Lidský mozek, orgán, který koordinuje a reguluje všechny životně důležité funkce těla a řídí chování. Všechny naše myšlenky, pocity, pocity, touhy a pohyby jsou spojeny s dílem mozku a pokud nefunguje, člověk jde do vegetativního stavu: ztrácí se schopnost jakýchkoli činností, pocitů nebo reakcí na vnější vlivy. Tento článek se zaměřuje na lidský mozek, složitější a vysoce organizovaný než mozek zvířat. Nicméně existují významné podobnosti ve struktuře lidského mozku a jiných savců, stejně jako většina druhů obratlovců.
Centrální nervový systém (CNS) se skládá z mozku a míchy. Je spojena s různými částmi těla periferními nervy - motorickými a senzorickými. Viz také NERVOUS SYSTEM.
Mozak je symetrická struktura, podobně jako většina ostatních částí těla. Při narození je jeho hmotnost asi 0,3 kg, zatímco u dospělého je cca. 1,5 kg. Při externím vyšetření mozku přitahují dvě velké hemisféry, které skrývají hlubší útvary. Povrch hemisféry je pokryt drážkami a konvolucemi, které zvyšují povrch kůry (vnější vrstva mozku). Za mozkem je umístěn, jehož povrch je tenčí. Pod velkými hemisféry se nachází mozková kosti, která prochází do míchy. Nervy opouštějí kmen a míchu, přičemž informace procházejí z vnitřních a vnějších receptorů do mozku a signály do svalů a žláz tečou v opačném směru. 12 párů kraniálních nervů se pohybuje od mozku.
Uvnitř mozku se rozlišuje šedá hmota, která se skládá hlavně z těl nervových buněk a tvořící kůru a bílou hmotu - nervová vlákna, která tvoří vodivé cesty (úseky) spojující různé části mozku a také tvoří nervy, které přesahují centrální nervový systém a jdou na různých orgánů.
Mozko a mícha jsou chráněny kosti - lebkou a páteří. Mezi podstatou mozku a kostnatými zdmi jsou tři skořápky: vnější - trvanová, vnitřní - měkká a mezi nimi tenká arachnoid. Prostor mezi membránami je naplněn cerebrospinální (cerebrospinální) tekutinou, která je podobná složení jako krevní plazma, vytvářená v intracerebrálních dutinách (komorách mozku) a cirkuluje v mozku a míchu, dodává jí živiny a další faktory nezbytné pro životně důležitou aktivitu.
Přívod krve do mozku je poskytován primárně karotickými tepnami; na základně mozku jsou rozděleny do velkých větví, které přicházejí do různých úseků. Přestože hmotnost mozku je pouze 2,5% tělesné hmotnosti, nepřetržitě, den a noc, dostávají 20% krve, která cirkuluje v těle, a tedy kyslík. Zásoby energie samotného mozku jsou extrémně malé, takže je extrémně závislé na dodávce kyslíku. Existují ochranné mechanismy, které mohou podpořit mozkový průtok krve v případě krvácení nebo zranění. Funkcí mozkové cirkulace je také přítomnost tzv. hematoencefalickou bariéru. Skládá se z několika membrán, které omezují propustnost cévních stěn a tok mnoha sloučenin z krve do substance mozku; tato bariéra tedy zajišťuje ochranné funkce. Například mnoho léčivých látek neprochází přes ni.
BRAINOVÉ CELKY
CNS buňky se nazývají neurony; jejich funkcí je zpracování informací. V lidském mozku z 5 až 20 miliard neuronů. Struktura mozku také zahrnuje gliální buňky, existuje asi desetkrát více než neurony. Glia vyplňuje prostor mezi neurony, vytváří nosnou kostru nervové tkáně a také provádí metabolické a další funkce.
Neuron, stejně jako všechny ostatní buňky, je obklopen polopropustnou (plazmovou) membránou. Od buněčného těla se odvíjejí dva typy procesů - dendriti a axony. Většina neuronů má mnoho větvících dendritů, ale pouze jeden axon. Dendriti jsou obvykle velmi krátká, zatímco délka axonu se pohybuje od několika centimetrů do několika metrů. Tělo neuronu obsahuje jádro a další organely, stejně jako v jiných buňkách těla (viz také CELL).
Nervové impulzy.
Přenos informací do mozku a nervového systému jako celku se provádí pomocí nervových impulzů. Rozkládají se směrem od buněčného těla k terminální části axonu, který se může rozvětvit a vytváří sadu konců v kontaktu s jinými neurony přes úzkou štěrbinu, synapse; přenos impulsů prostřednictvím synapse je zprostředkován chemickými látkami - neurotransmitery.
Nervový impuls obvykle pochází z dendritů - tenkých větvovacích procesů neuronu, které se specializují na získávání informací od jiných neuronů a jejich přenos do těla neuronu. U dendritů a v menším počtu existují tisíce synapsí na buněčném těle; je to přes axonové synapse, nesoucí informace z těla neuronu, přenáší je na dendryty jiných neuronů.
Konec axonu, který tvoří presynaptickou část synapse, obsahuje malé vezikuly s neurotransmitérem. Když impuls dosáhne presynaptické membrány, neurotransmiter z vezikuly se uvolní do synaptické štěrbiny. Konec axonu obsahuje pouze jeden typ neurotransmiteru, často v kombinaci s jedním nebo několika typy neuromodulátorů (viz níže Brain Neurochemistry).
Neurotransmiter uvolněný z axonové presynaptické membrány se váže na receptory na dendritech postsynaptického neuronu. V mozku se používá řada neurotransmiterů, z nichž každý je spojen s jeho konkrétním receptorem.
Receptory na dendritech jsou spojeny s kanály v semipermeabilní postsynaptické membráně, které řídí pohyb iontů membránou. V klidu má neuron elektrický potenciál 70 milivoltů (klidový potenciál), zatímco vnitřní strana membrány je záporně nabitá vzhledem k vnějšímu. Ačkoli existují různí mediátoři, všichni mají stimulační nebo inhibiční účinek na postsynaptický neuron. Stimulační účinek je realizován zvýšením průtoku určitých iontů, zejména sodíku a draslíku, membránou. V důsledku toho se negativní náboj vnitřního povrchu snižuje - dochází k depolarizaci. Brzdný účinek nastává především změnami toku draslíku a chloridů, v důsledku toho se negativní náboj vnitřního povrchu stává větší než v klidu a dochází k hyperpolarizaci.
Funkce neuronu je integrovat všechny vlivy vnímány prostřednictvím synapsí na jeho těle a dendrity. Vzhledem k tomu, že tyto vlivy mohou být excitační nebo inhibiční a nekryjí se včas, musí neuron vypočítat celkový účinek synaptické aktivity jako funkce času. Pokud převládá excitační efekt nad inhibiční a depolarizace membrány přesahuje prahovou hodnotu, aktivuje se určitá část membrány neuronu - v oblasti báze axonu (axon tubercle). Zde, v důsledku otevření kanálů pro ionty sodíku a draslíku, vzniká akční potenciál (nervový impuls).
Tento potenciál se dále rozšiřuje podél axonu na jeho konec rychlostí od 0,1 m / s do 100 m / s (čím silnější je axon, tím vyšší je rychlost vedení). Když akční potenciál dosáhne konce axonu, je aktivován jiný typ iontových kanálů, v závislosti na potenciálním rozdílu, kalciových kanálů. Podle nich vápník vstupuje do axonu, což vede k mobilizaci vezikulů s neurotransmiter, který se blíží k presynaptické membráně, s ním se spojí a uvolní neurotransmiter do synapse.
Myelinové a gliové buňky.
Mnoho axonů je pokryto myelinovým pláštěm, který je tvořen opakovaně zkroucenou membránou gliových buněk. Myelin se skládá převážně z lipidů, které vykazují charakteristickou podobu bílé hmoty mozku a míchy. Díky myelínovému pouzdru se zvyšuje rychlost provádění akčního potenciálu podél axonu, protože ionty se mohou pohybovat axonovou membránou pouze v místech, které nejsou pokryty myelinem - tzv. zastavení Ranvier. Mezi záchvaty se impulsy vedou podél myelinového pouzdra jako prostřednictvím elektrického kabelu. Vzhledem k tomu, že otevření kanálu a průchod iontů přes něj trvá nějaký čas, eliminace konstantního otevření kanálů a omezení jejich rozsahu na malé membránové oblasti, které nejsou pokryty myelinem, urychluje vedení impulsů podél axonu asi desetkrát.
Pouze část gliových buněk se podílí na tvorbě myelinového pláště nervů (Schwannových buněk) nebo nervových traktů (oligodendrocyty). Mnohé početné gliové buňky (astrocyty, mikrogliocyty) plní další funkce: vytvářejí podpůrnou kostru nervové tkáně, zajišťují její metabolické potřeby a zotavují se z úrazů a infekcí.
Jak funguje mozog
Zvažte jednoduchý příklad. Co se stane, když vezmeme tužku na stůl? Světlo odražené z tužky se zaostřuje do oka čočkou a směřuje k sítnici, kde se objeví obraz tužky; to je vnímáno odpovídajícími buňkami, ze kterých signál přichází k hlavním smyslově vysílajícím jadám mozku, umístěným v thalamu (vizuálním tuberkulu), hlavně v té části, která se nazývá laterální genikulární tělo. Byly aktivovány četné neurony, které reagují na rozložení světla a tmy. Axony neuronů laterálního zalomeného těla jdou na primární vizuální kůru umístěnou v okcipitálním laloku velkých hemisfér. Impulsy, které přicházejí z talamu do této části kůry, se přeměňují na složitou sekvenci výtoků kortikálních neuronů, z nichž některé reagují na hranici mezi tužkou a stolem, jiné k rohům v obraze tužky atd. Z primární vizuální kůry vstupují informace o axonech do asociativní vizuální kůry, kde probíhá rozpoznávání vzorků, v tomto případě tužka. Rozpoznání v této části kůry je založeno na dříve nahromaděných poznatcích o vnějších obrysech objektů.
Plánování pohybu (tzn. Užívání tužky) se pravděpodobně vyskytuje v kůře čelních laloků mozkových hemisfér. Ve stejné oblasti kůry jsou umístěny motorické neurony, které poskytují příkazy svalům ruky a prstů. Přístup ruky k tuži je řízen vizuálním systémem a interoreceptory, které vnímají polohu svalů a kloubů, informace, ze kterých vstupuje do centrální nervové soustavy. Když si vezmeme tužku v ruce, receptory na špičkách prstů, které vnímají tlak, nám říkají, zda prsty drží tužku dobře a jaká by měla být snaha udržet ji. Pokud chceme napsat své jméno v tužce, musíme aktivovat další informace uložené v mozku, které poskytují tento složitější pohyb, a vizuální kontrola pomůže zvýšit jeho přesnost.
Ve výše uvedeném příkladu lze vidět, že provádění poměrně jednoduché činnosti zahrnuje rozsáhlé oblasti mozku, které se táhnou od kůry k subkortikálním oblastem. Při složitějším chování spojeném s řečem nebo myšlením se aktivují jiné neurální okruhy, které pokrývají ještě rozsáhlejší oblasti mozku.
HLAVNÍ ČÁSTI BRAIN
Mozak může být rozdělen do tří hlavních částí: předního mozku, mozku a cerebellum. V předním mozku se vylučují mozkové hemisféry, thalamus, hypotalamus a hypofýza (jedna z nejdůležitějších neuroendokrinních žláz). Soustava je tvořena medulou oblongata, pons (pons) a středním mozkem.
Velké hemisféry
- největší část mozku, složka u dospělých asi 70% její hmotnosti. Obvykle jsou hemisféry symetrické. Jsou propojeny masivním svazkem axonů (corpus callosum), které poskytují výměnu informací.
Každá hemisféra se skládá ze čtyř laloků: čelní, parietální, temporální a okcipitální. Kůra čelních lalůček obsahuje centra, která regulují pohybovou aktivitu, stejně jako pravděpodobně centra plánování a předvídání. V kůře parietálních laloků, které se nacházejí za čelní částí, existují zóny tělesných pocitů, včetně pocitu dotyku a kloubu a svalového pocitu. Bok po boku parietálního laloku sousedí s temporální, ve které se nachází primární sluchová kůra, stejně jako středy řeči a další vyšší funkce. Zadní část mozku zaujímá okcipitální lalok umístěný nad mozkovým mozkem; jeho kůra obsahuje zóny vizuálních pocitů.
Oblasti kůry, které nejsou přímo spojeny s regulací pohybů nebo analýzou senzorických informací, jsou označovány jako asociativní kůra. V těchto specializovaných zónách se vytvářejí asociativní vazby mezi různými oblastmi a částmi mozku a informace pocházející z nich jsou integrovány. Asociativní kortex poskytuje tak složité funkce jako učení, paměť, řeč a myšlení.
Subkortické struktury.
Pod kůrou leží řada důležitých struktur mozku nebo jádra, které jsou seskupení neuronů. Patří mezi ně thalamus, bazální ganglia a hypotalamus. Thalamus je hlavní jádro vysílajícího senzory; obdrží informace od smyslů a následně ji předává příslušným částem senzorického mozku. Existují také nespecifické zóny, které jsou spojeny s téměř celou kůrou a pravděpodobně poskytují procesy její aktivace a udržování bdělosti a pozornosti. Bazální ganglia jsou sada jader (takzvaná skořápka, bledá kulička a kádové jádro), které se podílejí na regulaci koordinovaných pohybů (spuštění a zastavení).
Hypotalamus je malá oblast v základu mozku, která leží pod thalamusem. Bohatá v krvi je hypotalamus důležitým centrem, který řídí homeostatické funkce těla. Produkuje látky, které regulují syntézu a uvolňování hormonů hypofýzy (viz také HYPofýza). V hypotalamu je mnoho jader, které plní specifické funkce, jako je regulace metabolismu vody, distribuce uloženého tuku, tělesná teplota, sexuální chování, spánek a bdění.
Brain stonku
umístěné v základu lebky. Spojuje míchu s předním mozkem a skládá se z medulky oblongata, pons, middle a diencephalon.
Prostřednictvím středního a mezilehlého mozku i celého kmene projdou motorovými cestami vedoucími k míchu, stejně jako některými citlivými cestami od míchy až po nadcházející části mozku. Pod středním mozkem je most spojený nervovými vlákny s mozkem. Nejspodnější část kmene - medulla - přímo přechází do míchy. V medulla oblongata se nacházejí centra, která regulují činnost srdce a dýchání v závislosti na vnějším okolnostech a také kontrolují krevní tlak, motilitu žaludku a střev.
Na úrovni kmene se protínají cesty, které spojují každou mozkovou hemisféru s mozkovým mozkem. Proto každá hemisféra ovládá opačnou stranu těla a je spojena s opačnou polokoulou mozečku.
Cerebellum
umístěné pod okcipitálními laloky mozkových hemisfér. Cestami mostu je spojena s přilehlými částmi mozku. Cerebellum reguluje jemné automatické pohyby, koordinuje činnost různých svalových skupin při provádění stereotypních behaviorálních akcí; také neustále řídí polohu hlavy, trupu a končetin, tj. zapojených do udržování rovnováhy. Podle nejnovějších údajů hraje malý mozek velmi důležitou roli ve vytváření motorických dovedností, což pomáhá zapamatovat si sled pohybu.
Jiné systémy.
Limbický systém je široká síť vzájemně propojených oblastí mozku, které regulují emocionální stavy a zároveň poskytují učení a paměť. Jádra tvořící limbický systém zahrnují amygdaly a hipokampus (zahrnuté ve temporálním laloku), stejně jako hypotalamus a tzv. Jádro. průhledné septa (umístěné v subkortikálních oblastech mozku).
Retikulární formace je síť neuronů táhnoucích se přes celý kmen k thalamu a dále spojená s rozsáhlými oblastmi kůry. Podílí se na regulaci spánku a bdění, udržuje aktivní stav kůry a přispívá k zaměření pozornosti na určité objekty.
MĚŘÍCÍ ELEKTRICKÁ ČINNOST
Pomocí elektrod umístěných na povrchu hlavy nebo zavedených do mozkové hmoty je možné fixovat elektrickou aktivitu mozku kvůli výboji jejích buněk. Nahrávání elektrické aktivity mozku elektrodami na povrchu hlavy se nazývá elektroencefalogram (EEG). Neumožňuje zaznamenávat vypouštění jednotlivých neuronů. Pouze v důsledku synchronizované aktivity tisíců nebo milionů neuronů se na zaznamenané křivce objevují znatelné kmity (vlny).
Při neustálé registraci na EEG se objevují cyklické změny, které odrážejí celkovou úroveň aktivity jednotlivce. Ve stavu aktivní bdění EEG zachycuje nízkoprotéžné ne-rytmické beta vlny. Ve stavu uvolněné bdění se zavřenýma očima převažují alfa vlny s frekvencí 7-12 cyklů za sekundu. Výskyt spánku je indikován výskytem pomalých vln s vysokou amplitudou (delta vlny). Během období snění se na EEG znovu objeví beta vlny a na základě EEG může být vytvořen falešný dojem, že osoba je vzhůru (tedy termín "paradoxní spánek"). Sny jsou často doprovázeny rychlými pohyby očí (s uzavřenými víčky). Proto se snění nazývá také spánkem s rychlými pohyby očí (viz také SLEEP). EEG umožňuje diagnostikovat některé nemoci mozku, zejména epilepsii (viz EPILEPSY).
Pokud zaznamenáte elektrickou aktivitu mozku během akce určitého podnětu (vizuální, sluchové nebo hmatové), můžete identifikovat tzv. evokované potenciály - synchronní výboje určité skupiny neuronů, které vznikají v reakci na konkrétní vnější stimul. Studium evokovaných potenciálů umožnilo objasnit lokalizaci mozkových funkcí, zejména spojit funkci řeči s určitými oblastmi temporálních a čelních laloků. Tato studie rovněž pomáhá posoudit stav senzorických systémů u pacientů se sníženou citlivostí.
BRAIN NEUROCHEMIE
Mezi nejdůležitější neurotransmitery mozku patří acetylcholin, norepinefrin, serotonin, dopamin, glutamát, kyselina gama-aminomáselná (GABA), endorfiny a enkefaliny. Vedle těchto dobře známých látek je v mozku pravděpodobně fungovat i řada dalších, které ještě nebyly studovány. Některé neurotransmitery působí pouze v určitých oblastech mozku. Takže endorfiny a enkefaliny se nacházejí pouze v cestách vedoucích bolestivé impulzy. Další mediátory, jako je glutamát nebo GABA, jsou rozšířenější.
Účinek neurotransmiterů.
Jak již bylo uvedeno, neurotransmitery, působící na postsynaptickou membránu, mění svou vodivost pro ionty. Často se to děje aktivací v postsynaptickém neuronu druhého "mediátorového" systému, například cyklického adenosinmonofosfátu (cAMP). Účinky neurotransmiterů lze modifikovat pod vlivem jiné třídy neurochemických látek - peptidových neuromodulátorů. Uvedené presynaptickou membránou současně s mediátorem mají schopnost zvýšit nebo jinak měnit účinek mediátorů na postsynaptickou membránu.
Nedávno objevený endorfin-enkefalinový systém je důležitý. Enkefaliny a endorfiny jsou malé peptidy, které inhibují vedení bolestivých impulsů vazbou na receptory v CNS, včetně vyšších zón kůry. Tato rodina neurotransmiterů potlačuje subjektivní vnímání bolesti.
Psychoaktivní drogy
- látky, které se mohou specificky vázat na určité receptory v mozku a způsobit změny v chování. Byly identifikovány několik mechanismů jejich působení. Některé ovlivňují syntézu neurotransmiterů, jiné - na jejich akumulaci a uvolňování ze synaptických vezikulů (například amfetamin způsobuje rychlé uvolnění norepinefrinu). Třetí mechanismus se váže na receptory a napodobuje působení přirozeného neurotransmiteru, například účinek LSD (diethylamid kyseliny lysergové) je vysvětlen jeho schopností vázat se na serotoninové receptory. Čtvrtým typem léčebného účinku je blokáda receptoru, tj. antagonismu neurotransmitery. Takovéto široce používané antipsychotika jako jsou fenotiaziny (například chlorpromazin nebo aminazin) blokují dopaminové receptory a tím snižují účinek dopaminu na postsynaptické neurony. Nakonec je posledním společným mechanismem účinku inhibice inaktivace neurotransmiteru (mnoho pesticidů zabraňuje inaktivaci acetylcholinu).
Dlouho je známo, že morfin (vyčištěný makový výrobek ópia) má nejen výrazný analgetický (analgetický) účinek, ale také schopnost vyvolat euforii. Proto se používá jako lék. Účinek morfinu je spojen s jeho schopností vázat se na receptory na lidském endorfinu-enkefalinovém systému (viz také DRUG). To je jen jeden z mnoha příkladů skutečnosti, že chemická látka jiného biologického původu (v tomto případě rostlinného původu) je schopna ovlivňovat fungování mozku zvířat a lidí a interagovat se specifickými neurotransmiterními systémy. Dalším známým příkladem je curare, odvozený z tropické rostliny a schopný blokovat receptory acetylcholinu. Indiáni z Jižní Ameriky namazali krérové šípy, používající paralyzační efekt spojený s blokádou neuromuskulárního přenosu.
BRAIN STUDIES
Výzkum mozku je obtížný ze dvou hlavních důvodů. Za prvé, mozek, bezpečně chráněný lebkou, nemůže být zpřístupněn přímo. Za druhé, neurony mozku se neregenerují, takže jakýkoli zásah může vést k nezvratným škodám.
Navzdory těmto potížím je od pradávna známo výzkum mozku a některé formy jeho léčby (primárně neurochirurgická intervence). Archeologické nálezy ukazují, že již ve starověku člověk popraskal lebku, aby získal přístup k mozku. Zvláště intenzivní výzkum mozku byl prováděn během období války, kdy bylo možné pozorovat různé poranění hlavy.
Poškození mozku v důsledku zranění v přední části nebo zranění utrpěné v době míru je druh experimentu, při kterém jsou některé části mozku zničeny. Jelikož je to jediná možná forma "experimentu" na lidském mozku, další důležitou metodou výzkumu byly pokusy na laboratorních zvířatech. Při pozorování behaviorálních nebo fyziologických důsledků poškození určité struktury mozku lze posoudit jeho funkci.
Elektrická aktivita mozku u experimentálních zvířat je zaznamenávána pomocí elektrod umístěných na povrchu hlavy nebo mozku nebo zavedených do látky mozku. Je tak možné určit aktivitu malých skupin neuronů nebo jednotlivých neuronů, stejně jako identifikovat změny iontových toků přes membránu. Pomocí stereotaktického zařízení, které umožňuje zadání elektrody do určitého místa v mozku, jsou zkoumány jeho nepřístupné hloubkové části.
Dalším přístupem je odstranění malých oblastí živé mozkové tkáně, po které se její existence udržuje jako řez umístěný v živném médiu nebo buňky jsou odděleny a studovány v buněčných kulturách. V prvním případě můžete prozkoumat interakci neuronů, ve druhé - aktivitu jednotlivých buněk.
Když se zkoumá elektrická aktivita jednotlivých neuronů nebo jejich skupin v různých oblastech mozku, počáteční aktivita je nejprve zaznamenána, pak je určen účinek určitého účinku na funkci buněk. Podle jiného způsobu se prostřednictvím implantované elektrody aplikuje elektrický impuls, aby se uměle aktivovaly nejbližší neurony. Takže můžete studovat účinky některých oblastí mozku na jeho dalších oblastech. Tento způsob elektrické stimulace byl užitečný při studiu systémů kmenových aktivačních systémů procházejících středním mozkem; to se také uchýlí k pokusům pochopit, jak procesy učení a paměti probíhají na synaptické úrovni.
Před sto lety bylo jasné, že funkce levé a pravé hemisféry jsou různé. Francouzský chirurg P. Brock, pozorující pacienty s cerebrovaskulární nehodou (mozková mrtvice), zjistil, že pouze pacienti s poškozením levé hemisféry trpěli poruchou řeči. Další studie o specializaci hemisférů pokračovaly za použití dalších metod, například záznamu EEG a evokovaných potenciálů.
V posledních letech se používají složité technologie k získání obrazů (vizualizací) mozku. Počítačová tomografie (CT) tak revolučně proměnila klinickou neurologii, což umožnilo získat detailní (vrstvený) obraz mozkových struktur in vivo. Další zobrazovací metoda - pozitronová emisní tomografie (PET) - poskytuje obraz metabolické aktivity mozku. V tomto případě je krátkotrvající radioizotop zaveden do člověka, který se hromadí v různých částech mozku, a tím více, tím vyšší je jeho metabolická aktivita. S pomocí PET bylo také prokázáno, že řečové funkce většiny vyšetřovaných je spojeno s levou hemisférou. Vzhledem k tomu, že mozog pracuje s použitím obrovského množství paralelních struktur, PET poskytuje takové informace o funkcích mozku, které nelze získat s jednotlivými elektrodami.
Výzkum mozku se zpravidla provádí pomocí kombinace metod. Například americký neurobiolog R. Sperri se zaměstnanci použil jako léčebný postup k řezání corpus callosum (svazek axonů spojujících obě hemisféry) u některých pacientů s epilepsií. Následně u těchto pacientů s "rozštěpeným" mozkem byla vyšetřována hemisferická specializace. Bylo zjištěno, že pro řečové a jiné logické a analytické funkce je zodpovědná dominantní (obvykle levá) hemisféra, zatímco nerovnováha hemisféry analyzuje prostorově-časové parametry vnějšího prostředí. Takže se aktivuje, když posloucháme hudbu. Mozaikový obraz mozkové aktivity naznačuje, že v kůře a subkortikálních strukturách existuje řada specializovaných oblastí; současná aktivita těchto oblastí potvrzuje koncept mozku jako výpočetního zařízení s paralelním zpracováním dat.
S nástupem nových výzkumných metod se pravděpodobně změní představy o mozkových funkcích. Použití zařízení, které nám umožňují získat "mapu" metabolické aktivity různých částí mozku, stejně jako použití molekulárně genetických přístupů, by mělo prohloubit naše znalosti procesů, které se vyskytují v mozku. Viz též neuropsychologie.
Srovnávací anatomie
V různých typech obratlovců je mozek pozoruhodně podobný. Pokud provádíme srovnání na úrovni neuronů, najdeme výraznou podobnost takových charakteristik, jako jsou použité neurotransmitery, fluktuace koncentrací iontů, typy buněk a fyziologické funkce. Základní rozdíly se objevují pouze v porovnání s bezobratlými. Neurony bezobratlých jsou mnohem větší; často jsou vzájemně propojeny nikoli chemickými, ale elektrickými synapsy, které se zřídka nacházejí v lidském mozku. V nervovém systému bezobratlých jsou detekovány některé neurotransmitery, které nejsou charakteristické pro obratlovce.
U obratlovců se rozdíly ve struktuře mozku vztahují hlavně na poměr jednotlivých struktur. Při hodnocení podobností a rozdílů v mozku ryb, obojživelníků, plazů, ptáků, savců (včetně lidí) lze odvodit několik obecných vzorců. Za prvé, všechna tato zvířata mají stejnou strukturu a funkce neuronů. Za druhé, struktura a funkce míchy a mozku jsou velmi podobné. Za třetí, vývoj savců je doprovázen výrazným zvýšením kortikálních struktur, které dosahují maximálního vývoje u primátů. U obojživelníků tvoří kůra jen malou část mozku, zatímco u lidí je to dominantní struktura. Domníváme se však, že principy fungování mozku všech obratlovců jsou téměř stejné. Rozdíly jsou určeny počtem interneuronových vazeb a interakcí, což je vyšší, tím složitější je mozek. Viz také ANATOMIE COMPARATIVE.
Lidský mozek
Lidský mozek (lat. Encephalon) je orgán centrálního nervového systému, skládající se z mnoha propojených nervových buněk a jejich procesů.
Lidský mozek zaujímá téměř celou dutinu cerebrální lebeční oblasti, jejíž kosti chrání mozek před mechanickým poškozením. V procesu růstu a vývoje má mozek formu lebky.
Obsah
Brain mass [upravit překlad]
Hmotnost mozku normálních lidí se pohybuje od 1000 do více než 2000 gramů, což je v průměru asi 2% tělesné hmotnosti. Mužský mozek má průměrnou hmotnost o 100-150 gramů více než mozek žen [1]. To je všeobecně věřil, že duševní schopnosti člověka závisí na hmotě mozku: čím větší mozková masy, tím více nadané osoby. Je však zřejmé, že tomu tak není vždy [2]. Například mozek I. S. Turgeneva vážil v roce 2012 a mozek Anatol Francie - 1017 g. Nejtěžší mozok - 2850 g - byl nalezen u jedince, který trpěl epilepsií a idiotou [3]. Jeho mozek byl funkčně horší. Není tedy přímý vztah mezi hmotností mozku a duševními schopnostmi jednotlivce. Ve velkých vzorcích však mnoho studií ukázalo pozitivní korelaci mezi mozkovou hmotou a duševními schopnostmi, stejně jako mezi hmotností určitých oblastí mozku a různými kognitivními schopnostmi [4] [5].
Stupeň vývoje mozku lze posoudit zejména poměrem hmotnosti míchy k mozku. Takže u koček je to 1: 1, u psů to je 1: 3, u spodních opic je 1:16, u lidí to je 1:50. U lidí horní paleolity byl mozog nápadně (10-12%) větší než mozek moderního člověka [6] - 1: 55-1: 56.
[Upravit překlad]
Objem lidského mozku je 91-95% kapacity lebky. V mozku rozlišit pět oddělení medulla oblongata, zadní, včetně mostu a mozečku, šišinky, střední, střední a přední mozek, zastoupené mozkových hemisfér. Spolu s dělením do výše uvedených divizí je celý mozek rozdělen na tři velké části:
- Cerebrální hemisféry;
- Cerebellum;
- Brain stonku.
Mozková kůra pokrývá obě hemisféra mozku: pravý a levý.
[Upravit překlad]
Mozok, stejně jako mícha, je pokryt třemi membránami: měkký, arachnoidní a pevný.
Měkká nebo vaskulární membrána mozku (lat. Pia mater encephali) je přímo přilehlá k substanci mozku, jde do všech drážk, pokrývá všechny konvoluce. Skládá se z volné pojivové tkáně, v níž se řada cév větví do mozku. Tenké procesy pojivové tkáně, které zasahují hluboko do mozkové hmoty, se pohybují od choroidu.
Arachnoidní membrána mozku (lat. Arachnoidea encephali) je tenká, průsvitná, nemá žádné cévy. To dodržuje závity mozku, ale nevstupuje do drážky, přičemž mezi vaskulární a arachnoidales vytvořené subarachnoidální tanku naplněného mozkomíšním moku a v důsledku kterých je síla pavučinovitý. Největší cerebrální podlouhlá cisterna je umístěna na zadní straně čtvrté komory, do ní se otevírá centrální otvor čtvrté komory; cisterna postranní fossy leží v boční drážce velkého mozku; mezilid - mezi nohama mozku; průsečík nádrže - místo vizuální chiasmy (křižovatka).
Dura mater mozku (lat. Dura mater encephali) je periosteum pro vnitřní mozkový povrch kostí lebky. V této membráně je pozorována nejvyšší koncentrace receptorů bolesti v lidském těle, zatímco v mozku nejsou receptory bolesti.
Dura mater je vyroben z husté pojivové tkáně, lemované zevnitř plochými navlhčenými buňkami pevně spojenými s kostí lebky v oblasti své vnitřní základny. Mezi pevné a arachnoidní skořápky je subdurální prostor naplněný serózní tekutinou.
Strukturální části mozku [upravit překlad]
Oblong Brain [upravit překlad]
Medulla oblongata (medulla oblongata) se vyvíjí z páté mozkové kosmetiky (další). Medulla oblongata je pokračováním míchy se zhoršenou segmentací. Šedá hmota medulla oblongata se skládá z jednotlivých jader kraniálních nervů. Bílá hmota je cestami míchy a mozku, které jsou vytáhnuty do mozkového kmene a odtud do míchy.
Na předním povrchu medulky oblongata se nachází přední středová trhlina, na které je na každé straně zesílené bílé vlákna nazvané pyramidy. Pyramidy se zužují kvůli tomu, že část jejich vláken prochází na opačné straně a vytváří křižovatku pyramid, které tvoří boční pyramidovou cestu. Některé bílé vlákna, které se netýkají, tvoří rovnou pyramidovou cestu.
Most [upravit překlad]
Most (lat. Pons) leží nad medulou oblongata. Jedná se o zesílenou roli s příčnými vlákny. Ve středu je hlavní drážka, ve které leží hlavní tepna mozku. Na obou stranách brady jsou významná vylepšení tvořená pyramidálními cestami. Most se skládá z velkého počtu příčných vláken, které tvoří jeho bílou látku - nervová vlákna. Mezi vlákny je mnoho clusterů šedé hmoty, které tvoří jádro mostu. Pokračující k cerebellum, nervové vlákna tvoří jeho střední nohy.
Cerebellum [upravit překlad]
Cerebellum (lat. Cerebellum) leží na zadním povrchu můstku a medulla oblongata v zadní kraniální fossi. Skládá se ze dvou hemisfér a červ, který spojuje hemisféra s každým jiným. Hmotnost cerebellum 120-150 g.
Cerebellum je oddělený od velkého mozku vodorovnou štěrbinou, ve které trvák tvoří močový stan stísněný přes zadní fossu lebky. Každá mozková hemisféra se skládá ze šedé a bílé hmoty.
Šedá hmota cerebellum je obsažena na vrcholu bílé ve formě kůry. Nervová jádra leží uvnitř cerebellární hemisféry, jejichž hmotnost je převážně reprezentována bílou hmotou. Kůra polokoule tvoří rovnoběžné drážky, mezi nimiž jsou spirály stejného tvaru. Šermíři rozdělí každou polokouli mozku na několik částí. Jedna z částic - šrot, přiléhající k prostředním nohám cerebellum, vyniká více než ostatní. Je phylogeneticky nejstarší. Klapka a uzlík červa se objevují již v dolních obratlovcích a jsou spojeny s fungováním vestibulárního aparátu.
Kortex mozkové hemisféry se skládá ze dvou vrstev nervových buněk: vnější molekulární a granulární. Tloušťka kůry je 1-2,5 mm.
Šedá hmota cerebellum je rozvětvená v bílé (ve střední části cerebellum to může být viděna jako větev evergreen thuja), tak to je nazýváno cerebellum stromem života.
Cerebellum je spojen ve třech párech nohou s mozkovým kmenem. Nohy jsou reprezentovány svazky vláken. Dolní (ocasní) nohy mozečku přecházejí do medulla oblongata a nazývají se také lanovým tělem. Patří sem zadní mozková dráha.
Střední (mostní) nohy cerebellum jsou spojeny s mostem, ve kterém příčné vlákna procházejí neurony mozkové kůry. Prostřednictvím středních nohou prochází dráha kortikálního můstku, v důsledku čehož mozková kůra působí na mozoček.
Horní nohy cerebellum ve formě bílých vláken směřují ke střednímu mozku, kde se nacházejí podél nohou středního mozku a těsně přiléhají k nim. Horní (kraniální) nohy cerebellum sestávají hlavně z vláken jeho jader a slouží jako hlavní cesty, které vedou impulsy do optických mohylů, hypogastrické oblasti a červených jader.
Nohy jsou umístěny v přední části a pneumatika je za sebou. Mezi pneumatikou a nohama probíhá přívod vody středního mozku (vodní systém Sylviev). Spojuje čtvrtou komoru s třetí.
Hlavním úkolem mozku je reflexní koordinace pohybů a rozložení svalového tónu.
Midbrain [Upravit]
Kryt středního mozku (lat. Mesencephalon) se nachází nad krytem a pokrývá se nad akvadukt středního mozku. Víko obsahuje desku pneumatiky (cheliflow). Dvě horní pahorky jsou spojeny s funkcí vizuálního analyzátoru, působí jako centra orientačních reflexů k vizuálním podnětům a proto se nazývají vizuální. Dvě spodní tuberkulózy jsou sluchové, spojené s přibližnými reflexemi na zvukové podněty. Horní pahorky jsou spojeny s bočními zalomenými tělísky diencefalonu pomocí horních úchytek, spodní pahorky jsou spojeny s dolními rukojetími s mediálními zalomenými těly.
Z desky pneumatiky začíná mozkomíšní cesta, která spojuje mozku s míchou. Účinné impulzy procházejí v reakci na vizuální a sluchové podněty.
Hemispheres [upravit překlad]
Mozková hemisféra mozek. Ty zahrnují laloky hemisfér, mozkovou kůru (plášť), bazální ganglii, čichový mozek a boční komory. Hemisféry mozku jsou odděleny podélnou štěrbinou, ve které je vybráno corpus callosum, který je spojuje. Na každé hemisféře rozlišujeme následující povrchy:
- horní strana, konvexní, obrácená k vnitřnímu povrchu kraniální klenby;
- spodní plocha umístěná na vnitřním povrchu základny lebky;
- mediální plochu, přes kterou jsou hemisféry propojeny.
V každé polokouli jsou nejdůležitější části: vpředu čelní pól, za okcipitálním pólem, na straně postranní tyče. Navíc každá mozková hemisféra je rozdělena na čtyři velké laloky: čelní, parietální, okcipitální a temporální. Ve výklenku postranní fossy mozku je malý podíl - ostrov. Polokoule je rozdělena do lalůček brady. Nejhlubší z nich je postranní nebo postranní a nazývá se také sylvium sulcus. Boční drážka odděluje temporální lalok od čelního a parietálního. Z horního okraje polokoule se snižuje střední drážka nebo Rolandova drážka. Odděluje čelní lalok mozku od parietální. Ockcipitální lalok je oddělen od parietálu pouze od středního povrchu hemisfér - parietální-okcipitální sulcus.
Mozková hemisféra zvenčí je pokryta šedou hmotou tvořící mozkovou kůru nebo plášť. V kůře je 15 miliard buněk a pokud uvážíme, že každá z nich má 7 až 10 tisíc spojení se sousedními buňkami, můžeme usoudit, že funkce kůry jsou flexibilní, stabilní a spolehlivé. Povrch kůry se významně zvětšuje kvůli bradám a konvolucím. Fylogenetická kůra je největší strukturou mozku, její plocha je přibližně 220 tisíc mm 2.
Sexuální rozdíly [upravit překlad]
Metody tomografického skenování umožnily experimentálně stanovit rozdíly ve struktuře mozku žen a mužů [7] [8]. Bylo zjištěno, že mužský mozek má více spojení mezi zónami uvnitř hemisféry a samičí mezi polokoury. Předpokládá se, že mužský mozek je optimalizován pro motorické dovednosti a žena pro analytické a intuitivní myšlení. Vědci poukazují na to, že tyto výsledky by měly být aplikovány na obyvatelstvo jako celek, a nikoli na jednotlivce. Tyto rozdíly v struktuře mozku byly nejvýraznější při porovnávání skupin ve věku 13,4 až 17 let. Avšak s věkem v mozku u žen vzrostl počet spojení mezi zónami uvnitř hemisféry, což minimalizuje dříve odlišné strukturální rozdíly mezi pohlaví [8].
Současně, navzdory existenci rozdílů v anatomické a morfologické struktuře mozku žen a mužů, neexistují žádné rozhodující znaky nebo jejich kombinace, které by nám umožnily mluvit o specificky "mužském" nebo konkrétně "ženském" mozku [9]. Existují rysy mozku, které jsou častější mezi ženami a jsou častěji pozorovány u mužů, nicméně se oba mohou projevovat v opačném pohlaví a všechny stabilní soubory tohoto typu jsou prakticky nedodržovány.
Vývoj mozku [upravit překlad]
Prenatální [10] vývoj [upravit překlad]
Vývoj se vyskytuje v období před narozením, intrauterinní vývoj plodu. V prenatálním období dochází k intenzivnímu fyziologickému vývoji mozku, jeho senzorických a efektorových systémů.
Natal [10] podmínka [upravit překlad]
Diferenciace systémů mozkové kůry probíhá postupně, což vede k nerovnoměrnému zrání jednotlivých struktur mozku.
Když se narodí dítě, prakticky se vytvářejí subkortikální útvary a projekční oblasti mozku se blíží konečné fázi dozrávání, kdy končí neurální spojení z receptorů různých senzorických orgánů (systémy analyzátoru) a motorické cesty pocházejí [11].
Tyto oblasti působí jako konglomerace všech tří mozkových bloků. Ale mezi nimi nejvyšší úroveň zrání dosáhne struktura bloku regulace mozkové aktivity (první blok mozku). Ve druhém bloku (bloku příjmu, zpracování a ukládání informací) a třetím bloku (bloku programování, regulace a řízení aktivity) jsou nejrozšířenější pouze ty oblasti kůry, které souvisejí s primárními laloky, které obdrží příchozí informace (druhý blok) (Třetí blok) [12].
Jiné oblasti mozkové kůry v době porodu nedosahují dostatečné úrovně zralosti. Důkazem toho je malá velikost buněk, malá šířka jejich horních vrstev, které vykonávají asociativní funkci, relativně malou velikost oblasti, kterou obývají, a nedostatečnou myelinizaci jejich prvků.
Doba od 2 do 5 let [editovat]
Ve věku od dvou do pěti let dochází ke zrání sekundárních asociativních mozkových polí, z nichž některé (sekundární gnostické zóny analyzátorových systémů) se nacházejí ve druhém a třetím bloku (oblast předmotorů). Tyto struktury poskytují proces vnímání a provádění řady akcí [11].
Období od 5 do 7 let [upravit překlad]
Dalšími jsou terciární (asociativní) mozková pole. Nejprve se rozvíjí posteriorní asociativní pole - parieto-temporální-okcipitální oblast, tedy přední asociativní pole - prefrontální oblast.
Terciární pole zaujímají nejvyšší pozici v hierarchii interakce různých zón mozku a zde se provádějí nejkomplexnější formy zpracování informací. Zadní asociativní oblast zajišťuje syntézu všech příchozích multimodálních informací do supermodálního holistického odrazu okolní entity reality v rámci všech jejích vazeb a vztahů. Přední asociativní oblast je zodpovědná za libovolnou regulaci komplexních forem duševní činnosti, včetně výběru nezbytných informací nezbytných pro tuto činnost, tvorby aktivitních programů na jejím základě a kontroly nad jejich správným průběhem.
Takže každý ze tří funkčních bloků mozku dosáhne plné zralosti v různých časech a dospívání postupuje postupně od prvního do třetího bloku. Toto je cesta od shora dolů - od základních útvarů až po nadloží, od subkortikálních struktur k primárním polím, od primárních polí až po asociativní. Poškození při tvorbě kterékoli z těchto úrovní může vést k odchylkám v dozrávání dalšího, protože chybí stimulační účinky z poškozené úrovně [11].