Еволутивни развој мозга

Нервни систем је појам који у целости описује све нервне ћелије у једном организму и објашњава њихов распоред и везе.То је органски систем виших живих бића чији је задатак прикупљање информација о околини и организму, њихова обрада као и реакција организма на њих.

1

Типови нервног система кроз преглед значајних група

И сами једноћелијски организми (Protozoe) су реаговали на промену спољашње средине, али први пут се о нервном систему говори код вишећелијских организама - дупљара. Ту је присутан мрежаст нервни систем у којем се информације простиру у свим правцима од места где се стварају.

Већ код црва се први пут јавља сакупљање нервних ћелија у ганглије и њихово распоређивање у сегментима тела. Појављују се ганглије у главном региону што се еволутивно сматра зачетком мозга.

Нервни систем кучмењака је централизован, цевастог типа саставњен од неуралне цеви која се дели на мозак и кичмену мождину. Ове делове мозга имају сви кичмењаци, али током еволуције дошло је до значајних промена у грађи појединих делова мозга, нарочито предњег (темпоралног дела).

- Рибе -код њих је најразвијенији мали мозак(има 5 делова)- Водоземци - најразвијенији је мали мозак- Гмизавци - њихов мозак се не разликује много од грађе мозга

водоземаца али је нешто развијенији велики мозак- Птице - велики мозак је развијенији у односу на претходне

кичмењачке групе, пре севега је добро развијен мали мозак- Сисари - имају добро развијени петоделни велики мозак; такође

је присутна мождана кора у којој се јављају центри виших нервних делатности

- Australopithecus – код њега је мозак као код шимпанзе- Homo habilis – јављају се незнатне промене у величини мозга, али

приметност се огледа у животу ( носи оруђе..)- Homo erectus – промене су видљиве већ на величини мозга,

користи оруђе- Homo sapiens – мозак је потпуно развијен

2

Анатомија централног нервног система

Централни нервни систем је део нервног система кога граде неурони сконцентрисани у нерним центрима. Пружа се дуж уздужне осе тела и код кичмењака се састоји од:

мозга и кичмене мождине

Мозак представља проширење нервног дела предње цеви и састоји се из:

Предњег(великог) мозга - Telencephalon Међумозга - Diencephalon Средњег мозга - Mesencephalon Малог мозга - Cerebellum Продужене мождине - Medulla oblongata

3

1. Мозак2. Централни нервни систем3. Кичмена мождина

Велики мозак (Telencephalon)

Велики мозак је код човека достигао највиши степен филогенетског развоја. Тежина мозга код мушкарца износи 1100-1800 gr. а код жене је за 120-150 gr. лакши. Површина људског мозга износи око 2300 cm2.

Велики мозак се састоји од две хемисфере - десне и леве. Између хемисфера је дубока интерхемисферична пукотина. Дно ове пукотине гради највећа међухемисферична комисура - жуљевито тело, а позади делимично и шатор малог мозга. Лева хемисфера контролише десну половину тела и обрнуто. Разлика између хемисфера је у начину обраде информација: лева хемисфера податке обрађује секвенцијално, а десна све истовремено.Због тога десна хемисфера не даје одговоре у сваком тренутку већ оставља левој хемисфери да сама нађе разлоге уверења и одлука које она доноси.тако је десна хемисфера више укључена у осећања и креативност, а лева у логично закључивање, анализирање и сналажење у простору. Површине хемисфере су вијугаво наборане – мождане вијуге раздвајају мождани жлебови.

4

Свака хемисфера има три пола: чеони (polus frontalis), потиљачни (polus occipitalis) и слепоочни (polus temporalis) и три стране: спољна страна (facies superoiateralis s. convexa), унутрашња страна (facies medialis) и доња страна (facies interior s. basalis).

Чеони режањ обухвата највећи део хемисфере код човека. Пружа се од фронталног пола уназад до централног жлеба. На његовој спољашњој страни се налазе прецентрални и централни жлеб. Испред прецентралне вијуге су три вијуге:горња, средња и доња чеона вијуга које су раздвојена са два паралелна жлеба. На унутрашњој страни чеоног режња део периферног, лобалног појаса чине медијални део горње чеоне вијуге и предњи већи део.Чеони режањ учествује у контроли нагона, планирању, расуђивању, памђењу, решавању проблема,социјализацији, помаже нам да разликујемо добро и лоше,омогућава да се наше мисли претворе у речи.

Потиљачни режањ зауизима задњи део хемисфере. Вијуге на његовој спољашњој страни су ситније и бројније. Унутрашња страна потиљачног режња постепено прелази у доњу, без јасне границе, због косог положаја шатора малог мозга на који належе. Потиљачни режањ прима информације од чула вида и обрађује их: разликује боје и облике,опажа покрете и облике у простору.

Слепоочни режањ својим највећим делом обухвата спољашњу и доњу страну хемисфере. На спољашњој страни је видљив један део слепоочног режња, а други је у односу са заклоњеном инсулом и није споља уочљив. Слепоочни режањ је задужен за примање информација од чула слуха ( укључујући говор, разумевање језика, памћење), за визуелне функције (препознавање лица и објеката), као и за краткотрајно памћење.

5

Међумозак (Diencephalon)

Међумозак сe налази између средњег и великог мозга, и у његов састав улазе:- таламус(thalamus)- метаталамус(matathalamus)- епиталамус(epithalamus)- субталамус (subthalamus)- хипоталамус(hypothalamus)

Међумозак је одвојен од хемисфера великог мозга латералним можданим коморама, а од базалних ганглија сноповима беле масе. Међумозак садржи и две ендокрине жлезде:- хипофиза(hypophysis cerebri)- епифиза(corpus pineale)

Средњи мозак(Mesencephalon)

Средњи мозак је сложене грађе са измешаном белом и сивом масом. Нарочито је развијен код нижих кичмењака. Једном уздужном браздом је подељен на два дела, и у њему нема комора већ се налази Silvijusov kanal, који повезује трећу и четрврту комору. У средњем мозгу се налази сложен једарски комплекс, од којег заједно са друга два нерва зависе покрети ока.

6

Мали мозак(Cerebellum)

Мали мозак се налази на крову четрврте мождане коморе, и веома је развијен код животиња које се брзо и окретно крећу, а нешто је слабије развијен код гмизаваца и водоземаца. Мали мозак је центар равнотеже и мишићне координације. Мали мозак, као и остали делови централног нервног система, је изграђен од сиве и беле масе.Највећи део сиве масе чини кора испод које се налази бела маса у чијем средишњем делу леже острвца сиве масе која чине једра малог мозга.

Продужена мождина(Medulla oblongata)

Продужена мождина је задњи део мозга који се наставља на кичмену мождину. У њој се налази четврта комора чији је кров јако танак, али су под и бокови задебљали у њима се налазе:

- нервна влакна која повезују продужену мождину са предњим деловима мозга- нервни центри за дисање, рад срца, ширење и скупљање крвих судова, гутање, повраћање...

Код човека продужена мождина својим горњим крајем образује мождани мост.

7

Мождана кора (Cortex cerebri )

Мождана кора човека према неким прорачунима садржи око 14 милијарди неурона чији се број не мења са старењем него се повећава његова густина. Мождана кора је дебљине од 1,5-4,5mm, а њена тежина износи око половине(47,5%) целог мозга. Утврђено је да нема разлике у броју неурона код мушкараца и жена (с обзиром на нешто мању тежину мозга код жена), али је њихова густина нешто већа код жена.

Мождана кора је онај део мозга који је код човека доживео изузетан развој.На њу се код виших врста живих бића преноси све више функција и њена површина се све више повећава. То се повећање остварује браздањем мождане коре , што омогућава да се на релативно ограниченом простору смести велика маса мождане коре. Код човека, код кога је мождана кора најразвијенија, површина износи око 220 000 mm2. Само једна трећина ове површине лежи уз лобању, а остале две терћине се налазе уз зидове појединих бразда. Мождана кора је са осталим деловима нервног система повезана доводним и одводним влакнима.

8

По новијим истраживањима научници сматрају да мождана кора човека има шестослојну грађу(neocortex). Области неокортекса могу бити или јасно видљиве, или су у неким деловима потпуно срасли, па се слојеви уопште не уочавају.

Постоје различите поделе мождане коре, а најзначајнија је подела по Бродману, по којој постоје 52 Бродманова поља која се обележавају бројевима од 1 до 52. Ова поља се само делимично поклапају са функционалним областима коре.

Мождана кора представља спољашњи избраздан део мозга, и већину коре чини неокортекс(најмлађи у еволутивном смислу), иако се у циљу екперименталних истраживања доста истраживања фокусирало на архикортекс или хипокампус. Током еволуције сисара неокортекс се повећао 1000 пута. Код човека неокортекс чини око 80% мозга., и због тога није ни зачуђујуће да је кортекс средиште памћења, а самим тим и учења. Основна морфолошка и функционална јединица кортекса је колумна. вертикална је формација која обухвата свих 6 слојева кортекса, садржи око 1000 ћелија и прима специфичне модалитете.

Мождана кора је носилац најсложенијих облика понашања човека. Огроман број нервних ћелија у њој омогућава сложено понашање човека. На основу својих веза, грађе и функције, мождана кора се може поделити на примарне, секундарне и асоцијативне области, а свака од њих може имати више различитих поља.

сензорна зона , или зона за елементарне осећаје - у њој се завршавају сензорна влакна, и нервно узбуђење се овде претвара у осете и опажаје.

моторна зона - из ње полазе моторна нервна влакна која преносе нервно узбуђење у мишиће, тј. ова зона контролише елементарне моторне функције.

асоцијациона зона - састављена од нервних ћелија и влакана које нису непосредно повезане ни са чулним органима ни са

9

мишићима, него оне повезују различите делове мождане коре и тако омогућавају различите сложене облике понашања. Ова зона је зона виших нервних делатности и од изузетне важности за процес говора, читања, писања, мишљења, визуелне оријентације, планирања, мотивације, емоције...

Све наведене зоне се налазе и у десној и у левој хемисфери. Међутим симетричне зоне немају подједнак функционални значај. Зона у једној хемисфери је готово увек функционално доминантна, у односу на исту зону супротне хемисфере.

Пример: Лева хемисфера је код већине дешњака доминантна за многе важне функције, нарочито за покретање шаке и говора.

Асоцијациона зона

Асоцијативни кортекс се филогенетски повећава и највећи је код човека. Електричном стимулацијом асоцијативног кортекса не добијају се сензорни и моторни одговори због чега се некада звао мирно подручје. Неке сложене функције зависе од одређеног дела кортекса али постоје и функције које се немогу локализовати, тада је потребна активација кортекса као целине. Асоцијативни кортекс је анатомски субстрат за највише мождане функције, анализира сигнале из примарних и секундарних региона укључујући и субкортикалне информације, врши дораду, тумачење, даје им значење.

10

Моторни хомункулус

Брокин центар- Моторни кортекс упућује изабране сигнале у скелетне мишиће који су одговорни за артикулацију. Артикулација представља секвенцијалне контракције мишића који доводе до координираних покрета језика, усанa, ларинкса, респираторног система. У Брокином центру стварају се вербалне језичке мисли које се могу изоворити, или прослеђене у премоторни кортекс могу се написати. Овде отпочињу и остварују се планови и моторни обрасци за изражавање речи и кратких фраза.

Три најважније асоцијационе регије су:

o Паријетоокципитотемпорална асоцијациона регија o Префронтална асоцијациона регија o Лимбичка асоцијациона регија

Пријатоокципитотемпорална асоцијациона регија се налази између сензорног кортекса напред, визуелног кортекса позади и аудиторног кортекса латерално. Ова регија има своје функционалне делове приказане на слици.

У овој регији се налазе: -регион за разумевање говора који се назива и Верникеов

регион.То је најзначајнији регион читавог мозга за највише интелектуалне функције, јер су готово све интелектуалне функције базиране на говору.

-регион за иницијалну обраду визуелног језика(читање) - Ово је секундарни виузелни регион који снабдева Верникеов регион визуелним сигналима који се читају. Ако га нема, човек може одлично да разуме говор слухом, али не и када чита.

-регион за именовање објеката-регион за анализирање просторних координата тела-регион за препознавање лица

Префронтрални асоцијациони регион - Годинама се сматрало да је префронтални кортекс место вишег интелекта код човека, углавном због тога што је главна разлика између мозга мајмуна и човека велика развијеност префронталних региона. Напори да се покаже да је префронтални кортекс значајнији и у вишим интелектуалним функцијама од других делова мозга, нису били баш успешни. Међутим префронтални региони имају мање дефинисане, али неоспорно врло значајне, сопствене интелектуалне функције.

Неколико деценија пре увођења лекова за третман психијатријских ситуација установљено је да се неки пацијенти могу

11

знатно опоравити од тешке психотичне депресије ако се прекину нервне везе између префронталних региона и осталих делова мозга, тј.процедуром названом префронтална лоботомија. Касније ови пацијенти показују знатне менталне промене. Пацијенти губе амбиције, постају неспособни да науче неколико паралелних задатака, њихов ниво агресивности се смауњје, могу и даље да говоре и разумеју језик, али су неспособни за дуге низове мисли, а њихова расположења се мењају од нежности до беса и лудила.

Лимбички асоцијациони регион - Овај регион се односи примарно на емоције, понашање и мотивацију. Овај регион обезбеђује и мотивациону снагу за процес учења.

Мождана доминантност јесте комплементарна специјализација за један процес. Специјализација хемисфере је повезана са способношћу човека да се боље служи једном руком, што је генетички детерминисано. Једна од хемисфера игра водећу улогу, доминантна је у односу на функцију.Такосе једна хемисфера специјализује за језик, а друга преузима неке друге функције.

Латерализација функција настаје због унутрашње асиметрије још у фетусу. У првим годинама живота обе хемисфере су способне за независно функционисање. Доминантна или категоричка хемисфера, је

12

везана за леву хемисферу због локализације говорне функције. Сензорни аспект комуникације су очи и уши, а код слепих додир. Деструкција аудиторних и визуелних асоцијативних региона доводи до неспособности да се разумеју изговорене или написане речи. Лезије доминантне хемисфере доводи до језичких проблема, губитка свежег вербалног памћења, потиштености и депресије, афазије и агнозије. Десна хемисфера је специјализована за разумевање и интерпретацију музике, интонацију говора, супериорна у емоционалном, интуитивном понашању, важна је за рефлексну меморију, не-вербална и визуелна искуства, препознавање лица, музике, идентификацију објекта, препознавање предмета итд. Лезија десне хемисфере доводи до астерогнозије (немогућност да се објект идентификује додирући га). Када је лезија у репрезентативној хемисфери, доњи паријетални режањ, долази до занемаривања једног дела тела(особа брије само пола лица, облачи само пола тела, чита половину сваке стране...).

Више интелектуалне функције мозга

Мозак преко својих рецептора у телу прима разне информације, међусобно их координира и сређује,по потреби на њих реагује вољном реакцијом или их памти. Мозак учи, анализира, сређује информације, мисли, памти, одређује понашање, искуство, темперамент, особеност и свест човека. Мозак одређује нашу будност а одговоран је и за спавање и снове. У њему се налазе наша сећања и одвијају се наша мишљења, идеје и страхови.

У мозгу се одвијају и више интелектуалне функције код човека као што су памћење, мишљење и говор.

13

Памћење

Једна од веома важних и сложених интелектуалних функција јесте памћење. О памћењу се може говорити као о процесу, односно као о менталној активности или врсти доживљаја. Памћење је такође и способност да се обнове садржаји који су раније научени. Памћење је сложен процес који се састоји од више различитих психичких процеса, а то су: ѕадржавање наученог, заборављање - јер се оно што је научено не задржава у потпуности, затим препознавање и обнављање садржаја које је научено...

Као сви психички процеси памћење има своју физиолошку основу. Ту основу чине промене у кори великог мозга. Оно што је научено оставља неку промену тј. траг у можданој кори. Та промена је промена у структури нервних ћелија у кори великог мозга и у везама међу нервним ћелијама ангажованим при учењу неког садржаја. Процес задржавања је трајање таквих промена у нервном систему, а заборављање је слабљење тих промена. Препознавање и репродуковање је активирање тих трагова изазваних процесом учења.

Памћење се може поделити према различитим критеријумима, а најчешће се разликују:

-моторно памћење - оно се односи на задржавање и обнављање научених покрета (на пр. вештина писања на машини или пливања у базену заснива се на моторном памћењу).

-ментално памћење - оно се састоји у задржавању и обанављању различитих интелектуалних доживљаја (опажаја, мисли). У менталном памћењу разликује се сликовито памћење од вербално-логичког памћења. Сликовито памћење подразумева памћење ликова, предмета, слика, а логично вербално памћење подразумева задржавање материјала и његово репродуковање речима.

Постоје индивидуалне разлике у могућности појединца да задрже и репродукују оно што су научили. Према неким испитивањима неким испитаницима је потребно да науче кратку песму десет понављања, док је другима потребно 25 понављања. Због тога је постављено питање да ли постоји општа способност памћења, или постоји посебна и међусобно независна способност памћења за одређене врсте садржаја. Поступком факторске анализе резултати испитивања показали су да постоји један општи фактор памћења, али да поред њега постоје и други фактори: групни и специфични. То значи, да неко ко има добро памћење за неку врсту материјала, има у извесној мери такво памћење

14

и за остале врсте материјала, али ипак постоји већа способност за поједине врсте.

Памћење можемо поделелити на:-краткотрјно памћење-дуготрјно памћење

Краткотрајно памћење предтавља задржавање и поново призивање у сећање догађаја у периоду који се мери секундама и минутима. Краткотрајно памћење може бити привремено задржано(радно памћење), и трајно ускладиштено(дуготрајно памћење). Електрофизиолошка истраживања на мајмунима и истраживање на људима указују да је радно паћење динамичко узајамно деловање између кортикалних региона информационих складишта и два фронтална мождана региона. На пример када се захтева да се запамте визуелни или вербални симболи леви паријетални кортекс је у целости активан. Када се захтева да се запамте симболи за дужи временски период Брокина зона (латерални фронтални кортекс), прогресивно повећава своју активност. Брокина зона може бити одбојник, или привремени посредник који враћа сигнале у постериорни паријетални регион.

Не постоји стварна граница између типова краткотрајног и дуготрајног памћења. Разлика је само у степену. Међутим, дуготрајно памћење је резултат стварних структурних промена на синапсама које спајају неуроне и које повећавају или супримују провођење сигнала. Развој правог дуготрајног памћења зависи од физичког реструктурирања самих синапси тако да се повећава њихова сензитивност за пренос нервних сигнала.

15

Мишљење

Процес мишљења спада у сложеније психичке процесе који нам омогућавају да потпуније упознамо стварност и да се успешније у њој сналазимо. Помоћу мишљења ми увиђамо односе и везе међу појавама. Захваљујући мишљењу ми смо у стању да оцењујемо исправност наших опажаја, да доносимо судове о појавама и стварима, да откривамо ново што нам је дотад било непознато. За човека је мишљење карактеристична ментална активност. Захваљујући њему, човек је развио науку, уметност и технику откривајући стално оно што му је дотад било непознато.израз мишљење користимо у више значења. Понекад се под мишљењем подразумева активност коју називамо сећањем.Такође, израз мишљење се употрбљава и онда кад констатујемо да постоји неки однос између опажених чулних података.Често се мишљењем означава маштање или замишљање.

Међутим, кад говоримо о мишљењу, пре свега имамо на уму менталну активност којом настојимо да савладамо неку актуелну тешкоћу, неки проблем пред којим смо се нашли, користећи при том наше претходно искуство.

За процес мишљења су карактеристични: оперисање опажајима, представама, речима, појмовима или знацима,усмереност коришћења

16

искуства кад желимо да решимо проблем и увиђање односа и веза које пре нисмо уочавали.

Мишљење можемо схватити и као вид нервне активности на следећи начин. Оно настаје стимулацијом више различитих делова нервног система у исто време и у одређеним деловима укључујући најзначајније, церебрални кортекс, таламус, лимбички систем и горње делове можданог стабла.

Процес мишљења повезан је и са емоционалним процесима.У процес мишљења се укључују разна осећања, пре свега такозвана интелектуална осећања, као што су осећања чуђења, радозналости, сумње, задовољства и незадовољства. Мишљење могу да усмеравају и одржавају мотиви и осећања. Али често, они могу и да отежавају решавање проблематако што смо склони да под утицајем наших жеља и очекивања закључујемо и бирамо оне податке како бисмо желели да буде.

Модерна наука о мозгу налази се на прагу објашњења мишљења, што је само до пре десетак година било научна фантастика.Научници су доказали да је могуће регистровати мисли човека и животиња и мислима управљати помоћу апарата и компјутера, што је, како истичу, тек једно од првих открића које ће довести до разјашњења тајни о мозгу.

Говор

Говор представља основни начин комуникације међу људима. Говором човек преноси своје мисли и осећања другим људима на далеко сложенији начин него што то чини иједна животињска врста тако да је једна од најважнијих разлика између човека и нижих животиња у томе што људи могу да комуницирају једни са другима.

Процес говора подразумева следеће: формирање мисли и избор речи које ће се употребити као и сам говор са одговарајућом артикулацијом..Формирање мисли и избор речи су функције сензорних региона мозга. То је Верникеово подручје у задњем делу горње темпоралне области. Верникеово подручје је иначе најзначајнији

17

регион читавог мозга за највише интелектуалне функције, јер су готово све интелектуалне функције базиране на говору. Артикулација (покрети уста, језика ) одвијају се у примарном кортексу који се налази испред централне бразде.

Мишљење, о коме је до сада било речи, и говор су тесно повезани.Представе које користимо у процесу мишљења су најчешће говорне представе, а и проблем о коме размишљамо увек формулишемо речима.Због повезаности мишљења и говора многи истраживачи су процес мишљења проучавали и анализирајући говор.

Уска повезаност између мишљења и говора постоји пре свега јер је говор редовни облик мисли, односно то је средство помоћу кога се мисао не само изражава него и тачније и прецизира и развија.Говор нам такође омогућава да прецизно изразимо односе мећу појавама.

Повезаност између ова два појма, мишљења и говора, не значи да су мишљење и говор једно исто, односно да се мишљење може свести на говор. Да су то различити појмови показује и то да се иста мисао може изразити различитим речима.Такође то потврђују и разлике између спољашњег или саопштеног говора и такозваног унутрашњег говора којим се служимо када о нечему мислимо, а своје мисли не саопштавамо другима.

Закључак

Истраживања о мозгу су многобројна и може се рећи да су интердисциплинарна. Истраживачи мозга нису били само биолози и медицинари, већ и психолози, физичари, информатичари, математичари и филозофи.Сваки од њих, са својим специфичним знањима доприноси свеукупном знању о функционисању мозга.Међутим, упркос великом броју научних радова и напретку у техникама истраживања, још увек не можемо рећи да у потпуности знамо како мозак функционише. Та функција остале делом тајна. Неки научници сматрају да на нека питања нећемо ускоро моћи да дамо одговоре.

Ипак, мозак остаје најважнији орган за човекову способност размишљања али и важан објект размишљања за оне људе који покушавају да продру у његове тајне.

18

19

20