CILVĒKA SMADZENES: FUNKCIJAS UN DAĻAS (AR ATTĒLIEM) - NEIROPSIHOLOĢIJA

Cilvēka smadzenes ir centrālā orgāns nervu sistēmu, kas atrodas galvas cilvēka un aizsargāti ar galvaskausa. Tam ir tāda pati vispārējā struktūra un anatomija kā citu zīdītāju smadzenēm, bet ar attīstītāku smadzeņu garozu.

Lielākiem dzīvniekiem, piemēram, vaļiem vai ziloņiem, ir lielākas smadzenes absolūtā izteiksmē, bet, mērot, izmantojot encefalizācijas koeficientu, kas kompensē ķermeņa lielumu, cilvēka smadzeņu koeficients ir gandrīz divreiz lielāks nekā delfīnam. parasts un trīs reizes lielāks nekā šimpanze.

Lielākā daļa paplašināšanās notiek smadzeņu garozas dēļ, īpaši frontālās daivas, kas ir saistītas ar tādām izpildfunkcijām kā spriešana, plānošana, paškontrole un abstrakta domāšana.

Arī redzes garozs, smadzeņu garozas daļa, kas veltīta redzei, ir plašāka arī cilvēkiem.

Smadzeņu daļas un to raksturojums

Liela daļa smadzeņu fizioloģisko funkciju ir saistīta ar informācijas saņemšanu no pārējā ķermeņa, tās interpretāciju un ķermeņa reakcijas vadīšanu. Galu galā tas ir atbildīgs par domām un kustībām, ko ķermenis rada.

Starp stimuliem, kurus smadzenes interpretē, ir skaņas, gaisma, smakas un sāpes.

Smadzenes ir iesaistītas arī tādās dzīvībai svarīgās operācijās kā elpošana, hormonu izdalīšana vai asinsspiediena līmeņa uzturēšana.

Tas ļauj cilvēkiem veiksmīgi mijiedarboties ar vidi, sazinoties ar citiem un mijiedarbojoties ar nedzīviem objektiem.

Smadzenes veido nervu šūnas, kas mijiedarbojas ar pārējo ķermeni caur muguras smadzenēm un nervu sistēmu.

Turklāt smadzenēs tiek atrasti dažādi ķīmiski savienojumi, kas palīdz smadzenēm saglabāt savu homeostāzi.

Smadzeņu veselībai ir svarīgi uzturēt nervu šūnas pareizu darbību un ķīmisko vielu līdzsvaru.

Turpmāk tiks apskatītas galvenās smadzeņu daļas.

Smadzeņu garozā

Tā ir aferentās un efektīvās informācijas integrējošā daļa.

Gliemene ir gandrīz simetriska un ir sadalīta labajā un kreisajā puslodē.

Zinātnieki to parasti iedala 4 daivās: frontālajā, parietālajā, pakauša un laika daļā.

Tomēr šo dalījumu izraisa nevis smadzeņu garozas faktiskā uzbūve, bet gan galvaskausa kauli, kas to aizsargā.

Vienīgais izņēmums ir tas, ka frontālās un parietālās daivas atdala centrālais sulcus - kroka, kurā tiekas primārā somatosensoriskā un motora garoza.

Dažādās smadzeņu garozas zonas ir iesaistītas dažādās uzvedības un kognitīvās funkcijās.

Frontālā daiva

Frontālā daiva ir viena no 4 smadzeņu puslodes daivām.

Šī daiva kontrolē dažādas funkcijas, piemēram, problēmu risināšanu, radošu domāšanu, spriedumu, intelektu, uzmanību, izturēšanos, fiziskas reakcijas, abstraktu domāšanu, koordinētas kustības, koordinētus muskuļus un personību.

Parietālā daiva

Šī daiva ir vērsta uz kustību, aprēķināšanu, orientāciju un noteiktiem atpazīšanas veidiem.

Ja šajā jomā rodas ievainojums, iespējams, nevarēsit veikt vienkāršus ikdienas darbus.

Parietālajā daivā var atrast:

Mehāniskais garozs: ļauj smadzenēm kontrolēt ķermeņa kustību. Tas atrodas smadzeņu augšējā vidējā daļā.
Sensorālais garozs: tas atrodas parietālās daivas priekšējā daļā un no muguras smadzenēm saņem informāciju par dažādu ķermeņa daļu stāvokli un to pārvietošanos. Šo reģionu var izmantot arī, lai pārsūtītu informāciju no pieskāriena sajūtas, ieskaitot sāpes vai spiedienu, kas ietekmē dažādas ķermeņa daļas.

Laika daiva

Laika daiva kontrolē vizuālo, dzirdes atmiņu un runas izpratni.

Tas ietver jomas, kas palīdz kontrolēt runas un klausīšanās prasmes, izturēšanos un valodu.

Vernickes apgabals ir īslaicīgās daivas daļa, kas ieskauj dzirdes garozu un formulē un saprot runu.

Okupitālā daiva

Pakauša daiva atrodas galvas aizmugurē un kontrolē redzi.

Traumas šajā jomā var radīt lasīšanas grūtības.

Svītrots ķermenis

Tas atrodas smadzeņu pusložu sienās un tajā atrodas korelācijas un koordinācijas centri, kas komunikācijas laikā regulē kustību ritmu, sejas izteiksmes.

Limbiskā sistēma

Liela daļa hormonālo reakciju, ko organisms rada, sākas šajā jomā.

Tas ir saistīts ar atmiņu, uzmanību, seksuālajiem instinktiem, emocijām (piemēram, baudu, bailēm, agresivitāti), personību un uzvedību.

Limbiskā sistēma ietver:

Hipotalāms: ietver centrus, kas regulē ķermeņa iekšējo līdzsvaru un homeostāzi. Kontrolējiet garastāvokli, temperatūru, izsalkumu un slāpes.
Amigdala: ļauj jums reaģēt uz emocijām, bailēm vai atmiņām. Tā ir liela telencephalona daļa.
Hipokampuss: tā galvenās funkcijas ir mācīšanās un atmiņa, īpaši, lai pārvērstu īstermiņa atmiņu ilgtermiņa atmiņā.

Thalamus

Talamuss ir stafetes centrs, kas kontrolē uzmanību, caur kuru iziet aferenciālie stimuli, kas sasniedz apziņu.

Smadzeņu stumbrs

Visas dzīvībai svarīgās funkcijas rodas smadzenēs, ieskaitot asinsspiedienu, elpošanu un sirdsdarbību.

Cilvēkiem šajā apgabalā ir medulla, smadzeņu vidusdaļa un poni.

Vidējā smadzeņu daļa: vada motoriskos impulsus no smadzeņu garozas līdz smadzeņu stumbra tiltam un vada maņu impulsus no muguras smadzenēm līdz talamālam.
Boss
Medulla oblongata: Tās funkcijas ietver impulsu pārnešanu no muguras smadzenēm uz smadzenēm. Tie arī regulē sirds, elpošanas, kuņģa-zarnu trakta un vazokonstriktora funkcijas.

Smadzenīte

Smadzenīte ir pazīstama arī kā “mazās smadzenes”, un evolūcijas mērogā tā tiek uzskatīta par vecāko smadzeņu daļu.

Smadzenīte kontrolē svarīgas ķermeņa funkcijas, piemēram, stāju, koordināciju vai līdzsvaru, ļaujot cilvēkiem pareizi kustēties.

Galvenās funkcijas

Smadzeņu galvenā funkcija ir saglabāt ķermeņa dzīvību mijiedarbībai ar vidi.

Viss, ko domā, jūt un dara cilvēks, ir saistīts ar konkrētām smadzeņu funkcijām.

Šīs funkcijas var būt:

Jutīgs (datu uztveršana)

Informācija tiek saņemta no stimuliem un apstrādāta.

Ārējās vai iekšējās izcelsmes stimulus uztver caur dažādiem receptoriem.

Šie receptori ar enerģētisko signālu palīdzību pārveido saņemtos stimulus.

Motorlaivas

Smadzenes kontrolē brīvprātīgas un piespiedu kustības.

Motora garozs atrodas frontālajā daivā, Rolanda plaisas priekšā.

Integrējošs

Tie attiecas uz garīgām darbībām, piemēram, uzmanību, atmiņu, mācīšanos vai valodu.

Lielākā daļa pacientu, kuri cieš no kāda veida smadzeņu bojājumiem, zaudē zināmu izturēšanos vai kognitīvās spējas.

Izziņa

Nervu sistēma un smadzenes

Izpratne par prāta un ķermeņa attiecībām ir gan filozofisks, gan zinātnisks izaicinājums.

Ir grūti saprast, kā garīgās aktivitātes, piemēram, emocijas un domas, var īstenot ar reālām fiziskām struktūrām, piemēram, neironiem vai sinapsēm.

Tas lika Renē Dekartam un vēlākajai cilvēces daļai ticēt duālismam: uzskatiem, ka prāts pastāv neatkarīgi no ķermeņa.

Tomēr pret šo argumentu ir pamatoti pierādījumi.

Smadzeņu traumas var ietekmēt prātu dažādos veidos, tādējādi smadzenes un prāts ir savstarpēji saistīti.

Piemēram, garozas stimulācija, kas notiek epilepsijas gadījumā, izraisa arī sarežģītas sajūtas, piemēram, zibspuldzes, halucinācijas un citas izziņas parādības.

Tāpēc vairums neirozinātnieku mēdz būt materiālisti; viņi uzskata, ka prāts ir reducējams līdz fiziskai parādībai.

Valoda

Galvenās runas smadzeņu zonas ir Brokas apgabals un Wernicke zona.

Vielmaiņa

Smadzeņu MR

Smadzenes patērē 10 reizes vairāk enerģijas, nekā vajadzētu, ņemot vērā to lielumu.

Kā norāda zinātnieks Marcus Raichie no Vašingtonas universitātes, 60–80% smadzeņu patērētās enerģijas tiek veltīti dažādu neironu savienojuma uzturēšanai, bet pārējā enerģija tiek veltīta, lai reaģētu uz apkārtējās vides prasībām.

Svars un ietilpība

Svars

Saskaņā ar Bāzeles Universitātes pētījumu, kurā sievietēm un vīriešiem bez garīgas slimības tika veiktas vairāk nekā 8000 autopsijas, normālais cilvēka smadzeņu svars vīriešiem ir 1336 grami, bet sievietēm - 1,198 grami.

Palielinoties vecumam, svars katru gadu samazinās par 2,7 gramiem vīriešiem un par 2,2 gramiem sievietēm.

Ar katru auguma collu smadzeņu svars palielinās vidēji par 3,7 gramiem.

No otras puses, smadzeņu svars nav saistīts ar ķermeņa masas indeksu.

Ietilpība un atmiņa Cik neironu ir smadzenēs?

Cilvēka smadzenes sastāv no aptuveni 100 triljoniem neironu, un katram no tiem ir 1000 vai vairāk savienojumu - sinapses - ar citiem neironiem.

Šo sinapsu stiprums ir atkarīgs no pieredzes. Kad sinapses pusē rodas divi neironi abās pusēs, šis savienojums kļūst stiprāks. Turklāt, lai pielāgotos jaunā savienojuma stiprumam, viena no neironiem dendrīts kļūst lielāks.

Šīs savienojumu stipruma un dendritu lieluma izmaiņas ietekmē cilvēka atmiņu un mācīšanos.

Ja katrs neirons tikai palīdzētu saglabāt ierobežotas atmiņas iespējas, uzkrājot pieredzi un lietas, kas jāatceras, pieejamie neironi beigtos.

Var teikt, ka tādā gadījumā būtu tikai daži gigabaiti vietas, līdzīgi kā viedtālrunī vai USB atmiņā.

Tomēr neironi apvienojas, lai vienlaikus palīdzētu atjaunot daudzas atmiņas, eksponenciāli palielinot smadzeņu spēju saglabāt atmiņu un līdz ar to arī spējas. Par šo kapacitāti smadzeņu kapacitāte tiek aprēķināta kā 2,5 petabaiti.

Ja smadzenes strādātu par filmu ierakstītāju, būtu pietiekami saglabāt 3 miljonus stundu sēriju, filmu un cita satura. Jums vajadzēs vadīt televizoru 300 gadus, lai izmantotu visu šo jaudu (Scientificamerican.com).

Mīts par 10% smadzeņu izmantošanu

Pastāv populārs mīts, ka lielākā daļa cilvēku izmanto tikai 10% smadzeņu. Mēdz teikt, ka, ja cilvēki izmantotu atlikušās iespējas, viņi varētu būt daudz gudrāki un sasniegt lielākus sasniegumus.

Tomēr šis apgalvojums ir pilsētas leģenda, tas nav balstīts uz zinātni. Lai gan vēl ir daudz jāpēta un jāapgūst cilvēka smadzenes - piemēram, apziņa vai atmiņa -, viņa līdzšinējie pētījumi liecina, ka katrai daļai ir kāda funkcija.

Neirozinātnieks Barijs Bejeršteins atklāj 7 pierādījumus, kas noraida, ka tiek izmantoti tikai 10%:

Smadzeņu bojājumu pētījumi: ja tiek izmantoti tikai 10% smadzeņu, citu zonu bojājumiem nevajadzētu ietekmēt veiktspēju. Tomēr gandrīz visās smadzeņu zonās, kas ir bojātas, rodas zināma veida spēju zaudēšana.

Smadzeņu skenēšana parāda, ka neatkarīgi no tā, ko dara veseli cilvēki, visas smadzeņu zonas vienmēr ir aktīvas.

Smadzenes patērē lielu daudzumu enerģijas, salīdzinot ar pārējo cilvēka ķermeni. Tas var prasīt līdz 30% enerģijas, neskatoties uz to, ka ķermeņa svars ir tikai 2%. Ja tiktu izmantoti tikai 10%, adaptācijas priekšrocība būtu cilvēkiem ar mazākām un efektīvākām smadzenēm, kuri patērē mazāk enerģijas.

Smadzenes nedarbojas kā vienota masa, bet sastāv no dažādiem reģioniem, kas apstrādā dažāda veida informāciju.

Ir veiktas mikrostruktūras analīzes, kurās smadzenēs ievieto nelielu elektrodu, lai izmērītu šūnas aktivitāti. Ja 90% neironu būtu deaktivizēti, tas būtu bijis zināms.

Smadzeņu neironiem, kas nav aktīvi, ir tendence deģenerēties. Tāpēc, ja 90% tiktu deaktivizēti, autopsija atklātu lielu deģenerāciju.

Audumi

Smadzeņu audus var iedalīt divās lielās klasēs: pelēkā viela un baltā viela.

Balto vielu galvenokārt veido aksoni, un tās funkcija ir pareiza smadzeņu informācijas apstrāde.

Baltā un pelēkā viela

Pelēko vielu veido neironu ķermeņi un to ķermeņi, un tā ir iesaistīta motora vadībā, maņu uztverē (redze, dzirde), atmiņā, emocijās, valodā, lēmumu pieņemšanā un paškontrolē.

Evolūcija

Primātu smadzenes parasti ir gandrīz divas reizes lielākas par tām, kas paredzētas tāda paša izmēra zīdītājiem. Gandrīz 7 miljonu gadu laikā cilvēka smadzenes ir gandrīz trīskāršojušās, lielākoties pieaugot pēdējos divos gados.

Cilvēka evolūcijas pirmajās divās trešdaļās cilvēka senču smadzenes bija apmēram tādas pašas kā citiem primātiem šodien.

Australopithecus afarensis bija galvaskausi ar iekšējo tilpumu no 400 līdz 550 milimetriem, šimpanzes tilpums bija ap 400 ml un gorillām no 500 līdz 700 ml. Australopithecines - hominoīdu primātu cilts - sāka parādīties nelielas formas un struktūras izmaiņas. Piemēram, neokorteks sāka paplašināties.

Cilvēka evolūcijas pēdējā trešdaļā notika gandrīz viss smadzeņu lieluma pieaugums. Homo habilis, pirmajai Homo ģintij, kas parādījās pirms 1,9 miljoniem gadu, bija neliels smadzeņu lieluma pieaugums, ieskaitot Brokas apgabala paplašināšanos.

Pirmā mūsu rīcībā esošā Homo erectus fosilija, kas datēta ar 1,8 miljoniem gadu, ir nedaudz lielāka, 600 ml.

Vēlāk tika sasniegts 1000 ml tilpums, apmēram pirms 500 000 gadu. Agrīnajiem Homo sapiens smadzenēm bija līdzīgas smadzenes kā mūsdienu cilvēkiem, vidēji 1200 ml vai vairāk.

Homo sapiens izmaiņas notika reģionos, kas saistīti ar plānošanu, komunikāciju, problēmu risināšanu un citām adaptīvajām izziņas funkcijām.

Pēdējos 10 000 gados ar uztura problēmām lauksaimniecības sabiedrībās ir samazinājies smadzeņu apjoms, lai gan pēdējos 100 gadījumos, kad rūpniecības sabiedrībās ir uzlabojusies uztura un samazinājušās slimības, jauns palielinājums.

Cilvēka smadzeņu nākotne varētu būt saistīta ar integrāciju ar mākslīgo intelektu vai ar gēnu inženierijas uzlabojumiem.

Kā tas darbojas

Skatīt rakstus:

Kā darbojas cilvēka smadzenes.

Uzvedības bioloģiskās bāzes.

Veidošanās un attīstība