Di cosa sono responsabili le diverse parti del cervello? Il cervello, la sua struttura e funzioni. Struttura e funzioni del cervelletto

Gli scienziati distinguono tre parti principali del cervello umano: il rombencefalo, mesencefalo e proencefalo. Tutti e tre sono chiaramente visibili già in un embrione di quattro settimane sotto forma di “bolle cerebrali”. Storicamente, il rombencefalo e il mesencefalo sono considerati più antichi. Sono responsabili delle funzioni interne vitali del corpo: mantenimento del flusso sanguigno, respirazione. Dietro forme umane le comunicazioni con il mondo esterno (pensiero, memoria, parola), che ci interesseranno principalmente alla luce dei problemi discussi in questo libro, sono responsabili del cervello anteriore.

Per capire perché ogni malattia influenza in modo diverso il comportamento del paziente, è necessario conoscere i principi di base dell'organizzazione cerebrale.

1. Il primo principio è divisione delle funzioni per emisferi - lateralizzazione. Il cervello è fisicamente diviso in due emisferi: sinistro e destro. Nonostante la loro somiglianza esterna e interazione attiva fornito grande quantità fibre speciali, asimmetria funzionale nel funzionamento del cervello può essere tracciato abbastanza chiaramente. Gestisce meglio alcune funzioni emisfero destro (per la maggior parte delle persone è responsabile del lavoro immaginativo e creativo), e con altri sinistra (associato al pensiero astratto, all'attività simbolica e alla razionalità).
2. Anche il secondo principio è legato alla distribuzione delle funzioni nelle diverse aree del cervello. Sebbene questo organo funzioni come un tutto unico e molte funzioni umane superiori siano fornite da un lavoro coordinato parti differenti, la “divisione del lavoro” tra i lobi della corteccia cerebrale può essere tracciata abbastanza chiaramente.

Nella corteccia cerebrale è possibile distinguere quattro lobi: occipitale, parietale, temporale e frontale. Secondo il primo principio - il principio della lateralizzazione - ogni lobo ha la propria coppia.

I lobi frontali possono essere definiti il ​​posto di comando del cervello. Qui ci sono centri che non sono tanto responsabili di un'azione separata, ma piuttosto forniscono qualità come indipendenza e iniziativa di una persona, la sua capacità di autovalutazione critica. Il danno ai lobi frontali provoca disattenzione, aspirazioni insensate, volubilità e tendenza a fare battute inappropriate. Con la perdita di motivazione dovuta all'atrofia dei lobi frontali, una persona diventa passiva, perde interesse per ciò che sta accadendo e rimane a letto per ore. Spesso gli altri scambiano questo comportamento per pigrizia, senza sospettare che ci siano cambiamenti nel comportamento conseguenza diretta morte delle cellule nervose in quest'area della corteccia cerebrale

Secondo la scienza moderna, la malattia di Alzheimer, una delle cause più comuni di demenza, è causata dalla formazione di depositi proteici attorno (e all'interno) dei neuroni, che impediscono a questi neuroni di comunicare con altre cellule e ne portano alla morte. Perché il modi efficaci Gli scienziati non hanno trovato un modo per prevenire la formazione di placche proteiche; il principale metodo di controllo farmacologico contro la malattia di Alzheimer rimane l'impatto sul lavoro dei mediatori che garantiscono la comunicazione tra i neuroni. In particolare, gli inibitori dell'acetilcolinesterasi agiscono sull'acetilcolina e i farmaci a base di memantina agiscono sul glutammato, altri scambiano questo comportamento per pigrizia, non sospettando che i cambiamenti nel comportamento siano una conseguenza diretta della morte delle cellule nervose in quest'area della corteccia cerebrale.

Una funzione importante dei lobi frontali è controllo e gestione del comportamento. È da questa parte del cervello che arriva il comando che impedisce l'esecuzione di azioni socialmente indesiderabili (ad esempio, il riflesso di afferramento o un comportamento sconveniente verso gli altri). Quando questa zona viene colpita nei pazienti affetti da demenza, è come se si spegnesse il loro limitatore interno, che prima impediva loro di esprimere oscenità e di usare parole oscene.

I lobi frontali sono responsabili azioni arbitrarie, per la loro organizzazione e pianificazione, nonché padroneggiare le abilità. È grazie a loro che gradualmente il lavoro che inizialmente sembrava complesso e difficile da portare a termine diventa automatico e non richiede molto impegno. Se i lobi frontali sono danneggiati, una persona è condannata a svolgere il suo lavoro ogni volta come se fosse la prima volta: ad esempio, la sua capacità di cucinare, andare a fare la spesa, ecc. Un’altra variante dei disturbi associati ai lobi frontali è la “fissazione” del paziente sull’azione che si sta compiendo, o perseverazione. La perseverazione può manifestarsi sia nel discorso (ripetizione della stessa parola o di un'intera frase) sia in altre azioni (ad esempio, spostare oggetti senza meta da un luogo all'altro).

Il lobo frontale dominante (solitamente sinistro) ha molte aree responsabili diversi aspetti del discorso persona, la sua attenzione e pensiero astratto.

Notiamo infine la partecipazione dei lobi frontali mantenimento posizione verticale corpo. Quando sono colpiti, il paziente sviluppa un'andatura poco profonda e una postura piegata.

Lobi temporali in dentro sezioni superiori elaborare le sensazioni uditive, trasformandole in immagini sonore. Poiché l’udito è il canale attraverso il quale i suoni del parlato vengono trasmessi agli esseri umani, i lobi temporali (soprattutto quello sinistro dominante) svolgono un ruolo fondamentale nel facilitare la comunicazione vocale. È in questa parte del cervello che riconoscimento e riempimento di significato parole indirizzate a una persona, nonché la selezione di unità linguistiche per esprimere i propri significati. Il lobo non dominante (destro nei destrimani) è coinvolto nel riconoscimento dei modelli di intonazione e delle espressioni facciali.

Le porzioni anteriore e mediale dei lobi temporali sono associate al senso dell'olfatto. Oggi è stato dimostrato che la comparsa di problemi con l'olfatto in un paziente anziano può essere un segnale dello sviluppo, ma non ancora identificato, della malattia di Alzheimer.

Controlla una piccola area a forma di cavalluccio marino sulla superficie interna dei lobi temporali (l'ippocampo). memoria umana a lungo termine. Sono i lobi temporali che immagazzinano i nostri ricordi. Il lobo temporale dominante (solitamente sinistro) si occupa della memoria verbale e dei nomi degli oggetti, quello non dominante è utilizzato per la memoria visiva.

Il danno simultaneo ad entrambi i lobi temporali porta alla serenità, alla perdita del riconoscimento visivo e all'ipersessualità.

Le funzioni svolte dai lobi parietali differiscono per il lato dominante e quello non dominante.

Il lato dominante (di solito quello sinistro) è responsabile della capacità di comprendere la struttura dell'insieme attraverso la correlazione delle sue parti (il loro ordine, struttura) e della nostra la capacità di mettere insieme le parti per formare un tutto. Questo vale per una varietà di cose. Ad esempio, per leggere bisogna essere in grado di trasformare le lettere in parole e le parole in frasi. Lo stesso con numeri e numeri. La stessa quota ti consente di padroneggiare una sequenza di movimenti correlati necessario per ottenere un determinato risultato (un disturbo di questa funzione è chiamato aprassia). Ad esempio, l'incapacità di vestirsi in modo indipendente, spesso riscontrata nei pazienti con malattia di Alzheimer, non è causata da una compromissione della coordinazione, ma dalla dimenticanza dei movimenti necessari per raggiungere un obiettivo specifico.

Anche la parte dominante è responsabile sensazione del tuo corpo: per distinguere le sue parti destra e sinistra, per conoscere il rapporto di una parte separata con il tutto.

Il lato non dominante (di solito il destro) è il centro che, combinando le informazioni provenienti dai lobi occipitali, fornisce percezione tridimensionale del mondo circostante. La rottura di quest'area della corteccia porta all'agnosia visiva, l'incapacità di riconoscere oggetti, volti o il paesaggio circostante. Poiché le informazioni visive vengono elaborate nel cervello separatamente dalle informazioni provenienti dagli altri sensi, in alcuni casi il paziente ha la possibilità di compensare i problemi nel riconoscimento visivo. Ad esempio, un paziente che non riconosce amata di persona, può riconoscerlo dalla voce quando parla. Questo lato è coinvolto anche nell'orientamento spaziale dell'individuo: il lobo parietale dominante è responsabile dello spazio interno del corpo, e quello non dominante è responsabile del riconoscimento degli oggetti nello spazio esterno e della determinazione della distanza da questi oggetti e fra loro.

Entrambi i lobi parietali sono coinvolti nella percezione del caldo, del freddo e del dolore.

Sono responsabili i lobi occipitali elaborazione delle informazioni visive. Tutto ciò che vediamo, infatti, non lo vediamo con i nostri occhi, che si limitano a registrare l'irritazione della luce che agisce su di loro e a tradurla in impulsi elettrici. Noi “vediamo” con i lobi occipitali, che interpretano i segnali provenienti dagli occhi. Sapendo questo, è necessario distinguere tra l'acuità visiva indebolita in una persona anziana e i problemi associati alla sua capacità di percepire gli oggetti. L'acuità visiva (la capacità di vedere piccoli oggetti) dipende dal lavoro degli occhi, la percezione è un prodotto del lavoro dei lobi occipitali e parietali del cervello. Le informazioni su colore, forma e movimento vengono elaborate separatamente in Lobo occipitale corteccia prima di essere assorbita dal lobo parietale per essere convertita in una rappresentazione tridimensionale. Quando si comunica con i pazienti affetti da demenza, è importante tenere presente che il loro mancato riconoscimento degli oggetti circostanti può essere causato dall'incapacità della normale elaborazione del segnale nel cervello e non ha nulla a che fare con l'acuità visiva.

Completamento storia breve riguardo al cervello, è necessario dire alcune parole sul suo afflusso di sangue, poiché ha problemi sistema vascolare– una delle cause più comuni (e in Russia, forse la più comune) di demenza.

Per funzionare normalmente, i neuroni necessitano di un costante apporto di energia, che ricevono grazie a tre arterie che forniscono sangue al cervello: due arterie carotidi interne e l'arteria basilare. Si collegano tra loro e formano un circolo arterioso (Willisiano), che permette di nutrire tutte le parti del cervello. Quando, per qualche motivo (ad esempio un ictus), l’afflusso di sangue ad alcune parti del cervello viene indebolito o interrotto completamente, i neuroni muoiono e si sviluppa la demenza.

Spesso nei romanzi di fantascienza (e nelle pubblicazioni scientifiche divulgative) il lavoro del cervello viene paragonato al lavoro di un computer. Questo non è vero per molte ragioni. Innanzitutto, a differenza di una macchina creata dall'uomo, il cervello si è formato come risultato di un processo naturale di auto-organizzazione e non richiede alcun programma esterno. Da qui le differenze radicali nei principi del suo funzionamento rispetto al funzionamento di un dispositivo inorganico e non autonomo con un programma incorporato. In secondo luogo (e per il nostro problema questo è molto importante) i vari frammenti del sistema nervoso non sono collegati in modo rigido, come i blocchi di computer e i cavi tesi tra loro. La connessione tra le cellule è incomparabilmente più sottile, dinamica e risponde a molti fattori diversi. Questo è il potere del nostro cervello, che gli consente di rispondere in modo sensibile ai più piccoli guasti del sistema e di compensarli. E questa è anche la sua debolezza, poiché nessuno di questi fallimenti scompare senza lasciare traccia e, nel tempo, la loro combinazione riduce il potenziale del sistema, la sua capacità di eseguire processi compensativi. Quindi iniziano i cambiamenti nelle condizioni di una persona (e poi nel suo comportamento), che gli scienziati chiamano disturbi cognitivi e che nel tempo portano a una malattia come.

CERVELLO UMANO
organismo che coordina e regola il tutto segni vitali 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: la capacità di eseguire qualsiasi azione, sensazione o reazione a 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 sistema nervoso centrale (SNC) è costituito dal cervello e midollo spinale. Lei è connessa varie parti corpo con nervi periferici: motori e sensoriali.
Guarda anche SISTEMA NERVOSO . 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 ci sono materia grigia, costituito principalmente da corpi di cellule nervose e che forma la corteccia, e sostanza 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 vanno 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. Viene fornito principalmente l'apporto di sangue al cervello 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. Esistere meccanismi di difesa, in grado di sostenere il flusso sanguigno cerebrale in caso di sanguinamento o lesione. Caratteristica circolazione cerebraleè anche la presenza dei cosiddetti 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 è soddisfatta 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. Anche il cervello contiene cellule gliali, ce ne sono circa 10 volte di più dei neuroni. La glia riempie lo spazio tra i neuroni, formando una struttura di supporto 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 di un neurone contiene un nucleo e altri organelli, gli stessi che si trovano in altre cellule del corpo (vedi 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 Neurochimica cerebrale di seguito). 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), mentre lato interiore la membrana è carica negativamente rispetto a quella esterna. 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 carica negativa la 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 - nella regione della base del suo assone (tubercolo assone). Qui, a seguito dell'apertura dei canali per gli ioni sodio e potassio, si forma 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 il 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 costituita principalmente da lipidi, che danno aspetto caratteristico sostanza bianca del cervello e del midollo spinale. 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; è percepito dalle cellule corrispondenti, da cui il segnale sta arrivando nei principali nuclei di trasmissione sensoriale del cervello situati nel talamo ( talamo), 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 lungo gli assoni entrano nella corteccia visiva associativa, dove avviene il riconoscimento dei pattern in questo caso 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 area della corteccia si trovano neuroni motori, che danno comandi ai muscoli della mano e delle dita. L'avvicinamento della mano alla matita è controllato sistema visivo e interocettori che percepiscono la posizione dei muscoli e delle articolazioni, le informazioni dalle quali entrano nel 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 è tranquilla azione semplice coinvolge vaste aree del cervello, estendendosi dalla corteccia alle regioni sottocorticali. Con più forme complesse comportamento associato al linguaggio o al 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. I più grandi sono gli emisferi la maggior parte 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 dei lobi frontali contiene centri che regolano attività motoria, e anche, 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, in cui si trova la corteccia uditiva primaria, così come i centri della parola e altri 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. Corteccia associativa fornisce funzioni complesse come l’apprendimento, la memoria, la parola 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. Gangli della base- si tratta di un insieme di nuclei (i cosiddetti putamen, globo pallido e nucleo caudato) che partecipano alla regolazione dei movimenti coordinati (avviarli e arrestarli). 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 (vedi anche ghiandola pituitaria). 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. Il tronco cerebrale si trova 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. Più Parte inferiore 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. Il cervelletto si trova sotto i lobi occipitali degli emisferi cerebrali. Attraverso i percorsi conduttivi del ponte a cui è collegato dipartimenti superiori 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 stati emotivi e supportano anche 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 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, cambiamenti ciclici, riflettendo livello generale attività individuale. In uno stato di veglia attiva, l'EEG registra onde beta di bassa ampiezza e non ritmiche. In uno stato di veglia rilassata con occhi chiusi predominano le onde alfa 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 (vedi anche SONNO). L'EEG consente di diagnosticare alcune malattie del cervello, in particolare l'epilessia
(vedi EPILESSIA). Se registri l'attività elettrica del cervello durante l'azione di un determinato stimolo (visivo, uditivo o tattile), puoi identificare il cosiddetto. potenziali evocati - scariche sincrone certo gruppo neuroni che sorgono in risposta a uno specifico stimolo esterno. Lo studio dei potenziali evocati ha permesso di chiarirne la localizzazione funzioni cerebrali, in particolare, per collegare la funzione vocale con determinate aree dei lobi temporali e frontali. Questo studio aiuta anche a valutare la condizione 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 funziona il cervello un gran numero di altri non ancora studiati. 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 ha un sistema endorfina-encefalina scoperto di recente. 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. I farmaci psicoattivi sono 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 (vedi anche FARMACO). Questo è solo uno dei tanti esempi Sostanza chimica altro origine biologica(in questo caso la pianta) può influenzare il funzionamento del cervello degli animali e dell'uomo, interagendo con specifici sistemi di neurotrasmettitori. Altro bene famoso esempio- curaro, ottenuto da una pianta tropicale e capace di bloccare i recettori dell'acetilcolina. Indiani 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. Perché è l'unica cosa forma possibile"esperimenti" sul cervello umano, un altro importante metodo di ricerca erano gli esperimenti su animali da laboratorio. Osservando il comportamento o conseguenze fisiologiche danno a una certa 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. Secondo un altro metodo, impulso elettrico, al fine di 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. IN l'anno scorso Tecnologie complesse vengono utilizzate per ottenere immagini (visualizzazione) del cervello. COSÌ, TAC(CT) ha rivoluzionato la neurologia clinica, rendendo possibile ottenere immagini intravitali dettagliate (strato per strato) delle strutture cerebrali. Un altro metodo di imaging è il positrone tomografia ad emissione(PET) - fornisce un'immagine 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 hanno eseguito la transezione come procedura terapeutica corpo calloso(un fascio di assoni che collega entrambi gli emisferi) in alcuni pazienti con 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 del linguaggio e di altre funzioni logiche e analitiche, mentre l'emisfero non dominante analizza i parametri spaziotemporali 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. Con l’avvento di nuovi metodi di ricerca, è probabile che le idee sulla funzione cerebrale cambino. L'uso di dispositivi che consentano di ottenere una “mappa” dell'attività metabolica di varie parti del cervello, così come l'uso di approcci genetici molecolari, dovrebbero approfondire la nostra conoscenza dei processi che avvengono nel cervello.
Guarda anche NEUROPSICOLOGIA.
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 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. Tra i vertebrati, le differenze nella struttura del cervello riguardano principalmente il rapporto tra le sue strutture individuali. Valutando le somiglianze e le differenze nel cervello di pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi (compreso l'uomo), possiamo dedurre diversi modelli generali. Innanzitutto, in tutti questi animali la struttura e le funzioni dei neuroni sono le stesse. In secondo luogo, la struttura e le funzioni del midollo spinale e del tronco cerebrale sono molto simili. In terzo luogo, l'evoluzione dei mammiferi è accompagnata da un pronunciato aumento delle strutture corticali, che raggiungono il massimo sviluppo nei primati. Negli anfibi la corteccia costituisce solo una piccola parte del cervello, mentre negli esseri umani è la struttura dominante. Si ritiene, tuttavia, che i principi di funzionamento del cervello di tutti i vertebrati siano quasi gli stessi. Le differenze sono determinate dal numero di connessioni e interazioni interneuronali, che è tanto maggiore quanto più complesso è organizzato il cervello. Guarda anche

Un uomo vola nello spazio e si tuffa profondità del mare, creato televisione digitale e computer ad alta potenza. Tuttavia, il meccanismo stesso del processo mentale e l'organo in cui avviene l'attività mentale, nonché le ragioni che spingono i neuroni a interagire, rimangono ancora un mistero.

Il cervello è l'organo più importante corpo umano, il substrato materiale del più alto attività nervosa. Dipende da lui cosa sente, fa e pensa una persona. Non sentiamo con le orecchie e non vediamo con gli occhi, ma con le aree corrispondenti della corteccia cerebrale. Produce anche ormoni del piacere, provoca un aumento di forza e allevia il dolore. L'attività nervosa si basa su riflessi, istinti, emozioni e altro. fenomeni psichici. La comprensione scientifica di come funziona il cervello è ancora in ritardo rispetto alla nostra comprensione di come funziona il corpo nel suo complesso. Ciò è ovviamente dovuto al fatto che il cervello è un organo molto più complesso rispetto a qualsiasi altro. Il cervello è il massimo oggetto complesso nell'universo a noi noto.

Riferimento

Negli esseri umani, il rapporto tra massa cerebrale e massa corporea è in media del 2%. E se la superficie di questo organo viene levigata, sarà di circa 22 metri quadrati. metro di materia organica. Il cervello contiene circa 100 miliardi di cellule nervose (neuroni). Per poter immaginare questa quantità, ricordiamolo: 100 miliardi di secondi equivalgono a circa 3mila anni. Ogni neurone ne contatta altri 10mila. E ognuno di essi è in grado di trasmettere ad alta velocità impulsi provenienti da una cellula all'altra chimicamente. I neuroni possono interagire simultaneamente con molti altri neuroni, compresi quelli situati in parti distanti del cervello.

Solo i fatti

• Il cervello è il leader nel consumo di energia nel corpo. Alimenta il 15% del cuore e consuma circa il 25% dell'ossigeno assorbito dai polmoni. Per fornire ossigeno al cervello, funzionano tre grandi arterie, progettate per rifornirlo costantemente.
• Circa il 95% del tessuto cerebrale è completamente formato entro i 17 anni. Entro la fine della pubertà, il cervello umano forma un organo a tutti gli effetti.
• Il cervello non sente dolore. Nel cervello non ci sono recettori del dolore: perché esistono se la distruzione del cervello porta alla morte del corpo? Il disagio può essere avvertito dalla membrana in cui è racchiuso il nostro cervello: è così che proviamo un mal di testa.
• Gli uomini generalmente hanno cervelli più grandi delle donne. Il peso medio del cervello di un maschio adulto è di 1375 g, quello di una femmina adulta di 1275 g, e differiscono anche per le dimensioni delle varie regioni. Tuttavia, gli scienziati hanno dimostrato che questo non ha nulla a che fare con capacità intellettuali, e il cervello più grande e pesante (2850 g) descritto dai ricercatori apparteneva a un paziente di un ospedale psichiatrico affetto da idiozia.
• Una persona utilizza quasi tutte le risorse del suo cervello. È un mito che il cervello funzioni solo al 10% della sua capacità. Gli scienziati hanno dimostrato che una persona utilizza le riserve cerebrali disponibili in situazioni critiche. Ad esempio, quando qualcuno scappa da cane arrabbiato, può saltare sopra un recinto alto, che è condizioni normali non l'avrebbe mai superato. In caso di emergenza, nel cervello vengono infuse alcune sostanze che stimolano le azioni di chi si trova situazione critica. In sostanza è doping. Tuttavia, farlo costantemente è pericoloso: una persona può morire perché esaurirà tutte le sue capacità di riserva.
• Il cervello può essere sviluppato e addestrato in modo mirato. Ad esempio, è utile memorizzare testi, risolvere problemi logici e matematici, studiare lingue straniere, imparare cose nuove. Gli psicologi consigliano inoltre ai destrimani di usare periodicamente la mano sinistra come mano "principale" e ai mancini di usare la mano destra.
• Il cervello ha la proprietà della plasticità. Se uno dei reparti del ns l'organismo più importante, altri saranno in grado di compensare la sua funzione perduta dopo un po' di tempo. È la plasticità del cervello che gioca un ruolo estremamente importante nell'acquisizione di nuove abilità.
• Le cellule cerebrali vengono ripristinate. Sinapsi che collegano i neuroni e se stessi cellule nervose gli organi più importanti vengono rigenerati, ma non così velocemente come le cellule di altri organi. Un esempio di ciò è la riabilitazione di persone dopo lesioni cerebrali traumatiche. Gli scienziati hanno scoperto che nella parte del cervello responsabile dell'olfatto, i neuroni maturi si formano da cellule precursori. Al momento giusto, aiutano a “riparare” il cervello ferito. Ogni giorno nella sua corteccia si possono formare decine di migliaia di nuovi neuroni, ma successivamente non possono attecchire più di diecimila. Oggi si conoscono due aree di crescita neuronale attiva: la zona della memoria e la zona responsabile del movimento.
• Il cervello è attivo durante il sonno. È importante che una persona abbia memoria. Può essere a lungo e a breve termine. Il trasferimento di informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine, la memorizzazione, lo "smistamento negli scaffali" e la comprensione delle informazioni che una persona riceve durante il giorno avviene proprio in un sogno. E affinché il corpo non ripeta i movimenti del sogno nella realtà, il cervello secerne un ormone speciale.

Il cervello può accelerare significativamente il suo lavoro. Le persone che hanno vissuto situazioni di pericolo di vita dicono che in un attimo “tutta la loro vita è volata davanti ai loro occhi”. Gli scienziati ritengono che il cervello, nel momento del pericolo e della consapevolezza della morte imminente, acceleri il suo lavoro centinaia di volte: cerca nella memoria circostanze simili e un modo per aiutare una persona a salvarsi.

Studio completo

Il problema dello studio del cervello umano è uno dei compiti più entusiasmanti della scienza. L'obiettivo è conoscere qualcosa di pari in complessità allo strumento di cognizione stesso. Dopotutto, tutto ciò che è stato studiato finora: l'atomo, la galassia e il cervello di un animale era più semplice del cervello umano. Da un punto di vista filosofico non è noto se in linea di principio sia possibile una soluzione a questo problema. Dopotutto, i principali mezzi di conoscenza non sono strumenti o metodi; rimangono nostri. cervello umano.

Esistono vari metodi di ricerca. Prima di tutto, è stato introdotto nella pratica il confronto clinico e anatomico: hanno esaminato quale funzione "persa" quando una determinata area del cervello veniva danneggiata. Così lo scienziato francese Paul Broca scoprì il centro del discorso 150 anni fa. Ha notato che tutti i pazienti che non possono parlare hanno una certa area del cervello colpita. L'elettroencefalografia studia le proprietà elettriche del cervello: i ricercatori osservano come l'attività elettrica di diverse parti del cervello cambia in base a ciò che fa una persona.

Gli elettrofisiologi registrano l’attività elettrica del “centro pensante” del corpo utilizzando elettrodi che consentono loro di registrare le scariche dei singoli neuroni o utilizzando l’elettroencefalografia. In caso di gravi malattie cerebrali, è possibile impiantare elettrodi sottili nel tessuto dell'organo. Ciò ha permesso di ottenere importanti informazioni sui meccanismi del cervello da fornire specie superiori attività, sono stati ottenuti dati sulla relazione tra corteccia e sottocorteccia e sulle capacità compensative. Un altro metodo per studiare le funzioni cerebrali è stimolazione elettrica singole aree. Pertanto, l '"omuncolo motore" è stato studiato dal neurochirurgo canadese Wilder Penfield. È stato dimostrato che stimolando determinati punti della corteccia motoria è possibile provocare il movimento di diverse parti del corpo e stabilire la rappresentazione di diversi muscoli e organi. Negli anni '70, con l'invenzione dei computer, si presentò l'opportunità di esplorare in modo ancora più completo mondo interiore cellula nervosa, sono comparsi nuovi metodi di introscopia: magnetoencefalografia, risonanza magnetica funzionale e tomografia a emissione di positroni. Negli ultimi decenni si è sviluppato attivamente il metodo del neuroimaging (osservazione della reazione di singole parti del cervello dopo la somministrazione di determinate sostanze).

Rilevatore di errori

Molto importante scopertaè stato fatto nel 1968: gli scienziati hanno scoperto un rilevatore di errori. Questo è un meccanismo che ci dà l'opportunità di compiere azioni di routine senza pensare: ad esempio lavarci, vestirci e allo stesso tempo pensare ai nostri affari. Il rilevatore di errori in tali circostanze monitora costantemente se ti comporti correttamente. Oppure, ad esempio, una persona inizia improvvisamente a sentirsi a disagio: torna a casa e scopre di essersi dimenticato di spegnere il gas. Il rilevatore di errori ci consente di non pensare nemmeno a decine di problemi e di risolverli “automaticamente”, scartando immediatamente opzioni di azione inaccettabili. Negli ultimi decenni, la scienza ha imparato quanti meccanismi interni funzionano nel corpo umano. Ad esempio, il percorso lungo il quale viaggia il segnale visivo dalla retina al cervello. Per risolvere un problema più complesso: pensare, riconoscere il segnale, viene utilizzato grande sistema, che è distribuito in tutto il cervello. Tuttavia il “centro di controllo” non è stato ancora trovato e non si sa nemmeno se esista.

cervello geniale

Dalla metà del 19° secolo, gli scienziati hanno tentato di studiare caratteristiche anatomiche cervelli di persone con abilità straordinarie. Molte facoltà di medicina in Europa conservarono i relativi preparativi, compresi i professori di medicina che durante la loro vita lasciarono in eredità il loro cervello alla scienza. Gli scienziati russi non sono rimasti indietro. Nel 1867, alla Mostra etnografica tutta russa, organizzata dalla Società imperiale degli amanti della storia naturale, furono presentati 500 teschi e i preparativi del loro contenuto. Nel 1887, l'anatomista Dmitry Zernov pubblicò i risultati di uno studio sul cervello del leggendario generale Mikhail Skobelev. Nel 1908, l'accademico Vladimir Bekhterev e il professore Richard Weinberg indagarono farmaci simili il defunto Dmitrij Mendeleev. Farmaci simili gli organi di Borodin, Rubinstein e del matematico Pafnuty Chebyshev sono conservati nel museo anatomico Accademia Medica Militare a San Pietroburgo. Nel 1915, il neurochirurgo Boris Smirnov descrisse in dettaglio il cervello del chimico Nikolai Zinin, del patologo Viktor Pashutin e dello scrittore Mikhail Saltykov-Shchedrin. A Parigi è stato esaminato il cervello di Ivan Turgenev, il cui peso ha raggiunto un record nel 2012. A Stoccolma, famosi scienziati, tra cui Sofia Kovalevskaya, hanno lavorato ai preparativi corrispondenti. Gli specialisti del Mosca Brain Institute hanno esaminato attentamente i "centri di pensiero" dei leader del proletariato: Lenin e Stalin, Kirov e Kalinin, hanno studiato le circonvoluzioni del grande tenore Leonid Sobinov, lo scrittore Maxim Gorky, il poeta Vladimir Mayakovsky, il regista Sergei Eisenstein. .. Oggi gli scienziati sono convinti che, a prima vista, il cervello persone di talento non si discosta in alcun modo dalla media. Questi organi differiscono per struttura, dimensione, forma, ma nulla dipende da questo. Non sappiamo ancora cosa renda tale una persona esattamente. Possiamo solo supporre che il cervello di queste persone sia un po’ “rotto”. Può fare cose che le persone normali non possono, il che significa che non è come tutti gli altri.

cervello umano - un organo del peso di 1,3-1,4 kg, situato all'interno del cranio. Cervello umanoè costituito da più di cento miliardi di cellule neuronali che formano la materia grigia o corteccia del cervello: è vasta strato esterno. I processi neuronali (qualcosa come fili) sono assoni che costituiscono la materia bianca del cervello. Gli assoni collegano i neuroni tra loro attraverso i dendriti.
Il cervello adulto consuma circa il 20% di tutta l'energia di cui il corpo ha bisogno, mentre il cervello del bambino ne consuma circa il 50%.

Come elabora le informazioni il cervello umano?

Oggi è considerato dimostrato che il cervello umano può elaborare contemporaneamente in media circa 7 bit di informazione. Questi possono essere suoni individuali o segnali visivi, sfumature di emozioni o pensieri distinti dalla coscienza. Il tempo minimo necessario per distinguere un segnale da un altro è 1/18 di secondo.
Pertanto, il limite percettivo è di 126 bit al secondo.
Convenzionalmente, possiamo calcolare che nel corso di una vita di 70 anni, una persona elabora 185 miliardi di bit di informazioni, inclusi ogni pensiero, ricordo e azione.
Le informazioni vengono registrate nel cervello attraverso la formazione di reti neurali (una sorta di percorsi).

Funzioni degli emisferi destro e sinistro del cervello

Nel cervello umano esiste una sorta di “divisione del lavoro” tra gli emisferi.
Gli emisferi lavorano in parallelo. Ad esempio, la sinistra è responsabile della percezione delle informazioni audio e la destra è responsabile delle informazioni visive.
Gli emisferi sono collegati da fibre chiamate corpo calloso

Come si può vedere dall'immagine, tutte le operazioni sul mercato vengono eseguite da emisfero sinistro. Naturalmente, per trarre profitto dal mercato, si pone la questione di raggiungere la massima produttività dell'emisfero sinistro.
Ce ne sono diversi modi semplici sviluppo degli emisferi. Il più semplice di questi è un aumento della quantità di lavoro su cui è orientato l'emisfero. Ad esempio, per sviluppare la logica, devi risolvere problemi matematici, risolvere cruciverba e sviluppare l'immaginazione, visitare una galleria d'arte, ecc.
Non appena hai premuto il mouse con la mano destra, il segnale ti è arrivato dall'emisfero sinistro.

L'elaborazione delle informazioni emotive avviene nell'emisfero destro.

Emozioni

Dietro tutti gli atti peccaminosi c'è il neurotrasmettitore dopamina, il cui lavoro determina il piacere che riceviamo. . Tradimento, passione, lussuria, eccitazione, cattive abitudini, gioco d'azzardo, alcolismo, motivazione: tutto questo è in qualche modo collegato al lavoro della dopamina nel cervello. La dopamina trasmette informazioni da neurone a neurone.

La dopamina influenza molti ambiti della nostra vita: motivazione, memoria, cognizione, sonno, umore, ecc.

Curiosamente, la dopamina aumenta in pochi istanti situazioni stressanti.

Le persone con bassi livelli di dopamina nello striato e nella corteccia prefrontale sono meno motivate rispetto alle persone con livelli più alti di dopamina. Ciò è stato dimostrato da esperimenti sui ratti.

Struttura del cervello umano

trinità del cervello

L'idea del cervello trino è stata proposta negli anni '60 dal neuroscienziato americano Paul MacLean. In accordo con esso, il cervello è convenzionalmente diviso in tre parti:

• Complesso R (antico cervello rettiliano). È costituito dal tronco encefalico e dal cervelletto. Cervello rettiliano controlla i muscoli, l’equilibrio e le funzioni autonome come la respirazione e il battito cardiaco. È responsabile del comportamento inconscio finalizzato alla sopravvivenza e risponde direttamente a determinati stimoli.
• Sistema limbico (cervello degli antichi mammiferi). La sezione è composta da sezioni situate attorno al tronco encefalico: amigdala, ipotalamo, ippocampo. Il sistema limbico è responsabile delle emozioni e dei sentimenti.
• Neocorteccia (nuova corteccia o cervello di nuovi mammiferi). Questa parte si trova solo nei mammiferi. La necorteccia lo è strato sottile, costituito da 6 strati di cellule neuronali che circondano il resto del cervello. La neocorteccia è responsabile del pensiero di ordine superiore.

materia bianca e grigia

La materia grigia è formata dai corpi cellulari dei neuroni. La materia bianca è costituita dagli assoni.
La materia bianca e grigia del cervello sono responsabili della memoria, del pensiero, della logica, dei sentimenti e delle contrazioni muscolari.

Corteccia Prefrontale

Questa parte del cervello è anche chiamata lobo frontale.
È lo sviluppo della corteccia prefrontale che distingue gli esseri umani dagli animali.
Corteccia Prefrontale cervello umanoè responsabile della logica, dell’autocontrollo, della determinazione e della concentrazione.
Durante quasi tutta la storia dell'evoluzione umana, questa parte del cervello è stata responsabile delle azioni fisiche: camminare, correre, afferrare, ecc. (autocontrollo primario). Ma nel corso dell’evoluzione, la corteccia prefrontale è cresciuta in dimensioni e le connessioni con altre parti del cervello si sono ampliate.
Ora la corteccia inclina una persona a fare ciò che è più difficile, a lasciare la zona di comfort. Se ti costringi a rinunciare ai dolci, ad alzarti dal divano e ad andare a correre, questo è il risultato del lavoro dei lobi frontali. Corri e non mangi dolci perché hai ragioni logiche per questo, che vengono elaborate in questa parte del cervello.

Il danno alla corteccia prefrontale porta alla perdita della forza di volontà. In psicologia, c'è un caso ben noto di Phineas Gage (1848), la cui personalità cambiò radicalmente dopo un danno cerebrale. Ha iniziato a imprecare, è diventato impulsivo, ha iniziato a trattare i suoi amici con mancanza di rispetto, ha iniziato a rifiutare restrizioni e consigli, fa molti progetti e perde immediatamente interesse per loro.

lobo frontale sinistro- responsabile delle emozioni positive

“Bambini di lato sinistro”, cioè coloro il cui lato sinistro è inizialmente più attivo del destro sono più positivi, sorridono più spesso, ecc. Questi bambini esplorano il mondo che li circonda più attivamente.
È anche interessante notare che la parte sinistra della corteccia è responsabile dei compiti del “lo farò”, ad esempio alzarsi dal divano e andare a correre.

frontale destro in basso- responsabile di emozioni negative. Il danno all'emisfero destro (spegnimento del lobo destro) può causare euforia.

Esperimento: mentre guardi belle foto, un tomografo pulsato rileva i cambiamenti nel consumo di glucosio nel cervello e li registra come punti luminosi nelle fotografie del lato sinistro del cervello.
La parte destra della corteccia è responsabile dei compiti “non lo farò”, come permetterti di far fronte all’impulso di fumare una sigaretta, mangiare una torta, ecc.

centro della corteccia prefrontale- “monitora” gli obiettivi e le aspirazioni di una persona. Decide cosa vuoi veramente.

amigdala- reazioni emotive difensive (inclusa la “barriera dell'ego”). Situato nel profondo del cervello. MM. nell'uomo non è molto diverso dal MM dei mammiferi inferiori e funziona inconsciamente.

Accende il centro di controllo che mobilita il corpo in risposta alla paura.

nucleo basale- sono responsabili delle abitudini a cui facciamo affidamento nella vita di tutti i giorni.

lobo temporale mediale- responsabile dei lobi cognitivi.

ippocampo

L'ippocampo è una struttura nella regione temporale mediale del cervello che assomiglia a un paio di ferri di cavallo. L'ippocampo ti consente di assorbire e ricordare nuove informazioni. La ricerca degli scienziati ha dimostrato che la dimensione dell’ippocampo è direttamente correlata al livello di autostima di una persona e al senso di controllo sulla propria vita.

Il danno all’ippocampo può causare convulsioni

L'ascolto della musica coinvolge: la corteccia uditiva, il talamo e il lobo parietale anteriore della corteccia.

isolotto di Reil

L'insula di Reil è una delle aree chiave del cervello; analizza lo stato fisiologico del corpo e trasforma i risultati di questa analisi in sentimenti soggettivi, che ci spingono ad agire, come parlare o lavare la macchina. La parte anteriore dell'insula di Reille converte i segnali del corpo in emozioni. Studi MRI del cervello hanno dimostrato che gli odori, i sapori, il tatto, il dolore e la fatica eccitano l'insula di Reille.

zona di Broca

L'area di Broca è l'area che controlla gli organi della parola. Nei destrimani, l'area di Broca si trova nell'emisfero sinistro, nei mancini - a destra.

Sistema di ricompensa cerebrale

Quando il cervello nota la possibilità di una ricompensa, rilascia il neurotrasmettitore dopamina.
La dopamina è la base del sistema di rinforzo (ricompensa) umano.
La dopamina in sé non provoca felicità, ma piuttosto eccita (questo è stato dimostrato nel 2001 dallo scienziato Brian Knutson).
Il rilascio di dopamina dona agilità, vigore, passione - in generale, motiva.
La dopamina motiva l’azione, ma non causa la felicità.
Il cibo invitante, l'odore del caffè, tutto ciò che desideriamo, tutto attiva il sistema di rinforzo.
La dopamina è la base di tutte le dipendenze umane (alcolismo, nicotina, gioco d'azzardo, dipendenza dal gioco d'azzardo, ecc.)
La mancanza di dopamina porta alla depressione. La malattia di Parkinson provoca una mancanza di dopamina.

Differenze cerebrali tra uomini e donne

Il cervello degli uomini e delle donne è diverso:

Gli uomini hanno una migliore funzione motoria e spaziale, sono più bravi a concentrarsi su un pensiero ed elaborano meglio gli stimoli visivi.
Tra le donne memoria migliore, sono più socialmente adattati e più bravi nel multitasking. Le donne sono più brave a riconoscere gli stati d'animo degli altri e a mostrare più empatia.
Queste differenze sono dovute dispositivo diverso connessioni nel cervello (vedi immagine)

Invecchiamento del cervello umano

Nel corso degli anni, la funzione cerebrale si deteriora. Il pensiero rallenta e la memoria si deteriora. Ciò è dovuto al fatto che i neuroni comunicano tra loro non più così velocemente. La concentrazione dei neurotrasmettitori e il numero dei dendriti diminuiscono e, per questo motivo, le cellule nervose sono meno capaci di captare i segnali dei vicini. Sta diventando sempre più difficile conservare le informazioni per lungo tempo. Le persone anziane impiegano più tempo per elaborare le informazioni rispetto ai più giovani.

Tuttavia, il cervello può essere allenato. La ricerca ha dimostrato che fare 10 sessioni di un’ora a settimana in cui le persone esercitano la memoria o il ragionamento migliora significativamente le capacità cognitive.

Allo stesso tempo, durante il periodo 35-50 anni, il cervello è particolarmente elastico. Una persona organizza le informazioni accumulate nel tempo lunghi anni vita. A questo punto, nel cervello crescono le cellule gliali (colla cerebrale), una sostanza bianca che ricopre gli assoni e consente la comunicazione tra le cellule. Quantità materia bianca massimo nel periodo 45-50 anni. Questo spiega perché a questa età le persone ragionano meglio di chi è più giovane o più anziano.