Smadzenes — kas tās ir? Definīcija, uzbūve un funkcijas
Uzziniet smadzeņu definīciju, uzbūvi, šūnu savienojumus un galvenās funkcijas — no maņu signāliem līdz valodai un abstraktai domāšanai. Skaidri un saprotami.
Smadzenes ir ķermeņa daļa, kas ļauj dzīvniekiem saprast lietas. Tās saņem informāciju no maņu orgāniem un, reaģējot uz šo informāciju, maina uzvedību. Cilvēku smadzenes kontrolē arī valodas lietojumu un spēj domāt abstrakti. Smadzenes ir galvenais visa ķermeņa vadības centrs. Smadzenes sastāv no īpaša veida šūnām. Tās ir savienotas savā starpā un ar nerviem mūsu ķermenī. Visiem dzīvniekiem smalkas smadzenes ir kaut kādā veidā aizsargātas. Mums un visiem mugurkaulniekiem tās aizsargā galvaskausa kauli.
Kas ir smadzeņu uzbūve?
Smadzenes sastāv no daudziem savstarpēji saistītiem elementiem. Galvenās sastāvdaļas ir:
- Smadzeņu garoza (cerebrālā garoza) — plāns, krokots ārējais slānis, kas atbild par sarežģītām funkcijām kā domāšana, uztvere, valoda un atmiņa.
- Smadzeņu baltā un pelēkā viela — pelēkā viela satur lielu daudzumu neironu ķermeņu, baltā viela — neironu garozas (aksone) mezglus, kas savieno dažādas smadzeņu zonas.
- Smadzeņu stumbrs — saista smadzenes ar muguras smadzenēm un kontrolē pamatfunkcijas kā elpošana un sirdsdarbība.
- Smadzenīte (cerebellum) — svarīga kustību koordinācijai, līdzsvaram un precizitātei.
- Talamuss un hipotalāms — talamuss pārvada sajūtu signālus uz garozu, hipotalāms regulē vielmaiņu, ķermeņa temperatūru, ēstgribu un hormonālo līdzsvaru.
- Neironi un glijas šūnas — neironi pārraida impulsus, glijas šūnas atbalsta, baro un aizsargā neironus.
Kā smadzenes darbojas — funkcijas
Smadzeņu funkcijas var iedalīt vairākās grupās:
- Sajūtu apstrāde: saņem signālus no maņu orgāniem (skatīšanās, dzirde, tauste, oža, garša) un pārvērš tos uztverē.
- Kustību vadība: plāno un kontrolē brīvprātīgas un automātiskas kustības, ieskaitot muskuļu tonusu un refleksus.
- Kognitīvās funkcijas: domāšana, mācīšanās, koncentrēšanās, problēmu risināšana un abstrakta domāšana.
- Valoda un komunikācija: runas radīšana un izpratne, lasīšana un rakstīšana.
- Emocijas un attiecību regulācija: smadzenes kontrolē emocijas, motivāciju un sociālo uzvedību.
- Atmiņa: īslaicīgā un ilgtermiņa atmiņa, kā arī atmiņu konsolidācija, kas bieži notiek miega laikā.
- Homeostāze un automātiskie procesi: hipotalāms un smadzeņu stumbrs nodrošina ķermeņa iekšējo līdzsvaru — temperatūru, ūdens un sāļu līdzsvaru, sirds un elpošanas ritmu.
Aizsardzība un barošanās
Bez galvaskausa kauliem smadzenes aizsargā arī smadzeņu apvalki (meninges) un cerebrospinālais šķidrums, kas mazinā vibrācijas un bojājumus. Smadzenes saņem skābekli un barības vielas galvenokārt caur asinsvadiem; tāpēc asinsrite smadzenēs ir ļoti svarīga — pat īss skābekļa trūkums var bojāt neironus.
Attīstība un plastiskums
Smadzeņu attīstība sākas embrija stadijā un turpinās bērnībā un pusaudža gados. Smadzenes ir plastiskas — tiecas pārkārtoties un veidot jaunus savienojumus, īpaši mācoties vai atveseļojoties pēc traumas. Šī neiroplasticitāte ir pamats tam, kā mēs apgūstam jaunas prasmes un atgūstam zaudētās funkcijas.
Biežākās problēmas un slimības
- Traumatiskas smadzeņu traumas (piem., sitieni galvā).
- Insults — asinsrites traucējumi smadzenēs, kas var izraisīt akūtu bojājumu konkrētām funkcijām.
- Neirodeģeneratīvas slimības — Alcheimera, Parkinsona u. c., kas pakāpeniski pasliktina nervu darbību.
- Infekcijas un iekaisumi — meningīts, encefalīts.
- Psihiskie traucējumi — depresija, šizofrēnija u. c., kas saistīti ar neiroloģiskām un ķīmiskām smadzeņu izmaiņām.
Kā pēta smadzenes
Zinātnieki izmanto dažādas metodes: MRI un CT attēlveidošanu, EEG elektrisko aktivitāšu mērīšanai, neiroķirurģiskas un neiroķīmiskas metodes, kā arī uzvedības testus, lai saprastu, kā atsevišķas smadzeņu daļas strādā.
Smadzenes ir sarežģīts un elastīgs orgāns, kas ļauj mums just, domāt, kustēties un pielāgoties. To aizsardzība, uzturs un garīgā slodze ir svarīgi, lai saglabātu labu smadzeņu veselību visu mūžu.
Funkcija
Smadzenes domā, mācās un jūt ķermeni. Cilvēkam tās ir apziņas avots. Smadzenes kontrolē arī tādas ķermeņa autonomās darbības kā elpošana, gremošana, sirdsdarbība, kas notiek automātiski. Šīs un daudzas citas darbības pārvalda neapzinātās smadzeņu un nervu sistēmas funkcijas. Visa ar maņām iegūtā informācija par pasauli pa nerviem tiek nosūtīta uz smadzenēm, ļaujot mums redzēt, dzirdēt, sajust smaržu, garšu un sajust. Smadzenes apstrādā šo informāciju, un mēs to izjūtam kā attēlus, skaņas utt. Smadzenes arī izmanto nervus, lai norādītu ķermenim, kas jādara, piemēram, liekot muskuļiem kustēties vai sirdij pukstēt straujāk.
Parasti tā ir taisnība, taču dažas darbības tieši izraisa muguras smadzenes, piemēram, refleksu darbībās nav iesaistītas galvas smadzenes. Zemāka ranga dzīvnieki daudz ko dara, neiesaistot galvas smadzenes.
Visiem mugurkaulniekiem ir smadzenes, un laika gaitā to smadzenes ir kļuvušas sarežģītākas. Tomēr dažiem vienkāršiem dzīvniekiem, piemēram, sūkļiem, nav nekā līdzīga smadzenēm. Segmentveida bezmugurkaulniekiem katrā segmentā ir gangliji un nervu audu gredzens ap barības vadu priekšpusē. Tas darbojas tā, lai no priekšpuses ienestu jutekliskos datus, kas saistīti ar ķermeņa kustībām.
Daļas
Zīdītāju smadzenes sastāv no trim galvenajām daļām: galvas smadzenēm, smadzenītēm un smadzeņu stumbra. Galvaskausa virsma ir galvas smadzeņu garoza, kas ir visiem mugurkaulniekiem. Zīdītājiem ir arī papildu slānis - neokortekss. Tas ir galvenais faktors, kas nosaka zīdītājiem, īpaši cilvēkiem, raksturīgo uzvedību.
Smadzeņu garoza
Korē ir sensorās, motoriskās un asociatīvās zonas. Jutekliskās zonas ir zonas, kas saņem un apstrādā informāciju no maņām. Motoriskās zonas kontrolē apzinātas kustības, īpaši smalkas kustības, ko veic roka. Labā motoriskās zonas puse kontrolē kreiso ķermeņa pusi un otrādi. Asociācijas zonas rada jēgpilnu pasaules pieredzi, kā arī atbalsta abstrakto domāšanu un valodu. Tas ļauj mums efektīvi mijiedarboties. Lielākā daļa savienojumu ir no vienas galvas smadzeņu garozas zonas uz citu, nevis uz apakškortikālajām zonām; šis rādītājs var sasniegt pat 99 %.
Smadzenītes
Smadzenītes koordinē muskuļus, lai tie darbotos kopā. Tā ir arī centrs, kas palīdz uzturēt stāvokli un līdzsvaru, kas ir būtiska kustību daļa, palīdzot apgūt vienkāršas motoriskās prasmes.
Smadzeņu stumbrs
Smadzeņu stumbrs atrodas smadzeņu aizmugurē (cilvēkam - zem smadzenēm). Tas savieno pārējās galvas smadzenes ar muguras smadzenēm. Tajā ir daudz dažādu daļu, kas kontrolē dažādas ķermeņa darbības: piemēram, smadzeņu stumbrs kontrolē elpošanu, sirdsdarbību, šķaudīšanu, acu mirkšķināšanu un rīšanu. Smadzeņu stumbra daļas kontrolē arī ķermeņa temperatūru un izsalkumu.
Izmērs
Cilvēka smadzeņu tilpums (attiecībā pret visa ķermeņa izmēru) ir ļoti liels, salīdzinot ar lielāko daļu citu dzīvnieku. Cilvēka smadzenēm ir arī ļoti liela virsma (ko sauc par garozu), ņemot vērā to lielumu, kas iespējams tāpēc, ka tās ir ļoti krokotas. Ja cilvēka smadzeņu garozu saplacinātu, tās platība būtu gandrīz kvadrātmetrs. Arī dažiem citiem dzīvniekiem, piemēram, delfīniem un ziloņiem, ir ļoti krokotas smadzenes. Šeit ir šāds likums: jo lielāks ir dzīvnieks, jo lielākas ir tā smadzenes.p15 Pat ņemot to vērā, cilvēka smadzenes, jo īpaši neokortekss, ir ļoti lielas. Mēs zinām, ka pēdējo vairāku miljonu gadu evolūcijas laikā tā ir palielinājusies četras reizes.p79 Ir idejas, kāpēc tas tā notika, bet neviens nav īsti pārliecināts. Lielākā daļa teoriju liecina, ka sarežģītas sociālās aktivitātes un valodas evolūcija būtu veicinājusi lielāku smadzeņu attīstību.p80 Papildus jāpiebilst, ka Einšteina smadzenes svēra tikai 1230 gramus, kas ir mazāk nekā vidēji pieauguša vīrieša smadzenes (aptuveni 1400 gramu). Smadzeņu sīkāka organizācija acīmredzami ir svarīga, bet tādā veidā, kas pašlaik nav izprasts.
Gliālās šūnas
Cilvēka smadzenes veido aptuveni 2 % no ķermeņa svara, bet tās patērē aptuveni 20 % enerģijas. Tajās ir aptuveni 50-100 miljardi nervu šūnu (sauktas arī par neironiem) un aptuveni tikpat daudz palīgšūnu, ko sauc par glijas šūnām. Neironu uzdevums ir saņemt un nosūtīt informāciju uz pārējo ķermeni un no tā, savukārt glijas nodrošina barības vielas un vada asins plūsmu uz neironiem, ļaujot tiem veikt savu darbu. Katrai nervu šūnai ir kontakts pat ar 10 000 citām nervu šūnām, izmantojot savienojumus, ko sauc par sinapsēm.
Saistītās lapas
- Muguras smadzenes
- Mugurkaulnieku smadzenes
- Cilvēka Connectome projekts
Nervu signalizācija cilvēka smadzenēs. Nelieli elektriskie lādiņi pāriet no viena neirona uz nākamo.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir smadzenes?
A: Smadzenes ir ķermeņa daļa, kas ļauj dzīvniekiem un cilvēkiem domāt un veikt ķermeņa funkcijas, piemēram, norādīt pārējam ķermenim, kas jādara. Tās saņem informāciju no maņu orgāniem un, reaģējot uz šo informāciju, maina uzvedību. Cilvēku smadzenes pārvalda arī valodas lietojumu un spēj domāt abstrakti.
J: Ko kontrolē smadzenes?
A: Smadzenes ir galvenais visa ķermeņa vadības centrs. Tās kontrolē tādas ķermeņa funkcijas kā kustības, runu, emocijas, atmiņu un domāšanu.
J: Kā ir veidotas smadzenes?
A: Smadzenes sastāv no īpašām šūnām, ko sauc par nerviem, kuri ir savienoti savā starpā un ar citiem nerviem mūsu ķermenī.
J: Kā tās tiek aizsargātas?
A: Visiem dzīvniekiem smadzenes ir kaut kādā veidā aizsargātas. Mums un visiem mugurkaulniekiem tās aizsargā galvaskausa kauli. Piemēram, dzeņiem tās aizsargā mēle, kas apvij smadzenes.
J: Ko tas dara cilvēkiem?
A: Konkrēti cilvēkiem tā kontrolē mūsu valodas lietojumu un ļauj mums īstenot abstraktus domāšanas procesus.
J: Vai tas saņem informāciju no jebkuras citas vietas?
A: Jā - tā saņem informāciju no maņu orgāniem, kas palīdz tai rīkoties, reaģējot uz dažādiem stimuliem vai situācijām.
Meklēt