Glavni Reference Človeški možgani: dejstva, funkcije in anatomija

Človeški možgani: dejstva, funkcije in anatomija

Medicinska ilustracija človeških možganov iz

Medicinska ilustracija človeških možganov iz 'Quain's Elements of Anatomy, Eighth Edition, Vol.II' (avtor William Sharpey MD, LLD, FRS L&E, Allen Thomson, MD, LLD, FRS L&E in Edward Albert Schafer) prikazuje desno polovica možganov, 1876. (Zasluge za sliko: Vintage MedStock/Getty Images)

Skočiti:

Človeški možgani so ukazni center za človeka živčni sistem . Sprejema signale iz telesnih čutnih organov in oddaja informacije vmišice. Človeški možgani imajo enako osnovno strukturo kot možgani drugih sesalcev, vendar so glede na velikost telesa večji od njihmožganimnogih drugih sesalcev, kot so delfini, kiti in sloni.

Koliko tehtajo človeški možgani?

Človeški možgani tehtajo približno 3 lbs. (1,4 kilograma) in predstavlja približno 2 % telesne teže človeka. Moški možgani so v povprečju približno 10 % večji od ženskih Northwestern Medicine v Illinoisu . Povprečen moški ima prostornino možganov skoraj 78 kubičnih palcev (1274 kubičnih centimetrov), povprečni ženski možgani pa 69 kubičnih palcev (1131 kubičnih centimetrov). Veliki možgani, ki so glavni del možganov in se nahajajo v sprednjem delu lobanje, predstavljajo 85 % teže možganov.

Koliko možganskih celic ima človek?

Človeški možgani vsebujejo približno 86 milijard živčnih celic (nevronov) – imenovanihsive snovi,' glede na študijo iz leta 2012, objavljeno v Zbornik Nacionalne akademije znanosti . Možgani imajo tudi približno enako število ne-nevronskih celic, kot so oligodendrociti, ki izolirajo nevronske aksone z mielinsko ovojnico. To daje aksonom (tankim nitim, skozi katere se električni impulzi prenašajo med nevroni) bel videz, zato se ti aksoni imenujejo možganska 'bela snov'.

Druga zanimiva dejstva o možganih

  • Možgani ne morejo opravljati več nalog hkrati Nevrološki inštitut Dent . Namesto tega preklaplja med nalogami, kar povečuje število napak in povzroči, da stvari trajajo dlje.
  • Človeški možgani se v prvem letu življenja potrojijo in dosežejo polno zrelost približno pri 25 letih.
  • Ljudje ves čas uporabljamo vse možgane, ne le 10 %.
  • Možgani so sestavljeni iz 60 % maščobe Severozahodna medicina .
  • Človeški možgani lahko proizvedejo 23 vatov električne energije - dovolj za napajanje majhne žarnice.

Anatomija človeških možganov

Največji del človeških možganov so veliki možgani, ki so razdeljeni na dve polobli Klinika Mayfield . Vsaka polobla je sestavljena iz štirih režnjev: čelnega, parietalnega, časovnega in okcipitalnega. Nagubano površino velikih možganov imenujemo skorja. Pod velikimi možgani leži možgansko deblo, za njim pa mali možgani.

Čelni reženj je pomemben za kognitivne funkcije, kot sta razmišljanje in načrtovanje naprej, ter za nadzor nad prostovoljnim gibanjem. Temporalni reženj ustvarja spomine in čustva. Parietalni reženj združuje vnos iz različnih čutil in je pomemben za prostorsko orientacijo in navigacijo. Vizualna obdelava poteka v okcipitalnem režnju, blizu zadnjega dela lobanje.

Možgansko deblo je povezano s hrbtenjačo in je sestavljeno iz medule oblongate, mosta in srednjih možganov. Primarne funkcije možganskega debla vključujejo posredovanje informacij med možgani in telesom; oskrba večine lobanjskih živcev v obraz in glavo; in izvajanje kritičnih funkcij pri nadzoru srce , dihanje in ravnizavest(sodeluje pri nadzoru ciklov budnosti in spanja).

Anatomija človeških možganov.

Anatomija človeških možganov.(Zasluge za sliko: Mark Garlick/Getty Images)

(odpre se v novem zavihku)

Med velikimi možgani in možganskim deblom ležita talamus in hipotalamus. Talamus prenaša senzorične in motorične signale v skorjo. Razen vohanja (voha) vsak senzorični sistem pošilja informacije prek talamusa v možgansko skorjo, piše v spletnem učbeniku, ' Nevroanatomija, talamus « (StatPublishing, 2020). Hipotalamus povezuje živčni sistem zendokrini sistem— kjer nastajajo hormoni — preko hipofize.

Mali možgani ležijo pod velikimi možgani in imajo pomembne funkcije pri nadzoru motorike. Ima vlogo pri koordinaciji in ravnotežju ter ima lahko tudi nekatere kognitivne funkcije.

Možgani imajo tudi štiri med seboj povezane votline, imenovane ventrikle, ki proizvajajo tako imenovano cerebrospinalno tekočino (CSF). Ta tekočina kroži po možganih in hrbtenjači, jih blaži pred poškodbami in se sčasoma absorbira v krvni obtok.

Poleg blaženja centralnega živčnega sistema CSF čisti odpadke iz možganov. V tako imenovanem glimfatičnem sistemu se odpadni produkti iz intersticijske tekočine, ki obdaja možganske celice, premikajo v cerebrospinalno tekočino in stran od možganov, glede na Društvo za nevroznanost . Študije kažejo, da se ta proces čiščenja odpadkov večinoma zgodi med spanjem. V letu 2013 Znanost papirju so raziskovalci poročali, da so se miši, ko so spale, njihovi intersticijski prostori razširili za 60 %, možganski glimfatični sistem pa je očistil beta-amiloid (beljakovina, ki sestavlja značilne obloge Alzheimerjeve bolezni) hitreje kot takrat, ko so bili glodavci budni. Čiščenje potencialno nevrotoksičnih odpadkov iz možganov ali 'odnašanje smeti' skozi glimfatični sistem bi lahko bil eden od razlogov, zakaj je spanje tako pomembno, so predlagali avtorji v svojem prispevku.

Ali je velikost možganov povezana z inteligenco?

Celotna velikost možganov ni v korelaciji s stopnjo inteligence nečloveških živali. Na primer, možgani kita sperme so več kot petkrat težji od človeških možganov, vendar ljudje veljajo za višjo inteligenco kot kiti sperme. Bolj natančno merilo verjetne inteligence živali je razmerje med velikostjo možganov in velikostjo telesa, čeprav niti to merilo ne postavlja človeka na prvo mesto: rovka ima največje razmerje med možgani in telesom med vsemi sesalci. do BrainFacts.org , spletno mesto, ki ga je pripravilo Društvo za nevroznanost.

Pri ljudeh velikost možganov ne kaže na stopnjo inteligence osebe. Nekateri geniji na svojem področju imajo možgane manjše od povprečja, medtem ko imajo drugi možgane večje od povprečja, po Christofu Kochu , nevroznanstvenik in predsednik Allen Institute for Brain Science v Seattlu. Na primer, primerjajte možgane dveh zelo cenjenih pisateljev. Ugotovljeno je bilo, da so možgani ruskega romanopisca Ivana Turgenjeva tehtali 71 unč (2021 gramov), medtem ko so možgani francoskega pisatelja Anatola Francea tehtali le 36 unč (1017 g).

Zdravnik drži slike skeniranja človeških možganov.

Velikost možganov ne kaže na človekovo inteligenco.(Zasluge za sliko: Shutterstock)

(odpre se v novem zavihku)

Razlog za človeško inteligenco so delno nevroni in gube. Ljudje imajo več nevronov na prostorninsko enoto kot druge živali in edini način, da se lahko vsi prilegajo v večplastno strukturo možganov, je, da naredijo gube v zunanji plasti ali skorji, je dejal dr. Eric Holland, nevrokirurg in biolog za raka pri Fredu. Center za raziskave raka Hutchinson in Univerza v Washingtonu.

'Bolj kot so možgani zapleteni, več je vijug in brazd ali gibljivih hribov in dolin,' je Holland povedal za Live Science. Tudi druge inteligentne živali, kot so opice in delfini, imajo te gube v skorji, medtem ko imajo miši gladke možgane, je dejal.

Zdi se, da je pomembno tudi, kako so možgani integrirani, ko gre za inteligenco. Genij med geniji, Albert Einstein imel povprečne velikosti možganov; raziskovalci domnevajo, da so njegove osupljive kognitivne sposobnosti morda izvirale iz visoke povezanosti, saj več poti povezuje oddaljene predele njegovih možganov,Live Science je že poročal.

Ljudje imamo tudi največje čelne režnje od vseh živali, je dejal Holland. Čelni režnji so povezani s funkcijami na višji ravni, kot so samokontrola, načrtovanje, logika in abstraktna misel - v bistvu 'stvari, zaradi katerih smo še posebej ljudje,' je dejal.

Kakšna je razlika med levimi in desnimi možgani?

Človeški možgani so razdeljeni na dve polobli, levo in desno, ki ju povezuje snop živčnih vlaken, imenovan corpus callosum. Hemisfere so močno, čeprav ne povsem, simetrične. Na splošno levi del možganov nadzoruje mišice na desni strani telesa, desni del možganov pa levo stran. Ena polobla je lahko rahlo dominantna, kot pri levičarjih ali desničarjih.

Sorodno: Kakšna je razlika med desnimi in levimi možgani?

Priljubljene predstave o lastnostih 'leve možganske' in 'desne možganske' so posplošitve, ki niso dobro podprte z dokazi. Vendar pa obstaja nekaj pomembnih razlik med temi področji. Levi del možganov vsebuje regije, ki so vključene v produkcijo in razumevanje jezika (imenovanoBrocovo območje in Wernickejevo območje) in je povezan tudi z matematičnimi izračuni in iskanjem dejstev, je dejal Holland. Desni možgani igrajo vlogo pri vizualni in slušni obdelavi, prostorskih veščinah in umetniških sposobnostih - bolj instinktivne ali ustvarjalne stvari, je dejal Holland - čeprav te funkcije vključujejo obe hemisferi. 'Vsi ves čas uporabljajo obe polovici,' je dejal.

Umetnik

Človeški možgani imajo dve hemisferi, za kateri se v splošnem šteje, da sta odgovorni za popolnoma različne spretnosti, vendar je malo znanstvenih raziskav, ki bi podprle to idejo.(Zasluga za sliko: Dimitri Otis/Getty Images)

(odpre se v novem zavihku)

Iniciativa BRAIN

Aprila 2013 je predsednik Barack Obama napovedal velik znanstveni izziv, znan kot Iniciativa BRAIN , okrajšava za Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies. Več kot 100 milijonov dolarjev vredno prizadevanje je bilo namenjeno razvoju novih tehnologij za ustvarjanje dinamične slike človeških možganov, od ravni posameznih celic do kompleksnih vezij.

Tako kot druga velika znanstvena prizadevanja, kot je Projekt človeškega genoma , je velik strošek običajno vreden naložbe, je dejal Holland. Znanstveniki upajo, da bo povečano razumevanje vodilo do novih načinov zdravljenja, zdravljenja in preprečevanja možganskih motenj.

Projekt vključuje člane iz več vladnih agencij, vključno z Nacionalnim inštitutom za zdravje (NIH), Nacionalno znanstveno fundacijo (NSF) in Agencijo za napredne obrambne raziskovalne projekte (DARPA), pa tudi zasebne raziskovalne organizacije, vključno z Allen Institute for Brain Science in Medicinski inštitut Howard Hughes.

Maja 2013 so podporniki projekta v reviji opisali svoje cilje Znanost . Septembra 2014 je NIH objavil 46 milijonov dolarjev nepovratnih sredstev pobude BRAIN. Člani industrije so obljubili dodatnih 30 milijonov dolarjev za podporo prizadevanjem, velike fundacije in univerze pa so se tudi strinjale, da bodo uporabile več kot 240 milijonov dolarjev lastnih raziskav za cilje pobude BRAIN.

Ko je bil projekt objavljen, je predsednik Obama sklical komisijo za oceno etičnih vprašanj, povezanih z raziskavami možganov. Maja 2014 je komisija objavila prvo polovico svojega poročila, v katerem je pozvala k zgodnji in izrecni vključitvi etike v nevroznanstvene raziskave,Live Science je že poročal. Marca 2015 je komisija objavila drugo polovico poročila, ki se je osredotočalo na vprašanja izboljšanja kognitivnih sposobnosti, informirane privolitve in uporabe nevroznanosti v pravnem sistemu,Live Science poroča.

Pobuda za možgane je dosegla več svojih ciljev. Od leta 2018 je NIH 'vložil več kot 559 milijonov dolarjev v raziskave več kot 500 znanstvenikov', kongres pa je dodelil 'skoraj 400 milijonov dolarjev sredstev NIH za proračunsko leto 2018,' glede na spletno stran pobude . Financiranje raziskav je olajšalo razvoj novih orodij za slikanje in preslikavo možganov ter pomagalo ustvariti BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) — prizadevanje za katalogizacijo seznama 'delov' možganov.' BICCN je izdal svojega prvega rezultate novembra 2018.

Poleg seznama delov si pobuda BRAIN prizadeva razviti podrobno sliko tokokrogov v možganih. Na primer, leta 2020 so raziskovalci BRAIN Initiative objavili študijo v reviji Nevron , ki poroča, da so razvili sistem, testiran na miših, za nadzor in spremljanje aktivnosti vezja na kateri koli globini v možganih. Prejšnja prizadevanja so lahko preučevala samo vezja blizu površine možganov. Tudi leta 2020 je program pobude Strojna inteligenca iz kortikalnih omrežij (MICrONS), prizadevanje za preslikavo vezij v možganski skorji, sprožil Spletna stran kjer lahko raziskovalci delijo svoje podatke, vključno s slikami vezij z elektronsko mikroskopijo.

Od leta 2019 pobuda sponzorira a foto in video natečaj v kateri so pobudni raziskovalci vabljeni, da predložijo privlačne upodobitve možganov. Oglejte si zmagovalce leta 2020 na Spletna stran Brain Initiative .

Ali možgani ostanejo živi po človekovi smrti?

April 2019 je pomenil mejnik tako za pobudo kot za nevroznanstvene raziskave nasploh: raziskovalec BRAIN Initiative Nenad Sestan z Medicinske fakultete Yale je objavil poročilo v reviji Narava (odpre se v novem zavihku), ki je razkril, da je njegova raziskovalna skupina obnovila cirkulacijo in nekatere celične funkcije v prašičjih možganih štiri ure po smrti živali,Live Science je že poročal.Rezultati so izpodbijali prevladujoče mnenje, da so možganske celice nenadoma in nepopravljivo poškodovane kmalu po tem, ko srce preneha biti. Raziskovalci niso opazili nobenih znakov zavesti v možganih, niti jih niso poskušali; ravno nasprotno, raziskovalci so prašičjim možganom vbrizgali kemikalije, ki so posnemale pretok krvi in ​​tudi blokirale proženje nevronov. Raziskovalci so poudarili, da prašičjim možganom niso vrnili življenja. Vendar pa so obnovili nekaj svoje celične aktivnosti.

Dodatni viri

Ta članek je 28. maja 2021 posodobila sodelavka Live Science Ashley P. Taylor.

Zanimivi Članki