Βασική δομή

Το νευρικό σύστημα αποτελείται από τον εγκέφαλο, το νωτιαίο μυελό και τα περιφερικά νεύρα. Συγκροτείται από νευρικά κύτταρα (τους νευρώνες) και από υποστηρικτικά κύτταρα, τα γλοιακά κύτταρα.

Υπάρχουν τρία κύρια είδη νευρώνων. Οι αισθητικοί νευρώνες, οι οποίοι συνδέονται με υποδοχείς εξειδικευμένους να ανιχνεύουν και να απαντούν σε διαφορετικά ερεθίσματα του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Οι υποδοχείς που είναι ευαίσθητοι σε μεταβολές του φωτός, του ήχου, σε μηχανικά και χημικά ερεθίσματα υπηρετούν την αίσθηση της όρασης, της ακοής, της αφής, της όσφρησης και της γεύσης. Όταν μηχανικά, θερμικά ή χημικά ερεθίσματα στο δέρμα υπερβούν μία συγκεκριμένη ένταση, είναι δυνατόν να προκαλέσουν καταστροφή του ιστού, γεγονός που ενεργοποιεί μια ειδική κατηγορία υποδοχέων, τους αλγοϋποδοχείς (υποδοχείς πόνου) . Οι υποδοχείς αυτοί ενεργοποιούν τόσο προστατευτικά αντανακλαστικά όσο και την αίσθηση του πόνου (βλ. κεφάλαιο 5 για την Αφή και τον Πόνο). Οι Κινητικοί νευρώνες, οι οποίοι ελέγχουν τη δραστηριότητα των μυών, εμπλέκονται σε όλα τα είδη συμπεριφοράς, συμπεριλαμβανομένης και της ομιλίας. Ανάμεσα στους αισθητικούς και τους κινητικούς νευρώνες παρεμβάλλονται οι ενδονευρώνες. Τα κύτταρα αυτά αποτελούν και την πλειονότητα των κυττάρων στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Οι ενδονευρώνες διαμεσολαβούν απλά αντανακλαστικά αλλά συμμετέχουν και στις ανώτερες λειτουργίες του εγκεφάλου. Τα γλοιακά κύτταρα, που για καιρό πιστεύαμε ότι είχαν καθαρά υποστηρικτικό ρόλο προς τους νευρώνες, σήμερα γνωρίζουμε ότι συμβάλλουν σημαντικά στην ανάπτυξη του νευρικού συστήματος και στη λειτουργία του ενήλικου εγκεφάλου. Ενώ είναι περισσότερα σε αριθμό, δε μεταδίδουν την πληροφορία με τον ίδιο τρόπο που τη μεταδίδουν οι νευρώνες.

Η αρχιτεκτονική δομή των νευρώνων συνίσταται στο κυτταρικό σώμα και σε δύο πρόσθετα τμήματα, που ονομάζονται «αποφυάδες». Ένα από αυτά τα τμήματα είναι οι άξονες. Δουλειά τους είναι να μεταδίδουν πληροφορίες από τον ένα νευρώνα στους άλλους με τους οποίους συνδέεται. Το άλλο τμήμα είναι οι δενδρίτες – δουλειά τους είναι να προσλαμβάνουν τις πληροφορίες που μεταδίδονται από τους άξονες άλλων νευρώνων. Τόσο οι άξονες όσο και οι δενδρίτες συμμετέχουν στο σχηματισμό ειδικών σημείων επαφής, που ονομάζονται συνάψεις (βλ. κεφάλαια 2 & 3 για το Δυναμικό Ενέργειας και τους Χημικούς Μεταβιβαστές). Οι νευρώνες οργανώνονται σε πολύπλοκες αλυσίδες και δίκτυα, που αποτελούν τις οδούς μέσω των οποίων μεταδίδονται οι πληροφορίες στο νευρικό σύστημα.

Ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός συνδέονται με αισθητικούς υποδοχείς και μυς μέσω μεγάλου μήκους αξόνων που αποτελούν τα περιφερικά νεύρα. Ο νωτιαίος μυελός έχει δύο βασικές λειτουργίες: αποτελεί τόσο την θέση των απλών αντανακλαστικών, όπως είναι το αντανακλαστικό εκτίναξης του γόνατος και η ταχεία απόσυρση ενός μέλους του σώματος μετά από επαφή με καυτό αντικείμενο ή μετά από τσίμπημα με καρφίτσα, όσο και των πιο πολύπλοκων αντανακλαστικών και σχηματίζει μία οδό ταχείας μετάδοσης πληροφοριών από το σώμα προς τον εγκέφαλο και το αντίστροφο.

Αυτές οι βασικές δομές του νευρικού συστήματος είναι ίδιες σε όλα τα σπονδυλωτά. Το γνώρισμα που διαφοροποιεί τον ανθρώπινο εγκέφαλο, είναι το μεγάλο μέγεθός του σε σχέση με το μέγεθος του σώματος. Αυτό οφείλεται στην τεράστια αύξηση του αριθμού των ενδονευρώνων κατά τη διάρκεια της εξέλιξης του είδους, γεγονός που παρέχει στον άνθρωπο αμέτρητες επιλογές αντίδρασης σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος.

Ανατομία του εγκεφάλου

Ο εγκέφαλος αποτελείται από το εγκεφαλικό στέλεχος και τα εγκεφαλικά ημισφαίρια.

Το εγκεφαλικό στέλεχος διαιρείται στον οπίσθιο εγκέφαλο, στο μεσεγκέφαλο και σε έναν «ενδιάμεσο εγκέφαλο», το διεγκέφαλο. Περιέχει δίκτυα νευρώνων που συγκροτούν κέντρα ελέγχου ζωτικών λειτουργιών, όπως η αναπνοή και η αρτηριακή πίεση. Από την οροφή του οπισθίου εγκεφάλου αναφύεται η παρεγκεφαλίδα, η οποία διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον έλεγχο και στο συντονισμό των κινήσεων (Βλ. κεφάλαια για την Κίνηση και τη Δυσλεξία).

Ο μεσεγκέφαλος περιέχει ομάδες νευρώνων, κάθε μία από τις οποίες φαίνεται ότι χρησιμοποιεί ένα συγκεκριμένο είδος χημικού μεταβιβαστή , αλλά όλες προβάλλουν στα εγκεφαλικά ημισφαίρια. Πιστεύεται ότι αυτοί οι νευρώνες μπορούν να ρυθμίσουν τη δραστηριότητα νευρώνων στα ανώτερα κέντρα του εγκεφάλου που ρυθμίζουν λειτουργίες όπως ο ύπνος, η προσοχή και η ανταμοιβή.

Ο διεγκέφαλος χωρίζεται σε δύο πολύ διαφορετικές περιοχές, οι οποίες ονομάζονται θάλαμος και υποθάλαμος: Ο θάλαμος μεταφέρει ώσεις από όλα τα αισθητηριακά συστήματα στον εγκεφαλικό φλοιό, ο οποίος ακολούθως στέλνει μηνύματα πίσω στο θάλαμο. Αυτή η πρόσθιο-οπίσθια άποψη της συνδεσμολογίας του εγκεφάλου είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα – η πληροφορία δε μεταφέρεται μόνο προς μία κατεύθυνση. Ο υποθάλαμος ελέγχει λειτουργίες όπως η λήψη τροφής και η πόση υγρών. Επίσης ελέγχει την απελευθέρωση ορμονών που εμπλέκονται στις γενετήσιες λειτουργίες.

Τα εγκεφαλικά ημισφαίρια αποτελούνται από ένα πυρήνα, τα βασικά γάγγλια και ένα εκτεταμένο αλλά λεπτό περίβλημα νευρώνων, που συνιστά τη φαιά ουσία του εγκεφαλικού φλοιού. Τα βασικά γάγγλια διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην έναρξη και στον έλεγχο των κινήσεων. (Βλ. κεφάλαιο 7 για την Κίνηση). Πιεσμένος μέσα στον περιορισμένο χώρο του κρανίου, ο εγκεφαλικός φλοιός διαμορφώνεται από πτυχές που ελίσσονται προς τα μέσα και προς τα έξω, διευρύνοντας έτσι κατά πολύ την επιφάνεια του περιβλήματος. Ο φλοιός είναι η πιο ανεπτυγμένη δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου – τέσσερις φορές μεγαλύτερη από αυτή που υπάρχει στους γορίλες. Διαιρείται σε ένα μεγάλο αριθμό διακριτών περιοχών, κάθε μία από τις οποίες διακρίνεται ανάλογα με τις στιβάδες και τις συνδέσεις της. Οι λειτουργίες πολλών εξ αυτών των περιοχών είναι γνωστές – όπως οι οπτικές, ακουστικές και οσφρητικές περιοχές, οι αισθητικές περιοχές που δέχονται πληροφορίες από το δέρμα (οι επονομαζόμενες σωματοαισθητικές περιοχές) και διάφορες κινητικές περιοχές. Οι οδοί από τους αισθητηριακούς υποδοχείς προς το φλοιό και από το φλοιό προς τους μυς διασταυρώνονται από τη μία πλευρά στην άλλη. Έτσι, οι κινήσεις της δεξιάς πλευράς του σώματος ελέγχονται από την αριστερή πλευρά του φλοιού (και αντίστροφα). Ομοίως, το αριστερό μισό του σώματος στέλνει αισθητικά σήματα στο δεξί ημισφαίριο έτσι ώστε, για παράδειγμα, ήχοι από το αριστερό αυτί φτάνουν κυρίως στο δεξιό φλοιό. Ωστόσο, τα δύο μισά του εγκεφάλου δε δουλεύουν απομονωμένα το ένα από το άλλο – ο αριστερός και ο δεξιός εγκεφαλικός φλοιός συνδέονται με μία μεγάλη δέσμη ινών, που ονομάζεται μεσολόβιο. Ο εγκεφαλικός φλοιός είναι απαραίτητος για τις εκούσιες κινήσεις της γλώσσας, της ομιλίας και για ανώτερες λειτουργίες, όπως η σκέψη και η μνήμη. Πολλές από αυτές τις λειτουργίες διενεργούνται και από τις δύο πλευρές του εγκεφάλου, αλλά κάποιες εντοπίζονται κυρίως σε ένα από τα δύο ημισφαίρια. Έχουν ήδη ταυτοποιηθεί περιοχές που εμπλέκονται σε κάποιες από αυτές τις ανώτερες λειτουργίες, όπως η περιοχή που συνδέεται με την ομιλία. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε, κυρίως για θέματα ιδιαίτερα συναρπαστικά, όπως αυτό της συνείδησης και έτσι η μελέτη των λειτουργιών του εγκεφαλικού φλοιού είναι ίσως ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ερευνητικά πεδία στις Νευροεπιστήμες, κάτι που δικαιολογεί την ύπαρξη αυξημένης ερευνητικής δραστηριότητας.

Σύνδεσμοι στο Διαδίκτυο: http://science.howstuffworks.com/brain.htm  http://faculty.washington.edu/chudler/neurok.html  http://psych.hanover.edu/Krantz/neurotut.html

International Brain Research Organisation (IBRO)
British Neuroscience Association (BNA)
Ελληνική μετάφραση:
Ζέτα Παπαδοπούλου-Νταϊφώτη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Φαρμακολογίας
και Διευθύντρια του Εργαστηρίου Φαρμακολογίας της Ιατρικής Σχολής του Παν/μιου Αθηνών
Δρ Στέλλα Γ. Γιακουμάκη, Ψυχολόγος, Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια του Τμήματος Ιατρικής του Παν/μίου Κρήτης
Γεώργιος Κωστόπουλος, Πρόεδρος της Ελληνικής Εταιρείας Νευροεπιστημών
Τελευταία αναθεώρηση : 19/12/2007