Cum funcționează creierul uman?

1924 views
-1

Fiecare animal la care vă puteţi gândi – mamifere, păsări, reptile, peşti, amfibieni – are creier. Însă creierul uman este unic. Deşi nu este cel mai mare, acesta ne dă putere să vorbim, să ne imaginăm şi să rezolvăm probleme. Este un organ cu adevărat uimitor.

Creierul efectuează un număr incredibil de sarcini:

  • controlează temperatura corporală, presiunea sângelui, ritmul cardiac şi respiraţia;
  • acceptă de la noi un flux mare de informaţii despre lumea înconjurătoare prin diverse simţuri  (văz, auz, miros, gust şi atingere);
  • se ocupă de mişcările fizice atunci când mergem pe jos, vorbim, stăm în picioare sau aşezati;
  • ne permite să gândim, visăm, să avem judecată şi să experimentăm emoţiile;

Toate aceste sarcini sunt coordonate, controlate şi reglementate de către un organ care este aproximativ de dimensiunea unui mic “cap de conopidă”.

Creierul, măduva spinării şi nervii periferici alcătuiesc un complex integrat fiind cunoscut sub numele de sistem central nervos. În paralel, ele reglementează toate aspectele conştiente şi inconştiente ale vieţii noastre. Studiul ştiinţific al sistemului nervos al creierului se numeşte neuroştiinţă sau neurobiologie.

Vom examina structura creierului şi vom vedea cum fiecare secţiune controlează funcţionarea noastră zilnică, inclusiv motorul de control, prelucrarea vizuală, prelucrarea auditivă, învăţarea, memorarea şi emoţiile.

Structura neuronală

Creierul este alcătuit din aproximativ 100 de milioane de celule nervoase, numite neuroni.  Neuronii au uimitoarea abilitate de a colecta şi a transmite semnale  electrochimice. Neuronii au aceleași caracteristici ca și alte celule, dar aspectul electrochimic le permite să transmită semnale pe distanțe lungi  și mesaje unul altuia.

Neuronii au trei părți de bază:

  • Celulele sau soma. Această parte principală are toate componentele necesare ale celulei, cum ar fi nucleul (care conține ADN), reticulul endoplasmatic și ribozomi (pentru construirea proteinelor) și mitocondrii (pentru efectuarea energie). În cazul în care celula moare, deasemenea moare și neuronul.
  • Axonul. Această proiecție lungă ca și un cablu al celulei poartă mesajul electrochimic (impuls nervos sau potențial de acțiune), de-a lungul întregii celule . În funcție de tipul de neuron, axonii pot fi acoperiti cu un strat subțire de mielină , asemenea unui conductor electric izolat. Mielina este făcută din grăsimi și proteine​​ și ajută la mărirea vitezei  de transmisie a unui  impuls nervos de-a lungul axonului. Neuroni mielinizați sunt de obicei găsiţi în nervii periferici (neuroni senzoriali și motorii), în timp ce neuronii non-mielinizaţi se găsesc în creier și măduva spinării.
  • Dendritele sau terminațiile nervoase. Aceste proiecții mici, ca niște ramuri face conexiunea între celule  și permite neuronilor să fie conectați la rândul lor cu celulele  sau să perceapă mediul înconjurător. Dendritele pot fi amplasate pe una sau ambele capete ale unei celule.

Tipuri de neuroni de bază

Neuronii sunt de mai multe dimensiuni. De exemplu, un singur neuron senzorial din vârful degetului are un axon care se extinde pe toată lungimea brațului, în timp ce neuronii din creier se pot prelungi numai câțiva milimetri. De asemenea, ei sunt foarte diferiți în funcție de atribuțiile pe care le au.

Neuronii motor care controlează contracțiile musculare au celule cu un sigur capăt, un axon în mijloc și dendritele la celălalt capăt.

Neuronii senzoriali au dendrite la ambele capete, conectate printr-un axon lung, cu un corp celular în mijloc.

Interneuronii sau neuronii de asociere, transportă informații între motor și neuronii senzoriali.

Acești membri fundamentali ai sistemului nervos, de asemenea, variază în ceea ce privește funcțiile lor.

–       Neuroni senzoriali transportă semnale de la părțile exterioare ale corpului (periferie), în sistemul nervos central.

–       Neuronii motori  transportă semnale de la sistemul nervos central  la părți exterioare (muşchi, piele, glande) ale corpului.

–       Interneuronii conectează diferiți neuroni din creier cu măduva spinării

Cel mai simplu tip de cale neuronală este onosinaptică (o singură conexiune) ca reflexul de la genunchi. Când medicul lovește locul potrivit în genunchiul tău cu un ciocan de cauciuc, receptorii trimit un semnal în măduva spinării printr-un neuron senzorial, după care, acesta trimite mesajul la un neuron motor care controlează musculatura piciorului. Impulsurile nervoase călătoresc in josul motorului neuronal și stimulează contractarea muschiului corespunzător piciorului. Răspunsul este o contracţie musculară care se întâmplă repede și nu implică creierul.

 Părţile creierului

Cele mai simple creaturi posibile au un incredibil sistem nervos de bază, format din nimic, dar cu căi de reflexe. De exemplu, viermii si nevertebratele nu au creiere centralizate. Ei au asociații de neuroni liberi, aranjati in căi de reflexe simple. Viermii au plase neuronale sau neuroni individuali legați între ei, care formează o plasă în jurul întregului corp. Cele mai multe nevertebrate au creiere modeste care constau în colecții locale de corpuri  celulare numite ganglioni. Fiecare ganglion controlează funcțiile senzoriale și motorii din segmentul său prin căi reflex, aceștia fiind legați împreună pentru a forma un sistem nervos simplu.

Creierul a evoluat de la ganglionii nevertebratelor. Indiferent de animal, creierul are următoarele componente:

  • Trunchiul cerebral, care constă din măduva spinării (o porțiune extinsă a măduvei spinării de sus) și creierul mijlociu (animalele mai mici au doar o medulară). Trunchiul cerebral controlează reflexele și funcțiile automate (ritmul cardiac, tensiunea arterială), mișcările membrelor și funcțiile viscerale (digestie, urinare).
  • Cerebelul integrează informații de la sistemul vestibular, care indică poziția și mișcarea și utilizează aceste date pentru a coordona mișcările membrelor.
  • Hipotalamusul și glanda hipofiză sunt responsabile pentru funcțiile viscerale, temperatura corpului și răspunsurile comportamentale, cum ar fi hrana, alcoolul, răspunsul sexual, agresiunea și plăcerea.
  • Cerebralul , de asemenea numit şi cortexul cerebral este format din cortex, suprafețe mari de fibre și unele  structuri profunde (ganglionii bazali, amigdala şi hipocampusul). Integrează informații de la toate organele de simț, inițiază funcții motorii, controlează emoțiile și deține memoria și procesele de gândire (expresia emoțională și gândirea sunt mai răspândite la mamiferele mari).

 Creierul pentru instinct

      Animale mici, cum ar fi peștii, amfibienii, reptilele și păsările, nu gândesc prea mult, dar în schimb se preocupe de treburile de zi cu zi de a aduna alimente, mănâncă, dorm, se reproduc și se apără. Acesta este procesul instinctual. Prin urmare, creierele lor sunt organizate de-a lungul celor mai importante centre care controlează aceste funcții. Noi, oamenii, îndeplinim aceste funcții la fel de bine , deci avem un creier “reptilian”. Asta înseamnă că avem aceleași părți ale creierului găsite la reptile, numite trunchiul cerebral si cerebelul.

Creierul mic

Creierul  mic este format din măduva spinării, trunchiul cerebral si diencefalul. La rândul său, trunchiul cerebral cuprinde măduva spinării, pons, creierul mijlociu, hipotalamus și talamus. În cadrul fiecăreia dintre aceste structuri sunt centre de organisme celulare neuronale, numite nuclee, care sunt specializate pentru anumite funcții (respirație, reglementarea ritmului cardiac, somn):

  • Măduva spinării – medulara conţine nuclee pentru reglarea tensiunii arteriale şi respiraţie, precum şi nuclee pentru retransmiterea informaţiilor de la organele de simţ, care vine de la nervii cranieni.
  • Punte – conţine nuclee care transmit mişcarea şi informaţia de la cerebel la cortex. Aceasta conţine, de asemenea nuclee, care sunt implicate în respiraţie, gust, somn şi face legătura dintre medulară şi mezencefal.
  • Mezencefalul – creierul mijlociu conţine nuclei care leagă diferite secţiuni ale creierului implicate în funcţiile motorii (cerebelul, ganglionii bazali, cortexul, cerebralul), mişcarea ochilor şi controlul auditiv. O parte, numită substanţa neagră este implicată în mişcările voluntare. Atunci când aceasta nu funcţionează apar mişcările de tremur ale bolii Parkinson.
  • Talamusul  – participă la schimbul de informații între cerebel, ganglionii bazali si cortex.
  • Hipotalamus – conţine nuclee care controlează secreţiile hormonale de la glanda pituitară. Aceste centre guvernează reproducerea sexuală,  funcţiile de mâncat şi băut, creşterea şi comportamentul matern, cum ar fi alăptarea. Hipotalamusul este, de asemenea, implicat în aproape toate aspectele de comportament.

       Măduva spinării

Măduva spinării poate fi privită ca o entitate separată de creier sau pur şi simplu ca o extensie în jos a trunchiului cerebral. Aceasta conţine căile senzoriale şi motorii din organism precum şi căile ascendente şi descendente din creier. Ea are căi reflexe care reacţioneză independent de creier, la fel ca în reflexul la genunchi.

   Sistemul vestibular

Sistemul vestibular este responsabil pentru menţinerea posturii, echilibrului şi orientarea în spaţiu. O parte a sistemului este situat în urechea internă. Aceasta include, de asemenea, nervul vestibular (al  VIII-lea nerv cranian) şi anumite părţi ale creierului care interpretează informaţiile primite de nervul vestibular.

 

Echilibrul

Cerebelul este de asemenea cunoscut şi sub numele de  “creierul mic” deoarece este împăturit în mai mulţi lobi. Ca o a doua mare zonă a creierului, primeşte intrările senzoriale de la măduva spinării, le transmite cortexului şi ganglionilor bazali după care poziţioneză informaţia de la sistemul vestibular.

“ Creierul mic”  integreză aceste informaţii şi influenţează căile de ieşire de la creier pentru a coordona mişcările.

Creierul mare

Cerebralul este cea mai mare parte a creierului uman. Conţine toţi centrii care primesc şi interpreteză informaţiile senzoriale, iniţiază mişcarea, motivează şi experimentează emoţiile. Centrele pentru aceste sarcini sunt aflate în diferite părţi ale cortexului cerebral, stratul exterior al cerebelului şi este format din materie cenuşie. Interiorul este format din materia albă.

Părţi importante din cortexul cerebral

Cortexul domină suprafaţa exterioară a creierului. Suprafaţa creierului este de aproximativ 233-465 centimetri pătraţi, care este aproximativ dimensiunea a una sau două pagini ale unui ziar. Pentru a se potrivi această suprafaţă în interiorul craniului, cortexul este pliat, formând falduri şi canale. Se întâlnesc canale mai mari care împart cortexul cerebral în diferiţi lobi: lobul frontal, lobul parietal, lobul occipital si lobul temporal. Fiecare lob are o funcţie diferită. Când este privit de sus, se poate observa un canal mare ce separă creierul în două jumătăţi: stânga şi dreapta. Cele două jumătăţi vorbesc între ele cu ajutorul corpului călos ce este format din fibre de materie albă.

Mai multe zone ale cortexului cerebral au funcţii specializate:

Lobul parietal – recepţionează şi procesează toate intrările somato-senzoriale ale corpului (atingerea, durerea)

-fibre din măduva spinării sunt distribuite prin talamus la diferite părţi ale lobului parietal.

-conexiunile formează o hartă a suprafeţei corpului pe lobul parietal. Această hartă se numeşte homunculus.

– partea din spate a lobului parietal (lângă lobul temporal), are o secţiune numită zona Wernicke, care este importantă pentru înţelegerea informaţiilor senzoriale (auditive şi vizuale), asociate cu limba. Deteriorarea acestei zone a creierului produce ceea ce se numeşte afazie senzorială, în care pacienţii nu pot înţelege, dar pot produce încă sunete.

Lobul frontal – este implicat în abilităţi motorii (inclusiv vorbire) şi a funcţiilor cognitive.

 -centrul motor al creierului (girusul pre-central) este situat în partea din spate a lobului frontal, chiar în faţa lobuluparietal. Ea primeşte conexiuni din porţiunea somato-senzorială în lobul parietal şi procesează şi iniţiază funcţiile motorii.

-o zonă din partea stângă a lobului frontal, numită zona Broca, procesează limbajul şi menţine controlul muşchilor. (gură, buze şi laringe). Deteriorarea acestei zone duce la afazie motorie, în care pacienţii pot înţelege, dar nu pot produce sunete semnificative sau adecvate.

– celelalte zone ale lobului frontal efectuează procese asociative (gândire, învăţare, memorare)

Lobul occipital –  primeşte şi procesează informaţiile vizuale direct de la ochi şi le trimite la lobul parietal (zona Wernicke) şi cortexul motor (lobul frontal). Unul din lucrurile pe care trebuie sa le facă este să interpreteze imaginile cu susul în jos ale lumii, care sunt proiectate pe retină de către cristalin.

Lobul temporal  –  proceseză informaţiile auditive de la urechi şi le transmite la zona Wernicke a lobului parietal şi cortexul motor al lobului frontal.

Ganglionii bazali: situaţi în lobul temporal, aceştia au sarcina de a coordona mişcările fine, cum ar fi cele are vârfurilor degetelor

Sistemul limbic: situat adânc în lobul temporal, sistemul limbic este important în comportamentul emoţional şi controlarea mişcărilor făcute de muşchii viscerali. Sistemul limbic este format din girusul cingulat, corpul călos, corpul mamilar, tractul olfactiv, amigdală şi hipocampus.

Hipocampusul: este situat în lobul temporal şi este important pentru memoria pe termen scurt

Amigdala: este situată în lobul temporal şi controleză comportamentul social, sexual şi alte emoţii.

Hidrocefalia

Creierul şi măduva spinării sunt acoperite de o serie de membrane dure numite meninge, care protejează aceste organe de frecarea de oasele craniului si coloanei vertebrale. Pentru protecţie suplimentară, creierul si măduva spinării “plutesc” într-o mare de lichid cefalorahidian în interiorul craniului şi coloanei vertebrale. Acest lichid de amortizare este produs de ţesutul coroid al plexului, care se află în creier şi curge printr-o serie de cavităţi (ventriculi) din creier. Lichidul cefalorahidian este ţinut separat de alimentarea cu sânge de bariera hemato-encefalică.

După cum vedeţi, creierul este un organ complex, foarte bine organizat care guvernează tot ceea ce faceţi.

Roxana Gîdea

(8622)

About author

RaLix

"Bunul simţ este o colecţie de prejudecăţi dobândite până la vârsta de 18 ani."Einstein

Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *