Quante parti ha il cervello? Il cervello umano è formato da quali cellule. Cervello umano. Mielina e cellule gliali

Il cervello umano è un organo di 1,5 kg di densità morbida e spugnosa. Il cervello è costituito da 50-100 miliardi di cellule nervose (), collegate da oltre un miliardo di connessioni. Ciò rende il cervello umano (CB) la struttura più complessa e, attualmente, sofisticata conosciuta. La sua funzione è quella di integrare e gestire tutte le informazioni, gli stimoli provenienti dall'ambiente interno ed esterno. Il componente principale sono i lipidi (circa il 60%). La nutrizione viene effettuata attraverso la fornitura di sangue e l'arricchimento di ossigeno. Il GM umano sembra una noce.

Uno sguardo tra storia e modernità

Inizialmente, il cuore era considerato l'organo dei pensieri e dei sentimenti. Tuttavia, con lo sviluppo dell'umanità, è stata determinata una connessione tra comportamento e GM (secondo le tracce di trapanazione sulle tartarughe trovate). Questa neurochirurgia veniva probabilmente utilizzata per curare mal di testa, fratture del cranio e malattie mentali.

Dal punto di vista della comprensione storica, il cervello viene messo a fuoco nell'antica filosofia greca, quando Pitagora, e più tardi Platone e Galeno, lo interpretarono come l'organo dell'anima. Progressi significativi nella determinazione delle funzioni cerebrali sono stati forniti dalle conclusioni dei medici che, sulla base delle autopsie, hanno esaminato l'anatomia dell'organo.

Oggi, per studiare il cervello e la sua attività, i medici utilizzano l’EEG, un apparecchio che registra l’attività cerebrale tramite elettrodi. Il metodo viene utilizzato anche per diagnosticare i tumori cerebrali.

Per eliminare un tumore, la medicina moderna offre un metodo non invasivo (senza incisione): la stereochirurgia. Ma il suo utilizzo non esclude il ricorso alla terapia chimica.

Sviluppo embrionale

Il GM si sviluppa durante lo sviluppo embrionale dalla parte anteriore del tubo neurale che emerge nella 3a settimana (giorni 20-27 di sviluppo). All'estremità della testa del tubo neurale si formano 3 vescicole cerebrali primarie: anteriore, media, posteriore. Allo stesso tempo vengono create le regioni occipitale e frontale.

Durante la quinta settimana di sviluppo del bambino, si formano vescicole cerebrali secondarie, che costituiscono le parti principali del cervello adulto. Il cervello frontale è diviso nel cervello intermedio e terminale, quello posteriore nel ponte Varoliev, nel cervelletto.

Il liquido cerebrospinale si forma nelle camere.

Anatomia

Il GM, in quanto centro energetico, di controllo e organizzativo del sistema nervoso, è immagazzinato nel neurocranio. Nell'uomo adulto il suo volume (peso) è di circa 1500 g, tuttavia la letteratura specializzata mostra una grande variabilità nella massa del GM (sia nell'uomo che negli animali, ad esempio nelle scimmie). I pesi più bassi - 241 ge 369 g, così come il peso più alto - 2850 g sono stati riscontrati in rappresentanti della popolazione con grave ritardo mentale. Anche il volume tra i piani è diverso. Il cervello maschile pesa circa 100 g in più rispetto a quello femminile.

La posizione del cervello nella testa è visibile nella sezione.

Il cervello, insieme al midollo spinale, costituisce il sistema nervoso centrale. Il cervello si trova nel cranio, protetto dai danni dal fluido che riempie la cavità cranica, il liquido cerebrospinale. La struttura del cervello umano è molto complessa: comprende una corteccia divisa in 2 emisferi, funzionalmente diversi.

La funzione dell'emisfero destro è risolvere problemi creativi. È responsabile dell'espressione delle emozioni, della percezione delle immagini, dei colori, della musica, del riconoscimento facciale, della sensibilità ed è la fonte dell'intuizione. Quando una persona incontra per la prima volta un compito, un problema, è questo emisfero che inizia a funzionare.

L'emisfero sinistro domina nei compiti che una persona ha già imparato ad affrontare. Metaforicamente, l'emisfero sinistro può essere definito scientifico, poiché comprende il pensiero logico, analitico, critico, il calcolo e l'uso delle abilità linguistiche, l'intelligenza.

Il cervello contiene 2 sostanze: grigia e bianca. La materia grigia sulla superficie del cervello produce la corteccia. La sostanza bianca è costituita da un gran numero di assoni con guaine mieliniche. Si trova sotto la materia grigia. I fasci di sostanza bianca che attraversano il sistema nervoso centrale sono chiamati tratti nervosi. Questi tratti forniscono la trasmissione del segnale ad altre strutture del sistema nervoso centrale. A seconda della funzione, le vie si dividono in afferenti ed efferenti:

• le vie afferenti portano segnali alla materia grigia da un altro gruppo di neuroni;
• vie efferenti formano gli assoni dei neuroni, portando segnali ad altre cellule del sistema nervoso centrale.

Protezione del cervello

La protezione del cervello comprende il cranio, le meningi e il liquido cerebrospinale. Oltre ai tessuti, anche le cellule nervose del sistema nervoso centrale sono protette dagli effetti delle sostanze nocive presenti nel sangue attraverso la barriera ematoencefalica (BBB). La BBB è uno strato adiacente di cellule endoteliali, strettamente interconnesse, che impedisce il passaggio di sostanze attraverso gli spazi intercellulari. In condizioni patologiche come l'infiammazione (meningite), l'integrità della BBB è compromessa.

Conchiglie

Il cervello e il midollo spinale sono ricoperti da 3 strati di membrane: dura, aracnoidea, morbida. I componenti costitutivi delle membrane sono i tessuti connettivi del cervello. La loro funzione generale è quella di proteggere il sistema nervoso centrale, i vasi sanguigni che lo riforniscono e la raccolta del liquido cerebrospinale.

Le parti principali del cervello e le loro funzioni

Il GM è diviso in più parti, che svolgono funzioni diverse, ma lavorano insieme per formare l'organo principale. Quanti dipartimenti ci sono nel cervello e quale cervello è responsabile di determinate capacità del corpo?

In cosa consiste il cervello umano - sezioni:

• Il rombencefalo contiene una continuazione del midollo spinale e altre due parti: il ponte e il cervelletto. Il ponte e il cervelletto insieme formano il rombencefalo in senso stretto.
• Media.
• Il prosencefalo contiene il diencefalo e il telencefalo.

La combinazione di midollo allungato, mesencefalo e ponte forma il tronco encefalico. Questa è la parte più antica del cervello umano.

Midollo

Il midollo allungato è una continuazione del midollo spinale. Si trova nella parte posteriore del cranio.

• ingresso e uscita dei nervi cranici;
• trasmissione di segnali ai centri del cervello, corso dei percorsi neurali discendenti e ascendenti;
• il luogo della formazione reticolare è il coordinamento dell'attività del cuore, il contenuto del centro vasomotore, il centro dei riflessi incondizionati (singhiozzo, salivazione, deglutizione, tosse, starnuti, vomito);
• quando la funzione è compromessa, i riflessi e l'attività cardiaca vengono interrotti (tachicardia e altri problemi, incluso l'ictus).

Cervelletto

Il cervelletto costituisce l'11% del lobo totale del cervello.

• centro per la coordinazione dei movimenti, controllo dell'attività fisica - componente di coordinazione dell'innervazione propriocettiva (guida del tono muscolare, precisione e coordinazione dei movimenti muscolari);
• sostegno all'equilibrio e alla postura;
• Quando la funzione cerebellare è compromessa (a seconda del grado del disturbo), si verificano ipotonia muscolare, lentezza nella deambulazione, incapacità di mantenere l'equilibrio e disturbi del linguaggio.

Monitorando l'attività motoria, il cervelletto valuta le informazioni ricevute dall'apparato statocinetico (orecchio interno) e dai propriocettori nei tendini associati alla posizione e al movimento attuali del corpo. Il cervelletto riceve anche informazioni sui movimenti pianificati dalla corteccia motoria del cervello, le confronta con i movimenti attuali del corpo e infine invia segnali alla corteccia. Dirige quindi i movimenti come erano stati pianificati. Usando questo feedback, la corteccia può ripristinare i comandi e inviarli direttamente al midollo spinale. Di conseguenza, una persona può eseguire azioni ben coordinate.

Ponte

Forma un'onda trasversale sul midollo allungato ed è collegata al cervelletto.

• l'area di uscita dei nervi della testa e la deposizione dei loro nuclei;
• trasmissione di segnali ai centri superiori e inferiori del sistema nervoso centrale.

Mesencefalo

Questa è la parte più piccola del cervello, il centro cerebrale filogeneticamente più antico, parte del tronco cerebrale. La parte superiore del mesencefalo è formata dal quadrigeminale.

Funzioni della regione quadrigeminale:

• i collicoli superiori sono coinvolti nelle vie visive, funzionano come centro visivo e partecipano ai riflessi visivi;
• i collicoli inferiori sono coinvolti nei riflessi uditivi: forniscono reazioni riflessive ai suoni, al volume e all'appello riflessivo al suono.

Diencefalo

Il diencefalo è in gran parte chiuso dal telencefalo. È una delle 4 parti principali del cervello. È costituito da 3 paia di strutture: talamo, ipotalamo, epitalamo. Parti separate limitano il terzo ventricolo. La ghiandola pituitaria è collegata all'ipotalamo attraverso l'infundibolo.

Funzione del talamo

Il talamo costituisce l'80% del diencefalo e costituisce la base delle pareti laterali del ventricolo. I nuclei talamici reindirizzano le informazioni sensoriali dal corpo (midollo spinale) - dolore, tatto, segnali visivi o uditivi - a specifiche aree del cervello. Qualsiasi informazione inviata alla corteccia cerebrale deve essere reindirizzata al talamo, la porta d'accesso alla corteccia cerebrale. Le informazioni nel talamo vengono elaborate attivamente e cambiano: aumentano o diminuiscono i segnali destinati alla corteccia. Alcuni nuclei talamici sono motori.

Funzione dell'ipotalamo

Questa è la parte inferiore del diencefalo, sul lato inferiore del quale si trovano le intersezioni dei nervi ottici (chiasma opticum), verso il basso si trova la ghiandola pituitaria, che secerne un gran numero di ormoni. L'ipotalamo immagazzina un gran numero di nuclei di materia grigia; funzionalmente è il centro principale per il controllo degli organi del corpo:

• controllo del sistema nervoso autonomo (parasimpatico e simpatico);
• controllo delle risposte emotive - parte del sistema limbico comprende un'area per la paura, la rabbia, l'energia sessuale, la gioia;
• regolazione della temperatura corporea;
• regolazione della fame, della sete - aree di concentrazione della percezione dei nutrienti;
• gestione del comportamento – controllo della motivazione al consumo di cibo, determinazione della quantità di cibo consumato;
• controllo del ciclo sonno-veglia – responsabile della tempistica del ciclo del sonno;
• monitoraggio del sistema endocrino (sistema ipotalamo-ipofisi);
• formazione della memoria – ricezione di informazioni dall'ippocampo, partecipazione alla creazione della memoria.

Funzione dell'epitalamo

Questa è la parte più posteriore del diencefalo, costituita dalla ghiandola pineale - la ghiandola pineale. Secerne l'ormone melatonina. La melatonina segnala al corpo di prepararsi al ciclo del sonno, influenza l'orologio biologico, l'inizio della pubertà, ecc.

Funzione della ghiandola pituitaria

Ghiandola endocrina, adenoipofisi – produzione di ormoni (GH, ACTH, TSH, LH, FSH, prolattina); neuroipofisi - secrezione di ormoni prodotti nell'ipotalamo: ADH, ossitocina.

Cervello finito

Questo elemento della struttura del cervello è la parte più grande del sistema nervoso centrale umano. La sua superficie è costituita da corteccia grigia. Sotto c'è la sostanza bianca e i gangli della base.

Emisferi:

• il telencefalo è costituito da emisferi che costituiscono l'83% della massa cerebrale totale;
• tra i 2 emisferi c'è un profondo solco orientato longitudinalmente (fissura longitudinalis cerebri), che si estende fino al muscolo cerebrale (corpo calloso), che collega gli emisferi e media la cooperazione tra loro;
• Sulla superficie sono presenti scanalature e convoluzioni.

Corteccia cerebrale:

• controllo del sistema nervoso - sede della coscienza umana;
• formato da materia grigia - formato dai corpi dei neuroni, dai loro dendriti e assoni; non contiene vie nervose;
• ha uno spessore di 2-4 mm;
• costituisce il 40% del volume totale degli OGM.

Aree corticali

Sulla superficie degli emisferi sono presenti solchi permanenti che li dividono in 5 lobi. Il lobo frontale (lobus frontalis) si trova davanti al solco centrale (sulcus centralis). Il lobo occipitale si estende dal solco centrale a quello parieto-occipitale (sulcus parietooccipitalis).

Regioni del lobo frontale

L'area motoria principale si trova davanti al solco centrale, dove si trovano le cellule piramidali, i cui assoni formano il percorso piramidale (corticale). Questi percorsi consentono movimenti precisi e confortevoli del corpo, in particolare degli avambracci, delle dita e dei muscoli facciali.

Corteccia premotoria. Quest'area si trova davanti all'area motoria primaria e controlla i movimenti di attività libere più complessi che dipendono dal feedback sensoriale: afferrare oggetti, superare ostacoli.

Il centro della parola di Broca si trova nella parte inferiore, solitamente nell'emisfero sinistro o dominante. Il centro di Broca nell'emisfero sinistro (se è dominante) controlla la parola, nell'emisfero destro sostiene la colorazione emotiva della parola parlata; quest'area è coinvolta anche nella memoria a breve termine delle parole e del discorso. Il centro di Broca è associato all'uso preferenziale di una mano per il lavoro: sinistra o destra.

L'area visiva è la parte motoria che controlla i rapidi movimenti oculari richiesti durante la visualizzazione di un bersaglio in movimento.

La regione olfattiva è situata alla base dei lobi frontali ed è responsabile della percezione dell'olfatto. La corteccia olfattiva si collega alle aree olfattive nei centri inferiori del sistema limbico.

La corteccia prefrontale è un'ampia area del lobo frontale responsabile delle funzioni cognitive: pensiero, percezione, memorizzazione cosciente delle informazioni, pensiero astratto, autocoscienza, autocontrollo, perseveranza.

Aree del lobo parietale

L'area sensibile della corteccia si trova appena dietro il solco centrale. Responsabile della percezione delle sensazioni corporee generali: la percezione della pelle (tatto, calore, freddo, dolore), gusto. Questo centro è in grado di localizzare la percezione spaziale.

Area somatosensibile - situata dietro quella sensibile. Partecipa al riconoscimento degli oggetti in base alla loro forma basata sull'esperienza precedente.

Regioni del lobo occipitale

L'area visiva principale si trova all'estremità del lobo occipitale. Riceve informazioni visive dalla retina ed elabora insieme le informazioni provenienti da entrambi gli occhi. Qui si percepisce l'orientamento degli oggetti.

Area visiva associativa - situata di fronte a quella principale, collabora con essa per determinare il colore, la forma e il movimento degli oggetti. Comunica anche con altre parti del cervello attraverso le vie anteriore e posteriore. Il tratto anteriore corre lungo il bordo inferiore degli emisferi ed è coinvolto nel riconoscimento delle parole durante la lettura e nel riconoscimento del volto. La via posteriore passa nel lobo parietale ed è coinvolta nelle connessioni spaziali tra gli oggetti.

Aree del lobo temporale

La zona uditiva e la regione vestibolare si trovano nel lobo temporale. Si distingue tra area principale e area associativa. Quello principale percepisce il volume, l'altezza, il ritmo. Associativo – basato sulla memorizzazione di suoni e musica.

Zona di discorso

L'area del parlato è un'ampia area associata al parlato. L'emisfero sinistro è dominante (nelle persone destrimani). Ad oggi sono state individuate 5 aree:

• Area di Broca (formazione del linguaggio);
• Area di Wernicke (comprensione del parlato);
• corteccia prefrontale laterale davanti e sotto l'area di Broca (analisi del linguaggio);
• area del lobo temporale (coordinazione degli aspetti uditivi e visivi del discorso);
• condivisione interna – articolazione, riconoscimento del ritmo, parola sonora.

L'emisfero destro non è coinvolto nel processo del linguaggio nei destrimani, ma lavora sull'interpretazione delle parole e sulla loro connotazione emotiva.

Lateralità degli emisferi

Ci sono differenze nel funzionamento degli emisferi sinistro e destro. Entrambi gli emisferi coordinano parti opposte del corpo e hanno funzioni cognitive diverse. Per la maggior parte delle persone (90-95%), l'emisfero sinistro controlla, in particolare, le abilità linguistiche, la matematica e la logica. Al contrario, l'emisfero destro controlla le capacità visive spaziali, le espressioni facciali, l'intuizione, le emozioni, le capacità artistiche e musicali. L'emisfero destro lavora con immagini di grandi dimensioni e l'emisfero sinistro lavora con piccoli dettagli, che poi spiega logicamente. Nel resto della popolazione (5-10%) le funzioni di entrambi gli emisferi sono opposte, oppure entrambi gli emisferi hanno lo stesso grado di funzione cognitiva. Le differenze funzionali tra gli emisferi tendono ad essere maggiori negli uomini che nelle donne.

Gangli della base

I gangli della base si trovano in profondità nella sostanza bianca. Funzionano come una struttura neurale complessa che coopera con la corteccia per controllare il movimento. Iniziano, si fermano, regolano l'intensità dei movimenti liberi, sono controllati dalla corteccia cerebrale, possono selezionare muscoli o movimenti appropriati per un compito particolare e inibire i muscoli opposti. Quando la loro funzione è compromessa, si sviluppano la malattia di Parkinson e la malattia di Huntington.

Liquido cerebrospinale

Il liquido cerebrospinale è il fluido limpido che circonda il cervello. Il volume del liquido è 100-160 ml, la composizione è simile al plasma sanguigno da cui nasce. Tuttavia, il liquido cerebrospinale contiene più ioni sodio e cloruro e meno proteine. Le camere ne contengono solo una piccola parte (circa il 20%), la percentuale maggiore si trova nello spazio subaracnoideo.

Cervello umano(encefalo, cervello) è un organo che non solo controlla tutti i processi interni, ma è anche responsabile delle emozioni, dei sentimenti, dei pensieri, della memoria e del comportamento. La struttura e le funzioni del cervello distinguono le persone dagli altri rappresentanti del mondo vivente come creature più altamente sviluppate e organizzate in modo complesso e determinano la differenza nelle capacità.

Il cervello pesa circa 1-2 kg, ovvero circa il 2% del peso totale di una persona. Nonostante ciò, le cellule nervose consumano circa il 50% del glucosio totale del corpo e il 20% del sangue passa attraverso i vasi cerebrali. Per una comprensione semplificata del sistema nervoso centrale, è consuetudine evidenziarne le parti.

Diversi autori descrivono la struttura del cervello secondo criteri diversi; esistono molti diagrammi e tabelle. La base è considerata una singola attività o il periodo embrionale. La struttura del cervello, così come la sua funzione, dà ancora luogo a numerose teorie e dibattiti.

Diamo un'occhiata alla struttura e alle proprietà del cervello (brevemente)

Oblungo (mielencefalo)

Situato sotto tutti gli altri, termina davanti al foro occipitale.
Il midollo allungato svolge una varietà di attività. Con l'aiuto dei riflessi di ammiccamento, starnuto, tosse, vomito, svolge un ruolo protettivo. Qui ci sono centri importanti che controllano la respirazione e la pressione sanguigna. Mantengono una composizione del sangue stabile e ottimale, ricevono informazioni dai recettori e le trasmettono alle unità più alte e aiutano anche a mantenere la postura del corpo e la coordinazione dei movimenti.

Tutto ciò si realizza grazie ai nuclei dei nervi cranici, ai nuclei dell’equilibrio (olive), ai tratti nervosi (fascicoli piramidali, sottili e cuneiformi), ecc.

Ponte

Il ponte si trova in fila con il midollo allungato e il mesencefalo. Contiene i nuclei dei nervi cocleare, facciale, trigemino e abducente, il lemnisco mediale e laterale, gli archi riflessi corticospinale e corticobulbare. La sua struttura consente a una persona di mangiare, esprimere le proprie emozioni con le espressioni facciali, ascoltare, sentire con la pelle del viso e delle labbra. Il ponte svolge queste operazioni congiuntamente ad altre strutture.

Sono chiamati la creazione più misteriosa e perfetta della natura. Controlla tutte le funzioni del corpo e garantisce che una persona svolga attività intelligenti. Qui vengono analizzate tutte le informazioni ricevute dall'ambiente esterno e dall'ambiente interno del corpo e si forma il comportamento umano appropriato. E se gli animali ricevono informazioni da oggetti e fenomeni specifici, allora per l'uomo la parola diventa il vero segnale. La parola e il discorso costituiscono il secondo sistema di segnalazione, unico per gli esseri umani. Il substrato materiale del secondo sistema di segnalazione e del pensiero umano verbale è la corteccia cerebrale. Per molti secoli gli scienziati hanno cercato di svelare i misteri del cervello umano, ma anche adesso sono ancora molto lontani dal conoscere la verità.

Struttura del cervello

Il cervello si trova nella cavità cranica ed è costituito da 2 emisferi: cervello, diencefalo, tronco encefalico e cervelletto. Il peso del cervello adulto negli uomini è in media di 1375 g, nelle donne - 1245 g, mentre le fluttuazioni individuali sono molto grandi (da 960 a 2000 g), ma non servono come indicatore dello sviluppo mentale. Ad esempio, il cervello dello scrittore A. France era due volte più leggero (1017 g) del cervello di I. S. Turgenev (2012), ma ciò non ha influito sul loro talento.

Struttura e funzioni del tronco cerebrale

Consideriamo le caratteristiche della struttura del cervello, a partire dalla sua sezione "più bassa": il tronco, che confina direttamente con il midollo spinale.

Il tronco cerebrale è coperto dall'alto e dai lati dagli emisferi cerebrali e dal cervelletto. La sua struttura ha caratteristiche simili al midollo spinale; da esso partono i nervi cranici (dalla III alla XII coppia) che innervano i muscoli e il cuoio capelluto, nonché gli organi interni (apparato respiratorio e digestivo, cuore). Il tronco cerebrale comunica con il midollo spinale attraverso percorsi speciali. Il tronco cerebrale contiene centri importanti per l'intero organismo e sono associati alla regolazione della respirazione, della circolazione sanguigna, del tono muscolare e altri. Il tronco encefalico comprende 3 sezioni: il midollo allungato, il ponte e il mesencefalo.

Midollo
Il midollo allungato è una continuazione del midollo spinale. Poiché è nel midollo allungato che si trovano i centri vitali della respirazione e della circolazione sanguigna, il danno a questa sezione porta alla cessazione dei movimenti respiratori, all'interruzione del cuore, a una forte diminuzione della pressione sanguigna, con conseguente morte rapida. Qui si trovano anche i centri del vomito, degli starnuti e della tosse.

Ponte
Il ponte svolge un ruolo importante nel collegare la corteccia cerebrale con il cervelletto e nel condurre le informazioni uditive.

Mesencefalo
L'importanza del mesencefalo è grande per la regolazione del tono dei muscoli scheletrici, l'implementazione dei riflessi protettivi in ​​risposta a forti stimoli visivi e uditivi, nonché le reazioni indicative (rotazione sincrona della testa e degli occhi verso la sorgente luminosa).

Struttura e funzioni del cervelletto

Il cervelletto si trova sopra il tronco encefalico ed è collegato alle sue parti da 3 paia di peduncoli. Il cervelletto ha 2 piccoli emisferi coperti dalla corteccia cerebellare. Il principale significato funzionale del cervelletto è mantenere l'equilibrio del corpo, regolare e coordinare i movimenti del corpo, conferendo loro morbidezza, precisione e proporzionalità. Il cervelletto programma l'esecuzione automatica dei movimenti, resa possibile dalle sue connessioni con il midollo spinale, il tronco encefalico e la corteccia cerebrale. Ad esempio, quando si cammina e si corre, il cervelletto controlla la posizione e il movimento del busto e delle braccia in accordo con i movimenti delle gambe e con lo spostamento del centro di gravità del corpo. Durante la scrittura è responsabile del mantenimento di una postura ottimale e del coordinamento dei movimenti della testa, degli occhi e delle mani. Il cervelletto svolge un ruolo importante nell'esecuzione di movimenti rapidi sequenziali e simultanei, come i movimenti delle mani di un pianista o di un dattilografo.

Struttura e funzioni del diencefalo

Anteriormente al tronco cerebrale, tra il mesencefalo e gli emisferi cerebrali, si trova il diencefalo. La parte superiore del diencefalo è chiamata talamo o talamo ottico, la parte inferiore è ipotalamo.

Il significato del talamo
Il talamo, una formazione accoppiata a forma di ovoide, è un collettore di tutti i tipi di sensibilità provenienti da tutte le parti del corpo e dagli organi di senso. Da qui queste informazioni vengono trasmesse alla corteccia cerebrale. Alcune aree del talamo sono componenti importanti del sistema limbico del cervello, che controlla il comportamento psico-emotivo di una persona, mentre altre sono coinvolte nel garantire i processi di memoria. Esistono prove che il talamo è coinvolto nella percezione del dolore. La distruzione di alcune aree del talamo può portare ad una diminuzione dell'ansia, della tensione, dell'aggressività, dell'eliminazione dei pensieri ossessivi e ad una forte diminuzione dell'attività motoria.

L'importanza dell'ipotalamo
L'importanza dell'ipotalamo è associata principalmente alla regolazione dell'attività degli organi interni. I nuclei dell'ipotalamo producono sostanze speciali: neuroormoni, che entrano nella ghiandola pituitaria e da essa nel sangue.

La ghiandola pituitaria è una ghiandola endocrina, strettamente correlata per struttura e posizione all'ipotalamo. L'unico sistema ipotalamo-ipofisario del diencefalo controlla il lavoro di altre ghiandole endocrine e, con il loro aiuto, regola le funzioni del corpo. Questo sistema controlla lo stato dell'equilibrio salino, il metabolismo e l'energia, il funzionamento del sistema immunitario, la termoregolazione, la funzione riproduttiva del corpo, ecc. È dimostrato che l'ipotalamo contiene specifici centri del piacere che svolgono un ruolo importante nella formazione delle motivazioni e delle forme emotive di comportamento. Nell'area dell'ipotalamo ci sono aree dei nervi ottici attraverso le quali le informazioni vengono trasmesse dalla retina dell'occhio.

Il significato della ghiandola pineale
Del diencefalo fa parte anche la ghiandola pineale, o ghiandola pineale, una ghiandola endocrina che influenza il lavoro di altre ghiandole endocrine ed è coinvolta nella regolazione dei ritmi stagionali dell'organismo.

Struttura e funzioni del cervello

Gli emisferi destro e sinistro formano il cosiddetto telencefalo, o cervello, che è la parte più sviluppata e, in termini evolutivi, una nuova parte del cervello. Il lavoro degli emisferi cerebrali è associato alle manifestazioni più complesse dell'attività mentale e intellettuale umana.

Materia grigia e bianca del cervello
La superficie degli emisferi è ricoperta dalla corteccia cerebrale, uno strato di materia grigia costituito da cellule nervose (neuroni). È qui che avviene la più alta analisi di tutte le informazioni ricevute e si forma il comportamento umano. Sotto la corteccia cerebrale negli emisferi c'è la materia bianca formata dai processi dei neuroni (fibre nervose). Fasci di fibre nervose formano percorsi che collegano la corteccia cerebrale con altre parti del cervello e con il midollo spinale. Gli emisferi destro e sinistro del cervello sono collegati tra loro da un numero enorme di fibre nervose, la cui totalità è chiamata corpo calloso.

L'importanza dei gangli della base
Nelle profondità della sostanza bianca degli emisferi ci sono accumuli di materia grigia: i gangli della base, che controllano i movimenti automatizzati del corpo, controllano e mantengono il tono dei muscoli scheletrici e regolano la loro produzione di calore. Quando le connessioni tra i gangli della base e i centri motori del mesencefalo vengono interrotte, si sviluppa il parkinsonismo, caratterizzato da forti tremori degli arti e della testa. Uno dei gangli della base, l'amigdala, è una parte importante del sistema limbico del cervello. La sua distruzione porta a un comportamento aggressivo o, al contrario, a uno stato pigro e apatico.

Circonvoluzioni e solchi del cervello
La corteccia cerebrale forma pieghe - convoluzioni, separate da solchi. A causa di questo sollievo, la superficie della corteccia cerebrale aumenta. Profondi solchi dividono ciascun emisfero in lobi: frontale, parietale, occipitale, temporale, limbico e insulare. I solchi più piccoli all'interno di ciascun lobo hanno uno schema individuale e si formano in una persona dalla nascita fino a 7-8 anni.

Centro motorio
Grazie a numerose osservazioni cliniche e studi scientifici, è stato stabilito che specifiche funzioni cerebrali sono associate ad alcune aree della corteccia. Sulla base dei dati disponibili, all'inizio del ventesimo secolo, K. Brodman identificò 52 campi della corteccia cerebrale e attualmente ce ne sono più di 200.

Secondo i concetti moderni, il centro motorio si trova nel lobo frontale, nell'area del giro precentrale (al confine con il lobo parietale). Qui arrivano le informazioni dai muscoli e dalle articolazioni del corpo, sulla base dell'analisi di cui viene effettuata la regolazione cosciente dei movimenti. Quando quest'area della corteccia viene danneggiata (ad esempio a causa di un ictus), si verifica la paralisi dei muscoli della metà opposta del corpo.

Centro della scrittura e centro motorio del linguaggio
Il lobo frontale contiene il centro della scrittura e il centro motorio della parola. La sconfitta del primo porta a disturbi della capacità di scrittura sotto controllo visivo (agrafia). Il centro motorio del linguaggio ha una pronunciata asimmetria funzionale: se viene interrotto nell'emisfero destro, si perde la capacità di regolare il timbro e l'intonazione (il linguaggio diventa monotono); se viene distrutto a sinistra, la capacità di articolare la parola (afasia) e il canto (amusia) è perduto. Con disturbi parziali, è possibile l'agrammatismo: l'incapacità di formare correttamente le frasi. Anche la posizione degli altri centri del linguaggio nella corteccia è asimmetrica: nei destrimani si sviluppano a sinistra, nei mancini - nell'emisfero destro del cervello.

Zona del polo frontale
Un'ampia area della corteccia nella parte anteriore del lobo frontale effettua la programmazione di forme complesse di comportamento: pianificazione di azioni, presa di decisioni, analisi dei risultati ottenuti, rinforzo volitivo. L’area del polo frontale è legata al controllo dello stato psico-emotivo di una persona. Il danno a quest’area può influenzare il carattere di una persona, la sua attività intellettuale, gli orientamenti di valore e provocare cambiamenti nella struttura della personalità.

Centro di sensibilità generale
Nel lobo parietale, nel giro postcentrale, si trova il centro della sensibilità generale (dolore, temperatura, tattile). Le violazioni della corteccia in quest'area portano alla perdita parziale o completa di sensibilità. Le lesioni della corteccia in altre parti del lobo parietale contribuiscono a un disturbo nella funzione di riconoscere gli oggetti al tatto, senza l'aiuto della vista, nonché nella capacità di eseguire movimenti professionali complessi che richiedono una formazione speciale. Nell'area della corteccia del lobo parietale, al confine con i lobi temporali e occipitali, c'è un centro del linguaggio visivo (ottico). Quando è danneggiato, si perde la capacità di comprendere il testo leggibile (Alexia).

Centro visivo
Il centro visivo è situato nel lobo occipitale, lungo i bordi del solco calcarino. Il suo danno porta alla cecità. Se sono presenti disturbi nelle aree della corteccia del lobo occipitale adiacenti al solco calcarino, si può verificare una perdita di memoria visiva, la capacità di orientarsi in un ambiente non familiare, la capacità di utilizzare la vista per valutare la forma degli oggetti, la distanza a loro e misurare correttamente i movimenti nello spazio.

Centro dell'udito
Il centro uditivo è situato nella parte centrale del giro temporale superiore. La conseguenza del suo danno è la sordità. Vicino ad esso si trova il centro del linguaggio uditivo. Le lesioni in quest'area comportano l'incapacità di comprendere il linguaggio parlato, che viene percepito come rumore. Altre aree della corteccia del lobo temporale sono associate all'attività dell'apparato vestibolare. Se sono danneggiati, l'equilibrio quando si sta in piedi viene interrotto.

Lobo limbico
Il lobo limbico si trova sulla superficie interna degli emisferi cerebrali, uno di fronte all'altro. La sua corteccia controlla un complesso di reazioni psico-emotive funzionali e comportamentali alle influenze ambientali. Qui si trovano anche i centri gustativi e olfattivi. Associata al lobo limbico, un'area della corteccia evolutivamente antica chiamata ippocampo svolge un ruolo importante nell'apprendimento umano, poiché influenza i meccanismi di memoria. Il significato della corteccia insulare attualmente non è ben compreso.

Struttura della corteccia cerebrale

La corteccia cerebrale è un enorme accumulo di cellule nervose: secondo varie fonti, da 10 a 14 miliardi, lo spessore della corteccia va da 1,2 a 4,5 mm e la superficie di un adulto va da 1700 a 2200 cm2, e rispetto al ciclo mestruale nei neonati aumenta di circa 30 volte. Le cellule nervose si trovano nella corteccia a strati e hanno un certo ordine. Nella neocorteccia evolutiva ci sono 6-7 strati di neuroni. I neuroni sono collegati tra loro da numerosi processi sia all'interno di ogni strato che tra gli strati. Lunghi processi di grandi neuroni (i cosiddetti piramidali) degli strati III e V si estendono oltre la corteccia e assicurano la trasmissione di informazioni a varie parti del cervello e del midollo spinale. Gli interneuroni (interneuroni) svolgono interazioni intracorticali, necessarie per lo scambio di informazioni tra neuroni situati in diverse circonvoluzioni, lobi ed emisferi, nonché per l'archiviazione e la riproduzione di informazioni (memoria).

Gruppi di interneuroni formano catene chiuse, la circolazione a lungo termine degli impulsi lungo la quale determina i processi di memoria. Si ritiene che gli strati più superficiali della corteccia siano legati al secondo sistema di segnalazione, in cui i neuroni hanno la capacità di creare un numero illimitato di associazioni. L'attività nascosta di molti neuroni, che porta alla circolazione a lungo termine dell'eccitazione nella corteccia e nelle parti correlate del cervello, accompagna le forme cognitive e altre forme superiori di attività mentale umana. La ricerca sulla struttura microscopica della corteccia cerebrale come substrato materiale dell'attività nervosa superiore nell'uomo ha un potenziale enorme e dipende in gran parte dal miglioramento dei metodi di ricerca.

Invece di una conclusione

Il cervello differisce dagli altri organi umani per il suo sviluppo accelerato. Il cervello di un neonato pesa circa 330-340 g, all'età di 7 anni acquisisce dimensioni vicine a quelle di un adulto, e raggiunge il suo peso massimo tra i 20 ei 30 anni. Il numero di cellule nervose nella corteccia cerebrale non aumenta dopo la nascita, ma i neuroni stessi continuano a svilupparsi: crescono, aumentandone il numero e complicando la forma dei loro processi. Le guaine si formano attorno ai processi dei neuroni, migliorando così la struttura delle fibre nervose e il processo di trasmissione degli impulsi nervosi. La complicazione della struttura dei neuroni dopo la nascita determina il miglioramento di tutte le funzioni corporee e dell'attività mentale specifica di una persona.

Che tipo di sostanza misteriosa c'è nella nostra testa? Ci permette di muoverci, vedere, sentire, capire e sognare. Ma come riesce questo intreccio di neuroni e sinapsi a guidare il nostro corpo e i nostri pensieri?
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In questa immagine, le parti più importanti del cervello sono evidenziate in diversi colori. La striscia rossa è la regione frontale. Qui si acquisiscono capacità come lungimiranza, fantasia, creatività, senso di responsabilità e tendenza all'introspezione. La striscia verde chiaro è il giro centrale anteriore. Ecco il centro che controlla tutti i muscoli che obbediscono alla nostra volontà. La striscia blu è il giro centrale posteriore. Completa il giro centrale anteriore. Tutte le informazioni sulle sensazioni vissute dal nostro corpo (pressione, dolore, temperatura, ecc.) vengono raccolte qui e qui analizzate. Il punto blu segna il centro responsabile del nostro orientamento nello spazio. Questa parte del cervello distingue tra il lato sinistro e quello destro ed esegue i calcoli. Il lobo occipitale è colorato di viola. Elaborando i segnali ricevuti dalla retina, questa parte del cervello ricrea un'immagine del mondo che ci circonda. Il punto arancione è il centro del linguaggio, mentre il punto giallo è il centro uditivo. Non solo percepisce il discorso, ma lo comprende anche.

Attraverso un'apertura nel cranio, il forame magno, le vie nervose entrano nel cranio. Giusto qui midollo spinale e il midollo allungato - un ispessimento che ricorda una cipolla - passa dentro tronco encefalico, dove sono concentrati molti neuroni. Costituiscono due centri vitali del cervello: respiratorio e regolatore della circolazione sanguigna. Se questa parte del cervello viene danneggiata, la persona muore. Al di sopra di questi centri si trova la sostanza reticolare del tronco encefalico, un intreccio incredibilmente denso di neuroni. Quest'area del cervello è il suo più grande scambio di informazioni. Qui terminano 10 milioni di tratti nervosi provenienti dal midollo spinale. Collegano tutte le parti del corpo al cervello. Segnali in arrivo cervello, si affollano qui, vengono analizzati qui e poi trasportati nell'una o nell'altra parte del cervello.

Una di queste parti specializzate del cervello è cervelletto. Si trova sopra il tronco cerebrale. Solo una sottile membrana lo separa dall'osso occipitale. Questo piccolo organo, delle dimensioni di un mandarino, è tagliato con profonde scanalature. Cervelletto riceve continuamente migliaia di messaggi: sulla posizione delle braccia e delle gambe, sulla direzione dello sguardo, su come si posizionano le immagini sulla retina degli occhi e su come si muove il fluido nel labirinto dell'orecchio interno, ecc. Tutte queste informazioni vengono ricordate, analizzate, confrontate: tale lavoro richiede poche frazioni di secondo. Non appena il cervelletto si accorge di un pericolo, darà immediatamente un ordine ai muscoli, i quali cambieranno la posizione del corpo per evitare problemi. Inoltre, il cervelletto invia “rapporti” al cervello. Da loro è chiaro come si sente una persona, se si muove o riposa, nervosa o felice.

Tronco encefalico- non è un organo solido, è costituito da due metà fuse al centro: sinistra e destra. Questa biforcazione è particolarmente evidente laddove uno dei quattro ventricoli cerebrali pieni di liquido cerebrospinale si trova tra i processi del tronco encefalico. I processi accoppiati sono chiamati diencefalo. Questa parte più antica del cervello immagazzina l'esperienza evolutiva accumulata in milioni di anni. La parte inferiore del diencefalo, l’ipotalamo, monitora da vicino gli eventi da cui dipende il benessere di una persona o che la minacciano di disastro. Al suo comando, l'umore di una persona cambia radicalmente. È qui, nell'ipotalamo, che nascono i sentimenti: fame, sete, aggressività, rabbia, paura e desiderio sessuale incontrollabile. Inoltre, l'ipotalamo controlla la ghiandola pituitaria: costringe questa ghiandola a secernere ormoni che influenzano i processi vitali che si verificano nel nostro corpo.

La parte superiore del diencefalo è chiamata talamo. Qui confluiscono i messaggi provenienti da varie parti del corpo. Talamo valuta quanto siano importanti per una persona. Quando sono davvero significativi, ci sentiamo a disagio. Il diencefalo gioca un ruolo importante nella vita di ognuno di noi. Qui si nascondono emozioni oscure e vaghe: paura irragionevole, rabbia sfrenata... Le richieste di ragione, obiettività, pace incontrano resistenza in questa parte del cervello. Il diencefalo si aggrappa tenacemente alla triste esperienza del passato. Le vere tracce dell'attività di questa parte del cervello sono l'egoismo, l'odio, la belligeranza e un'insensata sete di distruzione. Questi sentimenti scortesi emergono ancora e ancora nell’anima di una persona e talvolta iniziano a controllare la sua vita.

Cos'è un grande cervello

Sì, il diencefalo gioca un ruolo fatale, ma non soffermiamoci oltre. Quindi, un grande cervello lo copre dall'alto. Nei suoi strati inferiori ci sono quei centri che determinano l'umore dominante di una persona, il suo temperamento e la disposizione dello spirito. Sono nascosti sotto la corteccia cerebrale, crivellati di solchi.

Numerosi esperimenti sugli animali, nonché osservazioni di persone malate, hanno aiutato gli scienziati a elaborare un diagramma accurato corteccia cerebrale, mostra dove si formano le abilità di base di una persona.

È in questi centri che si decide una volta per tutte che tipo di persona sarà: letargica o energica, se si impegnerà per molto o si accontenterà di poco, se sarà un ottimista o un pessimista che vede tutto in nero. Questa parte del cervello determina l'atteggiamento di una persona nei confronti della vita, che si riflette nelle caratteristiche strutturali del suo viso, delle sue mani e si manifesta nella sua voce, nell'andatura e nella calligrafia. Ma solo i bambini piccoli hanno un'espressione facciale veramente sincera. Gli adulti, per esperienza o educazione, mascherano i propri sentimenti e quindi si comportano in modo “innaturale”. In alto, il grande cervello è avvolto da una corteccia cerebrale, che ricorda un mantello piegato. In generale, è questa parte del cervello che rende una persona umana. Tutte le sue abilità e capacità sono concentrate qui, in uno strato di neuroni di tre millimetri.

Un solco profondo divide corteccia cerebrale in due metà: davanti e dietro. La parte posteriore della corteccia riceve e analizza i segnali visivi e uditivi, nonché le sensazioni sensoriali. La metà anteriore, al contrario, riflette e comanda. Esperimenti su animali e osservazioni di malati hanno contribuito a creare un diagramma accurato della corteccia cerebrale. La sua parte unica, e quindi più interessante, si è rivelata essere la regione frontale. Nessuno degli animali ha niente del genere. Qui si concentrano tutte quelle qualità inerenti a una persona: lungimiranza, fantasia, creatività, propensione all'introspezione e senso di responsabilità. È qui che sono nati i concetti di “io” e “tu”. In quest'area del cervello (la sua area ha le dimensioni di un palmo), come in uno specchio, tutta la Natura si riflette e in questo riflesso appaiono profondità incomprensibili. Molti credono che qui sia raffigurato il Signore Dio stesso.

Il contenuto dell'articolo

un 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: si perde la capacità di eseguire qualsiasi azione, sensazione o reazione alle influenze esterne . Questo articolo è dedicato al cervello umano, che è più complesso e altamente organizzato di quello animale. Tuttavia, esistono somiglianze significative nella struttura del cervello degli esseri umani e di altri mammiferi, così come nella maggior parte delle specie di vertebrati.

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 nell'adulto è di ca. 1,5 kg. Quando si esamina il cervello dall'esterno, l'attenzione è rivolta principalmente ai due emisferi cerebrali, che nascondono formazioni più profonde. La superficie degli emisferi è ricoperta da solchi e circonvoluzioni, che aumentano la superficie della corteccia (lo strato esterno del cervello). Nella parte posteriore c'è il cervelletto, la cui superficie è più finemente dentellata. Sotto gli emisferi cerebrali si trova il tronco cerebrale, che passa nel midollo spinale. I nervi si estendono dal tronco e dal midollo spinale, lungo i quali le informazioni provenienti dai recettori interni ed esterni fluiscono al cervello, e nella direzione opposta i segnali vanno ai muscoli e alle ghiandole. Dal cervello nascono 12 paia di nervi cranici.

All'interno del cervello c'è la materia grigia, costituita principalmente da corpi di cellule nervose e che formano la corteccia, e la materia bianca - fibre nervose che formano percorsi (tratti) che collegano varie parti del cervello e formano anche nervi che si estendono oltre il sistema nervoso centrale e vai a vari organi.

Il cervello e il midollo spinale sono protetti da custodie ossee: il cranio e la colonna vertebrale. Tra la sostanza del cervello e le pareti ossee ci sono tre membrane: quella esterna è la dura madre, quella interna è quella morbida e tra loro c'è la sottile membrana aracnoidea. Lo spazio tra le membrane è pieno di liquido cerebrospinale, che è simile nella composizione al plasma sanguigno, viene prodotto nelle cavità intracerebrali (ventricoli del cervello) e circola nel cervello e nel midollo spinale, fornendogli sostanze nutritive e altri fattori necessari per vita.

L'apporto di sangue al cervello è fornito principalmente dalle arterie carotidi; alla base del cervello si dividono in grandi rami che si diramano nelle sue varie parti. Sebbene il cervello pesi solo il 2,5% del peso corporeo, riceve costantemente, giorno e notte, il 20% del sangue circolante nel corpo e, di conseguenza, ossigeno. Le riserve energetiche del cervello stesso sono estremamente piccole, quindi dipende estremamente dall'apporto di ossigeno. Esistono meccanismi protettivi che possono mantenere il flusso sanguigno cerebrale in caso di sanguinamento o lesione. Una caratteristica della circolazione cerebrale è anche la presenza del cosiddetto. barriera emato-encefalica. È costituito da diverse membrane che limitano la permeabilità delle pareti vascolari e il flusso di molti composti dal sangue alla materia cerebrale; quindi, questa barriera svolge funzioni protettive. Ad esempio, molte sostanze medicinali non lo attraversano.

CELLULE CEREBRALI

Le cellule del sistema nervoso centrale sono chiamate neuroni; la loro funzione è l'elaborazione delle informazioni. Nel cervello umano ci sono dai 5 ai 20 miliardi di neuroni. Il cervello comprende anche cellule gliali; ce ne sono circa 10 volte più dei neuroni. La 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 (plasma). Due tipi di processi si estendono dal corpo cellulare: dendriti e assoni. La maggior parte dei neuroni ha molti dendriti ramificati ma un solo assone. I dendriti sono generalmente molto corti, mentre la lunghezza dell'assone varia da pochi centimetri a diversi metri. Il corpo del neurone contiene un nucleo e altri organelli, come in altre cellule del corpo ( Guarda anche CELLULA).

Impulsi nervosi.

La trasmissione delle informazioni nel cervello, così come nel sistema nervoso nel suo insieme, avviene tramite impulsi nervosi. Si diffondono nella direzione dal corpo cellulare alla sezione terminale dell'assone, che può ramificarsi, formando molte terminazioni che contattano altri neuroni attraverso uno stretto spazio - la sinapsi; la trasmissione degli impulsi attraverso la sinapsi è mediata da sostanze chimiche: neurotrasmettitori.

Un impulso nervoso di solito ha origine nei dendriti, sottili processi ramificati di un neurone specializzati nel ricevere informazioni da altri neuroni e trasmetterle al corpo del neurone. Sono presenti migliaia di sinapsi sui dendriti e, in misura minore, sul corpo cellulare; È attraverso le sinapsi che l'assone, trasportando informazioni dal corpo del neurone, le trasmette ai dendriti di altri neuroni.

Il terminale dell'assone, che costituisce la parte presinaptica della sinapsi, contiene piccole vescicole contenenti il ​​neurotrasmettitore. Quando l'impulso raggiunge la membrana presinaptica, il neurotrasmettitore della vescicola viene rilasciato nella fessura sinaptica. Il terminale dell'assone contiene solo un tipo di neurotrasmettitore, spesso in combinazione con uno o più tipi di neuromodulatori ( vedi sotto Neurochimica del cervello).

Il neurotrasmettitore rilasciato dalla membrana presinaptica dell'assone si lega ai recettori sui dendriti del neurone postsinaptico. Il cervello utilizza una varietà di neurotrasmettitori, ciascuno dei quali si lega al proprio recettore specifico.

Collegati ai recettori sui dendriti ci sono canali nella membrana postsinaptica semipermeabile, che controllano il movimento degli ioni attraverso la membrana. A riposo, un neurone ha un potenziale elettrico di 70 millivolt (potenziale di riposo), con il lato interno della membrana caricato negativamente rispetto a quello esterno. Sebbene esistano vari trasmettitori, tutti hanno un effetto eccitatorio o inibitorio sul neurone postsinaptico. L'effetto eccitante si realizza aumentando il flusso di alcuni ioni, principalmente sodio e potassio, attraverso la membrana. Di conseguenza, la carica negativa della superficie interna diminuisce: si verifica la depolarizzazione. L'effetto inibitorio si realizza principalmente attraverso un cambiamento nel flusso di potassio e cloruri, a seguito del quale la carica negativa della superficie interna diventa maggiore che a riposo e si verifica l'iperpolarizzazione.

La funzione di un neurone è quella di integrare tutte le influenze percepite attraverso le sinapsi sul suo corpo e sui dendriti. Poiché queste influenze possono essere eccitatorie o inibitorie e non coincidenti nel tempo, il neurone deve calcolare l'effetto complessivo dell'attività sinaptica in funzione del tempo. Se l'effetto eccitatorio prevale su quello inibitorio e la depolarizzazione della membrana supera il valore soglia, si verifica l'attivazione di una certa parte della membrana neuronale - nell'area della base del suo assone (tubercolo assone). Qui, a seguito dell'apertura dei canali per gli ioni sodio e potassio, si verifica un potenziale d'azione (impulso nervoso).

Questo potenziale si propaga ulteriormente lungo l'assone fino alla sua estremità ad una velocità compresa tra 0,1 m/s e 100 m/s (più spesso è l'assone, maggiore è la velocità di conduzione). Quando un potenziale d'azione raggiunge il terminale dell'assone, viene attivato un altro tipo di canale ionico che dipende dalla differenza di potenziale: i canali del calcio. Attraverso di loro, il calcio entra nell'assone, che porta alla mobilitazione delle vescicole con il neurotrasmettitore, che si avvicinano alla membrana presinaptica, si fondono con essa e rilasciano il neurotrasmettitore nella sinapsi.

Mielina e cellule gliali.

Molti assoni sono ricoperti da una guaina mielinica, formata dalla membrana ripetutamente attorcigliata delle cellule gliali. La mielina è composta principalmente da lipidi, che conferiscono alla sostanza bianca del cervello e del midollo spinale il suo aspetto caratteristico. Grazie alla guaina mielinica, la velocità del potenziale d'azione lungo l'assone aumenta, poiché gli ioni possono muoversi attraverso la membrana dell'assone solo in punti non ricoperti di mielina, i cosiddetti. Intercettazioni di Ranvier. Tra un'intercettazione e l'altra, gli impulsi vengono condotti lungo la guaina mielinica come attraverso un cavo elettrico. Poiché l'apertura di un canale e il passaggio degli ioni attraverso di esso richiede del tempo, eliminando la costante apertura dei canali e limitandone la portata a piccole aree della membrana non ricoperte di mielina si accelera la conduzione degli impulsi lungo l'assone circa 10 volte.

Solo una parte delle cellule gliali partecipa alla formazione della guaina mielinica dei nervi (cellule di Schwann) o dei tratti nervosi (oligodendrociti). Le cellule gliali molto più numerose (astrociti, microgliociti) svolgono altre funzioni: formano la struttura portante del tessuto nervoso, soddisfano le sue esigenze metaboliche e il recupero dopo lesioni e infezioni.

COME FUNZIONA IL CERVELLO

Diamo un'occhiata a un semplice esempio. Cosa succede quando prendiamo in mano una matita posata sul tavolo? La luce riflessa dalla matita viene focalizzata nell'occhio dal cristallino e diretta verso la retina, dove appare l'immagine della matita; viene percepito dalle cellule corrispondenti, dalle quali il segnale va ai principali nuclei trasmittenti sensibili del cervello, situati nel talamo (talamo visivo), principalmente in quella parte di esso chiamata corpo genicolato laterale. Lì vengono attivati ​​numerosi neuroni che rispondono alla distribuzione della luce e dell’oscurità. Gli assoni dei neuroni del corpo genicolato laterale vanno alla corteccia visiva primaria, situata nel lobo occipitale degli emisferi cerebrali. Gli impulsi provenienti dal talamo verso questa parte della corteccia vengono convertiti 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 della matita, ecc. Dalla corteccia visiva primaria, le informazioni viaggiano lungo gli assoni fino alla corteccia visiva associativa, dove avviene il riconoscimento dell'immagine, in questo caso una matita. Il riconoscimento in questa parte della corteccia si basa sulla conoscenza precedentemente accumulata sui contorni esterni degli oggetti.

La pianificazione di un movimento (cioè la presa di una matita) avviene probabilmente nella corteccia frontale degli emisferi cerebrali. Nella stessa zona della corteccia ci sono 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 interocettori che percepiscono la posizione dei muscoli e delle articolazioni, le cui informazioni vengono inviate al sistema nervoso centrale. Quando prendiamo una matita in mano, i recettori della pressione sulla punta delle nostre dita ci dicono se le nostre dita hanno una buona presa sulla matita e quanta forza deve essere esercitata per trattenerla. Se vogliamo scrivere il nostro nome a matita, sarà necessario attivare altre informazioni immagazzinate nel cervello per consentire questo movimento più complesso, e il controllo visivo aiuterà a migliorarne la precisione.

L’esempio sopra mostra che l’esecuzione di un’azione abbastanza semplice coinvolge vaste aree del cervello, che si estendono dalla corteccia alle regioni sottocorticali. In comportamenti più complessi che coinvolgono la parola o il pensiero, vengono attivati ​​altri circuiti neurali, che coprono aree ancora più grandi del cervello.

PARTI PRINCIPALI DEL CERVELLO

Il cervello può essere approssimativamente diviso in tre parti principali: il prosencefalo, il tronco encefalico e il cervelletto. Il prosencefalo contiene 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 (ponte) e dal mesencefalo.

Emisferi grandi

- la parte più grande del cervello, che rappresenta circa il 70% del suo peso negli adulti. Normalmente, gli emisferi sono simmetrici. Sono collegati tra loro da un massiccio fascio di assoni (corpo calloso), che garantisce lo scambio di informazioni.

Ogni emisfero è costituito da quattro lobi: frontale, parietale, temporale e occipitale. La corteccia frontale contiene centri che regolano l'attività motoria e, probabilmente, centri di pianificazione e previsione. Nella corteccia dei lobi parietali, situata dietro i lobi frontali, ci sono zone di sensazioni corporee, tra cui il tatto e la sensazione articolare-muscolare. Adiacente al lobo parietale si trova il lobo temporale, nel quale si trovano la corteccia uditiva primaria, nonché i centri della parola e altre funzioni superiori. Le parti posteriori del cervello sono occupate dal lobo occipitale, situato sopra il cervelletto; la sua corteccia contiene aree di sensazione visiva.

Le aree della corteccia non direttamente associate alla regolazione dei movimenti o all'analisi delle informazioni sensoriali sono chiamate corteccia associativa. In queste zone specializzate si formano connessioni associative tra diverse aree e parti del cervello e le informazioni provenienti da esse vengono integrate. La corteccia associativa supporta funzioni complesse come l’apprendimento, la memoria, il linguaggio e il pensiero.

Strutture sottocorticali.

Sotto la corteccia si trovano una serie di importanti strutture cerebrali, o nuclei, che sono raccolte di neuroni. Questi includono il talamo, i gangli della base e l'ipotalamo. Il talamo è il principale nucleo di trasmissione sensoriale; riceve informazioni dai sensi e, a sua volta, le trasmette alle parti appropriate della corteccia sensoriale. Contiene anche zone non specifiche che sono collegate a quasi tutta la corteccia e probabilmente forniscono i processi della sua attivazione e del mantenimento della veglia e dell'attenzione. I gangli della base sono un insieme di nuclei (il cosiddetto putamen, globo pallido e nucleo caudato) che sono coinvolti nella regolazione dei movimenti coordinati (avviandoli e arrestandoli).

L'ipotalamo è una piccola regione alla base del cervello che si trova sotto il talamo. Riccamente fornito di sangue, l'ipotalamo è un centro importante che controlla le funzioni omeostatiche del corpo. Produce sostanze che regolano la sintesi e il rilascio degli ormoni ipofisari. L'ipotalamo contiene 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.

Tronco encefalico

situato alla base del cranio. Collega il midollo spinale al prosencefalo ed è costituito dal midollo allungato, dal ponte, dal mesencefalo e dal diencefalo.

Attraverso il mesencefalo e il diencefalo, così come attraverso l'intero tronco, ci sono vie motorie che vanno al midollo spinale, così come alcune vie sensoriali dal midollo spinale alle parti sovrastanti del cervello. Sotto il mesencefalo c'è un ponte collegato tramite fibre nervose al cervelletto. La parte più bassa del tronco, il midollo allungato, passa direttamente nel midollo spinale. Il midollo allungato contiene centri che regolano l'attività del cuore e della respirazione a seconda delle circostanze esterne, oltre a controllare la pressione sanguigna, la peristalsi dello stomaco e dell'intestino.

A livello del tronco encefalico si intersecano le vie che collegano ciascuno degli emisferi cerebrali con il cervelletto. Pertanto, ciascun emisfero 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 sottili movimenti automatici, coordinando l'attività di vari gruppi muscolari durante l'esecuzione di atti comportamentali stereotipati; inoltre controlla costantemente la posizione della testa, del busto e degli arti, cioè. partecipa al mantenimento dell'equilibrio. Secondo dati recenti, il cervelletto svolge un ruolo molto significativo nella formazione delle capacità motorie, aiutando a ricordare sequenze di movimenti.

Altri sistemi.

Il sistema limbico è un’ampia rete di aree interconnesse del cervello che regolano gli stati emotivi e supportano l’apprendimento e la memoria. I nuclei che formano il sistema limbico comprendono l'amigdala e l'ippocampo (parte del lobo temporale), nonché l'ipotalamo e i cosiddetti nuclei. setto trasparente (situato nelle regioni sottocorticali del cervello).

La formazione reticolare è una rete di neuroni che si estende attraverso l'intero tronco cerebrale fino al talamo ed è ulteriormente collegata ad ampie aree della corteccia. È coinvolto nella regolazione del sonno e della veglia, mantiene lo stato attivo della corteccia e favorisce la focalizzazione dell'attenzione su determinati oggetti.

ATTIVITÀ ELETTRICA DEL CERVELLO

Utilizzando elettrodi posizionati sulla superficie della testa o inseriti nel cervello, è possibile registrare l'attività elettrica del cervello causata dalle scariche delle sue cellule. La registrazione dell’attività elettrica del cervello mediante elettrodi sulla superficie della testa è chiamata elettroencefalogramma (EEG). Non consente di registrare la scarica di un singolo neurone. Solo grazie all'attività sincronizzata di migliaia o milioni di neuroni compaiono oscillazioni (onde) evidenti nella curva registrata.

Con la registrazione continua dell'EEG, vengono rivelati cambiamenti ciclici che riflettono il livello generale di attività dell'individuo. In uno stato di veglia attiva, l'EEG registra onde beta di bassa ampiezza e non ritmiche. In uno stato di veglia rilassata con gli occhi chiusi, le onde alfa predominano con una frequenza di 7-12 cicli al secondo. L'inizio del sonno è indicato dalla comparsa di onde lente di elevata ampiezza (onde delta). Durante i periodi di sonno onirico, le onde beta riappaiono sull'EEG e l'EEG può dare la falsa impressione che la persona sia sveglia (da qui il termine "sonno paradossale"). I sogni sono spesso accompagnati da rapidi movimenti oculari (con le palpebre chiuse). Pertanto, il sonno onirico è anche chiamato sonno con movimenti oculari rapidi ( Guarda anche SOGNO). L'EEG consente di diagnosticare alcune malattie del cervello, in particolare l'epilessia ( cm. EPILESSIA).

Se registri l'attività elettrica del cervello durante l'azione di un determinato stimolo (visivo, uditivo o tattile), puoi identificare il cosiddetto. i potenziali evocati sono scariche sincrone di un certo gruppo di neuroni che si verificano in risposta a uno specifico stimolo esterno. Lo studio dei potenziali evocati ha permesso di chiarire la localizzazione delle funzioni cerebrali, in particolare, di associare la funzione vocale ad alcune aree dei lobi temporali e frontali. Questo studio aiuta anche a valutare lo stato dei sistemi sensoriali nei pazienti con compromissione sensoriale.

NEUROCHIMICA DEL CERVELLO

Alcuni dei neurotrasmettitori più importanti nel cervello includono acetilcolina, norepinefrina, serotonina, dopamina, glutammato, acido gamma-aminobutirrico (GABA), endorfine ed encefaline. Oltre a queste sostanze ben note, probabilmente ce ne sono molte altre che funzionano nel cervello e che non sono state ancora studiate. Alcuni neurotrasmettitori agiscono solo in determinate aree del cervello. Pertanto, le endorfine e le encefaline si trovano solo nelle vie che conducono gli impulsi del dolore. Altri neurotrasmettitori, come il glutammato o il GABA, sono più ampiamente distribuiti.

Azione dei neurotrasmettitori.

Come già notato, i neurotrasmettitori, agendo sulla membrana postsinaptica, ne modificano la conduttività per gli ioni. Ciò avviene spesso attraverso l'attivazione di un secondo sistema messaggero nel neurone postsinaptico, come l'adenosina monofosfato ciclico (cAMP). L'azione dei neurotrasmettitori può essere modificata da un'altra classe di sostanze neurochimiche: i neuromodulatori peptidici. Rilasciati dalla membrana presinaptica contemporaneamente al trasmettitore, hanno la capacità di potenziare o alterare in altro modo l'effetto dei trasmettitori sulla membrana postsinaptica.

Importante è il sistema endorfina-encefalina recentemente scoperto. Le encefaline e le endorfine sono piccoli peptidi che inibiscono la conduzione degli impulsi dolorosi legandosi ai recettori del sistema nervoso centrale, comprese le zone superiori 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 nel comportamento. Sono stati identificati diversi meccanismi della loro azione. Alcuni influenzano la sintesi dei neurotrasmettitori, altri influenzano il loro accumulo e il rilascio dalle vescicole sinaptiche (ad esempio, l'anfetamina provoca il rapido rilascio di norepinefrina). Il terzo meccanismo è legarsi ai recettori e imitare l'azione di un neurotrasmettitore naturale, ad esempio l'effetto dell'LSD (dietilamide dell'acido lisergico) è attribuito alla sua capacità di legarsi ai recettori della serotonina. Il quarto tipo di azione del farmaco è il blocco dei recettori, ad es. antagonismo con i neurotrasmettitori. Gli antipsicotici comunemente usati come le fenotiazine (p. es., 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 dei neurotrasmettitori (molti pesticidi interferiscono con l’inattivazione dell’acetilcolina).

È noto da tempo che la morfina (un prodotto purificato del papavero da oppio) non ha solo un pronunciato effetto analgesico, ma anche la proprietà di provocare euforia. Ecco perché viene utilizzato come farmaco. L'effetto della morfina è associato alla sua capacità di legarsi ai recettori del sistema endorfina-encefalina umana ( Guarda anche FARMACO). Questo è solo uno dei tanti esempi di come una sostanza chimica di diversa origine biologica (in questo caso vegetale) può influenzare il funzionamento del cervello degli animali e dell'uomo interagendo con specifici sistemi di neurotrasmettitori. Un altro esempio ben noto è il curaro, che deriva da una pianta tropicale e può bloccare i recettori dell’acetilcolina. Gli indiani del Sud America lubrificavano le punte delle frecce con curaro, sfruttando il suo effetto paralizzante associato al blocco della trasmissione neuromuscolare.

RICERCA SUL CERVELLO

La ricerca sul cervello è difficile per due ragioni principali. Innanzitutto non è possibile l’accesso diretto al cervello, che è ben protetto dal cranio. In secondo luogo, i neuroni cerebrali non si rigenerano, quindi qualsiasi intervento può portare a danni irreversibili.

Nonostante queste difficoltà, la ricerca sul cervello e alcune forme del suo trattamento (principalmente la neurochirurgia) sono note fin dall'antichità. Reperti archeologici dimostrano che già nell'antichità l'uomo eseguiva la craniotomia per accedere al cervello. La ricerca sul cervello particolarmente intensa è stata condotta durante i periodi di guerra, quando si potevano osservare diverse lesioni cerebrali traumatiche.

Il danno cerebrale derivante da una ferita alla parte anteriore o da un infortunio ricevuto in tempo di pace è una sorta di analogo di un esperimento in cui alcune aree del cervello vengono distrutte. Poiché questa è l’unica forma possibile di “esperimento” sul cervello umano, gli esperimenti sugli animali da laboratorio sono diventati un altro importante metodo di ricerca. 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 utilizzando elettrodi posizionati sulla superficie della testa o del cervello o inseriti nella sostanza cerebrale. In questo modo è possibile determinare l'attività di piccoli gruppi di neuroni o di singoli neuroni, nonché rilevare cambiamenti nei flussi di ioni attraverso la membrana. Utilizzando un dispositivo stereotassico, che consente di inserire un elettrodo in un determinato punto del cervello, vengono esaminate le sue parti profonde inaccessibili.

Un altro approccio consiste nel rimuovere piccole sezioni di tessuto cerebrale vivente, quindi mantenerlo sotto forma di una fetta posta in un mezzo nutritivo, oppure isolare le cellule e studiarle in colture cellulari. Nel primo caso è possibile studiare l'interazione dei neuroni, nel secondo l'attività vitale delle singole cellule.

Quando si studia l'attività elettrica dei singoli neuroni o dei loro gruppi in diverse aree del cervello, di solito viene prima registrata l'attività iniziale, quindi viene determinato l'effetto di una particolare influenza sulla funzione cellulare. Un altro metodo utilizza un impulso elettrico attraverso un elettrodo impiantato per attivare artificialmente i neuroni vicini. In questo modo puoi studiare l'effetto di alcune aree del cervello su altre aree del cervello. Questo metodo di stimolazione elettrica si è dimostrato utile nello studio dei sistemi di attivazione del tronco cerebrale che passano attraverso il mesencefalo; viene utilizzato anche quando si cerca di capire come avvengono i processi di apprendimento e memoria a livello sinaptico.

Già cento anni fa divenne chiaro che le funzioni degli emisferi sinistro e destro sono diverse. Il chirurgo francese P. Broca, osservando pazienti con accidente cerebrovascolare (ictus), scoprì che solo i pazienti con danni all'emisfero sinistro soffrivano di disturbi del linguaggio. Successivamente, gli studi sulla specializzazione emisferica sono stati proseguiti utilizzando altri metodi, come la registrazione EEG e i potenziali evocati.

Negli ultimi anni sono state utilizzate tecnologie sofisticate per ottenere immagini (visualizzazione) del cervello. Pertanto, la tomografia computerizzata (CT) ha rivoluzionato la neurologia clinica, consentendo di ottenere immagini intravitali dettagliate (strato per strato) delle strutture cerebrali. Un'altra tecnica di imaging, la tomografia a emissione di positroni (PET), fornisce un quadro dell'attività metabolica del cervello. In questo caso, a una persona viene iniettato un radioisotopo di breve durata, che si accumula in varie parti del cervello e maggiore è la sua attività metabolica. Usando la PET, è stato anche dimostrato che le funzioni del linguaggio nella maggior parte dei soggetti esaminati erano associate all'emisfero sinistro. Poiché il cervello funziona utilizzando un numero enorme di strutture parallele, la PET fornisce informazioni sulla funzione cerebrale che non possono essere ottenute utilizzando singoli elettrodi.

Di norma, gli studi sul cervello vengono condotti utilizzando una serie di metodi. Ad esempio, il neurobiologo americano R. Sperry e i suoi colleghi, come procedura terapeutica, hanno eseguito la sezione del corpo calloso (un fascio di assoni che collega entrambi gli emisferi) in alcuni pazienti affetti da epilessia. Successivamente, in questi pazienti con cervello diviso è stata studiata la specializzazione degli emisferi. Si è scoperto che l'emisfero dominante (solitamente sinistro) è principalmente responsabile della parola e di altre funzioni logiche e analitiche, mentre l'emisfero non dominante analizza i parametri spaziotemporali dell'ambiente esterno. Quindi si attiva quando ascoltiamo la musica. Lo schema a mosaico dell'attività cerebrale suggerisce l'esistenza di numerose aree specializzate all'interno della corteccia e delle strutture sottocorticali; l'attività simultanea di queste aree supporta il concetto del cervello come dispositivo informatico di elaborazione parallela.

ANATOMIA COMPARATA

La struttura cerebrale delle diverse specie di vertebrati è notevolmente simile. Se confrontati a livello neuronale, ci sono chiare somiglianze in caratteristiche come i neurotrasmettitori utilizzati, le fluttuazioni nelle concentrazioni di ioni, i tipi di cellule e le funzioni fisiologiche. Le differenze fondamentali si rivelano solo se confrontate con gli invertebrati. I neuroni degli invertebrati sono molto più grandi; spesso sono collegati tra loro non da sinapsi chimiche, ma elettriche, che raramente si trovano nel cervello umano. Nel sistema nervoso degli invertebrati vengono rilevati alcuni neurotrasmettitori che non sono caratteristici dei vertebrati.