Il sistema nervoso centrale (SNC) è costituito dal cervello e dal midollo spinale. È collegato a diverse parti del corpo dai nervi periferici ?? motore e sensibile. Vedi anche SISTEMA NERVOSO.
Cervello ?? struttura simmetrica, come la maggior parte delle altre parti del corpo. Alla nascita, il suo peso è di circa 0,3 kg, mentre in un adulto è ?? circa. 1,5 kg. All'esame esterno del cervello, due grandi emisferi che nascondono le formazioni più profonde attirano l'attenzione. La superficie degli emisferi è coperta da scanalature e convoluzioni che aumentano la superficie della corteccia (strato esterno del cervello). Dietro il cervelletto è posto, la cui superficie è tagliata più finemente. Sotto i grandi emisferi c'è il tronco cerebrale, che passa nel midollo spinale. I nervi lasciano il tronco e il midollo spinale, lungo i quali le informazioni fluiscono dai recettori interni ed esterni al cervello e i segnali ai muscoli e alle ghiandole scorrono nella direzione opposta. 12 paia di nervi cranici si stanno allontanando dal cervello.
All'interno del cervello si distingue la materia grigia, costituita principalmente dai corpi delle cellule nervose e che formano la corteccia e la sostanza bianca? fibre nervose che formano i percorsi (tratti) che collegano varie parti del cervello, oltre a formare nervi che si estendono oltre i limiti del sistema nervoso centrale e si rivolgono a diversi organi.
Il cervello e il midollo spinale sono protetti dai gusci delle ossa? cranio e colonna vertebrale. Tra la sostanza del cervello e le pareti ossee ci sono tre gusci: l'esterno ?? dura madre, interna ?? morbido e tra di loro ?? guscio aracnoideo sottile. Lo spazio tra le membrane è pieno di liquido cerebrospinale (cerebrospinale), che è simile nella composizione al plasma sanguigno, prodotto nelle cavità intracerebrali (ventricoli del cervello) e circola nel cervello e nel midollo spinale, fornendolo con sostanze nutritive e altri fattori necessari per l'attività vitale.
L'apporto di sangue al cervello è fornito principalmente dalle arterie carotidi; alla base del cervello, sono divisi in grandi rami che vanno alle sue varie sezioni. Anche se il peso del cervello è solo il 2,5% del peso corporeo, costantemente, giorno e notte, riceve il 20% del sangue circolante nel corpo e, di conseguenza, l'ossigeno. Le riserve di energia del cervello stesso sono estremamente piccole, quindi è estremamente dipendente dalla fornitura di ossigeno. Esistono meccanismi protettivi in grado di supportare il flusso sanguigno cerebrale in caso di sanguinamento o lesioni. Una caratteristica della circolazione cerebrale è anche la presenza dei cosiddetti. barriera emato-encefalica. Consiste di diverse membrane, che limitano la permeabilità delle pareti vascolari e il flusso di molti composti dal sangue nella sostanza del cervello; quindi, questa barriera svolge funzioni protettive. Ad esempio, molte sostanze medicinali non penetrano attraverso di esso.
Le cellule del SNC sono chiamate neuroni; la loro funzione ?? elaborazione delle informazioni. Nel cervello umano da 5 a 20 miliardi di neuroni. La struttura del cervello include anche cellule gliali, ci sono circa 10 volte di più dei neuroni. Glia riempie lo spazio tra i neuroni, formando la struttura di supporto del tessuto nervoso e svolge anche funzioni metaboliche e di altro tipo.
Il neurone, come tutte le altre cellule, è circondato da una membrana semipermeabile (al plasma). Due tipi di processi partono da un corpo cellulare ?? dendriti e assoni. La maggior parte dei neuroni ha molti dendriti ramificati, ma solo un assone. I dendriti sono in genere molto brevi, mentre la lunghezza dell'assone varia da pochi centimetri a diversi metri. Il corpo del neurone contiene il nucleo e altri organelli, come in altre cellule del corpo (vedi anche CELL).
Impulsi nervosi. La trasmissione di informazioni nel cervello, così come il sistema nervoso nel suo insieme, viene effettuata per mezzo di impulsi nervosi. Si diffondono nella direzione dal corpo cellulare alla parte terminale dell'assone, che può diramarsi formando una serie di terminazioni a contatto con altri neuroni attraverso una stretta fessura ?? sinapsi; la trasmissione di impulsi attraverso la sinapsi è mediata da sostanze chimiche ?? neurotrasmettitori.
L'impulso nervoso di solito ha origine nei dendriti ?? sottili processi di ramificazione del neurone, specializzati nell'ottenere informazioni da altri neuroni e trasmetterlo al corpo del neurone. Su dendrites e, in un numero minore, ci sono migliaia di sinapsi sul corpo della cella; è attraverso le sinapsi degli assoni, che trasportano informazioni dal corpo del neurone, lo trasmettono ai dendriti di altri neuroni.
La fine dell'assone, che costituisce la parte presinaptica della sinapsi, contiene piccole vescicole con un neurotrasmettitore. Quando l'impulso raggiunge la membrana presinaptica, il neurotrasmettitore dalla vescicola viene rilasciato nella fessura sinaptica. La fine di un assone contiene un solo tipo di neurotrasmettitore, spesso in combinazione con uno o più tipi di neuromodulatori (vedi sotto Neurochimica cerebrale).
Il neurotrasmettitore rilasciato dalla membrana presinaptica assonica si lega ai recettori sui dendriti del neurone postsinaptico. Il cervello utilizza una varietà di neurotrasmettitori, ognuno dei quali è associato al suo particolare recettore.
I recettori sui dendriti sono collegati a canali in una membrana postsinaptica semipermeabile che controlla il movimento degli ioni attraverso la membrana. A riposo, il neurone ha un potenziale elettrico di 70 millivolt (potenziale di riposo), mentre il lato interno della membrana è caricato negativamente rispetto al esterno. Sebbene ci siano diversi mediatori, tutti hanno un effetto stimolante o inibitorio sul neurone postsinaptico. L'effetto stimolante è realizzato attraverso il potenziamento del flusso di determinati ioni, principalmente sodio e potassio, attraverso la membrana. Di conseguenza, la carica negativa della superficie interna diminuisce ?? si verifica depolarizzazione. L'effetto frenante si verifica principalmente attraverso i cambiamenti nel flusso di potassio e cloruri, di conseguenza, la carica negativa della superficie interna diventa più grande di quella a riposo e si verifica l'iperpolarizzazione.
La funzione del neurone è quella di integrare tutte le influenze percepite attraverso le sinapsi sul suo corpo e sui dendriti. Poiché questi effetti possono essere eccitatori o inibitori e non coincidono nel tempo, il neurone deve calcolare l'effetto totale dell'attività sinaptica in funzione del tempo. Se l'effetto eccitatorio prevale sull'inibitore e la depolarizzazione della membrana supera il valore soglia, si attiva una certa parte della membrana del neurone? nella regione della base del suo assone (assone tubercolo). Qui, a seguito dell'apertura di canali per gli ioni sodio e potassio, sorge un potenziale d'azione (impulso nervoso).
Questo potenziale si estende ulteriormente lungo l'assone fino alla sua estremità ad una velocità da 0,1 m / sa 100 m / s (più spesso è l'assone, maggiore è la velocità di conduzione). Quando il potenziale d'azione raggiunge la fine dell'assone, viene attivato un altro tipo di canali ionici, a seconda della differenza potenziale? canali di calcio. Secondo loro, il calcio entra nell'assone, che porta alla mobilizzazione delle vescicole con il neurotrasmettitore, che si avvicinano alla membrana presinaptica, si fondono con esso e rilasciano il neurotrasmettitore nella sinapsi.
Mielina e cellule gliali. Molti assoni sono ricoperti da una guaina di mielina, che è formata da una membrana ripetutamente intrecciata di cellule gliali. La mielina consiste principalmente di lipidi, che conferiscono un aspetto caratteristico alla sostanza bianca del cervello e del midollo spinale. Grazie alla guaina mielinica, aumenta la velocità del potenziale d'azione lungo l'assone, dal momento che gli ioni possono muoversi attraverso la membrana assonica solo in punti non coperti da mielina, ?? il cosiddetto intercettazioni Ranvier. Tra intercettazioni, gli impulsi sono condotti lungo la guaina mielinica come attraverso un cavo elettrico. Poiché l'apertura del canale e il passaggio degli ioni attraverso di esso richiede un certo tempo, l'eliminazione dell'apertura costante dei canali e la limitazione del loro campo d'azione a piccole aree di membrana non coperte da mielina accelera la conduzione degli impulsi lungo l'assone di circa 10 volte.
Solo una parte delle cellule gliali è coinvolta nella formazione della guaina mielinica dei nervi (cellule di Schwann) o dei tratti nervosi (oligodendrociti). Molte più cellule gliali (astrociti, microgliociti) svolgono altre funzioni: formano lo scheletro di supporto del tessuto nervoso, provvedono ai suoi bisogni metabolici e recuperano da lesioni e infezioni.
Considera un semplice esempio. Cosa succede quando prendiamo una matita sul tavolo? La luce riflessa dalla matita si concentra nell'occhio con l'obiettivo ed è diretta alla retina, dove appare l'immagine della matita; viene percepito dalle cellule corrispondenti, da cui il segnale passa ai principali nuclei trasmettitori sensoriali del cervello, situati nel talamo (tubercolo visivo), principalmente in quella parte del corpo che si chiama corpo laterale del genicolato. Sono attivati numerosi neuroni che rispondono alla distribuzione della luce e dell'oscurità. Gli assoni dei neuroni del corpo a gomito laterale vanno alla corteccia visiva primaria, situata nel lobo occipitale dei grandi emisferi. Gli impulsi che provengono dal talamo in questa parte della corteccia si trasformano in una complessa sequenza di scariche di neuroni corticali, alcuni dei quali reagiscono al confine tra la matita e il tavolo, altri ?? agli angoli nell'immagine a matita, ecc. Dalla corteccia visiva primaria, l'informazione sugli assoni entra nella corteccia visiva associativa, dove avviene il riconoscimento del pattern, in questo caso una matita. Il riconoscimento in questa parte della corteccia si basa sulla conoscenza precedentemente accumulata dei contorni esterni degli oggetti.
La pianificazione del movimento (cioè, prendendo una matita) si verifica probabilmente nella corteccia dei lobi frontali degli emisferi cerebrali. Nella stessa area della corteccia si trovano i motoneuroni che danno comandi ai muscoli della mano e delle dita. L'avvicinamento della mano alla matita è controllato dal sistema visivo e dagli interecettori che percepiscono la posizione dei muscoli e delle articolazioni, l'informazione da cui entra nel sistema nervoso centrale. Quando prendiamo una matita in mano, i ricettori sulla punta delle dita, che percepiscono la pressione, ci dicono se le dita tengono bene la matita e quale dovrebbe essere lo sforzo per trattenerla. Se vogliamo scrivere il nostro nome a matita, abbiamo bisogno di attivare altre informazioni memorizzate nel cervello che forniscono questo movimento più complesso, e il controllo visivo aiuterà ad aumentare la sua precisione.
Nell'esempio sopra, si può vedere che eseguire un'azione abbastanza semplice coinvolge estese aree del cervello che si estendono dalla corteccia alle regioni sottocorticali. Con comportamenti più complessi associati alla parola o al pensiero, vengono attivati altri circuiti neurali che coprono aree del cervello ancora più vaste.
Il cervello può essere diviso in tre parti principali: il proencefalo, il tronco cerebrale e il cervelletto. Nel proencefalo vengono secreti gli emisferi cerebrali, il talamo, l'ipotalamo e la ghiandola pituitaria (una delle ghiandole neuroendocrine più importanti). Il tronco cerebrale è costituito dal midollo allungato, dal ponte (pons) e dal mesencefalo.
Grande emisfero ?? la maggior parte del cervello negli adulti è circa il 70% del suo peso. Normalmente, gli emisferi sono simmetrici. Sono interconnessi da un massiccio fascio di assoni (corpo calloso), che fornisce lo scambio di informazioni.
Ogni emisfero è costituito da quattro lobi: frontale, parietale, temporale e occipitale. La corteccia dei lobi frontali contiene centri che regolano l'attività locomotoria, così come, probabilmente, i centri di pianificazione e previsione. Nella corteccia dei lobi parietali, situati dietro il frontale, ci sono zone di sensazioni corporee, tra cui il senso del tatto e la sensazione articolare e muscolare. Lateralmente al lobo parietale confina con il temporale, in cui si trova la corteccia uditiva primaria, così come i centri del discorso e altre funzioni superiori. La parte posteriore del cervello occupa il lobo occipitale situato sopra il cervelletto; la sua corteccia contiene zone di sensazioni visive.
Le aree della corteccia che non sono direttamente correlate alla regolazione dei movimenti o all'analisi delle informazioni sensoriali sono chiamate corteccia associativa. In queste zone specializzate, si formano collegamenti associativi tra diverse aree e parti del cervello e le informazioni provenienti da esse sono integrate. La corteccia associativa fornisce funzioni così complesse come l'apprendimento, la memoria, la parola e il pensiero.
Strutture sottocorticali Sotto la corteccia giace una serie di importanti strutture cerebrali, o nuclei, che sono gruppi di neuroni. Questi includono il talamo, i gangli della base e l'ipotalamo. Thalamus ?? questo è il principale nucleo di trasmissione sensoriale; riceve informazioni dai sensi e, a sua volta, li inoltra alle parti appropriate della corteccia sensoriale. Ci sono anche zone non specifiche che sono associate a quasi tutta la corteccia e, probabilmente, forniscono i processi della sua attivazione e mantengono la veglia e l'attenzione. I gangli basali ?? Questo è un insieme di nuclei (il cosiddetto guscio, sfera pallida e nucleo caudato), che partecipano alla regolazione dei movimenti coordinati (avviarli e fermarli).
Ipotalamo ?? una piccola area alla base del cervello, sotto il talamo. Ricco di sangue, ipotalamo ?? un importante centro che controlla le funzioni omeostatiche del corpo. Produce sostanze che regolano la sintesi e il rilascio di ormoni ipofisari (vedi anche IPOFISI). Nell'ipotalamo ci sono molti nuclei che svolgono funzioni specifiche, come la regolazione del metabolismo dell'acqua, la distribuzione del grasso immagazzinato, la temperatura corporea, il comportamento sessuale, il sonno e la veglia.
Il tronco cerebrale si trova alla base del cranio. Collega il midollo spinale con il proencefalo e consiste nel midollo allungato, nel ponte, nel medio e nel diencefalo.
Attraverso il cervello medio e intermedio, così come attraverso l'intero tronco, passano i percorsi motori che portano al midollo spinale, così come alcuni percorsi sensibili dal midollo spinale alle parti periferiche del cervello. Sotto il mesencefalo c'è un ponte collegato da fibre nervose al cervelletto. La parte più bassa del tronco ?? midollare ?? va direttamente nella colonna vertebrale. Nel midollo allungato sono localizzati i centri che regolano l'attività del cuore e della respirazione, a seconda delle circostanze esterne, e controllano anche la pressione sanguigna, la motilità gastrica e intestinale.
A livello del tronco, i percorsi che collegano ciascun emisfero cerebrale con il cervelletto si intersecano. Pertanto, ciascuno degli emisferi controlla il lato opposto del corpo ed è collegato all'emisfero opposto del cervelletto.
Il cervelletto si trova sotto i lobi occipitali dei grandi emisferi. Attraverso i percorsi del ponte, è collegato alle parti sovrastanti del cervello. Il cervelletto regola i sottili movimenti automatici, coordinando l'attività di vari gruppi muscolari durante l'esecuzione di atti comportamentali stereotipati; controlla costantemente anche la posizione della testa, del busto e degli arti, vale a dire coinvolto nel mantenimento dell'equilibrio. Secondo gli ultimi dati, il cervelletto gioca un ruolo molto significativo nella formazione delle capacità motorie, aiutando a memorizzare la sequenza dei movimenti.
Altri sistemi Sistema limbico ?? una vasta rete di aree cerebrali interconnesse che regolano gli stati emotivi, oltre a fornire apprendimento e memoria. I nuclei che formano il sistema limbico includono l'amigdala e l'ippocampo (incluso nel lobo temporale), così come l'ipotalamo e il cosiddetto nucleo. setto trasparente (situato nelle regioni sottocorticali del cervello).
Formazione reticolare ?? una rete di neuroni che si estende attraverso l'intero tronco fino al talamo e ulteriormente connessa con vaste aree della corteccia. Partecipa alla regolazione del sonno e della veglia, mantiene lo stato attivo della corteccia e contribuisce al centro dell'attenzione su determinati oggetti.
Con l'aiuto di elettrodi posizionati sulla superficie della testa o introdotti nella sostanza del cervello, è possibile fissare l'attività elettrica del cervello a causa degli scarichi delle sue cellule. La registrazione dell'attività elettrica del cervello con elettrodi sulla superficie della testa è chiamata elettroencefalogramma (EEG). Non consente di registrare lo scarico di un singolo neurone. Solo come risultato dell'attività sincronizzata di migliaia o milioni di neuroni, le oscillazioni evidenti (onde) appaiono sulla curva registrata.
Con la registrazione costante sull'EEG, i cambiamenti ciclici sono rivelati, riflettendo il livello generale di attività dell'individuo. Nello stato di veglia attiva, l'EEG cattura onde beta non ritmiche di bassa ampiezza. In uno stato di veglia rilassata con gli occhi chiusi prevalgono le onde alfa con una frequenza di 7-12 cicli al secondo. L'insorgenza del sonno è indicata dalla comparsa di onde lente ad alta ampiezza (onde delta). Durante i periodi di sogno, le onde beta riappaiono sull'EEG, e sulla base dell'EEG si può creare una falsa impressione che la persona sia sveglia (da qui il termine "sonno paradossale"). I sogni sono spesso accompagnati da rapidi movimenti oculari (con palpebre chiuse). Pertanto, il sogno è anche chiamato sonno con movimenti oculari rapidi (vedi anche SLEEP). L'EEG consente di diagnosticare alcune malattie del cervello, in particolare l'epilessia (vedi EPILESSIA).
Se si registra l'attività elettrica del cervello durante l'azione di uno stimolo particolare (visivo, uditivo o tattile), è possibile identificare il cosiddetto. potenziali evocati ?? scariche sincrone di un certo gruppo di neuroni che si manifestano in risposta a uno specifico stimolo esterno. Lo studio dei potenziali evocati ha permesso di chiarire la localizzazione delle funzioni cerebrali, in particolare, per collegare la funzione del linguaggio con determinate aree dei lobi temporali e frontali. Questo studio aiuta anche a valutare lo stato dei sistemi sensoriali nei pazienti con sensibilità ridotta.
I neurotrasmettitori più importanti del cervello sono acetilcolina, norepinefrina, serotonina, dopamina, glutammato, acido gamma-aminobutirrico (GABA), endorfine ed encefaline. Oltre a queste sostanze ben note, un gran numero di altre che non sono ancora state studiate probabilmente funzionano nel cervello. Alcuni neurotrasmettitori agiscono solo in certe aree del cervello. Pertanto, endorfine e encefaline si trovano solo nelle vie che conducono gli impulsi del dolore. Altri mediatori, come il glutammato o il GABA, sono più ampiamente distribuiti.
L'azione dei neurotrasmettitori. Come già notato, i neurotrasmettitori, agendo sulla membrana postsinaptica, cambiano la sua conduttività per gli ioni. Spesso ciò avviene attraverso l'attivazione nel neurone postsinaptico del secondo sistema "mediatore", ad esempio, adenosina monofosfato ciclico (cAMP). L'azione dei neurotrasmettitori può essere modificata sotto l'influenza di un'altra classe di sostanze neurochimiche ?? neuromodulatori peptidici. Rilasciati dalla membrana presinaptica contemporaneamente al mediatore, hanno la capacità di migliorare o altrimenti alterare l'effetto dei mediatori sulla membrana postsinaptica.
Il sistema endorfine-encefalina scoperto di recente è importante. Encefaline e endorfine ?? piccoli peptidi che inibiscono la conduzione degli impulsi del dolore legandosi ai recettori del sistema nervoso centrale, comprese le zone più alte della corteccia. Questa famiglia di neurotrasmettitori sopprime la percezione soggettiva del dolore.
Droghe psicoattive ?? sostanze che possono legarsi specificamente a determinati recettori nel cervello e causare cambiamenti comportamentali. Identificato diversi meccanismi della loro azione. Alcuni influenzano la sintesi dei neurotrasmettitori, altri ?? sul loro accumulo e rilascio da vescicole sinaptiche (ad esempio, l'anfetamina provoca un rapido rilascio di noradrenalina). Il terzo meccanismo è quello di legarsi ai recettori e imitare l'azione di un neurotrasmettitore naturale, ad esempio, l'effetto dell'LSD (dietilamide dell'acido lisergico) è spiegato dalla sua capacità di legarsi ai recettori della serotonina. Il quarto tipo di farmaci d'azione ?? blocco dei recettori, cioè antagonismo con neurotrasmettitori. Tali antipsicotici ampiamente utilizzati come fenotiazine (ad esempio clorpromazina o aminazina) bloccano i recettori della dopamina e quindi riducono l'effetto della dopamina sui neuroni postsinaptici. Infine, l'ultimo dei meccanismi di azione comuni ?? inibizione dell'inattivazione del neurotrasmettitore (molti pesticidi impediscono l'inattivazione dell'acetilcolina).
È noto da tempo che la morfina (un prodotto di papavero da oppio purificato) non ha solo un effetto analgesico pronunciato (analgesico), ma anche la capacità di causare euforia. Questo è il motivo per cui viene usato come droga. L'azione della morfina è associata alla sua capacità di legarsi ai recettori sul sistema endorfina-encefalina umano (vedi anche DROGA). Questo è solo uno dei tanti esempi del fatto che una sostanza chimica di diversa origine biologica (in questo caso, di origine vegetale) è in grado di influenzare il funzionamento del cervello di animali e umani, interagendo con specifici sistemi di neurotrasmettitori. Un altro esempio ben noto ?? curaro, derivato da una pianta tropicale e capace di bloccare i recettori dell'acetilcolina. Gli indiani del Sud America ungevano punte di freccia di curaro, usando il suo effetto paralizzante associato al blocco della trasmissione neuromuscolare.
La ricerca sul cervello è difficile per due ragioni principali. Innanzitutto, il cervello, protetto in modo sicuro dal cranio, non è accessibile direttamente. In secondo luogo, i neuroni del cervello non si rigenerano, quindi qualsiasi intervento può portare a danni irreversibili.
Nonostante queste difficoltà, la ricerca sul cervello e alcune forme del suo trattamento (in primis, l'intervento neurochirurgico) sono note fin dall'antichità. I reperti archeologici mostrano che già nell'antichità, l'uomo incrinava il cranio per ottenere l'accesso al cervello. Una ricerca cerebrale particolarmente intensa è stata condotta durante i periodi di guerra, quando è stato possibile osservare una serie di lesioni alla testa.
Danneggiamento del cervello a causa di lesioni alla parte anteriore, o lesioni in tempo di pace, ?? una sorta di esperimento in cui alcune parti del cervello vengono distrutte. Poiché questa è l'unica forma possibile di un "esperimento" sul cervello umano, un altro importante metodo di ricerca sono stati gli esperimenti sugli animali da laboratorio. Osservando le conseguenze comportamentali o fisiologiche del danno a una particolare struttura cerebrale, si può giudicare la sua funzione.
L'attività elettrica del cervello negli animali da esperimento viene registrata usando elettrodi posizionati sulla superficie della testa o del cervello o introdotti nella sostanza del cervello. Pertanto, è possibile determinare l'attività di piccoli gruppi di neuroni o singoli neuroni, nonché di identificare i cambiamenti nei flussi ionici attraverso la membrana. Con l'aiuto di un dispositivo stereotassico che consente di inserire l'elettrodo in un punto specifico del cervello, vengono esaminate le sezioni di profondità inaccessibili.
Un altro approccio è quello di rimuovere piccole aree del tessuto cerebrale vivente, dopo di che la sua esistenza viene mantenuta come una fetta collocata in un mezzo nutritivo, o le cellule vengono separate e studiate in colture cellulari. Nel primo caso, puoi esplorare l'interazione dei neuroni, nel secondo ?? attività vitale delle singole cellule.
Quando si studia l'attività elettrica dei singoli neuroni o dei loro gruppi in diverse aree del cervello, l'attività iniziale viene solitamente prima registrata, quindi viene determinato l'effetto di un particolare effetto sulla funzione delle cellule. Secondo un altro metodo, un impulso elettrico viene applicato attraverso l'elettrodo impiantato per attivare artificialmente i neuroni più vicini. Quindi puoi studiare gli effetti di certe aree del cervello sulle sue altre aree. Questo metodo di stimolazione elettrica era utile nello studio dei sistemi di attivazione dello stelo che passavano attraverso il mesencefalo; si ricorre anche a quando si cerca di capire come i processi di apprendimento e memoria avvengono a livello sinaptico.
Cento anni fa è diventato chiaro che le funzioni degli emisferi sinistro e destro sono diverse. Un chirurgo francese P. Brock, guardando i pazienti con un incidente cerebrovascolare (ictus), ha scoperto che solo i pazienti con danni all'emisfero sinistro soffrivano di disturbi del linguaggio. Ulteriori studi sulla specializzazione degli emisferi sono stati continuati utilizzando altri metodi, ad esempio la registrazione EEG e potenziali evocati.
Negli ultimi anni sono state utilizzate tecnologie complesse per ottenere immagini (visualizzazioni) del cervello. Pertanto, la tomografia computerizzata (CT) ha rivoluzionato la neurologia clinica, consentendo di ottenere l'immagine dettagliata (a strati) in vivo delle strutture cerebrali. Un altro metodo di visualizzazione ?? tomografia ad emissione di positroni (PET) ?? dà un quadro dell'attività metabolica del cervello. In questo caso, un radioisotopo di breve durata viene introdotto in una persona, che si accumula in diverse parti del cervello, e più aumenta la sua attività metabolica. Con l'aiuto della PET, è stato anche dimostrato che le funzioni vocali della maggior parte di quelle esaminate sono associate all'emisfero sinistro. Poiché il cervello lavora utilizzando un numero enorme di strutture parallele, il PET fornisce tali informazioni sulle funzioni cerebrali che non possono essere ottenute con elettrodi singoli.
Di norma, la ricerca sul cervello viene condotta utilizzando una combinazione di metodi. Per esempio, il neurobiologo americano R. Sperri, con gli impiegati, ha usato come procedura di trattamento per tagliare il corpo calloso (fascio di assoni che collega entrambi gli emisferi) in alcuni pazienti con epilessia. Successivamente, in questi pazienti con un cervello "diviso", è stata studiata la specializzazione emisferica. È stato rilevato che per il linguaggio e altre funzioni logiche e analitiche, l'emisfero dominante dominante (di solito a sinistra) è responsabile, mentre l'emisfero non dominante analizza i parametri spazio-temporali dell'ambiente esterno. Quindi, viene attivato quando ascoltiamo la musica. Un'immagine a mosaico dell'attività cerebrale suggerisce che ci sono numerose aree specializzate all'interno della corteccia e delle strutture sottocorticali; l'attività simultanea di queste aree conferma il concetto del cervello come un dispositivo di elaborazione con elaborazione dati parallela.
Con l'avvento di nuovi metodi di ricerca, è probabile che le idee sulle funzioni cerebrali cambino. L'uso di dispositivi che ci permettono di ottenere una "mappa" dell'attività metabolica di varie parti del cervello, nonché l'uso di approcci genetici molecolari, dovrebbe approfondire la nostra conoscenza dei processi che si verificano nel cervello. Vedi anche neuropsicologia.
In diversi tipi di vertebrati, il cervello è notevolmente simile. Se facciamo confronti a livello di neuroni, troviamo una netta somiglianza di tali caratteristiche come i neurotrasmettitori usati, le fluttuazioni nelle concentrazioni di ioni, i tipi di cellule e le funzioni fisiologiche. Le differenze fondamentali si rivelano solo rispetto agli invertebrati. I neuroni invertebrati sono molto più grandi; spesso sono collegati tra loro non da sostanze chimiche, ma da sinapsi elettriche, che raramente si trovano nel cervello umano. Nel sistema nervoso degli invertebrati vengono rilevati alcuni neurotrasmettitori che non sono caratteristici dei vertebrati.
Tra i vertebrati, le differenze nella struttura del cervello si riferiscono principalmente al rapporto delle sue singole strutture. Valutando le somiglianze e le differenze nel cervello di pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi (inclusi gli umani), è possibile derivare diversi modelli generali. Primo, tutti questi animali hanno la stessa struttura e le stesse funzioni dei neuroni. In secondo luogo, la struttura e le funzioni del midollo spinale e del tronco cerebrale sono molto simili. In terzo luogo, l'evoluzione dei mammiferi è accompagnata da un pronunciato aumento delle strutture corticali che raggiungono il massimo sviluppo nei primati. Negli anfibi, la corteccia costituisce solo una piccola parte del cervello, mentre negli umani? questa è la struttura dominante. Si ritiene, tuttavia, che i principi del funzionamento del cervello di tutti i vertebrati siano quasi gli stessi. Le differenze sono determinate dal numero di connessioni interneurone e interazioni, che è il più alto, più il cervello è complesso. Vedi anche ANATOMIA COMPARATIVA.
Cervello: funzioni, struttura
Il cervello, ovviamente, è la parte principale del sistema nervoso centrale umano.
Gli scienziati ritengono che sia utilizzato solo dell'8%.
Pertanto, le sue possibilità nascoste sono infinite e non studiate. Non c'è nemmeno relazione tra talenti e capacità umane. La struttura e la funzione del cervello implicano il controllo sull'intera attività vitale dell'organismo.
La posizione del cervello sotto la protezione delle ossa forti del cranio garantisce il normale funzionamento del corpo.
struttura
Il cervello umano è protetto in modo affidabile da forti ossa del cranio e occupa quasi l'intero spazio del cranio. Gli anatomisti distinguono condizionatamente le seguenti regioni del cervello: i due emisferi, il tronco e il cervelletto.
Un'altra divisione è anche presa. Parti del cervello sono i lobi frontali temporali, la corona e la parte posteriore della testa.
La sua struttura è composta da oltre cento miliardi di neuroni. La sua massa è normalmente molto diversa, ma raggiunge i 1800 grammi, per le donne la media è leggermente inferiore.
Il cervello è costituito da materia grigia. La corteccia consiste nella stessa materia grigia, formata da quasi l'intera massa di cellule nervose appartenenti a questo organo.
Sotto di esso è nascosta la sostanza bianca, costituita da processi di neuroni, che sono conduttori, impulsi nervosi trasmessi dal corpo alla subcortex per l'analisi, così come i comandi dalla corteccia alle parti del corpo.
Le aree di responsabilità del cervello per la corsa si trovano nella corteccia, ma sono anche nella sostanza bianca. I centri profondi sono chiamati nucleari.
Rappresenta la struttura del cervello, nelle profondità della sua regione cava costituita da 4 ventricoli, separati da condotti, dove circola il fluido che svolge la funzione protettiva. Fuori, ha protezione da tre gusci.
funzioni
Il cervello umano è il dominatore di tutta la vita del corpo, dai movimenti più piccoli a una funzione elevata del pensiero.
Le divisioni cerebrali e le loro funzioni comprendono l'elaborazione dei segnali dai meccanismi dei recettori. Molti scienziati ritengono che le sue funzioni includano anche la responsabilità per le emozioni, i sentimenti e la memoria.
I dettagli dovrebbero considerare le funzioni di base del cervello, così come la responsabilità specifica delle sue sezioni.
mozione
Tutte le attività motorie del corpo si riferiscono alla gestione del giro centrale, passando attraverso la parte anteriore del lobo parietale. Il coordinamento dei movimenti e la capacità di mantenere l'equilibrio sono responsabilità dei centri situati nella regione occipitale.
Oltre all'occipite, tali centri si trovano direttamente nel cervelletto e questo organo è anche responsabile della memoria muscolare. Pertanto, i malfunzionamenti nel cervelletto portano a interruzioni nel funzionamento del sistema muscolo-scheletrico.
sensibilità
Tutte le funzioni sensoriali sono controllate dal giro centrale che corre lungo la parte posteriore del lobo parietale. Qui è anche il centro per controllare la posizione del corpo, i suoi membri.
Organi di senso
I centri situati nei lobi temporali sono responsabili delle sensazioni uditive. Le sensazioni visive ad una persona sono fornite dai centri situati nella parte posteriore della testa. Il loro lavoro è chiaramente mostrato dalla tabella della visita oculistica.
L'intreccio delle spire alla congiunzione dei lobi temporali e frontali nasconde i centri responsabili delle sensazioni olfattive, gustative e tattili.
Funzione vocale
Questa funzionalità può essere suddivisa in capacità di produrre parole e capacità di comprendere il parlato.
La prima funzione è chiamata motore, e la seconda è sensoriale. I siti responsabili per loro sono numerosi e situati nelle circonvoluzioni degli emisferi destro e sinistro.
Funzione riflessa
Il cosiddetto dipartimento oblungo comprende aree responsabili di processi vitali che non sono controllati dalla coscienza.
Questi includono le contrazioni del muscolo cardiaco, la respirazione, il restringimento e la dilatazione dei vasi sanguigni, i riflessi protettivi, come lacrimazione, starnuti e vomito, oltre a monitorare lo stato della muscolatura liscia degli organi interni.
Funzioni della shell
Il cervello ha tre gusci.
La struttura del cervello è tale che oltre alla protezione, ciascuna delle membrane svolge determinate funzioni.
Il guscio morbido è progettato per garantire un flusso sanguigno normale, un flusso costante di ossigeno per il suo funzionamento ininterrotto. Inoltre, i vasi sanguigni più piccoli legati alla guaina morbida producono liquido spinale nei ventricoli.
La membrana aracnoidea è l'area in cui circola il liquore, esegue il lavoro che la linfa compie nel resto del corpo. Cioè, fornisce protezione contro gli agenti patologici di penetrare nel sistema nervoso centrale.
Il guscio duro è adiacente alle ossa del cranio, insieme a loro assicura la stabilità del midollo grigio e bianco, lo protegge dagli urti, cambia durante gli impatti meccanici sulla testa. Anche il guscio duro separa le sue sezioni.
dipartimenti
In cosa consiste il cervello?
La struttura e le principali funzioni del cervello sono svolte dalle sue diverse parti. Dal punto di vista dell'anatomia di un organo di cinque sezioni, che si sono formate nel processo di ontogenesi.
Varie parti del cervello controllano e sono responsabili del funzionamento dei singoli sistemi e organi di una persona. Il cervello è l'organo principale del corpo umano, i suoi reparti specifici sono responsabili del funzionamento del corpo umano nel suo complesso.
oblungo
Questa parte del cervello è una parte naturale del midollo spinale. Si è formato prima di tutto nel processo di ontogenesi, ed è qui che si trovano i centri che sono responsabili delle funzioni riflesse incondizionate, così come della respirazione, della circolazione sanguigna, del metabolismo e di altri processi che non sono controllati dalla coscienza.
Cervello posteriore
Di che cosa è responsabile il cervello posteriore?
In questa zona è il cervelletto, che è un modello ridotto dell'organo. È il cervello posteriore che è responsabile della coordinazione dei movimenti, della capacità di mantenere l'equilibrio.
Ed è il cervello posteriore che è il luogo in cui gli impulsi nervosi vengono trasmessi attraverso i neuroni del cervelletto, provenienti sia dalle estremità che da altre parti del corpo, e viceversa, cioè, l'intera attività umana è controllata.
media
Questa parte del cervello non è completamente compresa. Il mesencefalo, la sua struttura e le sue funzioni non sono completamente compresi. È noto che i centri responsabili della visione periferica, la reazione a rumori acuti si trovano qui. È anche noto che qui si trovano parti del cervello responsabili del normale funzionamento degli organi di percezione.
intermedio
Ecco una sezione chiamata talamo. Attraverso di esso passano tutti gli impulsi nervosi inviati da diverse parti del corpo ai centri degli emisferi. Il ruolo del talamo è quello di controllare l'adattamento del corpo, fornisce una risposta agli stimoli esterni, supporta la normale percezione sensoriale.
Nella sezione intermedia è l'ipotalamo. Questa parte del cervello stabilizza il sistema nervoso periferico e controlla anche il funzionamento di tutti gli organi interni. Ecco l'organismo on-off.
È l'ipotalamo che regola la temperatura corporea, il tono dei vasi sanguigni, la contrazione dei muscoli lisci degli organi interni (peristalsi) e forma anche una sensazione di fame e sazietà. L'ipotalamo controlla la ghiandola pituitaria. Cioè, è responsabile del funzionamento del sistema endocrino, controlla la sintesi degli ormoni.
Il finale
Il cervello finale è una delle parti più giovani del cervello. Il corpo calloso fornisce la comunicazione tra gli emisferi destro e sinistro. Nel processo di ontogenesi, è stato formato dall'ultima di tutte le sue parti costituenti, forma la parte principale dell'organo.
Le aree del cervello finale svolgono tutta l'attività nervosa più alta. Ecco il numero schiacciante di convoluzioni, è strettamente connesso con la subcorteccia, attraverso di essa viene controllata l'intera vita dell'organismo.
Il cervello, la sua struttura e le sue funzioni sono in gran parte incomprensibili per gli scienziati.
Molti scienziati lo stanno studiando, ma sono ancora lontani dal risolvere tutti i misteri. La particolarità di questo corpo è che il suo emisfero destro controlla il lavoro del lato sinistro del corpo, ed è anche responsabile dei processi generali nel corpo, e l'emisfero sinistro coordina il lato destro del corpo ed è responsabile di talenti, abilità, pensiero, emozioni e memoria.
Alcuni centri non hanno doppi nell'emisfero opposto, si trovano nei mancini nella sezione destra e nei mancini nella sinistra.
In conclusione, possiamo dire che tutti i processi, dalle capacità motorie fino alla resistenza e alla forza muscolare, nonché alla sfera emotiva, alla memoria, ai talenti, al pensiero, all'intelligenza, sono gestiti da un piccolo corpo, ma con una struttura ancora incomprensibile e misteriosa.
Letteralmente, l'intera vita di una persona è controllata dalla testa e dal suo contenuto, quindi è così importante proteggersi dall'ipotermia e dai danni meccanici.
Le seguenti cellule predominano nel cervello umano
Pertanto, la zona uditiva della corteccia si trova nei lobi temporali e percepisce gli impulsi dai recettori uditivi.
La zona visiva si trova nei lobi occipitali. Sente i segnali visivi e forma le immagini visive.
La zona olfattiva si trova sulla superficie interna dei lobi temporali.
La zona sensibile (dolore, temperatura, sensibilità tattile) è posta nei lobi parietali; la sua perdita porta alla perdita di sensibilità.
Il centro motorio del discorso si trova nel lobo frontale dell'emisfero sinistro. La parte più frontale dei lobi frontali della corteccia ha centri coinvolti nella formazione delle qualità personali, dei processi creativi e delle pulsioni di una persona. Le connessioni condizionali riflesse sono chiuse nella corteccia, quindi è l'organo per acquisire e accumulare esperienze di vita e per adattare l'organismo a condizioni ambientali in costante cambiamento.
Pertanto, la corteccia cerebrale del proencefalo è la parte più alta del sistema nervoso centrale che regola e coordina il lavoro di tutti gli organi. È anche la base materiale dell'attività mentale umana.