O sistema nervoso consiste no sistema nervoso central (cérebro e medula espinhal), o sistema nervoso periférico (os neurônios sensoriais e motores), e do sistema nervoso autônomo (que regula os processos do corpo, como a digestão e do ritmo cardíaco).
Todas as divisões do sistema nervoso são baseados universalmente sobre as funções dos neurônios, células especializadas que processam as informações. Neurônios gerar impulsos nervosos que causam a liberação de substâncias químicas em espaços especializadas chamadas sinapses que permitem que diferentes neurônios para falar uns com os outros. A função correcta dos neurónios é dependente de células gliais especializadas. Todos os sistemas nervosos em todas as espécies animais têm sete tipos básicos de células funcionais:
neurônios sensoriais: Estes neurônios dizer ao resto do cérebro sobre o ambiente externo e interno.
Motor (e outros de saída) neurônios: Neurônios Motores músculos se contraem e mediadores do comportamento e outros neurônios de saída estimular as glândulas e órgãos.
neurônios de comunicação: neurónios de comunicação transmitem sinais a partir de uma área do cérebro a outra.
neurônios Computação: A grande maioria dos neurônios em vertebrados são neurônios de computação. neurônios computação extrair e processar informações vindo dos sentidos, comparar essas informações com o que está na memória, e usar as informações para planejar e executar o comportamento. Cada uma das várias centenas de regiões do cérebro contém cerca de várias dezenas de tipos distintos de neurónios computacionais que medeiam a função de que área do cérebro.
mielina: Muitos axônios são ensheathed por processos celulares gliais que proporcionam isolamento extra. Este isolamento é composta de oligodendrócitos de mielina que formam, dando origem a axónios mielinizados. Os espaços entre os invólucros de mielina são chamados de nós de Ranvier. Este é o lugar onde o potencial de ação (impulso nervoso elétrico) repete, permitindo assim que o sinal para manter a sua força em longas distâncias. axônios mielinizados têm velocidades de condução rápidos na qual os potenciais de ação viajam em várias centenas de metros por segundo. Muitos menores axónios no sistema nervoso são não mielinizadas e conduzir os potenciais de acção mais lentamente.
astrócitos: Os astrócitos são células em forma de estrela que fornecem suporte metabólico para os neurônios, bem como formar a barreira hematoencefálica. Os astrócitos contribuir significativamente para a função sináptica, mantendo a concentração apropriada de produtos químicos na sinapse e também são conhecidos por lançar gliotransmitters que podem regular a transmissão sináptica. A capacidade dos astrócitos para integrar a atividade sináptica e sua localização física perto de sinapses deu origem ao termo sinapse tripartida. A sinapse tripartida refere-se a três entidades: o terminal neuronal pré-sináptica, o terminal pós-sináptica neuronal, eo processo ao lado de um dos astrócitos.
microglia: Estas células são as únicas células do sistema imunológico residentes no cérebro. Eles funcionam como uma primeira linha de defesa imune no cérebro. Microglia são sequestrantes, removendo as células mortas e agentes infecciosos por um processo chamado fagocitose. Embora microglia pode ser activado em estados de doença para libertar produtos químicos nocivos que prejudicam neurónios, microglia foram mostrados para fornecer suporte trófico para os neurónios. Estudos mais recentes têm mostrado que a microglia podar sinapses desnecessárias durante o desenvolvimento, o que é necessário para a maturação adequada do sistema nervoso central.
Existem diferenças estruturais óbvias entre neurônios e a maioria das outras células. Embora a maioria das células não neuronais se assemelham esferóides achatados, neurónios geralmente têm um # 147-dendrítica árvore # 148- de ramos (ou processos) provenientes do corpo celular (ou soma), além de um único processo chamado axônio, que também emana do corpo celular, mas corre para grandes distâncias (por vezes mesmo até vários pés ) antes de se ramifica. Enquanto os dendritos recebem entradas sinápticas a partir de outras células, o axónio envia a saída da célula para outras células.
As principais partes estruturais de um neurônio.
O que realmente distingue o sistema nervoso a partir de qualquer outro grupo funcional é a complexidade das interligações neuronais chamadas sinapses. O cérebro humano tem na ordem de 100 bilhões de neurônios, cada um com um conjunto único de até 10.000 entradas sinápticas, rendendo um total de cerca de um quatrilhão de sinapses - um número ainda maior do que a dívida nacional EUA em moedas de um centavo! O número de possíveis estados distintos deste sistema é praticamente incontáveis.
Neurociência: Compreender o papel do neocórtex
O neocórtex desempenha um papel importante em neurociência. Quando você olha para um cérebro humano a partir do topo ou nas laterais, quase tudo o que você vê é o neocórtex. É chamado # 147-neo # 148- porque é uma invenção relativamente recente de mamíferos. Antes de mamíferos, animais como répteis e aves tinham cérebros relativamente pequenos, com áreas muito especializadas para o processamento de informação sensorial e controlar o comportamento.
O neocórtex permite que a atividade mental mais complexa que as pessoas associam com o ser humano. O neocórtex humano é tão grande que ela cubra completamente todo o resto do cérebro com exceção de um pouco de cerebelo que sai da parte de trás.
O neocórtex.
O neocórtex é dividido em quatro grandes lobos: frontal, parietal, temporal e occipital:
O lobo frontal inclui todo o neocórtex a partir da frente, a maior parte anterior do cérebro de um grande sulco, chamado o sulco central, que corre de um lado para o outro a cerca do meio do cérebro.
O lobo parietal vai direto para trás do sulco central da fronteira com o lóbulo occipital.
O lobo occipital é o lobo na ponta mais posterior. Não há fronteira contínua clara entre lobos parietal e occipital, na maioria dos cérebros.
O lobo temporal é a extensão tipo língua a partir da fronteira entre os occipital e parietal que se estende na direcção anterior.
Um grande neocortex distingue os mamíferos de todos os outros animais. Espécies que existiam antes mamíferos podia mover-se de forma clara, sentir seu ambiente, e apresentam muitos comportamentos complexos, como os que agora são vistos em aves e lagartos. Essas habilidades foram todos ativados por estruturas cerebrais mais velhos do que, e hierarquicamente abaixo, o neocórtex. O que o neocórtex permitido era um novo nível de comportamento avançado - particularmente o comportamento social - culminando nos seres humanos com a fabricação de ferramentas e, em última análise, linguagem e consciência de alto nível.
Neurociência: Olhando os hemisférios esquerdo e direito do cérebro
O cérebro é constituída por dois lobos imagem espelho quase chamados os hemisférios esquerdo e direito. O hemisfério esquerdo recebe a maioria das entradas de e controla principalmente o lado direito do corpo. Este hemisfério em seres humanos também é especializada para a linguagem, raciocínio baseado em regras, e habilidades analíticas. O hemisfério direito lida com o lado esquerdo do corpo, e é melhor no reconhecimento de padrões visuais e os tipos mais holísticas da percepção.
Na maioria das tarefas, os dois hemisférios usar uma estratégia de dividir para conquistar, em que o hemisfério esquerdo processa os detalhes, eo direito leva na grande figura. Os dois hemisférios são ligados pela maior extensão de fibra no cérebro, do corpo caloso, que contém 200 milhões de fibras.
Usando Neuroscience para examinar quatro lobos do cérebro: frontal, parietal, temporal e occipital
Conhecer os quatro lobos do cérebro é importante para a neurociência. O neocórtex é dividido em quatro grandes lobos: o lobo frontal, o lobo parietal, o lobo temporal e do lobo occipital. Estes lóbulos são divididos em diferentes regiões. Os lobos frontais estão envolvidos com o controle do movimento, da estimulação dos músculos individuais para o planejamento resumo sobre o que fazer.
O lobo parietal processa a informação visual, auditiva e toque. O lobo temporal é a área principal de processamento auditivo precoce e uma área de processamento visual de alto nível. Ele também processa alguns aspectos do cheiro (olfato). O lobo occipital processa a informação visual e envia para o lobos parietal e temporal. Gosto e alguns olfato são processados no lobo frontal posterior.
Os quatro lobos e as regiões dentro de cada um.
O lobo frontal
O lobo frontal está preocupado com a execução de comportamento. Isso varia de controle dos músculos individuais no córtex motor primário para o planejamento resumo de alto nível sobre o que fazer. Os lobos frontais são divididos em diferentes áreas:
O córtex pré-frontal: Nos seres humanos, o córtex pré-frontal toma a maior parte do lobo frontal. O córtex pré-frontal é crucial para o desempenho de quase todas as habilidades que requerem inteligência. O córtex pré-frontal tende a ser maior em primatas que outros mamíferos, e é maior em seres humanos do que em outros primatas. Isto correlaciona-se com a quantidade de planeamento elevado nível realizado por membros de espécies diferentes.
A maioria dos mamíferos operam principalmente no instinto e não vivem em grupos sociais diferenciados complexamente. Primatas, por outro lado, têm hierarquias de ambos os sexos complexo e e pode chocar parcelas uns contra os outros que se estendem por anos de planejamento. Os seres humanos construir ferramentas, modificar seus ambientes para seus próprios fins, e têm relações específicas com até centenas de outras pessoas (e isso foi antes mesmo de Facebook).
O córtex orbitofrontal: Esta área é a parte anterior e medial do córtex pré-frontal. O córtex orbitofrontal é essencial para a avaliação de risco e recompensa e para o que poderia ser chamado de juízo moral. Pacientes com danos a esta área pode ter inteligência normal ou superior, tal como avaliado por testes de QI, mas falta ainda um conceito rudimentar de costumes ou ações apropriadas em contexts- social que eles também perdem quase toda a aversão ao risco, apesar conhecimento claro das consequências ruins.
córtex motor primário: O córtex motor primário é a faixa de área do cérebro imediatamente anterior ao sulco central, a parte mais posterior do lobo frontal. O cérebro pode assumir o controle direto dos músculos da medula espinhal. Ele faz isso através de projeções do córtex motor primário. Neurônios no córtex motor primário viajar até a medula espinhal e sinapse nos mesmos neurônios motores que medeiam reflexos. Em teoria, este controle direto permite muito mais flexibilidade e adaptabilidade.
Córtex pré-motor: O trabalho do córtex pré-motor é monitorar conscientemente sequências de movimentos, usando feedback sensorial. Após os gânglios basais e no córtex pré-frontal, selecione a meta, o córtex pré-motor coordena os passos para alcançar esse objetivo. A atividade no córtex pré-motor ajuda a aprender o que prestar atenção para quando você executar uma seqüência motora complicado e o que fazer quando você ficar preso em algum momento particular.
Pense no córtex frontal, como # 147 polarizado # 148- da anterior (frontal) para posterior (costas). Mais atrás, no sulco central, são fios neurais que vão quase diretamente para os músculos. Na frente de que são áreas que organizam e movimentos de seqüência. Na frente do que são níveis de planejamento abstratos. A estes níveis abstratas, por exemplo, você selecionar de uma variedade de estratégias diferentes que podem envolver músculos completamente diferentes, sequências de músculos, ou, como no tiro de tênis, a decisão de não se mover.
O lobo parietal
O lobo parietal contém neurônios que recebem informações sensoriais da pele e língua, e processa informações sensoriais dos ouvidos e olhos que são recebidas em outros lóbulos. As principais entradas sensoriais da pele (sensíveis ao toque, temperatura e receptores de dor) retransmitir através do tálamo para lobo parietal.
O lobo occipital
O lobo occipital processa a informação visual que é enviado para o cérebro das retinas. O projeto retinas através do tálamo para o pólo posterior do lobo occipital, chamada V1 (para área visual um), para que a atividade em diferentes áreas do V1 está relacionado com o que está na imagem em torno de seu ponto atual do olhar.
Subáreas além V1 especializar-se em tarefas visuais tais como detecção de cor, percepção de profundidade, e detecção de movimento. O sentido da visão é ainda processado por projeções dessas áreas lobo occipital mais elevados para outras áreas do lobos parietal e temporal, mas este processamento é dependente de processamento de início pelo lobo occipital. (Os pesquisadores sabem disso porque danos à V1 causa cegueira naquela parte do campo visual que os projetos lá.)
O fato de que o sistema visual recebe um lobo inteiro para processamento enfatiza a importância de alta acuidade visual e processamento entre os nossos sentidos.
O lobo temporal
lobo temporal do cérebro combina informações sonoras e visuais. O (superior) e medial aspecto (central) superior do lobo temporal recebe entrada auditiva a partir da parte do tálamo que transmite informações a partir das orelhas. O (inferior) parte inferior do lobo temporal faz o processamento visual para o objeto e reconhecimento de padrões. As partes medial e anterior do lobo temporal estão envolvidos no reconhecimento visual muito alta-fim (sendo capazes de reconhecer as faces, por exemplo), bem como o reconhecimento dependendo da memória.
Usando Neuroscience para examinar o tálamo eo sistema límbico
Neuroscience diz-nos que o neocórtex interage com o resto do cérebro, principalmente através de uma estrutura chamada tálamo. O tálamo, o que está por baixo (e hierarquicamente abaixo) o neocórtex, funciona como um centro de comando que controla quais informações são colocadas entre as diferentes partes do neocórtex e do resto do cérebro.
Enquanto o neocórtex pode fazer análise muito refinado dos padrões que você está olhando, os controles tálamo onde você olha. Quando seu neocórtex está danificado, você perde habilidades específicas. Se o seu tálamo estiver danificado o suficiente, você perde a consciência.
O hipotálamo controla funções homeostáticas do corpo, tais como temperatura e ritmos circadianos.
O tálamo e do sistema límbico.
Pense no tálamo como a porta de entrada para o córtex. Virtualmente todos os sinais a partir dos sentidos são retransmitidos através do tálamo, assim como os sinais de outras áreas sub-corticais. Muitas áreas do neocórtex também comunicar uns com os outros através do tálamo.
Abaixo o neocórtex eo tálamo várias áreas importantes do cérebro subcortical. Um dos mais importantes é uma rede de núcleos distintos, chamados velhos filogeneticamente o sistema límbico. (Dizer que esses núcleos do sistema límbico são meios antigos filogeneticamente que eles existiam em espécies muito mais velho do que os mamíferos, como lagartos, pássaros e, provavelmente, dinossauros). Várias estruturas importantes estão dentro do sistema límbico:
O hipocampo: O hipocampo tem uma função crucial na criação de memória. O hipocampo recebe entradas a partir de praticamente todo o neocórtex. Através sinápticos ajustáveis especializadas chamadas receptores NMDA, pode associar juntos praticamente qualquer constelação de propriedades que definem um objeto e seu contexto.
A amígdala: A amígdala é principalmente envolvidos com o processamento emocional e memória. A amígdala interage com o córtex pré-frontal para gerar e processar as grandes emoções de raiva, felicidade, repugnância, surpresa, tristeza e, particularmente, o medo. As pessoas que sofreram danos à suas amígdalas têm reduzido habilidades para reagir e evitar situações que induzem medo.
córtex orbitofrontal: O córtex orbitofrontal é onde a amígdala e outras estruturas do sistema límbico interagir com a parte do córtex pré-frontal. Suponhamos que, em alguma noite de sexta em particular durante a condução casa, você está quase atingido por outro carro em um cruzamento particular. É muito provável que, durante muito tempo depois disso, quando se aproxima desse cruzamento, especialmente às sextas-feiras, você vai ter uma pontada de medo ou inquietação. Seu córtex orbitofrontal armazenou as circunstâncias, e a amígdala tem armazenado o medo.
O córtex cingulado anterior: O córtex cingulado anterior parece monitorar o progresso em direção a qualquer meta que você está perseguindo e gera um # 147-uh-oh # 148- sinal quando as coisas não estão funcionando para indicar uma mudança de estratégia pode estar em ordem.
Os gânglios basais: Os gânglios basais consistem em cinco grandes núcleos: o caudado, putâmen, palladus globus, substância negra, e núcleo subtalâmico. Estes núcleos compreendem um sistema altamente interligada que interage com o tálamo e para controlar o comportamento neocórtex.
