CogniFit - Mózg ludzki

Czym jest mózg?

Czym jest mózg? Mózg jest organem złożonym, który stanowi część naszego ośrodkowego układu nerwowego (CNS) i największą część mózgowia. Znajduje się on w przednim i najwyższym rejonie jamy czaszki i jest obecny we wszystkich kręgach. W czaszce, mózg unosi się w przezroczystej cieczy, zwanej płynem mózgowo-rdzeniowym, która chroni go zarówno fizycznie, jak i immunologicznie.

Czy mózg to mięsień? Często słyszymy, że mózg musi być ćwiczony, aby nie zanikł, podobnie jak mięśnie. Jednak ważne jest, aby zrozumieć, że mózg nie jest mięśniem. Mózg nie składa się z miocytów, z których wykonane są komórki mięśni, ale raczej z miliona neuronów, które są połączone przez aksony i dendryty. Regulują one każdą z funkcji naszego mózgu i ciała. Od oddychania, jedzenia lub biegania, do zdolności rozumowania, zakochiwania się czy nawet kłótni. Wszystko przechodzi przez kontrolę naszego mózgu.

Czym zajmuje się nasz mózg? Funkcje mózgu

W zasadniczej części mózgowia i ośrodkowego układu nerwowego, mózg może być zdefiniowany, jako "menadżer", który kontroluje i reguluje większość funkcji mózgowych i ciała. Od tych życiowych, takich jak oddychanie, do innych, jak głód, pragnienie, czy wreszcie do najwyższej klasy funkcji, takich jak rozumowanie, uwaga i pamięć (Corbetta & Shulman, 2002). Mózg jest odpowiedzialny za upewnienie się, że wszystkie te świadome i podświadome funkcje są dobrze prowadzone.

Wszystko, co dzieje się w naszym życiu, po przebudzeniu czy podczas snu, czy to oddychanie, połykanie, widzenie, słyszenie, dotykanie, czytanie lub pisanie, śpiew i taniec, myślenie po cichu lub głośne rozmowy, miłość lub nienawiść, chodzenie lub bieganie, planowanie lub działa spontanicznie, wyobrażanie lub tworzenie itp., odbywa się dzięki mózgowi. Uporządkujmy to, oto niektóre funkcje naszego mózgu, za które jest on odpowiedzialny:

• Kontrola funkcji życiowych: kontrolowanie temperatury ciała, ciśnienie krwi, częstość akcji serca, oddychanie, spanie, jedzenie, itd.
• Odbieranie, przetwarzanie, integracja i interpretacja wszystkich informacji, które otrzymujemy za pośrednictwem naszych zmysłów: wzroku, słuchu, smaku, dotyku, zapachu.
• Kontrola ruchów i naszej postawy: chodzenie, bieganie, rozmawianie, stanie.
• Jest odpowiedzialny za naszeemocje i zachowania.
• Pozwala nam na myślenie, rozumowanie, czucie, bycie...
• Kontrola wyższych funkcji poznawczych: pamięć, nauka, percepcja, funkcje wykonawcze...

"Ludzie powinni wiedzieć, że nasze odczuwanie przyjemności, wszelka radość, śmiech i rozkosze, podobnie jak ból, troska, zgryzota i nasze łzy. W szczególny sposób zdobywamy wiedzę i mądrość, widzimy i słyszymy, wiemy, co prawdziwe, a co złudne, co dobre, a co złe, co słodkie, a co niesmaczne...I przez ten sam organ stajemy się szaleni, i lęki i strachy atakują nas...Wszystko to pochodzi z mózgu i tylko z mózgu... Jestem zdania, że mózg sprawuje największą siłę w człowieku" Hipokrates(IV BC), O świętej chorobie.

Hipokrates wiedział wtedy, że mózg ludzki jest jedną z najbardziej skomplikowanych, enigmatycznych, a jednocześnie najdoskonalszych kreacji we wszechświecie. W swoim czasie, Hipokrates i jego rówieśnicy nie mogli sobie wyobrazić tego wszystkiego, czego nauczyliśmy się o mózgu od tamtej pory. Dzięki postępom technologicznym neuroobrazowania, medycyny, biologii, psychologii i neurologii, udało nam się odkryć wielkie tajemnice dotyczące anatomii i tego, jak działamy. Jednak nadal istnieje wiele pytań, pozostawionych bez odpowiedzi.

Części mózgu

Wszystkie kręgowce (zwierzęta z kośćmi) mają mózg, który składa się z następujących części:

• Pień mózgu: zbudowany z rdzenia przedłużonego, mostu, śródmózgowia i międzymózgowia. Pień mózgu kontroluje automatyczne funkcje, takie jak ciśnienie krwi i bicie serca, ruchy układu limbicznego i funkcji narządów wewnętrznych, takich jak trawienie lub oddawania moczu.
• Móżdżek: jest to drugi, co do wielkości organ mózgowia, bierze przede wszystkim udział w kontroli postawy i ruchów.
• Podwzgórze, i przysadka mózgowa, odpowiedzialne za funkcje intuicyjne i emocjonale, jak regulacja temperatury ciała i podstawowych zachowań, takich jak jedzenie, reakcje seksualnej przyjemności, agresja...
• Mózg, składa się z kory mózgowej (półkul mózgowych i płatów) i kilku głębokich struktur, takich jak zwoje podstawy mózgu, ciało migdałowate i hipokamp. Jest odpowiedzialny za integrację wszystkich informacji zebranych przez nasze narządy zmysłów i organizowanie odpowiedzi. Kontroluje on funkcje wykonawcze, emocje i wszystkich wyższe funkcje poznawczych: rozumowanie, ekspresję emocjonalną, pamięć, uczenie się...

Charakterystyka ludzkiego mózgu

Ile waży ludzki mózg? Jak duży jest? Ile neuronów jest w mózgu?

• Kora mózgowa u ludzi jest jedną z najbardziej rozwiniętych i złożonych spośród wszystkich gatunków zwierząt. Jest nie tylko większa, ale również pozawijana i pozaginana na siebie, formując rowki i fałdy, które nadają jej charakterystyczny, pomarszczony wygląd.
• Ludzkie mózgowie waży około 1.4-1.5 kg i mierzy około 1130 cc (69 ci) u kobiet i 1260 cc (77 ci) u mężczyzn.
• Mózg (i pień mózgu) są pokryte membranami, zwanymi oponami mózgowymi, które chronią czaszkę,  podczas uderzenia.
• Dla jeszcze większej ochrony, mózg "pływa" w płynie mózgowo-rdzeniowym.
• Szacuje się, że ludzki mózg składa się z ponad 100 miliardów komórek nerwowych, głównie komórek glejowych i neuronów.

NEURONY: to komórki, które są wyspecjalizowane w zakresie przyjmowania, przetwarzania i przekazywania informacji na temat poziomów wewnątrzkomówkowych. Odbywa się to za pośrednictwem sygnałów elektrochemicznych (impulsy nerwowe), zwanych potencjałem czynnościowym. Strukturalnie, neurony mają te same elementy cytoplazmatyczne i taką samą informację genetyczną jak reszta komórek w organiźmie. Neurony składają się z trzech części:

• Ciało komórki, zwane soma: jest główną częścią komórki, która zawiera jądro (z DNA), retikulum endoplazmatyczne oraz rybosomy (wytwarzają białka) i mitochondria (wytwarzają energię). Soma jest tam, gdzie ma miejsce większość funkcji metabolicznych. Jeśli soma umiera, komórka umiera.
• Aksony: są przedłużeniem, które odstaje od somy komórkowej. Jest to rodzaj "kabla", który posiada zakończenia aksonu (żylaki), które są synaptycznymi punktami kontaktowymi, poprzez które przekazywane są impulsy nerwowe (element pre-synaptyczny). Długość aksonów może różnić się od neuronu do neuronu: istnieją bardzo krótkie (mniej niż 1 mm), oraz inne, które są bardzo długie (do kilku metrów, zazwyczaj nerwy obwodowe). Niektóre aksony (zwłaszcza neurony czuciowe i motoryczne) są pokryte warstwą otoczki mielinowej, która przyspiesza go i ułatwia przesyłanie informacji. Im więcej mieliny posiada akson, tym silniejszy dotrze do impulsu nerwowego. Neurony, które mają najbardziej mieliny są neurony peryferyjne (czuciowe i ruchowe), znajdujące się tam, gdzie informacja musi podróżować najdalej.
• Dendryty: kilka zakończeń nerwowych, które odchodzą od somy, rozgałęziając się na kształt drzewa. Dendryty tworzą główny składnik do odbioru informacji (element post-synaptyczny) i to one sprawiają, że komunikacja między dwoma neuronami jest możliwa.

KOMÓRKI GLEJOWE: są najliczniejszym typem komórki w CNS. Mają zdolność do podziału w mózgu dorosłego (neurogeneza), a ich obecność jest niezbędna dla mózgu, aby funkcjonował poprawnie. Komórki te stanowią wsparcie strukturalne dla neuronów, tworzą osłonki mielinowe aksonów, pełnią funkcje ochronne, biorą udział w mechanizmach regeneracji i naprawy nerwów, współtworzą barierę krew-mózg itd. Istnieją różne typy komórek glejowych, wśród których są astrocyty, oligodendrocyty, komórki ependymalne. W obwodowym układzie nerwowym są to komórki Schwanna, komórki satelitarne i makrofagi.

Jak działa mózg?

Mózg działa na zasadzie przekazywania informacji pomiędzy neuronami (lub innymi komórkami efektorowymi lub receptorami) poprzez impulsy elektrochemiczne. Ta transmisja informacji jest wytwarzana podczas koniugacji, zwanej SYNAPSIS. Podczas synapsis neurony i komórki łączą się oraz poprzez ładunki chemiczne i impulsy elektryczne oraz neuroprzekaźniki są wymieniane oraz stają się odpowiedzialne za aktywację lub hamowanie działania innych komórek. Zakończenia neuronu są pre-synaptycznymi elementami komunikacji neuronalnej, przez które neuron tworzy komunikację z dendrytami, somami, a nawet innymi aksonami.

Wszelkie przekazywanie informacji przez neurony dzieje się w ciągu kilku milisekund. Setki połączeń, które pozwalają nam dostrzec, zrozumieć i odpowiednio reagować są dobrze skoordynowane. Otrzymujemy tysiące wejść i generujemy tysiące wyjść w ciągu kilku sekund, a wszystko to działa z precyzją szwajcarskiego zegarka. Możemy sobie wyobrazić nasz mózg, jako wielki kabel, który łączy całe nasze ciało z nim samym.

Jak rozwija się ludzki mózg?

Rozwój ludzkiego mózgu rozpoczyna się w stadium embrionalnym, a kończy w młodości. Po zaledwie 4 tygodniach po zapłodnieniu, mózg zaczyna tworząc cewkę nerwową w miejscu pochodzenia pnia mózgu. Następnie rozpoczyna się proces zawrotny, gdzie odbywa się różnicowanie komórek, migracja i proliferacja i gdzie rozpoczyna ię powstawanie i rozwój mózgu. Neurony są wytwarzane w cewce nerwowej, a następnie migrują do wytworzenia ważnych części mózgu. Wreszcie, są one zróżnicowane i wyspecjalizowane w funkcje, jakie będą posiadały.

Obliczono, że w fazie prenatalnej do 250.000 komórek mózgowych może być produkowanych na minutę. W rzeczywistości, mózg dziecka zaraz po urodzeniu ma już wszystkie komórki nerwowe, których potrzebuje, ale nie są jeszcze podłączone. Podczas pierwszych dwóch lat, połączenia te zaczynają się tworzyć za pośrednictwem elementu genetycznego, ale głównie przez oddziaływanie na środowisko i na otrzymane bodźce. Procesy mielinizacji (proces, w którym włókna nerwowe są pokryte warstwą izolacyjną z tłuszczu, który przenosi informacje) sprawiają, że jest to łatwiejsze i szybsze do zrobienia, a ponadto procesy te są odpowiedzialne za zwiększenie rozmiaru mózgu.

Od 0-12 miesięcy: dzieci nie rozwinęły pnia mózgu lub rdzenia kręgowego dlatego, że odpowiadają tylko na odruchowe bodźce i podstawowe funkcje przeżycia jak spanie, jedzenie, czy płacz. Jako że odnoszą sie do środowiska, nowe połączenia będą tworzone, i dzieci szybko nauczą się nowych rzeczy, jak skierować wzrok, powtarzać dźwięki, zrozumieć język, itd.

W 3 roku życia: objętość mózgu wynosi już 80% objętości dorosłego, a układ limbiczny i kora mózgowa są dość dobrze rozwinięte. To pozwala dzieciom wyrażać siebie i rozpoznawać emocje, bawić się i rozpocząć procesy liczenia i mówienia. Dlatego też uważa się, że w tym wieku mózg ma maksymalną plastyczność lub neuroplastyczność, gdzie nawet jeśli obszar uszkodzony odzyska swoją funkcję (ponieważ nie jest ona jeszcze w pełni wyspecjalizowane).

Mózg nie przestaje się rozwijać do okresu młodości: obszarem, który nadłużej dojrzewa są płaty czołowe, które specjalizują się w zachowaniu, rozumowaniu, rozwiązywaniu problemów itp.

Jednak nawet wtedy, gdy dojrzewanie mózgu kończy się w okresie młodości, mózg kontynuuje procesy swojej neurogenezy (tworzenie nowych neuronów) i może tworzyć nowe połączenia mózgowe poprzez trening i wzmocnienie. To jest podstawa neuroplastyczności.

Czy jest możliwy trening i poprawa mózgu? Jak CogniFit może pomóć

Dzięki plastyczności i zdolności naszego mózgu do tworzenia nowych połączeń i wzmocnienia starych, możemy poprawić nasze zdolności poznawcze.

Referencje

Corbetta, M. y Shulman, G. L. (2002). Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nat Rev Neurosci, 3 (3), 201-215.

Miller, E. K. (2000). The prefrontal cortex and cognitive control. Nat Rev Neurosci, 1 (1), 59-65.

Miller, E. K. y Cohen, J. D. (2001). An integrative theory of prefrontal cortex function. Annu Rev Neurosci, 24, 167-202.

Squire, L.R. (1992) Memory, and the hippocampus: a synthesis from findings with rats, monkeys and humans. Psychol Rev, 99, pp.195-231.