Smadzeņu struktūra un funkcijas. Kas ir smadzenes: to uzbūve un funkcijas No kādām vielām sastāv smadzenes?
Raksta saturs
orgāns, kas koordinē un regulē visas ķermeņa dzīvībai svarīgās funkcijas un kontrolē uzvedību. Visas mūsu domas, jūtas, sajūtas, vēlmes un kustības ir saistītas ar smadzeņu darbu, un, ja tās nedarbojas, cilvēks nonāk veģetatīvā stāvoklī: zūd spēja veikt jebkādas darbības, sajūtas vai reakcijas uz ārējām ietekmēm. . Šis raksts ir veltīts cilvēka smadzenēm, kas ir sarežģītākas un sakārtotākas nekā dzīvnieku smadzenes. Tomēr cilvēku un citu zīdītāju, kā arī vairuma mugurkaulnieku smadzeņu struktūrā ir būtiskas līdzības.
Smadzenes ir simetriska struktūra, tāpat kā lielākā daļa citu ķermeņa daļu. Piedzimstot tā svars ir aptuveni 0,3 kg, bet pieaugušam cilvēkam tas ir apm. 1,5 kg. Ārēji izmeklējot smadzenes, pirmām kārtām uzmanība tiek pievērsta abām smadzeņu puslodēm, kas slēpj dziļākus veidojumus. Pusložu virsma ir pārklāta ar rievām un izliekumiem, palielinot garozas (smadzeņu ārējā slāņa) virsmu. Aizmugurē ir smadzenītes, kuru virsma ir smalkāk iedobta. Zem smadzeņu puslodēm atrodas smadzeņu stumbrs, kas nonāk muguras smadzenēs. No stumbra un muguras smadzenēm stiepjas nervi, pa kuriem informācija no iekšējiem un ārējiem receptoriem plūst uz smadzenēm, bet pretējā virzienā signāli nonāk muskuļiem un dziedzeriem. No smadzenēm rodas 12 galvaskausa nervu pāri.
Smadzenēs atrodas pelēkā viela, kas sastāv galvenokārt no nervu šūnu ķermeņiem un veido garozu, un baltā viela - nervu šķiedras, kas veido ceļus (traktus), kas savieno dažādas smadzeņu daļas, kā arī veido nervus, kas sniedzas ārpus centrālās nervu sistēmas. un doties uz dažādiem orgāniem.
Smadzenes un muguras smadzenes ir aizsargātas ar kaulu korpusiem - galvaskausu un mugurkaulu. Starp smadzeņu vielu un kaulu sienām ir trīs membrānas: ārējā ir cietā membrāna, iekšējā ir mīkstā, un starp tām ir plānā arahnoidālā membrāna. Telpu starp membrānām piepilda cerebrospinālais šķidrums, kas pēc sastāva līdzīgs asins plazmai, veidojas intracerebrālajos dobumos (smadzeņu kambaros) un cirkulē smadzenēs un muguras smadzenēs, apgādājot tās ar barības vielām un citiem faktoriem, kas nepieciešami. dzīvi.
Asins piegādi smadzenēm nodrošina galvenokārt miega artērijas; smadzeņu pamatnē tie ir sadalīti lielos zaros, kas dodas uz dažādām tās daļām. Lai gan smadzenes sver tikai 2,5% no ķermeņa svara, tās nepārtraukti dienā un naktī saņem 20% organismā cirkulējošo asiņu un attiecīgi skābekli. Pašu smadzeņu enerģijas rezerves ir ārkārtīgi mazas, tāpēc tās ir ārkārtīgi atkarīgas no skābekļa piegādes. Ir aizsargmehānismi, kas var uzturēt smadzeņu asinsriti asiņošanas vai traumas gadījumā. Smadzeņu asinsrites iezīme ir arī tā saukto klātbūtne. asins-smadzeņu barjera. Tas sastāv no vairākām membrānām, kas ierobežo asinsvadu sieniņu caurlaidību un daudzu savienojumu plūsmu no asinīm smadzeņu vielā; tādējādi šī barjera pilda aizsargfunkcijas. Piemēram, daudzas ārstnieciskas vielas caur to neiekļūst.
SMADZEŅU ŠŪNAS
Centrālās nervu sistēmas šūnas sauc par neironiem; to funkcija ir informācijas apstrāde. Cilvēka smadzenēs ir no 5 līdz 20 miljardiem neironu. Smadzenēs ir arī glia šūnas; to ir apmēram 10 reizes vairāk nekā neironu. Glia aizpilda telpu starp neironiem, veidojot nervu audu atbalsta karkasu, kā arī veic vielmaiņas un citas funkcijas.
Neironu, tāpat kā visas pārējās šūnas, ieskauj puscaurlaidīga (plazmas) membrāna. No šūnas ķermeņa stiepjas divu veidu procesi - dendrīti un aksoni. Lielākajai daļai neironu ir daudz sazarotu dendrītu, bet tikai viens aksons. Dendrīti parasti ir ļoti īsi, savukārt aksona garums svārstās no dažiem centimetriem līdz vairākiem metriem. Neironu ķermenī ir kodols un citas organellas, tāpat kā citās ķermeņa šūnās ( Skatīt arīŠŪNA).
Nervu impulsi.
Informācijas pārraide smadzenēs, kā arī nervu sistēmā kopumā, tiek veikta ar nervu impulsu palīdzību. Tie izplatās virzienā no šūnas ķermeņa uz aksona gala sekciju, kas var sazaroties, veidojot daudzas galotnes, kas caur šauru spraugu – sinapsē – saskaras ar citiem neironiem; impulsu pārnešana caur sinapsēm notiek ar ķīmisko vielu – neirotransmiteru starpniecību.
Nervu impulss parasti rodas dendritos - neirona plānos zarošanās procesos, kas specializējas informācijas saņemšanā no citiem neironiem un tās nodošanu neirona ķermenim. Uz dendritiem un mazākā mērā uz šūnas ķermeņa ir tūkstošiem sinapses; Tieši caur sinapsēm aksons, nesot informāciju no neirona ķermeņa, pārraida to uz citu neironu dendritiem.
Aksona terminālī, kas veido sinapses presinaptisko daļu, ir mazi pūslīši, kas satur neirotransmiteru. Kad impulss sasniedz presinaptisko membrānu, neirotransmiters no pūslīša tiek atbrīvots sinaptiskajā spraugā. Aksona terminālis satur tikai viena veida neirotransmitera veidu, bieži vien kombinācijā ar vienu vai vairākiem neiromodulatoru veidiem ( Skatīt zemāk Smadzeņu neiroķīmija).
No aksona presinaptiskās membrānas atbrīvotais neirotransmiters saistās ar postsinaptiskā neirona dendritu receptoriem. Smadzenes izmanto dažādus neirotransmiterus, no kuriem katrs saistās ar savu specifisko receptoru.
Ar dendritu receptoriem savienoti kanāli puscaurlaidīgajā postsinaptiskajā membrānā, kas kontrolē jonu kustību pa membrānu. Miera stāvoklī neirona elektriskais potenciāls ir 70 milivolti (miera potenciāls), un membrānas iekšējā puse ir negatīvi lādēta attiecībā pret ārējo. Lai gan ir dažādi raidītāji, tiem visiem ir ierosinoša vai inhibējoša iedarbība uz postsinaptisko neironu. Aizraujošā ietekme tiek realizēta, palielinot noteiktu jonu, galvenokārt nātrija un kālija, plūsmu caur membrānu. Tā rezultātā samazinās iekšējās virsmas negatīvais lādiņš - notiek depolarizācija. Inhibējošo efektu galvenokārt veic, mainot kālija un hlorīdu plūsmu, kā rezultātā iekšējās virsmas negatīvais lādiņš kļūst lielāks nekā miera stāvoklī, un notiek hiperpolarizācija.
Neirona funkcija ir integrēt visas ietekmes, kas tiek uztvertas caur sinapsēm uz tā ķermeni un dendritiem. Tā kā šīs ietekmes var būt ierosinošas vai inhibējošas un nesakrīt laikā, neironam ir jāaprēķina sinaptiskās aktivitātes kopējais efekts kā laika funkcija. Ja ierosinošais efekts dominē pār inhibējošo un membrānas depolarizācija pārsniedz sliekšņa vērtību, notiek noteiktas neirona membrānas daļas aktivācija - tās aksona pamatnes (aksona tuberkula) zonā. Šeit nātrija un kālija jonu kanālu atvēršanas rezultātā rodas darbības potenciāls (nervu impulss).
Šis potenciāls izplatās tālāk pa aksonu līdz tā galam ar ātrumu no 0,1 m/s līdz 100 m/s (jo biezāks aksons, jo lielāks vadīšanas ātrums). Kad darbības potenciāls sasniedz aksona galu, tiek aktivizēts cita veida jonu kanāls, kas ir atkarīgs no potenciālu starpības: kalcija kanāli. Caur tiem kalcijs iekļūst aksonā, kas noved pie vezikulu mobilizācijas ar neiromediatoru, kas tuvojas presinaptiskajai membrānai, saplūst ar to un atbrīvo neirotransmiteru sinapsē.
Mielīns un glia šūnas.
Daudzi aksoni ir pārklāti ar mielīna apvalku, ko veido vairākkārt savīta glia šūnu membrāna. Mielīns galvenokārt sastāv no lipīdiem, kas smadzeņu un muguras smadzeņu baltajai vielai piešķir raksturīgo izskatu. Pateicoties mielīna apvalkam, palielinās darbības potenciāla ātrums gar aksonu, jo joni var pārvietoties caur aksona membrānu tikai vietās, kas nav pārklātas ar mielīnu - ts. Ranvier pārtvertās bumbas. Starp pārtveršanu impulsi tiek vadīti gar mielīna apvalku it kā caur elektrisko kabeli. Tā kā kanāla atvēršana un jonu pāreja caur to prasa zināmu laiku, kanālu pastāvīgas atvēršanas novēršana un to darbības jomas ierobežošana nelielās membrānas vietās, kas nav pārklātas ar mielīnu, paātrina impulsu vadīšanu gar aksonu. apmēram 10 reizes.
Tikai daļa glia šūnu piedalās nervu mielīna apvalka (Schwann šūnu) vai nervu trakta (oligodendrocītu) veidošanā. Daudz vairāk glia šūnu (astrocītu, mikrogliocītu) veic citas funkcijas: veido nervu audu atbalsta karkasu, nodrošina to vielmaiņas vajadzības un atjaunošanos pēc traumām un infekcijām.
KĀ STRĀDĀ SMADZENES
Apskatīsim vienkāršu piemēru. Kas notiek, kad paņemam uz galda guļošu zīmuli? No zīmuļa atstaroto gaismu lēca fokusē acī un novirza uz tīkleni, kur parādās zīmuļa attēls; to uztver attiecīgās šūnas, no kurām signāls nonāk galvenajiem jutīgajiem smadzeņu pārvades kodoliem, kas atrodas talāmā (redzes talamusā), galvenokārt tajā daļā, ko sauc par sānu ģenikulāta ķermeni. Tur tiek aktivizēti daudzi neironi, kas reaģē uz gaismas un tumsas sadalījumu. Sānu geniculate ķermeņa neironu aksoni nonāk primārajā redzes garozā, kas atrodas smadzeņu pusložu pakauša daivā. Impulsi, kas nāk no talāma uz šo garozas daļu, tiek pārveidoti par sarežģītu garozas neironu izlādi, no kuriem daži reaģē uz robežu starp zīmuli un galdu, citi uz zīmuļa attēla stūriem utt. No primārās vizuālās garozas informācija pa aksoniem virzās uz asociatīvo vizuālo garozu, kur notiek attēla atpazīšana, šajā gadījumā zīmulis. Atpazīšana šajā garozas daļā balstās uz iepriekš uzkrātajām zināšanām par objektu ārējām kontūrām.
Kustības plānošana (t.i., zīmuļa paņemšana), iespējams, notiek smadzeņu pusložu frontālajā garozā. Tajā pašā garozas zonā atrodas motori neironi, kas dod komandas roku un pirkstu muskuļiem. Rokas tuvošanos zīmulim kontrolē vizuālā sistēma un interoceptori, kas uztver muskuļu un locītavu stāvokli, no kuriem informācija tiek nosūtīta uz centrālo nervu sistēmu. Kad paņemam rokā zīmuli, spiediena receptori mūsu pirkstu galos norāda, vai mūsu pirksti labi satver zīmuli un cik liels spēks jāpieliek, lai to noturētu. Ja vēlamies rakstīt savu vārdu ar zīmuli, būs jāaktivizē cita smadzenēs glabātā informācija, lai iespējotu šo sarežģītāko kustību, un vizuālā kontrole palīdzēs uzlabot tās precizitāti.
Iepriekš minētais piemērs parāda, ka diezgan vienkāršas darbības veikšana ietver lielus smadzeņu apgabalus, kas stiepjas no garozas līdz subkortikālajiem reģioniem. Sarežģītākā uzvedībā, kas saistīta ar runu vai domāšanu, tiek aktivizētas citas neironu ķēdes, kas aptver vēl lielākus smadzeņu apgabalus.
GALVENĀS SMADZEŅU DAĻAS
Smadzenes var aptuveni iedalīt trīs galvenajās daļās: priekšējās smadzenēs, smadzeņu stumbrā un smadzenītēs. Priekšējās smadzenes satur smadzeņu puslodes, talāmu, hipotalāmu un hipofīzi (vienu no svarīgākajiem neiroendokrīnajiem dziedzeriem). Smadzeņu stumbrs sastāv no iegarenās smadzenes, tilta (pons) un vidus smadzenēm.
Lielas puslodes
- lielākā smadzeņu daļa, kas veido aptuveni 70% no tās svara pieaugušajiem. Parasti puslodes ir simetriskas. Tos savā starpā savieno masīvs aksonu saišķis (corpus callosum), kas nodrošina informācijas apmaiņu.
Katra puslode sastāv no četrām daivām: frontālās, parietālās, temporālās un pakaušējās. Frontālajā garozā ir centri, kas regulē motorisko aktivitāti, kā arī, iespējams, plānošanas un prognozēšanas centri. Parietālo daivu garozā, kas atrodas aiz frontālajām daivām, ir ķermeņa sajūtu zonas, ieskaitot pieskārienu un locītavu-muskuļu sajūtu. Blakus parietālajai daivai atrodas temporālā daiva, kurā atrodas primārā dzirdes garoza, kā arī runas un citu augstāko funkciju centri. Smadzeņu aizmugurējās daļas aizņem pakauša daiva, kas atrodas virs smadzenītēm; tās garozā ir redzes sajūtas zonas.
Garozas zonas, kas nav tieši saistītas ar kustību regulēšanu vai sensorās informācijas analīzi, sauc par asociatīvo garozu. Šajās specializētajās zonās starp dažādām smadzeņu zonām un daļām veidojas asociatīvi savienojumi un tiek integrēta no tām nākošā informācija. Asociācijas garoza atbalsta sarežģītas funkcijas, piemēram, mācīšanos, atmiņu, valodu un domāšanu.
Subkortikālās struktūras.
Zem garozas atrodas vairākas svarīgas smadzeņu struktūras jeb kodoli, kas ir neironu kolekcijas. Tie ietver talāmu, bazālo gangliju un hipotalāmu. Talāms ir galvenais maņu pārraides kodols; tas saņem informāciju no maņām un, savukārt, nosūta to uz attiecīgajām maņu garozas daļām. Tajā ir arī nespecifiskas zonas, kas ir savienotas ar gandrīz visu garozu un, iespējams, nodrošina tās aktivizēšanas procesus, kā arī modrības un uzmanības uzturēšanu. Bazālie gangliji ir kodolu kopums (tā sauktais putamen, globus pallidus un caudate nucleus), kas ir iesaistīti koordinētu kustību regulēšanā (to sākšanā un apturēšanā).
Hipotalāms ir neliels reģions smadzeņu pamatnē, kas atrodas zem talāma. Bagātīgi apgādāts ar asinīm, hipotalāms ir svarīgs centrs, kas kontrolē ķermeņa homeostatiskās funkcijas. Tas ražo vielas, kas regulē hipofīzes hormonu sintēzi un izdalīšanos. Hipotalāmā ir daudz kodolu, kas veic noteiktas funkcijas, piemēram, ūdens metabolisma regulēšanu, uzkrāto tauku sadalījumu, ķermeņa temperatūru, seksuālo uzvedību, miegu un nomodu.
Smadzeņu stumbrs
atrodas galvaskausa pamatnē. Tas savieno muguras smadzenes ar priekšējām smadzenēm un sastāv no iegarenās smadzenes, tilta, vidussmadzenes un diencephalona.
Caur vidussmadzenēm un diencefalonu, kā arī cauri visam stumbram ir motoriskie ceļi, kas ved uz muguras smadzenēm, kā arī daži maņu ceļi no muguras smadzenēm uz smadzeņu virskārtām. Zem vidussmadzenēm ir tilts, ko nervu šķiedras savieno ar smadzenītēm. Stumbra zemākā daļa - iegarenās smadzenes - tieši nonāk muguras smadzenēs. Iegarenajās smadzenēs ir centri, kas regulē sirds darbību un elpošanu atkarībā no ārējiem apstākļiem, kā arī kontrolē asinsspiedienu, kuņģa un zarnu peristaltiku.
Smadzeņu stumbra līmenī krustojas ceļi, kas savieno katru no smadzeņu puslodēm ar smadzenītēm. Tāpēc katra puslode kontrolē pretējo ķermeņa pusi un ir savienota ar pretējo smadzenīšu puslodi.
Smadzenītes
kas atrodas zem smadzeņu pusložu pakauša daivām. Caur tilta ceļiem tas ir savienots ar smadzeņu virskārtām. Smadzenītes regulē smalkas automātiskas kustības, koordinējot dažādu muskuļu grupu darbību, veicot stereotipiskas uzvedības darbības; viņš arī pastāvīgi kontrolē galvas, rumpja un ekstremitāšu stāvokli, t.i. piedalās līdzsvara uzturēšanā. Saskaņā ar jaunākajiem datiem, smadzenītēm ir ļoti nozīmīga loma motorisko prasmju veidošanā, palīdzot atcerēties kustību secības.
Citas sistēmas.
Limbiskā sistēma ir plašs savstarpēji saistītu smadzeņu zonu tīkls, kas regulē emocionālos stāvokļus un atbalsta mācīšanos un atmiņu. Kodolos, kas veido limbisko sistēmu, ietilpst amigdala un hipokamps (daļa no temporālās daivas), kā arī hipotalāms un tā sauktie kodoli. caurspīdīga starpsiena (atrodas smadzeņu subkortikālajos reģionos).
Retikulārais veidojums ir neironu tīkls, kas stiepjas cauri visam smadzeņu stumbram līdz talāmam un tālāk ir saistīts ar lielām garozas zonām. Tas ir iesaistīts miega un nomoda regulēšanā, uztur garozas aktīvo stāvokli un veicina uzmanības koncentrēšanu uz noteiktiem objektiem.
SMADZEŅU ELEKTRISKĀ AKTIVITĀTE
Izmantojot elektrodus, kas novietoti uz galvas virsmas vai ievietoti smadzenēs, ir iespējams reģistrēt smadzeņu elektrisko aktivitāti, ko izraisa to šūnu izlādes. Smadzeņu elektriskās aktivitātes reģistrēšanu, izmantojot elektrodus uz galvas virsmas, sauc par elektroencefalogrammu (EEG). Tas neļauj reģistrēt atsevišķa neirona izlādi. Tikai tūkstošiem vai miljonu neironu sinhronizētas darbības rezultātā ierakstītajā līknē parādās manāmas svārstības (viļņi).
Ar nepārtrauktu EEG reģistrēšanu tiek atklātas cikliskas izmaiņas, kas atspoguļo indivīda vispārējo aktivitātes līmeni. Aktīvās nomoda stāvoklī EEG reģistrē zemas amplitūdas, neritmiskus beta viļņus. Atslābinātā nomoda stāvoklī ar aizvērtām acīm dominē alfa viļņi ar frekvenci 7–12 cikli sekundē. Par miega iestāšanos liecina augstas amplitūdas lēnu viļņu (delta viļņu) parādīšanās. Sapņu miega periodos EEG atkal parādās beta viļņi, un EEG var radīt maldīgu priekšstatu, ka cilvēks ir nomodā (tātad termins “paradoksālais miegs”). Sapņus bieži pavada straujas acu kustības (ar aizvērtiem plakstiņiem). Tāpēc sapņu miegu sauc arī par ātru acu kustību miegu ( Skatīt arī SAPNIS). EEG ļauj diagnosticēt dažas smadzeņu slimības, jo īpaši epilepsiju ( cm. EPILEPSIJA).
Ja fiksē smadzeņu elektrisko aktivitāti noteikta stimula (redzes, dzirdes vai taustes) darbības laikā, tad var identificēt t.s. izsauktie potenciāli ir noteiktas neironu grupas sinhronas izlādes, kas rodas, reaģējot uz konkrētu ārēju stimulu. Izsaukto potenciālu izpēte ļāva noskaidrot smadzeņu funkciju lokalizāciju, jo īpaši saistīt runas funkciju ar noteiktām temporālās un frontālās daivas zonām. Šis pētījums palīdz arī novērtēt sensoro sistēmu stāvokli pacientiem ar jušanas traucējumiem.
SMADZEŅU NEIROĶĪMIJA
Daži no svarīgākajiem neirotransmiteriem smadzenēs ir acetilholīns, norepinefrīns, serotonīns, dopamīns, glutamāts, gamma-aminosviestskābe (GABA), endorfīni un enkefalīni. Papildus šīm labi zināmajām vielām, iespējams, smadzenēs darbojas vēl daudzas citas, kas vēl nav pētītas. Daži neirotransmiteri darbojas tikai noteiktos smadzeņu apgabalos. Tādējādi endorfīni un enkefalīni ir atrodami tikai tajos ceļos, kas vada sāpju impulsus. Citi neirotransmiteri, piemēram, glutamāts vai GABA, ir izplatīti plašāk.
Neirotransmiteru darbība.
Kā jau minēts, neirotransmiteri, iedarbojoties uz postsinaptisko membrānu, maina tās vadītspēju joniem. Tas bieži notiek, aktivizējot otru ziņojuma sistēmu postsinaptiskajā neironā, piemēram, ciklisko adenozīna monofosfātu (cAMP). Neirotransmiteru darbību var modificēt ar citas klases neiroķīmiskiem līdzekļiem – peptīdu neiromodulatoriem. Tos atbrīvo presinaptiskā membrāna vienlaikus ar raidītāju, tiem ir iespēja pastiprināt vai citādi mainīt raidītāju ietekmi uz postsinaptisko membrānu.
Svarīga ir nesen atklātā endorfīna-enkefalīna sistēma. Enkefalīni un endorfīni ir mazi peptīdi, kas kavē sāpju impulsu vadīšanu, saistoties ar receptoriem centrālajā nervu sistēmā, tostarp garozas augstākajās zonās. Šī neirotransmiteru saime nomāc subjektīvo sāpju uztveri.
Psihoaktīvas zāles
– vielas, kas var specifiski saistīties ar noteiktiem smadzeņu receptoriem un izraisīt uzvedības izmaiņas. Ir noteikti vairāki to darbības mehānismi. Daži ietekmē neirotransmiteru sintēzi, citi ietekmē to uzkrāšanos un izdalīšanos no sinapses pūslīšiem (piemēram, amfetamīns izraisa ātru norepinefrīna izdalīšanos). Trešais mehānisms ir saistīties ar receptoriem un imitēt dabiskā neirotransmitera darbību, piemēram, LSD (lizergīnskābes dietilamīda) iedarbība tiek attiecināta uz tā spēju saistīties ar serotonīna receptoriem. Ceturtais zāļu darbības veids ir receptoru blokāde, t.i. antagonisms ar neirotransmiteriem. Bieži lietotie antipsihotiskie līdzekļi, piemēram, fenotiazīni (piemēram, hlorpromazīns vai aminazīns), bloķē dopamīna receptorus un tādējādi samazina dopamīna ietekmi uz postsinaptiskajiem neironiem. Visbeidzot, pēdējais kopīgais darbības mehānisms ir neirotransmitera inaktivācijas kavēšana (daudzi pesticīdi traucē acetilholīna inaktivāciju).
Jau sen zināms, ka morfīnam (attīrītam opija magoņu produktam) ir ne tikai izteikta pretsāpju iedarbība, bet arī īpašība izraisīt eiforiju. Tāpēc to lieto kā narkotiku. Morfīna iedarbība ir saistīta ar tā spēju saistīties ar cilvēka endorfīna-enkefalīna sistēmas receptoriem ( Skatīt arī NARKOTIKAS). Šis ir tikai viens no daudzajiem piemēriem, ka dažādas bioloģiskas izcelsmes ķīmiska viela (šajā gadījumā augs) var ietekmēt dzīvnieku un cilvēku smadzeņu darbību, mijiedarbojoties ar specifiskām neirotransmiteru sistēmām. Vēl viens labi zināms piemērs ir curare, kas iegūta no tropu auga un var bloķēt acetilholīna receptorus. Dienvidamerikas indiāņi bultu uzgaļus ieeļļoja ar kurāru, izmantojot tās paralizējošu efektu, kas saistīts ar neiromuskulārās transmisijas bloķēšanu.
SMADZEŅU IZPĒTE
Smadzeņu izpēte ir sarežģīta divu galveno iemeslu dēļ. Pirmkārt, nav iespējama tieša piekļuve smadzenēm, kuras labi aizsargā galvaskauss. Otrkārt, smadzeņu neironi neatjaunojas, tāpēc jebkura iejaukšanās var radīt neatgriezeniskus bojājumus.
Neskatoties uz šīm grūtībām, smadzeņu pētījumi un daži to ārstēšanas veidi (galvenokārt neiroķirurģija) ir zināmi kopš seniem laikiem. Arheoloģiskie atradumi liecina, ka jau senatnē cilvēks veica kraniotomiju, lai piekļūtu smadzenēm. Īpaši intensīva smadzeņu izpēte tika veikta kara periodos, kad varēja novērot dažādas traumatiskas smadzeņu traumas.
Smadzeņu bojājumi priekšējās brūces vai miera laikā gūtas traumas rezultātā ir sava veida analogs eksperimentam, kurā tiek iznīcinātas noteiktas smadzeņu zonas. Tā kā šis ir vienīgais iespējamais “eksperimenta” veids ar cilvēka smadzenēm, eksperimenti ar laboratorijas dzīvniekiem kļuva par vēl vienu svarīgu pētījumu metodi. Novērojot konkrētas smadzeņu struktūras bojājumu uzvedības vai fizioloģiskās sekas, var spriest par tās darbību.
Smadzeņu elektriskā aktivitāte eksperimentālajiem dzīvniekiem tiek reģistrēta, izmantojot elektrodus, kas novietoti uz galvas vai smadzeņu virsmas vai ievietoti smadzeņu vielā. Tādā veidā iespējams noteikt nelielu neironu grupu vai atsevišķu neironu aktivitāti, kā arī konstatēt izmaiņas jonu plūsmās pāri membrānai. Izmantojot stereotaktisko ierīci, kas ļauj ievietot elektrodu noteiktā smadzeņu punktā, tiek pārbaudītas tā nepieejamas dziļās daļas.
Vēl viena pieeja ir noņemt mazus dzīvo smadzeņu audu posmus, pēc tam tos uzturēt šķēles veidā, kas ievietots uzturvielu barotnē, vai arī šūnas tiek izolētas un pētītas šūnu kultūrās. Pirmajā gadījumā ir iespējams pētīt neironu mijiedarbību, otrajā - atsevišķu šūnu dzīvībai svarīgo aktivitāti.
Pētot atsevišķu neironu vai to grupu elektrisko aktivitāti dažādās smadzeņu zonās, parasti vispirms fiksē sākotnējo aktivitāti, pēc tam nosaka konkrētas ietekmes ietekmi uz šūnu darbību. Vēl viena metode izmanto elektrisko impulsu caur implantētu elektrodu, lai mākslīgi aktivizētu tuvumā esošos neironus. Tādā veidā jūs varat izpētīt noteiktu smadzeņu apgabalu ietekmi uz citām smadzeņu zonām. Šī elektriskās stimulācijas metode ir izrādījusies noderīga, pētot smadzeņu stumbra aktivizēšanas sistēmas, kas iet caur smadzeņu vidusdaļu; to izmanto arī, mēģinot saprast, kā sinaptiskā līmenī notiek mācīšanās un atmiņas procesi.
Jau pirms simts gadiem kļuva skaidrs, ka kreisās un labās puslodes funkcijas atšķiras. Franču ķirurgs P. Broka, novērojot pacientus ar smadzeņu asinsrites traucējumiem (insultu), atklāja, ka tikai pacienti ar kreisās puslodes bojājumiem cieš no runas traucējumiem. Pēc tam puslodes specializācijas pētījumi tika turpināti, izmantojot citas metodes, piemēram, EEG reģistrēšanu un izsaukto potenciālu.
Pēdējos gados ir izmantotas sarežģītas tehnoloģijas, lai iegūtu smadzeņu attēlus (vizualizāciju). Tādējādi datortomogrāfija (CT) ir radījusi revolūciju klīniskajā neiroloģijā, ļaujot iegūt intravitālus detalizētus (slāņa slāņa) smadzeņu struktūru attēlus. Vēl viena attēlveidošanas metode, pozitronu emisijas tomogrāfija (PET), sniedz priekšstatu par smadzeņu vielmaiņas aktivitāti. Šajā gadījumā cilvēkam injicē īslaicīgu radioizotopu, kas uzkrājas dažādās smadzeņu daļās, un jo vairāk, jo augstāka ir vielmaiņas aktivitāte. Izmantojot PET, tika arī parādīts, ka runas funkcijas lielākajai daļai pārbaudīto bija saistītas ar kreiso puslodi. Tā kā smadzenes darbojas, izmantojot milzīgu skaitu paralēlu struktūru, PET sniedz informāciju par smadzeņu darbību, ko nevar iegūt, izmantojot vienus elektrodus.
Parasti smadzeņu pētījumi tiek veikti, izmantojot metožu kompleksu. Piemēram, amerikāņu neirobiologs R. Sperijs un viņa kolēģi kā terapeitisku procedūru dažiem epilepsijas pacientiem veica corpus callosum (aksonu kūlīša, kas savieno abas puslodes) transekciju. Pēc tam šiem pacientiem ar smadzeņu šķelšanos tika pētīta pusložu specializācija. Tika konstatēts, ka dominējošā (parasti kreisā) puslode galvenokārt ir atbildīga par runu un citām loģiskām un analītiskām funkcijām, bet nedominējošā puslode analizē ārējās vides spatiotemporālos parametrus. Tātad, tas tiek aktivizēts, kad klausāmies mūziku. Smadzeņu darbības mozaīkas modelis liecina, ka garozā un subkortikālajās struktūrās pastāv daudzas specializētas zonas; vienlaicīga šo zonu darbība atbalsta smadzeņu kā paralēlas apstrādes skaitļošanas ierīces koncepciju.
SALĪDZINĀTĀ ANATOMIJA
Dažādu mugurkaulnieku sugu smadzeņu struktūra ir ļoti līdzīga. Salīdzinot neironu līmenī, ir skaidras līdzības tādās īpašībās kā izmantotie neirotransmiteri, jonu koncentrācijas svārstības, šūnu veidi un fizioloģiskās funkcijas. Būtiskās atšķirības atklājas tikai tad, ja salīdzina ar bezmugurkaulniekiem. Bezmugurkaulnieku neironi ir daudz lielāki; nereti tās savā starpā savieno nevis ķīmiskas, bet gan elektriskās sinapses, kas cilvēka smadzenēs sastopamas reti. Bezmugurkaulnieku nervu sistēmā tiek konstatēti daži neirotransmiteri, kas nav raksturīgi mugurkaulniekiem.
Kas ir apziņas nesējs – smadzeņu šūnas vai to ģenerētie elektriskie signāli? No kurienes nāk cilvēka apziņa un personība, un kurp viņi nonāk viņa ceļojuma beigās? Šie jautājumi uztrauc daudzus.
Cilvēka smadzenes ir viens no noslēpumainākajiem cilvēka ķermeņa orgāniem. Zinātnieki joprojām nevar pilnībā izprast garīgās darbības mehānismu, apziņas un zemapziņas darbību.
Struktūra
Evolūcijas laikā ap cilvēka smadzenēm ir izveidojies spēcīgs galvaskauss, kas aizsargā šo orgānu, kas ir neaizsargāts pret fiziskām ietekmēm. Smadzenes aizņem vairāk nekā 90% no galvaskausa telpas. Tas sastāv no trim galvenajām daļām:- smadzeņu puslodes;
- smadzeņu stumbrs;
- smadzenītes.
Ir arī ierasts atšķirt piecas smadzeņu sadaļas:
- priekšējās smadzenes (smadzeņu puslodes);
- aizmugurējās smadzenes (smadzenītes, tilts);
- smadzenes;
- vidussmadzenes;
- diencefalons.
Nākamais nāk Pons- Šis ir nervu šķērsenisko šķiedru un pelēkās vielas veltnis. Caur to iet galvenā artērija, kas apgādā smadzenes. Tas sākas virs iegarenajām smadzenēm un nonāk smadzenītēs.
Smadzenītes sastāv no divām mazām puslodēm, kuras savieno “tārps”, kā arī baltās un pelēkās vielas, kas to pārklāj. Šī sadaļa ir savienota ar “kāju” pāriem ar iegareno tiltu, smadzenītēm un smadzeņu vidusdaļu.
Vidussmadzenes sastāv no diviem vizuāliem pauguriem un diviem dzirdes pauguriem (četrvadu). Nervu šķiedras, kas stiepjas no šiem tuberkuliem, savieno smadzenes ar muguras smadzenēm.
Lielas smadzeņu puslodes atdalīta ar dziļu plaisu ar corpus callosum iekšpusē, kas savieno šīs divas smadzeņu daļas. Katrai puslodei ir frontālā, temporālā, parietālā un pakauša puslode. Puslodes klāj smadzeņu garoza, kurā notiek visi domāšanas procesi.
Turklāt smadzenēs ir trīs membrānas:
- Ciets, attēlo galvaskausa iekšējās virsmas periostu. Šajā apvalkā ir koncentrēts liels skaits sāpju receptoru.
- Arahnoīds, kas atrodas cieši blakus smadzeņu garozai, bet neizklāj girusu. Telpa starp to un dura mater ir piepildīta ar serozu šķidrumu, un telpa starp to un smadzeņu garozu ir piepildīta ar cerebrospinālo šķidrumu.
- Mīksts, kas sastāv no asinsvadu un saistaudu sistēmas, kas saskaras ar visu smadzeņu vielas virsmu un baro to.
Funkcijas un uzdevumi
Mūsu smadzenes piedalās informācijas apstrādē, kas nāk no visa receptoru kopuma, kontrolē cilvēka ķermeņa kustības, kā arī veic cilvēka ķermeņa augstāko funkciju - domāšanu. Katra smadzeņu daļa ir atbildīga par noteiktu funkciju veikšanu.
Medulla satur nervu centrus, kas nodrošina normālu aizsargrefleksu darbību – šķaudīšanu, klepošanu, mirkšķināšanu, vemšanu. Tas arī "vada" elpošanas un rīšanas refleksus, siekalošanos un kuņģa sulas sekrēciju.
Pons atbild par normālu acs ābolu kustību un sejas muskuļu koordināciju.
Smadzenītes kontrolē kustību konsekvenci un koordināciju.
Vidussmadzenes nodrošina regulējošu funkciju saistībā ar dzirdes asumu un redzes skaidrību. Šī smadzeņu daļa kontrolē zīlītes paplašināšanos un kontrakciju, izmaiņas acs lēcas izliekumā un ir atbildīga par acs muskuļu tonusu. Tas satur arī telpiskās orientācijas refleksa nervu centrus.
Diencephalon ietilpst:
- Talamuss- sava veida "sadales panelis", kas apstrādā un veido sajūtas no informācijas no temperatūras, sāpēm, vibrācijas, muskuļu, garšas, taustes, dzirdes, ožas receptoriem, kas ir viens no subkortikālajiem redzes centriem. Šī zona ir atbildīga arī par miega un nomoda stāvokļu maiņu organismā.
- Hipotalāms– šis mazais laukums veic vissvarīgāko sirdsdarbības, ķermeņa termoregulācijas un asinsspiediena kontroles uzdevumu. Tas arī “pārvalda” emocionālās regulēšanas mehānismus – ietekmē endokrīno sistēmu, lai ražotu hormonus, kas nepieciešami stresa situāciju pārvarēšanai. Hipotalāms regulē izsalkuma, slāpju un sāta sajūtu. Tas ir baudas un seksualitātes centrs.
- Hipofīze– Šis smadzeņu piedēklis ražo augšanas hormonus pubertātes, attīstībai un funkcionēšanai.
- Epitalāms– ietver čiekurveidīgo dziedzeri, kas regulē diennakts bioloģiskos ritmus, izdalot hormonus naktī normālam un ilgstošam miegam, bet dienā – normālai nomodai un aktivitātei. Ar miega un nomoda modeļu regulēšanu tieši saistīta ir ķermeņa pielāgošanās apgaismojuma apstākļiem kontrole. Čiekurveida dziedzeris spēj uztvert gaismas viļņu vibrācijas pat caur galvaskausu un reaģēt uz tām, atbrīvojot nepieciešamos hormonus. Šis mazais smadzeņu apgabals regulē arī vielmaiņas ātrumu organismā (vielmaiņu).
Kreisā smadzeņu puslode– kontrolē ķermeņa runas funkcijas, analītisko darbību veikšanu un matemātiskos aprēķinus. Šeit veidojas abstraktā domāšana, tiek kontrolēta kreiso ekstremitāšu kustība.
Katra smadzeņu puslode ir sadalīta 4 daivās:
1. Frontālās daivas– tos var salīdzināt ar kuģa karšu telpu. Tie nodrošina cilvēka ķermeņa vertikālā stāvokļa saglabāšanu. Šī joma ir arī atbildīga par to, cik cilvēks ir aktīvs un zinātkārs, proaktīvs un neatkarīgs lēmumu pieņemšanā.
Kritiskās pašnovērtējuma procesi notiek frontālajās daivās. Jebkuri traucējumi frontālajās daivās izraisa nepiemērotu uzvedību, bezjēdzīgu rīcību, apātiju un pēkšņām garastāvokļa izmaiņām. Tāpat “ciršana” pārvalda un kontrolē cilvēka uzvedību – novēršot novirzes un sociāli nepieņemamas darbības.
Brīvprātīga rakstura darbības, to plānošana, prasmju un iemaņu apgūšana ir atkarīga arī no frontālajām daivām. Šeit bieži atkārtotas darbības tiek novestas līdz automatizācijas punktam.
Kreisā (dominējošā) daiva kontrolē cilvēka runu un nodrošina abstraktu domāšanu.
2. Temporālās daivas- Šī ir noliktava ilgstošai uzglabāšanai. Kreisajā (dominantajā) daivā tiek glabāta informācija par objektu konkrētajiem nosaukumiem un savienojumiem starp tiem. Labā daiva ir atbildīga par vizuālo atmiņu un attēliem.
To svarīgā funkcija ir arī runas atpazīšana. Kreisā daiva apziņai atšifrē runāto vārdu semantisko slodzi, bet labā daiva sniedz izpratni par to intonācijas krāsojumu un sejas izteiksmēm, izskaidrojot runātāja noskaņojumu un viņa labvēlības pakāpi pret mums.
Temporālās daivas ir arī starpnieks ožas informācijas uztverē.
3. Parietālās daivas- piedalīties sāpju, aukstuma, siltuma sajūtu uztverē. Labās un kreisās daivas funkcijas ir atšķirīgas.
Kreisā (dominējošā) daiva nodrošina informācijas fragmentu sintezēšanas procesus, apvienojot tos vienotā sistēmā, ļaujot cilvēkam lasīt un skaitīt. Šī daiva ir atbildīga par noteikta kustību algoritma apgūšanu, kas noved pie konkrēta rezultāta, atsevišķu ķermeņa daļu izjūtu un tās integritātes sajūtu, labās un kreisās puses noteikšanu.
Labā (nedominējošā) daiva pārveido visu informācijas kopumu, kas nāk no pakauša daivām, veidojot trīsdimensiju pasaules attēlu, nodrošina orientāciju telpā un nosaka attālumu starp objektiem un tiem.
4. Pakauša daivas- apstrādāt vizuālo informāciju. uztvert apkārtējās pasaules objektus kā stimulu kopumu, kas atšķirīgi atstaro gaismu uz tīklenes. Pakauša daivas pārvērš gaismas signālus informācijā par priekšmetu krāsu, kustību un formu, kas ir saprotama parietālajai daivai, kas mūsu prātā veido trīsdimensiju attēlus.
Smadzeņu slimības
Smadzeņu slimību saraksts ir diezgan liels, šeit ir visizplatītākās un bīstamākās.Tradicionāli tos var iedalīt:
- audzējs;
- vīrusu;
- asinsvadu;
- neirodeģeneratīvs.
Audzēju slimības. Smadzeņu audzēju skaits ir ļoti atšķirīgs. Tie var būt ļaundabīgi vai labdabīgi. Audzēji rodas šūnu reprodukcijas neveiksmes rezultātā, kad šūnām jāmirst un jādodas citiem. Tā vietā tie sāk nekontrolējami un strauji vairoties, izspiežot veselos audus.
Simptomi var ietvert: sliktas dūšas lēkmes,
Cilvēka smadzenes(encefalons, smadzenes) ir orgāns, kas ne tikai kontrolē visus iekšējos procesus, bet ir atbildīgs arī par emocijām, jūtām, domām, atmiņu un uzvedību. Smadzeņu struktūra un funkcijas atšķir cilvēkus no citiem dzīvās pasaules pārstāvjiem kā augstāk attīstītas un sarežģītāk organizētas radības un nosaka spēju atšķirību.
Smadzenes sver apmēram 1-2 kg, kas ir aptuveni 2% no cilvēka kopējā svara. Neskatoties uz to, nervu šūnas patērē apmēram 50% no ķermeņa kopējās glikozes, un 20% asiņu iziet caur smadzeņu asinsvadiem. Lai vienkāršotu izpratni par centrālo nervu sistēmu, ir ierasts izcelt daļas.
Dažādi autori apraksta smadzeņu struktūru pēc dažādiem kritērijiem, ir daudz diagrammu un tabulu. Pamats tiek uzskatīts par vienu darbību vai embrija periodu. Smadzeņu struktūra, kā arī to funkcija joprojām rada daudzas teorijas un diskusijas.
Apskatīsim smadzeņu struktūru un īpašības (īsi)
Iegarenas (mielencefalons)
Atrodas zem visiem pārējiem, tas beidzas pakauša atveres priekšā.
Iegarenās smadzenes veic dažādas darbības. Ar mirkšķināšanas, šķaudīšanas, klepus, vemšanas refleksu palīdzību tam ir aizsargājoša loma. Šeit ir svarīgi centri, kas kontrolē elpošanu un asinsspiedienu. Tie uztur stabilu un optimālu asins sastāvu, saņemot informāciju no receptoriem un nododot to augstāk guļošām vienībām, kā arī palīdz uzturēt ķermeņa stāju un kustību koordināciju.
Tas viss tiek paveikts, pateicoties galvaskausa nervu kodoliem, līdzsvara kodoliem (olīvām), nervu ceļiem (piramīdveida, tieviem un ķīļveida fascikuliem) utt.
Pons
Tilts atrodas vienā rindā ar iegarenajām smadzenēm un vidussmadzenēm. Tas satur kohleāro, sejas, trijzaru un abducens nervu kodolus, mediālo un sānu lemnisku, kortikospinālo un kortikobulbāro refleksu lokus. Tās uzbūve ļauj cilvēkam ēst, izteikt savas emocijas ar sejas izteiksmēm, dzirdēt, sajust ar sejas un lūpu ādu. Šīs darbības tilts veic kopīgi ar citām būvēm.
Varbūt viens no svarīgākajiem cilvēka ķermeņa orgāniem ir smadzenes. Pateicoties savām īpašībām, tas spēj regulēt visas dzīvā organisma funkcijas. Ārsti joprojām nav pilnībā izpētījuši šo orgānu, un pat šodien viņi izvirza dažādas hipotēzes par tā slēptajām iespējām.
No kā sastāv cilvēka smadzenes?
Smadzenēs ir vairāk nekā simts miljardu šūnu. Tas ir pārklāts ar trim aizsargapvalkiem. Un sava apjoma dēļ smadzenes aizņem apmēram 95% visu galvaskausu. Svars atšķiras no viena līdz diviem kilogramiem. Bet interesants fakts paliek tas, ka šī orgāna spējas nekādā veidā nav atkarīgas no tā smaguma pakāpes. Sievietes smadzenes ir aptuveni 100g mazāk nekā vīrietis.
Ūdens un tauki
60% no visa cilvēka smadzeņu sastāva ir tauku šūnas, un tikai 40% satur ūdeni. Tas pamatoti tiek uzskatīts par vistaukāko ķermeņa orgānu. Lai smadzeņu funkcionālā attīstība notiktu pareizi, cilvēkam ir jāēd pareizi un racionāli.
"Pareizo tauku" uzņemšana organismā tieši ietekmē cilvēka smadzenes, tā ir sava veida barošana. Žēl, ka diētu ievērotāji aizmirst par šo specifiku un cenšas pēc iespējas izslēgt no uztura treknus ēdienus.
Jautājiet savam ārstam par savu situāciju
Smadzeņu struktūra
Lai zinātu un izpētītu visas cilvēka smadzeņu funkcijas, ir nepieciešams pēc iespējas detalizētāk izpētīt to uzbūvi.
Visas smadzenes parasti ir sadalītas piecās dažādās daļās:
- telencefalons;
- Diencephalon;
- Aizmugurējās smadzenes (ietver smadzenītes un tiltu);
- Vidējās smadzenes;
- Medulla.
Tagad apskatīsim sīkāk, kas ir katra nodaļa.
Papildinformāciju varat atrast arī mūsu līdzīgajā rakstā.
Teleencefalons, diencefalons, vidussmadzenes un aizmugurējās smadzenes
Ierobežotas smadzenes- Šī ir visu smadzeņu galvenā daļa, kas veido apmēram 80% no kopējā svara un tilpuma.
Tas sastāv no labās un kreisās puslodes, kas sastāv no desmitiem dažādu rievu un izliekumu:
Savukārt katrā puslodē ietilpst:
- mantija;
- ožas smadzenes;
- kodols.
Starp puslodēm ir ieplaka, kas ir piepildīta corpus callosum. Ir vērts atzīmēt, ka procesi, par kuriem ir atbildīgas puslodes, atšķiras viens no otra.
Diencefalonu raksturo vairāku daļu klātbūtne:
Diencephalon tiešā veidā piedalās visos motora procesos. Tas ietver skriešanu, iešanu, pietupienus, kā arī dažādas ķermeņa pozīcijas starp kustībām.
Vidussmadzenes- visu smadzeņu daļa, kurā koncentrējas par dzirdi un redzi atbildīgie neironi. Lasiet vairāk par. Viņi ir tie, kas var noteikt zīlītes izmēru un lēcas izliekumu, kā arī ir atbildīgi par muskuļu tonusu. Šī smadzeņu daļa piedalās arī visos ķermeņa motora procesos. Pateicoties tam, cilvēks var veikt asas pagrieziena kustības.
Aizmugurējām smadzenēm ir arī sarežģīta struktūra, un tajā ir divas sadaļas:
- Tilts;
- Smadzenītes.
Tilts sastāv no muguras un centrālās šķiedras virsmām:
Otrais smadzenīšu nosaukums ir mazās smadzenes:
- Tas atrodas galvaskausa aizmugurējā dobumā un aizņem visu tā dobumu.
- Smadzenīšu masa nepārsniedz 150 gramus.
- No abām puslodēm to atdala plaisa un, ja paskatās no malas, šķiet, ka tās karājas virs smadzenītēm.
- Tieši smadzenītēs atrodas baltā un pelēkā viela.
Turklāt, ja paskatāmies uz struktūru, redzams, ka pelēkā viela pārklāj balto vielu, virs tās veidojot papildu slāni, ko parasti sauc par garozu. Pelēkās vielas sastāvs- Tie ir molekulārie un granulu slāņi, kā arī neironi, kas ir bumbierveida.
Baltā viela tieši darbojas kā smadzeņu ķermenis, starp kuriem pelēkā viela izplatās kā tievi koka zari. Tā ir pati smadzenīte, kas kontrolē muskuļu un skeleta sistēmas kustību koordināciju.
- Šis ir muguras smadzeņu pārejas segments uz smadzenēm. Pēc detalizēta pētījuma veikšanas tika pierādīts, ka muguras smadzenēm un smadzenēm ir daudz kopīgu punktu savā struktūrā. Muguras smadzenes kontrolē elpošanu un asinsriti, kā arī ietekmē vielmaiņu.
Miza
Cilvēka smadzeņu un vairuma dzīvo būtņu neatņemama sastāvdaļa ir garoza. Evolūcijas rezultātā tas sasniedza augstu attīstības līmeni un palīdzēja cilvēkam pacelties pāri citām dzīvajām būtnēm. Pastāvīga darba aktivitāte un regulāra savu spēju attīstība palīdz uzlabot ķermeņa smadzeņu darbību un pašas garozas funkcijas.
Smadzeņu garozā ir vairāk nekā 15 miljardi neironi, no kuriem katram ir atšķirīga forma. Šie neironi tiek savākti nelielās grupās, kas savukārt veido vairākus garozas slāņus.
Visa smadzeņu garoza sastāv no seši slāņi, kas vienmērīgi pārveidojas viens par otru un pilda vairākas dažādas funkcijas.
Īsi apskatīsim katru no tiem, sākot ar dziļāko un virzoties uz ārējo:
- Dziļākais slānis sauc par fusiform. Tas satur fusiform šūnas, kas pakāpeniski izplatās baltajā vielā.
- Nākamais slānis sauc par otro piramīdu. Slānis saņēma šo nosaukumu, pateicoties tā neironiem, kas ir veidoti kā dažāda izmēra piramīdas.
- Otrais granulēts slānis. Tam ir arī neoficiāls nosaukums kā iekšējais.
- Piramīda. Tās struktūra ir līdzīga otrajai piramīdai.
- Graudains. Tā kā otro granulēto sauc par iekšējo, šis ir ārējais.
- Molekulārā. Šūnu šajā slānī praktiski nav, un kompozīcijā dominē šķiedrainas struktūras, kas kā pavedieni savijas savā starpā.
Es vēlos atzīmēt, ka garozas struktūrai nav vienotas klasifikācijas un tā izraisa nebeidzamas diskusijas zinātnieku vidū.
Papildus sešiem slāņiem garoza ir sadalīta trīs zonās, no kurām katra veic savas funkcijas:
- Primārā zona, kas sastāv no specializētām nervu šūnām, saņem impulsus no dzirdes un redzes orgāniem. Ja šī garozas daļa tiek bojāta, tas var izraisīt pastāvīgas maņu un kustību funkciju izmaiņas.
- Sekundārajā zonā saņemtā informācija tiek apstrādāta un analizēta. Ja šajā daļā tiek novēroti bojājumi, tas novedīs pie uztveres traucējumiem.
- Terciārās zonas ierosmi provocē ādas un dzirdes receptori. Šī daļa ļauj cilvēkam izprast apkārtējo pasauli.
Dzimuma atšķirības
Šķiet, ka vīriešiem un sievietēm tas ir viens un tas pats orgāns. Un, šķiet, kādas varētu būt atšķirības. Bet, pateicoties brīnumtehnoloģijai, proti, tomogrāfiskajai skenēšanai, tika atklāts, ka starp vīriešu un sieviešu smadzenēm ir vairākas atšķirības.
Sākotnēji tika konstatēts, ka vīriešu smadzenēm ir raksturīgs lielāks savienojumu skaits starp zonām pusložu iekšējā daļā. Savukārt sievietēm šie savienojumi tiek novēroti starp pašām puslodēm. Pastāv arī viedoklis, ka vīriešu smadzenēm ir raksturīgas motoriskās prasmes, savukārt sievietēm ir analītisks prāts un attīstīta intuitīvā domāšana.
Turklāt svara kategorijās sieviešu smadzenes ir aptuveni mazākas 100g nekā vīrietis. Pēc ekspertu statistikas datiem, visbūtiskākā dzimumu atšķirība vērojama vecumā no trīspadsmit līdz septiņpadsmit gadiem. Jo vecāki cilvēki kļūst, jo mazāk izceļas atšķirības.
Smadzeņu attīstība
Cilvēka smadzeņu attīstība sākas to intrauterīnās veidošanās periodā:
- Attīstības process sākas ar nervu caurules veidošanos, kam raksturīga izmēra palielināšanās galvas reģionā. Šo periodu sauc par perinatālu. Šo laiku raksturo tā fizioloģiskā attīstība, kā arī sensoro un efektoru sistēmu veidošanās.
- Pirmajos divos intrauterīnās attīstības mēnešos jau veidojas trīs līknes: vidējais tilts, tilts un dzemdes kakla. Turklāt pirmajiem diviem ir raksturīga vienlaicīga attīstība vienā virzienā, bet trešais sāk vēlāku veidošanos pilnīgi pretējā virzienā.
Ja vērtējam smadzeņu evolūcijas attīstību, tad droši varam pamanīt, ka sākotnēji notikusi aizmugurējās un vidējās daļas veidošanās. Priekšējā daļa ir jaunāks veidojums un attiecīgi tiek veidota pēdējā. Smadzeņu attīstība nebeidzas pēc bērna piedzimšanas. Tas ir diezgan sarežģīts un ilgstošs process, kas aizņem daudzus gadus.
Pēc bērna piedzimšanas viņa smadzenes ir divas puslodes un daudz konvoluciju.
Bērnam augot, smadzenēs notiek daudzas izmaiņas:
- Vagas un vītnes kļūst daudz lielākas, tie padziļinās un maina savu formu.
- Visattīstītākā vieta pēc dzimšanas tiek uzskatīta par zonu pie tempļiem, bet tā ir pakļauta attīstībai arī šūnu līmenī.Ja salīdzinām puslodes un pakauša daļu, tad neapšaubāmi var atzīmēt, ka pakauša daļa ir daudz mazāka nekā puslodes. Bet, neskatoties uz šo faktu, tajā ir absolūti visi līkumi un rievas.
- Ne agrāk kā 5 gadu vecumā smadzeņu frontālās daļas attīstība sasniedz līmeni, kurā šī daļa var aptvert smadzeņu izolāciju. Šajā brīdī ir jānotiek pilnīgai runas un motorisko funkciju attīstībai.
- 2-5 gadu vecumā tie nobriest sekundārie smadzeņu lauki. Tie nodrošina uztveres procesus un ietekmē darbību secības izpildi.
- T tīklenes lauki veidojas laika posmā no 5 līdz 7 gadiem. Sākotnēji beidzas parieto-temporo-pakauša daļas attīstība un pēc tam prefrontālais reģions. Šajā laikā tiek veidoti lauki, kas ir atbildīgi par vissarežģītākajiem informācijas apstrādes līmeņiem.
Cilvēka smadzenes līdz mūsdienām nav pilnībā izpētītas, lai gan ir priekšstats par to struktūru un vispārējo funkcionalitāti. Ja smadzenes uzskata par vienu orgānu, tad tās var saukt par visa organisma regulēšanas sistēmu, jo gandrīz visi procesi vienā vai otrā pakāpē ir atkarīgi no signāliem, kas nāk no pelēkās vielas jeb 25 miljardiem neironu. Ja paļaujamies uz medicīnisko formulējumu, smadzenes ir daļa no priekšējās daļas centrālās nervu sistēmas, kas atrodas galvaskausā.
Pieauguša cilvēka smadzeņu vidējais svars svārstās no 1100-2000 gramiem un šie parametri absolūti neietekmē saimnieka garīgās spējas. Ir konstatēts, ka sievietēm šīs centrālās nervu sistēmas sekcijas masa ir mazāka, taču tas ir saistīts tikai ar to, ka vīrieša vidējais svars ir lielāks, nevis ar vājākā dzimuma intelektuālajām spējām.
Interesanti fakti: smagākās smadzenes ir 2850 grami, bet šis cilvēks cieš no idiotisma vai demences. “Vieglākās” smadzenes (1100 grami) pieder absolūti veiksmīgam cilvēkam, ar iedibinātu karjeru un ģimeni. Ir dati par lielu un pasaulslavenu cilvēku smadzeņu svaru, piemēram, Turgeņeva smadzeņu svars bija 2012 grami, bet Mendeļejeva - tikai 1650 grami.
Smadzeņu struktūra un kā tas viss darbojas
Dažos vārdos ir grūti izskaidrot, no kā sastāv smadzenes, jo tas ir vesels audu komplekss, galvenokārt neironi, savienojumi un struktūras, kas sadalītas sekcijās, daļās un zonās. Lai vispārēji izprastu struktūru, ir ierasts izdalīt piecus departamentus:
- Iegarena;
- Tilts;
- Vidējās smadzenes;
- Diencephalon;
- Smadzeņu puslodes un smadzeņu garoza.
Visām nodaļām ir noteikta struktūra, atrašanās vieta un mērķis.
Iegarenās smadzenes ir muguras smadzeņu turpinājums un funkcionalitātes un struktūras ziņā arī šiem audiem ir daudz kopīga, vienīgi ir atšķirības pelēkajā vielā. Tas ir kodolu kopums. Iegarenās smadzenes ir sava veida starpnieks, tas ir, tas pārraida informāciju no ķermeņa uz centrālās nervu sistēmas vispārējo daļu un otrādi. Papildus šai funkcijai departaments ir atbildīgs par dažiem refleksiem, kas ietver šķaudīšanu un klepu, kā arī kontrolē elpošanas sistēmu un gremošanas kompleksu, ieskaitot rīšanu.
Interesanti fakti: rīšanas reflekss tiek iedarbināts tikai tad, kad ir kairināta gļotāda un mēle. Piemēram, ir ļoti grūti norīt 4 reizes pēc kārtas, ja mutē nav šķidruma vai cita kairinātāja.
Tilts
Tilts attiecas uz vadošās daļas turpinājumu un palīdz organizēt attiecības starp muguras smadzenēm, iegarenajām smadzenēm un tālāk uz citām sekcijām, kas ietver smadzenes. Tas ir šķiedru kopums, ko var atrast ar nosaukumu Varlieva tilts. Papildus informācijas pārraidei tilts ir iesaistīts asinsspiediena regulēšanā un ir atbildīgs par refleksu darbībām, tostarp mirkšķināšanu, rīšanu, šķaudīšanu un klepu. Tilts pāriet nākamajā daļā - vidussmadzenēs, kas jau veic nedaudz citas funkcijas.
Vidussmadzenes
Vidējā daļa ir īpašu kodolu kopa, ko sauc par četrzaru tuberkuliem. Viņi ir atbildīgi par primāro informācijas uztveri caur dzirdi un redzi. Ir priekšējie tuberkuli, kas saistīti ar redzes receptoriem, kā arī aizmugurējie, kas pārnēsā informāciju, kas nonāk caur dzirdes orgāniem un tiek pārstrādāta noteiktos signālos. Pastāv arī saistība starp vidussmadzenēm un muskuļu tonusu, okulomotorisko reakciju, kā arī cilvēka spēju orientēties telpā.
Interesanti fakti: vidējā sadaļa ļauj atcerēties objektus, kurus cilvēks redzēja, bet nekoncentrējās uz tiem.
Diencephalon
Ja sīkāk aplūkojam diencefalonu, tad to var iedalīt vairākās daļās, ko sauc:
- Talāmu uzskata par galveno informācijas pārraides starpnieku uz citām smadzeņu daļām. Talāms, īpaši kodoli, apstrādā un sūta signālus, kas saņemti no dažādām maņām, izņemot ožas sistēmu. Vizuālos datus, visu, ko uztver dzirdes sistēma, taustes sajūtas apstrādā šī starpposma daļa un novirza uz smadzeņu puslodēm;
- Hipotalāms. Šajā zonā ir koncentrētas vairākas refleksu sistēmas, kas regulē izsalkuma un slāpju sajūtu. Signālu, ka jāatpūšas, miega sajūtu, kā arī informāciju par nomoda iestāšanos apstrādā un nosūta hipotalāms. Ķermenis cenšas uzturēt gandrīz identisku vidi, regulējot daudzu reakciju norisi, kas notiek, piedaloties šai starpposma daļai;
- Smadzeņu hipofīze ir it kā “piekārta uz kātiņa” zem hipotalāma un ir endokrīnais dziedzeris. Tas ir tieši iesaistīts endokrīnās sistēmas veidošanā un regulēšanā, un tā darbs ietekmē arī visa organisma reproduktīvo funkciju un vielmaiņas procesus.
Smadzenītes atrodas tilta un iegarenās smadzenes sānos, ko bieži sauc par otrajām vai mazajām smadzenēm. Tam ir divas daļas puslodes formā, kuras virsma ir pilnībā pārklāta ar pelēko vielu jeb garozu, virspusē ir specifiskas rievas. Iekšpusē ir baltā viela vai ķermenis.
Kustību koordinācija ir tieši atkarīga no smadzenīšu veiktspējas, kas regulē muskuļu grupu darbības secību. Tieši šīs salīdzinoši nelielās sadaļas (vidējais svars 110-145g) pārkāpumi neļauj normāli kustēties un salīdzināt vēlamo darbību ar ekstremitāšu koordināciju. Acīmredzams smadzenīšu darbības traucējums ir cilvēks alkohola reibumā. Normālā stāvoklī visu kustību regulēšana notiek gandrīz automātiski. Ir konstatēts, ka ar apziņu nav iespējams koriģēt smadzenīšu funkcijas.
Ir stumbra definīcija, kas attiecas uz tādām smadzeņu daļām kā iegarenās smadzenes, tilts, vidussmadzenes un diencephalons. Atkarībā no struktūras interpretācijas apgabalu nosaukumi, ko vieno noteikti mērķi, funkcijas vai citi raksturlielumi, var atšķirties. No tā ir 12 galvaskausa nervu pāri, kas savieno dziedzerus, muskuļus, sensoros receptorus un citus audus, kas atrodas uz galvas.
Smadzeņu puslodes un garoza
Smadzeņu puslodes ir audi, proti, pelēkā viela baltās vielas iekšpusē, un tās aizņem apmēram 80% no visas virsmas. Smadzeņu struktūra nodrošina kompleksa strukturāla audu slāņa klātbūtni, kas ieskauj smadzeņu puslodes, ko parasti sauc par garozu. Neironu uzkrāšanās smadzeņu garozā ir aptuveni 17 miljardi, un rievu un izliekumu klātbūtne kompensē šī slāņa laukumu, kas var būt 2,5 m2. Zinātnieki ir pierādījuši, ka tieši cilvēka smadzenēs ir īpaši attīstījušās smadzeņu puslodes un garoza, kas ir pamatā cilvēku un dzīvnieku darbību un jūtu atšķirībām.
Mizas struktūra satur sešus slāņus, kas kopā ir aptuveni 3 mm. Katrs no tiem atšķiras ar neironu skaitu, atrašanās vietu un dažiem citiem parametriem, tāpēc smadzeņu garozai ir vairākas funkcijas. Ir noteiktas atšķirības, attiecībā uz tām mizu iedala senajā, vecajā un jaunajā. Pirmie divi veidi ir atbildīgi par cilvēka instinktīvo uzvedību, situācijas uztveri emocionālajā aspektā, iedzimtajām uzvedības īpašībām, homeostāzi. No šīm daļām nāk bailes, prieks un citas jūtas. Jaunā garoza veido galvenās atšķirības starp cilvēkiem un citiem zīdītājiem, jo tajos tā tikai parādās, bet neattīstās. Tiek uzskatīts, ka cilvēku apzinātā domāšana, runa un citas intelektuālās izpausmes veidojas tieši pateicoties jaunās garozas attīstībai.
Smadzeņu garoza ir sadalīta ar trim galvenajiem sprauslas atsevišķās zonās vai daivās, kas ir atbildīgas par dažādām smadzeņu funkcijām. Vazas sauc: centrālā, sānu, parieto-pakauša.
Šajā sakarā ir īpašs iedalījums, un tiek izdalītas šādas akcijas:
- Pakauša daiva. Šo daļu dažreiz sauc par vizuālā analizatora centru, jo tieši tā ir iesaistīta visa redzētā sarežģītajā transformācijā;
- Temporālā daiva. Reģions ir atbildīgs par informācijas dzirdes transformāciju, un tā iekšējā daļa palīdz cilvēkam orientēties garšas datos, arī smarža attiecas uz šīs daivas regulēšanu;
- Parietālā daiva. Teritorija, kas atrodas netālu no parietālās vagas. Ādas-muskuļu sajūta, kā arī spēja pieskarties, garšas jutīgums;
- Priekšējā daiva. To uzskata par jomu, no kuras atkarīga cilvēka spēja mācīties un atcerēties. Intelektuālās spējas slēpjas tieši priekšējā daivā, jo tā ir atbildīga par domāšanas kvalitāti un struktūru.
Smadzenes joprojām tiek pētītas šodien, jo joprojām ir daudz jautājumu un pieņēmumu par attiecībām starp cilvēka personību, fizioloģiskajām, dzimuma, vecuma un emocionālajām īpašībām.
Kā darbojas kreisā un labā puslode
Katrai no puslodēm ir savas atšķirības funkcionēšanas ziņā un tas, kas raksturīgs kreisajam, neatbilst labajam. Analizējot atsevišķas parādības, mēs varam izcelt šādas kreisās puslodes pazīmes, kas ir atbildīga par: analītisko un loģisko domāšanu, lingvistiskajām spējām, konsekvenci. Kreisā puslode kontrolē ķermeņa manipulācijas labajā pusē.
Labajai puslodei ir raksturīga telpiskā domāšana, tā ir atbildīga par cilvēka muzikālajām spējām, iztēles attīstību, emocionalitāti un seksu. Labā puslode ir atbildīga par visas ķermeņa kreisās puses aktivitātēm.
Interesanti fakti: smadzeņu garoza vīriešiem ļauj labāk orientēties telpā un veidot maršrutus, taču grūtāk izteikt savas domas un iejusties neparastā vidē.
Smadzenēs ir dobumi, ko sauc par sirds kambariem. Pavisam tie ir četri un tie ir piepildīti ar cerebrospinālo šķidrumu, kas pilda noteiktu triecienu absorbējošu lomu, uztur optimālu šķidruma vidi, jonu sastāvu un ir iesaistīts metabolītu izvadīšanā.
Smadzeņu uzturs
Smadzeņu garoza un visa nervu sistēmas daļa darbojas, pateicoties traukiem, caur kuriem notiek uzturs. Jebkuri uztura sistēmas traucējumi un darbības traucējumi izraisa smadzeņu darbības traucējumus un insultu, kad notiek tūlītēja asiņošana. Ja cilvēkam jau ir problēmas ar asinsvadiem, tad, visticamāk, pastāv risks, ka smadzeņu garoza nesaņem pareizu uzturu.
Ja salīdzina visu ķermeņa iztērēto enerģiju, tad aptuveni 25% tiek tērēti smadzeņu darbībai. Tas apliecina, ka, ja cilvēks nodarbojas ar darbu, kas saistīts ar domāšanas procesu, tad pastāv iespēja sadedzināt enerģiju bez fiziskas piepūles.
Smadzeņu apvalki
Smadzeņu sistēmu ieskauj trīs membrānas, proti, cietā, arahnoidālā un mīkstā. Katram no tiem ir savs mērķis un atsevišķi to var attēlot šādi:
- Cietais apvalks ir sapludināts ar galvaskausu un ir zināmā mērā aizsargājošs. Tās stiprums ir izskaidrojams ar īpašu šūnu, tostarp kolagēna šķiedru, saturu;
- Arahnoīds vai vidējais apvalks. Raksturīgs ar cerebrospinālā šķidruma klātbūtni, kas nodrošina triecienu absorbējošu efektu, glābjot smadzeņu ķermeni no vidēji smagiem ievainojumiem;
- Mīksts apvalks. Tajā ir asinsvadu kolekcija, kas nodrošina barību smadzenēm un apkārtējiem audiem.
Smadzeņu struktūrai ir ļoti sarežģīta struktūra, tās detalizētai izpētei nepieciešamas īpašas profesionālas zināšanas. Zinātnieki visā pasaulē nelaiž garām iespēju veikt pētījumus par cilvēkiem ar neparastām prāta spējām, īpašām aktivitātēm, izcilām darbībām un atklājumiem. Dažiem šādi eksperimenti šķitīs necilvēcīgi, taču tie var atklāt smadzeņu noslēpumus par daudzām garīgām un fizioloģiskām slimībām, neparastām personībām un viņu talantiem.
Lasīšana stiprina nervu savienojumus:
ārsts
Raksti par tēmu
