Od čega se sastoji mozak. Građa mozga, značenje i funkcija. Zanimljive činjenice o ljudskom mozgu

U ljudskom tijelu mozak je vjerojatno jedan od najmisterioznijih i najnerazumljivijih organa. Dakle, znanstvenici se još uvijek raspravljaju o mehanizmu mentalne aktivnosti. Danas ćemo pokušati sistematizirati njihove zaključke. Također ćemo razmotriti od čega se sastoji mozak, koje su njegove funkcije i koje su najčešće bolesti ovog organa.

Opća struktura

Mozak je okolo zaštićen pouzdanom lubanjom. U njemu orgulje zauzimaju preko 90% prostora. U isto vrijeme, težina mozga kod muškaraca i žena je različita. U prosjeku, to je 1375 grama za predstavnike jačeg spola, 1275 grama za slabije. U novorođenčadi težina mozga iznosi 10% ukupne tjelesne mase, dok je u odraslih tek 2-2,5%. Struktura organa uključuje cerebralne hemisfere, deblo i cerebelum.

Od čega se sastoji mozak? Znanost razlikuje sljedeće odjele ovog tijela:

• ispred;
• straga;
• duguljast;
• prosjek;
• srednji.

Pogledajmo pobliže ova područja. Iz leđna moždina potječe duguljast. Uključuje (provodne kanale) i sivu (živčane jezgre). Iza njega je pons. Ovo je valjak poprečnih vlakana živaca i sive tvari. Tu prolazi glavna arterija. Počinje u točki koja se nalazi iznad oblonga. Postupno prelazi u mali mozak koji se sastoji od dvije hemisfere. Parno je povezan s produženom moždinom, srednjim mozgom i malim mozgom.

U srednjem odjeljku nalazi se par vidnih i slušnih brežuljaka. Od njih polaze živčana vlakna koja povezuju mozak i leđnu moždinu. Između njih je uočljiv duboki razmak unutar kojeg se nalazi corpus callosum. Povezuje ova dva velika odjela. Hemisfere su prekrivene korom. Ovdje se odvija razmišljanje.

Od čega se još sastoji mozak? Ima tri maske:

1. Tvrdi je periost unutarnja površina gdje se nalazi većina receptora za bol.
2. Arahnoid - usko uz korteks, ali ne oblaže girus. Između njega i tvrde ljuske nalazi se serozna tekućina. Slijedi leđna moždina, a potom i sam korteks.
3. Meka – sastoji se od sustava krvnih žila i vezivno tkivo, hraneći mozak i u kontaktu s cijelom površinom.

Zadaci

Mozak obrađuje informacije koje dolaze sa svakog od receptora, regulira pokrete i uključuje se u njih misaoni proces. Svaki odjel ima svoj posao. Na primjer, koji se nalazi u živčani centri, koji pružaju normalan rad zaštitni refleksni mehanizmi kao što su kašalj, treptanje, kihanje i povraćanje. Njegove funkcije također uključuju disanje, gutanje, izlučivanje sline i želučanog soka.

Varoliev most osigurava promet očne jabučice i rad mišića lica. Mali mozak regulira koordinaciju i koordinaciju pokreta. A u srednjem mozgu ostvaruje se regulatorna aktivnost glede oštrine sluha i vida. Zahvaljujući njegovom radu, zjenice se, primjerice, mogu proširiti i skupiti. Odnosno, tonus očnih mišića ovisi o tome. Također uključuje živčane centre odgovorne za orijentaciju u prostoru.

Ali od čega se sastoji diencefalon? Postoji nekoliko odjeljaka:

• Talamus. Naziva se još i prekidač, budući da se ovdje obrađuju i formiraju osjeti na temelju bolnih, temperaturnih, mišićnih, slušnih i drugih receptora. Zahvaljujući ovom centru mijenjaju se stanja budnosti i spavanja.
• Hipotalamus. Kontrolira rad srca, krvni tlak i tjelesnu termoregulaciju. Odgovoran za emocionalno stanje, budući da je to mjesto gdje utječe na endokrilni sustav za proizvodnju hormona za prevladavanje stresa. Regulira osjećaj žeđi, gladi i sitosti, užitka i seksualnosti.
• Hipofiza. Ovdje se proizvode hormoni tijekom puberteta, razvoja i aktivnosti.
• Epithalamus. Sastoji se od epifize, kroz koju se reguliraju cirkadijalni ritmovi, pod uvjetom zdrav san te normalna aktivnost tijekom dana, prilagodljivost različitim uvjetima. Ima sposobnost osjetiti vibracije svjetlosnih valova čak i kroz kutiju lubanje, oslobađajući za to određenu količinu hormona.

Za što su odgovorne moždane hemisfere?

Zakon pohranjuje sve informacije o svijetu i sveobuhvatnim ljudskim interakcijama. Odgovoran je za aktivnost njegovih desnih udova. U lijevom se kontrolira rad govornih organa. Ovdje se odvijaju analitički i razni proračuni. S ove strane omogućen je nadzor lijevih udova.

Zasebno je vrijedno spomenuti takve formacije kao što su ventrikuli mozga. To su praznine koje su obrubljene ependimom. Nastaju iz šupljine neuralne cijevi u obliku mjehurića koji se pretvaraju u moždane klijetke. Njihova glavna funkcija je proizvodnja i cirkulacija.Odjeli se sastoje od para bočnih, trećeg i četvrtog. Hemisfere su podijeljene u 4 režnja: frontalni, temporalni, parijetalni i okcipitalni.

frontalni režanj

Ovaj dio je poput navigatora na brodu. Ona je odgovorna za ostanak ljudsko tijelo uspravno. Ovdje se formiraju aktivnost, neovisnost, inicijativa i znatiželja. Može se stvoriti i kritička samoprocjena. Jednom riječju, najmanji poremećaji koji se javljaju u prednjem režnju dovode do neprikladnog ljudskog ponašanja, besmislenih radnji, depresije i raznih promjena raspoloženja. Kroz njega se kontrolira ponašanje. Stoga rad kontrolnog centra, također smještenog ovdje, sprječava neadekvatne i asocijalne radnje. Frontalni režanj je važan za intelektualni razvoj. Zahvaljujući njemu stječu se i određene vještine, vještine koje se mogu dovesti do automatizma.

temporalni režnjevi

Ovdje je pohrana dugotrajne memorije. U lijevoj se akumuliraju konkretna imena, objekti, događaji i veze, a u desnoj vizualne slike. prepoznati govor. pri čemu lijeva strana dešifrira značenje rečenog, a desna formira razumijevanje i, u skladu s tim, izraz lica, pokazujući raspoloženje i percepciju drugih.

parijetalni režnjevi

Oni osjećaju bol, hladnoću ili toplinu. Parijetalni režanj sastoji se od dva dijela: desnog i lijevog. Kao i drugi dijelovi organa, oni su funkcionalno različiti. Dakle, lijeva sintetizira zasebne fragmente, povezuje ih, zahvaljujući čemu osoba može čitati i pisati. Ovdje se asimiliraju određeni algoritmi za postizanje određenog rezultata. Desni parijetalni režanj transformira sve informacije koje dolaze iz okcipitalnih dijelova i stvara trodimenzionalnu sliku. Ovdje se daje orijentacija u prostoru, određuje udaljenost i slično.

Okcipitalni režanj

Prima vizualne informacije. Predmete oko sebe vidimo kao podražaje koji reflektiraju svjetlost s mrežnice. Informacije o boji i kretanju objekata pretvaraju se putem svjetlosnih signala. Postoje trodimenzionalne slike.

bolesti

Područje je podložno velikom broju bolesti. Najopasniji uključuju sljedeće:

• tumori;
• virusi;
• vaskularne bolesti;
• neurodegenerativne bolesti.

Razmotrimo ih detaljnije. Tumori mozga mogu biti vrlo raznoliki. Štoviše, kao iu drugim dijelovima tijela, one su dobroćudne i zloćudne. Ove se formacije pojavljuju zbog kvara u reproduktivna funkcija Stanice. Kontrola je prekinuta. I počnu se množiti. Simptomi uključuju mučninu, bol, konvulzije, gubitak svijesti, halucinacije i zamagljen vid.

Virusne bolesti uključuju:

1. Encefalitis. Ljudski um je zbunjen. Stalno mu se spava, postoji opasnost da padne u komu.
2. Virusni meningitis. osjeća glavobolja. Promatranom toplina, povraćanje i opća slabost.
3. Encefalomijelitis. Pacijent ima vrtoglavicu, motilitet je poremećen, temperatura raste, može doći do povraćanja.

Kada se pojavi niz bolesti, moždane žile se sužavaju. Postoji izbočenje njihovih zidova, uništavanje i tako dalje. Zbog toga može doći do poremećaja pamćenja, vrtoglavice i osjećaja boli. Cirkulacija krvi u mozgu ne funkcionira dobro s visokim krvni tlak, ruptura aneurizme, srčani udar i tako dalje. A zbog neurodegenerativnih bolesti, poput Huntingtonove ili Alzheimerove, remeti se pamćenje, gubi razum, javljaju se drhtanje udova, bolovi, konvulzije i grčevi.

Zaključak

Takva je struktura našeg tajanstvenog organa. Poznato je da čovjek koristi samo mali dio mogućnosti koje se kroz ovaj organ mogu ostvariti. Možda će jednog dana čovječanstvo moći otkriti svoj potencijal mnogo šire nego danas. U međuvremenu, znanstvenici pokušavaju saznati još zanimljivih činjenica o njegovim aktivnostima. Iako, usput, ti pokušaji još uvijek nisu vrlo uspješni.

Što je nositelj svijesti - moždane stanice ili električni signali koje one generiraju? Odakle potječu svijest i osobnost čovjeka i kamo idu na kraju svog puta? Ova pitanja zabrinjavaju mnoge.

ljudski mozak jedan od najtajnovitijih organa ljudsko tijelo. Znanstvenici još uvijek ne mogu u potpunosti razumjeti mehanizam mentalne aktivnosti, funkcioniranje svijesti i podsvijesti.

Struktura

Tijekom evolucije oko ljudskog mozga formirala se snažna lubanja koja štiti ovaj organ ranjiv na fizičke utjecaje. Mozak zauzima više od 90% prostora lubanje. Sastoji se od tri glavna dijela:

• velike hemisfere;
• moždano deblo;
• cerebelum.

Također je uobičajeno razlikovati pet dijelova mozga:

• prednji mozak (velike hemisfere);


• stražnji mozak (cerebelum, pons Varolii);


• medula;


• srednji mozak;


• srednji mozak.

Prvi na putu od leđne moždine počinje medula, kao njegov stvarni nastavak. Sastoji se od sive tvari - jezgre živaca lubanje, kao i bijele tvari - provodnih kanala oba mozga (mozga i leđne moždine).

Sljedeće dolazi Pons- Ovo je valjak poprečnih živčanih vlakana i sive tvari. Kroz njega prolazi glavna arterija koja hrani mozak. Počinje iznad medule oblongate i prelazi u mali mozak.

Cerebelum sastoji se od dvije male hemisfere povezane "crvom", kao i bijele i sive tvari koje ga prekrivaju. Ovaj odjel povezan je parovima "nogu" s duguljastim mostom, malim mozgom i srednjim mozgom.

srednji mozak sastoji se od dva vidna brežuljka i dva slušna (quadrigemina). Od ovih tuberkula polaze živčana vlakna koja povezuju mozak s leđnom moždinom.

Velike hemisfere mozga odvojen dubokom pukotinom u kojoj se nalazi corpus callosum, koji povezuje ova dva dijela mozga. Svaka hemisfera ima frontalnu, sljepoočnu, parijetalnu i okcipitalnu. Hemisfere su prekrivene moždanom korom u kojoj se odvijaju svi misaoni procesi.

Osim toga, postoje tri sloja mozga:

• Tvrdo, što je periost unutarnje površine lubanje. Ova ljuska je koncentrirana veliki broj receptore za bol.


• Arahnoid, koji je usko uz cerebralni korteks, ali ne oblaže girus. Prostor između nje i dura mater ispunjen je seroznom tekućinom, a prostor između nje i kore velikog mozga ispunjen je likvorom.


• Mekana, koja se sastoji od sustava krvnih žila i vezivnog tkiva, u kontaktu je s cijelom površinom tvari mozga i hrani je.

Funkcije i zadaci

Naš mozak sudjeluje u obradi informacija koje dolaze iz čitavog skupa receptora, upravlja pokretima ljudskog tijela, a također obavlja najvišu funkciju ljudskog tijela - razmišljanje. Svaki dio mozga odgovoran je za obavljanje određenih funkcija.

Medula sadrži živčane centre koji osiguravaju normalno funkcioniranje zaštitnih refleksa - kihanje, kašljanje, treptanje, povraćanje. On također "vlada" refleksima disanja i gutanja, salivacijom i lučenjem želučanog soka.

Pons odgovoran za normalno kretanje očnih jabučica i koordinaciju mišića lica.

Cerebelum ostvaruje kontrolu nad dosljednošću i koordinacijom pokreta.

srednji mozak osigurava regulatornu funkciju u odnosu na oštrinu sluha i jasnoću vida. Ovaj dio mozga kontrolira širenje-sužavanje zjenice, promjene u zakrivljenosti očne leće i odgovoran je za mišićni tonus oka. Također sadrži živčane centre refleksa orijentacije u prostoru.

diencefalon uključuje:

• talamus- vrsta "prekidača" koji obrađuje i oblikuje senzacije iz informacija o temperaturi, boli, vibracijama, mišićnim, okusnim, taktilnim, slušnim, mirisnim receptorima, jednom od subkortikalnih vizualnih centara. Također, ova stranica je odgovorna za promjenu stanja spavanja i budnosti u tijelu.


• Hipotalamus– ovo malo područje obavlja najvažniju zadaću kontrole brzina otkucaja srca, termoregulacija tijela, krvni tlak. Također "upravlja" mehanizmima emocionalne regulacije - utječe na endokrini sustav kako bi se razvili hormoni potrebni za prevladavanje stresnih situacija. Hipotalamus regulira glad, žeđ i sitost. To je centar zadovoljstva i seksualnosti.


• Hipofiza- ovaj moždani dodatak proizvodi hormoni rasta pubertet, razvoj i funkcioniranje.


• Epithalamus- uključuje epifizu, koja regulira dnevne biološke ritmove, oslobađajući hormone noću za normalno i dugo uspavljivanje, a danju - za normalan način budnosti i aktivnosti. Izravno s regulacijom spavanja i budnosti povezana je kontrola prilagodbe tijela uvjetima osvjetljenja. Epifiza je sposobna uhvatiti vibracije svjetlosnih valova čak i kroz lubanju i odgovoriti na njih otpuštanjem potrebnih hormona. Također, ovaj mali dio mozga regulira brzinu metabolizma u tijelu (metabolizam).

Desna moždana hemisfera- odgovoran je za očuvanje informacija o okolnom svijetu, iskustvo ljudske interakcije s njim, motoričku aktivnost desnih udova.

Lijeva moždana hemisfera- provodi kontrolu nad govornim funkcijama tijela, provedbu analitičkih aktivnosti, matematičkih proračuna. Ovdje se formira apstraktno razmišljanje, kontrolira se kretanje lijevih udova.

Svaka hemisfera mozga podijeljena je na 4 režnja:

1. Frontalni režnjevi- mogu se usporediti s navigacijskom kabinom broda. Oni osiguravaju održavanje okomitog položaja ljudskog tijela. Također, ova stranica je odgovorna za to koliko je osoba aktivna i radoznala, inicijativna i samostalna u donošenju odluka.

U frontalnim režnjevima odvijaju se procesi kritičke samoevaluacije. Bilo kakve povrede u frontalnim režnjevima dovode do manifestacije neadekvatnosti u ponašanju, besmislenosti radnji, apatije i naglih promjena raspoloženja. Također, “sječom” se upravlja ljudskim ponašanjem i kontrola nad njim – prevencija devijacija, društveno neprihvatljivih postupaka.

Radnje proizvoljne prirode, njihovo planiranje, ovladavanje vještinama i sposobnostima također ovise o frontalnim režnjevima. Ovdje se radnje koje se često ponavljaju dovode do automatizma.

U lijevom (dominantnom) režnju vrši se kontrola nad ljudskim govorom, osiguravajući apstraktno mišljenje.

2. Temporalni režnjevi- ovo je dugoročno skladištenje. Lijevi (dominantni) udio pohranjuje informacije o određenim imenima objekata, vezama između njih. Desni režanj odgovoran je za vizualno pamćenje i slike.

Njihova važna funkcija je i prepoznavanje govora. Lijevi režanj dešifrira za svijest semantičko opterećenje izgovorenih riječi, a desna pruža razumijevanje njihove intonacijske boje i izraza lica, objašnjavajući raspoloženje govornika i stupanj njegove dobre volje prema nama.

Sljepoočni režnjevi također pružaju percepciju olfaktornih informacija.

3. Parijetalni režnjevi- sudjelovati u percepciji bol, osjećaj hladnoće, topline. Funkcije desnog i lijevog režnja su različite.

Lijevi (dominantni) udio osigurava procese sintetiziranja fragmenata informacija, kombinirajući ih u jedan sustav, omogućuje osobi čitanje i brojanje. Ovaj dio je odgovoran za asimilaciju određenog algoritma pokreta koji dovode do određenog rezultata, osjećaj pojedinih dijelova vlastitog tijela i osjećaj njegove cjelovitosti, definiciju desne i lijeve strane.

Desni (nedominantni) režanj transformira cijeli skup informacija koje dolaze iz okcipitalnih režnja, tvoreći trodimenzionalnu sliku svijeta, osigurava orijentaciju u prostoru i određuje udaljenost između objekata i do njih.

4. Okcipitalni režnjevi- obrada vizualnih informacija. objekte okolnog svijeta percipiraju kao skup podražaja koji na različite načine reflektiraju svjetlost na mrežnici. Okcipitalni režnjevi pretvaraju svjetlosne signale u informacije o boji, kretanju i obliku predmeta koji su razumljivi tjemenim režnjevima, koji oblikuju trodimenzionalne slike u našem umu.

Bolesti mozga

Popis bolesti mozga je prilično velik, mi ćemo dati najčešće i opasne od njih.

Konvencionalno se mogu podijeliti na:

• tumor;


• virusni;


• krvožilni;


• neurodegenerativni.

Tumorske bolesti. Broj tumora mozga vrlo je raznolik. Mogu biti zloćudni ili benigni. Tumori nastaju kao rezultat neuspjeha u staničnoj reprodukciji, kada stanice moraju umrijeti i ustupiti mjesto drugima. Umjesto toga, množe se nekontrolirano i brzo, istiskujući zdravo tkivo.

Simptomi mogu uključivati: mučninu,

Sadržaj članka

organ koji koordinira i regulira sve vitalne funkcije tijela i kontrolira ponašanje. Sve naše misli, osjećaji, osjeti, želje i pokreti povezani su s radom mozga, a ako on ne funkcionira, osoba prelazi u vegetativno stanje: gubi se sposobnost obavljanja bilo kakvih radnji, osjeta ili reakcija na vanjske utjecaje. . Ovaj članak je posvećen ljudskom mozgu, koji je složeniji i visoko organiziraniji od životinjskog mozga. Međutim, postoji značajna sličnost u strukturi ljudskog mozga i mozga drugih sisavaca, kao i kod većine vrsta kralješnjaka.

Mozak je simetrična struktura, kao i većina drugih dijelova tijela. Pri rođenju njegova težina iznosi oko 0,3 kg, dok je kod odrasle jedinke cca. 1,5 kg. Pri vanjskom pregledu mozga pažnju prvenstveno privlače dvije velike hemisfere koje ispod sebe kriju dublje tvorevine. Površina hemisfera prekrivena je brazdama i vijugama koje povećavaju površinu korteksa (vanjski sloj mozga). Straga je smješten mali mozak, čija je površina sitnije razvedena. Ispod hemisfera velikog mozga nalazi se moždano deblo koje prelazi u leđnu moždinu. Iz debla i leđne moždine polaze živci, kojima informacije teku od unutarnjih i vanjskih receptora do mozga, a signali idu do mišića i žlijezda u suprotnom smjeru. 12 pari kranijalnih živaca napušta mozak.

Unutar mozga razlikuje se siva tvar koja se uglavnom sastoji od tijela nervne ćelije i tvoreći korteks, i bijelu tvar - živčana vlakna koja tvore puteve (traktove) koji povezuju različite dijelove mozga, a također tvore živce koji idu izvan središnjeg živčanog sustava i idu do raznih organa.

Mozak i leđna moždina zaštićeni su koštanim kućištima - lubanjom i kralježnicom. Između tvari mozga i koštanih stijenki nalaze se tri membrane: vanjska je dura mater, unutarnja je mekana, a između njih je tanka arahnoidna membrana. Prostor između membrana ispunjen je cerebrospinalnom (cerebrospinalnom) tekućinom koja je po sastavu slična krvnoj plazmi, stvara se u intracerebralnim šupljinama (moždanim komorama) i cirkulira u mozgu i leđnoj moždini opskrbljujući ga hranjivim tvarima i drugim čimbenici potrebni za život.

Opskrba mozga krvlju je prvenstveno osigurana karotidne arterije; u bazi mozga, oni su podijeljeni u velike grane koje idu u njegove različite odjele. Iako je težina mozga samo 2,5% težine tijela, on stalno, danju i noću, prima 20% krvi koja cirkulira tijelom i, sukladno tome, kisik. Zalihe energije samog mozga su izuzetno male, tako da je on izuzetno ovisan o opskrbi kisikom. Postoje zaštitni mehanizmi koji mogu podržati cerebralni protok krvi u slučaju krvarenja ili ozljede. značajka cerebralna cirkulacija je i prisutnost tzv. krvno-moždana barijera. Sastoji se od nekoliko membrana koje ograničavaju propusnost vaskularnih stijenki i ulazak mnogih spojeva iz krvi u tvar mozga; tako da ova prepreka ispunjava zaštitne funkcije. Kroz njega, na primjer, mnoge ljekovite tvari ne prodiru.

MOŽDANE STANICE

Stanice CNS-a nazivaju se neuroni; njihova funkcija je obrada informacija. U ljudskom mozgu postoji 5 do 20 milijardi neurona. Mozak također sadrži glija stanice, oko 10 puta više od neurona. Glija ispunjava prostor između neurona, tvoreći potporni okvir živčanog tkiva, a također obavlja metaboličke i druge funkcije.

Neuron je, kao i sve druge stanice, okružen polupropusnom (plazma) membranom. Iz tijela stanice izlaze dvije vrste procesa - dendriti i aksoni. Većina neurona ima mnogo razgranatih dendrita, ali samo jedan akson. Dendriti su obično vrlo kratki, dok duljina aksona varira od nekoliko centimetara do nekoliko metara. Tijelo neurona sadrži jezgru i druge organele, kao iu drugim stanicama tijela ( vidi takođerĆELIJA).

živčanih impulsa.

Prijenos informacija u mozgu živčani sustav općenito, provodi se putem živčanih impulsa. Šire se u smjeru od tijela stanice do završnog dijela aksona, koji se može granati, tvoreći mnoge završetke koji kontaktiraju druge neurone kroz uski otvor - sinapsu; prijenos impulsa kroz sinapsu odvija se posredstvom kemijskih tvari – neurotransmitera.

Živčani impuls obično potječe iz dendrita - tankih granastih nastavaka neurona koji su specijalizirani za primanje informacija od drugih neurona i njihovo prenošenje do tijela neurona. Postoje tisuće sinapsi na dendritima i, u manjoj mjeri, na tijelu stanice; putem sinapsi akson koji nosi informaciju iz tijela neurona prenosi je na dendrite drugih neurona.

Završetak aksona, koji čini presinaptički dio sinapse, sadrži male vezikule s neurotransmiterom. Kada impuls dosegne presinaptičku membranu, neurotransmiter iz vezikule se oslobađa u sinaptičku pukotinu. Završetak aksona sadrži samo jednu vrstu neurotransmitera, često u kombinaciji s jednom ili više vrsta neuromodulatora ( Pogledaj ispod neurokemija mozga).

Neurotransmiter koji se oslobađa iz presinaptičke membrane aksona veže se na receptore na dendritima postsinaptičkog neurona. Mozak koristi niz neurotransmitera, od kojih se svaki veže na različite receptore.

S receptorima na dendritima povezani su kanali u polupropusnoj postsinaptičkoj membrani koji kontroliraju kretanje iona kroz membranu. U mirovanju neuron ima električni potencijal od 70 milivolti (potencijal mirovanja), dok unutarnja strana membrana je negativno nabijena u odnosu na vanjsku. Iako postoje različiti posrednici, svi oni imaju ili ekscitatorne ili inhibitorne učinke na postsinaptički neuron. Ekscitacijski učinak ostvaruje se povećanjem protoka određenih iona, uglavnom natrija i kalija, kroz membranu. Kao rezultat negativni naboj unutarnja površina se smanjuje – dolazi do depolarizacije. Inhibicijski učinak provodi se uglavnom kroz promjenu protoka kalija i klorida, kao rezultat toga, negativni naboj unutarnje površine postaje veći nego u mirovanju i dolazi do hiperpolarizacije.

Funkcija neurona je integrirati sve utjecaje koji se percipiraju kroz sinapse na njegovo tijelo i dendrite. Budući da ti utjecaji mogu biti ekscitatorni ili inhibitorni i ne podudaraju se u vremenu, neuron mora izračunati ukupni učinak sinaptičke aktivnosti kao funkciju vremena. Ako ekscitatorno djelovanje prevlada nad inhibitornim i depolarizacija membrane prijeđe graničnu vrijednost, dolazi do aktivacije određenog dijela membrane neurona - u području baze njegovog aksona (aksonski tuberkul). Ovdje, kao rezultat otvaranja kanala za ione natrija i kalija, nastaje akcijski potencijal (živčani impuls).

Taj se potencijal širi dalje duž aksona do njegova kraja brzinom od 0,1 m/s do 100 m/s (što je akson deblji, to je veća brzina provođenja). Kada akcijski potencijal dosegne kraj aksona, aktivira se druga vrsta ionskih kanala koji ovise o razlici potencijala, kalcijski kanali. Preko njih kalcij ulazi u unutrašnjost aksona, što dovodi do mobilizacije vezikula s neurotransmiterom, koje se približavaju presinaptičkoj membrani, spajaju se s njom i otpuštaju neurotransmiter u sinapsu.

Mijelin i glija stanice.

Mnogi aksoni prekriveni su mijelinskom ovojnicom, koja je formirana od opetovano namotane membrane glija stanica. Mijelin je sastavljen prvenstveno od lipida, koji daje karakterističan izgled bijele tvari mozga i leđne moždine. Zahvaljujući mijelinskoj ovojnici povećava se brzina provođenja akcijskog potencijala duž aksona, budući da se ioni mogu kretati kroz membranu aksona samo na mjestima koja nisu prekrivena mijelinom - tzv. presretanja Ranviera. Između presretanja, impulsi se provode duž mijelinske ovojnice kao duž električnog kabela. Budući da je potrebno neko vrijeme da se kanal otvori i ioni prođu kroz njega, uklanjanje stalnog otvaranja kanala i ograničavanje njihovog opsega na male površine membrane koje nisu prekrivene mijelinom ubrzava provođenje impulsa duž aksona. za oko 10 puta.

Samo dio glija stanica sudjeluje u stvaranju mijelinske ovojnice živaca (Schwannove stanice) ili živčanih puteva (oligodendrociti). Mnogo brojnije glija stanice (astrociti, mikrogliociti) obavljaju druge funkcije: čine potporni okvir živčanog tkiva, osiguravaju njegove metaboličke potrebe i oporavak od ozljeda i infekcija.

KAKO RADI MOZAK

Razmotrimo jednostavan primjer. Što se događa kada uzmemo olovku koja leži na stolu? Svjetlo odbijeno od olovke leća fokusira u oku i usmjerava na mrežnicu, gdje se pojavljuje slika olovke; percipiraju ga odgovarajuće stanice, od kojih signal ide do glavnih osjetljivih prijenosnih jezgri mozga, smještenih u talamusu (talamusu), uglavnom u onom njegovom dijelu, koji se naziva lateralno genikulatno tijelo. Tu se aktiviraju brojni neuroni koji reagiraju na raspodjelu svjetla i tame. Aksoni neurona lateralnog genikulatnog tijela idu do primarnog vidnog korteksa, smještenog u okcipitalnom režnju moždanih hemisfera. Impulsi koji dolaze iz talamusa u ovaj dio korteksa pretvaraju se u njemu u složeni niz pražnjenja kortikalnih neurona, od kojih neki reagiraju na granicu između olovke i stola, drugi na kutove na slici olovka, i tako dalje. Iz primarnog vidnog korteksa informacije duž aksona ulaze u asocijativni vidni korteks, gdje dolazi do prepoznavanja uzoraka, u ovom slučaju olovke. Prepoznavanje u ovom dijelu korteksa temelji se na prethodno prikupljenom znanju o vanjskim obrisima predmeta.

Planiranje pokreta (tj. uzimanje olovke) vjerojatno se događa u frontalnom korteksu moždanih hemisfera. U istom području korteksa nalaze se motorni neuroni koji daju naredbe mišićima šake i prstiju. Pristup ruke olovci kontrolira vizualni sustav i interoreceptori koji percipiraju položaj mišića i zglobova, informacije iz kojih ulaze u središnji živčani sustav. Kada uzmemo olovku u ruku, receptori za pritisak u vrhovima prstiju govore nam koliko dobro prsti drže olovku i koliko je teško držati je. Ako želimo olovkom napisati svoje ime, trebat će aktivirati druge informacije pohranjene u mozgu koje omogućuju ovaj složeniji pokret, a vizualna kontrola pomoći će poboljšati njihovu točnost.

Gornji primjer pokazuje da izvedba prilično jednostavne radnje uključuje golema područja mozga, koja se protežu od korteksa do subkortikalnih regija. U složenijim ponašanjima koja uključuju govor ili razmišljanje, aktiviraju se drugi neuronski krugovi, pokrivajući još veća područja mozga.

GLAVNI DIJELOVI MOZGA

Mozak se može grubo podijeliti u tri glavna dijela: prednji mozak, moždano deblo i mali mozak. U prednjem mozgu su izolirane hemisfere velikog mozga, talamus, hipotalamus i hipofiza (jedna od najvažnijih neuroendokrinih žlijezda). Moždano deblo sastoji se od produžene moždine, mosta (pons varolii) i srednjeg mozga.

Velike hemisfere

- najveći dio mozga, koji kod odraslih čini oko 70% njegove težine. Normalno, hemisfere su simetrične. Oni su međusobno povezani masivnim snopom aksona (corpus callosum), koji osigurava razmjenu informacija.

Svaka se hemisfera sastoji od četiri režnja: frontalnog, parijetalnog, temporalnog i okcipitalnog. Korteks frontalnih režnjeva sadrži centre koji reguliraju motoričku aktivnost, a vjerojatno i centre za planiranje i predviđanje. U korteksu parijetalnih režnjeva, koji se nalazi iza frontalnih, nalaze se zone tjelesnih osjeta, uključujući dodir i zglobno-mišićni osjećaj. Lateralno na parijetalni režanj nadovezuje se na temporalni režanj, u kojem se nalazi primarni slušni korteks, kao i centri za govor i druge više funkcije. Stražnje dijelove mozga zauzima okcipitalni režanj, koji se nalazi iznad malog mozga; njegov korteks sadrži zone vidnih osjeta.

Područja korteksa koja nisu izravno povezana s regulacijom pokreta ili analizom senzornih informacija nazivaju se asocijacijska kora. U tim specijaliziranim zonama formiraju se asocijativne veze između različitih područja i odjela mozga i integriraju se informacije koje dolaze iz njih. Asocijativni korteks osigurava složene funkcije kao što su učenje, pamćenje, govor i razmišljanje.

subkortikalne strukture.

Ispod korteksa nalazi se niz važnih moždanih struktura ili jezgri koje su skup neurona. To uključuje talamus, bazalne ganglije i hipotalamus. Talamus je glavna osjetna prijenosna jezgra; prima informacije od osjetilnih organa i zauzvrat ih prosljeđuje odgovarajućim dijelovima osjetilne kore. Također sadrži nespecifične zone koje su povezane s gotovo cijelim korteksom i, vjerojatno, osiguravaju procese njegove aktivacije i održavanja budnosti i pažnje. Bazalni gangliji su skup jezgri (tzv. putamen, globus pallidus i caudatus nucleus) koji su uključeni u regulaciju koordiniranih pokreta (pokreću ih i zaustavljaju).

Hipotalamus je malo područje u dnu mozga koje se nalazi ispod talamusa. Bogato opskrbljen krvlju, hipotalamus je važno središte koje kontrolira homeostatske funkcije tijela. Proizvodi tvari koje reguliraju sintezu i oslobađanje hormona hipofize. Hipotalamus sadrži mnoge jezgre koje obavljaju specifične funkcije, poput regulacije metabolizma vode, raspodjele pohranjene masti, tjelesne temperature, seksualnog ponašanja, spavanja i budnosti.

moždano deblo

koji se nalazi u bazi lubanje. Povezuje leđnu moždinu s prednjim mozgom, a sastoji se od produžene moždine, ponsa, srednjeg mozga i diencefalona.

Kroz srednji i diencefalon, kao i kroz cijelo trupo, prolaze motorički putovi koji vode do leđne moždine, kao i neki osjetni putovi od leđne moždine do gornjih dijelova mozga. Ispod srednjeg mozga nalazi se most povezan živčanim vlaknima s malim mozgom. Najniži dio trupa - produžena moždina - izravno prelazi u leđnu moždinu. U produljenoj moždini nalaze se centri koji reguliraju rad srca i disanje ovisno o vanjskim okolnostima, te kontroliraju krvni tlak, peristaltika želuca i crijeva.

Na razini debla križaju se putovi koji povezuju svaku od moždanih hemisfera s malim mozgom. Stoga svaka od hemisfera upravlja suprotnom stranom tijela i povezana je sa suprotnom hemisferom malog mozga.

Cerebelum

smješten ispod okcipitalnih režnjeva moždanih hemisfera. Preko provodnih staza mosta povezan je s gornjim dijelovima mozga. Mali mozak regulira suptilne automatske pokrete, usklađujući aktivnost različitih mišićnih skupina pri izvođenju stereotipnih ponašanja; također stalno kontrolira položaj glave, trupa i udova, t.j. uključeni u održavanje ravnoteže. Prema novijim podacima, mali mozak igra vrlo značajnu ulogu u formiranju motoričkih vještina, pridonoseći pamćenju slijeda pokreta.

drugim sustavima.

Limbički sustav je široka mreža međusobno povezanih regija mozga koje reguliraju emocionalna stanja, kao i omogućuju učenje i pamćenje. Jezgre koje čine limbički sustav uključuju amigdalu i hipokampus (koji su dio temporalnog režnja), te hipotalamus i jezgre tzv. prozirni septum (nalazi se u subkortikalnim regijama mozga).

Retikularna formacija je mreža neurona koja se proteže kroz cijelo moždano deblo do talamusa i dalje je povezana s velikim područjima korteksa. Uključen je u regulaciju spavanja i budnosti, održava aktivno stanje korteksa i pomaže usredotočiti pozornost na određene objekte.

ELEKTRIČNA AKTIVNOST MOZGA

Uz pomoć elektroda postavljenih na površinu glave ili uvedenih u supstancu mozga, moguće je zabilježiti električnu aktivnost mozga zbog pražnjenja njegovih stanica. Bilježenje električne aktivnosti mozga pomoću elektroda na površini glave naziva se elektroencefalogram (EEG). Ne dopušta snimanje pražnjenja pojedinog neurona. Tek kao rezultat sinkronizirane aktivnosti tisuća ili milijuna neurona pojavljuju se zamjetne oscilacije (valovi) na snimljenoj krivulji.

Uz stalnu registraciju na EEG-u, otkrivaju se cikličke promjene koje odražavaju ukupnu razinu aktivnosti pojedinca. U stanju aktivne budnosti EEG bilježi neritmične beta valove niske amplitude. U stanju opuštene budnosti sa zatvorenim očima prevladavaju alfa valovi frekvencije 7-12 ciklusa u sekundi. Na početak sna ukazuje pojava sporih valova velike amplitude (delta valovi). U razdobljima sanjanja beta valovi se ponovno pojavljuju na EEG-u, a EEG može dati lažni dojam da je osoba budna (otuda i izraz REM spavanje). Snovi su često popraćeni brzim pokretima očiju (sa zatvorenim kapcima). Stoga se san koji sanja također naziva i spavanje s brzim pokretima očiju ( vidi također SAN). EEG može dijagnosticirati neke bolesti mozga, posebice epilepsiju ( cm. EPILEPSIJA).

Registrirate li električnu aktivnost mozga tijekom djelovanja određenog podražaja (vidnog, slušnog ili taktilnog), tada možete identificirati tzv. evocirani potencijali su sinkrona pražnjenja određene skupine neurona koja se javljaju kao odgovor na određeni vanjski podražaj. Proučavanje evociranih potencijala omogućilo je razjašnjavanje lokalizacije moždanih funkcija, posebice povezivanje funkcije govora s određenim područjima temporalnog i frontalnog režnja. Ova studija također pomaže u procjeni stanja senzornih sustava kod pacijenata s oštećenom osjetljivošću.

NEUROKEMIJA MOZGA

Najvažniji neurotransmiteri u mozgu su acetilkolin, norepinefrin, serotonin, dopamin, glutamat, gama-aminomaslačna kiselina (GABA), endorfini i enkefalini. Osim ovih dobro poznatih supstanci, vjerojatno postoji velik broj drugih koje funkcioniraju u mozgu, a koje još nisu istražene. Neki neurotransmiteri djeluju samo u određenim područjima mozga. Dakle, endorfini i enkefalini nalaze se samo u putevima koji provode impulse boli. Drugi medijatori, kao što su glutamat ili GABA, šire su rasprostranjeni.

Djelovanje neurotransmitera.

Kao što je već navedeno, neurotransmiteri, djelujući na postsinaptičku membranu, mijenjaju njenu vodljivost za ione. Često se to događa aktivacijom drugog "posredničkog" sustava u postsinaptičkom neuronu, kao što je ciklički adenozin monofosfat (cAMP). Djelovanje neurotransmitera može se modificirati pod utjecajem druge klase neurokemijskih tvari - peptidnih neuromodulatora. Otpušteni iz presinaptičke membrane istovremeno s medijatorom, oni imaju sposobnost pojačati ili na drugi način promijeniti učinak medijatora na postsinaptičku membranu.

Od velike je važnosti nedavno otkriven sustav endorfin-enkefalin. Enkefalini i endorfini su mali peptidi koji inhibiraju provođenje impulsa boli vezanjem na receptore u središnjem živčanom sustavu, uključujući i više zone korteksa. Ova obitelj neurotransmitera potiskuje subjektivnu percepciju boli.

Psihoaktivne droge

Tvari koje se mogu specifično vezati na specifične receptore u mozgu i uzrokovati promjene u ponašanju. Identificirano je nekoliko mehanizama njihova djelovanja. Neki utječu na sintezu neurotransmitera, drugi - na njihovu akumulaciju i oslobađanje iz sinaptičkih vezikula (na primjer, amfetamin uzrokuje brzo oslobađanje norepinefrina). Treći mehanizam je vezanje na receptore i oponašanje djelovanja prirodnog neurotransmitera, npr. učinak LSD-a (dietilamid lizergične kiseline) objašnjava se njegovom sposobnošću vezanja na serotoninske receptore. Četvrti tip djelovanja lijekova je blokada receptora, tj. antagonizam s neurotransmiterima. Često korišteni antipsihotici poput fenotiazina (npr. klorpromazin ili klorpromazin) blokiraju dopaminske receptore i time smanjuju učinak dopamina na postsinaptičke neurone. Konačno, posljednji od uobičajenih mehanizama djelovanja je inhibicija inaktivacije neurotransmitera (mnogi pesticidi sprječavaju inaktivaciju acetilkolina).

Odavno je poznato da morfij (pročišćeni proizvod opijumskog maka) ima ne samo izraženo analgetsko (analgetsko) djelovanje, već i sposobnost izazivanja euforije. Zbog toga se koristi kao lijek. Djelovanje morfija povezano je s njegovom sposobnošću da se veže na receptore ljudskog endorfinsko-enkefalinskog sustava ( vidi također DROGA). Ovo je samo jedan od mnogih primjera da kemijska tvar drugačijeg biološkog podrijetla (u ovom slučaju biljnog) može utjecati na mozak životinja i ljudi interakcijom s određenim neurotransmiterskim sustavima. Drugi dobro poznati primjer je kurare, koji se dobiva iz tropske biljke i sposoban je blokirati receptore acetilkolina. Južnoamerički Indijanci mazali su vrhove strijela kurareom, koristeći njegov paralizirajući učinak povezan s blokadom neuromuskularnog prijenosa.

STUDIJE MOZGA

Istraživanje mozga teško je iz dva glavna razloga. Prvo, mozgu, koji je sigurno zaštićen lubanjom, ne može se izravno pristupiti. Drugo, moždani neuroni se ne obnavljaju, pa svaki zahvat može dovesti do trajnog oštećenja.

Unatoč tim poteškoćama, istraživanje mozga i neki oblici njegova liječenja (prvenstveno neurokirurške intervencije) poznati su od davnina. Arheološki nalazi pokazuju da je već u davna vremena čovjek radio trepanaciju lubanje kako bi došao do mozga. Posebno intenzivno istraživanje mozga provodilo se u ratnim razdobljima, kada su se mogle uočiti razne kraniocerebralne ozljede.

Oštećenje mozga kao posljedica rane na fronti ili ozljede zadobivene u miru svojevrsni je analog eksperimenta u kojem se uništavaju pojedini dijelovi mozga. Jer je jedini mogući oblik"eksperimenta" na ljudskom mozgu, druga važna istraživačka metoda bili su pokusi na laboratorijskim životinjama. Promatrajući bihevioralne ili fiziološke posljedice oštećenja određene strukture mozga, može se prosuditi njezina funkcija.

Električna aktivnost mozga u pokusnih životinja bilježi se pomoću elektroda postavljenih na površinu glave ili mozga ili uvedenih u supstancu mozga. Tako je moguće odrediti aktivnost malih skupina neurona ili pojedinačnih neurona, kao i detektirati promjene u protoku iona kroz membranu. Uz pomoć stereotaksičkog uređaja, koji vam omogućuje umetanje elektrode u određenu točku mozga, ispituju se njegovi nedostupni duboki dijelovi.

Drugi pristup je uklanjanje malih područja živog moždanog tkiva, nakon čega se ono održava u obliku kriške u hranjivom mediju ili se stanice odvajaju i proučavaju u staničnoj kulturi. U prvom slučaju, moguće je proučavati interakciju neurona, u drugom slučaju, vitalnu aktivnost pojedinih stanica.

Pri proučavanju električne aktivnosti pojedinih neurona ili njihovih skupina u različitim područjima mozga obično se prvo bilježi početna aktivnost, a zatim se utvrđuje učinak jednog ili drugog učinka na rad stanice. Prema drugoj metodi, električni impuls se primjenjuje kroz implantiranu elektrodu kako bi se umjetno aktivirali obližnji neuroni. Na taj način moguće je proučavati utjecaj pojedinih područja mozga na njegova druga područja. Ova metoda električne stimulacije pokazala se korisnom u proučavanju sustava za aktiviranje debla koji prolaze kroz srednji mozak; također se koristi kada se pokušava razumjeti kako se odvijaju procesi učenja i pamćenja na sinaptičkoj razini.

Već prije stotinu godina postalo je jasno da su funkcije lijeve i desne hemisfere različite. Francuski kirurg P. Broca, promatrajući pacijente s cerebrovaskularnim inzultom (moždani udar), otkrio je da samo pacijenti s oštećenjem lijeve hemisfere pate od poremećaja govora. U budućnosti su istraživanja specijalizacije hemisfera nastavljena drugim metodama, poput snimanja EEG-a i evociranih potencijala.

Posljednjih godina korištene su složene tehnologije za dobivanje slike (vizualizacije) mozga. Tako, CT skeniranje(CT) napravio je revoluciju u kliničkoj neurologiji pružajući in vivo detaljnu (slojevitu) sliku moždanih struktura. Druga tehnika snimanja, pozitronska emisijska tomografija (PET), daje sliku metaboličke aktivnosti mozga. U ovom slučaju, osobi se ubrizgava kratkotrajni radioizotop, koji se nakuplja u različitim dijelovima mozga, a što je više, to je veća njihova metabolička aktivnost. PET-om je također pokazano da su govorne funkcije kod većine ispitanika povezane s lijevom hemisferom. Budući da mozak radi pomoću ogromnog broja paralelnih struktura, PET daje informacije o funkciji mozga koje se ne mogu dobiti s jednom elektrodom.

U pravilu se istraživanja mozga provode kombinacijom metoda. Primjerice, američki neurobiolog R. Sperry i njegovi suradnici nekim su bolesnicima s epilepsijom kao terapijski postupak prerezali corpus callosum (skup aksona koji povezuje obje hemisfere). Nakon toga je proučavana specijalizacija hemisfera kod ovih pacijenata s podijeljenim mozgom. Utvrđeno je da je pretežno dominantna (obično lijeva) hemisfera odgovorna za govor i druge logičke i analitičke funkcije, dok nedominantna hemisfera analizira prostorne i vremenske parametre vanjske okoline. Dakle, aktivira se kada slušamo glazbu. Mozaični obrazac moždane aktivnosti ukazuje da postoje brojna specijalizirana područja unutar korteksa i subkortikalnih struktura; istodobna aktivnost ovih područja potvrđuje koncept mozga kao računalnog uređaja s paralelnom obradom podataka.

KOMPARATIVNA ANATOMIJA

Na razne vrste Struktura mozga kralježnjaka nevjerojatno je slična. Kada se uspoređuju na razini neurona, postoje jasne sličnosti u karakteristikama kao što su korišteni neurotransmiteri, fluktuacije u koncentracijama iona, tipovi stanica i fiziološke funkcije. Temeljne razlike otkrivaju se tek u usporedbi s beskralješnjacima. Neuroni beskralješnjaka mnogo su veći; često su međusobno povezani ne kemijskim, već električnim sinapsama, koje su rijetke u ljudskom mozgu. U živčanom sustavu beskralješnjaka otkriveni su neki neurotransmiteri koji nisu karakteristični za kralješnjake.

Mozak- dio središnjeg živčanog sustava koji se sastoji od organa smještenih unutar lubanje i okruženih zaštitnim membranama, između kojih se nalazi tekućina namijenjena amortizaciji udara u slučaju ozljeda; cerebrospinalna tekućina također cirkulira kroz komore mozga. Ljudski mozak teži oko 1300 g. Po svojoj veličini i složenosti ova struktura nema ravne u životinjskom svijetu.

Mozak je najvažniji organ živčanog sustava moždana kora, koji čini vanjsku površinu mozga, u tankom sloju sive tvari, koji se sastoji od stotina milijuna neurona, osjeti postaju svjesni, generiraju se sve voljne aktivnosti i javljaju se viši mentalni procesi kao što su mišljenje, pamćenje i govor.

Mozak ima vrlo složenu strukturu, uključuje milijune neurona, čija su stanična tijela grupirana u nekoliko odjela i čine takozvanu sivu tvar, dok drugi sadrže samo živčane niti prekrivene mijelinskim ovojnicama i čine bijelu tvar. Mozak se sastoji od simetričnih polovica, moždanih hemisfera, odvojenih dugim utorom debljine 3-4 mm, čija vanjska površina odgovara sloju sive tvari; Cerebralni korteks sastoji se od različitih slojeva neuronskih tijela.

• moždana kora, najvoluminozniji i važno tijelo, budući da kontrolira sve svjesne i većinu nesvjesnih aktivnosti tijela, osim toga, to je mjesto gdje se odvijaju mentalni procesi, kao što su pamćenje, razmišljanje itd.;
• moždano deblo sastoji se od ponsa i medule oblongate, u moždanom deblu nalaze se centri koji reguliraju vitalne funkcije, u osnovi se moždano deblo sastoji od jezgri živčanih stanica, pa je sive boje;
• cerebelum sudjeluje u kontroli ravnoteže tijela i koordinira pokrete koje tijelo izvodi.

VANJSKI SLOJ MOZGA
Površina mozga je vrlo kvrgava, jer je korteks sastavljen od mnogo nabora koji čine brojne zavoje. Neki od tih nabora, najdublji, nazivaju se sulci, koji dijele svaku hemisferu na četiri dijela koji se nazivaju režnjevi; nazivi režnjeva odgovaraju nazivima lubanjskih kostiju koje se nalaze iznad njih: frontalni, temporalni, parijetalni, okcipitalni režnjevi. Svaki režanj, zauzvrat, prolazi kroz manje duboke nabore koji tvore duguljaste zakrivljenosti koje se nazivaju vijuge.

UNUTARNJI SLOJEVI MOZGA
Ispod kore mozak postoji bijela tvar koja se sastoji od aksona neurona smještenih na korteksu, koja povezuje različite zone u jednu hemisferu (ujedinjujuće niti), grupira različite dijelove mozga (projekcijske niti), a također povezuje dvije hemisfere jednu s drugom (šavne niti ). Niti koje povezuju obje hemisfere čine debeli pojas bijele tvari koji se naziva corpus callosum.

U dubljem dijelu mozga nalaze se i neuralna tjelešca koja tvore sivu tvar baze; u ovom dijelu mozga su talamus, kaudatna jezgra, lentikularna jezgra, koja se sastoji od ljuske i blijede jezgre, ili hipotalamus, ispod kojeg se nalazi hipofiza. Ove jezgre također su odvojene jedna od druge slojevima bijele tvari, među kojima se razlikuje membrana, nazvana vanjska kapsula, u kojoj se nalaze živčane niti koje povezuju cerebralni korteks s talamusom, moždanim deblom i leđnom moždinom.

Moždanske ovojnice su tri membrane koje se nalaze jedna na drugoj i obavijaju mozak i leđnu moždinu, a koje imaju uglavnom zaštitnu funkciju: dura mater, vanjska, najjača i najdeblja, u izravnom je kontaktu s unutarnjom površinom lubanje. i unutarnje stijenke spinalnog kanala, u kojima je zatvorena leđna moždina; arahnoidna ljuska, srednja, je tanka elastična ljuska, koja u strukturi nalikuje mreži; i pia mater mozga - unutarnja membrana, vrlo tanka i delikatna, uz mozak i leđnu moždinu.

Između različitih moždanih ovojnica, kao i između dura mater i kostiju lubanje, ostaju prostori s različitim imenima i karakteristikama: poluarahnoidni prostor koji razdvaja arahnoidnu i pia mater ispunjen je cerebrospinalnom tekućinom; polučvrsti prostor smješten između dura mater i arahnoidne; a epiduralni prostor, smješten između dura mater i kostiju lubanje, ispunjen krvne žile- venske šupljine, koje se također nalaze u sektoru gdje je dura mater podijeljena, savijajući se oko dva režnja. Unutar venske šupljine nalaze se grane arahnoidne šupljine, zvane granule, koje filtriraju cerebrospinalnu tekućinu.

Unutar mozga postoje različite šupljine ispunjene cerebrospinalnom tekućinom i međusobno povezane tankim kanalima i rupama, što omogućuje cirkuliranje cerebrospinalne tekućine: lateralne klijetke nalaze se unutar moždanih hemisfera; treća klijetka nalazi se gotovo u središtu mozga; četvrta se nalazi između moždanog debla i malog mozga, povezana je s trećom komorom Silvijevim sulkusom, kao i s poluarahnoidnim prostorom koji se spušta niz središnji kanal leđne moždine - ependimom.

Sadržaj članka

organ koji koordinira i regulira sve vitalne funkcije tijela i kontrolira ponašanje. Sve naše misli, osjećaji, osjeti, želje i pokreti povezani su s radom mozga, a ako on ne funkcionira, osoba prelazi u vegetativno stanje: gubi se sposobnost obavljanja bilo kakvih radnji, osjeta ili reakcija na vanjske utjecaje. . Ovaj članak je posvećen ljudskom mozgu, koji je složeniji i visoko organiziraniji od životinjskog mozga. Međutim, postoji značajna sličnost u strukturi ljudskog mozga i mozga drugih sisavaca, kao i kod većine vrsta kralješnjaka.

Mozak je simetrična struktura, kao i većina drugih dijelova tijela. Pri rođenju njegova težina iznosi oko 0,3 kg, dok je kod odrasle jedinke cca. 1,5 kg. Pri vanjskom pregledu mozga pažnju prvenstveno privlače dvije velike hemisfere koje ispod sebe kriju dublje tvorevine. Površina hemisfera prekrivena je brazdama i vijugama koje povećavaju površinu korteksa (vanjski sloj mozga). Straga je smješten mali mozak, čija je površina sitnije razvedena. Ispod hemisfera velikog mozga nalazi se moždano deblo koje prelazi u leđnu moždinu. Iz debla i leđne moždine polaze živci, kojima informacije teku od unutarnjih i vanjskih receptora do mozga, a signali idu do mišića i žlijezda u suprotnom smjeru. 12 pari kranijalnih živaca napušta mozak.

Unutar mozga razlikuje se siva tvar, koja se uglavnom sastoji od tijela živčanih stanica i tvori korteks, i bijela tvar - živčana vlakna koja tvore putove (traktove) koji povezuju različite dijelove mozga, a također tvore živce koji idu izvan CNS-a. i idu u razne organe.

Mozak i leđna moždina zaštićeni su koštanim kućištima - lubanjom i kralježnicom. Između tvari mozga i koštanih stijenki nalaze se tri membrane: vanjska je dura mater, unutarnja je mekana, a između njih je tanka arahnoidna membrana. Prostor između membrana ispunjen je cerebrospinalnom (cerebrospinalnom) tekućinom koja je po sastavu slična krvnoj plazmi, stvara se u intracerebralnim šupljinama (moždanim komorama) i cirkulira u mozgu i leđnoj moždini opskrbljujući ga hranjivim tvarima i drugim čimbenici potrebni za život.

Prokrvljenost mozga prvenstveno osiguravaju karotidne arterije; u bazi mozga, oni su podijeljeni u velike grane koje idu u njegove različite odjele. Iako je težina mozga samo 2,5% težine tijela, on stalno, danju i noću, prima 20% krvi koja cirkulira tijelom i, sukladno tome, kisik. Zalihe energije samog mozga su izuzetno male, tako da je on izuzetno ovisan o opskrbi kisikom. Postoje zaštitni mehanizmi koji mogu podržati cerebralni protok krvi u slučaju krvarenja ili ozljede. Značajka cerebralne cirkulacije također je prisutnost tzv. krvno-moždana barijera. Sastoji se od nekoliko membrana koje ograničavaju propusnost vaskularnih stijenki i ulazak mnogih spojeva iz krvi u tvar mozga; dakle, ova barijera obavlja zaštitne funkcije. Kroz njega, na primjer, mnoge ljekovite tvari ne prodiru.

MOŽDANE STANICE

Stanice CNS-a nazivaju se neuroni; njihova funkcija je obrada informacija. U ljudskom mozgu postoji 5 do 20 milijardi neurona. Mozak također sadrži glija stanice, oko 10 puta više od neurona. Glija ispunjava prostor između neurona, tvoreći potporni okvir živčanog tkiva, a također obavlja metaboličke i druge funkcije.

Neuron je, kao i sve druge stanice, okružen polupropusnom (plazma) membranom. Iz tijela stanice izlaze dvije vrste procesa - dendriti i aksoni. Većina neurona ima mnogo razgranatih dendrita, ali samo jedan akson. Dendriti su obično vrlo kratki, dok duljina aksona varira od nekoliko centimetara do nekoliko metara. Tijelo neurona sadrži jezgru i druge organele, kao iu drugim stanicama tijela ( vidi takođerĆELIJA).

živčanih impulsa.

Prijenos informacija u mozgu, kao i živčanom sustavu u cjelini, provodi se putem živčanih impulsa. Šire se u smjeru od tijela stanice do završnog dijela aksona, koji se može granati, tvoreći mnoge završetke koji kontaktiraju druge neurone kroz uski otvor - sinapsu; prijenos impulsa kroz sinapsu odvija se posredstvom kemijskih tvari – neurotransmitera.

Živčani impuls obično potječe iz dendrita - tankih granastih nastavaka neurona koji su specijalizirani za primanje informacija od drugih neurona i njihovo prenošenje do tijela neurona. Postoje tisuće sinapsi na dendritima i, u manjoj mjeri, na tijelu stanice; putem sinapsi akson koji nosi informaciju iz tijela neurona prenosi je na dendrite drugih neurona.

Završetak aksona, koji čini presinaptički dio sinapse, sadrži male vezikule s neurotransmiterom. Kada impuls dosegne presinaptičku membranu, neurotransmiter iz vezikule se oslobađa u sinaptičku pukotinu. Završetak aksona sadrži samo jednu vrstu neurotransmitera, često u kombinaciji s jednom ili više vrsta neuromodulatora ( Pogledaj ispod neurokemija mozga).

Neurotransmiter koji se oslobađa iz presinaptičke membrane aksona veže se na receptore na dendritima postsinaptičkog neurona. Mozak koristi niz neurotransmitera, od kojih se svaki veže na različite receptore.

S receptorima na dendritima povezani su kanali u polupropusnoj postsinaptičkoj membrani koji kontroliraju kretanje iona kroz membranu. U mirovanju neuron ima električni potencijal od 70 milivolti (potencijal mirovanja), dok je unutarnja strana membrane negativno nabijena u odnosu na vanjsku. Iako postoje različiti posrednici, svi oni imaju ili ekscitatorne ili inhibitorne učinke na postsinaptički neuron. Ekscitacijski učinak ostvaruje se povećanjem protoka određenih iona, uglavnom natrija i kalija, kroz membranu. Zbog toga se smanjuje negativni naboj unutarnje površine - dolazi do depolarizacije. Inhibicijski učinak provodi se uglavnom kroz promjenu protoka kalija i klorida, kao rezultat toga, negativni naboj unutarnje površine postaje veći nego u mirovanju i dolazi do hiperpolarizacije.

Funkcija neurona je integrirati sve utjecaje koji se percipiraju kroz sinapse na njegovo tijelo i dendrite. Budući da ti utjecaji mogu biti ekscitatorni ili inhibitorni i ne podudaraju se u vremenu, neuron mora izračunati ukupni učinak sinaptičke aktivnosti kao funkciju vremena. Ako ekscitatorno djelovanje prevlada nad inhibitornim i depolarizacija membrane prijeđe graničnu vrijednost, dolazi do aktivacije određenog dijela membrane neurona - u području baze njegovog aksona (aksonski tuberkul). Ovdje, kao rezultat otvaranja kanala za ione natrija i kalija, nastaje akcijski potencijal (živčani impuls).

Taj se potencijal širi dalje duž aksona do njegova kraja brzinom od 0,1 m/s do 100 m/s (što je akson deblji, to je veća brzina provođenja). Kada akcijski potencijal dosegne kraj aksona, aktivira se druga vrsta ionskih kanala koji ovise o razlici potencijala, kalcijski kanali. Preko njih kalcij ulazi u unutrašnjost aksona, što dovodi do mobilizacije vezikula s neurotransmiterom, koje se približavaju presinaptičkoj membrani, spajaju se s njom i otpuštaju neurotransmiter u sinapsu.

Mijelin i glija stanice.

Mnogi aksoni prekriveni su mijelinskom ovojnicom, koja je formirana od opetovano namotane membrane glija stanica. Mijelin je sastavljen prvenstveno od lipida, što daje karakterističan izgled bijele tvari mozga i leđne moždine. Zahvaljujući mijelinskoj ovojnici povećava se brzina provođenja akcijskog potencijala duž aksona, budući da se ioni mogu kretati kroz membranu aksona samo na mjestima koja nisu prekrivena mijelinom - tzv. presretanja Ranviera. Između presretanja, impulsi se provode duž mijelinske ovojnice kao duž električnog kabela. Budući da je potrebno neko vrijeme da se kanal otvori i ioni prođu kroz njega, uklanjanje stalnog otvaranja kanala i ograničavanje njihovog opsega na male površine membrane koje nisu prekrivene mijelinom ubrzava provođenje impulsa duž aksona. za oko 10 puta.

Samo dio glija stanica sudjeluje u stvaranju mijelinske ovojnice živaca (Schwannove stanice) ili živčanih puteva (oligodendrociti). Mnogo brojnije glija stanice (astrociti, mikrogliociti) obavljaju druge funkcije: čine potporni okvir živčanog tkiva, osiguravaju njegove metaboličke potrebe i oporavak od ozljeda i infekcija.

KAKO RADI MOZAK

Razmotrimo jednostavan primjer. Što se događa kada uzmemo olovku koja leži na stolu? Svjetlo odbijeno od olovke leća fokusira u oku i usmjerava na mrežnicu, gdje se pojavljuje slika olovke; percipiraju ga odgovarajuće stanice, od kojih signal ide do glavnih osjetljivih prijenosnih jezgri mozga, smještenih u talamusu (talamusu), uglavnom u onom njegovom dijelu, koji se naziva lateralno genikulatno tijelo. Tu se aktiviraju brojni neuroni koji reagiraju na raspodjelu svjetla i tame. Aksoni neurona lateralnog genikulatnog tijela idu do primarnog vidnog korteksa, smještenog u okcipitalnom režnju moždanih hemisfera. Impulsi koji dolaze iz talamusa u ovaj dio korteksa pretvaraju se u njemu u složeni niz pražnjenja kortikalnih neurona, od kojih neki reagiraju na granicu između olovke i stola, drugi na kutove na slici olovka, i tako dalje. Iz primarnog vidnog korteksa informacije duž aksona ulaze u asocijativni vidni korteks, gdje dolazi do prepoznavanja uzoraka, u ovom slučaju olovke. Prepoznavanje u ovom dijelu korteksa temelji se na prethodno prikupljenom znanju o vanjskim obrisima predmeta.

Planiranje pokreta (tj. uzimanje olovke) vjerojatno se događa u frontalnom korteksu moždanih hemisfera. U istom području korteksa nalaze se motorni neuroni koji daju naredbe mišićima šake i prstiju. Pristup ruke olovci kontrolira vizualni sustav i interoreceptori koji percipiraju položaj mišića i zglobova, informacije iz kojih ulaze u središnji živčani sustav. Kada uzmemo olovku u ruku, receptori za pritisak u vrhovima prstiju govore nam koliko dobro prsti drže olovku i koliko je teško držati je. Ako želimo olovkom napisati svoje ime, trebat će aktivirati druge informacije pohranjene u mozgu koje omogućuju ovaj složeniji pokret, a vizualna kontrola pomoći će poboljšati njihovu točnost.

Gornji primjer pokazuje da izvedba prilično jednostavne radnje uključuje golema područja mozga, koja se protežu od korteksa do subkortikalnih regija. U složenijim ponašanjima koja uključuju govor ili razmišljanje, aktiviraju se drugi neuronski krugovi, pokrivajući još veća područja mozga.

GLAVNI DIJELOVI MOZGA

Mozak se može grubo podijeliti u tri glavna dijela: prednji mozak, moždano deblo i mali mozak. U prednjem mozgu su izolirane hemisfere velikog mozga, talamus, hipotalamus i hipofiza (jedna od najvažnijih neuroendokrinih žlijezda). Moždano deblo sastoji se od produžene moždine, mosta (pons varolii) i srednjeg mozga.

Velike hemisfere

- najveći dio mozga, koji kod odraslih čini oko 70% njegove težine. Normalno, hemisfere su simetrične. Oni su međusobno povezani masivnim snopom aksona (corpus callosum), koji osigurava razmjenu informacija.

Svaka se hemisfera sastoji od četiri režnja: frontalnog, parijetalnog, temporalnog i okcipitalnog. Korteks frontalnih režnjeva sadrži centre koji reguliraju motoričku aktivnost, a vjerojatno i centre za planiranje i predviđanje. U korteksu parijetalnih režnjeva, koji se nalazi iza frontalnih, nalaze se zone tjelesnih osjeta, uključujući dodir i zglobno-mišićni osjećaj. Lateralno na parijetalni režanj nadovezuje se na temporalni režanj, u kojem se nalazi primarni slušni korteks, kao i centri za govor i druge više funkcije. Stražnje dijelove mozga zauzima okcipitalni režanj, koji se nalazi iznad malog mozga; njegov korteks sadrži zone vidnih osjeta.

Područja korteksa koja nisu izravno povezana s regulacijom pokreta ili analizom senzornih informacija nazivaju se asocijacijska kora. U tim specijaliziranim zonama formiraju se asocijativne veze između različitih područja i odjela mozga i integriraju se informacije koje dolaze iz njih. Asocijativni korteks osigurava složene funkcije kao što su učenje, pamćenje, govor i razmišljanje.

subkortikalne strukture.

Ispod korteksa nalazi se niz važnih moždanih struktura ili jezgri koje su skup neurona. To uključuje talamus, bazalne ganglije i hipotalamus. Talamus je glavna osjetna prijenosna jezgra; prima informacije od osjetilnih organa i zauzvrat ih prosljeđuje odgovarajućim dijelovima osjetilne kore. Također sadrži nespecifične zone koje su povezane s gotovo cijelim korteksom i, vjerojatno, osiguravaju procese njegove aktivacije i održavanja budnosti i pažnje. Bazalni gangliji su skup jezgri (tzv. putamen, globus pallidus i caudatus nucleus) koji su uključeni u regulaciju koordiniranih pokreta (pokreću ih i zaustavljaju).

Hipotalamus je malo područje u dnu mozga koje se nalazi ispod talamusa. Bogato opskrbljen krvlju, hipotalamus je važno središte koje kontrolira homeostatske funkcije tijela. Proizvodi tvari koje reguliraju sintezu i oslobađanje hormona hipofize. Hipotalamus sadrži mnoge jezgre koje obavljaju specifične funkcije, poput regulacije metabolizma vode, raspodjele pohranjene masti, tjelesne temperature, seksualnog ponašanja, spavanja i budnosti.

moždano deblo

koji se nalazi u bazi lubanje. Povezuje leđnu moždinu s prednjim mozgom, a sastoji se od produžene moždine, ponsa, srednjeg mozga i diencefalona.

Kroz srednji i diencefalon, kao i kroz cijelo trupo, prolaze motorički putovi koji vode do leđne moždine, kao i neki osjetni putovi od leđne moždine do gornjih dijelova mozga. Ispod srednjeg mozga nalazi se most povezan živčanim vlaknima s malim mozgom. Najniži dio trupa - produžena moždina - izravno prelazi u leđnu moždinu. U produljenoj moždini nalaze se centri koji reguliraju rad srca i disanje ovisno o vanjskim okolnostima, te kontroliraju krvni tlak, peristaltiku želuca i crijeva.

Na razini debla križaju se putovi koji povezuju svaku od moždanih hemisfera s malim mozgom. Stoga svaka od hemisfera upravlja suprotnom stranom tijela i povezana je sa suprotnom hemisferom malog mozga.

Cerebelum

smješten ispod okcipitalnih režnjeva moždanih hemisfera. Preko provodnih staza mosta povezan je s gornjim dijelovima mozga. Mali mozak regulira suptilne automatske pokrete, usklađujući aktivnost različitih mišićnih skupina pri izvođenju stereotipnih ponašanja; također stalno kontrolira položaj glave, trupa i udova, t.j. uključeni u održavanje ravnoteže. Prema novijim podacima, mali mozak igra vrlo značajnu ulogu u formiranju motoričkih vještina, pridonoseći pamćenju slijeda pokreta.

drugim sustavima.

Limbički sustav je široka mreža međusobno povezanih regija mozga koje reguliraju emocionalna stanja, kao i omogućuju učenje i pamćenje. Jezgre koje čine limbički sustav uključuju amigdalu i hipokampus (koji su dio temporalnog režnja), te hipotalamus i jezgre tzv. prozirni septum (nalazi se u subkortikalnim regijama mozga).

Retikularna formacija je mreža neurona koja se proteže kroz cijelo moždano deblo do talamusa i dalje je povezana s velikim područjima korteksa. Uključen je u regulaciju spavanja i budnosti, održava aktivno stanje korteksa i pomaže usredotočiti pozornost na određene objekte.

ELEKTRIČNA AKTIVNOST MOZGA

Uz pomoć elektroda postavljenih na površinu glave ili uvedenih u supstancu mozga, moguće je zabilježiti električnu aktivnost mozga zbog pražnjenja njegovih stanica. Bilježenje električne aktivnosti mozga pomoću elektroda na površini glave naziva se elektroencefalogram (EEG). Ne dopušta snimanje pražnjenja pojedinog neurona. Tek kao rezultat sinkronizirane aktivnosti tisuća ili milijuna neurona pojavljuju se zamjetne oscilacije (valovi) na snimljenoj krivulji.

Uz stalnu registraciju na EEG-u, otkrivaju se cikličke promjene koje odražavaju ukupnu razinu aktivnosti pojedinca. U stanju aktivne budnosti EEG bilježi neritmične beta valove niske amplitude. U stanju opuštene budnosti sa zatvorenim očima prevladavaju alfa valovi frekvencije 7-12 ciklusa u sekundi. Na početak sna ukazuje pojava sporih valova velike amplitude (delta valovi). U razdobljima sanjanja beta valovi se ponovno pojavljuju na EEG-u, a EEG može dati lažni dojam da je osoba budna (otuda i izraz REM spavanje). Snovi su često popraćeni brzim pokretima očiju (sa zatvorenim kapcima). Stoga se san koji sanja također naziva i spavanje s brzim pokretima očiju ( vidi također SAN). EEG može dijagnosticirati neke bolesti mozga, posebice epilepsiju ( cm. EPILEPSIJA).

Registrirate li električnu aktivnost mozga tijekom djelovanja određenog podražaja (vidnog, slušnog ili taktilnog), tada možete identificirati tzv. evocirani potencijali su sinkrona pražnjenja određene skupine neurona koja se javljaju kao odgovor na određeni vanjski podražaj. Proučavanje evociranih potencijala omogućilo je razjašnjavanje lokalizacije moždanih funkcija, posebice povezivanje funkcije govora s određenim područjima temporalnog i frontalnog režnja. Ova studija također pomaže u procjeni stanja senzornih sustava kod pacijenata s oštećenom osjetljivošću.

NEUROKEMIJA MOZGA

Najvažniji neurotransmiteri u mozgu su acetilkolin, norepinefrin, serotonin, dopamin, glutamat, gama-aminomaslačna kiselina (GABA), endorfini i enkefalini. Osim ovih dobro poznatih supstanci, vjerojatno postoji velik broj drugih koje funkcioniraju u mozgu, a koje još nisu istražene. Neki neurotransmiteri djeluju samo u određenim područjima mozga. Dakle, endorfini i enkefalini nalaze se samo u putevima koji provode impulse boli. Drugi medijatori, kao što su glutamat ili GABA, šire su rasprostranjeni.

Djelovanje neurotransmitera.

Kao što je već navedeno, neurotransmiteri, djelujući na postsinaptičku membranu, mijenjaju njenu vodljivost za ione. Često se to događa aktivacijom drugog "posredničkog" sustava u postsinaptičkom neuronu, kao što je ciklički adenozin monofosfat (cAMP). Djelovanje neurotransmitera može se modificirati pod utjecajem druge klase neurokemijskih tvari - peptidnih neuromodulatora. Otpušteni iz presinaptičke membrane istovremeno s medijatorom, oni imaju sposobnost pojačati ili na drugi način promijeniti učinak medijatora na postsinaptičku membranu.

Od velike je važnosti nedavno otkriven sustav endorfin-enkefalin. Enkefalini i endorfini su mali peptidi koji inhibiraju provođenje impulsa boli vezanjem na receptore u središnjem živčanom sustavu, uključujući i više zone korteksa. Ova obitelj neurotransmitera potiskuje subjektivnu percepciju boli.

Psihoaktivne droge

Tvari koje se mogu specifično vezati na specifične receptore u mozgu i uzrokovati promjene u ponašanju. Identificirano je nekoliko mehanizama njihova djelovanja. Neki utječu na sintezu neurotransmitera, drugi - na njihovu akumulaciju i oslobađanje iz sinaptičkih vezikula (na primjer, amfetamin uzrokuje brzo oslobađanje norepinefrina). Treći mehanizam je vezanje na receptore i oponašanje djelovanja prirodnog neurotransmitera, npr. učinak LSD-a (dietilamid lizergične kiseline) objašnjava se njegovom sposobnošću vezanja na serotoninske receptore. Četvrti tip djelovanja lijekova je blokada receptora, tj. antagonizam s neurotransmiterima. Često korišteni antipsihotici poput fenotiazina (npr. klorpromazin ili klorpromazin) blokiraju dopaminske receptore i time smanjuju učinak dopamina na postsinaptičke neurone. Konačno, posljednji od uobičajenih mehanizama djelovanja je inhibicija inaktivacije neurotransmitera (mnogi pesticidi sprječavaju inaktivaciju acetilkolina).

Odavno je poznato da morfij (pročišćeni proizvod opijumskog maka) ima ne samo izraženo analgetsko (analgetsko) djelovanje, već i sposobnost izazivanja euforije. Zbog toga se koristi kao lijek. Djelovanje morfija povezano je s njegovom sposobnošću da se veže na receptore ljudskog endorfinsko-enkefalinskog sustava ( vidi također DROGA). Ovo je samo jedan od mnogih primjera da kemijska tvar drugačijeg biološkog podrijetla (u ovom slučaju biljnog) može utjecati na mozak životinja i ljudi interakcijom s određenim neurotransmiterskim sustavima. Drugi dobro poznati primjer je kurare, koji se dobiva iz tropske biljke i sposoban je blokirati receptore acetilkolina. Južnoamerički Indijanci mazali su vrhove strijela kurareom, koristeći njegov paralizirajući učinak povezan s blokadom neuromuskularnog prijenosa.

STUDIJE MOZGA

Istraživanje mozga teško je iz dva glavna razloga. Prvo, mozgu, koji je sigurno zaštićen lubanjom, ne može se izravno pristupiti. Drugo, moždani neuroni se ne obnavljaju, pa svaki zahvat može dovesti do trajnog oštećenja.

Unatoč tim poteškoćama, istraživanje mozga i neki oblici njegova liječenja (prvenstveno neurokirurške intervencije) poznati su od davnina. Arheološki nalazi pokazuju da je već u davna vremena čovjek radio trepanaciju lubanje kako bi došao do mozga. Posebno intenzivno istraživanje mozga provodilo se u ratnim razdobljima, kada su se mogle uočiti razne kraniocerebralne ozljede.

Oštećenje mozga kao posljedica rane na fronti ili ozljede zadobivene u miru svojevrsni je analog eksperimenta u kojem se uništavaju pojedini dijelovi mozga. Budući da je to jedini mogući oblik "pokusa" na ljudskom mozgu, pokusi na laboratorijskim životinjama postali su još jedna važna metoda istraživanja. Promatrajući bihevioralne ili fiziološke posljedice oštećenja određene strukture mozga, može se prosuditi njezina funkcija.

Električna aktivnost mozga u pokusnih životinja bilježi se pomoću elektroda postavljenih na površinu glave ili mozga ili uvedenih u supstancu mozga. Tako je moguće odrediti aktivnost malih skupina neurona ili pojedinačnih neurona, kao i detektirati promjene u protoku iona kroz membranu. Uz pomoć stereotaksičkog uređaja, koji vam omogućuje umetanje elektrode u određenu točku mozga, ispituju se njegovi nedostupni duboki dijelovi.

Drugi pristup je uklanjanje malih područja živog moždanog tkiva, nakon čega se ono održava u obliku kriške u hranjivom mediju ili se stanice odvajaju i proučavaju u staničnoj kulturi. U prvom slučaju, moguće je proučavati interakciju neurona, u drugom slučaju, vitalnu aktivnost pojedinih stanica.

Pri proučavanju električne aktivnosti pojedinih neurona ili njihovih skupina u različitim područjima mozga obično se prvo bilježi početna aktivnost, a zatim se utvrđuje učinak jednog ili drugog učinka na rad stanice. Prema drugoj metodi, električni impuls se primjenjuje kroz implantiranu elektrodu kako bi se umjetno aktivirali obližnji neuroni. Na taj način moguće je proučavati utjecaj pojedinih područja mozga na njegova druga područja. Ova metoda električne stimulacije pokazala se korisnom u proučavanju sustava za aktiviranje debla koji prolaze kroz srednji mozak; također se koristi kada se pokušava razumjeti kako se odvijaju procesi učenja i pamćenja na sinaptičkoj razini.

Već prije stotinu godina postalo je jasno da su funkcije lijeve i desne hemisfere različite. Francuski kirurg P. Broca, promatrajući pacijente s cerebrovaskularnim inzultom (moždani udar), otkrio je da samo pacijenti s oštećenjem lijeve hemisfere pate od poremećaja govora. U budućnosti su istraživanja specijalizacije hemisfera nastavljena drugim metodama, poput snimanja EEG-a i evociranih potencijala.

Posljednjih godina korištene su složene tehnologije za dobivanje slike (vizualizacije) mozga. Na primjer, kompjutorizirana tomografija (CT) je revolucionirala kliničku neurologiju, omogućivši dobivanje intravitalnih detaljnih (slojevitih) slika moždanih struktura. Druga tehnika snimanja, pozitronska emisijska tomografija (PET), daje sliku metaboličke aktivnosti mozga. U ovom slučaju, osobi se ubrizgava kratkotrajni radioizotop, koji se nakuplja u različitim dijelovima mozga, a što je više, to je veća njihova metabolička aktivnost. PET-om je također pokazano da su govorne funkcije kod većine ispitanika povezane s lijevom hemisferom. Budući da mozak radi pomoću ogromnog broja paralelnih struktura, PET daje informacije o funkciji mozga koje se ne mogu dobiti s jednom elektrodom.

U pravilu se istraživanja mozga provode kombinacijom metoda. Primjerice, američki neurobiolog R. Sperry i njegovi suradnici nekim su bolesnicima s epilepsijom kao terapijski postupak prerezali corpus callosum (skup aksona koji povezuje obje hemisfere). Nakon toga je proučavana specijalizacija hemisfera kod ovih pacijenata s podijeljenim mozgom. Utvrđeno je da je pretežno dominantna (obično lijeva) hemisfera odgovorna za govor i druge logičke i analitičke funkcije, dok nedominantna hemisfera analizira prostorne i vremenske parametre vanjske okoline. Dakle, aktivira se kada slušamo glazbu. Mozaični obrazac moždane aktivnosti ukazuje da postoje brojna specijalizirana područja unutar korteksa i subkortikalnih struktura; istodobna aktivnost ovih područja potvrđuje koncept mozga kao računalnog uređaja s paralelnom obradom podataka.

KOMPARATIVNA ANATOMIJA

U različitih vrsta kralješnjaka, struktura mozga je nevjerojatno slična. Kada se uspoređuju na razini neurona, postoje jasne sličnosti u karakteristikama kao što su korišteni neurotransmiteri, fluktuacije u koncentracijama iona, tipovi stanica i fiziološke funkcije. Temeljne razlike otkrivaju se tek u usporedbi s beskralješnjacima. Neuroni beskralješnjaka mnogo su veći; često su međusobno povezani ne kemijskim, već električnim sinapsama, koje su rijetke u ljudskom mozgu. U živčanom sustavu beskralješnjaka otkriveni su neki neurotransmiteri koji nisu karakteristični za kralješnjake.