مغز انسان چگونه کار می کند؟ – به زبان ساده و تصویری – فرادرس

مغز انسان چگونه کار می کند؟ – به زبان ساده و تصویری – فرادرس


بدن انسان از میلیاردها سلول با شکل و عملکرد متفاوت تشکیل شده است که هماهنگ با هم عمل می‌کنند. مغز مرکز اصلی کنترل تمام فعالیت‌های بدن است که استخوان جمجمه از آن محافظت می‌کند. این اندام حیاتی از سلول‌های تمایزیافته‌ای به نام نورون تشکیل شده است. نورون‌ها سلول‌های بلندی هستند که بخش‌های مخ، مخچه، دی‌انسفالون و ساقه مغز سازمان یافته‌اند. مخ بزرگ ترین بخش مغز است و در کنترل انقباض ارادی ماهیچه‌ها، تصمیم‌گیری، درگ آگاهانه محیط، پردازش اطلاعات حسی و یادگیری نقش دارد. تمام بخش‌های مغز به‌وسیله ساقه مغز با نخاع در ارتباط هستند. این بخش بسیاری از فعالیت‌های غیرارادی بدن ازجمله تنفس و گوارش را تنظیم می‌کند. اما مغز انسان چگونه کار می کند و چگونه با اندام‌های دیگر در ارتباط است؟

نورون‌ها واحد عملکردی مغز هستند. این سلول‌ها به‌وسیله انتقال جریان الکتریکی با هم ارتباط برقرار می‌کنند. پردازش اطلاعات در مغز به نوع و تعداد دفعات تحریک نورون‌ها بستگی دارد. نورون‌های حسی جریان الکتریکی را از اندام‌ها به نخاع و از نخاع به مغز منتقل می‌کنند و نورون‌ها جریان الکتریکی ایجاد شده از پردازش اطلاعات حسی را از مغز به نخاع و از نخاع به اندام‌ها منتقل می‌کنند. در این مطلب از مجله فرادرس توضیح می‌دهیم که جریان الکتریکی بین نورون‌ها چگونه ایجاد می‌شود و مغز انسان چگونه کار می کند.

مغز انسان چگونه کار می کند‌ ؟

مغز انسان ساختاری پیچیده از میلیاردها سلول عصبی است که حدود ۶۰٪ وزن آن از لیپیدها و ۴۰٪ وزن آن از آب، پروتئین‌، کربوهیدرات و یون‌ها تشکیل شده و وزن آن در یک فرد بالغ حدود ۱٫۵ کلیوگرم است. این اندام رفتار، تصمیم‌ها، احساسات، حافظه، یادگیری، هماهنگی فعالیت اندام‌های داخلی، دریافت اطلاعات محیط اطراف، پردازش اطلاعات محیط اطراف و پاسخ به اطلاعات محیط اطراف را بر عهده دارد.

سلول‌های این سیستم با استفاده از پیام‌های شیمیایی و الکتریکی با هم و سلول‌های سایر اندام‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. هر پیام عصبی فرایند مشخصی در بدن را کنترل می‌کند. برای مثال پیام الکتریکی که از گیرنده‌های نوری شبکیه چشم به مغز منتقل می‌شود، پس از پردازش به شکل تصویر درک می‌شود. مغز پیام‌های خود را از راه نخاع به اندام‌های خارج از سر و گردن منتقل می‌کند. به مجموعه سلول‌های مغز و نخاع دستگاه عصبی مرکزی گفته می‌شود که کنترل بیشتر فعالیت‌های بدن را بر عهده دارد.

مغز انسان از چه سلول هایی تشکیل شده است؟

بافت مغز مثل نخاع از نورون‌ها و سلول‌های گلیا تشکیل شده است. نورون‌ها سلول‌های تمایزیافته‌ای هستند که وظیفه انتقال پیام عصبی به‌وسیله جریان الکتریکی و مولکول‌های شیمیایی را بر عهده دارند. این سلول‌‌ها به طور کلی از سه بخش اصلی به نام دندریت، آکسون و جسم سلولی تشکیل شده‌اند. جسم سلولی مرکز کنترل نورون‌ها است. هسته، اندامک‌ها و ژن‌ها در این بخش از نورون قرار دارند. همچنین رونویسی و ترجمه پروتئین‌ها در جسم سلولی انجام می‌شود.

دندریت‌ها زوائد سیتوپلاسمی کوتاه و آکسون زائده سیتوپلاسمی بلندی است که از جسم سلولی خارج می‌شود. وظیفه دندریت‌ها دریافت پیام عصبی از سلول‌های دیگر و انتقال آن به جسم سلولی است. وظیفه آکسون‌ها دریافت پیام عصبی از جسم سلولی و انتقال آن به سلول‌های دیگر است. اطراف آکسون نورون‌ها لایه‌ای لیپیدی به نام غلاف پیوندی وجود دارد که سرعت انتقال پیام را افزایش می‌دهد و انتقال جریان الکتریکی به سلول‌های دیگر قبل از رسیدن پیام به پایانه آکسون جلوگیری می‌کند.

قسمت‌های مختلف نورون دو لایه مختلف در این اندام ایجاد می‌کنند. لایه خاکستری از جسم سلولی، دندریت‌ها و آکسون بدون میلین نورون‌ها تشکیل شده است و بخش‌های خارجی مغز را می‌سازد. بخش سفید از آکسون میلین‌دار نورون‌ها تشکیل شده و بخش‌های داخلی مغز را می‌سازد. بخش خاکستری وظیفه پردازش اطلاعات و بخش سفید وظیفه انتقال اطلاعات را بر عهده دارد. بخش خاکستری در تصاویر پزشکی تیره‌تر از بخش‌های سفید دیده می‌شود.

گلیا کلمه‌ای یونانی به معنی چسب است. این سلول‌ها بین نورون‌ها قرار می‌گیرند و از نورون‌ها محافظت می‌کنند. این سلول‌ها غلظت مولکول‌های اطراف نورون را تغییر می‌دهند. میکروب‌های وارد شده به مغز و سلول‌های آسیب‌دیده را از بین می‌برند و غلاف میلین آکسون را می‌سازند. سلول‌های گلیا پیام عصبی را منتقل نمی‌کنند اما در انتقال پیام عصبی نقش دارند. این سلول‌ها مولکول‌های شیمیایی انتقال پیام بین نورون‌ها را کنترل می‌کنند. اولیگودندروسیت، میکروگلیا، سلول‌های اپندیمال و آستروسیت، سلول‌های گلیای مغز هستند.

آستروسیت‌ها سلول‌های ستاره‌ای‌شکلی هستند. این سلول‌ها در تنظیم انتقال‌دهنده‌های عصبی، حذف مواد زائد از محیط اطراف نورون و تشکیل سد خونی-مغزی نقش دارند. سد خونی مغزی از سلول‌های پوششی مویرگ‌های خونی، پری‌سیت‌های اطراف آن‌ها و آستروسیت‌ها تشکیل شده است و خون را از سلول‌های مغزی جدا می‌کند. در نتیجه مواد قبل از ورود به مغز در آستروسیت‌ها غربال می‌شود. سد خونی-مغزی از ورود میکروب‌ها به بافت عصبی مغز جلوگیری می‌کند. اولیگوندروسیت‌ها غلاف میلین نورون‌ها را می‌سازند. زوائد سیتوپلاسمی این سلول‌ها دور آکسون می‌پیچد و غلاف لیپیدی تشکیل می‌دهد. هر اولیگودندروسیت در تشکیل غلاف میلین چند آکسون شرکت می‌کند.

میگرولیاها کوچک‌ترین سلول‌های گلیای مغز هستند. این سلول‌ها مثل ماکروفاژهای سیستم ایمنی با فاگوسیتوز از مغز در برابر میکروب‌ها محافظت می‌کنند. سلول‌های اپندیمال برخلاف سایر سلول‌های گلیای مغز فاصله بسیار کمی با هم دارند و به‌وسیله پروتئین‌های غشایی به هم متصل می‌شوند. این سلو‌ل‌ها در تشکیل و ترشح مایع مغزی-نخاعی نقش دارند. مایع مغزی-نخاعی، پلاسمایی است که پس از غربال در سلول‌های اپندیمال در حفره‌های مغز ترشح می‌شود. در سطح سلول‌های اپندیمال مژک‌هایی وجود دارد که به جریان داشتن مایع مغزی-نخاعی کمک می‌کند.

پیام عصبی چگونه ایجاد می شود؟

فهمیدن اینکه پیام عصبی چگونه ایجاد می‌شود به فهمیدن این موضوع که مغز انسان چگونه کار می کند، کمک فراوانی خواهد کرد. پیام عصبی جریان الکتریکی است که به دلیل اختلاف غلظت یون‌ها بین سیتوپلاسم و مایع خارج سلولی ایجاد می‌شود. اختلاف غلظت دو طرف غشا سبب می‌شود یون‌ها از محیط با غلظت بیشتر به محیط با غلظت کمتر منتقل شوند. به علاوه بار الکتریکی دو طرف غشا در حرکت یون‌ها نقش دارد. اگر مقدار بار الکتریکی مثبت یا منفی در یکی از دو طرف غشا بیشتر باشد، انتقال یون‌ها تا زمان برابر شدن بار الکتریکی ادامه دارد. زمانی که پیام عصبی در نورون ایجاد نشده، نورون در حالت استراحت قرار دارد و به پتانسیل غشای آن، پتانسیل استراحت گفته می‌شود.

در حالت استراحت غلظت یون‌های سدیم در مایع خارج سلولی نورون و غلظت پتاسیم در سیتوپلاسم بیشتر است. به علاوه بار منفی سیتوپلاسم به دلیل وجود پروتئین‌ها و مولکول‌ها فسفات بیشتر است. در غشای سلولی نورون کانال‌های بدون دریچه پتاسیم و سدیم وجود دارد. تعداد کانال‌های پتاسیمی از سدیم و در نتیجه نفوذپذیری غشا به این یون بیشتر است. این کانال‌ها غلظت یون‌های پتاسیم و سدیم را در حالت استراحت تثبیت می‌کند. علاوه بر این کانال‌ها پروتئین دیگر در غشا وجود دارد که با مصرف انرژی (ATP) سه سدیم را به سیتوپلاسم و دو پتاسیم را به مایع خارج سلولی منتقل می‌کند. در حالت سیتوپلاسم منفی‌تر از مایع خارج سلولی و غشا پلاریزه است.

پتانسیل عمل جریان الکتریکی یا پیام عصبی است که به دلیل تغییر لحظه‌ای غلظت یون‌های دو طرف غشا ایجاد می‌شود. در غشای نورون کانال‌های دریچه‌داری وجود داد که دریچه آن‌ها در حالت استراحت بسته است و با تغییر پتانسیل غشا باز می‌شود. به این کانال‌ها، کانال‌های ولتاژی گفته می‌شود. کانال‌های ولتاژی سدیم دو و کانال‌های ولتاژی پتاسیم یک دریچه دارند. دریچه فعال‌کننده کانال‌های ولتاژی سدیم در سطح خارج سلولی و دریچه غیرفعال‌کننده این کانال‌ها در سطح سیتوپلاسمی قرار دارد. دریچه فعال‌کننده در حالت استراحت بسته است و با تغییر پتانسیل غشا باز می‌شود. دریچه غیرفعال‌کننده در حالت استراحت باز است و با تغییر پتانسیل غشا بسته می‌شود. دریچه کانال ولتاژی پتاسیم در حالت استراحت بسته است و با تغییر پتانسیل غشا باز می‌شود.

ورود یون‌های سدیم به سلول در پاسخ به پیام عصبی نورون دیگر، پتانسیل سیتوپلاسم را به تدریج مثبت‌تر می‌کند. اگر پتانسیل سیتوپلاسم به پتانسیل تغییر شکل دریچه فعال‌کننده کانال ولتاژی سدیم برسد، این کانال‌ها باز و جریانی از یون سدیم وارد سلول می‌شود. در نتیجه پتانسیل غشا برای چند میلی‌ثانیه مثبت می‌شود. به این حالت غشا دپلاریزاسیون گفته می‌شود.

افزایش پتانسیل الکتریکی غشا و مثبت‌تر شدن سیتوپلاسم نسبت به مایع خارج سلولی، سبب تغییر شکل دریچه غیرفعال‌کننده و بسته شدن این دریچه می‌شود. در نتیجه ورود یون‌های سدیم به سیتوپلاسم متوقف می‌شود. همزمان دریچه کانال پتاسیم باز و این یون از سیتوپلاسم خارج می‌شود. سرعت باز شدن دریچه کانال پتاسیم از بسته شدن کانال سدیمی کمتر است. در نتیجه بار مثبت سیتوپلاسم از مایع خارج سلولی کمتر و پتانسیل غشای منفی می‌شود. به این حالت رپلاریزاسیون غشا گقته می‌شود.

با خروج یون پتاسیم بیشتر از سلول، پتانسیل الکتریکی سیتوپلاسم منفی‌تر از حالت استراحت و هایپرپلاریزه می‌شود. در این حالت نورون به تحریک جدید پاسخ نمی‌دهد. فعالیت پمپ سدیم-پتاسیم پتانسیل غشا را به حالت استراحت برمی‌گرداند.

پیام عصبی چگونه بین سلول های مغز انسان منتقل می شود؟

چگونگی تولید پیام عصبی بخشی از پاسخ این سوال است که مغز انسان چگونه کار می کند. چگونگی انتقال پیام عصبی بخش دیگر پاسخ این سوال است. سیناپس فضایی بین دو نورون و محل انتقال پیام عصبی است. هر نورون ممکن است با یک یا صدها نورون دیگر سیناپس تشکیل دهد. پیام الکتریکی ایجاد شده در نورون در پایانه آکسون و سیناپس به پیام شیمیایی تبدیل و به نورون بعدی منتقل می‌شود. هر سیناپس از سلول پیش‌سیناپسی، فضای سیناپسی و سلول پش‌سیناپسی تشکیل شده است. در پایانه آکسون نورون‌های پیش‌سیناپسی وزیکول‌هایی برای ذخیره مولکول‌های انتقال‌دهنده عصبی وجود دارد. حاوی مولکول‌هایی به نام انتقال‌دهنده عصبی وجود دارد. پپتیدهای کوچک، آمینواسید تغییرشکل‌یافته، مولکول‌های آمینی و نوکلئوتیدها انواع انتقال‌دهنده عصبی هستند.

در غشای پایانه آکسون نورون‌ها کانال‌های پروتئینی وجود دارد که دریچه آن‌ها با تغییرات پتانسیل الکتریکی باز و بسته می‌شود. با رسیدن پیام الکتریکی به پایانه آکسون دریچه کانال‌های کلسیمی تغییر شکل می‌دهد و یون کلسیم وارد سیتوپلاسم پایانه آکسون می‌شود. افزایش یون در سیتوپلاسم پروتئین‌های اتصال وزیکول سیناپسی به غشا را فعال می‌کند. در نتیجه وزیکول‌ها با غشای پلاسمایی ادغام و انتقال‌دهنده عصبی وارد فضای سیناپسی می‌شود. در غشای سلول‌های پس‌سیناپسی گیرنده‌های پروتئینی یا کانال‌هایی وجود دارد که به انتقال‌دهنده عصبی متصل می‌شود. اتصال انتقال‌دهنده عصبی به گیرنده پروتئینی با تغییر واکنش‌های سلول و اتصال آن به کانال‌های یونی با باز شدن دریچه کانال و تغییر نفوذپذیری غشا به یون همراه است. در نهایت هر دو گیرنده پتانسیل الکتریکی غشا را تغییر می‌دهند و در سلول پس‌سیناپسی پیام عصبی ایجاد می‌شود.

بین بعضی نورون‌ها در مغز شکاف سیناپسی وجود ندارد و غشای دو نورون به وسیله پروتئین‌های غشایی به هم متصل می‌شوند. این پروتئین‌های غشایی کانال‌هایی به نام اتصالات سوراخدار ایجاد می‌کنند. سرعت انتقال پیام عصبی در این سیناپس‌ها بیشتر و جهت انتقال پیام دوطرفه است. پیام عصبی در این نورون‌ها به‌وسیله انتقال یون‌ها از یک نورون به نورون دیگیر منتقل می‌شود.

قسمت های مختلف مغز انسان چیست؟

اگر تا این بخش از مطلب مجله فرادرس با ما همراهی کرده باشید، متوجه شده‌اید که سلول‌های مغز انسان چگونه کار می کند. در این بخش توضیح می‌دهیم این سلول‌ها چه ساختاری در مغز می‌سازند. مغز انسان از چهار بخش اصلی مخ، دی‌انسفالون، ساقه مغز و مخچه تشکیل شده است. مخ بزرگ‌ترین بخش مغز است که از بخش قشر (خاکستری) و بخش داخلی (سفید) تشکیل می‌شود. سطح مخ از شیارهای زیادی تشکیل شده است.

مخ به دو نیمکره راست و چپ تقسیم می‌شود. این دو نیمکره به‌وسیله دسته‌ای از سلول‌های عصبی به نام جسم پینه‌ای با هم در ارتباط هستند. نیمکره راست پیام عصبی نیمه چپ بدن و نیمکره چپ پیام عصبی نیمه راست بدن را دریافت و پردازش می‌کند. هر نیمکره مخ به چهار بخش یا لوب پیشانی، آهیانه، پس‌سری و گیجگاهی تقسیم می‌شود.

  • لوب پیشانی: این بخش بزرگ‌ترین لوب مخ است که در تصمیم‌گیری، شکل‌گیری شخصیت فرد و حرکت نقش دارد. مرکز کنترل بویایی بخشی از لوب بویایی است و ناحیه بورکا این لوب در کنترل تکلم نقش دارد.
  • لوب آهیانه: لوب آهیانه بخش میانی مخ را تشکیل می‌دهد. این بخش به شناخت اجسام و درک موقعیت بدن نسبت به اجسام اطراف کمک می‌کند. به علاوه این بخش اطلاعات حسی گیرنده‌های لمس و درد را پردازش می‌کند. ناحیه ورنیکل در این بخش مخ به درک کلمات شنیداری کمک می‌کند.
  • لوب پس‌سری: لوب پس‌سری، پشت سر قرار دارد و نقش اصلی آن پردازش پیام عصبی شبکیه چشم است.
  • لوب گیجگاهی: لوب گیجگاهی در دو طرف سر، بالا و اطراف گوش قرار دارد. این بخش در حافظه کوتاه‌مدت و شناخت کلمات، ریتم موسیقی و بخشی از بو نقش دارد.

ساقه مغز بخشی است که مغز را به نخاع متصل می‌کند و به مغز میانی، پل‌مغزی و بصل‌النخاع تقسیم می‌شود.

  • مغز میانی: مغز میانی یا مزوانسفالون ساختار پیچیده‌ای از نورون‌های مختلف است که هسته‌ها و کولیکوس‌های مغز را تشکیل می‌دهند. این بخش از مغز اطلاعات متنوعی ازجمله پیام‌های شنوایی، حرکت، عکس‌العمل‌های هوشمندانه و تغییرات محیطی را پردازش می‌کند. نورون‌های ناحیه سابستنشیا نیگرا در مغز میانی مقدار زیادی دوپامین تولید می‌کنند و در هماهنگی حرکات نقش دارند. در پارکینسون این ناحیه از مغز تحلیل می‌رود.
  • پل مغزی: پلی مغزی مغز میانی را به بصل‌النخاع متصل می‌کند. چهار عصب جمجمه‌ای از این بخش مغز شروع می‌شود. این اعصاب تولید اشک، جویدن، پلک‌زدن، دید متمرکز ، تعادل، شنوایی و حالات چهره را کنترل می‌کنند.
  • بصل‌النخاع: بصل‌النخاع بین پل مغزی و نخاع قرار دارد و بسیاری از فعالیت‌های غیرارادی بدن را کنترل می‌کند. کنترل تنفس، ریتم قلب، جریان خون و تنظیم فشار اکسیژن وظیفه نورون‌های بصل‌النخاع است. به علاوه این بخش از مغز در ایجاد انعکاس‌های عطسه، استفراغ، سرفه و بلع نقش دارد.

مخچه حدود ۱۰٪ وزن مغز را به خود اختصاص می‌دهد. این بخش از مغز زیر لوب‌های پس‌سری و گیجگاهی مخ، و بالای ساقه مغز قرار دارد. مخچه مثل مخ به دو نیمکره چپ و راست تقسیم می‌شود. وظیفه نورون‌های مخچه هماهنگی انقباض ارادی ماهیچه‌های اسکلتی، تثبیت حالت بدن و کنترل تعادل است. دی‌انسفالون بخشی از مغز است که از بخش‌های تالاموس، هیپوتالاموس، هیپوکامپ، غده هیپوفیز و غده آمیگدالا تشکیل می‌شود. تالاموس اطلاعات حسی اندام‌های مختلف بدن را دریافت و پس از ادغام به بخش‌های مختلف قشر مخ ارسال می‌کند. سپس پیام عصبی بخش‌های مختلف مخ را دریافت و پس از ادغام به بخش‌های دیگر مغز و نخاع ارسال می‌کند. تالاموس در تنظیم خواب و هوشیاری نقش دارد.

هیپوتالاموس بالای غده هیپوفیز قرار دارد و وظیفه اصلی آن ترشح هورمون‌های تنظیمی است. هیپوتالاموس از دو بخش چپ و راست تشکیل شده که به‌وسیله دسته‌ای از نورون‌ها به در ارتباط هستند و بخشی از دیواره بطن‌های مغز را تشکیل می‌دهند. هیپوکامپ دو دسته نورون به شکل نعل اسب است که زیر دو لوب گیجگاهی قرار می‌گیرند. نورون‌های این بخش از مغز در کنترل حافظه، یادگیری، جهت‌یابی و درک موقعیت فضایی نقش دارند.

غده هیپوفیز زیر هیپوتالاموس قرار دارد و به‌وسیله دسته‌ای نورون‌ها به هیپوتالاموس متصل می‌شود. این غده از لوب جلویی و پشتی تشکیل شده است. لوب پشتی هورمون‌های تولید شده در هیپوتالاموس را ذخیره و ترشح می‌کند. لوب جلویی در پاسخ به هورمون‌های تنظیمی هیپوتالاموس، هورمون‌هایی برای تنظیم فعالیت غدد اندوکرین بدن ترشح می‌کند. لوب پشتی به‌وسیله نورون‌ها و لوب جلویی به‌وسیله مویرگ‌ها با هیپوتالاموس در ارتباط است.

آمیگدالا غده کوچک، بادام شکل و دو قسمتی است که زیر دو لوب قرار دارد. این غده در تنظیم احساسات و حافظه نقش دارد. آمیگدالا بخشی از سیستم پاداش، استرس و پاسخ جنگ-یا-فرار مغز است.

مغز انسان چگونه با اندام ها ارتباط برقرار می کند؟

حالا که متوجه شدیم مغز انسان چگونه کار می کند و از چه بخش‌هایی تشکیل شده است، چگونگی برقراری ارتباط بین مغز و اندام‌های دیگر را بهتر متوجه می‌شویم. مغز باید برای کنترل و هماهنگی فعالیت‌های بدن با اندام‌های مختلف ارتباط برقرار کند. نورون‌های سیستم عصبی محیطی بین مغز و اندام‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. این نورون‌ها کنار هم قرار می‌گیرند و اعصاب را تشکیل می‌دهند. رشته‌های عصبی به سه دسته حسی، حرکتی سوماتیک و حرکتی خودمختار تقسیم می‌شوند.

اعصاب حسی پیام عصبی را از اندام‌ها به مغز و اعصاب حرکتی پیام عصبی را از مغز به اندام‌ها منتقل می‌کنند. اعصاب حرکتی سوماتیک پیام عصبی را از قشر مخ دریافت و فعالیت‌های ارادی بدن را کنترل می‌کنند. اعصاب حرکتی خودمختار به دو دسته سمپاتیک و پاراسمپاتیک تقسیم می‌شوند که پیام عصبی را از ساقه مغز دریافت و فعالیت‌های غیراردی بدن را کنترل می‌کنند. اعصاب را می‌توان به دو دسته جمجمه‌ای و نخاعی تقسیم کرد.

رشته‌های عصبی جمجمه‌ای یا کرانیال از منافذ جمجمه و رشته‌های عصبی نخاعی از استخوان‌های مهره خارج می‌شوند. عصب بینایی، قرقره‌ای، دورکننده، حلزونی-دهلیزی، واگ، زیرزبانی، بویایی، حرکتی چشم، سه‌قلو، زبانی-حلقی، صورت و فرعی از جمجمه خارج می‌شوند. این اعصاب بین مغز و اندام‌های صورت، گردن و دستگاه گوارش ارتباط برقرار می‌کنند. نوع رشته عصبی و فعالیت آن در جدول زیر نوشته شده است.

نام عصب  نوع عصب فعالیت عصب
بینایی حسی ارسال پیام گیرنده بینایی از چشم به مغز
قرقره‌ای حرکتی حرکت کره چشم
دورکننده حرکتی حرکت کره چشم
حلزونی-دهلیزی حسی انتقال پیام حسی گیرنده‌های تعادلی و شنوایی از گوش به مخچه و مخ
واگ حسی و حرکتی انتقال پیام اندام‌های احشایی به مغز، حرکت ماهیچه‌ها و تنظیم فعالیت لوله گوارش
زیرزبانی حرکتی انتقال پیام عصبی مغز به ماهیچه‌های زبان
بویایی حسی ارسال پیام گیرنده بویایی از بینی به مغز
حرکتی چشم حرکتی حرکت کره چشم و انعکاس مردمک
سه‌قلو حسی و حرکتی انتقال پیام حسی گیرنده‌های صورت به مغز و انتقال پیام عصبی مغز به ماهیچه‌های جویدن
زبانی حلقی حسی و حرکتی انتقال پیام گیرنده‌های چشایی به مغز و انتقال پیام بلع از مغز به حلق و زبان
صورت حسی و حرکتی انتقال پیام حسی گیرنده چشایی به مغز و انتقال پیام تغییرات حالت چهره از مغز به ماهیچه‌های صورت
فرعی حرکتی انتقال پیام عصبی مغز به ماهیچه‌های اسکلتی گردن

اعصاب نخاعی ۲۱ جفت عصبی هستند که از رشته‌های حسی و حرکتی تشکیل شده‌اند و پیام مغز و نخاع را به اندام‌ها منتقل می‌کنند. مغز و نخاع به‌وسیله نورون‌های حسی و حرکتی با هم در ارتباط هستند.

گیرنده‌های حسی پوست و اندام‌های حسی نورون‌های تمایزیافته‌ای هستند که با تغییرات دما، نور، فشار و غلظت مواد شیمیایی محیط تحریک می‌شوند. این گیرنده‌ها پیام عصبی را به نورون‌های حسی یا مستقیم به نخاع منتقل می‌کنند. تصور کنید احساس سرما می‌کنید. در این حالت گیرنده‌های حسی پوست شما در پاسخ به کاهش دمای محیط تحریک شده است و پیام عصبی را نخاع منتقل می‌کند. در نخاع پیام عصبی به نورون‌های حسی دوم منتقل می‌شود و این نورون‌ها پیام را به نورون‌های تالاموس منتقل می‌کنند.

تالاموس پس از ادغام پیام این گیرنده‌ها و بخش‌های مختلف مغز، پیام عصبی را به قشر مخ منتقل می‌کند. قشر مخ پس از پردازش اطلاعات پاسخ مناسب را صادر می‌کند. این پاسخ ممکن است تصمیم برای پوشیدن لباس بیشتر یا زیاد کردن درجه بخاری باشد. پیام عصبی به‌وسیله نورون‌های حرکتی پایین‌رونده از قشر مخ به نخاع و به‌وسیله نورون‌های حرکتی سوماتیک از نخاع به ماهیچه‌های اسکلتی شما منتقل می‌شود. در نتیجه شما برای پوشیدن لباس بیشتر یا افزایش درجه بخاری حرکت می‌کنید.

نورون‌های سمپاتیک و پاراسمپاتیک پیام مغز را به اندام‌های داخلی و غدد منتقل می‌کنند. نورون‌های سمپاتیک در زمان خطر و نورون‌های پاراسمپاتیک در زمان گوارش غذا فعال می‌شوند. تصور کنید در جنگل تنها هستید و با یک خرس مواجه می‌شوید. گیرنده‌های بینایی شما در پاسخ به نور تحریک و پیام عصبی به قشر بینایی و حرکتی مخ منتقل می‌شود. پیام عصبی اعصاب حرکتی سوماتیک به ماهیچه‌های اسکلتی، سبب انقباض ماهیچه‌ها و فرار شما از خطر می‌شود. اما همزمان پیام ساقه مغز به‌وسیله اعصاب پاراسمپاتیک به قلب و دستگاه تنفسی منتقل می‌شود تا با افزایش ضربان قلب و قطر مجاری تنفسی اکسیژن کافی به ماهیچه‌ها برسد.

فعالیت اعصاب پاراسمپاتیک عکس سمپاتیک است. این نورون‌ها پیام ساقه مغز را به لوله گوارش، ماهیچه‌های چشم، غدد بزاق، مجاری دستگاه تنفس، قلب، کیسه صفرا، مثانه و اندام‌های تولید مثل منتقل می‌کند. تحریک این اعصاب با کاهش قطر مردمک، افزایش ترشح بزاق، کاهش ضربان قلب، افزایش حرکات لوله گوارش، ترشح صفرا، انقباض ماهیچه‌های دیواره مثانه و افزایش جریان خون در سیستم تولید مثل همراه است.

مغز انسان چگونه محافظت می شود؟

مغز مهم‌ترین اندام بدن است که آسیب به آن منجر به اختلال یا توقف فعالیت اندام‌های دیگر می‌شود. به همین دلیل محافظت از آن بسیار مهم است. جمجمه، پرده مننژ، مایع مغزی-نخاعی و سد خونی-مغزی ساختارهای محافظتی مغز هستند. در این بخش توضیح می‌دهیم سیستم‌های محافظتی مغز انسان چگونه کار می کند. جمجمه اسکلت استخوانی مغز است. که از استخوان‌های پهن و بخیه‌ای تشکیل شده است. این ساختار از مغز و اندام‌های حسی ویژه محافظت می‌کند. استخوان‌های صورت و فک بالایی بخشی از جمجمه هستند. این استخوان سطح لوب‌های مخ، مخچه و بخش انتهایی ساقه مغز را می‌پوشاند و به‌وسیله اولین مهره گردن به ستون فقرات متصل می‌شود.

مغز در بخش کروی جمجمه قرار دارد. استخوان فرونتال جلوی این بخش کروی، استخوان‌های آهیانه و گیجگاهی بخش میانی و کناره‌ها، و استخوان اوسیپیتال بخش پشتی و قاعده آن را می‌سازند. فورامن مگنوم حفره‌ای در مرکز استخوان اوسیپیتال و محل اتصال ساقه مغز به نخاع است.

پرده مننژ غشایی از بافت پیوندی است که زیر جمجمه و روی بافت عصبی مغز قرار دارد. این غشا علاوه بر محافظت مغز در تقسیم‌بندی بخش‌های مختلف مغز نقش دارد. این غشا از سه لایه سخت‌شامه، عنکبوتیه و نرم‌شامه تشکیل شده است. سخت‌شامه خارجی‌ترین لایه‌ای ضخیم از بافت پیوندی متراکم با رشته‌های پروتئینی فراوان است که زیر جمجمه قرار دارد. سخت شامه از دو لایه تشکیل شده است.

لایه خارجی سخت‌شامه به سطح داخلی استخوان‌های جمجمه وصل می‌شود و لایه داخلی (مننژی) نواحی مختلف بافت عصبی مغز را می‌پوشاند. این دو لایه در بیشتر بخش‌های مغز به هم متصل هستند. در بعضی مناطق این دو لایه از هم جدا و فضای کوچکی بین آن‌ها ایجاد می‌شود. به این فضا سینوس سخت شامه گفته می‌شود که محل تجمع خون وریدی است. تیغه‌های سخت‌شامه چهار بخش لایه داخلی سخت‌شامه هستند که دو نیمکره مغز، دو نیمکره مخچه، مخچه را از مخ و غده هیپوفیز را از استخوان اسفنوئید جمجمه جدا می‌کنند.

عنکبوتیه بخش از پرده مننژ است که زیر سخت‌شامه قرار دارد. این لایه از رشته‌هایی شبیه تار عنکبوت به نام ترابکولای عنکبوتیه تشکیل شده که به بافت نرم‌شامه متصل می‌شود و در فضای زیرعنکبوتیه قرار دارند. مایع مغزی-نخاعی فضای بین این رشته‌ها را پر می‌کند. گرانولای عنکبوتیه بخش‌های کیسه‌ای شکل این لایه از مننژ هستند که وارد سینوس‌های سخت‌شامه می‌شوند و مایع مغزی-نخاعی را به جریان خون برمی‌گرداند. نرم‌شامه لایه نازکی از بافت متراکم است که روی بافت عصبی قرار دارد. رگ‌های خونی مغز بین این لایه و بافت عصبی قرار دارند.

مایع مغزی-نخاعی از شبکه کوروئیدی (شبکه مویرگی و لایه سلول‌های اپندیمال) بطن‌ها ترشح می‌شود. مغز انسان از چهار حفره یا بطن تشکیل شده است که باقی‌مانده کانال مرکزی دوران جنینی هستند. دو بطن جانبی، فضایی C شکل در بخش‌های عمیقی نیمکره‌های راست و چپ مغز هستند. این بطن‌ها به‌وسیله دو منفذ با بطن سوم در ارتباط هستند. کانال مغزی مجرایی است که از مغز میانی عبور و بطن سوم را به بطن چهارم متصل می‌کند. بطن چهارم فضایی بین بخش پشتی پلی مغزی و بخش بالایی بصل‌النخاع است که به فضای زیرعنکبوتیه و کانال مرکزی نخاع متصل می‌شود. مایع مغزی-نخاعی از بطن‌های جانبی به بطن سوم، از بطن سوم به بطن چهارم و از بطن چهارم به فضای زیرعنکبوتیه مغز و کانال مرکزی نخاع حرکت می‌کند. این مایع متابولیت‌های اضافی بافت مغز را به سینوس‌های سخت‌شامه برمی‌گرداند. به علاوه این لایه فشار وارد شونده به بافت مغز در اثر ضربات فیزیکی را کاهش می‌دهد.

جمع‌بندی مطلب مغز انسان چگونه کار می کند

در این مطلب از مجله فرادرس متوجه شدیم که مغز انسان چگونه کار می کند. در ابتدای این مطلب توضیح دادیم که مغز انسان از نوورن‌هایی تشکیل شده است که مخ، مخچه، ساقه مغز، تالاموس، هیپوتالاموس، غده هیپوفیز، هیپوکامپ و غده آمیگدالا را تشکیل می‌دهند. نورون‌ها از سه بخش جسم سلولی، دندریت‌ها و آکسون تشکیل شده‌اند. جسم سلولی محل قرار گرفتن هسته و سایز اندامک‌ها است. دندریت پسام عصبی را از نورون‌های دیگر دریافت و آکسون پیام عصبی را به نورون‌های دیگر منتقل می‌کند. تعداد دندریت‌ها، طول آکسون و محل قرار گرفتن جسم سلولی در انواع نورون متفاوت است. در ادامه این مطلب توضیح دادیم که مغز انسان چگونه کار می کند.

بخش‌های مختلف مغز انسان به‌وسیله انتقال جریان الکتریکی بین نورون‌ها با هم و اندام‌های دیگر بدن ارتباط برقرار می‌کنند. جریان الکتریکی از انتقال یون‌ها در سیناپس بین نوورن‌ها ایجاد و از دندریت به آکسون منتقل می‌شودو دو نوع سیناپس از مغز و سایر بافت‌های عصبی وجود دارد. در سیناپس الکتریکی غشای دو نورون یه‌وسیله اتصالات سوراخدار به هم متصل هستند و انتقال مستقیم یون‌ها از نورون پیش‌سیناپسی به نورون پس‌سیناپسی جریان الکتریکی ایجاد می‌کند. در سیناپس‌های شیمیایی انتقال‌دهنده از پایانه آکسون نورون پیش‌سیناپسی آزاد و به گیرنده‌های نورون پس‌سیناپسی متصل می‌شود. این اتصال با تغییر نفوذپذیری غشا به یون‌ها و ایجاد جریان الکتریکی همراه است.

جریان الکتریکی به‌وسیله نورون‌های حسی از اندام‌ها به نخاع و از نخاع به مراکز کنترلی مغز منتقل می‌شود. مراکز کنترلی پس از پردازش اطلاعات حسی اندام‌های مختلف، ادغام آن‌ها با هم و با توجه به حافظه فردپیام عصبی مناسب را ایجاد می‌کند. این پیام به‌وسیله نوورن‌های حرکتی به نخاع و از نخاع به اندام‌ها منتقل می‌شود. در نتیجه مغز می‌تواند فعالیت اندام‌های مختلف را کنترل و بین آن‌ها هماهنگی ایجاد کند.