Pokolenia neurologów zbadały prawie wszystkie skrawki tkanki mózgowej. Przebadano reakcje chemiczne zapewniające odżywianie i przemianę materii w komórkach sieci neuronów. Odkryto dziesiątki odmian neuronów, komórek glejowych i wszelkich innych, wspomagających zgodne współdziałanie całej tej menażerii w regulowaniu przepływu informacji w mózgu. Spenetrowano wnętrze neuronu, podobne do innych komórek naszego organizmu i rozgryziono jego strukturę obejmującą aksony, długie wypustki łączące neurony z odległymi rejonami płatów mózgowych, dendryty, drobniejsze gałązki wyrastające z neuronu i łączące go z tysiącami innych neuronów oraz synapsy, miejsca połączeń aksonów i dendrytów sąsiednich neuronów. Odtworzono sposób połączeń utworzonej z tych elementów sieci neuronowej z komórkami zmysłów i komórkami mięśni poruszającymi ciałem. Zbadano nawet reakcje chemiczne i przebiegi elektryczne towarzyszące przekazywaniu pobudzeń pomiędzy neuronami, wewnątrz ich ciał komórkowych, wewnątrz aksonów i dendrytów, a szczególnie dokładnie na synapsach i w przestrzeniach międzysynaptycznych.
mózg:Podstawowe wiadomości
W terminologii medycznej jako mózg (cerebrum) określa się największą część całego mózgowia, którą stanowią dwie półkule mózgowe. Oddzielone są one od siebie szczeliną podłużną, nie oznacza to jednak, że półkule mózgowe pozostają bez kontaktu ze sobą – połączenie pomiędzy nimi zapewniają włókna nerwowe, zlokalizowane w spoidle wielkim (zwanym również ciałem modzelowatym). Teoretycznie, na pierwszy rzut oka, półkule mózgowe są zbudowane symetrycznie, jednakże funkcjonalnie u ludzi typowo dominuje jedna z półkul mózgu.
Zewnętrzną część półkul mózgu stanowi kora mózgu zbudowana z istoty szarej, w której zlokalizowane są ciała komórek nerwowych (neuronów). Pod istotą szarą zlokalizowana jest z kolei istota biała, składająca się z włókien (aksonów) komórek nerwowych. Powierzchnia mózgu jest silnie pofałdowana, dzięki czemu na tej samej powierzchni możliwe jest istnienie znacznie większej ilości komórek nerwowych niż w sytuacji, gdyby ta część mózgowia była całkowicie gładka.
Mózg jest podzielony na płaty:
- czołowy
- ciemieniowy
- skroniowy
- potyliczny
- brzeżny (limbiczny)
Poniższa table przedstawia podział strukturalny mózgu i rolę poszczególnych płatów.
Tab.1. rola różnych części mózgu
Neuron, komórka nerwowa
Jak wygląda neuron
Rys.1 Schemat budowy neuronu
Rys 2. Budowa wewnętrzna neuronu
Opis działania:
Neuron może mieć jeden lub wiele dendrytów. Dendryty są zazwyczaj silnie rozgałęzione są pokryte tysiącami synaps, przez które odbierają informację pochodzącą z zakończeń aksonalnych innych neuronów i przekazują ją do ciała komórki. Neurony mają zazwyczaj tylko jeden akson wychodzący z z ciała komórki w miejscu nazwanym wzgórkiem aksonu. Zakończenia aksonów są miejscem kontaktu z innymi neuronami (lub innym typem komórki), czyli tworzą synapsę Synapsy są miejscem komunikacji neuronu z innym neuronem lub komórką efektorową (komórką mięśniową lub gruczołową). Synapsa składa się z części presynaptycznej, którą stanowi błona komórkowa zakończenia aksonu oraz z części postsynaptycznej, którą stanowi błona komórkowa innego neuronu (zazwyczaj dendrytu, ale synapsy mogą też być tworzone na ciele komórki lub aksonie innego neuronu) lub komórki efektorowej. Między częścią presynaptyczną a postsynaptyczną znajduje się szczelina synaptyczna. Większość synaps to synapsy chemiczne, które przekształcają sygnał elektryczny (impuls nerwowy) dochodzący do zakończenia aksonu w sygnał chemiczny poprzez wydzielenie neuroprzekaźnika z błony presynaptycznej do szczeliny synaptycznej. Neuroprzekaźnik łączy się z receptorami w błonie postsynaptycznej wywołując depolaryzację przekształcenie informacji z powrotem w sygnał elektryczny. Znacznie rzadziej spotykane są synapsy elektryczne, w których szczelina synaptyczna jest bardzo wąska, a impuls nerwowy jest przekazywany bezpośrednio z jednego neuronu na drugi poprzez koneksony - specjalne kanały tworzące ścisłe połączenie między neuronami. Neurony są elektrycznie pobudliwe, czyli zdolne do generowania i przewodzenia potencjałów elektrycznych. Niepobudzony neuron utrzymuje potencjał spoczynkowy (będący różnicą między potencjałem elektrycznym wnętrza neuronu a zewnętrznej powierzchni błony) dzięki działaniu leżących w błonie pomp jonowych, które przenoszą określone jony przez błonę i generują różnicę w stężeniu tych jonów po obu stronach błony. Pod wpływem dostatecznie silnego bodźca (bodziec progowy) dochodzi do zmian w przepuszczalności określonych jonów przez błonę, co prowadzi do powstania potencjału czynnościowego - sygnału elektrycznego, który rozprzestrzenia się wzdłuż aksonu do synaps znajdujących się w zakończeniach aksonu. W stanie niepobudzonym potencjał elektryczny wewnątrz komórki nerwowej jest niższy niż na zewnątrz. Różnica ta jest nazywana potencjałem spoczynkowym neuronu i wynosi ok. - 70 mV. Jest spowodowana nierównomiernym rozmieszczeniem naładowanych jonów po obu stronach błony. Za utrzymywanie potencjału spoczynkowego odpowiada działanie leżących w błonie komórkowej aktywnych pomp sodowo-potasowych, które wypompowują kationy sodu poza komórkę, a także odmienna przepuszczalność błony komórkowej dla różnych jonów. W wyniku pobudzenia neuronu przez odpowiednio silny bodziec (np. pobudzenie synaps na dendrytach neuronu przez inne neurony) dochodzi do powstania potencjału czynnościowego wskutek zmian w przepuszczalności błony komórkowej neuronu dla poszczególnych jonów. Następuje otwarcie się kanałów sodowych i gwałtowny napływ dodatnio naładowanych jonów sodu do wnętrza komórki. Prowadzi to do wyrównania potencjałów po obu stronach błony (0 mV), a następnie do odwrócenia się polaryzacji błony (do ok. +35 mV) - jest to tzw. faza depolaryzacji. Następnie kanały sodowe ulegają inaktywacji, otwierają się natomiast kanały potasowe, co powoduje wypływ dodatnio naładowanych jonów potasu na zewnątrz komórki i powrót do ujemnej polaryzacji błony komórkowej - jest to tzw. faza repolaryzacji. Faza depolaryzacji i repolaryzacji potencjału czynnościowego (iglica) trwa nie więcej niż 1 ms. Po nich następuje trwająca kilka milisekund hiperpolaryzacja następcza czyli spadek potencjału błony poniżej potencjału spoczynkowego (do ok. -80 mV), a następnie powrót do wartości potencjału spoczynkowego. Podczas trwania potencjału czynnościowego błona komórkowa neuronu jest całkowicie niepobudliwa, co oznacza że neuron nie może wytworzyć nowego potencjału czynnościowego. W czasie hiperpolaryzacji następczej pobudliwość neuronu jest silnie zmniejszona. Okresy niepobudliwości i zmniejszonej pobudliwości neuronu zwane są odpowiednio refrakcją bezwzględną i względną. Dzięki nim istnieje ograniczenie dla maksymalnej częstotliwości potencjałów czynnościowych jakie może wytwarzać neuron. Ponadto dzięki temu, że fragment błony neuronu w którym właśnie wystąpił potencjał czynnościowy jest niepobudliwy, potencjał czynnościowy może przenosić się wzdłuż aksonu tylko w jednym kierunku. Przewodzenie sygnałów przez neuron podlega zasadzie wszystko albo nic tzn. neuron wytwarza potencjał czynnościowy lub nie. Wszystkie powstające potencjały czynnościowe w danej komórce nerwowej mają tę samą wielkość, bez względu na wielkość bodźca (o ile tylko jest on wystarczająco intensywny aby wywołać powstanie potencjału). Silniejsza stymulacja neuronów (bodźcami ponadprogowymi) nie prowadzi do wytwarzania silniejszych potencjałów. Może natomiast prowadzić do zwiększenia częstotliwości wytwarzania potencjałów przez neuron.
Komórki glejowe
Stanowią obok komórek nerwowych drugi składnik tkanki nerwowej. System tworzony przez komórki glejowe nazywany jest neuroglejem. Występują w wielu różnych typach i pełnią wiele różnorodnych i do końca nie zbadanych funkcji.
Istnieje duże zróżnicowanie komórek glejowych, podobnie jak istnieje wielka różnorodność komórek nerwowych. Jednak o ile wszystkie neurony pełnią właściwie tę samą funkcję, to komórki glejowe mogą pełnić bardzo różne funkcje fizjologiczne:
współtworzą barierę krew-mózg
pełnią istotną rolę w odżywianiu komórek nerwowych składnikami odżywczymi transportowanymi układem krążenia
syntetyzują wiele istotnych enzymów używanych m.in. do wytwarzanianeuroprzekaźników
tworzą osłonki mielinowe aksonów
pełnią funkcje ochronne
Rys.3. główny podział strukturalny mózgu
Neuroprzekaźniki:substancje chemiczne odpowiedzialne za transmisję sygnału pomiędzy komórkami nerwowymi.
Neuroprzekaźnik, neurotransmiter,neuromediator – związek chemiczny, którego cząsteczki przenoszą sygnały pomiędzy neuronami(komórkami nerwowymi) poprzez synapsy, a także z komórek nerwowych do mięśniowych lub gruczołowych. obecnie jest opisanych kilkadziesiąt neuroprzekaźników, wśród nich są aminy (np. acetylocholina, noradrenalina, adrenalina, dopamina, histamina), aminokwasy (m.in. kwasy: glutaminowy, γ-aminomasłowy, asparaginowy), nukleozydy (adenozyna), związki peptydowe (np. adrenokortykotropina, angiotensyna II, bombezyna, β-endorfina, bradykinina, cholecystokinina, dynorfina, gastryna, enkefaliny, neuropeptyd Y, oksytocyna, somatostatyna), a nawet cząsteczki gazowe (przez niektórych do neuroprzekaźników jest zaliczany tlenek azotu). Niektóre neuroprzekaźniki, zwłaszcza wielkocząsteczkowe o budowie peptydowej, są syntetyzowane w ciałach komórek nerwowych lub powstają z większych cząsteczek prekursorów (np. peptydy opioidowe), mniejsze, np. aminy, są syntetyzowane gł. w regionie zakończeń aksonów i magazynowane w pęcherzykach synaptycznych; enzymy związane z syntezą, a także katabolizmem neuroprzekaźników są syntetyzowane w ciałach komórek neuronów i transportowane wraz z syntetyzowanymi neuroprzekaźnikami wzdłuż włókien osiowych do ich zakończeń, gdzie neuroprzekaźniki są gromadzone; sygnał elektr. w aksonie uwalnia neuroprzekaźniki z pęcherzyków synaptycznych (w procesie egzocytozy) do szczeliny synaptycznej (synapsa), gdzie następnie działają na receptory postsynaptyczne (tj. znajdujące się w błonie kolejnego neuronu lub komórki efektorowej) lub autoreceptory (występują w błonie presynaptycznej neuronu, z którego neuroprzekaźnik jest uwalniany).
Metody badania aktywności mózgu mózgu.
Metoda inwazyjna polega na wszczepieniu bezpośrednio do kory mózgowej odpowiednio małych elektrod. Jakość otrzymane go sygnału jest wyższa ale pojawia się ryzyko związane z operacja i ewentualną infekcja dlatego metodę tę stosuje się tylko w szczególnych przypadkach -u osób sparaliżowanych.
Istnieje kilka metod nieinwazyjnego otrzymywania obrazu organizmu od wewnątrz. Dzięki obrazowaniu możliwe jest poznanie właściwości organizmu oraz nieprawidłowości w jego funkcjonowaniu w wielu aspektach
- MRI - rezonans magnetyczny
- fMRI - funkcjonalny rezonans magnetyczny
- TK - tomografia komputerowa
- PET - pozytonowo-emisyjna tomografia komputerowa
- EEG - elektroencefalografia
- MEG - magnetoencefalografia
Umysł
Ten termin oznacz ogół aktywności mózgu ludzkiego, przede wszystkim takich, których posiadania człowiek jest świadomy: spostrzeganie, myślenie, zapamiętywanie, odczuwanie emocji, uczenie się, czy regulowanie uwagi. Wyrażenie bliskoznaczne do psychiki, świadomość wyrażenie kooperujące:osobowość.
W klasycznym ujęciu kognitywnym rozwijanym przez psychologów i specjalistów od sztucznej inteligencji od połowy lat 1970, umysł uznawany jest za system kontrolny określający zachowanie się organizmu przy oddziaływaniach ze złożonym, zmiennym w czasie środowiskiem. Umysł realizowany za pomocą wielu współdziałających ze sobą podsystemów działa w oparciu o zgromadzoną wiedzę, którą moż- na wyrazić za pomocą symboli jakiegoś języka. Takie podejście symboliczne oderwane jest od neurobiologii. Chociaż może być ono przydatne, należy uzasadnić, w jaki sposób modele symboliczne wiążą się z procesami zachodzącymi w mózgu, jak w nich uwzględnić stany emocjonalne oraz jak z przetwarzania symboli mogłyby powstać wrażenia, stanowiące podstawę naszego świata wewnętrznego.
Polecane strony internetowe i literatura:
https://fizyka.umk.p.../Mozg_plan.html
https://pl.wikipedia....org/wiki/MĂłzg
https://pl.wikipedia...owie_czĹowieka
https://vetulani.wordpress.com/page/1/
Jerzy Vetulani: Piękno Neurobiologii, Homini, 2011
Jerzy Vetulani: Mózg: fascynacje, problemy, tajemnice, Homini,2010
Włodzisław Duch, Neurokognitywna teoria świadomości.
Teresa Górska, Anna Grabowska, Jolanta Zagrodzka: Mózg a zachowanie, Pwn, 2018
Janusz Starzyk, Wiesław Galus: Świadomość? Ależ to bardzo proste!, Bel Studio, 2018
