CERVELLO UMANO

HUMAN BRAIN, l'organo che coordina e regola tutte le funzioni vitali del corpo e controlla il comportamento. Tutti i nostri pensieri, sentimenti, sensazioni, desideri e movimenti sono associati al lavoro del cervello, e se non funziona, la persona entra in uno stato vegetativo: la capacità di ogni azione, sensazione o reazione alle influenze esterne è persa. Questo articolo si concentra sul cervello umano, più complesso e altamente organizzato rispetto al cervello degli animali. Tuttavia, esistono somiglianze significative nella struttura del cervello umano e di altri mammiferi, come, invero, nella maggior parte delle specie di vertebrati.

Il sistema nervoso centrale (SNC) è costituito dal cervello e dal midollo spinale. È associato a varie parti del corpo da parte dei nervi periferici - motori e sensoriali. Vedi anche SISTEMA NERVOSO.

Il cervello è una 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 di ca. 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 - le fibre nervose che formano i percorsi conduttivi (tratti) che connettono diverse parti del cervello e formano anche i nervi che vanno oltre il sistema nervoso centrale e vanno a vari organi.

Il cervello e il midollo spinale sono protetti da casi di ossa - il cranio e la colonna vertebrale. Tra la sostanza del cervello e le pareti ossee ci sono tre gusci: l'esterno - la dura madre, l'interno - il morbido e tra di essi - il sottile aracnoide. 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.

CELLULE DEL CERVELLO

Le cellule del SNC sono chiamate neuroni; la loro funzione è l'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 propagano 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, la sinapsi; la trasmissione di impulsi attraverso la sinapsi è mediata da sostanze chimiche - neurotrasmettitori.

Un impulso nervoso di solito ha origine nei dendriti: sottili processi di ramificazione di un neurone che si specializzano nell'ottenere informazioni da altri neuroni e trasmetterlo al corpo di un 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 la 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 su quello inibitorio e la depolarizzazione della membrana supera il valore soglia, viene attivata una certa parte della membrana del neurone - nell'area di base del suo assone (tubercolo assonale). 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 di potenziale, i canali del 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, la velocità di esecuzione del potenziale d'azione lungo l'assone aumenta, poiché 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.

COME FUNZIONA IL CERVELLO

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.

PARTI PRINCIPALI DEL CERVELLO

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.

Grandi emisferi

- La maggior parte del cervello, la componente negli adulti 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. Il talamo è il principale nucleo trasmittente 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 sono un insieme di nuclei (il cosiddetto guscio, una sfera pallida e il nucleo caudato) che sono coinvolti nella regolazione dei movimenti coordinati (avviarli e fermarli).

L'ipotalamo è una piccola area alla base del cervello che si trova sotto il talamo. Ricco di sangue, l'ipotalamo è 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.

Stem del cervello

situato 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 - il midollo allungato - passa direttamente nel midollo spinale. 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.

cervelletto

situato sotto i lobi occipitali degli emisferi cerebrali. 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

Il sistema limbico è una vasta rete di regioni 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).

La formazione reticolare è 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.

CERVELLO DI ATTIVITÀ ELETTRICA

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 - scarichi sincroni 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.

CERVELLO NEUROCHEMISTRY

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 sono piccoli peptidi che inibiscono la conduzione degli impulsi del dolore legandosi ai recettori nel 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 di neurotrasmettitori, altri - sul loro accumulo e rilascio da vescicole sinaptiche (ad esempio, l'anfetamina causa 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 azione farmacologica è il blocco del recettore, 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 meccanismo d'azione comune è l'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 è il 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.

STUDI DI CERVELLO

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.

Il danno cerebrale a causa di un infortunio nella parte anteriore o di una ferita subita in tempo di pace è 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, è possibile esplorare l'interazione dei neuroni, nel secondo l'attività 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 imaging - tomografia ad emissione di positroni (PET) - fornisce 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.

ANATOMIA COMPARATA

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 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.

Il cervello e la sua composizione

Il cervello umano è l'organo più importante del sistema nervoso centrale del corpo, con solo una composizione parzialmente studiata. Assicura il funzionamento di tutti gli altri organi e sistemi, oltre a regolare il comportamento umano. È grazie al cervello che l'uomo diventa un essere socialmente attivo; altrimenti, se il cervello è danneggiato e non funziona, la persona entra in uno stato vegetativo. Smette di rispondere agli stimoli esterni, non sente nulla e non esegue alcuna azione.

cervello

Sebbene il cervello sia stato studiato in dettaglio dagli scienziati, molte delle sue funzioni non sono ancora note alla scienza. Possiamo solo immaginare l'enorme potenziale di questo corpo a causa di casi isolati descritti nella letteratura medica. Altrimenti, il cervello umano è un problema significativo nella conoscenza del corpo umano.

E sebbene negli ultimi anni sia stato fatto molto lavoro sullo studio di nuove funzioni cerebrali, non si sa ancora per certo su che cos'altro possa essere usato questo organo.

Informazioni generali sul cervello

Il cervello è un organo simmetrico che generalmente corrisponde all'intera struttura del corpo umano. Si trova nella scatola del cranio, e questo è tipico di tutti i vertebrati. Nella parte inferiore del cervello entra nel midollo spinale, che si trova nella colonna vertebrale. Nei neonati, la massa cerebrale è di circa 300 g, e cresce ulteriormente con il corpo, raggiungendo un peso medio di circa 1,5 kg in un adulto.

Contrariamente alla credenza popolare (o meglio, una battuta), le capacità mentali di una persona sono completamente indipendenti dalla dimensione e dalla massa del suo cervello. Negli adulti, il peso del cervello varia tra 1,2-2,5 kg, cioè la differenza può essere più del doppio. Inoltre, le persone con la più grande massa cerebrale (avvicinandosi ai 3 kg) vengono solitamente diagnosticate con demenza.

Pesare il cervello di famosi scienziati o artisti morti ha anche confermato il fatto che le loro capacità non dipendono dalle dimensioni di questo organo. Nelle donne, la massa cerebrale è in media leggermente inferiore a quella degli uomini, ma ciò è dovuto al fatto che il sesso più debole è naturalmente inferiore a quello forte. Non c'è connessione con le capacità intellettuali qui.

L'importanza del cervello per una persona è indicata dal fatto che al verificarsi di condizioni estreme per il corpo, la maggior parte delle sostanze nutritive iniziano a entrare nel cervello. Con il digiuno prolungato, le riserve di grasso vengono prima consumate e inizia il periodo di spaccatura del tessuto muscolare.

Riducendo la massa corporea totale della metà della massa cerebrale si riduce del 10-15%, anche se in una persona sana il cervello pesa solo il 2% della massa totale. L'esaurimento fisico del cervello è impossibile, perché una persona semplicemente non vive fino a questo punto.

Composizione del cervello

Il cervello umano ha una composizione piuttosto complessa. Ciò è spiegato dal fatto che è lui che è il centro di controllo a determinare l'attività dell'intero organismo. Allo stato attuale, la struttura del cervello è stata studiata molto bene, il che non può essere detto su molte delle sue funzioni e capacità sconosciute alla scienza.

Il guscio esterno del cervello è costituito dalla cosiddetta corteccia, che è un tessuto nervoso con uno spessore da 1,5 a 4,5 mm. A sua volta, il tessuto nervoso è costituito da cellule neuronali, il cui numero nel cervello di un adulto è di circa 15 miliardi. Un altro tipo di cellula, gliale, è più volte più grande nella corteccia, ma la loro funzione è quella di riempire lo spazio tra i neuroni e trasportare i nutrienti. La funzione di elaborazione e trasmissione delle informazioni è effettuata dai neuroni. Le seguenti regioni del cervello si trovano sotto la corteccia:

• Grandi emisferi. Parte simmetrica del cervello, che consiste nel lato sinistro e destro. I grandi emisferi rappresentano fino al 70% della massa totale di questo organo. Tra loro, entrambi gli emisferi sono collegati da un denso fascio di neuroni, fornendo uno scambio continuo di informazioni tra di loro. La composizione degli emisferi include i lobi frontali, occipitali, temporali e parietali. Tutti sono responsabili delle varie funzioni del corpo umano: i sensi, la parola, la memoria, l'attività fisica, ecc.;
• Thalamus. Il primo elemento della zona, che è chiamato il diencefalo. Il talamo è responsabile della trasmissione degli impulsi nervosi tra la corteccia e tutti i sensi, ad eccezione del senso dell'olfatto.

• Ipotalamo. Il secondo elemento del diencefalo. È persino più piccolo del talamo, ma svolge molte più funzioni. L'ipotalamo contiene un gran numero di cellule ed è associato a tutte le parti del cervello. Nel suo "mantenimento" sono il sonno, la memoria, il desiderio sessuale, i sentimenti di sete e fame, il caldo e il freddo, così come molti altri stati del corpo. L'ipotalamo agisce come un regolatore, cercando di fornire lo stesso ambiente per il corpo in condizioni diverse. Lo fa controllando il rilascio di ormoni nel sangue.
• Il cervello medio Questo è il nome della sezione sotto il cervello intermedio, che contiene un gran numero di cellule specifiche. È responsabile della percezione uditiva e visiva delle informazioni (in particolare, la visione binoculare è il risultato del lavoro del cervello medio). Le sue altre funzioni comprendono le reazioni agli stimoli esterni, la capacità di orientamento nello spazio e la comunicazione con il sistema nervoso vegetativo.
• Varoliev Bridge. Chiamato anche semplicemente "ponte". Questo nome è dato a questo sito perché è un collegamento tra il cervello e il midollo spinale, così come tra altre parti del cervello.

• Cervelletto. Questa piccola area del cervello, situata vicino al ponte, è spesso chiamata il secondo cervello a causa della sua importanza per il corpo. Anche esteriormente, assomiglia al cervello umano, poiché consiste di due emisferi coperti di corteccia. Il cervelletto occupa una quota di solo il 10% del peso totale del cervello, ma d'altra parte, la coordinazione e il movimento di una persona dipendono completamente dal suo lavoro. Un esempio eclatante della violazione del cervelletto è lo stato di intossicazione.
• Cervello oblungo. L'ultima parte del cervello, che si trova all'interno del cranio. È un collegamento nell'interazione del sistema nervoso centrale con il resto del corpo. Inoltre, il midollo allungato è responsabile del lavoro dei sistemi respiratorio e digestivo, nonché di alcuni riflessi - starnuti, tosse e deglutizione, che sono reazioni agli stimoli esterni.

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Studio del cervello

Per molto tempo, gli scienziati non hanno potuto studiare la struttura del cervello. La ragione di ciò era la mancanza di metodi adeguati di analisi. Più precisamente, la composizione potrebbe essere determinata a seguito dell'autopsia, ma non è stato possibile scoprire lo scopo di questo o quel dipartimento.

Alcuni progressi sono stati fatti come risultato dell'uso del metodo di ablazione, per il quale sono state rimosse parti separate del cervello, e poi i medici hanno osservato cambiamenti nel comportamento umano. Tuttavia, questa tecnica non era efficace, dal momento che molte parti del cervello erano responsabili delle funzioni vitali e la persona moriva.

I moderni metodi di ricerca di questo organo vitale sono molto più umani ed efficaci. L'essenza di questi metodi è registrare i più piccoli cambiamenti nei campi magnetico ed elettrico, poiché il lavoro del cervello è un flusso continuo di impulsi. E se i primi scienziati semplicemente non avevano i mezzi necessari per registrare valori così piccoli del campo, ora possono essere fatti in modo tale che una persona non sente assolutamente nulla.

Esempi di tali studi sono la tomografia computerizzata e la risonanza magnetica (TC e MRI, rispettivamente).

Malattie del cervello

Come ogni altro organo, il cervello umano è soggetto a malattie. In totale ce ne sono diverse decine, quindi per comodità di studio e trattamento sono suddivisi in diverse categorie principali:

• Malattie vascolari Il cervello riceve la maggior quantità di ossigeno e sostanze nutritive rispetto ad altri organi. Ciò significa che la circolazione sanguigna stabile del cervello svolge un ruolo significativo nel suo normale funzionamento. Qualsiasi cambiamento patologico prima o poi porta a conseguenze negative, persino alla morte. L'aterosclerosi cerebrale, la distonia vascolare del cervello e l'ictus sono le più comuni malattie vascolari del cervello.
• Tumore al cervello I tumori si verificano in qualsiasi parte del cervello e possono essere benigni e maligni. Questi ultimi si sviluppano molto rapidamente e portano all'imminente morte del paziente. Possono anche svilupparsi sullo sfondo della penetrazione delle cellule tumorali da altri organi o sangue.
• Danno cerebrale degenerativo Queste malattie portano a una violazione delle funzioni di base del corpo: attività motoria, coordinazione, memoria, attenzione, ecc. Questa categoria include Alzheimer, Parkinson, Pick e altri.
• Anomalie congenite. Tra queste malattie, il tasso di mortalità è molto alto e i bambini sopravvissuti hanno problemi di sviluppo mentale.
• Malattie infettive Il danno al cervello è una conseguenza della sconfitta di tutto il corpo da parte di virus, batteri o microbi estranei.
• Ferite alla testa Il trattamento delle malattie del cervello richiede maggiore attenzione e alta qualifica del medico. In nessun caso non è possibile diagnosticare e trattare da soli, e se si hanno problemi di salute, è necessario registrarsi per un esame.

Come funziona il cervello umano: dipartimenti, struttura, funzione

Il sistema nervoso centrale è la parte del corpo responsabile della nostra percezione del mondo esterno e di noi stessi. Regola il lavoro di tutto il corpo e, infatti, è il substrato fisico di ciò che chiamiamo "Io". L'organo principale di questo sistema è il cervello. Esaminiamo come sono organizzate le sezioni del cervello.

Funzioni e struttura del cervello umano

Questo organo consiste principalmente di cellule chiamate neuroni. Queste cellule nervose producono impulsi elettrici che fanno funzionare il sistema nervoso.

Il lavoro dei neuroni è fornito da cellule chiamate neuroglia, che costituiscono quasi la metà del numero totale di cellule del sistema nervoso centrale.

I neuroni, a loro volta, sono costituiti da un corpo e da processi di due tipi: assoni (impulso trasmittente) e dendriti (impulso ricevente). I corpi delle cellule nervose formano una massa tissutale, che è chiamata materia grigia, e i loro assoni sono tessuti nelle fibre nervose e sono materia bianca.

1. Solido. È un film sottile, un lato adiacente al tessuto osseo del cranio e l'altro direttamente alla corteccia.
2. Morbido. Consiste in un tessuto morbido e avvolge strettamente la superficie degli emisferi, andando in tutte le fessure e le scanalature. La sua funzione è il rifornimento di sangue all'organo.
3. Ragnatela. Situato tra il primo e il secondo guscio e svolge lo scambio di liquido cerebrospinale (liquido cerebrospinale). Il liquore è un ammortizzatore naturale che protegge il cervello dai danni durante il movimento.

Successivamente, diamo un'occhiata più da vicino a come funziona il cervello umano. Anche le caratteristiche morfo-funzionali del cervello sono divise in tre parti. La sezione inferiore è chiamata diamante. Dove inizia la parte romboidale, il midollo spinale termina - passa nel midollo e nella parte posteriore (il ponte e il cervelletto).

Questo è seguito dal mesencefalo, che unisce le parti inferiori con il centro nervoso principale - la sezione anteriore. Quest'ultimo include il terminale (emisferi cerebrali) e il diencefalo. Le funzioni chiave degli emisferi cerebrali sono l'organizzazione di un'attività nervosa più alta e più bassa.

Cervello finale

Questa parte ha il volume più grande (80%) rispetto agli altri. Consiste di due grandi emisferi, il corpo calloso che li collega e il centro olfattivo.

Gli emisferi cerebrali, sinistra e destra, sono responsabili della formazione di tutti i processi mentali. Qui c'è la più grande concentrazione di neuroni e si osservano le connessioni più complesse tra loro. Nella profondità del solco longitudinale, che divide l'emisfero, c'è una densa concentrazione di sostanza bianca - il corpo calloso. Consiste in plessi complessi di fibre nervose che intrecciano varie parti del sistema nervoso.

All'interno della materia bianca ci sono gruppi di neuroni, che sono chiamati gangli della base. La stretta vicinanza al "nodo di trasporto" del cervello consente a queste formazioni di regolare il tono muscolare e di eseguire risposte riflesse motorie istantanee. Inoltre, i gangli della base sono responsabili della formazione e del funzionamento di complesse azioni automatiche, ripetendo parzialmente le funzioni del cervelletto.

Corteccia cerebrale

Questo piccolo strato superficiale di materia grigia (fino a 4,5 mm) è la più giovane formazione del sistema nervoso centrale. È la corteccia cerebrale responsabile del lavoro dell'attività nervosa superiore dell'uomo.

Gli studi hanno permesso di determinare quali aree della corteccia si sono formate durante lo sviluppo evolutivo relativamente di recente, e che erano ancora presenti nei nostri antenati preistorici:

• la neocorteccia è una nuova parte esterna della corteccia, che è la parte principale di esso;
• archicortex: una vecchia entità responsabile del comportamento istintivo e delle emozioni umane;
• Paleocortex è l'area più antica che si occupa del controllo delle funzioni vegetative. Inoltre, aiuta a mantenere l'equilibrio fisiologico interno del corpo.

Lobi frontali

I più grandi lobi dei grandi emisferi responsabili di complesse funzioni motorie. I movimenti volontari sono pianificati nei lobi frontali del cervello, e qui si trovano anche i centri del linguaggio. È in questa parte della corteccia che viene eseguito il controllo volontario del comportamento. In caso di danno ai lobi frontali, una persona perde potere sulle sue azioni, si comporta antisociale e semplicemente inadeguata.

Lobi occipitali

Strettamente correlati alla funzione visiva, sono responsabili dell'elaborazione e della percezione delle informazioni ottiche. Cioè, trasformano l'intera serie di quei segnali luminosi che entrano nella retina in immagini visive significative.

Lobi parietali

Eseguono analisi spaziali e processano la maggior parte delle sensazioni (tatto, dolore, "sensazione muscolare"). Inoltre, contribuisce all'analisi e all'integrazione di varie informazioni in frammenti strutturati: la capacità di percepire il proprio corpo e i suoi lati, la capacità di leggere, leggere e scrivere.

Lobi temporali

In questa sezione si svolgono analisi e elaborazione delle informazioni audio, che assicurano la funzione dell'udito e la percezione dei suoni. I lobi temporali sono coinvolti nel riconoscere i volti di diverse persone, così come le espressioni facciali e le emozioni. Qui le informazioni sono strutturate per l'archiviazione permanente e pertanto viene implementata memoria a lungo termine.

Inoltre, i lobi temporali contengono centri del linguaggio, il cui danno porta all'incapacità di percepire il linguaggio orale.

Condivisione delle isole

È considerato responsabile per la formazione della coscienza nell'uomo. Nei momenti di empatia, empatia, ascolto della musica e suoni di risate e pianti, c'è un lavoro attivo del lobo isolotto. Tratta anche le sensazioni di avversione per la sporcizia e gli odori sgradevoli, compresi gli stimoli immaginari.

Cervello intermedio

Il cervello intermedio funge da filtro per i segnali neurali: prende tutte le informazioni in entrata e decide dove dovrebbe andare. Consiste della parte inferiore e posteriore (talamo ed epithalamus). La funzione endocrina è anche realizzata in questa sezione, vale a dire metabolismo ormonale.

La parte inferiore è costituita dall'ipotalamo. Questo piccolo fascio denso di neuroni ha un enorme impatto su tutto il corpo. Oltre a regolare la temperatura corporea, l'ipotalamo controlla i cicli del sonno e della veglia. Rilascia anche ormoni responsabili della fame e della sete. Essendo il centro del piacere, l'ipotalamo regola il comportamento sessuale.

È anche direttamente correlato alla ghiandola pituitaria e traduce l'attività nervosa in attività endocrina. Le funzioni della ghiandola pituitaria, a loro volta, consistono nella regolazione del lavoro di tutte le ghiandole del corpo. I segnali elettrici vanno dall'ipotalamo alla ghiandola pituitaria del cervello, "ordinando" la produzione di quali ormoni dovrebbero essere avviati e quali dovrebbero essere fermati.

Il diencefalo comprende anche:

• Il talamo: questa parte svolge le funzioni di un "filtro". Qui, i segnali dai recettori visivi, uditivi, gustativi e tattili vengono elaborati e distribuiti ai reparti appropriati.
• Epithalamus - produce l'ormone melatonina, che regola i cicli di veglia, partecipa al processo di pubertà e controlla le emozioni.

mesencefalo

Regola principalmente l'attività del riflesso uditivo e visivo (costrizione della pupilla in piena luce, girando la testa verso una fonte di suono forte, ecc.). Dopo l'elaborazione nel talamo le informazioni vanno al mesencefalo.

Qui viene ulteriormente elaborato e inizia il processo di percezione, la formazione di un suono significativo e l'immagine ottica. In questa sezione, il movimento degli occhi è sincronizzato e la visione binoculare è garantita.

Il mesencefalo include le gambe e quadlochromia (due tumuli uditivi e due visivi). Dentro c'è la cavità del mesencefalo, che unisce i ventricoli.

Medulla oblongata

Questa è un'antica formazione del sistema nervoso. Le funzioni del midollo allungato sono per fornire respiro e battito cardiaco. Se si danneggia questa area, la persona muore - l'ossigeno smette di scorrere nel sangue, che il cuore non pompa più. Nei neuroni di questo reparto iniziano questi riflessi protettivi come starnuti, ammiccamenti, tosse e vomito.

La struttura del midollo allungato assomiglia a un bulbo allungato. Al suo interno contiene il nucleo della materia grigia: la formazione reticolare, il nucleo di diversi nervi cranici, così come i nodi neurali. La piramide del midollo allungato, costituita da cellule nervose piramidali, svolge una funzione conduttiva, combinando la corteccia cerebrale e la regione dorsale.

I centri più importanti del midollo allungato sono:

• regolazione della respirazione
• regolazione della circolazione sanguigna
• regolazione di un numero di funzioni del sistema digestivo

Cervello posteriore: ponte e cervelletto

La struttura del cervello posteriore include il ponte e il cervelletto. La funzione del ponte è molto simile al suo nome, poiché consiste principalmente di fibre nervose. Il ponte del cervello è, in sostanza, una "autostrada" attraverso la quale i segnali dal corpo al cervello passano e gli impulsi viaggiano dal centro nervoso al corpo. Nei modi ascendenti il ​​ponte del cervello passa nel mesencefalo.

Il cervelletto ha una gamma molto più ampia di possibilità. Le funzioni del cervelletto sono la coordinazione dei movimenti del corpo e il mantenimento dell'equilibrio. Inoltre, il cervelletto non solo regola i movimenti complessi, ma contribuisce anche all'adattamento del sistema muscolo-scheletrico in vari disturbi.

Ad esempio, esperimenti con l'uso di un invertoscopio (occhiali speciali che ruotano l'immagine del mondo circostante) hanno dimostrato che sono le funzioni del cervelletto a essere responsabili non solo che la persona inizia ad orientarsi nello spazio, ma vede anche il mondo correttamente.

Anatomicamente, il cervelletto ripete la struttura dei grandi emisferi. Fuori è coperto da uno strato di materia grigia, sotto il quale è un grappolo di bianco.

Sistema limbico

Il sistema limbico (dalla parola latina limbus - edge) è chiamato l'insieme di formazioni che circondano la parte superiore del tronco. Il sistema include centri olfattivi, ipotalamo, ippocampo e formazione reticolare.

Le funzioni principali del sistema limbico sono l'adattamento dell'organismo ai cambiamenti e alla regolazione delle emozioni. Questa formazione contribuisce alla creazione di memorie durature attraverso associazioni tra la memoria e le esperienze sensoriali. La stretta connessione tra il tratto olfattivo e i centri emotivi porta al fatto che gli odori ci causano ricordi così forti e chiari.

Se si elencano le funzioni principali del sistema limbic, è responsabile dei seguenti processi:

1. Senso dell'olfatto
2. comunicazione
3. Memoria: a breve e lungo termine
4. Sonno riposante
5. L'efficienza di dipartimenti e corpi
6. Emozioni e componente motivazionale
7. Attività intellettuale
8. Endocrino e vegetativo
9. Parzialmente coinvolto nella formazione del cibo e dell'istinto sessuale
   

Cervello: struttura e funzioni, descrizione generale

Il cervello è il principale organo di controllo del sistema nervoso centrale (CNS). Un gran numero di specialisti di vari campi, come la psichiatria, la medicina, la psicologia e la neurofisiologia, ha lavorato per oltre 100 anni per studiarne la struttura e le funzioni. Nonostante un buon studio della sua struttura e dei suoi componenti, ci sono ancora molte domande sul lavoro e sui processi che avvengono ogni secondo.

Dove si trova il cervello

Il cervello appartiene al sistema nervoso centrale e si trova nella cavità del cranio. All'esterno, è protetto in modo affidabile dalle ossa del cranio e al suo interno è racchiuso in 3 gusci: morbido, aracnoide e compatto. Fluido spinale - il liquido cerebrospinale circola tra queste membrane - il liquido cerebrospinale, che funge da ammortizzatore e previene il tremore di questo organo in caso di lesioni minori.

Il cervello umano è un sistema costituito da dipartimenti interconnessi, ciascuno dei quali è responsabile dell'esecuzione di compiti specifici.

Per capire il funzionamento di una breve descrizione del cervello non è sufficiente, quindi, per capire come funziona, prima è necessario studiare in dettaglio la sua struttura.

Di cosa è responsabile il cervello?

Questo organo, come il midollo spinale, appartiene al sistema nervoso centrale e svolge il ruolo di mediatore tra l'ambiente e il corpo umano. Con esso, l'autocontrollo, la riproduzione e la memorizzazione delle informazioni, il pensiero figurativo e associativo e altri processi psicologici cognitivi vengono eseguiti.

Secondo gli insegnamenti dell'Academic Pavlov, la formazione del pensiero è una funzione del cervello, cioè la corteccia dei grandi emisferi, che sono i più alti organi di attività nervosa. Il cervelletto, il sistema limbico e alcune parti della corteccia cerebrale sono responsabili di diversi tipi di memoria, ma poiché la memoria può essere diversa, è impossibile isolare qualsiasi regione specifica responsabile di questa funzione.

È responsabile della gestione delle funzioni vitali vitali del corpo: respirazione, digestione, sistemi endocrini ed escretori e controllo della temperatura corporea.

Per rispondere alla domanda su quale funzione svolge il cervello, prima dovremmo dividerlo condizionatamente in sezioni.

Gli esperti identificano 3 parti principali del cervello: la sezione anteriore, centrale e romboidale (posteriore).

1. Il fronte svolge le più alte funzioni psichiatriche, come la capacità di apprendere, la componente emotiva del carattere di una persona, il suo temperamento e complessi processi riflessi.
2. La media è responsabile delle funzioni sensoriali e dell'elaborazione delle informazioni in arrivo dagli organi dell'udito, della vista e del tatto. I centri situati in esso sono in grado di regolare il grado di dolore, in quanto una sostanza grigia in determinate condizioni può produrre oppiacei endogeni, che aumentano o diminuiscono la soglia del dolore. Gioca anche il ruolo di un conduttore tra la crosta e le divisioni sottostanti. Questa parte controlla il corpo attraverso vari riflessi innati.
3. A forma di diamante o posteriore, responsabile del tono muscolare, coordinazione del corpo nello spazio. Attraverso di esso viene effettuato movimento intenzionale di vari gruppi muscolari.

Il dispositivo del cervello non può essere semplicemente descritto brevemente, dal momento che ciascuna delle sue parti comprende diverse sezioni, ognuna delle quali svolge determinate funzioni.

Come si presenta il cervello umano?

L'anatomia del cervello è una scienza relativamente giovane, poiché è stata bandita da molto tempo a causa delle leggi che proibiscono l'apertura e l'esame degli organi e del capo di una persona.

Lo studio dell'anatomia topografica del cervello nell'area della testa è necessario per una diagnosi accurata e per il trattamento di successo di vari disturbi anatomici topografici, ad esempio: lesioni del cranio, malattie vascolari e oncologiche. Per immaginare come appare una persona geneticamente modificata, devi prima esaminare il loro aspetto.

In apparenza, la GM è una massa gelatinosa di colore giallastro, racchiusa in un guscio protettivo, come tutti gli organi del corpo umano, costituita dall'80% di acqua.

I grandi emisferi occupano praticamente il volume di questo organo. Sono ricoperti di materia grigia o corteccia - il più alto organo dell'attività neuropsichica dell'uomo e all'interno - della materia bianca, costituito da processi di terminazioni nervose. La superficie degli emisferi ha uno schema complesso, a causa delle rotazioni che vanno in direzioni diverse e dei rulli tra di loro. Secondo queste circonvoluzioni, è consuetudine suddividerle in più reparti. È noto che ciascuna parte esegue determinati compiti.

Per capire come appare il cervello di una persona, non basta esaminare il loro aspetto. Ci sono diversi metodi di studio che aiutano ad esaminare il cervello dall'interno in una sezione.

• Sezione sagittale È una sezione longitudinale che passa attraverso il centro della testa di una persona e la divide in 2 parti. È il metodo di ricerca più informativo, può essere usato per diagnosticare varie malattie di questo organo.
• L'incisione frontale del cervello sembra una sezione trasversale di grandi lobi e ci permette di considerare il fornice, l'ippocampo e il corpo calloso, così come l'ipotalamo e il talamo, che controllano le funzioni vitali del corpo.
• Taglio orizzontale Ti permette di considerare la struttura di questo corpo sul piano orizzontale.

L'anatomia del cervello, così come l'anatomia della testa e del collo di una persona, è un oggetto piuttosto difficile da studiare per una serie di motivi, tra cui il fatto che una grande quantità di materiale e un buon addestramento clinico sono necessari per descriverli.

Come funziona il cervello umano

Gli scienziati di tutto il mondo studiano il cervello, la sua struttura e le funzioni che svolge. Negli ultimi anni sono state fatte molte importanti scoperte, tuttavia questa parte del corpo non è stata completamente compresa. Questo fenomeno è spiegato dalla complessità di studiare la struttura e le funzioni del cervello separatamente dal cranio.

A sua volta, la struttura delle strutture cerebrali determina le funzioni che i suoi reparti svolgono.

È noto che questo organo è costituito da cellule nervose (neuroni) interconnesse da fasci di processi filamentosi, ma il modo in cui interagiscono simultaneamente come un singolo sistema non è ancora chiaro.

Uno studio della struttura del cervello, basato sullo studio dell'incisione sagittale del cranio, aiuterà a studiare le divisioni e le membrane. In questa figura, è possibile vedere la corteccia, la superficie mediale dei grandi emisferi, la struttura del tronco, il cervelletto e il corpo calloso, che consiste in un cuscino, gambo, ginocchio e becco.

GM è protetto in modo affidabile dall'esterno dalle ossa del cranio, e all'interno 3 dalle meningi: solido aracnoide e morbido. Ognuno di loro ha il proprio dispositivo ed esegue determinati compiti.

• Il guscio profondo e morbido racchiude sia il midollo spinale che il cervello, e allo stesso tempo entra in tutti gli spazi e le scanalature dei grandi emisferi, e nel suo spessore sono i vasi sanguigni che alimentano questo organo.
• La membrana aracnoidea è separata dal primo spazio subaracnoideo, riempita di liquido cerebrospinale (liquido cerebrospinale), contiene anche vasi sanguigni. Questo guscio è costituito da tessuto connettivo, da cui partono i processi ramificati filamentosi (fili), sono intrecciati nel guscio morbido e il loro numero aumenta con l'età, rafforzando così il legame. In mezzo. Le escrescenze villose della membrana aracnoidea sporgono nel lume dei seni della dura madre.
• Il guscio duro, o pachymeninks, consiste di una sostanza del tessuto connettivo e ha 2 superfici: quella superiore, satura di vasi sanguigni e quella interna, che è liscia e lucente. Questo lato pahymeninks adiacente al midollo e l'esterno - il cranio. Tra il guscio solido e quello aracnoideo c'è uno spazio stretto pieno di una piccola quantità di liquido.

Circa il 20% del volume totale di sangue che scorre attraverso le arterie cerebrali posteriori circola nel cervello di una persona sana.

Il cervello può essere visivamente diviso in 3 parti principali: 2 grandi emisferi, il tronco e il cervelletto.

La materia grigia forma la corteccia e copre la superficie dei grandi emisferi, e la sua piccola quantità nella forma di nuclei si trova nel midollo allungato.

In tutte le regioni del cervello ci sono i ventricoli, nelle cavità di cui si muove il liquido cerebrospinale, che si forma in essi. Allo stesso tempo, il fluido dal quarto ventricolo entra nello spazio subaracnoideo e lo lava.

Lo sviluppo del cervello inizia anche durante il reperimento intrauterino del feto, e alla fine si forma all'età di 25 anni.

Le sezioni principali del cervello

In cosa consiste il cervello e la composizione del cervello di una persona comune può essere studiata dalle immagini. La struttura del cervello umano può essere vista in diversi modi.

Il primo lo divide in componenti che compongono il cervello:

• L'ultimo è rappresentato da 2 grandi emisferi uniti da un corpo calloso;
• intermedio;
• media;
• oblunga;
• il confine posteriore con il midollo allungato, il cervelletto e il ponte partono da esso.

Puoi anche identificare la parte principale del cervello umano, cioè comprende 3 grandi strutture che iniziano a svilupparsi durante lo sviluppo embrionale:

In alcuni libri di testo, la corteccia cerebrale viene solitamente divisa in sezioni, in modo che ciascuno di essi giochi un certo ruolo nel sistema nervoso superiore. Di conseguenza, si distinguono le seguenti sezioni del proencefalo: le zone frontali, temporali, parietali e occipitali.

Grandi emisferi

Per iniziare, considera la struttura degli emisferi del cervello.

Il cervello dell'essere umano controlla tutti i processi vitali ed è diviso dal solco centrale in 2 grandi emisferi del cervello, coperti all'esterno con corteccia o materia grigia, e all'interno sono costituiti da materia bianca. Tra di loro nelle profondità del giro centrale, sono uniti da un corpus collosum, che funge da collegamento di informazioni di collegamento e trasmissione tra altri dipartimenti.

La struttura della materia grigia è complessa e dipende dal sito composto da 3 o 6 strati di cellule.

Ogni parte è responsabile dell'esecuzione di determinate funzioni e coordina il movimento degli arti da parte sua, ad esempio, la parte destra elabora le informazioni non verbali ed è responsabile dell'orientamento spaziale, mentre quella sinistra è specializzata nell'attività mentale.

In ciascuno degli emisferi, gli esperti distinguono 4 zone: frontale, occipitale, parietale e temporale, svolgono determinati compiti. In particolare, la porzione parietale della corteccia cerebrale è responsabile della funzione visiva.

La scienza che studia la struttura dettagliata della corteccia cerebrale è chiamata architectonics.

Medulla oblongata

Questa sezione fa parte del tronco cerebrale e funge da collegamento tra il midollo spinale e il segmento terminale. Poiché è un elemento di transizione, combina le caratteristiche del midollo spinale e le caratteristiche strutturali del cervello. La materia bianca di questa sezione è rappresentata da fibre nervose e grigio - nella forma di nuclei:

• Il nucleo dell'ulivo, è un elemento complementare del cervelletto, è responsabile dell'equilibrio;
• La formazione reticolare collega tutti gli organi sensoriali con il midollo allungato, ed è parzialmente responsabile del lavoro di alcune parti del sistema nervoso;
• Il nucleo dei nervi del cranio, questi includono: glossofaringeo, vagante, accessorio, i nervi ipoglosso;
• I nuclei della respirazione e della circolazione sanguigna, che sono associati ai nuclei del nervo vago.

Questa struttura interna è dovuta alle funzioni del tronco cerebrale.

È responsabile delle reazioni di difesa del corpo e regola i processi vitali, come il battito cardiaco e la circolazione del sangue, quindi il danno a questo componente porta alla morte istantanea.

pons

La struttura del cervello include ponti, serve da collegamento tra la corteccia cerebrale, il cervelletto e il midollo spinale. Consiste di fibre nervose e materia grigia, inoltre il ponte funge da conduttore dell'arteria principale che alimenta il cervello.

mesencefalo

Questa parte ha una struttura complessa e consiste in un tetto, una parte mid-cerebrale di un pneumatico, un acquedotto e le gambe di Sylvian. Nella parte inferiore confina con la parte posteriore, vale a dire il ponte e il cervelletto, e nella parte superiore è situato il cervello intermedio collegato a quello terminale.

Il tetto consiste di 4 colline all'interno delle quali si trovano i nuclei, che servono da centri per la percezione delle informazioni ricevute dagli occhi e dagli organi dell'udito. Pertanto, questa parte è inclusa nell'area responsabile per ottenere informazioni e fa riferimento alle strutture antiche che costituiscono la struttura del cervello umano.

cervelletto

Il cervelletto occupa quasi tutta la parte posteriore e ripete i principi di base della struttura del cervello umano, cioè consiste di 2 emisferi e una formazione spaiata che li connette. La superficie dei lobi del cervelletto è ricoperta di materia grigia, e all'interno sono costituiti da bianco, inoltre, la materia grigia nello spessore degli emisferi forma 2 nuclei. La materia bianca con tre paia di zampe collega il cervelletto con il tronco cerebrale e il midollo spinale.

Questo centro cerebrale è responsabile del coordinamento e della regolazione dell'attività motoria dei muscoli umani. Mantiene anche una certa postura nello spazio circostante. Responsabile della memoria muscolare.

La struttura della corteccia cerebrale è abbastanza ben studiata. Quindi, è una complessa struttura stratificata di 3-5 mm di spessore, che copre la sostanza bianca dei grandi emisferi.

Neuroni con fasci di processi filamentosi, fibre nervose afferenti ed efferenti, formano la corteccia (forniscono trasmissione di impulsi). In esso ci sono 6 livelli, diversi nella struttura:

1. granulare;
2. molecolare;
3. piramidale esterno;
4. granulare interno;
5. piramide interna;
6. l'ultimo strato è costituito da celle visibili del fuso.

Occupa circa la metà del volume degli emisferi e la sua area in una persona sana è di circa 2.200 metri quadrati. vedi La superficie della corteccia è coperta da solchi, nella cui profondità si trova un terzo della sua intera area. La dimensione e la forma dei solchi di entrambi gli emisferi sono strettamente individuali.

La corteccia si è formata relativamente di recente, ma è il centro dell'intero sistema nervoso superiore. Gli esperti identificano diverse parti nella sua composizione:

• la neocorteccia (nuova) parte principale copre oltre il 95%;
• archicortex (vecchio) - circa 2%;
• paleocorteccia (antica) - 0,6%;
• corteccia intermedia, occupa l'1,6% dell'intera corteccia.

È noto che la localizzazione delle funzioni nella corteccia dipende dalla posizione delle cellule nervose che catturano uno dei tipi di segnali. Pertanto, ci sono 3 aree principali di percezione:

Quest'ultima regione occupa oltre il 70% della corteccia e il suo scopo centrale è quello di coordinare l'attività delle prime due zone. È anche responsabile della ricezione e dell'elaborazione dei dati dalla zona del sensore e del comportamento mirato causato da tali informazioni.

Tra la corteccia cerebrale e il midollo allungato è una subcorteccia o in un modo diverso - strutture subcorticali. Consiste in cuspidi visuali, ipotalamo, sistema limbico e altri gangli.

Le principali funzioni del cervello

Le funzioni principali del cervello sono l'elaborazione dei dati ottenuti dall'ambiente, nonché il controllo dei movimenti del corpo umano e della sua attività mentale. Ciascuna parte del cervello è responsabile dell'esecuzione di determinati compiti.

Il midollo allungato controlla le prestazioni delle funzioni protettive del corpo, come il battito delle palpebre, lo starnuto, la tosse e il vomito. Controlla anche altri processi vitali riflessi: respiro, secrezione di saliva e succo gastrico, deglutizione.

Con l'aiuto del ponte, viene effettuato il movimento coordinato degli occhi e delle rughe del viso.

Il cervelletto controlla l'attività motoria e di coordinazione del corpo.

Il mesencefalo è rappresentato dal peduncolo e dalla tetracromia (due collinette uditive e due optic). Con esso, ha effettuato l'orientamento nello spazio, l'udito e la chiarezza della visione, è responsabile per i muscoli degli occhi. Responsabile della rotazione della testa del riflesso nella direzione dello stimolo.

Il diencefalo consiste di diverse parti:

• Il talamo è responsabile della formazione dei sensi, come il dolore o il gusto. Inoltre, gestisce le sensazioni tattili, uditive, olfattive e i ritmi della vita umana;
• L'epithalamus consiste nell'epifisi, che controlla i ritmi biologici quotidiani, dividendo il giorno luce al momento della veglia e il tempo del sonno sano. Ha la capacità di rilevare le onde luminose attraverso le ossa del cranio, a seconda della loro intensità, produce ormoni appropriati e controlla i processi metabolici nel corpo umano;
• L'ipotalamo è responsabile del lavoro dei muscoli cardiaci, della normalizzazione della temperatura corporea e della pressione sanguigna. Con esso, viene dato un segnale per rilasciare gli ormoni dello stress. Responsabile della fame, della sete, del piacere e della sessualità.

Il lobo posteriore della ghiandola pituitaria si trova nell'ipotalamo ed è responsabile della produzione di ormoni, da cui dipendono la pubertà e il funzionamento del sistema riproduttivo umano.

Ogni emisfero è responsabile dell'esecuzione dei suoi compiti particolari. Ad esempio, il grande emisfero giusto accumula in sé i dati sull'ambiente e l'esperienza della comunicazione con esso. Controlla il movimento degli arti sul lato destro.

Nel grande emisfero sinistro c'è un centro linguistico responsabile del linguaggio umano, controlla anche le attività analitiche e computazionali e il pensiero astratto è formato nel suo nucleo. Allo stesso modo, il lato destro controlla il movimento degli arti da parte sua.

La struttura e la funzione della corteccia cerebrale dipendono direttamente l'una dall'altra, quindi le spire condizionalmente la dividono in più parti, ognuna delle quali esegue determinate operazioni:

• lobo temporale, controlla l'udito e il fascino;
• la parte occipitale si adatta alla vista;
• nella forma parietale, tocco e sapore;
• le parti frontali sono responsabili della parola, del movimento e dei processi di pensiero complessi.

Il sistema limbico consiste in centri olfattivi e nell'ippocampo, che è responsabile dell'adattamento del corpo al cambiamento e dell'adattamento della componente emotiva del corpo. Con il suo aiuto, i ricordi duraturi sono creati grazie all'associazione di suoni e odori con un certo periodo di tempo durante il quale si sono verificati shock sensuali.

Inoltre, controlla il sonno tranquillo, la conservazione dei dati nella memoria a breve ea lungo termine, l'attività intellettuale, la gestione del sistema nervoso endocrino e autonomo e partecipa alla formazione dell'istinto riproduttivo.

Come funziona il cervello umano

Il lavoro del cervello umano non si ferma nemmeno in un sogno, è noto che le persone che sono in coma hanno anche alcuni dipartimenti, come dimostrano le loro storie.

Il lavoro principale di questo corpo è fatto con l'aiuto dei grandi emisferi, ognuno dei quali è responsabile di una certa abilità. Si noti che gli emisferi non sono uguali per dimensioni e funzioni: il lato destro è responsabile della visualizzazione e del pensiero creativo, di solito più del lato sinistro, responsabile della logica e del pensiero tecnico.

È noto che gli uomini hanno più massa cerebrale rispetto alle donne, ma questa caratteristica non influisce sulle capacità mentali. Ad esempio, questo indicatore in Einstein era al di sotto della media, ma la sua zona parietale, che è responsabile della conoscenza e della creazione di immagini, era di grandi dimensioni, il che ha permesso allo scienziato di sviluppare una teoria della relatività.

Alcune persone sono dotate di super abilità, questo è anche il merito di questo corpo. Queste caratteristiche si manifestano nella scrittura o nella lettura ad alta velocità, nella memoria fotografica e in altre anomalie.

In un modo o nell'altro, l'attività di questo organo è di grande importanza nel controllo cosciente del corpo umano, e la presenza della corteccia distingue l'uomo dagli altri mammiferi.

Ciò che, secondo gli scienziati, emerge costantemente nel cervello umano

Gli specialisti che studiano le capacità psicologiche del cervello credono che le funzioni cognitive e mentali siano eseguite come risultato di correnti biochimiche, tuttavia, questa teoria è attualmente in discussione, perché questo corpo è un oggetto biologico e il principio dell'azione meccanica non consente di conoscerne completamente la natura.

Il cervello è una specie di volante dell'intero organismo, che svolge ogni giorno un numero enorme di compiti.

Aspetti anatomici e fisiologici della struttura del cervello sono stati oggetto di studio per molti decenni. È noto che questo organo ha un posto speciale nella struttura del sistema nervoso centrale (sistema nervoso centrale) di una persona, e le sue caratteristiche sono diverse per ogni persona, quindi è impossibile trovare 2 persone che stanno pensando ugualmente.