí o hlavových gangliách, nie o mozgu.
Hmotnosť mozgu ako percento telesnej hmotnosti je 0,06 – 0,44 % u moderných chrupavčitých rýb, 0,02 – 0,94 % u kostnatých rýb, 0,29 – 0,36 % u obojživelníkov s chvostom a 0 u bezchvostých rýb 50 – 0,73 %. U cicavcov je relatívna veľkosť mozgu oveľa väčšia: u veľkých veľrýb 0,3 %; u malých veľrýb - 1,7 %; u primátov 0,6-1,9 %. U ľudí je pomer hmoty mozgu k hmotnosti tela v priemere 2 %.
Najväčšia veľkosť je mozog cicavcov z radov veľrýb, proboscis, primátov. Najťažšie a funkčný mozog považovaný za mozog rozumného človeka.
Priemerná hmotnosť mozgu u rôznych živých bytostí je uvedená v tabuľke.
|
|
|
mozgové tkanivá
Mozog je uzavretý v silnom obale lebky (s výnimkou jednoduchých organizmov). Okrem toho je pokrytý schránkami (lat. meninges) spojivového tkaniva – tvrdým (lat. dura mater) a mäkkým (lat. pia mater), medzi ktorými je cievna, prípadne pavúkovitá (lat. arachnoidea) schránka. Medzi membránami a povrchom mozgu a miechy sa nachádza cerebrospinálny (často nazývaný cerebrospinálny) mok – cerebrospinálny mok (lat. likér). Cerebrospinálny mok sa nachádza aj v mozgových komorách. Nadbytok tejto tekutiny sa nazýva hydrocefalus. Hydrocefalus je vrodený (častejšie) a získaný.
mozgové bunky
Vedci z univerzít v Aucklande (Nový Zéland) a Göteborgu (Švédsko) ako výsledok spoločného výskumu uskutočneného v roku 2006 zistili, že vďaka aktivite kmeňových buniek je ľudský mozog schopný reprodukovať nové neuróny. Vedci zistili, že v časti ľudského mozgu, ktorá je zodpovedná za čuch, sa z progenitorových buniek tvoria zrelé neuróny. Kmeňové bunky v mozgu sa prestávajú deliť, dochádza k reaktivácii niektorých úsekov chromozómov, začínajú sa vytvárať štruktúry a spojenia špecifické pre neuróny. Od tohto momentu možno bunku považovať za plnohodnotný neurón. Sú známe dve oblasti aktívneho rastu neurónov. Jednou z nich je pamäťová zóna. Druhá zahŕňa oblasť mozgu zodpovednú za pohyb. To vysvetľuje čiastočné a úplné zotavenie zodpovedajúcich funkcií v priebehu času po poškodení tejto časti mozgu.
zásobovanie krvou
Fungovanie mozgových neurónov si vyžaduje značný výdaj energie, ktorú mozog dostáva cez sieť zásobovania krvou. Mozog je zásobovaný krvou z bazéna troch veľkých tepien – dvoch vnútorných krčných tepien(lat. a. carotis interna) a hlavnej tepny (lat. a. basilaris). V lebečnej dutine pokračuje vnútorná krčná tepna vo forme prednej a strednej mozgovej tepny (lat. aa. cerebri anterior et media). Hlavná tepna sa nachádza na ventrálnom povrchu mozgového kmeňa a vzniká splynutím pravej a ľavej vertebrálnych tepien. Jeho vetvami sú zadné cerebrálne tepny. Tieto tri páry tepien (predná, stredná, zadná), navzájom anastomujúce, tvoria arteriálny (willisovský) kruh. Za týmto účelom sú predné mozgové tepny navzájom spojené prednou spojovacou tepnou (lat. a. communicans anterior) a medzi vnútornou karotídou (alebo niekedy strednou mozgovou tepnou) a zadnou mozgových tepien, na každej strane je zadná komunikujúca tepna (lat. aa.communicans posterior). Neprítomnosť anastomóz medzi tepnami sa stáva zjavnou s vývojom vaskulárna patológia(mŕtvica), keď v dôsledku nedostatku začarovaný kruh prívod krvi do postihnutej oblasti sa zvyšuje. Okrem toho sú možné početné varianty štruktúry (otvorený kruh, atypické rozdelenie krvných ciev s tvorbou trifurkácie a iné). Ak sa zvýši aktivita neurónov v niektorom z oddelení, zvyšuje sa aj prekrvenie tejto oblasti. Registrujte zmeny vo funkčnej činnosti jednotlivé sekcie mozgu umožňuje také metódy neinvazívneho neurozobrazovania, ako je funkčná magnetická rezonancia a pozitrónová emisná tomografia.
Medzi krvou a mozgovými tkanivami je hematoencefalická bariéra, ktorá zabezpečuje selektívnu priepustnosť látok v cievne lôžko, do mozgového tkaniva. V niektorých častiach mozgu táto bariéra chýba (oblasť hypotalamu) alebo sa líši od iných častí, čo súvisí s prítomnosťou špecifických receptorov a neuroendokrinných útvarov. Táto bariéra chráni mozog pred mnohými typmi infekcií. Zároveň mnohé lieky, ktoré sú účinné v iných orgánoch, nemôžu vstúpiť do mozgu cez bariéru.
S hmotnosťou približne 2 %. Celková váha mozog dospelého človeka spotrebuje 15 % objemu cirkulujúcej krvi, pričom využíva 50 % glukózy produkovanej pečeňou a vstupuje do krvi.
Funkcie
Oddelenia mozgu
Hlavné časti ľudského mozgu
- Kosoštvorcový (zadný) mozog
- späť (vlastne späť)
- mostík (obsahuje najmä projekčné nervové vlákna a skupiny neurónov, je medzičlánkom pri riadení mozočku)
- cerebellum (pozostáva z vermis a hemisfér na povrchu mozočku nervové bunky vytvoriť kôru)
- späť (vlastne späť)
Dutina kosoštvorcového mozgu je IV komora (v spodnej časti sú otvory, ktoré ju spájajú s ďalšími tromi komorami mozgu, ako aj so subarachnoidálnym priestorom).
- stredný mozog
- dutina stredného mozgu - akvadukt mozgu (Sylviov akvadukt)
- nohy mozgu
- predný mozog pozostáva z diencephalon a telencephalon.
- intermediárny (cez toto oddelenie sa prepínajú všetky informácie, ktoré prichádzajú z dolných častí mozgu do mozgových hemisfér). Dutina diencephalonu je III komora.
- epitalamus
- vodítko
- sivý pruh
- hypotalamus (centrum autonómneho nervového systému)
- infundibulum hypofýzy
- epitalamus
- konečný
- bazálne jadrá (striatum)
- plot
- "čuchový mozog"
- čuchový bulbus (prechádza čuchovým nervom)
- čuchový trakt
- dutina telencephalon - laterálna (I a II komory)
- bazálne jadrá (striatum)
- intermediárny (cez toto oddelenie sa prepínajú všetky informácie, ktoré prichádzajú z dolných častí mozgu do mozgových hemisfér). Dutina diencephalonu je III komora.
Signály prúdia do az mozgu cez miechu, ktorá riadi telo, a cez hlavové nervy. Senzorické (alebo aferentné) signály prichádzajú zo zmyslových orgánov do subkortikálnych (t.j. pred mozgovú kôru) jadier, potom do talamu a odtiaľ do vyššieho úseku – mozgovej kôry.
Kôra sa skladá z dvoch hemisfér, vzájomne prepojených zväzkom nervových vlákien – corpus callosum (corpus callosum). Ľavá hemisféra je zodpovedná za pravá polovica telo, vpravo - pre ľavicu. U ľudí má pravá a ľavá hemisféra rôzne funkcie.
Vizuálne signály vstupujú do zrakovej kôry (v okcipitálnom laloku), hmatové signály do somatosenzorickej kôry (v r. parietálny lalok), čuchové - do čuchovej kôry atď. V asociačných oblastiach kôry dochádza k integrácii zmyslových signálov odlišné typy(modality).
Na jednej strane ide o lokalizáciu funkcií v oblastiach mozgu, na druhej strane sú všetky spojené do jednej siete.
Plastové
Mozog má vlastnosť plasticity. Ak je zasiahnuté jedno z jeho oddelení, môžu po čase jeho funkciu kompenzovať ostatné oddelenia. Pri učení sa novým zručnostiam zohráva úlohu aj plasticita mozgu.
Embryonálny vývoj
Embryonálny vývoj mozgu je jedným z kľúčov k pochopeniu jeho štruktúry a funkcií.
Mozog sa vyvíja z rostrálnej časti nervovej trubice. Väčšina mozgu (95 %) je derivátom pterygoidnej platničky.
Embryogenéza mozgu prechádza niekoľkými fázami.
- Štádium troch mozgových bublín – u človeka na začiatku štvrtého týždňa vnútromaternicového vývoja tvorí rostrálny koniec nervovej trubice tri bubliny: Prosencephalon (predný mozog), Mesencephalon (stredný mozog), Rhombencephalon (romboidný mozog alebo primárny zadný mozog). ).
- Štádium piatich mozgových bublín - u človeka sa na začiatku deviateho týždňa vnútromaternicového vývoja nakoniec rozdelí Prosencephalon na Telencephalon (telencephalon) a Diencephalon (medzimozog), Mesencephalon je zachovaný a Rhombencephalon sa delí na Metencephalon (zadný mozog) a Myelencephalon. (medulla oblongata).
V procese formovania druhého štádia (od tretieho do siedmeho týždňa vývoja) ľudský mozog získava tri ohyby: stredný mozog, krčný a most. Najprv sa súčasne a v jednom smere vytvoria stredný mozog a pontine, potom - a v opačnom smere - cervikálny ohyb. Výsledkom je, že lineárny mozog sa „skladá“ cik-cak.
S vývojom ľudského mozgu možno zaznamenať určitú podobnosť medzi fylogenézou a ontogenézou. V procese evolúcie živočíšneho sveta sa ako prvý vytvoril telencephalon a potom stredný mozog. Predný mozog je evolučne novší útvar mozgu. Tiež v vnútromaternicový vývoj u dieťaťa sa najskôr vytvorí zadný mozog ako evolučne najstaršia časť mozgu, potom stredný mozog a potom predný mozog. Po narodení s detstvo až do dospelosti dochádza k organizačnej komplikácii nervových spojení v mozgu.
Výskumné metódy
Ablácie
Jeden z najstarších metód výskum mozgu je ablačná technika, ktorá spočíva v tom, že sa odstráni jeden z úsekov mozgu a vedci pozorujú zmeny, ku ktorým takáto operácia vedie.
Nie každú oblasť mozgu je možné odstrániť bez zabitia organizmu. Takže mnohé časti mozgového kmeňa sú zodpovedné za životne dôležité dôležité vlastnosti, ako je dýchanie, a ich porážka môže spôsobiť okamžitú smrť. Napriek tomu porážka mnohých oddelení, hoci ovplyvňuje životaschopnosť organizmu, nie je smrteľná. Týka sa to napríklad oblastí mozgovej kôry. Masívna mozgová príhoda spôsobuje ochrnutie alebo stratu reči, ale telo žije ďalej. Vegetatívny stav, v ktorom je väčšina mozgu mŕtva, sa dá udržať umelou výživou.
Výskum ablácie má dlhú históriu a prebieha. Zatiaľ čo vedci z minulosti odstránili oblasti mozgu chirurgicky, moderní výskumníci používajú toxické látky, selektívne ovplyvňujúce mozgové tkanivo (napríklad bunky v určitej oblasti, ale nie nervové vlákna prechádzajúce cez ňu).
Po odstránení časti mozgu sa niektoré funkcie stratia, iné sa zachovajú. Napríklad mačka, ktorej mozog bol vypreparovaný nad talamom, si zachováva mnoho posturálnych reakcií a miechových reflexov. Živočích, ktorého mozog je vypreparovaný na úrovni mozgového kmeňa (decerebrovaný), si udržiava tonus extenzorových svalov, ale stráca posturálne reflexy.
Pozorovania sa vykonávajú aj na ľuďoch s léziami mozgových štruktúr. A tak prípady strelných poranení hlavy počas druhej svetovej vojny poskytli bádateľom bohaté informácie. Štúdie sa uskutočňujú aj na pacientoch s mŕtvicou a poškodením mozgu v dôsledku traumy.
Transkraniálna magnetická stimulácia
Transkraniálna magnetická stimulácia je metóda, ktorá umožňuje neinvazívnu stimuláciu mozgovej kôry pomocou krátkych magnetických impulzov. TMS nie je spojené s bolestivé pocity a preto sa môže použiť ako diagnostický postup pri ambulantné nastavenia. Magnetický impulz generovaný TMS je rýchlo sa meniace magnetické pole, ktoré sa vytvára okolo elektromagnetickej cievky pri prechode prúdu v nej. vysoké napätie po vybití výkonného kondenzátora (magnetického stimulátora). Magnetické stimulátory používané dnes v medicíne sú schopné generovať magnetické pole s intenzitou až 2 Tesla, čo umožňuje stimulovať prvky mozgovej kôry v hĺbke až 2 cm.V závislosti od konfigurácie elektromagnetickej cievky , TMS môže aktivovať oblasti kôry rôznych veľkostí, to znamená 1) fokálne, čo umožňuje selektívne stimulovať malé oblasti kôry, alebo 2) difúzne, čo umožňuje súčasne stimulovať rôzne oddeleniaštekať.
Pri stimulácii v motorickej kôre spôsobuje TMS kontrakciu určitých periférnych svalov v súlade s ich topografickým zobrazením v kôre. Metóda umožňuje posúdiť excitabilitu motorického systému mozgu vrátane jeho excitačných a inhibičných zložiek. TMS sa používa pri liečbe mozgových ochorení ako je Alzheimerov syndróm, štúdium slepoty, hluchoty, epilepsie atď.
elektrofyziológia
Elektrofyziológovia zaznamenávajú elektrickú aktivitu mozgu – pomocou tenkých elektród, ktoré umožňujú zaznamenávať výboje jednotlivých neurónov, alebo pomocou elektroencefalografie (technika na odklon mozgových potenciálov z povrchu hlavy).
Tenká elektróda môže byť vyrobená z kovu (pokrytá izolačným materiálom, ktorý odhaľuje iba ostrý hrot) alebo skla. Sklenená mikroelektróda je tenká trubica naplnená fyziologickým roztokom vo vnútri. Elektróda môže byť taká tenká, že preniká do vnútra bunky a umožňuje zaznamenávať vnútrobunkové potenciály. Ďalší spôsob, ako zaregistrovať aktivitu neurónov, extracelulárnych -
"Wikipedia mozgu"
proti demencii, duševná choroba a mozgové "katastrofy"
Profesor Vladimir Lazarevič Zelman, zahraničný člen Ruskej akadémie lekárskych vied a Ruskej akadémie vied, jeden z priekopníkov neuroanestéziológie, člen Medzinárodnej akademickej rady Novosibirsku štátna univerzita, absolvent Novosibirského lekárskeho inštitútu, dnes patrí medzi troch najlepších amerických anestéziológov. University of Southern California (Los Angeles, USA), kde V. L. Zelman vedie Katedru anestéziológie a intenzívnej medicíny, je jedným z lídrov v oblasti neurovied v USA a podieľa sa na množstve veľkých projektov výskumu mozgu, napr. ako ENIGMA. Profesor Zelman vo svojej prednáške na NSMU a v rozhovore pre SCIENCE FIRST-HAND hovoril o najzaujímavejších výsledkoch, ktoré dosiahli pracovníci univerzity v partnerstve s kolegami z iných organizácií na jednom z najhorúcejších miest na priesečníku modernej biológie a medicíny. Medzi nimi je aj genetická databáza vyvíjajúci sa mozog, ktorá umožní posúdiť genetické riziká chorôb; mapa umiestnenia všetkých neurónov v mozgu a „káblovanie“, ktoré ich spája; neuropočítačové technológie, ktoré umožňujú „silu myslenia“ ovládať bionické protézy
Najprv niekoľko štatistík: podľa odborníkov by sa do roku 2050 počet ľudí trpiacich demenciou, získanou demenciou, mohol vo svete takmer strojnásobiť a dosiahnuť 132 miliónov Najčastejšia forma demencie je spojená s Alzheimerovou chorobou, neurodegeneratívnym ochorením, ktoré sa vyvíja hlavne v pokročilom veku. A oddialenie nástupu ochorenia len o 5 rokov (zo 76 rokov na 81 rokov) zníži počet pacientov o polovicu!
A to je len jeden výrečný príklad dôležitosti neurovied, ktoré študujú mozog – fyzický základ nášho vedomia, podvedomia a duševnej činnosti, jedného z najzložitejších a najzáhadnejších orgánov. Ľudské telo. Mechanizmy fungovania mozgu nie sú úplne pochopené, aj keď v priebehu posledného štvrťstoročia sa vďaka objaveniu sa nových výskumných technológií, ako je magnetická rezonancia, elektroencefalografia a iné, dozvedelo viac o biológii zdravého a chorého mozgu. než v celej doterajšej histórii jej štúdia. Za posledných desať rokov sa však ukázalo, že najmenej 80 % dnes známych génov je do určitej miery exprimovaných v centrálnom a periférnom nervovom systéme.
Investície do neurovedy sa v súčasnosti odhadujú na miliardy dolárov. A tak v priebehu posledného desaťročia 20. storočia, vyhláseného za „desaťročie mozgu“, Kongres USA vyčlenil na výskum v tejto oblasti približne 3 miliardy dolárov. Pre porovnanie: na štúdium ľudského genómu v rovnaký čas; je symbolické, že tieto dve sú najdôležitejšie vedecký projekt išiel paralelne.
Univerzita v južnej Kalifornii, založená v roku 1880, je najstaršou súkromnou výskumnou univerzitou v Kalifornii. V posledných rokoch sa podľa smerodajných hodnotení tradične zaraďuje do prvej stovky špičkových univerzít mier. V súčasnosti na univerzite študuje viac ako 40 tisíc študentov. V roku 1994 dostal univerzitný profesor D. E. Olah Nobelovu cenu za chémiu
Juhokalifornská univerzita je v posledných rokoch lídrom vo výskume mozgu nielen v Spojených štátoch, ale aj na celom svete s jedinečným multidisciplinárnym prístupom, ktorý umožňuje spoločné riešenia záhad mozgových chorôb spôsobmi, ktoré izolované laboratóriá nedokážu.
Takže už niekoľko rokov vedci z Ústavu neurogenetiky. Zilka z University of Southern California vykonávajú spoločný výskum so skupinou zamestnancov z Yale University a Brain Institute. Allen. Ich cieľom je vytvorenie kompletnej genetickej databázy vyvíjajúceho sa ľudského mozgu, ktorá nám umožní hodnotiť genetické riziko vznik rôznych poruchy mozgu. K dnešnému dňu už bolo identifikovaných viac ako 300 genetických lokusov spojených s patológiou centrálneho nervového systému, celkovo sa plánuje prezentácia údajov o génovej expresii pre 15 oblastí mozgu v 13 vekových kategóriách v unikátnom Atlase transkripcie génov mozgu. Už dnes je táto databáza najväčšia na svete a od roku 2011 je dostupná všetkým záujemcom.
University of Southern California spúšťa globálny projekt výskumu mozgu ENIGMA, na čele ktorej stojí univerzitný profesor P. Thompson a financovaný americkým Národným inštitútom zdravia. Asi 200 matematikov, genetikov, neurobiológov a lekárov z viac ako 35 krajín sveta vrátane Ruska (z Novosibirskej štátnej univerzity, viacerých ústavov Sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied, Ústavu neurochirurgie N. N. Burdenka, Ústavu problémov prenosu informácií pomenovaných po A. A. Charkevičovi atď.). V rámci projektu prebiehajú štúdie o štruktúrach a funkciách mozgu a predispozícii k ochoreniam ako schizofrénia, Alzheimerova choroba, depresia, drogová závislosť a pod. Hlavná pozornosť je venovaná identifikácii faktorov, ktoré spôsobujú resp. naopak, predchádzať konkrétnej chorobe, ako je životný štýl, stravovacie návyky a samozrejme dedičnosť. Nedávno bol napríklad objavený gén, ktorý sa prostredníctvom porúch vo fungovaní mozgových štruktúr podieľa na vzniku obezity.
V ľudskom mozgu je asi 100 miliárd špecializovaných nervových buniek - neurónov, z ktorých každá má asi 10 tisíc synapsií, ktoré slúžia na prenos nervový impulz medzi bunkami. Rôzne parcely nášho mozgu, zodpovedného za myslenie, vnímanie a vnemy, sú spojené nervovými vláknami Celková dĺžka za 100 tisíc míľ (161 tisíc km)
Najdôležitejšia časť projektu ENIGMA je Connectome- projekt na štúdium prevodového systému mozgu. Samotný pojem „konektóm“ bol zavedený analogicky s pojmom „gén“ pre úplný popis spojovacích štruktúr v nervovom systéme. Počas projektu Connectomeštvorrozmerná (štvrtá dimenzia - čas) mapa umiestnenia všetkých neurónov v mozgu a ich "káblovania", ktoré popisuje všetkých 100 biliónov možné interakcie medzi bunkami. Tento projekt, ktorý spojí všetky výsledky zobrazovania mozgu do jedinej mapy, možno právom nazvať „Wikipedia mozgu“. V dôsledku toho bude možné stanoviť variabilitu a genetickú predurčenosť neurónov, sledovať ich interakcie v reálnom čase a identifikovať prítomnosť neuronálnych patológií.
Ako každá bunka, každý typ neurónu používa špecifický súbor génov na vytvorenie svojho molekulárneho aparátu; sekvenčne interagujúce neuróny tvoria takzvané nervové okruhy (najjednoduchším príkladom je reflexný oblúk). Pochopenie všetkých nuancií práce nervových okruhov by malo pomôcť aj v pochopení patogenézy mozgových chorôb, čo zefektívni ich diagnostiku. Lebo potom to bude možné rozpoznať patologické procesy nielen na základe symptómov, a hľadať choroby doslova na úrovni jednotlivých synapsií.
K dnešnému dňu bolo opísaných asi jeden a pol tucta druhov duševných chorôb. Je možné, že v nasledujúcom desaťročí, keď sa zistí, v akom štádiu a na akom mieste sa zapnú alebo vypnú gény, ktoré presmerujú synaptickú aktivitu „nesprávnym“ smerom, počet identifikovaných chorôb sa zvýši o jeden alebo dva rády. veľkosti. Liečba sa zároveň viac personalizuje a v príp skorá diagnóza bude možné opraviť takéto „nesprávne“ procesy úplná rehabilitácia pacient.
V hraniciach projektu ENIGMA už sa zozbieralo obrovské množstvo genetických a mozgových zobrazovacích údajov – približne 50 tisíc zobrazení mozgu 33 tisíc ľudí z viac ako troch desiatok krajín sveta! Zhromažďovanie takéhoto materiálu dnes nie je také ťažké, no na dešifrovanie a interpretáciu týchto obrovských informačných tokov sú potrebné superpočítače a špecialisti na prácu s „veľkými“ dátami – bioinformatika. Moderná veda je už v podstate schopná takýchto úloh, takže je možné, že v blízkej budúcnosti sa každý z nás stane vlastníkom „flash disku“, na ktorom bude zaznamenané dekódovanie nielen nášho genómu, ale aj samotnej osobnosti. .
Štúdie prevodového systému mozgu už dnes dávajú nádej uľahčiť život pacientom s vážnym poškodením mozgu v dôsledku traumy. Hovoríme o neuropočítačovej technológii (tzv. rozhranie „mozog-počítač“), ktorá umožňuje ochrnutému človeku ovládať bionické protézy, napríklad mechanickú ruku, „silou myšlienky“.
Profesor Zelman:“Dňa 17. apríla 2012 sme vykonali prvú operáciu pacientky s prestrelením krčnej chrbtice s tetraplégiou, poruchou motoriky všetkých štyroch končatín. Do mozgu pacienta boli zavedené špeciálne elektronické čipy, z ktorých každý má 96 senzorov, ktoré čítajú signály mozgová činnosť; cez antény sa tieto informácie prenášajú do počítača, ktorý riadi činnosť špeciálne navrhnutého bionického ramena. V Spojených štátoch doteraz takto operovali šesť pacientov. Táto práca je financovaná Ministerstvom obrany USA“
Jedným z problémov takýchto neuropočítačových technológií je výber mozgových signálov, ktoré je potrebné použiť na ovládanie bionických protéz. Podľa niektorých výskumníkov je potrebné čítať aktivitu nervových buniek motorickej kôry mozgu, ktorá je priamo zodpovedná za pohyby, v tomto prípade spätná väzba formované na úrovni skutočného konania. Existuje však aj iný prístup, v ktorom sa neuprednostňuje samotná činnosť, ale zámer urobiť ju! Myšlienka inštalácie čipov v oblasti stredného kortexu zapojených do akčného plánovania patrí Zelmanovmu kolegovi profesorovi R. Andersonovi z Kalifornského technologického inštitútu.
Richard Anderson posledných 25 rokov skúmal mozog a hľadal zhluky neurónov, ktorých činnosť možno využiť na ovládanie pohybov umelej končatiny. Bol si istý, že to nevyžaduje informácie o samotnom pohybe, pretože každý z nich je v konektóme poskytovaný stovkami tisíc neurónových spojení, ktoré je ťažké vystopovať. V tomto zmysle je samotný zámer urobiť tú či onú akciu oveľa sľubnejší a Anderson nakoniec našiel v zadnej lebečnej jamke vedľa vizuálne analyzátory, oblasť, kde sa tvorí.
Ďalší piati pacienti, ktorým bol čip implantovaný do oblasti motorickej kôry, mali totiž výrazne horšiu koordináciu, častejšie vynechávali pri vykonávaní pohybu, napríklad keď si dali plechovku džúsu. Ale tiež veľký problém spočíva v tom, že zatiaľ sa všetky takéto bionické končatiny využívajú len v rámci experimentov, ktoré sa skôr či neskôr skončia. Čipy implantované do mozgu sú vnímané ako cudzie teleso a nakoniec sú zapuzdrené a strácajú kontakt s neurónmi. Napriek tomu podstatou týchto prác je, že ukazujú zásadnú možnosť uľahčiť život úplne paralyzovaným pacientom pomocou rozhrania mozog-počítač.
... Keď sa vrátime k Alzheimerovej chorobe, pripomíname, že mozog zdravých ľudí stratí menej ako 1 % svojej hmotnosti za rok a táto strata je kompenzovaná regeneráciou tkaniva pod vplyvom duševnej činnosti. Symptómy Alzheimerovej choroby sa začínajú objavovať pri strate 10 % mozgového tkaniva a v normálnych podmienkach je to nezvratný proces. Vedci však teraz objavili 9 génov, ktoré dokážu urýchliť a spomaliť rozvoj tohto ochorenia, vrátane Apoe4, ktorý je hlavným rizikovým faktorom pre túto najbežnejšiu formu. starecká demencia(Látky schopné transformovať „agresívny“ proteín Apoe4 kódovaný týmto génom na bezpečnejšiu izoformu sa už testujú na zvieratách).
Navyše aj dnes vedci z University of Southern California spolu s kolegami z Wake Forest University (Severná Karolína) pracujú na „zaznamenávaní“ informácií uložených v mozgu, vďaka čomu mozog človeka trpiaceho Alzheimerovou chorobou možno „reštartovať“ a vrátiť, aspoň dočasne, stratené spomienky. Tento výsledok, ktorý sa aj dnes javí ako fantastický, je len jasným dôkazom úspechov, ktoré moderná veda dosiahnuté pri štúdiu mozgu - orgánu, ktorý sa po stáročia považoval za vhodný na vykonávanie iba funkcie chladenia krvi!
Napriek výraznému pokroku v štúdiu mozgu v posledných rokoch je veľká časť jeho práce stále záhadou. Fungovanie jednotlivých buniek je pomerne dobre vysvetlené, ale pochopenie toho, ako mozog funguje ako celok v dôsledku interakcie tisícov a miliónov neurónov, je dostupné len vo veľmi zjednodušenej forme a vyžaduje si ďalší hĺbkový výskum.
Encyklopedický YouTube
1 / 5
✪ Mozog. Štruktúra a funkcie. Video lekcia biológie 8. ročník
✪ Ako funguje mozog
✪ Mozog
✪ Ľudská anatómia. Mozog.
✪ Lekcia biológie č. 45. Štruktúra a funkcie oblastí mozgu.
titulky
Mozog ako orgán stavovcov
Mozog je hlavnou divíziou CNS. O prítomnosti mozgu v užšom zmysle možno hovoriť iba vo vzťahu k stavovcom, počnúc rybami. Tento termín sa však používa trochu voľne na označenie podobných štruktúr vysoko organizovaných bezstavovcov - napríklad u hmyzu sa „mozog“ niekedy nazýva akumulácia ganglií perifaryngeálneho nervového kruhu. Pri popise primitívnejších organizmov sa hovorí o hlavových gangliách, nie o mozgu.
Hmotnosť mozgu ako percento telesnej hmotnosti je 0,06 – 0,44 % u moderných chrupavých rýb, 0,02 – 0,94 % u kostnatých rýb, 0,29 – 0,36 % u obojživelníkov s chvostom a 0 u bezchvostých rýb 50 – 0,73 %. U cicavcov je relatívna veľkosť mozgu oveľa väčšia: u veľkých veľrýb 0,3 %; u malých veľrýb - 1,7 %; u primátov 0,6-1,9 %. U ľudí je pomer hmoty mozgu k hmotnosti tela v priemere 2 %.
Najväčšia veľkosť je mozog cicavcov z radov veľrýb, proboscis, primátov. Najkomplexnejší a najfunkčnejší mozog je mozog rozumného človeka.
mozgové tkanivá
Mozog je uzavretý v silnom obale lebky (s výnimkou jednoduchých organizmov). Okrem toho je pokrytý schránkami (lat. meninges) spojivového tkaniva – tvrdým (lat. dura mater) a mäkkým (lat. pia mater), medzi ktorými je cievna, prípadne pavúkovitá (lat. arachnoidea) schránka. Medzi membránami a povrchom mozgu a miechy sa nachádza cerebrospinálny (často nazývaný cerebrospinálny) mok – cerebrospinálny mok (lat. likér). Cerebrospinálny mok sa nachádza aj v mozgových komorách. Nadbytok tejto tekutiny sa nazýva hydrocefalus. Hydrocefalus je vrodený (častejšie) a získaný.
mozgové bunky
Doteraz bolo známe, že nervové bunky sa regenerujú iba u zvierat. Nedávno však vedci zistili, že v časti ľudského mozgu, ktorá je zodpovedná za čuch, sa z progenitorových buniek tvoria zrelé neuróny. Jedného dňa budú môcť pomôcť „opraviť“ poranený mozog. Kmeňové bunky v mozgu sa prestávajú deliť, dochádza k reaktivácii niektorých úsekov chromozómov, začínajú sa vytvárať štruktúry a spojenia špecifické pre neuróny. Od tohto momentu možno bunku považovať za plnohodnotný neurón. K dnešnému dňu sú známe iba 2 oblasti aktívneho rastu neurónov. Jednou z nich je pamäťová zóna. Druhá zahŕňa oblasť mozgu zodpovednú za pohyb. To vysvetľuje čiastočné a úplné zotavenie zodpovedajúcich funkcií v priebehu času po poškodení tejto časti mozgu.
zásobovanie krvou
Fungovanie mozgových neurónov si vyžaduje značný výdaj energie, ktorú mozog dostáva cez sieť zásobovania krvou. Mozog je zásobovaný krvou z bazéna troch veľkých tepien – dvoch vnútorných krčných tepien (lat. a. carotis interna) a hlavnej tepny (lat. a. basilaris). V lebečnej dutine pokračuje vnútorná krčná tepna vo forme prednej a strednej mozgovej tepny (lat. aa. cerebri anterior et media). Hlavná tepna sa nachádza na ventrálnom povrchu mozgového kmeňa a vzniká splynutím pravej a ľavej vertebrálnej tepny. Jeho vetvami sú zadné cerebrálne tepny. Tieto tri páry tepien (predná, stredná, zadná), navzájom anastomujúce, tvoria arteriálny (willisovský) kruh. Na tento účel sú predné mozgové tepny navzájom spojené prednou spojovacou tepnou (lat. a. communicans anterior) a medzi vnútornou karotídou (alebo niekedy strednou mozgovou tepnou) a zadnými mozgovými tepnami na každej strane je zadná komunikujúca tepna (lat. aa. communicans posterior). Neprítomnosť anastomóz medzi tepnami sa stáva zrejmou s rozvojom vaskulárnej patológie (mŕtvice), keď sa v dôsledku nedostatku začarovaného kruhu prekrvenia zväčšuje postihnutá oblasť. Okrem toho sú možné početné varianty štruktúry (otvorený kruh, atypické rozdelenie krvných ciev s tvorbou trifurkácie atď.). Ak sa zvýši aktivita neurónov v niektorom z oddelení, zvyšuje sa aj prekrvenie tejto oblasti. Neinvazívne neurozobrazovacie metódy ako funkčná magnetická rezonancia a pozitrónová emisná tomografia umožňujú zaznamenávať zmeny funkčnej aktivity jednotlivých častí mozgu.
Medzi krvou a mozgovými tkanivami je hematoencefalická bariéra, ktorá zabezpečuje selektívnu priepustnosť látok v cievnom riečisku do mozgového tkaniva. V niektorých častiach mozgu táto bariéra chýba (oblasť hypotalamu) alebo sa líši od iných častí, čo súvisí s prítomnosťou špecifických receptorov a neuroendokrinných útvarov. Táto bariéra chráni mozog pred mnohými typmi infekcií. Zároveň mnohé lieky, ktoré sú účinné v iných orgánoch, nemôžu vstúpiť do mozgu cez bariéru.
Funkcie
Funkcie mozgu zahŕňajú spracovanie zmyslových informácií zo zmyslov, plánovanie, rozhodovanie, koordináciu, kontrolu pohybu, pozitívne a negatívne emócie, pozornosť, pamäť. Ľudský mozog áno vyššia funkcia- myslenie. Jednou z funkcií ľudského mozgu je vnímanie a generovanie reči.
Oddelenia mozgu
Kôra sa skladá z dvoch hemisfér, vzájomne prepojených zväzkom nervových vlákien – corpus callosum (corpus callosum). Ľavá hemisféra je zodpovedná za pravú polovicu tela, pravá - za ľavú. U ľudí má pravá a ľavá hemisféra rôzne funkcie.
Vizuálne signály vstupujú do zrakovej kôry (v okcipitálnom laloku), hmatové signály do somatosenzorickej kôry (v parietálnom laloku), čuchové signály vstupujú do čuchovej kôry atď. ) sú integrované.
Na jednej strane ide o lokalizáciu funkcií v oblastiach mozgu, na druhej strane sú všetky spojené do jednej siete.
Plastové
Mozog má vlastnosť plasticity. Ak je zasiahnuté jedno z jeho oddelení, môžu po čase jeho funkciu kompenzovať ostatné oddelenia. Pri učení sa novým zručnostiam zohráva úlohu aj plasticita mozgu.
Embryonálny vývoj
Embryonálny vývoj mozgu je jedným z kľúčov k pochopeniu jeho štruktúry a funkcií.
Mozog sa vyvíja z rostrálnej časti nervovej trubice. Väčšina mozgu (95 %) je derivátom pterygoidnej platničky.
Embryogenéza mozgu prechádza niekoľkými fázami.
- Štádium troch mozgových bublín – u ľudí na začiatku štvrtého týždňa vnútromaternicového vývoja tvorí rostrálny koniec nervovej trubice tri bubliny: Prosencephalon (predný mozog), Mesencephalon (stredný mozog), Rhombencephalon (romboidný mozog alebo primárny mozog). zadný mozog).
- Štádium piatich mozgových bublín – u človeka sa na začiatku deviateho týždňa vnútromaternicového vývoja nakoniec rozdelí Prosencephalon na Telencephalon (koncový mozog) a Diencephalon (stredný mozog), Mesencephalon je zachovaný a Rhombencephalon sa rozdelí na Metencephalon (zadný mozog). ) a Myelencephalon (medulla oblongata).
V procese formovania druhého štádia (od tretieho do siedmeho týždňa vývoja) ľudský mozog získava tri ohyby: stredný mozog, krčný a most. Najprv sa súčasne a v jednom smere vytvoria stredný mozog a pontine, potom - a v opačnom smere - cervikálny ohyb. Výsledkom je, že lineárny mozog sa „skladá“ cik-cak.
S vývojom ľudského mozgu možno zaznamenať určitú podobnosť medzi fylogenézou a ontogenézou. V procese evolúcie živočíšneho sveta sa ako prvý vytvoril telencephalon a potom stredný mozog. Predný mozog je evolučne novší útvar mozgu. Taktiež pri vnútromaternicovom vývoji dieťaťa sa najskôr vytvorí zadný mozog ako evolučne najstaršia časť mozgu a potom stredný mozog a potom predný mozog. Po narodení, od detstva až po dospelosť, dochádza k organizačnej komplikácii nervových spojení v mozgu.
Výskumné metódy
Ablácie
Jednou z najstarších metód výskumu mozgu je ablačná technika, ktorá spočíva v tom, že sa odstráni jedna z častí mozgu a vedci pozorujú zmeny, ku ktorým takáto operácia vedie.
Nie každú oblasť mozgu je možné odstrániť bez zabitia organizmu. Mnohé časti mozgového kmeňa sú teda zodpovedné za životne dôležité funkcie, ako je dýchanie, a ich porážka môže spôsobiť okamžitú smrť. Napriek tomu porážka mnohých oddelení, hoci ovplyvňuje životaschopnosť organizmu, nie je smrteľná. Týka sa to napríklad oblastí mozgovej kôry. Masívna mozgová príhoda spôsobuje ochrnutie alebo stratu reči, ale telo žije ďalej. Vegetatívny stav, v ktorom je väčšina mozgu mŕtva, sa dá udržať umelou výživou.
Výskum ablácie má dlhú históriu a prebieha. Zatiaľ čo vedci minulosti odstraňovali oblasti mozgu chirurgicky, moderní výskumníci používajú toxické látky, ktoré selektívne ovplyvňujú mozgové tkanivo (napríklad bunky v určitej oblasti, ale nie nervové vlákna, ktoré ňou prechádzajú).
Po odstránení časti mozgu sa niektoré funkcie stratia, iné sa zachovajú. Napríklad mačka, ktorej mozog bol vypreparovaný nad talamom, si zachováva mnoho posturálnych reakcií a miechových reflexov. Živočích, ktorého mozog je vypreparovaný na úrovni mozgového kmeňa (decerebrovaný), si udržiava tonus extenzorových svalov, ale stráca posturálne reflexy.
Pozorovania sa vykonávajú aj na ľuďoch s léziami mozgových štruktúr. A tak prípady strelných poranení hlavy počas druhej svetovej vojny poskytli bádateľom bohaté informácie. Štúdie sa uskutočňujú aj na pacientoch s mŕtvicou a poškodením mozgu v dôsledku traumy.
Transkraniálna magnetická stimulácia
V niektorých prípadoch sa do mozgu implantujú tenké elektródy (od jednej do niekoľkých stoviek) a výskumníci zaznamenávajú aktivitu na dlhú dobu. V iných prípadoch sa elektróda vloží do mozgu len počas trvania experimentu a na konci záznamu sa odstráni.
Pomocou tenkej elektródy je možné zaznamenávať ako aktivitu jednotlivých neurónov, tak aj lokálne potenciály (lokálne potenciály poľa), ktoré vznikajú ako výsledok činnosti mnohých stoviek neurónov. Pomocou EEG elektród, ako aj povrchových elektród aplikovaných priamo do mozgu, je možné zaznamenať len globálnu aktivitu veľkého počtu neurónov. Predpokladá sa, že takto zaznamenaná aktivita pozostáva z neurónových akčných potenciálov (to znamená neurónových impulzov) a podprahových depolarizácií a hyperpolarizácií.
Pri analýze mozgových potenciálov sa často vykonáva ich spektrálna analýza a rôzne zložky spektra rôzne mená: delta (0,5-4 Hz), theta 1 (4-6 Hz), theta 2 (6-8 Hz), alfa (8-13 Hz), beta 1 (13-20 Hz), beta 2 (20-40 Hz), gama vlny (zahŕňa rytmy beta 2 a vyššie).
elektrická stimulácia
Jednou z metód na štúdium funkcií mozgu je elektrická stimulácia určitých oblastí. Pomocou tejto metódy sa študoval napríklad „motorický homunkulus“ – ukázalo sa, že stimuláciou určitých bodov v motorickej kôre je možné vyvolať pohyb ruky, stimulovať iné body – pohyby nôh atď. Takto získaná mapa sa nazýva homunkulus. Rôzne časti tela sú reprezentované oblasťami mozgovej kôry, ktoré sa líšia veľkosťou. Preto má homunkulus veľkú tvár, palce a dlane, ale malý trup a nohy.
Ak stimulujete zmyslové oblasti mozgu, môžete vyvolať vnemy. Ukázalo sa to ako u človeka (v známych Penfieldových experimentoch), tak aj u zvierat.
Elektrická stimulácia sa využíva aj v medicíne – od elektrického šoku, znázorneného v mnohých filmoch o hrôzach psychiatrických liečební, až po stimuláciu štruktúr hlboko v mozgu, ktorá sa stala populárnou liečbou Parkinsonovej choroby.
Iné techniky
Röntgenové CT a MRI sa používajú na štúdium anatomických štruktúr mozgu. V anatomických a funkčných štúdiách mozgu sa tiež používa PET, jednofotónová emisná počítačová tomografia (SPECT), funkčné MRI. Metódou je možné zobraziť štruktúry mozgu ultrazvuková diagnostika(ultrazvuk) v prítomnosti ultrazvukového "okna" - defekt v lebečných kostiach, napríklad veľký fontanel u malých detí.
Zranenia a choroby
Štúdium a liečba lézií a ochorení mozgu spadá do pôsobnosti biológie a medicíny (neurofyziológia, neurológia, neurochirurgia, psychiatria a psychológia).
Zápal mozgových blán nazývaná meningitída (zodpovedá trom membránam - pachymeningitíde, leptomeningitíde a arachnoiditíde).
Hmotnosť mozgu dospelého človeka sa v priemere rovná jednej päťdesiatine celkovej telesnej hmotnosti. Ľudský mozog zároveň spotrebuje jednu pätinu cirkulujúcej krvi (teda jednu pätinu kyslíka), jednu pätinu glukózy vstupujúcej do tela.
Priemerná hmotnosť mozgu u rôznych živých bytostí je uvedená v tabuľke.
|
