Najdetaljnija karta ljudskog mozga. Dijelovi mozga i njihove funkcije: građa, značajke i opis

Kako bi izradili kartu, istraživači su ubrizgali zeleni fluorescentni virus u određeno područje mozga živog miša. Virus je zarazio neurone u blizini mjesta ubrizgavanja, a nakon tri tjedna proširio se cijelim mozgom. Ispod je karta veza koje se odvijaju u jednom od područja mozga, prikazana kao zelena fluorescentna mreža zaraženih neurona. Među ostalim funkcijama, ovo područje mozga odgovorno je za tumačenje određenih osjeta, ponajprije osjeta dodira.

Nakon što se virus proširio, znanstvenici su izvadili mozak iz miša i fotografirali ga na razne načine, da bi na kraju dobili oko 1 terabajt podataka. Slijedeći putanju virusa i analizirajući generirane slike do nevjerojatno malih razmjera, istraživači su dobili sliku o tome kako zaraženo područje komunicira s cijelim mozgom. Na primjer, ovdje je 3D prikaz odnosa između četiri područja vida u korteksu miša (zelena, žuta, crvena, narančasta). Priopćenje za tisak studije izvješćuje da su te regije visoko međusobno povezane i sa susjednim regijama mozga u talamusu (ružičasto) i srednjem mozgu (ljubičasto).

Nakon što su znanstvenici mapirali neuronske veze u jednoj regiji mozga, ponovili su proces sa svim ostalim regijama. Ukupno su znanstvenici analizirali slike oko 1700 miševa, no studija se temelji na samo njih 469. U nastavku je vizualizacija dobivenih podataka, koja uključuje međusobne veze nekoliko područja mozga:

Dobiveni podaci mogu se prikazati i u obliku okruglog grafikona. Ovaj dijagram prikazuje veze između 215 područja mozga miša. Odnosi koji dolaze iz 11 specifičnih područja mozga označeni su različitim bojama, ostali su prikazani sivom bojom.

Čak su i najjednostavnije mreže neurona u mozgu sastavljene od milijuna veza, a proučavanje tih golemih mreža ključno je za razumijevanje kako mozak funkcionira. Znanstvenici već dugo pokušavaju proučiti mikroskopske procese koji stoje iza određenih reakcija mozga na vanjske patogene.

U posljednjem broju časopisa Priroda Objavljen je članak čiji su autori napravili važan korak prema razumijevanju rada neuronskih mreža. Međunarodni tim znanstvenika proveo je do sada najopsežniju studiju mreže neurona u cerebralnom korteksu, u kojoj postoji aktivna obrada vanjskih ekscitacijskih signala. Kao rezultat toga, otkriveno je nekoliko važnih značajki načina na koji su neuronske mreže organizirane. Zapravo,

znanstvenici su izradili prvu svjetsku mapu moždanih neurona, koja kombinira informacije o električnoj moždanoj aktivnosti i dijagram međusobnog fizičkog povezivanja neurona.

Do sada, desetljećima, znanstvenici su ova područja istraživali odvojeno, ne mogavši ​​ih međusobno povezati.

Tako je nedavno objavljena, čiji su autori, koristeći metodu magnetske rezonancije, izgradili mapu neuronskih veza u ljudskom mozgu i otkrili kako način života utječe na broj tih veza. Unatoč tome, u ovom se djelu odrazila samo fizička bit neuronskih veza.

U trenutnom radu znanstvenici su ispitivali vizualni korteks mozga miša. Prvo su odredili koji neuroni reagiraju na određene vizualne podražaje, poput okomitih ili vodoravnih pruga na ekranu. Zatim su dobivene detaljne slike rezova mozga s milijunima zanimljivih neurona i sinapsama - kontaktima između neurona - ili drugim vrstama stanica koje primaju neuralni signal. Kasnije su te ravne slike korištene za izradu trodimenzionalne karte neuronskih mreža mozga.

Prema riječima znanstvenika, jedinstvenost njihove studije leži u činjenici da su u svom radu kombinirali metode optičke tomografije i elektronske mikroskopije. Do sada su makroskopske metode za proučavanje aktivnosti mozga i mikroskopske metode za proučavanje neurona i njihovih sinapsi, koje imaju dimenzije reda veličine nanometara, bile nepovezane. U međuvremenu, vrlo je važno razumjeti koji točno mikroskopski mehanizmi stoje iza procesa moždane aktivnosti.

"Dobili smo mikroskopske podatke neviđenih razmjera i detalja", kaže jedan od autora rada, R. Clay Reed s Allenova instituta za znanosti o mozgu (SAD).

"Prvo smo odredili koju funkciju obavlja određeni neuron, a zatim smo pogledali kako se povezuje sa sličnim neuronima i s neuronima drugačijeg tipa."

"Ova je studija kulminacija istraživačkog programa koji je započeo prije gotovo deset godina", dodaje Clay Reid. "Moždane mreže su prevelike i teško ih je razumjeti u dijelovima, pa smo upotrijebili metode visoke propusnosti za prikupljanje ogromnih količina podataka o moždanoj aktivnosti i međupovezanosti neurona."

Analizirajući dobivene podatke, znanstvenici su došli do sljedećih zaključaka. Prvo, potvrdili su hipotezu da su neuroni koji su odgovorni za jednu vrstu aktivnosti češće povezani jedni s drugima nego neuroni koji obavljaju različite funkcije. Drugo, veze između tih neurona su jače, unatoč činjenici da su pomiješani s mnogim drugim neuronima koji obavljaju potpuno različite funkcije.

“Pronašli smo prve dokaze o modularnoj arhitekturi mreže neurona u cerebralnom korteksu i odredili strukturnu osnovu funkcionalne veze između neurona,

Iako je ova studija prekretnica u našem radu, to je samo početak. Sada imamo alate za stvaranje preciznijeg računalnog modela mozga poznavajući veze između dijagrama ožičenja neurona i mrežnog računalstva.” "To je poput simfonijskog orkestra, čiji glazbenici sjede nasumičnim redoslijedom", dodaje Clay Reid. - Ako čujete samo one glazbenike koji sjede do vas, ovo neće imati nikakvog smisla. Ali ako čujete sve, razumjet ćete glazbu - čak će postati lakše.

Autori rada sigurni su da će njihovo postignuće biti od velike pomoći svim znanstvenicima koji se bave istraživanjem mozga i stvaranjem umjetnih neuronskih mreža - znanstveni odjel Gazeta.Ru već govori o tome kako je superračunalo znanstvenicima omogućilo simulaciju rad tisuća neurona. No, kako bi se uspješno simulirao rad mozga, potrebno je bolje razumjeti kako funkcioniraju neuronske mreže u stvarnim živim organizmima.

Cerebralni korteks, koji su sastavili David Van Essen i Matthew Glasser sa Sveučilišta Washington u St. Louisu uz pomoć stručnjaka iz niza drugih institucija, potvrdio je postojanje 83 ranije poznate zone. Osim toga, znanstvenici su otkrili 97 novih područja ljudskog cerebralnog korteksa odgovornih za senzornu i motoričku aktivnost, jezik i logičko zaključivanje.

Kao i geografima, i neuroznanstvenicima je vrlo važno imati dobru kartu kako bi unaprijedili svoje vještine i bolje razumjeli s kakvim se problemom bave. Karta kortikalne regije mozga jasno pokazuje koja su područja odgovorna za određene kognitivne funkcije i kako međusobno djeluju.

Problem je u tome što je ovaj mehanizam mnogo kompliciraniji nego što se na prvi pogled čini. Zone mozga razlikuju se po staničnoj strukturi i gustoći proteina, kemijskom sastavu neurotransmitera i strukturi neurona. Proučavanje takvih anatomskih i fizioloških obilježja često zahtijeva ne samo novac i opremu, već i posebne dozvole koje nije tako lako dobiti - ipak je riječ o istraživanjima i testiranjima na živim ljudima.

Prema Glasserovim riječima, njihovom projektu pomogao je sretan splet okolnosti. “Projekt Human Connectome započeo je još 2010. godine, a Nacionalni institut za zdravlje SAD-a dao nam je dvije godine da radimo na poboljšanju načina na koji prikupljamo podatke magnetske rezonance i analiziramo podatke. To nam je omogućilo da dobijemo puno potpunije i kvalitetnije informacije nego inače”, kaže.

Projekt je po mnogočemu jedinstven jer u njemu sudjeluju stručnjaci za neuroimaging iz cijelog svijeta. Softver koji su koristili također nema analoga, a hrpa metoda arhitektonskih, funkcionalnih i topografskih analiza djelovala je kao istraživački sustav. Ovaj je algoritam na kraju omogućio identificiranje područja koja su istraživačima obično ostajala nevidljiva.

Neke od 180 zona imale su očitu funkciju, dok namjena drugih nije bila toliko očita. Na primjer, područje 55b, prema Glasseru, sudjeluje u jezičnim procesima. Kod oko 90% zdravih mladih ljudi ovo područje ima tipičan obrazac povezanosti sa susjednim područjima. Međutim, neki od sudionika studije, kojih je bilo ukupno 210, pokazali su potpuno drugačija svojstva, uključujući iznenađujuću povezanost s područjima uključenima u okulomotorne procese.

Osim teorijskih istraživanja, nove će karte pomoći i kirurzima u planiranju operacije mozga. Glasser i tim se nadaju da će njihov rad u budućnosti pomoći u proučavanju učinaka starenja na moždane stanice kako bi se što učinkovitije nosili s problemima povezanima sa starenjem.

Mozak je glavni kontrolni organ središnjeg živčanog sustava (SŽS), a na proučavanju njegove strukture i funkcija već više od 20 godina radi velik broj stručnjaka iz različitih područja, poput psihijatrije, medicine, psihologije i neurofiziologije. 100 godina. Unatoč dobrom proučavanju njegove strukture i komponenti, još uvijek postoje mnoga pitanja o radu i procesima koji se odvijaju svake sekunde.

Mozak pripada središnjem živčanom sustavu i nalazi se u lubanjskoj šupljini. Izvana je pouzdano zaštićen kostima lubanje, a iznutra je zatvoren u 3 školjke: meku, paučinu i tvrdu. Između ovih membrana cirkulira cerebrospinalna tekućina - cerebrospinalna tekućina, koja služi kao amortizer i sprječava potres ovog organa u slučaju lakših ozljeda.

Ljudski mozak je sustav koji se sastoji od međusobno povezanih odjela, od kojih je svaki dio odgovoran za obavljanje određenih zadataka.

Da biste razumjeli funkcioniranje, nije dovoljno ukratko opisati mozak, stoga, da biste razumjeli kako funkcionira, prvo morate detaljno proučiti njegovu strukturu.

Za što je odgovoran mozak

Ovaj organ, poput leđne moždine, pripada središnjem živčanom sustavu i ima ulogu posrednika između okoliša i ljudskog tijela. Uz njegovu pomoć provodi se samokontrola, reprodukcija i pamćenje informacija, figurativno i asocijativno razmišljanje i drugi kognitivni psihološki procesi.

Prema učenju akademika Pavlova, formiranje misli je funkcija mozga, odnosno cerebralnog korteksa, koji su najviši organi živčane aktivnosti. Mali mozak, limbički sustav i neka područja moždane kore odgovorni su za različite vrste pamćenja, no budući da je pamćenje različito, nemoguće je izdvojiti neko posebno područje odgovorno za tu funkciju.

Odgovoran je za upravljanje vegetativnim vitalnim funkcijama tijela: disanje, probavu, endokrini i izlučujući sustav, kontrolu tjelesne temperature.

Da biste odgovorili na pitanje koju funkciju obavlja mozak, prvo ga trebate uvjetno podijeliti na dijelove.

Stručnjaci razlikuju 3 glavna dijela mozga: prednji, srednji i romboidni (stražnji) dio.

1. Prednji obavlja više psihijatrijske funkcije, kao što su sposobnost spoznaje, emocionalna komponenta karaktera osobe, njegov temperament i složeni refleksni procesi.
2. Srednji je odgovoran za senzorne funkcije i obradu informacija primljenih od organa sluha, vida i dodira. Centri smješteni u njemu sposobni su regulirati stupanj boli, budući da je siva tvar pod određenim uvjetima sposobna proizvoditi endogene opijate koji povećavaju ili snižavaju prag boli. Također igra ulogu dirigenta između korteksa i donjih dijelova. Ovaj dio kontrolira tijelo kroz razne urođene reflekse.
3. Romboidni ili stražnji dio, odgovoran za tonus mišića, koordinaciju tijela u prostoru. Kroz njega se provodi svrhovito kretanje različitih mišićnih skupina.

Struktura mozga ne može se jednostavno ukratko opisati, budući da svaki njegov dio uključuje nekoliko odjela, od kojih svaki obavlja određene funkcije.

Kako izgleda ljudski mozak

Anatomija mozga je relativno mlada znanost, jer je dugo bila zabranjena zbog zakona koji su zabranjivali otvaranje i pregled organa i ljudske glave.

Proučavanje topografske anatomije regije mozga u području glave potrebno je za točnu dijagnozu i uspješno liječenje raznih topografsko-anatomskih poremećaja, na primjer: ozljeda lubanje, krvožilnih i onkoloških bolesti. Da biste zamislili kako izgleda ljudski GM, prvo morate proučiti njihov izgled.

Po izgledu, GM je želatinozna masa žućkaste boje, zatvorena u zaštitnu ljusku, kao i svi organi ljudskog tijela, sastoje se od 80% vode.

Velike hemisfere zauzimaju praktički volumen ovog organa. Prekriveni su sivom tvari ili korom - najvišim organom ljudske neuropsihičke aktivnosti, a iznutra - bijelom tvari, koja se sastoji od procesa živčanih završetaka. Površina hemisfera ima složeni uzorak, zbog vijuga i grebena koji idu u različitim smjerovima između njih. Prema tim zavojima, uobičajeno ih je podijeliti u nekoliko odjela. Poznato je da svaki od dijelova obavlja određene zadatke.

Da bismo razumjeli kako izgleda ljudski mozak, nije dovoljno ispitati njihov izgled. Postoji nekoliko metoda proučavanja koje pomažu u proučavanju unutrašnjosti mozga u dijelu.

• Sagitalni presjek. To je uzdužni presjek koji prolazi kroz središte ljudske glave i dijeli je na 2 dijela. To je najinformativnija metoda istraživanja, koristi se za dijagnosticiranje raznih bolesti ovog organa.
• Frontalni dio mozga izgleda kao presjek velikih režnjeva i omogućuje vam da vidite forniks, hipokampus i corpus callosum, kao i hipotalamus i talamus koji kontroliraju vitalne funkcije tijela.
• Horizontalni rez. Omogućuje vam da razmotrite strukturu ovog organa u vodoravnoj ravnini.

Anatomija mozga, kao i anatomija ljudske glave i vrata, prilično je teška tema za proučavanje iz više razloga, uključujući i činjenicu da njihov opis zahtijeva proučavanje velike količine materijala i dobru kliničku pozadinu. .

Kako funkcionira ljudski mozak

Znanstvenici diljem svijeta proučavaju mozak, njegovu strukturu i funkcije koje obavlja. Tijekom proteklih nekoliko godina došlo se do mnogih važnih otkrića, međutim, ovaj dio tijela i dalje nije u potpunosti shvaćen. Ovaj se fenomen objašnjava složenošću proučavanja strukture i funkcija mozga odvojeno od lubanje.

Zauzvrat, struktura moždanih struktura određuje funkcije koje obavljaju njegovi odjeli.

Poznato je da se ovaj organ sastoji od živčanih stanica (neurona) međusobno povezanih snopovima nitastih nastavaka, ali još uvijek nije jasno kako se njihova interakcija kao jedinstvenog sustava odvija istovremeno kao jedinstveni sustav.

Dijagram strukture mozga, temeljen na proučavanju sagitalnog dijela lubanje, pomoći će u istraživanju odjeljaka i membrana. Na ovoj slici možete vidjeti korteks, medijalnu površinu hemisfera velikog mozga, strukturu debla, cerebeluma i corpus callosuma, koji se sastoji od valjka, trupa, koljena i kljuna.

GM je pouzdano zaštićen izvana kostima lubanje, a iznutra s 3 moždane ovojnice: tvrdom arahnoidnom i mekom. Svaki od njih ima svoj uređaj i obavlja određene zadatke.

• Duboka mekana ljuska pokriva i leđnu moždinu i mozak, dok ulazi u sve pukotine i utore moždanih hemisfera, au njegovoj debljini nalaze se krvne žile koje hrane ovaj organ.
• Arahnoidna membrana je odvojena od prve subarahnoidnim prostorom ispunjenim likvorom (cerebrospinalnom tekućinom), također sadrži krvne žile. Ovaj omotač sastoji se od vezivnog tkiva iz kojeg polaze nitasti razgranati izdanci (niti), koji su utkani u meku ovojnicu i s godinama njihov broj raste, čime se jača veza. Između njih. Vilozni izdanci arahnoidne ovojnice izboče se u lumen sinusa dura mater.
• Tvrda ljuska ili pahimeninks sastoji se od vezivnog tkiva i ima 2 površine: gornju, prožetu krvnim žilama, i unutarnju, koja je glatka i sjajna. S ove strane, pachymeninx je uz medulu, a vanjska strana je uz lubanju. Između tvrdog i arahnoidnog tkiva nalazi se uzak prostor ispunjen malom količinom tekućine.

U mozgu zdrave osobe cirkulira oko 20% ukupnog volumena krvi koja ulazi kroz stražnje cerebralne arterije.

Mozak se vizualno može podijeliti u 3 glavna dijela: 2 moždane hemisfere, moždano deblo i mali mozak.

Siva tvar tvori korteks i prekriva površinu hemisfera velikog mozga, a manji dio u obliku jezgri nalazi se u produženoj moždini.

U svim regijama mozga nalaze se ventrikuli, u čijoj se šupljini kreće cerebrospinalna tekućina koja se u njima stvara. U tom slučaju tekućina iz 4. klijetke ulazi u subarahnoidni prostor i ispire ga.

Razvoj mozga počinje još tijekom intrauterine prisutnosti fetusa, a konačno se formira do 25. godine života.

Glavni dijelovi mozga

slika se može kliknuti

Od čega se sastoji mozak i iz slika možete proučiti sastav mozga običnog čovjeka. Struktura ljudskog mozga može se promatrati na nekoliko načina.

Prvi ga dijeli na komponente koje čine mozak:

• Završni, predstavljen s 2 cerebralne hemisfere, ujedinjene corpus callosumom;
• srednji;
• prosjek;
• duguljast;
• stražnji graniči s produženom moždinom, od njega polaze mali mozak i most.

Također je moguće izdvojiti glavni sastav ljudskog mozga, naime, uključuje 3 velike strukture koje se počinju razvijati još tijekom embrionalnog razvoja:

1. u obliku dijamanta;
2. prosjek;
3. prednji mozak.

U nekim se udžbenicima moždana kora obično dijeli na dijelove, tako da svaki od njih ima određenu ulogu u višem živčanom sustavu. Prema tome, razlikuju se sljedeći dijelovi prednjeg mozga: frontalna, temporalna, parijetalna i okcipitalna zona.

Velike hemisfere

Prvo, razmotrite strukturu cerebralnih hemisfera.

Ljudski telencefalon upravlja svim vitalnim procesima i podijeljen je središnjim sulkusom na 2 velike hemisfere mozga, izvana prekrivene korom ili sivom tvari, a iznutra se sastoje od bijele tvari. Između sebe, u dubinama središnjeg gyrusa, ujedinjeni su corpus callosumom, koji služi kao veza koja povezuje i prenosi informacije između drugih odjela.

Građa sive tvari je složena i, ovisno o mjestu, sastoji se od 3 ili 6 slojeva stanica.

Svaki režanj odgovoran je za obavljanje određenih funkcija i koordinira kretanje udova sa svoje strane, na primjer, desni dio obrađuje neverbalne informacije i odgovoran je za prostornu orijentaciju, dok je lijevi dio specijaliziran za mentalnu aktivnost.

U svakoj hemisferi stručnjaci razlikuju 4 zone: frontalnu, okcipitalnu, parijetalnu i vremensku, obavljaju određene zadatke. Konkretno, parijetalni dio cerebralnog korteksa odgovoran je za vizualnu funkciju.

Znanost koja proučava detaljnu strukturu kore velikog mozga naziva se arhitektonika.

Medula

Ovaj dio je dio moždanog debla i služi kao veza između dorzalnog i mosta završnog dijela. Budući da je prijelazni element, kombinira značajke kralježnice i strukturne značajke mozga. Bijela tvar ovog dijela predstavljena je živčanim vlaknima, a siva tvar je u obliku jezgri:

• Jezgra masline, komplementarni je element malog mozga, odgovorna je za ravnotežu;
• Retikularna formacija povezuje sve osjetilne organe s produženom moždinom, djelomično je odgovorna za rad nekih dijelova živčanog sustava;
• Jezgre živaca lubanje uključuju: glosofaringealni, vagusni, pomoćni, hipoglosni živac;
• Jezgre disanja i cirkulacije, koje su povezane s jezgrama vagusnog živca.

Ova unutarnja struktura je zbog funkcija moždanog debla.

Odgovoran je za obrambene reakcije organizma i regulira vitalne procese poput otkucaja srca i cirkulacije krvi, pa oštećenje ove komponente dovodi do trenutačne smrti.

Pons

Sastav mozga uključuje pons, služi kao veza između cerebralnog korteksa, malog mozga i leđne moždine. Sastoji se od živčanih vlakana i sive tvari, osim toga, most služi kao dirigent glavne arterije koja hrani mozak.

srednji mozak

Ovaj dio ima složenu strukturu i sastoji se od krova, srednjeg dijela gume, Silvijevog vodovoda i nogu. U donjem dijelu graniči sa stražnjom regijom, odnosno mostom i malim mozgom, a na vrhu je diencefalon povezan sa terminalom.

Krov se sastoji od 4 brda, unutar kojih se nalaze jezgre, služe kao centri za percepciju informacija primljenih od očiju i slušnih organa. Dakle, ovaj dio je uključen u zonu odgovornu za primanje informacija, a odnosi se na drevne strukture koje čine strukturu ljudskog mozga.

Cerebelum

Mali mozak zauzima gotovo cijeli stražnji dio i ponavlja osnovna načela strukture ljudskog mozga, odnosno sastoji se od 2 hemisfere i nesparene formacije koja ih povezuje. Površina cerebelarnih lobula prekrivena je sivom tvari, a iznutra se sastoje od bijele, osim toga, siva tvar u debljini hemisfera tvori 2 jezgre. Bijela tvar povezuje mali mozak s moždanim deblom i leđnom moždinom s tri para nogu.

Ovaj moždani centar odgovoran je za koordinaciju i regulaciju motoričke aktivnosti ljudskih mišića. Također pomaže u održavanju određenog položaja u okolnom prostoru. Odgovoran za mišićnu memoriju.

Kora

Struktura cerebralnog korteksa prilično je dobro proučena. Dakle, to je složena slojevita struktura debljine 3-5 mm, koja prekriva bijelu tvar moždanih hemisfera.

Korteks se sastoji od neurona s snopovima filiformnih procesa, aferentnih i eferentnih živčanih vlakana, glije (osiguravaju prijenos impulsa). Ima 6 slojeva, različitih po strukturi:

1. zrnast;
2. molekularni;
3. vanjski piramidalni;
4. unutarnji zrnati;
5. unutarnji piramidalni;
6. posljednji sloj čine vretenaste stanice.

Zauzima oko polovicu volumena hemisfera, a njegova površina kod zdrave osobe iznosi oko 2200 četvornih metara. Vidi Površina kore je prošarana brazdama, u čijim dubinama leži jedna trećina cijelog područja. Veličina i oblik brazda obje hemisfere je strogo individualan.

Korteks je formiran relativno nedavno, ali je središte cijelog višeg živčanog sustava. Stručnjaci razlikuju nekoliko dijelova u svom sastavu:

• neokorteks (novi) glavni dio pokriva više od 95%;
• arhikorteks (stari) - oko 2%;
• paleokorteks (drevni) - 0,6%;
• intermedijarni korteks, zauzima 1,6% ukupnog korteksa.

Poznato je da lokalizacija funkcija u korteksu ovisi o položaju živčanih stanica koje hvataju jednu od vrsta signala. Stoga postoje 3 glavna područja percepcije:

1. Dodir.
2. Motor.
3. Asocijativni.

Posljednja regija zauzima više od 70% kore, a središnja joj je svrha koordinirati aktivnost prve dvije zone. Također je odgovoran za primanje i obradu podataka iz senzorne zone, te ciljano ponašanje uzrokovano tim informacijama.

Između moždane kore i produžene moždine nalazi se subkorteks ili, drugim riječima, subkortikalne strukture. Sastoji se od vizualnih tuberkula, hipotalamusa, limbičkog sustava i drugih živčanih čvorova.

Glavne funkcije regija mozga

Glavne funkcije mozga su obrada podataka primljenih iz okoline, kao i kontrola pokreta ljudskog tijela i njegove mentalne aktivnosti. Svaki dio mozga odgovoran je za obavljanje specifičnih zadataka.

Duguljasta moždina kontrolira obrambene funkcije tijela kao što su treptanje, kihanje, kašljanje i povraćanje. Upravlja i drugim refleksnim vitalnim procesima - disanjem, lučenjem sline i želučanog soka, gutanjem.

Uz pomoć Varolijevog mosta provodi se koordinirano kretanje očiju i bora lica.

Mali mozak kontrolira motoričku i koordinacijsku aktivnost tijela.

Srednji mozak predstavljen je peteljkom i kvadrigeminom (dva slušna i dva vidna brežuljka). Uz njegovu pomoć provodi se orijentacija u prostoru, sluh i jasnoća vida, odgovoran je za mišiće očiju. Odgovoran za refleksno okretanje glave prema podražaju.

Diencephalon se sastoji od nekoliko dijelova:

• Talamus je odgovoran za formiranje osjećaja, poput boli ili okusa. Osim toga, on upravlja taktilnim, slušnim, olfaktornim senzacijama i ritmovima ljudskog života;
• Epitalamus se sastoji od epifize, koja kontrolira dnevne biološke ritmove, dijeleći dnevno svjetlo na vrijeme budnosti i vrijeme zdravog sna. Ima sposobnost detektiranja svjetlosnih valova kroz kosti lubanje, ovisno o njihovom intenzitetu proizvodi odgovarajuće hormone i kontrolira metaboličke procese u ljudskom tijelu;
• Hipotalamus je odgovoran za rad srčanog mišića, normalizaciju tjelesne temperature i krvnog tlaka. Uz njegovu pomoć daje se signal za otpuštanje hormona stresa. Odgovoran za osjećaje gladi, žeđi, zadovoljstva i seksualnosti.

Stražnja hipofiza nalazi se u hipotalamusu i odgovorna je za proizvodnju hormona koji utječu na pubertet i funkcioniranje ljudskog reproduktivnog sustava.

Svaka je hemisfera odgovorna za svoje specifične zadatke. Primjerice, desna moždana hemisfera akumulira podatke o okolini i iskustvu komunikacije s njom. Kontrolira kretanje udova na desnoj strani.

U lijevoj moždanoj hemisferi nalazi se govorni centar odgovoran za ljudski govor, također kontrolira analitičke i računalne aktivnosti, au njegovoj se kori formira apstraktno mišljenje. Slično tome, desna strana kontrolira kretanje udova na svojoj strani.

Struktura i funkcija moždane kore izravno ovise jedna o drugoj, pa ga gyrus uvjetno dijeli na nekoliko dijelova, od kojih svaki obavlja određene operacije:

• temporalni režanj, kontrolira sluh i šarm;
• okcipitalni dio regulira vid;
• u parijetalu se formiraju dodir i okus;
• frontalni dijelovi odgovorni su za govor, kretanje i složene misaone procese.

Limbički sustav sastoji se od centara za miris i hipokampusa koji je odgovoran za prilagodbu tijela promjenama i regulaciju emocionalne komponente tijela. Stvara trajna sjećanja povezujući zvukove i mirise s određenim vremenskim razdobljem tijekom kojeg su se dogodili senzorni poremećaji.

Osim toga, kontrolira miran san, zadržavanje podataka u kratkoročnom i dugoročnom pamćenju, intelektualnu aktivnost, kontrolu endokrinog i autonomnog živčanog sustava te sudjeluje u formiranju reproduktivnog instinkta.

Kako funkcionira ljudski mozak

Rad ljudskog mozga ne prestaje ni u snu, poznato je da neki odjeli funkcioniraju i kod ljudi koji su u komi, o čemu svjedoče njihove priče.

Glavni rad ovog tijela provodi se uz pomoć cerebralnih hemisfera, od kojih je svaka odgovorna za određenu sposobnost. Primjećuje se da hemisfere nisu iste veličine i funkcije - desna strana je odgovorna za vizualizaciju i kreativno razmišljanje, obično više nego lijeva strana, koja je odgovorna za logiku i tehničko razmišljanje.

Poznato je da muškarci imaju veću moždanu masu od žena, ali ta značajka ne utječe na mentalne sposobnosti. Na primjer, ova brojka za Einsteina bila je ispod prosjeka, ali njegova parijetalna zona, koja je odgovorna za spoznaju i stvaranje slika, bila je velika, što je znanstveniku omogućilo da razvije teoriju relativnosti.

Neki ljudi su obdareni super sposobnostima, to je također zasluga ovog tijela. Te se značajke očituju u velikoj brzini pisanja ili čitanja, fotografskom pamćenju i drugim anomalijama.

Na ovaj ili onaj način, aktivnost ovog organa je od velike važnosti u svjesnoj kontroli ljudskog tijela, a prisutnost korteksa razlikuje ljude od ostalih sisavaca.

Što se, prema znanstvenicima, stalno događa u ljudskom mozgu

Stručnjaci koji proučavaju psihološke sposobnosti mozga vjeruju da se izvedba kognitivnih i mentalnih funkcija događa kao rezultat biokemijskih strujanja, no ta se teorija trenutno dovodi u pitanje, jer je ovaj organ biološki objekt i princip mehaničkog djelovanja ne omogućiti potpuno upoznavanje njegove prirode.

Mozak je neka vrsta upravljača cijelog organizma koji svakodnevno obavlja ogroman broj zadataka.

Anatomske i fiziološke značajke strukture mozga predmet su proučavanja već desetljećima. Poznato je da ovaj organ zauzima posebno mjesto u strukturi središnjeg živčanog sustava (centralnog živčanog sustava) osobe, a njegove karakteristike su različite za svaku osobu, stoga je nemoguće pronaći 2 osobe koje apsolutno identično razmišljaju.

Video

Nova strukturno-funkcionalna karta dijeli moždanu koru na 180 sekcija.

Moždana kora iznimno je složena - njezini se različiti dijelovi međusobno razlikuju i po funkciji i po staničnoj strukturi. Naravno, onima koji su počeli proučavati mozak vrlo je brzo bila potrebna “karta područja” za moždanu koru, a sustav citoarhitektonskih polja što ga je njemački neurolog Korbinian Brodmann objavio još 1909. godine postao je ovdje svojevrsni zlatni standard.

Nova mapa mozga temeljena na MRI podacima. (Fotografija Matthewa F. Glassera, Davida C. Van Essena.)

Aktivacija (narančasto i crveno) i deaktivacija različitih dijelova korteksa lijeve hemisfere tijekom slušanja priča. (Fotografija Matthewa F. Glassera, Davida C. Van Essena.)

Ta se polja razlikuju po staničnoj morfologiji i po načinu na koji su stanice u njima složene jedna u odnosu na drugu (to jest, po staničnoj citoarhitektonici). Brodmannova polja pokazala su se izvanredno korisnima, ali ipak su imala neke značajne nedostatke.

Prvo, sam Brodman je svoju kartu izgradio na materijalu samo jednog mozga preminule osobe. Kasnije je struktura kortikalnih polja pročišćena korištenjem raznovrsnijeg materijala, a funkcije su dodane čistim morfološkim parametrima: za što je jedno područje odgovorno, za što drugo itd. Međutim, što su više neuroznanstvenici učili o mozgu, to mu je jasnije postalo je da cerebralni korteks treba ponovno mapirati koristeći nekoliko značajki u isto vrijeme.

Ovaj rad je poduzeo Matthew Glasser ( Matthew F. Glasser) i kolege na Sveučilištu Washington u St. Louisu, Oxfordu, Sveučilištu Minnesota i Sveučilištu Nijmegen. Uzeli su niz podataka magnetske rezonancije (MRI) prikupljenih u okviru projekta Human Connectome (podsjetimo se da je cilj projekta Human Connectome u potpunosti opisati strukturu veza u našem mozgu).

Istraživače su zanimali rezultati strukturne MRI, koja vam omogućuje određivanje, na primjer, debljine određenih područja korteksa i drugih sličnih značajki, i funkcionalne MRI, koja se može koristiti da se vidi funkcija određenog područja mozak. Istovremeno, mozak se tijekom snimanja može odmoriti, a zatim ćemo razlučiti njegovu osnovnu funkcionalnu topografiju, odnosno obaviti neki zadatak - i tada ćemo vidjeti koja područja rade na pojedinom zahvatu. Za izradu nove karte korteksa korišteni su fMRI podaci dobiveni iz sedam zadataka, od audio testova do matematičkih problema.

Dakle, algoritam koji je tražio funkcionalna polja u korteksu morao je raditi s nekoliko parametara odjednom, strukturnim i funkcionalnim. Kao rezultat toga, bilo je moguće detektirati čak 180 polja u svakoj hemisferi, od kojih su 83 prethodno bila opisana u literaturi, ali 97 do sada je bilo nepoznato.

Algoritam je radio s rezultatima MRI skeniranja 210 volontera projekta Human Connect i odmah se postavilo pitanje hoće li biti moguće iste zone odrediti i kod drugih ljudi? Ne bi li ispalo da karta od 180 polja ima smisla samo za onih dvjestotinjak ljudi na kojima je treniran gornji algoritam?

Ali kada su pokušali analizirati skup MRI podataka od "stranaca", njihove kortikalne zone određene su na gotovo isti način. Štoviše, autori rada također su mogli identificirati individualne razlike između pojedinih područja. (Za svaki slučaj, pojasnit ćemo da individualne razlike ne znače da je mozak jednoga ovako posložen, a drugoga drugačije, već samo zone mogu raditi različito učinkovito i rano se razviti stupanj; slično, ako u blizini vidimo visoku i nisku osobu, ne kažemo da imaju drugačiji plan gradnje.)

Očito, nova karta (opisana u članku u Priroda) koristan je iu fundamentalnoj znanosti iu medicini. Istina, ima i svojih nedostataka koji se prije svega odnose na činjenicu da MRI još uvijek ima nedovoljno visoku prostornu rezoluciju, odnosno moždanu koru zapravo možemo podijeliti na još veći broj polja.

S druge strane, tek treba vidjeti kako je novih 180 zona raspoređeno na razini stanica, sinapsi i njihovih molekularnih karakteristika. I, na kraju, ne zaboravimo nedavni rad – nadajmo se da nova mapa korteksa neće previše patiti od ovog otkrića.