عناوین مهم
قرنهاست که دانشمندان و فیلسوفان مجذوب مغز بودهاند، اما تا همین اواخر مغز را تقریباً غیرقابل درک میدانستند. اما اکنون مغز شروع به چشم پوشی از اسرار خود کرده است. به دلیل سرعت فزاینده تحقیقات در علوم عصبی و رفتاری و توسعه تکنیکهای تحقیقاتی جدید، دانشمندان در 10 سال گذشته نسبت به تمام قرنهای گذشته اطلاعات بیشتری در مورد مغز کسب کردهاند. در نتیجه کنگره دهه 1990 را دهه مغز نامید. در خط مقدم تحقیقات بر روی مغز و سایر عناصر سیستم عصبی، موسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی (NINDS) قرار دارد که مطالعات علمی را در ایالات متحده و سراسر جهان انجام میدهد و از آن حمایت میکند.
مغز چیست؟
مغز، (Brain) توده بافت عصبی در انتهای قدامی یک موجود زنده است و اطلاعات حسی را یکپارچه و پاسخهای حرکتی را هدایت میکند. در مهرهداران بالاتر نیز مرکز یادگیری است. مغز انسان تقریباً 1.4 کیلوگرم (3 پوند) وزن دارد و از میلیاردها سلول به نام نورون تشکیل شده است. اتصالات بین نورونها که به عنوان سیناپس شناخته میشوند، پیامهای الکتریکی و شیمیایی را قادر میسازند که از یک نورون به نورون بعدی در مغز منتقل شوند، فرآیندی که زیربنای عملکردهای حسی اساسی است و برای یادگیری، حافظه و شکل گیری فکر و سایر فعالیتهای شناختی حیاتی است. در مهرهداران پایینتر، مغز لولهای است و شبیه مرحله اولیه رشد مغز در مهرهداران بالاتر است.
از سه ناحیه مجزا تشکیل شده است: مغز عقبی، مغز میانی و مغز جلویی. اگرچه مغز مهره داران بالاتر در طول رشد جنینی دستخوش تغییرات قابل توجهی میشود، این سه ناحیه هنوز قابل تشخیص هستند. مغز انسان مرکز فرماندهی سیستم عصبی انسان است. سیگنالهایی را از اندامهای حسی بدن دریافت میکند و اطلاعات را به ماهیچهها ارسال میکند. مغز انسان ساختار اولیه مشابه مغز پستانداران دیگر را دارد، اما نسبت به اندازه بدن از مغز بسیاری از پستانداران دیگر مانند: دلفینها، نهنگها و فیلها بزرگتر است.
بخشهای اصلی مغز انسان
مغز حدود 1/360 کیلوگرم وزن دارد که حدود 60 درصد آن چربی و 40 درصد آن سایر مواد مانند آب، پروتئین، کربوهیدرات و نمک است. نکتهی مهمی که باید در نظر داشت، آن است که مغز یک ماهیچه نیست. بلکه مغز انسان از سلولهای عصبی و رگهای خونی تشکیل شده است که سلولهای عصبی خود به 2 دستهی نورونها و نورگلیالها تقسیم میشوند.
به طور کلی مغز انسان از 3 بخش مخ، ساقه مغز و مخچه تشکیل شده است.
مخ (cerebrum)
مخ همانند سایر بخشهای دستگاه عصبی مرکزی، از ماده خاکستری و ماده سفید تشکیل شده است. ماده خاکستری مغز در قشر مخ و ماده سفید در مرکز آن قرار دارد. مخ مسئول یادگیری، حافظه، استدلال، سخنرانی، تفکر، قضاوت، حل مسئله و احساسات است. همچنین بینایی، شنوایی، لامسه و سایر حواس تحت کنترل مخ است.
قشر مخ (Cerebral cortex) لایه خاکستری بیرونی مخ میباشد. قشر مخ به علت نحوه پیچش خاص خود، مساحت زیادی دارد و نیمی از وزن مغز انسان مربوط به آن است. قشر مخ به 2 نیمکره تقسیم شده است که برآمدگی و شیارهایی دارد. 2 نیمکره مخ توسط یک شیار بزرگ (interhemispheric fissure) در میان 2 نیمکره که از جلوی سر به سمت عقب سر میرود، از هم جدا میشوند. سمت چپ مخ، سمت راست بدن را کنترل میکند و سمت راست مخ، سمت چپ بدن را کنترل میکند. 2 نیمکره مخ از طریق یک ساختار C شکل از ماده سفید در مرکز مخ با هم ارتباط برقرار میکنند. به این مسیر عصبی، جسم پینهای (corpus callosum) گفته میشود.
ساقه مغز ( brainstem)
ساقه مغز، مغز انسان را به نخاع مرتبط میکند. ساقه مغز خود شامل مغز میانی، پل مغزی و بصلالنخاع است.
مغز میانی یا مزانسفالون (mesencephalon) یک ساختار بسیار پیچیده با طیف وسیعی از خوشههای عصبی مختلف (هسته و کولیکول)، مسیرهای عصبی و ساختارهای دیگر است. این ویژگیها فعالیتهایی از شنیدن و حرکات تا پاسخهای محاسباتی و تغییرات محیطی را تسهیل میکند. همچنین مغز میانی حاوی ماده سیاه (substantia nigra) است. این بخش، ناحیهای است که در بیماری پارکینسون تحت تاثیر قرار میگیرد و دارای نورونهای دوپامین و گلیالهای پایه است. این ناحیه حرکت و هماهنگی را ممکن میسازد.
پل مغزی (pons) مرکز 4 جفت عصب از 12 جفت عصب مغزی است که دامنهای از فعالیتهایی مانند تولید اشک، جویدن، پلک زدن، تمرکز بینایی، تعادل، شنوایی و حالت چهره را فعال میکند. pons از کلمه لاتین Bridge برگرفته شده است و ارتباط بینِ مغز میانی و بصلالنخاع را ایجاد میکند.
بصلالنخاع در محلی که مغز به نخاع متصل میشود و در انتهای ساقه مغز وجود دارد. بصلالنخاع برای ادامه حیات ضروری است. عملکرد بصلالنخاع تنظیم خیلی از فعالیتهای بدنی شامل الگوی ضربان قلب، تنفس، فشار خون و سطح اکسیژن و کربن دی اکسید را بر عهده دارد. هم چنین برخی فعالیتهای انعکاسی مانند سرفه، عطسه، استفراغ و بلع را راهاندازی میکند.
3- مخچه ( cerebellum)
مخچه (مخ کوچک) بخشی در پشت سر به اندازه مشت است که در زیر لوب گیجگاهی و پسسری و بالای ساقه مغز قرار دارد. همانند قشر مخ، مخچه 2 نیمکره دارد. بخش بیرونی شامل نورونها و بخش درونی با قشر مخ در ارتباط است. عملکرد آن هماهنگ کردن حرکات ارادی عضلات و حفظ وضعیت بدنی و تعادل است. مطالعات جدید در حال بررسی نقش مخچه در افکار، احساسات و رفتار اجتماعی و همچنین احتمال دخالت آن در اعتیاد، اختلال طیف اوتیسم و اسکیزوفرنی است.
نیمکرههای مغز
مغز از نظر فیزیکی به دو نیمه تقسیم میشود – نیمکره چپ و نیمکره راست – و عملکردهای آن به روشهای خاصی تخصصی است. هر دو نیمکره از نزدیک با هم کار میکنند و از طریق دستهای از رشتههای عصبی، جسم پینهای، ارتباط برقرار میکنند که پلی بین آنها تشکیل میدهد.
نیمکره چپ حرکت طرف مقابل (راست) بدن را کنترل میکند. از جمله وظایفی که برای آن تخصص دارد، توانایی صحبت کردن و جنبههای درک زبان است، اگرچه توانایی زبانی هر دو نیمکره را در بر میگیرد. ناحیه بروکا و ناحیه ورنیکه، بخشهایی از مغز که هر دو با زبان مرتبط هستند، معمولاً در نیمکره چپ قرار دارند.
نیمکره راست حرکت سمت چپ بدن را کنترل میکند. نیمکره راست نسبت به چپ در برخی از جنبههای پردازش فضایی، از جمله روابط سه بعدی بیناشیاء، تخصصی است. همچنین به نظر میرسد که برای پردازش جنبههای غیر تحت اللفظی زبان، مانند استعارهها، اهمیت ویژهای دارد.
در حالی که هر نیمکره وظایف خاصی دارد که مخصوصاً برای آنها طراحی شده است، فعالیتهای ذهنی گسترده و کیفیتهایی مانند ادراک، خلاقیت و استدلال توسط هر دو نیمکره با هم انجام میشود.
لوبهای مغز
نیمکرههای مغز معمولاً بر اساس چهار ناحیه بزرگ ترسیم میشوند – لوب فرونتال، لوب تمپورال، لوب جداری و لوب پس سری – با یکی از هر یک در هر دو نیمه مغز.
لوبهای فرونتال قسمت جلوی مغز را تشکیل میدهند و مستقیماً از پشت پیشانی شروع میشوند. برای عملکرد اجرایی مهم است، لوبهای فرونتال در تصمیمگیری، توجه، تولید حرکات ارادی (که توسط ناحیه حرکتی لوب فرونتال کنترل میشود) و گفتار همراه با سایر تواناییهای ارادی و غیرارادی دیگر نقش دارند.
در آناتومی مغز، لوبهای جداری در پشت لوبهای فرونتال قرار دارند. لب جداری شامل نواحی حسی اولیه هستند که در پردازش اطلاعات مربوط به طعم، لمس، دما و حرکت نقش دارند. لوبهای جداری نیز در پردازش زبان از جمله خواندن نقش دارند.
لوبهای تمپورال در دو طرف مغز قرار دارند. آنها حاوی قشر اولیه شنوایی هستند و اطلاعات را از گوشها پردازش میکنند. آنها همچنین با لوب اکسیپیتال برای پردازش اطلاعات بصری کار میکنند.
لوبهای تمپورال به شدت در یادگیری و حافظه نقش دارند. لوب تمپورال داخلی شامل ساختارهای مهمی از جمله هیپوکامپ و آمیگدال است.
لوبهای پس سری قسمت پشتی مغز را تشکیل میدهند. آنها حاوی قشر بینایی اولیه هستند و برای بینایی بسیار مهم هستند.
قشر
قشر مخ نازکترین و بیرونیترین لایه مغز است که در تمام لوبهای مغز امتداد دارد. عرض آن فقط ۱. ۵ تا ۵ میلیمتر است و از نورونهایی تشکیل شده است که “ماده خاکستری” مغز را تشکیل میدهند و بسیاری از کارهای مغز را انجام میدهند. (ماده خاکستری قشر مغز توسط رشتههای عصبی که “ماده سفید” مغز را تشکیل میدهند با بقیه مغز در ارتباط است.)
ظاهر متمایز و چروکیده قشر به دلیل برجستگیهای مختلف (ژیری) و شیارها (سوخت) آن است. اینها سطح کل بزرگتری را در یک فضای متراکم ایجاد میکنند – و بنابراین فضای بیشتری برای نورونها – نسبت به یک لایه کاملاً صاف از سلولهای مغزی.
زیر قشر
مجموعهای از ساختارها در هسته مغز هستند که عملکردهای مهم مختلفی را انجام میدهند. برخی از این اجزای ضروری عبارتند از:
تالاموس شبیه یکایستگاه رله است و سیگنالهایی را دریافت میکند که به مغز و سایر قسمتهای سیستم عصبی میروند.
این بخشی جدایی ناپذیر از سیستم پردازش حسی است، اما در حرکت، احساسات، حافظه و سایر عملکردها نیز دخالت دارد. مغز دارای دو تالامی است که یکی در دو طرف است.
هیپوتالاموس تقریباً به اندازه نخود، در زیر تالاموس، در تنظیم بدن، از جمله کنترل دمای بدن، خواب و بیداری، گرسنگی، و ترشح هورمون استرس کورتیزول و سایر هورمونها نقش دارد.
هیپوتالاموس خودش تعدادی هورمون از جمله اکسی توسین، دوپامین، وازوپرسین و غیره تولید میکند. این به طور مستقیم به غده هیپوفیز متصل است و بر عملکرد غده هیپوفیز تأثیر میگذارد که هورمونهای مختلفی را در جریان خون آزاد میکند.
آمیگدال ساختاری بادامی شکل است که نقش عمدهای در تولید پاسخهای احساسی دارد. همچنین به ادغام جنبههای احساسی تجربه در حافظه و ایجاد خاطرات و یادگیری مبتنی بر ترس کمک میکند. یک جفت آمیگدال در مغز وجود دارد.
آمیگدال و همسایه آن هیپوکامپ دو جزء اصلی سیستم لیمبیک هستند. هیپوکامپ، که به دلیل شباهت آن به شکل اسب دریایی نامگذاری شده است، برای ایجاد و بایگانی کردن خاطرات مرکزی است. همچنین در پردازش فضایی و توانایی یافتن راه درگیر است.
دو هیپوکامپ در مغز وجود دارد. آنها همراه با آمیگدال بخشهای اصلی سیستم لیمبیک هستند. مجموعهای از نورونها به نام عقدههای قاعدهای برای هماهنگی حرکات فیزیکی، از جمله رفتارهای معمولی، مهم هستند.