Ľudský mozog (1)

ĽUDSKÝ BRAIN, orgán, ktorý koordinuje a reguluje všetky vitálne funkcie tela a ovláda správanie. Všetky naše myšlienky, pocity, pocity, túžby a pohyby sú spojené s prácou mozgu a ak nefunguje, človek ide do vegetatívneho stavu: stratila sa schopnosť akýchkoľvek akcií, pocitov alebo reakcií na vonkajšie vplyvy. Tento článok sa zameriava na ľudský mozog, komplexnejší a vysoko organizovaný ako mozog zvierat. Existujú však významné podobnosti v štruktúre ľudského mozgu a iných cicavcov, ako v skutočnosti väčšina druhov stavovcov.

Centrálny nervový systém (CNS) pozostáva z mozgu a miechy. Je spojená s rôznymi časťami tela periférnymi nervami - motorickými a senzorickými. Pozri tiež NERVOUS SYSTEM.

Mozog je symetrická štruktúra, podobne ako väčšina iných častí tela. Pri narodení má hmotnosť približne 0,3 kg, zatiaľ čo u dospelého človeka je cca. 1,5 kg. Pri externom vyšetrení mozgu priťahujú pozornosť dve veľké hemisféry, ktoré skrývajú hlbšie útvary. Povrch pologuli je pokrytý drážkami a konvoly, ktoré zvyšujú povrch mozgovej kôry (vonkajšia vrstva mozgu). Za mozočkou je umiestnený, ktorého povrch je tenšie rezaný. Pod veľkými hemisférami je mozgový kmeň, ktorý prechádza do miechy. Nervy opúšťajú kmeň a miechu, pozdĺž ktorých prechádzajú informácie z vnútorných a vonkajších receptorov do mozgu a signály do svalov a žliaz prúdia opačným smerom. 12 párov kraniálnych nervov sa pohybuje od mozgu.

V mozgu sa rozlišuje šedá hmota, pozostávajúca hlavne z telies nervových buniek a tvorby kôry a bielej hmoty - nervových vlákien, ktoré tvoria vodivé cesty (úseky) spájajúce rôzne časti mozgu a tiež vytvárajú nervy, ktoré presahujú centrálny nervový systém a idú do rôznych orgánov.

Mozog a miecha sú chránené kostnými prípadmi - lebkou a chrbticou. Medzi substanciou mozgu a kostnatými stenami sú tri mušle: vonkajšie - dura mater, vnútorné - mäkké a medzi nimi tenké arachnoidy. Priestor medzi membránami je naplnený cerebrospinálnou mozgovou tekutinou, ktorá je zložená z krvnej plazmy, vytváraná v intracerebrálnych dutinách (mozgových komorách) a cirkuluje v mozgu a mieche, dodáva ju živinami a ďalšími faktormi nevyhnutnými pre životnú aktivitu.

Krvný prívod do mozgu je zabezpečený predovšetkým karotickými tepnami; v základni mozgu sú rozdelené na veľké vetvy, ktoré idú do rôznych častí. Aj keď hmotnosť mozgu je iba 2,5% telesnej hmotnosti, stále a denne a v noci dostáva 20% krvi, ktorá cirkuluje v tele a teda aj kyslík. Zásoby energie samotného mozgu sú mimoriadne malé, takže sú extrémne závislé od dodávky kyslíka. Existujú ochranné mechanizmy, ktoré môžu podporiť krvný obeh mozgu v prípade krvácania alebo zranenia. Funkciou cerebrálnej cirkulácie je aj prítomnosť tzv. hematoencefalickú bariéru. Skladá sa z niekoľkých membrán, ktoré obmedzujú priepustnosť cievnych stien a tok mnohých zlúčenín z krvi do substancie mozgu; teda táto bariéra vykonáva ochranné funkcie. Napríklad mnohé liečivé látky neprenikajú cez ne.

Mozgové bunky

CNS bunky sa nazývajú neuróny; ich funkciou je spracovanie informácií. V ľudskom mozgu z 5 až 20 miliárd neurónov. Štruktúra mozgu zahŕňa aj gliové bunky, existuje asi 10 krát viac ako neuróny. Glia vyplní priestor medzi neurónmi, vytvára nosnú kostru nervového tkaniva a tiež vykonáva metabolické a iné funkcie.

Neurón, rovnako ako všetky ostatné bunky, je obklopený polopriepustnou (plazmovou) membránou. Z bunkového tela sa odchyľujú dva typy procesov - dendrity a axóny. Väčšina neurónov má veľa rozvetvujúcich sa dendritov, ale len jeden axon. Dendrity sú zvyčajne veľmi krátke, zatiaľ čo dĺžka axónu sa pohybuje od niekoľkých centimetrov do niekoľkých metrov. Telo neurónu obsahuje jadro a iné organely, rovnako ako v iných bunkách tela (pozri tiež CELL).

Nervové impulzy.

Prenos informácií v mozgu, rovnako ako nervový systém ako celok, sa vykonáva pomocou nervových impulzov. Rozširujú sa v smere od bunkového tela až po koncovú časť axónu, ktorá sa môže rozvetviť a vytvára súbor koncoviek v kontakte s inými neurónmi cez úzku štrbinu, synapsiu; prenos impulzov prostredníctvom synapsie je sprostredkovaný chemickými látkami - neurotransmitermi.

Nervový impulz zvyčajne pochádza z dendritov - tenkých vetvových procesov neurónu, ktoré sa špecializujú na získanie informácií z iných neurónov a ich prenos do tela neurónu. Na dendritoch av menšom počte existujú tisíce synapsií na bunkovom tele; je to cez axonové synapsy, prenášajúce informácie z tela neurónu, prechádza to dendritom iných neurónov.

Koniec axónu, ktorý tvorí presynaptickú časť synapsie, obsahuje malé vezikuly s neurotransmiterom. Keď impulz dosiahne presynaptickú membránu, neurotransmiter z vezikuly sa uvoľní do synaptickej štrbiny. Koniec axónu obsahuje len jeden typ neurotransmitera, často v kombinácii s jedným alebo viacerými typmi neuromodulátorov (pozri nižšie Mozková neurochémia).

Neurotransmiter uvoľnený z axonovej presynaptickej membrány sa viaže na receptory na dendritoch postsynaptického neurónu. Mozog používa celý rad neurotransmiterov, z ktorých každý je spojený s jeho konkrétnym receptorom.

Receptory na dendritoch sú spojené s kanálmi v polopriepustnej postsynaptickej membráne, ktoré riadia pohyb iónov membránou. V kľude má neurón elektrický potenciál 70 milivoltov (potenciál pokoja), zatiaľ čo vnútorná strana membrány je negatívne nabitá vzhľadom na vonkajšiu stranu. Aj keď existujú rôzne mediátory, všetky majú stimulujúci alebo inhibičný účinok na postsynaptický neurón. Stimulačný účinok sa dosahuje zvýšením prietoku určitých iónov, najmä sodíka a draslíka, cez membránu. V dôsledku toho sa negatívny náboj vnútorného povrchu znižuje - dochádza k depolarizácii. Brzdný účinok sa prejavuje hlavne zmenami toku draslíka a chloridov, v dôsledku čoho sa negatívny náboj vnútorného povrchu stáva väčším ako v kľude a dochádza k hyperpolarizácii.

Funkciou neurónu je integrovať všetky vplyvy vnímané cez synapsí na jeho telo a dendrity. Vzhľadom na to, že tieto vplyvy môžu byť excitatívne alebo inhibične a nezhodia sa v čase, musí neurón vypočítať celkový účinok synaptickej aktivity ako funkciu času. Ak excitačný účinok prevažuje nad inhibičným a depolarizácia membrány presahuje prahovú hodnotu, aktivuje sa určitá časť neurónovej membrány - v oblasti bázy axónu (axon tubercle). V dôsledku otvorenia kanálov pre ióny sodíka a draslíka vzniká akčný potenciál (nervový impulz).

Tento potenciál sa ďalej rozširuje pozdĺž axónu na jeho koniec rýchlosťou od 0,1 m / s do 100 m / s (čím silnejší je axon, tým vyššia je rýchlosť vedenia). Keď akčný potenciál dosiahne koniec axónu, aktivuje sa iný typ iónových kanálov v závislosti od potenciálneho rozdielu kalciových kanálov. Podľa nich vstupuje vápnik do axónu, čo vedie k mobilizácii vezikúl s neurotransmiterom, ktorý sa blíži k presynaptickej membráne, splynie s ním a uvoľňuje neurotransmiter do synapsie.

Myelínové a gliové bunky.

Mnoho axónov je pokrytých myelínovým puzdrom, ktoré je tvorené opakovane krútenou membránou gliových buniek. Myelín pozostáva prevažne z lipidov, ktoré majú charakteristický vzhľad bielej hmoty mozgu a miechy. Vďaka myelínovému puzdru sa zvyšuje rýchlosť vykonávania akčného potenciálu pozdĺž axónu, pretože ióny sa môžu pohybovať cez axónovú membránu len v miestach, ktoré nie sú pokryté myelínom - tzv. zachytenie Ranvier. Medzi záchvatmi sa impulzy vedú pozdĺž myelínového puzdra ako cez elektrický kábel. Keďže otvorenie kanála a prechod iónov cez ňu trvá určitý čas, eliminácia konštantného otvárania kanálikov a obmedzenie ich rozsahu na oblasti s malou membránou, ktoré nie sú pokryté myelínom, urýchľuje vedenie impulzov pozdĺž axónu asi 10-krát.

Len časť gliových buniek sa podieľa na tvorbe myelínového puzdra nervov (Schwannových buniek) alebo nervových tkanív (oligodendrocyty). Oveľa početnejšie gliové bunky (astrocyty, mikrogliocyty) vykonávajú ďalšie funkcie: tvoria podpornú kostru nervového tkaniva, zabezpečujú svoje metabolické potreby a zotavujú sa z poranení a infekcií.

AKO BRAKÁ PRACUJE

Zvážte jednoduchý príklad. Čo sa stane, keď vezmeme ceruzku na stôl? Svetlo odrazené od ceruzky sa zaostrí v oku šošovkou a smeruje do sietnice, kde sa objaví obraz ceruzky; je vnímaná zodpovedajúcimi bunkami, z ktorých signál smeruje k hlavným senzoricky prenášajúcim jadrom mozgu umiestneným v talamu (vizuálny tuberkul), hlavne v tej časti, ktorá sa nazýva laterálne génikulárne telo. Sú aktivované mnohé neuróny, ktoré reagujú na rozloženie svetla a tmy. Axóny neurónov bočného zalomeného tela sa dostávajú do primárnej vizuálnej kôry, ktorá sa nachádza v okcipitálnom laloku veľkých hemisfér. Impulzy, ktoré pochádzajú z talamu do tejto časti kôry, sa transformujú do komplexnej sekvencie vypúšťania kortikálnych neurónov, z ktorých niektoré reagujú na hranicu medzi ceruzkou a stolom, iné do rohov v obrázku ceruzky atď. Z primárnej vizuálnej kôry vstupujú informácie o axónoch do asociačnej vizuálnej kôry, kde sa rozpoznáva vzor, ​​v tomto prípade ceruzka. Rozpoznanie v tejto časti kôry je založené na predtým nahromadenej znalosti vonkajších obrysov objektov.

Plánovanie pohybu (t.j. zachytenie ceruzky) sa pravdepodobne vyskytuje v kôre predných lalokov mozgových hemisfér. V rovnakej oblasti kôry sa nachádzajú motorické neuróny, ktoré poskytujú príkazy svalom ruky a prstom. Prístup ruky k ceruzke je riadený vizuálnym systémom a interreceptormi, ktoré vnímajú polohu svalov a kĺbov, z ktorých informácie vstupujú do centrálneho nervového systému. Keď vezmeme ceruzku v ruke, receptory na prstoch, ktoré vnímajú tlak, nám hovoria, či prsty držia ceruzku dobre a aké úsilie by malo byť, aby sme ju držali. Ak chceme napísať svoje meno v ceruzke, musíme aktivovať ďalšie informácie uložené v mozgu, ktoré poskytujú tento zložitejší pohyb a vizuálna kontrola pomôže zvýšiť jeho presnosť.

Vo vyššie uvedenom príklade možno vidieť, že vykonávanie pomerne jednoduchých úkonov zahŕňa rozsiahle oblasti mozgu prechádzajúce z kôry do subkortikálnych oblastí. Pri komplexnejšom správaní spojenom s rečou alebo myslením sa aktivujú iné neurálne obvody, ktoré pokrývajú ešte rozsiahlejšie oblasti mozgu.

HLAVNÉ ČASTI BRAIN

Mozog môže byť rozdelený do troch hlavných častí: predného mozgu, mozgového kmeňa a malého mozgu. V prednom mozgu sa vylučujú cerebrálne hemisféry, talamus, hypotalamus a hypofýza (jedna z najdôležitejších neuroendokrinných žliaz). Kmeňový kmeň pozostáva z medulla oblongata, pons (pons) a stredného mozgu.

Veľké hemisféry

- najväčšia časť mozgu, zložka u dospelých približne 70% jej hmotnosti. Normálne sú hemisféry symetrické. Sú prepojené masívnym zväzkom axónov (corpus callosum), ktoré poskytujú výmenu informácií.

Každá hemisféra pozostáva zo štyroch lalokov: čelnej, parietálnej, temporálnej a okcipitálnej. Kôra predných lalokov obsahuje centrá, ktoré regulujú pohybovú aktivitu, ako aj pravdepodobne strediská plánovania a prognózy. V kôre parietálnych lalokov, ktoré sa nachádzajú za čelnými, sú zóny telesných pocitov vrátane pocitu dotyku a kĺbu a svalového pocitu. Bočne k parietálnemu laloku prilieha k temporálnemu, v ktorom sa nachádza primárna sluchová kôra, rovnako ako centrá reči a iné vyššie funkcie. Chrbát mozgu zaberá okcipitálny lalok umiestnený nad mozočkou; jeho kôra obsahuje zóny vizuálnych pocitov.

Oblasti kôry, ktoré nie sú priamo spojené s reguláciou pohybov alebo analýzou senzorických informácií, sa označujú ako asociatívne kôry. V týchto špecializovaných zónach sa vytvárajú asociačné spojenia medzi rôznymi oblasťami a časťami mozgu a informácie, ktoré z nich pochádzajú, sú integrované. Asociačná kôra poskytuje také komplexné funkcie ako učenie, pamäť, reč a myslenie.

Subkortikálne štruktúry.

Pod kôrou je niekoľko dôležitých štruktúr mozgu alebo jadier, ktoré sú zhluky neurónov. Medzi ne patria talamus, bazálne ganglia a hypotalamus. Thalamus je hlavným jadrom prenášajúcim senzory; dostáva informácie z zmyslov a následne ich posiela do príslušných častí senzorickej kôry. Existujú aj nešpecifické oblasti, ktoré sú spojené s takmer celým kôrou a pravdepodobne poskytujú procesy jeho aktivácie a udržiavanie bdelosti a pozornosti. Bazálna ganglia je súbor jadier (takzvaná škrupina, bledá guľa a kaudátové jadro), ktoré sa podieľajú na regulácii koordinovaných pohybov (štart a zastavenie).

Hypotalamus je malá oblasť v podstate mozgu, ktorá sa nachádza pod talamom. Bohatá krv je hypotalamus dôležitým centrom, ktorý kontroluje homeostatické funkcie tela. Produkuje látky, ktoré regulujú syntézu a uvoľňovanie hormónov hypofýzy (pozri tiež HYPofýza). V hypotalame je mnoho jadier, ktoré vykonávajú špecifické funkcie, ako je regulácia metabolizmu vody, distribúcia uloženého tuku, telesná teplota, sexuálne správanie, spánok a bdenie.

Brainový kmeň

nachádzajúcich sa v spodnej časti lebky. Spája miechu s predným mozgom a skladá sa z medulla oblongata, pons, strednej a diencephalon.

Prostredníctvom stredného a medziľahlého mozgu, ako aj celého kmeňa prejdite motorové cesty vedúce k miechy, ako aj niektoré citlivé cesty od miechy k nadmerným častiam mozgu. Pod stredným mozgom je most spojený nervovými vláknami s mozočkou. Najspodnejšia časť kmeňa - medulla - priamo prechádza do miechy. V medulla oblongata sa nachádzajú centrá, ktoré regulujú činnosť srdca a dýchanie v závislosti od vonkajších okolností a tiež kontrolujú krvný tlak, žalúdočnú a intestinálnu pohyblivosť.

Na úrovni kmeňa sa pretínajú cesty, ktoré spájajú každú mozgovú hemisféru s mozočkou. Preto každá hemisféra ovláda opačnú stranu tela a je pripojená k opačnej hemisfére mozočku.

mozoček

umiestnených pod okcipitálnymi lalokmi mozgových hemisfér. Prostredníctvom ciest mosta je pripojený k nadmerným častiam mozgu. Cerebellum reguluje jemné automatické pohyby, koordinuje činnosť rôznych svalových skupín pri vykonávaní stereotypných behaviorálnych činností; tiež neustále riadi polohu hlavy, trupu a končatín, t.j. zapojených do udržiavania rovnováhy. Podľa najnovších údajov hrá cerebell veľmi dôležitú úlohu pri formovaní motorických zručností a pomáha zapamätať si postupnosť pohybov.

Iné systémy.

Limbickým systémom je široká sieť prepojených oblastí mozgu, ktoré regulujú emocionálne stavy, ako aj zabezpečujú učenie a pamäť. Medzi jadrá, ktoré tvoria limbický systém, patria amygdala a hipokampus (zahrnuté v časovom laloku), ako aj hypotalamus a takzvané jadro. priehľadná septa (umiestnená v subkortikálnych oblastiach mozgu).

Retikulárna formácia je sieť neurónov, ktorá sa tiahne cez celý trup až po talamus a ďalej je spojená s rozsiahlymi oblasťami kôry. Podieľa sa na regulácii spánku a bdelosti, udržiava aktívny stav mozgovej kôry a prispieva k zameraniu pozornosti na určité objekty.

BRAIN ELEKTRICKÁ ČINNOSŤ

Pomocou elektród umiestnených na povrchu hlavy alebo zavedených do substancie mozgu je možné fixovať elektrickú aktivitu mozgu v dôsledku vypúšťania jeho buniek. Zaznamenávanie elektrickej aktivity mozgu elektródami na povrchu hlavy sa nazýva elektroencefalogram (EEG). Neumožňuje zaznamenávanie vypúšťania jednotlivých neurónov. Iba v dôsledku synchronizovanej aktivity tisícov alebo miliónov neurónov sa na zaznamenanej krivke objavujú značné kmity (vlny).

Pri neustálej registrácii na EEG sa odhaľujú cyklické zmeny, ktoré odrážajú celkovú úroveň aktivity jednotlivca. V stave aktívneho bdelosti zachytáva EEG nízke amplitúdy ne-rytmických beta-vln. V stave pokojnej bdelosti s uzavretými očami prevažujú alfa vlny s frekvenciou 7-12 cyklov za sekundu. Výskyt spánku je indikovaný výskytom pomalých vĺn s vysokou amplitúdou (delta vlny). Počas obdobia snívania sa na EEG znova objavia beta vlny a na základe EEG sa môže vytvoriť falošný dojem, že osoba je prebudená (teda termín "paradoxný spánok"). Sny sú často sprevádzané rýchlymi pohybmi očí (s uzavretými viečkami). Preto sa snívanie nazýva aj spánok s rýchlymi pohybmi očí (pozri tiež SLEEP). EEG umožňuje diagnostikovať niektoré ochorenia mozgu, najmä epilepsiu (pozri EPILEPSY).

Ak zaregistrujete elektrickú aktivitu mozgu počas pôsobenia určitého stimulu (vizuálny, sluchový alebo hmatový), môžete identifikovať tzv. evokované potenciály - synchrónne výboje určitej skupiny neurónov, ktoré vznikajú v reakcii na špecifický vonkajší stimul. Štúdia evokovaných potenciálov umožnila objasniť lokalizáciu funkcií mozgu, najmä spojiť funkciu reči s určitými oblasťami temporálnych a čelných lalokov. Táto štúdia pomáha aj pri hodnotení stavu senzorických systémov u pacientov s poruchou citlivosti.

BRAŤOVÁ NEUROCHÉMIA

Najdôležitejšími neurotransmitermi mozgu sú acetylcholín, norepinefrín, serotonín, dopamín, glutamát, kyselina gama-aminomaslová (GABA), endorfíny a enkefalíny. Okrem týchto známych látok je veľké množstvo ďalších, ktoré ešte neboli skúmané, pravdepodobne fungujúce v mozgu. Niektoré neurotransmitery pôsobia len v určitých oblastiach mozgu. Takže endorfíny a enkefalíny sa nachádzajú len v dráhach, ktoré vedú bolestivé impulzy. Iné mediátory, ako je glutamát alebo GABA, sú rozšírenejšie.

Účinok neurotransmiterov.

Ako už bolo uvedené, neurotransmitery pôsobiace na postsynaptickú membránu menia svoju vodivosť na ióny. Často sa to deje prostredníctvom aktivácie v postsynaptickom neuróne druhého "mediátorového" systému, napríklad cyklického adenozínmonofosfátu (cAMP). Účinok neurotransmiterov môže byť modifikovaný pod vplyvom inej triedy neurochemických látok - peptidových neuromodulátorov. Uvoľnené presynaptickou membránou súčasne s mediátorom, majú schopnosť zosilňovať alebo inak meniť účinok mediátorov na postsynaptickú membránu.

Nedávno objavený endorfín-enkefalínový systém je dôležitý. Enkefalíny a endorfíny sú malé peptidy, ktoré inhibujú vedenie bolestivých impulzov väzbou na receptory v CNS, vrátane vo vyšších zónach kôry. Táto rodina neurotransmiterov potláča subjektívnu vnímanie bolesti.

Psychoaktívne lieky

- látky, ktoré sa môžu špecificky viazať na určité receptory v mozgu a spôsobiť zmeny v správaní. Identifikovali niekoľko mechanizmov ich konania. Niektoré majú vplyv na syntézu neurotransmiterov, iné na ich zhromažďovanie a uvoľňovanie zo synaptických vezikúl (napríklad amfetamín spôsobuje rýchle uvoľnenie norepinefrínu). Tretím mechanizmom je viazať sa na receptory a napodobňovať pôsobenie prirodzeného neurotransmiteru, napríklad účinok LSD (dietylamid kyseliny lysergovej) sa vysvetľuje jeho schopnosťou viazať sa na serotonínové receptory. Štvrtý typ účinku liečiva je blokáda receptora, t.j. antagonizmus s neurotransmitermi. Takéto široko používané antipsychotiká ako fenotiazíny (napríklad chlórpromazín alebo aminazín) blokujú dopamínové receptory a tým znižujú účinok dopamínu na postsynaptické neuróny. Nakoniec posledným bežným mechanizmom účinku je inhibícia inaktivácie neurotransmiterov (mnohé pesticídy zabraňujú inaktivácii acetylcholínom).

Dlho je známe, že morfín (purifikovaný makový výrobok ópia) má nielen výrazný analgetický (analgetický) účinok, ale aj schopnosť spôsobiť eufóriu. Preto sa používa ako liek. Účinok morfínu je spojený s jeho schopnosťou viazať sa na receptory ľudského endorfín-enkefalínového systému (pozri tiež DRUG). Je to len jeden z mnohých príkladov skutočnosti, že chemická látka iného biologického pôvodu (v tomto prípade rastlinného pôvodu) je schopná ovplyvňovať fungovanie mozgu zvierat a ľudí a interagovať so špecifickými neurotransmiterovými systémami. Ďalším dobre známym príkladom je curare, odvodený z tropickej rastliny a schopný blokovať acetylcholínové receptory. Indiáni z Južnej Ameriky namazali kuriérové ​​šípky, používajúc svoj paralyzujúci účinok spojený s blokádou neuromuskulárneho prenosu.

BRAINOVÉ ŠTÚDIE

Výskum mozgu je ťažký z dvoch hlavných dôvodov. Po prvé, mozog, bezpečne chránený lebkou, nemôže byť pristupovaný priamo. Po druhé, neuróny mozgu sa neregenerujú, takže akýkoľvek zásah môže viesť k nezvratnému poškodeniu.

Napriek týmto ťažkostiam je od pradávna známy výskum mozgu a niektoré formy jeho liečby (predovšetkým neurochirurgická intervencia). Archeologické nálezy ukazujú, že už v staroveku človek praskol lebku, aby získal prístup k mozgu. Obzvlášť intenzívny výskum mozgu bol vykonaný počas obdobia vojny, keď bolo možné pozorovať rôzne poranenia hlavy.

Poškodenie mozgu v dôsledku zranenia na prednej strane alebo zranenia utrpeného v čase mieru je druh experimentu, pri ktorom sú niektoré časti mozgu zničené. Keďže toto je jediná možná forma "experimentu" na ľudský mozog, ďalšou dôležitou metódou výskumu boli pokusy na laboratórnych zvieratách. Pri pozorovaní behaviorálnych alebo fyziologických dôsledkov poškodenia konkrétnej štruktúry mozgu možno posúdiť jej funkciu.

Elektrická aktivita mozgu u pokusných zvierat sa zaznamenáva pomocou elektród umiestnených na povrchu hlavy alebo mozgu alebo zavedených do substancie mozgu. Je teda možné určiť aktivitu malých skupín neurónov alebo jednotlivých neurónov, ako aj identifikovať zmeny v iónových tokoch cez membránu. Pomocou stereotaktického zariadenia, ktoré umožňuje vstup elektródy do určitého miesta v mozgu, sa skúmajú jej neprístupné hĺbkové úseky.

Ďalším prístupom je odstránenie malých oblastí živého mozgového tkaniva, po ktorom sa jeho existencia zachováva ako plátok umiestnený v živnom médiu alebo bunky sú oddelené a študované v bunkových kultúrach. V prvom prípade môžete preskúmať interakciu neurónov, v druhej - aktivitu jednotlivých buniek.

Pri štúdiu elektrickej aktivity jednotlivých neurónov alebo ich skupín v rôznych oblastiach mozgu sa počiatočná aktivita zvyčajne najprv zaznamená, potom sa určuje účinok konkrétneho účinku na funkciu buniek. Podľa iného spôsobu sa prostredníctvom implantovanej elektródy aplikuje elektrický impulz, aby sa umelo aktivovali najbližšie neuróny. Takže môžete skúmať účinky určitých oblastí mozgu na ostatných oblastiach. Tento spôsob elektrickej stimulácie bol užitočný pri štúdiu systémov aktivácie stoniek prechádzajúcich cez stredný mozog; je tiež uchvátená, keď sa pokúšame pochopiť, ako sa procesy učenia a pamäti uskutočňujú na synaptickej úrovni.

Pred sto rokmi sa ukázalo, že funkcie ľavého a pravého hemisféry sú odlišné. Francúzsky chirurg P. Brock, pozorujúci pacientov s cerebrovaskulárnou príhodou (mŕtvica), zistil, že iba chorí s poškodením ľavej hemisféry trpia poruchou reči. Ďalšie štúdie špecializácie hemisféry pokračovali s využitím iných metód, napríklad záznamu EEG a evokovaných potenciálov.

V posledných rokoch boli použité komplexné technológie na získanie obrázkov (vizualizácií) mozgu. Počítačová tomografia (CT) tak urobila revolučnú klinickú neurológiu, ktorá umožnila získať podrobný (vrstvený) obraz mozgových štruktúr in vivo. Ďalšia zobrazovacia metóda - pozitrónová emisná tomografia (PET) - poskytuje obraz o metabolickej aktivite mozgu. V tomto prípade sa krátkodobý rádioizotop zavedie do osoby, ktorá sa hromadí v rôznych častiach mozgu, a tým viac, tým vyššia je ich metabolická aktivita. Pomocou PET bolo tiež preukázané, že rečové funkcie väčšiny skúmaných sú spojené s ľavou pologuľou. Keďže mozog pracuje s obrovským počtom paralelných štruktúr, PET poskytuje také informácie o mozgových funkciách, ktoré nemožno dosiahnuť pomocou jednotlivých elektród.

Výskum mozgu spravidla prebieha spravidla s použitím kombinácie metód. Napríklad americký neurobiológ R. Sperri so zamestnancami použil ako liečebný postup na zníženie corpus callosum (zväzok axónov spojujúcich obe hemisféry) u niektorých pacientov s epilepsiou. Následne sa u týchto pacientov s "rozdeleným" mozgom skúmala hemisferická špecializácia. Zistilo sa, že pri rečových a iných logických a analytických funkciách je zodpovedná dominujúca dominantná (zvyčajne ľavá) hemisféra, zatiaľ čo nemonitorujúca hemisféra analyzuje priestorovo-časové parametre vonkajšieho prostredia. Takže sa aktivuje, keď počúvame hudbu. Mozaikový obraz mozgovej aktivity naznačuje, že existuje mnoho špecializovaných oblastí v kortexovej a subkortikálnej štruktúre; súčasná aktivita týchto oblastí potvrdzuje koncept mozgu ako výpočtového zariadenia s paralelným spracovaním údajov.

S nástupom nových výskumných metód sa pravdepodobne zmení predstavy o mozgových funkciách. Použitie zariadení, ktoré nám umožňujú získať "mapu" metabolickej aktivity rôznych častí mozgu, ako aj použitie molekulárno-genetických prístupov, by malo prehĺbiť naše vedomosti o procesoch v mozgu. Pozri tiež neuropsychológiu.

Porovnávacia anatómia

V rôznych typoch stavovcov je mozog pozoruhodne podobný. Pri porovnávaní na úrovni neurónov nájdeme odlišnú podobnosť takých charakteristík ako použité neurotransmitery, kolísanie koncentrácií iónov, bunkové typy a fyziologické funkcie. Základné rozdiely sa odhaľujú iba v porovnaní s bezstavovcami. Neuróny bezobratlých sú oveľa väčšie; často sú navzájom prepojené nie chemickými, ale elektrickými synapsami, ktoré sa zriedkavo nachádzajú v ľudskom mozgu. V nervovom systéme bezstavovcov sú detekované niektoré neurotransmitery, ktoré nie sú charakteristické pre stavovce.

Medzi stavovcami sa rozdiely v štruktúre mozgu týkajú najmä pomeru jednotlivých štruktúr. Pri posudzovaní podobností a rozdielov v mozgu rýb, obojživelníkov, plazov, vtákov, cicavcov (vrátane ľudí) je možné odvodiť niekoľko všeobecných vzorov. Po prvé, všetky tieto zvieratá majú rovnakú štruktúru a funkcie neurónov. Po druhé, štruktúra a funkcie miechy a mozgového kmeňa sú veľmi podobné. Po tretie, vývoj cicavcov sprevádza výrazné zvýšenie kortikálnych štruktúr, ktoré dosahujú maximálny rozvoj primátov. V obojživelníkov tvorí kôra len malú časť mozgu, zatiaľ čo u ľudí je to dominantná štruktúra. Predpokladá sa však, že princípy fungovania mozgu všetkých stavovcov sú takmer rovnaké. Rozdiely sú determinované počtom interneuronových spojení a interakcií, ktoré sú vyššie, čím je mozog zložitejší. Pozri tiež ANATOMY COMPARATIVE.

Ľudský mozog

Ľudský mozog (latin Encephalon) je orgán centrálneho nervového systému pozostávajúci z mnohých prepojených nervových buniek a ich procesov.

Ľudský mozog zaberá takmer celú dutinu mozgovej lebečnej oblasti, ktorej kosti chránia mozog pred vonkajším mechanickým poškodením. V procese rastu a vývoja má mozog formu lebky.

Obsah

Brain mass [upraviť]

Hmotnosť mozgu normálnych ľudí sa pohybuje od 1000 do viac ako 2000 gramov, čo je v priemere asi 2% telesnej hmotnosti. Mozog mužov má priemernú hmotnosť o 100 až 150 gramov viac ako mozog žien [1]. Všeobecne sa verí, že duševné schopnosti človeka závisia od hmotnosti mozgu: čím väčšia je mozgová hmotnosť, tým viac je nadaný človek. Je však zrejmé, že to nie je vždy prípad [2]. Napríklad mozog I. S. Turgeneva vážil v roku 2012 a mozog Anatolu Francúzsko - 1017 g. Najťažší mozog - 2850 g - bol nájdený u jedinca, ktorý trpel epilepsiou a idiotom [3]. Jeho mozog bol funkčne horší. Takže neexistuje žiadny priamy vzťah medzi hmotnosťou mozgu a duševnými schopnosťami jednotlivca. Vo veľkých vzorkách však početné štúdie ukázali pozitívnu koreláciu medzi mozgovou hmotou a duševnými schopnosťami, ako aj medzi masou určitých oblastí mozgu a rôznymi kognitívnymi schopnosťami [4] [5].

Stupeň vývoja mozgu sa dá hodnotiť najmä pomerom hmotnosti miechy k mozgu. Takže u mačiek je to 1: 1, u psov to je 1: 3, u nižších opíc je 1:16, u ľudí je 1:50. U ľudí hornej paleolity bol mozog nápadne (10-12%) väčší ako mozog moderného človeka [6] - 1: 55-1: 56.

Mozgová štruktúra [upraviť]

Objem ľudského mozgu je 91-95% kapacity lebky. V mozgu je päť divízií: medulla, zadná, ktorá zahŕňa most a mozog, epifýzu, stredný, stredný a predný mozog reprezentovaný veľkými hemisférami. Spolu s rozdelením do vyššie uvedených divízií je celý mozog rozdelený na tri veľké časti:

  • Cerebrálne hemisféry;
  • mozoček;
  • Brainový kmeň.

Mozgová kôra pokrýva dve hemisféry mozgu: pravé a ľavé.

Mozgy shell [upraviť]

Mozog, podobne ako miecha, je pokrytý troma membránami: mäkký, arachnoidný a pevný.

Mäkká alebo vaskulárna membrána mozgu (lat. Pia mater encephali) je priamo priliehajúca k substancii mozgu, ide do všetkých drážok, pokrýva všetky konvolúcie. Skladá sa z voľného spojivového tkaniva, v ktorom sa viaceré cievy rozvetvujú do mozgu. Tenké procesy spojivového tkaniva, ktoré idú hlboko do mozgovej hmoty, sa posunú od choroidu.

Arachnoidná membrána mozgu (lat. Arachnoidea encephali) je tenká, priesvitná a nemá krvné cievy. Dôsledne sa prispôsobí konvolutiam mozgu, ale nevstupuje do drážok, v dôsledku čoho sa tvoria subarachnoidné nádrže naplnené cerebrospinálnou tekutinou medzi vaskulárnymi a arachnoidnými membránami a arachnoid je poháňaný. Najväčšia cerebelárna podlhovastá cisterna je umiestnená v zadnej časti štvrtej komory, do ktorej sa otvára stredný otvor štvrtej komory; cisterny postrannej záchytky ležia v bočnej drážke veľkého mozgu; medzi lopatkou - medzi nohami mozgu; križovatka nádrže - v mieste vizuálnej chiasmy (priesečník).

Dura mater mozgu (lat. Dura mater encephali) je periosteum pre vnútorný mozgový povrch kostí lebky. V tejto membráne sa pozoruje najvyššia koncentrácia receptorov bolesti v ľudskom tele, zatiaľ čo v mozgu nie sú receptory bolesti.

Dura mater je skonštruovaný z hustého spojivového tkaniva, lemovaného zvnútra plochými zvlhčenými bunkami pevne spojenými s kosťami lebky v oblasti vnútornej základne. Medzi pevné a arachnoidné škrupiny je subdurálny priestor naplnený sérovou tekutinou.

Štrukturálne časti mozgu [upraviť]

Oblong Brain [upraviť]

Medulla oblongata (medulla oblongata) sa vyvíja z piatej mozgovej vezikuly (dodatočná). Medulla oblongata je pokračovaním miechy s poruchou segmentácie. Sivá hmota medulla oblongata pozostáva z jednotlivých jadier kraniálnych nervov. Biela hmota je cesta miechy a mozgu, ktoré sú vytiahnuté do mozgového kmeňa a odtiaľ do miechy.

Na prednom povrchu medulla oblongata je predná stredná trhlina, na ktorej každej strane sa nachádzajú zosilnené biele vlákna nazývané pyramídy. Pyramídy sa zužujú v dôsledku toho, že časť ich vlákien prechádza na opačnú stranu a vytvára križovatku pyramíd, ktoré tvoria bočnú pyramídovú dráhu. Niektoré biele vlákna, ktoré sa nepretínajú, tvoria rovnú pyramídovú cestu.

Bridge [upraviť]

Most (lat. Pons) leží nad medulou oblongata. Ide o zahustený valček s priečnymi vláknami. V strede je hlavná drážka, v ktorej leží hlavná tepna mozgu. Na oboch stranách brázdy sú významné vylepšenia tvorené pyramídovými cestami. Most pozostáva z veľkého počtu priečnych vlákien, ktoré tvoria jej biele látky - nervové vlákna. Medzi vláknami je veľa zhlukov šedej hmoty, ktoré tvoria jadro mosta. Pokračujúc v cerebellum tvoria nervové vlákna stredné nohy.

Cerebellum [upraviť]

Cerebelum (lat. Cerebellum) leží na zadnom povrchu mosta a medulla oblongata v zadnej lebečnej kosti. Pozostáva z dvoch hemisfér a červu, ktorý spája hemisféry navzájom. Hmotnosť cerebellum 120-150 g.

Cerebel je od veľkého mozgu oddelený horizontálnou štrbinou, v ktorej trvá matrica tvorí mozogový stôp, ktorý sa tiahne cez zadnú fossu lebky. Každá cerebelárna hemisféra sa skladá zo šedej a bielej hmoty.

Sivá hmota cerebellum je obsiahnutá na vrchole bielych vo forme kôry. Nervové jadrá ležia vo vnútri cerebelárnych hemisfér, ktorých hmotnosť je predovšetkým reprezentovaná bielou hmotou. Kôra pologuli tvorí paralelné drážky, medzi ktorými sú aj záhyby rovnakého tvaru. Vrany rozdeľujú každú pologuli mozočku na niekoľko častí. Jedna z častíc - šrot, susediaci so strednými nohami cerebellum, vyniká viac ako iné. Je to fylogeneticky najstaršia. Chlopňa a uzlík červu sa objavujú už v dolných stavovcoch a sú spojené s funkciou vestibulárneho aparátu.

Kortex mozočkovej hemisféry pozostáva z dvoch vrstiev nervových buniek: vonkajšieho molekulárneho a granulárneho. Hrúbka kôry je 1-2,5 mm.

Sivá hmota cerebellum je rozvetvená v bielej farbe (v strednej časti cerebellum to môže byť videný ako vetva evergreen thuja), tak to je nazývaný cerebellum strom života.

Cerebel je pripojený do troch párov nôh do mozgového kmeňa. Nohy sú reprezentované zväzkami vlákien. Nižšie (chvostové) nohy mozgu idú do medulla oblongata a nazývajú sa aj laná. Zahŕňajú zadnú chrbticu-mozgovú dráhu.

Stredné (mostné) ramená mozočku sú spojené s mostom, v ktorom prechádzajú priečne vlákna do neurónov mozgovej kôry. Prostrednými strednými nohami prechádza kortikálny mostík, v dôsledku čoho mozgová kôra pôsobí na mozoček.

Horné nohy cerebellum vo forme bielej vlákniny idú v smere stredného mozgu, kde sú umiestnené pozdĺž končatín stredného mozgu a tesne nadväzujú. Horné (kraniálne) nohy cerebellum pozostávajú hlavne z vlákien svojich jadier a slúžia ako hlavné cesty, ktoré vedú impulzy k optickým kupám, hypogastrickej oblasti a červeným jadrám.

Nohy sú umiestnené vpredu a pneumatika je za sebou. Medzi pneumatikou a nohami prebieha prívod vody stredného mozgu (vodovodný systém Sylviev). Spojuje štvrtú komoru s treťou.

Hlavnou funkciou mozočku je reflexná koordinácia pohybov a distribúcia svalového tonusu.

Midbrain [upraviť]

Kryt stredného mozgu (lat. Mesencephalon) sa nachádza nad obálkou a pokrýva nad akvadukt stredného mozgu. Veko obsahuje dosku pneumatiky (cheliflow). Dve horné pahorky sú spojené s funkciou vizuálneho analyzátora, pôsobia ako centrá orientačných reflexov k vizuálnym podnetom a preto sa nazývajú vizuálne. Dve nižšie tuberkulózy sú sluchové, spojené s približnými reflektormi na zvukové podnety. Horné pahorky sú spojené s bočnými zalomenými telesami diencefalónu pomocou horných rúk, dolné pahorky sú spojené s dolnými rúčkami s mediálnymi kľukatými telieskami.

Z dosky pneumatiky začína cerebrospinálna cesta, ktorá spája mozog s miechom. Efektívne impulzy prechádzajú cez to v reakcii na vizuálne a sluchové podnety.

Hemispheres [upraviť]

Mozgová hemisféra mozgu. Patria sem laloky hemisféry, mozgová kôra (plášť), bazálne ganglia, čuchový mozog a bočné komory. Hemisféry mozgu sú oddelené pozdĺžnou štrbinou, v ktorej je vybranie obsahujúce corpus callosum, ktorý ich spája. Na každej hemisfére rozlišujte nasledujúce povrchy:

  1. horná strana, konvexná, smerujúca k vnútornému povrchu lebečnej klenby;
  2. spodný povrch umiestnený na vnútornom povrchu základne lebky;
  3. mediálny povrch, cez ktorý sú hemisféry navzájom prepojené.

V každej pologuli sú najdôležitejšie časti: vpredu čelný pól, za okcipitálnym pólom, na strane, časový pól. Okrem toho každá mozgová hemisféra je rozdelená na štyri veľké laloky: čelné, parietálne, okcipitálne a časové. Vo výklenku priečnej fosílie mozgu je malý podiel - ostrov. Pologuľa je rozdelená na laloky brázd. Najhlbšia z nich je bočná alebo laterálna a nazýva sa tiež sylvium sulcus. Bočná drážka oddeľuje temporálny lalok od čelného a parietálneho. Z horného okraja hemisféry zostáva stredná drážka alebo Rolandova drážka. Oddeľuje čelný lalok mozgu od parietálneho. Okcipitálny lalok sa od parietálu oddeľuje len od stredného povrchu hemisfér - svaloviny parietálno-okcipitálnej.

Mozogálne vonkajšie hemisféry sú pokryté sivou látkou tvoriacou mozgovú kôru alebo plášť. V kôre je 15 miliárd buniek a ak zvážime, že každá z nich má 7 až 10 tisíc spojení so susednými bunkami, môžeme konštatovať, že funkcie kôry sú flexibilné, stabilné a spoľahlivé. Povrch kôry sa výrazne zvyšuje kvôli brázd a záhybom. Fylogenetická kôra je najväčšou štruktúrou mozgu, jej plocha je približne 220 tisíc mm2.

Sexuálne rozdiely [upraviť]

Metódy tomografického skenovania umožňujú experimentálne stanoviť rozdiely v štruktúre mozgu žien a mužov [7] [8]. Ukázalo sa, že mužský mozog má viac spojení medzi zónami vo vnútri hemisféry a samičkou medzi hemisférami. Predpokladá sa, že mozog mužov je optimalizovaný pre motorické zručnosti a žena pre analytické a intuitívne myslenie. Výskumníci poznamenávajú, že tieto výsledky by sa mali uplatňovať na obyvateľstvo ako celok a nie na jednotlivcov. Tieto rozdiely v štruktúre mozgu boli najvýraznejšie pri porovnávaní skupín vo veku 13,4 až 17 rokov. Avšak s vekom v mozgu u žien vzrástol počet spojení medzi zónami vo vnútri hemisféry, čo minimalizuje predtým odlišné štrukturálne rozdiely medzi pohlaviami [8].

Zároveň, napriek existencii rozdielov v anatomickej a morfologickej štruktúre mozgu žien a mužov, neexistujú žiadne rozhodujúce znaky alebo ich kombinácie, ktoré nám umožňujú hovoriť o špecifickom "mužskom" alebo špecifickom "ženskom" mozgu [9]. Existujú znaky mozgu, ktoré sú bežnejšie medzi ženami a sú častejšie pozorované u mužov, ale obaja sa môžu prejaviť v opačnom pohlaví a akékoľvek stabilné komplexy tohto druhu znakov sa prakticky nedodržiavajú.

Vývoj mozgov [upraviť]

Prenatálne [10] vývoj [upraviť]

Vývoj, ktorý sa vyskytuje v období pred narodením, vnútromaternicový vývoj plodu. V prenatálnom období dochádza k intenzívnemu fyziologickému vývoju mozgu, jeho senzorických a efektorových systémov.

Natal [10] stav [upraviť]

Diferenciácia systémov mozgovej kôry nastáva postupne, čo vedie k nerovnomernému dozrievaniu jednotlivých štruktúr mozgu.

Keď sa narodí dieťa, prakticky sa vytvárajú subkortikálne formácie a projekčné oblasti mozgu sa blížia ku konečnému stupňu dozrievania, v ktorom končia nervové väzby pochádzajúce z receptorov rôznych senzorických orgánov (analyzátorové systémy) a vzniknú motorické dráhy [11].

Tieto oblasti pôsobia ako konglomerácia všetkých troch mozgových blokov. Ale medzi nimi štruktúra bloku regulácie aktivity mozgu (prvý mozgový blok) dosahuje najvyššiu úroveň dozrievania. V druhej (bloku príjmu, spracovania a ukladania informácií) a tretej (bloku programovania, regulácie a riadenia aktivity) sú len tie oblasti kôry, ktoré súvisia s primárnymi lalokmi, ktoré prijímajú prichádzajúce informácie (druhý blok) a vytvárajú odchádzajúce motorické impulzy (Tretí blok) [12].

Ďalšie oblasti mozgovej kôry v čase pôrodu nedosahujú dostatočnú úroveň zrelosti. Dôkazom toho je malá veľkosť ich buniek, malá šírka ich horných vrstiev, ktoré vykonávajú asociačnú funkciu, relatívne malú veľkosť oblasti, ktorú zaberajú, a nedostatočnú myelinizáciu ich prvkov.

Obdobie od 2 do 5 rokov [upraviť]

Vo veku od dvoch do piatich rokov dochádza k dozrievaniu sekundárnych asociačných oblastí mozgu, z ktorých niektoré (sekundárne gnostikové zóny analyzátorových systémov) sú umiestnené v druhom a treťom bloku (oblasť premotorov). Tieto štruktúry poskytujú proces vnímania a vykonanie sledu činností [11].

Obdobie od 5 do 7 rokov [upraviť]

Ďalšie sú terciárne (asociatívne) oblasti mozgu. Po prvé, vzniká posteriórne asociačné pole - parieto-temporálna-okcipitálna oblasť, potom predné asociatívne pole - prefrontálna oblasť.

Terciárne polia zaujímajú najvyššiu pozíciu v hierarchii interakcie rôznych mozgových zón a tu sa vykonávajú najzložitejšie formy spracovania informácií. Zadná asociačná oblasť poskytuje syntézu všetkých prichádzajúcich multimodálnych informácií do supermodálneho integrálneho odrazu okolitej entity reality v celom jej spojeniach a vzťahoch. Predná asociačná oblasť je zodpovedná za svojvoľnú reguláciu komplexných foriem duševnej činnosti, vrátane výberu potrebných informácií, ktoré sú pre túto činnosť nevyhnutné, tvorby programov činnosti na jej základe a kontroly ich správneho priebehu.

Takže každý z troch funkčných blokov mozgu dosiahne úplnú zrelosť v rôznych časoch a dozrievanie pokračuje postupne od prvého do tretieho bloku. Toto je cesta od zdola hore - od základných útvarov až po nadlho, od subkortikálnych štruktúr až po primárne polia, od primárnych polí až po asociatívne. Poškodenie počas tvorby ktorejkoľvek z týchto úrovní môže viesť k odchýlkam v dozrievaní ďalšej kvôli absencii stimulujúcich účinkov zo základnej poškodenej úrovne [11].

Sa Vám Páči O Epilepsii