Informácie

11.5: Centrálny nervový systém - Biológia

11.5: Centrálny nervový systém - Biológia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Homunculus

Obrázok (PageIndex{1}) vyzerá veľmi zvláštne a nazýva sa homunkulus. Hmota predstavuje prierezový klin ľudského mozgu. Na výkrese sú znázornené niektoré oblasti mozgu spojené s rôznymi časťami tela. Ako vidíte, väčšie oblasti mozgu v tejto oblasti sú spojené s rukami, tvárou a jazykom ako nohy a chodidlá. Vzhľadom na dôležitosť reči, manuálnej zručnosti a sociálnych interakcií tvárou v tvár u ľudí nie je prekvapujúce, že na ovládanie týchto častí tela sú potrebné pomerne veľké oblasti mozgu. Mozog je najzložitejším orgánom ľudského tela a súčasťou centrálneho nervového systému.

Čo je centrálny nervový systém?

Centrálny nervový systém (CNS) je časť nervového systému, ktorá zahŕňa mozog a miechu. Obrázok (PageIndex{2}) zobrazuje centrálny nervový systém ako jednu z dvoch hlavných divízií celkového nervového systému. Druhou hlavnou divíziou je periférny nervový systém (PNS). CNS a PNS spolupracujú na riadení prakticky všetkých telesných funkcií. Oveľa viac sa o PNS dočítate v koncepte Periférny nervový systém.

Jemné nervové tkanivá centrálneho nervového systému sú chránené veľkými fyzikálnymi a chemickými bariérami. Fyzicky sú mozog a miecha obklopené pevnými meningami, trojvrstvovým ochranným puzdrom, ktoré tiež obsahuje tlmiaci cerebrospinálny mok. K fyzickej ochrane mozgu a miechy prispievajú aj kosti lebky a chrbticových stavcov. Chemicky sú mozog a miecha izolované z obehu – a väčšina toxínov alebo patogénov v krvi – hematoencefalická bariéra. Hematoencefalická bariéra je vysoko selektívna membrána vytvorená z endotelových buniek (typ gliových buniek), ktorá oddeľuje cirkulujúcu krv od extracelulárnej tekutiny v CNS. Bariéra umožňuje vode, určitým plynom, glukóze a niektorým ďalším molekulám potrebným pre mozog a miechu prechádzať z krvi do CNS, pričom chráni pred potenciálne škodlivými látkami. Tieto fyzikálne a chemické bariéry spôsobujú, že CNS je menej náchylný na zranenia. Poškodenie CNS však bude mať pravdepodobne vážnejšie následky.

Mozog

The mozgu je riadiacim centrom nielen zvyšku nervového systému, ale celého organizmu. Mozog dospelého človeka tvorí len asi 2 percentá hmotnosti tela, no spotrebuje asi 20 percent celkovej energie tela. Mozog obsahuje odhadom sto miliárd neurónov a každý neurón má tisíce synaptických spojení s inými neurónmi. Mozog má tiež približne rovnaký počet gliových buniek ako neuróny. Niet divu, že mozog spotrebuje toľko energie! Okrem toho mozog využíva na energiu väčšinou glukózu. V dôsledku toho, ak je mozog zbavený glukózy, môže to viesť k bezvedomiu. Mozog je schopný ukladať časť glukózy vo forme glykogénu, ale v oveľa menšom množstve, ako sa nachádza v pečeni a kostrových svaloch.

Mozog riadi také mentálne procesy, ako je uvažovanie, predstavivosť, pamäť a jazyk. Interpretuje tiež informácie zo zmyslov a prikazuje telu, ako má reagovať. Riadi základné fyzické procesy, ako je dýchanie a tlkot srdca, ako aj dobrovoľné činnosti, ako je chôdza a písanie. Mozog má tri hlavné časti: cerebrum, cerebellum a mozgový kmeň (obrázok (PageIndex{3})). Obrázok znázorňuje mozog z ľavej strany hlavy. Ukazuje, ako by vyzeral mozog, keby sa odstránila lebka a mozgové blany. Mozgový kmeň sa cez dreň spája s miechou. Cerebellum je malá časť v zadnej časti mozgu. Najväčšou časťou mozgu je veľký mozog.

Cerebrum

The cerebrum je najväčšia časť mozgu. Ovláda vedomé, intelektuálne funkcie. Napríklad ovláda uvažovanie, jazyk, pamäť, zrak, hmat a sluch. Keď čítate knihu, hráte videohru alebo spoznávate spolužiaka, používate svoj mozog.

Hemisféry a Lateralizácia veľkého mozgu

Veľký mozog je rozdelený spredu dozadu na dve polovice nazývané ľavá a pravá hemisféry. Tieto dve hemisféry sú spojené hrubým zväzkom axónov, známym ako corpus callosum, ktorý leží hlboko v mozgu. Corpus callosum je hlavnou cestou komunikácie medzi oboma hemisférami. Spája každý bod veľkého mozgu so zrkadlovým bodom na opačnej pologuli.

Pravá a ľavá hemisféra veľkého mozgu majú podobný tvar a väčšina oblastí veľkého mozgu sa nachádza v oboch hemisférach. Niektoré oblasti však ukazujú lateralizácia, alebo koncentrácia v jednej alebo druhej hemisfére. Napríklad u väčšiny ľudí sú jazykové funkcie viac sústredené v ľavej hemisfére, zatiaľ čo abstraktné uvažovanie a vizuálno-priestorové schopnosti sú sústredenejšie v pravej hemisfére.

Z dôvodov, ktoré zatiaľ nie sú jasné, každá hemisféra mozgu interaguje primárne s opačnou stranou tela. Ľavá strana mozgu prijíma správy a posiela príkazy na pravú stranu tela a pravá strana mozgu prijíma správy a posiela príkazy na ľavú stranu tela. Senzorické nervy z miechy do mozgu a motorické nervy z mozgu do miechy prechádzajú strednou čiarou tela na úrovni mozgového kmeňa.

Mozgová kôra

Väčšina spracovania informácií v mozgu sa v skutočnosti odohráva v mozgová kôra. Toto je kôra šedej hmoty a iných tkanív s hrúbkou len niekoľko milimetrov, ktorá tvorí vonkajší povrch veľkého mozgu v oboch hemisférach mozgu. Mozgová kôra má v sebe veľa záhybov, ktoré výrazne zväčšujú povrch mozgu, ktorý sa zmestí do lebky. Vzhľadom na všetky záhyby v ľudskej mozgovej kôre má povrch asi 2 500 cm2(2,5 stôp2). Veľkosť a dôležitosť mozgovej kôry je v ľudskom mozgu oveľa väčšia ako v mozgu akýchkoľvek iných stavovcov vrátane primátov (okrem človeka).

Laloky mozgovej kôry

Každá hemisféra veľkého mozgu je ďalej rozdelená na štyri laloky zobrazené na obrázku (PageIndex{4}) a opísané nižšie.

1 čelné laloky sa nachádzajú v prednej časti mozgu za čelom. Predné laloky sú spojené s výkonnými funkciami, ako je pozornosť, sebakontrola, plánovanie, riešenie problémov, uvažovanie, abstraktné myslenie, jazyk a osobnosť.

2 parietálnych lalokov sa nachádzajú za prednými lalokmi na temene hlavy. Parietálne laloky sa podieľajú na pocitoch, vrátane teploty, dotyku a chuti. Čítanie a aritmetika sú tiež funkciami parietálnych lalokov.

3 temporálnych lalokov sú umiestnené po stranách hlavy pod čelným a parietálnym lalokom. Spánkové laloky umožňujú počúvanie, vytváranie a získavanie spomienok a integráciu spomienok a vnemov.

4 okcipitálne laloky sa nachádzajú v zadnej časti hlavy pod parietálnymi lalokmi. Okcipitálne laloky sú najmenšie zo štyroch párov lalokov. Venujú sa takmer výlučne vízii.

Vnútorné štruktúry mozgu

Niekoľko štruktúr sa nachádza hlboko v mozgu a sú dôležité pre komunikáciu medzi mozgom a miechou alebo zvyškom tela. Tieto štruktúry zahŕňajú hypotalamus a talamus. Obrázok (PageIndex{5}) ukazuje, kde sa tieto štruktúry v mozgu nachádzajú. Veľký mozog, hypotalamus a talamus existujú v dvoch poloviciach, po jednej v každej hemisfére.

Hypotalamus

The hypotalamus sa nachádza tesne nad mozgovým kmeňom a je veľký asi ako mandľa. Hypotalamus je zodpovedný za určité metabolické procesy a iné aktivity autonómneho nervového systému, vrátane telesnej teploty, srdcovej frekvencie, hladu, smädu, únavy, spánku, bdelosti a cirkadiánnych (24-hodinových) rytmov. Hypotalamus je tiež dôležitým emočným centrom mozgu. Hypotalamus môže regulovať toľko telesných funkcií, pretože reaguje na mnoho rôznych vnútorných a vonkajších signálov, vrátane správ z mozgu, svetla, steroidných hormónov, stresu a inváznych patogénov.

Jedným zo spôsobov, ako hypotalamus ovplyvňuje telesné funkcie, je syntéza hormónov, ktoré priamo ovplyvňujú telesné procesy. Napríklad syntetizuje hormón oxytocín, ktorý stimuluje sťahy maternice počas pôrodu a odtekanie mlieka počas laktácie. Syntetizuje tiež hormón vazopresín (nazývaný aj antidiuretický hormón), ktorý stimuluje obličky, aby reabsorbovali viac vody a vylučovali koncentrovanejší moč. Tieto dva hormóny sa posielajú z hypotalamu cez stopkovú štruktúru nazývanú infundibulum (pozri obrázok vyššie) priamo do zadnej (zadnej) časti hypofýzy, ktorá ich vylučuje do krvi.

Hlavným spôsobom, akým hypotalamus ovplyvňuje telesné funkcie, je ovládanie hypofýzy, známej ako hlavná žľaza endokrinného systému. Hypotalamus syntetizuje neurohormóny nazývané uvoľňujúce faktory, ktoré putujú cez infundibulum priamo do prednej (prednej) časti hypofýzy. Uvoľňujúce faktory vo všeobecnosti buď stimulujú alebo inhibujú sekréciu hormónov prednej hypofýzy, z ktorých väčšina riadi iné žľazy endokrinného systému.

Thalamus

The thalamus, ktorý sa nachádza v blízkosti hypotalamu (obrázok (PageIndex{5})), je hlavným centrom pre informácie putujúce tam a späť medzi miechou a mozgom. Filtruje zmyslové informácie putujúce do veľkého mozgu. Prenáša senzorické signály do mozgovej kôry a motorické signály do miechy. Podieľa sa aj na regulácii vedomia, spánku a bdelosti.

Cerebellum

The cerebellum je tesne pod mozgom a v zadnej časti mozgu za mozgovým kmeňom (obrázok (PageIndex{3})). Koordinuje pohyby tela a zapája sa do pohybov, ktoré sa naučia opakovaným precvičovaním. Napríklad, keď udriete do softloptičky pálkou alebo dotykovým písmom na klávesnici, používate cerebellum. Mnoho nervových dráh spája cerebellum s motorickými neurónmi v celom tele.

Mozgový kmeň

Niekedy sa nazýva aj „dolný mozog“. mozgový kmeň je spodná časť mozgu, ktorá je spojená s miechou. Existujú tri časti mozgového kmeňa: stredný mozog, mostík a predĺžená miecha, ktoré sú znázornené na obrázku (PageIndex{6}) nižšie. Mozgový kmeň sa primárne podieľa na nevedomých autonómnych funkciách, ako aj na niekoľkých typoch zmyslových informácií. Pomáha tiež koordinovať pohyby veľkého tela, ako je chôdza a beh. The stredný mozog sa zaoberá zrakovými a zvukovými informáciami a tieto vstupy prekladá pred ich odoslaním do predného mozgu. The pons prenáša správy do iných častí mozgu (predovšetkým veľký mozog a mozoček) a pomáha regulovať dýchanie. Niektorí vedci predpokladali, že mostík hrá úlohu pri snívaní. Niektoré funkcie Pons sú spoločné pre medulla oblongata, nazývaná aj dreň. Dreň riadi niekoľko podvedomých homeostatických funkcií, ako je dýchanie, činnosť srdca a krvných ciev, prehĺtanie a trávenie.

Jednou z najdôležitejších úloh mozgového kmeňa je úloha „informačnej diaľnice“. To znamená, že všetky informácie prichádzajúce z tela do mozgu a informácie z veľkého mozgu do tela prechádzajú cez mozgový kmeň. Senzorické dráhy pre také veci, ako je bolesť, teplota, dotyk a pocit tlaku, smerujú nahor do veľkého mozgu a motorické dráhy pre pohyb a iné telesné procesy smerujú nadol do miechy. Väčšina axónov v motorických dráhach prechádza z jednej strany CNS na druhú, keď prechádzajú cez medulla oblongata. Výsledkom je, že pravá strana mozgu riadi veľkú časť pohybu na ľavej strane tela a ľavá strana mozgu riadi veľkú časť pohybu na pravej strane tela.

Miecha

The miecha je dlhý, tenký, tubulárny zväzok nervových tkanív, ktorý sa tiahne od mozgového kmeňa a pokračuje dole stredom chrbta k panve. Na obrázku (PageIndex{7}) je zvýraznený žltou farbou. Miecha je uzavretá vnútri, ale je kratšia ako chrbtica.

Štruktúra miechy

Stred miechy pozostáva zo sivej hmoty, ktorú tvoria najmä bunkové telá neurónov vrátane interneurónov a motorických neurónov. Sivá hmota je obklopená bielou hmotou, ktorá pozostáva hlavne z myelinizovaných axónov motorických a senzorických neurónov. Miechové nervy, ktoré spájajú miechu s PNS, vychádzajú z miechy medzi stavcami (obrázok (PageIndex{8})).

Funkcie miechy

Miecha slúži ako informačná superdiaľnica. Prenáša správy z tela do mozgu az mozgu do tela. Senzorické (aferentné) nervy prenášajú nervové impulzy do mozgu zo senzorických receptorových buniek všade v tele a na tele. Motorické (eferentné) nervy prenášajú nervové impulzy preč z mozgu do žliaz, orgánov alebo svalov v celom tele.

Miecha tiež samostatne riadi určité rýchle reakcie tzv reflexy bez akéhokoľvek zásahu mozgu. Ako sa to môže stať, môžete vidieť na obrázku (PageIndex{9}). Senzorický receptor reaguje na vnem a vysiela nervový impulz pozdĺž senzorického nervu do miechy. V mieche správa prechádza do interneurónu az interneurónu do motorického nervu, ktorý prenáša impulz do svalu. Sval sa v reakcii stiahne. Tieto neurónové spojenia tvoria reflexný oblúk, ktorý nevyžaduje žiadny vstup z mozgu. Nepochybne ste sami zažili takéto reflexné akcie. Možno ste sa napríklad načiahli, aby ste sa dotkli hrnca na sporáku, pričom ste si neuvedomili, že je veľmi horúci. Prakticky v tom istom momente, keď ucítite horúcu horúčavu, trhnete rukou dozadu a stiahnete ruku z hrnca.

Poranenia miechy

Výsledkom môže byť fyzické poškodenie miechy paralýza, čo je strata citlivosti a pohybu v časti tela. Ochrnutie vo všeobecnosti postihuje všetky oblasti tela pod úrovňou poranenia, pretože nervové impulzy sú prerušené a za tento bod už nemôžu cestovať tam a späť medzi mozgom a telom. Ak poranenie miechy spôsobí iba opuch, príznaky môžu byť prechodné. Ak sú však nervové vlákna (axóny) v mieche vážne poškodené, strata funkcie môže byť trvalá. Experimentálne štúdie ukázali, že miechové nervové vlákna sa pokúšajú o opätovný rast, ale deštrukcia tkaniva zvyčajne vytvára zjazvené tkanivo, ktoré nemôže byť preniknuté dorastajúcimi nervami, ako aj ďalšie faktory, ktoré inhibujú opätovný rast nervových vlákien v centrálnom nervovom systéme.

Funkcia: Moje ľudské telo

Každý rok má mŕtvicu mnoho miliónov ľudí a mŕtvica je druhou najčastejšou príčinou smrti u dospelých. Mŕtvica, tiež známy ako cerebrovaskulárna príhoda, nastáva, keď slabý prietok krvi do mozgu vedie k smrti mozgových buniek. Existujú dva hlavné typy úderov:

  • Ischemické mozgové príhody sa vyskytujú v dôsledku nedostatočného prietoku krvi v dôsledku krvnej zrazeniny v tepne vedúcej do mozgu.
  • Hemoragické mŕtvice sa vyskytujú v dôsledku krvácania z prasknutej cievy v mozgu.

Každý typ mŕtvice môže mať za následok paralýzu, stratu schopnosti hovoriť alebo porozumieť reči, stratu kontroly nad močovým mechúrom, zmeny osobnosti a mnoho ďalších potenciálnych účinkov v závislosti od časti mozgu, ktorá je zranená. Účinky mŕtvice môžu byť mierne a prechodné alebo závažnejšie a trvalé. Mŕtvica môže byť dokonca smrteľná. Vo všeobecnosti závisí od typu mŕtvice a jej rozsahu.

Hrozí vám mŕtvica? Hlavným rizikovým faktorom pre mozgovú príhodu je vek: približne dve tretiny mozgových príhod sa vyskytujú u ľudí starších ako 65 rokov. So svojím vekom nemôžete nič robiť, ale väčšinu ostatných rizikových faktorov mozgovej príhody možno znížiť zmenami životného štýlu alebo užívaním liekov. Medzi rizikové faktory patrí vysoký krvný tlak, fajčenie, obezita, vysoká hladina cholesterolu v krvi, diabetes mellitus a fibrilácia predsiení.

Je veľká šanca, že vám alebo niekomu, koho poznáte, hrozí mŕtvica, preto je dôležité rozpoznať mŕtvicu, ak k nej dôjde. Stoke je zdravotná pohotovosť a čím rýchlejšie sa liečba podá, tým lepší bude pravdepodobne výsledok. V prípade ischemickej cievnej mozgovej príhody môže použitie liekov na zrážanie krvných zrazenín zabrániť trvalému poškodeniu mozgu, ak sa podajú do 3 alebo 4 hodín od cievnej mozgovej príhody. Zapamätať si príznaky mŕtvice je jednoduché.

Sú zhrnuté pod skratkou FAST, ako je vysvetlené v tabuľke nižšie.

Preskúmanie

  1. Čo je centrálny nervový systém?
  2. Ako je chránený centrálny nervový systém?
  3. Aká je celková funkcia mozgu?
  4. Identifikujte tri hlavné časti mozgu a jednu funkciu každej časti.
  5. Popíšte hemisféry mozgu.
  6. Vysvetlite a uveďte príklady lateralizácie mozgu.
  7. Identifikujte jednu funkciu každého zo štyroch lalokov veľkého mozgu.
  8. Zhrňte štruktúru a funkciu mozgovej kôry.
  9. Vysvetlite, ako hypotalamus riadi endokrinný systém.
  10. Opíšte miechu.
  11. Aká je hlavná funkcia miechy?
  12. Vysvetlite, ako sa vyskytujú reflexné akcie.
  13. Prečo ťažké poranenia miechy zvyčajne spôsobujú paralýzu?
  14. Aké sú podľa vás možné následky vážneho poškodenia mozgového kmeňa? Ako sa to dá porovnať s následkami vážneho poškodenia predného laloku? Vysvetli svoju odpoveď.
  15. Informácie sa v nervovom systéme šíria veľmi rýchlo, ale vo všeobecnosti platí, že čím dlhšia je cesta medzi oblasťami, tým dlhšie to trvá. Na základe toho vysvetlite, prečo si myslíte, že reflexy sa často vyskytujú na úrovni miechy a nevyžadujú vstup z mozgu.

Preskúmajte viac

Viac ako 40 miliónov ľudí na celom svete trpí Alzheimerovou chorobou, mozgovou poruchou, a očakáva sa, že tento počet v nasledujúcich desaťročiach dramaticky narastie. Choroba bola objavená pred viac ako storočím, no pri hľadaní lieku sa dosiahol len malý pokrok. Pozrite si túto vzrušujúcu prednášku na TED, v ktorej vedec Samuel Cohen zdieľa nový prielom vo výskume Alzheimerovej choroby, ako aj posolstvo nádeje, že sa nájde liek na Alzheimerovu chorobu.


Pozri si video: Nervová soustava IX - periferní nervový systém - tělní a vegetativní nervy (August 2022).