Що е то мозък? – анатомия и функции

Забележка: не съм специалист в по темата, така че може да има известни неточности. Също така темата е необятна и буквално ежедневно излизат нови и нови изследвания за функциите на определени зони и структури на мозъка, така че ще е просто малък обзор даващ базова информация за анатомията и функциите, която няма претенции да е изчерпателна, нито да включва най-новата информация. Ще включа и гръбначният мозък още тук в началото, въпреки че той се води отделна част от главният мозък, все пак е съществена част от централната ни нервна система и е по-удобно всичко е да е на едно място:
Гръбначен мозък – разположен е в гръбначния канал на гръбначния стълб, простира се от поясната област на гръбначния стълб до главния мозък, където преминава в продълговатия мозък.Има преди всичко проводна и рефлексна функция – през него преминават двигателни, сетивни и вегетативни  пътища (носещи информация от сетивните нерви до главния мозък и от главния мозък до двигателните неврони на гръбначния мозък). Има сегментарна структура с общо 31 чифта гръбначномозъчни нерви.

Мозъкът е най-сложно устроеният орган (и вероятно изобщо най-сложното съществуващият обект във вселената) и представлява огромна мистерия в много аспекти, която постепенно се разплита с развитието на науката, технологиите и изследването му. Изграден е от неврони – сиво мозъчно вещество (телата на невроните) и бяло мозъчно вещество (аксоните на невроните – нервните пътища предаващи невроналните импулси) като обикновено сивото обхваща бялото (с евентуални малки изключения), обратно на гръбначният мозък. В зрелият човешки мозък се смята, че има между 80 и 100 милиарда неврони, около 15 милиарда, от които в мозъчната кора. Представлява основна част от нервната система, за която съм писал ТУК, но тя не се изчерпва с него.

Функцията му е да регулира функциите на организма и тялото по-оптимален начин и да координира всички отделни подсистеми и органи в него. Главният мозък е продължение на гръбначният мозък и представлява надграждане в еволюционен план, чиято цел е да менажира тялото и функциите му по-добре, което разбира се е свързано с нарастваща сложност, която достига своя връх при нас хората. Колкото по-надолу се намира едно мозъчно образувание, толкова по-старо е и толкова по-примитивни и базови функции има, а колкото по-нагоре се намира – толкова по-ново в еволюционно-исторически план е и толкова по-сложни функции изпълнява.
На това изображение е представен доста пълно главният мозък по медиалната му повърхност, а по-надолу ще го има представен и по латералната му повърхност.

Главен мозък медиално

Главен мозък

Главен мозък – анатомично частите на главния мозък са продълговат мозък; мост; среден мозък; малък мозък; междинен мозък и краен мозък.
Функционално главният мозък се дели на три основни части:
1. мозъчен ствол, образуван от продълговатия мозък, моста, средния и междинния мозък – задачите му са свързани с поддържане на хомеостазата – базови жизнени функции – дишане, храносмилане, отделяне, хранене, телесна температура, воден баланс, будност и бдителност или сън и други.
2. малък мозък – участва в движението, координация, всякакви сръчности и умения.
3. краен мозък – съзнателно мислене, планиране и изпълняване на план, абстрактно мислене, въображение и други.

Продълговат мозък – той е непосредствено продължение на гръбначния мозък и има рефлексни функции – защитни (кашляне, кихане, мигане, сълзотечене, повръщане) и храносмилателни (слюноотделяне, дъвкане, гълтане, сукане). В него се намират и центровете на дишането и сърдечно-съдовата дейност, както и ядрата на 4 черепномозъчни нерва – булбарните (от 9ти до 12ти). Въпреки че и 4-те са важни, най-важният за нас с оглед психология и тревожни разстройства, сексуални дисфункции, депресия и други неприятни състояния е 10-тият черепномозъчен нерв наричан блуждаещ нерв, защото има мощно парасимпатиково ядро, което осигурява парасимпатиковата инервацията на всички вътрешни органи, понижава повечето ни жизнени функции и по този начин ни осигурява състояние на покой, когато това е възможно.
В продълговатия мозък се прекръстосва и кортикоспиналния (пирамиден) път – най-важният двигателен път, който минава през целия мозък.

Мостът е разположен над продълговатия мозък в средната част на мозъчния ствол. Има форма и големина на орех. През него минават множество пътища, например тези между предните зони на мозъка и малкият мозък. В него са ядрата на 4 черепномозъчни неври (от 5ти до 8ми). Ядрата в него са свързани с базови функции като сън, дишане, преглъщане, контрол на пикочния мехур, лицев израз и лицеви усещания и поза.

Средният мозък е разположен над моста. В него се намират ядрата на 2 от 3-те очедвигателни черепномозъчни нерви. В него е разположено парасимпатиково ядро свързано с зеничните реакции, както и 2 важни двигателни ядра, които са част от екстрапирамидната система и регулират мускулния тонус (червено ядро и черна субстанция) и които също така произвеждат допамин (важен невротрансмитер свързан с множество функции, които периодично споменавам в различни статии). Има и няколко ядра отговорни за регулирането на ориентировъчните рефлекси – зрителни и слухови моторни инстинкти/реакциии.

Междинният мозък се намира между полукълбата на крайния мозък. Състои се от два хълма (таламус) и подхълмие (хипоталамус). Таламусът е голямо струпване на ядра (сиво мозъчно вещество) повечето, от които са сетивни. Той представлява междинна станция за събиране, обработване, оценяване и предаване нататък на цялата сетивна информация събрана от всички сетивните нервни импулси от почти всички рецептори на тялото, тоест вероятно оценява биологичното значение на постъпващата сетивна информация до някаква степен и я предава нататък към по-висши мозъчни центрове. В него се намират и множество други ядра – няколко на екстрапирамидната система и няколко на ритикуларната формация (имаща отношение към будното състояние, съзнанието и вниманието). Това е една малка структура с огромно значение за сетивността и съответно за целия ни организъм.
Подхълмието (хипоталамусът) е още по-комплексно образувание, разположено под таламуса и с още по-голяма важност. Тежи само около 4гр. и е с големината на орех, но съдържа центрове, регулиращи жизненоважни функции като обмяната на веществата и водата; телесната температура; кръвното налягане и сърдечната дейност; будността и съня – поддържа биологичните (циркадни) ритми – денонощни, месечни, годишни; хранителното поведение (глада и ситостта) и други. Една от основните му цели е да осигурява телесната хомеостаза (вътрешнотелесното равновесие), но освен това функциите му включват невроендокринна регулация; регулация на половото поведение; регулиране на вегетативната нервна система (симпатиковите и парасимпатиковите и дялове) – регулира дейността на вътрешни органи; участва в лимбичните кръгове свързани с емоциите, афектите, агресията, нагоните); участва силно в реакциите на стрес – мобилизира организма за защита и съответно регулира имунната система (имунитета).
Дейността на подхълмието е тясно свързана с хипофизата – хипоталамуса контролира хипофизата (чрез производството и секрецията на хормони, които се стичат към нея – либерини за стимулиране на хипофизата и статини за потискане на функциите и), която от своя страна контролира повечето жлези с вътрешна секреция. Затова хипоталамусът се нарича диригент на цялата ендокринна регулация и по този начин се осигуряват приспособителните реакции на организма в сложни жизнени ситуации. Той участва и в контрола на поведението и регулацията на чувствата, температурата и настроенията (освен подхълмието  участват и някои зони от кората на крайния мозък, ядра на таламуса и на средния мозък и други, които са свързани помежду си с нервни пътища).

Малък мозък – разполага се под тилните дялове на крайния мозък. Състои се от неорецебелум и (по-нови образувания при човека – две полукълба) и архицеребелум (по-стара средна част), която ги свързва. В него се намират няколко важни ядра. Функциите му включват:
1) координация на движенията – плавно превключване между мускулите агонисти и антагонисти;
2) поддържане на мускулния тонус и модулиране активността на двигателните неврони;
3) поддържане на равновесието и статичната поза
4) нормалната походка, почерк, говор, движение на очите и синхронизация
Нормалното му функциониране осигурява реализирането на сръчности и сложни двигателни умения, както и обратна връзка дали е постигнат желания ефект/резултат – чрез специални връзки с крайния мозък.
При нарушаване на функциите му настъпва лесна физическа уморяемост. Разрушаването на малкия мозък не довежда до липса на двигателна дейност, а само до нарушаване на съгласуваността в работата на отделни мускули и мускулни групи.
Въпреки че е малък и заема само 10% от обема на мозъка, в него има повече неврони отколкото в останалите части на мозъка взето заедно, които са свързани помежду си чрез изключително гъсти мрежи от връзки (синапси). Вероятно така е това поради ролята в координацията на двженията и поддържането на равновесието, което е изключително трудно, както и в множество праксисни умения – писане, каране на колело/кола, говор, движение на очите, синхронизация на движения на различни части от тялото (за което е необходима комуникация с челния дял)– тоест е свързан с извършването на всякакви дейности и реализиране на сръчности и умения (което е изключително сложно).
Изображение на краен мозък по латералната му повърхност:

Краен мозък латерално

Краен мозък – това е най-силно развитата част на главния мозък у човека. Изграден е от две полукълба, свързани помежду си с плоча от бяло мозъчно вещество, наречено мазолесто тяло. Чрез него се обменя информация между лявото и дясното полукълбо. Всяко полукълбо се състои от следните части: а) мозъчна кора (сиво мозъчно вещество); б) бяло мозъчно вещество; в) подкорови ядра; г) обонятелен мозък. Мозъчната кора при човека е силно нагъната и набраздена, чиято идея е компактност – да се събере в ограниченото пространство на черепа увеличена повърхност. Всяко полукълбо се разделя на четири дяла: челен, теменен, тилен и слепоочен. Мозъчната кора (кортексът) е най-висш център на анализ и синтез на информация, която организмът получава от външната и вътрешната среда – свързана е с адаптивните способности на човека и съзнателната му мислене и дейности. Тя е най-висшият дял на главният мозък и е свързана с адаптивните способности на човека и съзнателното му мислене и дейност. Кората е разделена на 4 дяла – челен (фронтален), теменен (париетален), слепоочен (темпорален), тилен (оксипитален) и които ще разгледам накратко един по един:

Челен дял (съзнателна психична дейност, планиране на бъдещето и волеви движения) – функционално се дели на моторна кора, премоторна кора, префронтална кора.
Моторната кора съвпада с предцентралната гънка, където се намира двигателната зона и централните двигателни неврони и от там тръгва кортикоспиналния (пирамиден) път, който стига до гръбначния мозък и чрез него и гръбначномозъчните нерви командва цялата мускулатура на тялото.Няма различие между 2-те хемисфери по отношение на двигателните функции (първичните мозъчни полета).

Премоторна кора – само в лявата премоторна кора се намира моторния праксис свързан със сложните двигателни навици – писане, връзване, говорене, свирене, каране. Там е и центъра на погледни движения, както и центъра на речта за генериране на езикови съобщения (полето на Брока).

Префронтална кора е най-изпъкналата част, най-уязвима при удари и с най-сериозни потенциални последици за интелектуалното функциониране. Основна структурна разлика между нашия мозък и този на шимпанзетата е в тази зона (тъй като съдържа третични асоциативни полета). В нея се осъществява възприятието на време(времевата перцепция), способността за концентрация на вниманието върху обект представляващ интерес както и всякакви екзекутивни (изпълнителни) функции свързани с вземането на решения, планиране и осъществяване на план. Има изразени хемисферни различия (лявата част е много по важна от дясната), защото е свързана с работна памет – критична важна за ученето и интелигентността. Тази част от мозъка започва да старее най-рано и когнитивните процеси постепенно се забавят, екзекутивните функции отслабват (особено в нови ситуации), отслабва  и работната памет.
В челния дял се намира и обонятелна луковица (най древната част от крайния мозък). Има две такива луковици – по една във всяко от двете полукълба, където се намират първичните обонятелни полета.

Теменен (париетален) дял – отговаря за:
– общата сетивност (първичните проекционни соматосензорни полета – разположени зад централната бразда в постцентралните гънки отговарят за общата телесна сетивност – усещане за допир, температура, натиск, болка, движение в ставите и други).Тези полета са еднакво развити и в 2-те хемисфери (хемисферна симестрия).
– възприятието (гнозиса) – вторични асоциативни соматосензорни полета свързани със сложни усещания и разпознаване (гнозис) и където вече има хемисферни различия – в дясната хемисфера (ДХ) са свързани с тактилна перцепция на разпознаване на обекти чрез опипване, а в лявата хемисфера (ЛХ) – соматогнозис – разпознаване на частите на собственото тяло.
– надмодално възприятие и функции – ангуларната и супрамаргиналната гънка – ДХ – пространствени функции свързани с външното пространство; ЛХ – разграничаване на ляво и дясно, смятане, представност/въображение – способността да можем да извикваме въображаеми, неналични в момента образи в ума си или да генерираме представи.
– идеомоторен праксис – сложните двигателни жестови навици (описателни, комуникативни) извън реална ситуация.

Слепоочен дял – отговаря за множество функции:
Слухова зона, в която идват нервните импулси от звуковите стимули и се получават слуховите възприятия (първично проекционно слухово поле и вторични асоциативни слухови полета). В него се случва разпознаването на звуци от предмети, човешки гласове и познати мелодии и там се намира зоната на Вернике (но само в лявата хемисфера), в която се случва разбирането на речта (рецептивни езикови функции – езиковото декодиране).
Зрителна перцепция – тя започва в тилния дял, но завършва в него, защото се там се намират вторични асоциативни зрителни полета. Разпознаване на букви и четене, както и на фигури, предмети, цветове и може би най-важното – на човешки лица.
В него се намират и вторичните асоциативни обонятелни полета (първичните са в челния дял, защото обонятелната луковица е там), тоест тук завършва възприятието на обонянието. Също така в близост до тях се намират и вторичните вкусови асоциативни полета, чиято близост обяснява тясната връзка между обонятелните и вкусовите усещания.
Също така поради лимбичните си структури и тесните връзки с хипоталамуса, има роля в дългосрочна памет, в генерирането на емоции, в сексуалното поведение и нагон, в невроендокринна регулация.

Тилен дял – намира се отзад в тила, в него се обработват импулсите от светлинни дразнения. За разлика от останалите дялове има само 2 основни функции свързани със зрението (първично проекционно зрително поле) и зрителното възприятие (вторични асоциативни зрителни полета) – започва в тилния дял и завършва в слепоочния.

Други важни мозъчни структури/зони/системи/образувания:

Базални ганглии са сбор/клъстър от важни подкорови ядра (стриатума – путамен и опашатото ядро; палидум; субстанция нигра – черна субстанция; лещовидно ядро; субталамично ядро; нуклеус акумбенс;). Те участват в регулацията на движенията чрез 2 пътя – един за извършване на движенията и един за потискане на нежеланите движения; участват в лимбичната система и са свързани с паметта и емоциите. Интегрират усещания и движения и създават плавност на движенията. Регулират целесъобразността на действията и на страховите реакции.

Лимбична система: една от трите основни асоциативни зони на кората, обхваща функционално свързани части от челния, слепоочния и теменния дял, като включва корови и подкорови зони. Всъщност няма пълен консенсус кои структури влизат в нея и кои не, но основните и части са: амигдала, хипокамп, септум, парахипокампалната гънка, цингуларната (опашатата) гънка – възприятие на болка и емоционална оценка на възприеманото, субикулум. В структурите и се осъществява невроендокринната и вегетативната регулация. Тези структури принадлежат към еволюционно най-старата част от кората на крайния мозък с най-примитивен строеж и са въвлечени (както и самата система) в емоционално-поведенческите реакции, мовитацията, ученето и паметта.
Смята се, че взема междинно звено между кората и най-старите и примитивни мозъчни структури (мозъчния ствол) и че е интегративен център за осъществяване и регулиране на широк кръг дейности: 1) емоционално-афективни реакции; 2) мотивационно-поведеченски импулси; 3) висцерално-вегетативни промени (в дейността на вътрешните органи); 4) нагонно-инстинктивни дeйствия; 5) паметови процеси и учене (парахипокампална формация, хипокамп).

Амигдала – представлява комплекс от ядра, които са от значение за множество функции – регулация на апетита и фазите на хранене, възприятие на емоционалната значимост на различни сензорни стимули, регулация на хипоталамуса – амигдалата е по висш център модулиращ активността му и съответно хипоталамо-хипофизно-надбъбречната ос, която се активира при стрес и заплаха и води до борба или бягство или замръзване. Амигдалата влияе върху импулсите, поведението, субективните чувства и емоционални преживявания и следователно е от ключово значение за нас, живота ни и реакциите ни на негативни събития, защото организира вегетативните и неволевите моторни реакции при вроденото или заученото емоционално страхово поведение. Стимулацията и при хора води до преживяване на страх и повишена симпатикова активност (учестен сърдечен ритъм, плитко и бързо дишане, разширени зеници, потене и други телесни реакции свързани с чувствата на страх и тревожност). Всъщност хората страдащи от тревожни разстройства (фобии, паническо, обсесивно-компулсивно, генерализирана тревожност, посттравматично стресово разстройство (ПТСР) имат уголемена и по-добре свързана с други части на мозъка амигдала, както и намален обем на хипокампа.ю

Хипокамп – функциите му са свързани с паметта и ученето, има критична роля за епизодичната памет:
– за образуването, огранизацията, запазването и възпоризвеждането на паметовите следи (включително за свързването на определени усещания и емоции с определени ситуации). По този начин може да допринася за развитието на зависимости – създавайки спомени на тези приятни преживявания и спомняйки си ги при наличието на сигнали от средата асоциирани с тях, активирайки силен крейвинг у човека;
– за консолидацията по време на сън – процесът на прехвърляне на информация от краткосрочната памет към дългосрочната памет (към мозъчната кора за трайно съхранение).  Колкото по-голяма е хипокампалната активност по време на сън след учене или тренировка, толкова по-добро е представянето след това;
– за пространствената памет и навигирането – при ученето на нови места и пътищата през тях се уголемява хипокампа;
Хроничният (дълготраен) стрес може да има негативен ефект върху него и да доведе до намаляване на обема му (и съответно на прилежащите му паметови функции).

Ретикуларна формация(мрежестото образувание) представлява съвкупност от взаимосвързани неврони (ядра), чиито аксони (израстъци) са силно разклонени и образуват гъста мрежа. Разположени са на различни места из мозъчния ствол. Основните му функции са свързани с регулирането на съня и бодърстването, състоянията на съзнанието и вниманието/бдителността. Като цяло функциите му са модулаторни и премоторни – има известен контрол върху това, кои сензорни сигнали достигат мозъка и вниманието ни (и по този начин съзнанието ни). Представлява физиологичната основа на вниманието.

В допълнение ще спомена малко и за мозъчната преработка на информацията и йерархията в нея:
В мозъка има 3 типа/класа мозъчни функционални полета – първични, вторични и третични и строга йерархия на преработката на информация от първичните (модалноспецифични – обработват само определен тип сензорна информация) през вторичните (които също са модалноспецифични) до третичните (които са надмодални полета, обединяващи и интегриращи информацията от различните модалности).
Челния дял и теменния дял са единствените дялове с третични асоциативни полета (другите дялове имат само първични и вторични) и точно в третичните асоциативни полета са най-големите разлики между нас и шимпанзетата и други примати изобщо.
Първичните проекционни полета посрещат първоначално информацията и я препращане по нататък. Те са свързани са с осъществяването на елементарни сетивни и двигателни ф-ции.
Вторичните и третичните са по-висок функционален клас мозъчни полета. Те са изцяло свързани с висшите корови функции когнитивните ф-ции, които надграждат елементарните сетивни и моторни функции:
1. Възприятие/Перцепция/Гнозис.
2. Праксис
3. Езикови функции.
4. Памет.
5. Внимание.
6. Екзекутивни функции.
Те не са вродени (за разлика от елементарните сетивни и моторни функции), а се придобиват чрез обучение и тренинг в социална среда (предаване на социален опит).
При тях има известна функционална асиметрия (латерализация) между мозъчните хемисфери. Имат критична възраст за развитието им – 4-5г. възраст, а след това или се развиват дефицитно или изобщо не се развиват (при социална депривация на деца например).
Затова първите 7г са най-важни – тогава мозъкът е хиперпластичен и учи изключително бързо, а по-късно е по-бавно и по-трудно – невропластичността на мозъка прогресивно намалява.

Повече за задачите на мозъка и невроразвитието може да прочетете ТУК.