Latinský název | Cerebrum ( TA +/- ) |
---|---|
Systém | Centrální nervový systém |
Tepna | Vnitřní krční tepna , obratlové tepny |
Žíla | Vnitřní krční žíly , mozkové žíly , vnější žíly , žíly cévnatky |
Předchůdce | Neurální trubice |
Lidský mozek má stejnou základní konstrukci jako mozků jiných savců , ale to je ten, jehož velikost vzhledem ke zbytku těla vzrostl větší v průběhu evoluce . Pokud má modrá velryba nejtěžší mozek s 6,92 kilogramy oproti přibližně 1,5 kg u lidí, je koeficient lidské encefalizace nejvyšší a je sedmkrát vyšší než průměrný savec. Zvýšení objemu lidského mozku pochází převážně z vývoje mozkové kůry, který je velmi odlišný od vývoje jiných primátů, zejména čelních laloků, které představují více než 30% povrchu mozku a jsou zapojeny hlavně do plánování , jazyka a dobrovolnosti pohyb . Téměř polovina mozkové kůry je věnována senzorické analýze, zejména zraku.
I když je lidský mozek chráněn hematoencefalickou bariérou a silnými kostmi lebky a koupe se v mozkomíšním moku , zůstává vystaven úrazům a nemocem, z nichž nejčastější jsou úrazy hlavy , neurotoxická onemocnění , neurologická a neurodegenerativní onemocnění. . Předpokládá se, že řada psychiatrických poruch , jako je schizofrenie a deprese , souvisí s mozkovou dysfunkcí, i když povaha těchto mozkových abnormalit není dobře známa.
Historicky se často střetávaly názory na to, který mozek nebo srdce bylo sídlem duše . V jistém smyslu nebylo možné popřít, že se zdá, že vědomí je lokalizováno v hlavě , že úder do hlavy způsobí bezvědomí mnohem snadněji než úder do hrudníku , a že z otřesů hlavy se vám zatočí hlava . V jiném smyslu se mozek při povrchním vyšetření jeví jako inertní, zatímco srdce neustále bije. Zastavení srdečního rytmu způsobuje smrt, zatímco emoce vyvolávají změny srdečního rytmu a zármutek často vyvolává pocit bolesti v srdci („zlomené srdce“). Pro Aristotela bylo sídlem duše srdce. Mozek, chladící orgán, byl jednoduše použit k zajištění cirkulace krve (filozofická a lékařská teorie kardiocentrismu). Democritus rozděluje duši na tři části: intelekt v hlavě, emoce v srdci, touha kolem jater . Hippokrates si byl jistý, že duše byla v mozku (filozofická a lékařská teorie cerebrocentrismu nebo cefalocentrismu). Pro Herophila byl mozek centrem inteligence.
Galen také bránil důležitost mozku a vyvinul poměrně pokročilé teorie o tom, jak to funguje. I po uznání nadřazenosti mozku naučenou společností myšlenka srdce jako sídla inteligence přežila v populárních idiomech . Galen provedl dlouhou práci, aby popsal anatomické vztahy mezi mozkem, nervy a svaly a ukázal, že všechny svaly v těle jsou spojeny s mozkem sítí nervů. Předpokládal, že nervy aktivují svaly mechanicky a nesou záhadnou látku, kterou nazývá psychický pneuma (neboli „zvířecí duch“). Jeho myšlenky se těšily relativní pověsti během středověku , ale postupovaly až do renesance . Během renesance podrobná anatomická studia shrnula a spojila myšlenky Galena s myšlenkami Descartova a jeho nástupců. Stejně jako Galena, Descartes myslel na nervový systém v hydraulických podmínkách . Je přesvědčen, že nejvyšší kognitivní funkce, zejména jazyk , jsou prováděny nefyzickou „myslící věcí“ ( res cogitans ), ale většinu lidského a zvířecího chování lze vysvětlit mechanicky. První velký krok směrem k moderní medicíny pochází z výzkumu Luigi Galvani , který zjistí, že výtok z statické elektřiny aplikované na nervu z a mrtvého žába způsobí svou nohu, aby smlouvu .
Každý velký pokrok v porozumění mozku více či méně přímo sledoval vývoj nové metody analýzy.
V XVII -tého století, Thomas Willis , otec moderní neurovědy, trvá opak dualistické teorie Descarta, upřednostňuje přístup materialistickou s jeho popisem fungování nervů. Znepokojen hledáním spojení mezi mozkem a duchem rozšiřuje Willis koncepty navržené Galenem , podle nichž byl mozek orgánem odpovědným za vylučování „zvířecích duchů“ (ventrikulární teorie mozků) a lokalizuje myšlenky v mozku , mozková kůra .
V XVIII th století, Vincenzo Malacarne (it) , zakladatel topografické anatomie a neuropsychologie , stanoví zásady o existenci klinických příznaků u pacientů spojených s post-mortem pozorování poškození mozku. Paul Broca demonstruje tuto anatomoclinical korelace .
V XIX th století, Franz Gall rozvíjeny prostřednictvím organological techniky, localisationiste teorii, že kognitivní funkce jsou na závity z mozkové kůry . Chirurgové Charles Scott Sherrington a CS Roy pozorují mozek na operačním sále a všimnou si, že oblast kůry zčervená, když se pacient pohybuje určitou částí těla, což ukazuje mozkovou spotřebu kyslíku.
Až do počátku XX -tého století , velké pokroky vedly k objevu nových histologických skvrn . Bez barvení se mozková tkáň pod mikroskopem jeví jako neproniknutelná spleť protoplazmatických vláken, ve kterých nebylo možné určit žádnou strukturu. Jedním z nejdůležitějších skvrn je Golgiho barvení, které obarví jen malou část neuronů. Barvení neuronů se zjevně objevuje náhodně, ale barví celé neurony, jak tělo buňky, tak dendrity a axon . Zejména díky práci Camilla Golgiho a Santiaga Ramóna y Cajala dokázalo nové barvení odhalit stovky odlišných typů neuronů, z nichž každý má svou vlastní dendritickou strukturu a vlastní vzor konektivity.
Měření poměru vlastností organismů podle jejich velikosti a jejich hmotnosti bylo zahájeno ve 20. letech 20. století biologem Julianem Huxleyem , který jej nazval alometrií .
V XX th století, v průběhu elektroniky se otevřela cestu k výzkumu elektrických vlastností nervových buněk, včetně práce, jako je Louis Sokoloffem na autoradiografie (průtok krve mozkem radioaktivním způsobem sledovacího umožňuje funkční mapování), Alan Hodgkinova nebo Andrew Huxley o biofyzice akčního potenciálu a práce na elektrochemii synapse, jako je Bernard Katz . Rané studie používaly speciální přípravky, jako je studium rychlé odezvy chobotnice, která zahrnuje axon a obří synapse. Neustálé zlepšování elektrod a elektroniky umožnilo vylepšit úroveň rozlišení výzkumu. Tyto studie doplnily anatomické desky pojetím mozku jako dynamické entity.
Ve Spojených státech , je 1990 prohlášeny za „ desetiletí mozku (v) “ na památku pokroky ve výzkumu mozku a podporovat fond pro budoucí výzkum.
Mozek dospělého muže váží v průměru téměř 1,5 kg (obvykle 1,3 až 1,4 kg , což je asi 2% tělesné hmotnosti pro osobu s hmotností 60 kg ). Má objem přibližně 1130 cm 3 u žen a 1290 cm 3 u mužů, i když existují významné individuální variace. V souvislosti se stejnou velikostí a povrchem těla mají muži průměrný mozek o 100 gramů těžší než u žen, ale tyto rozdíly nekorelují s IQ nebo jinými měřítky kognitivního výkonu.
Lidský mozek je tvořen přibližně 170 miliardami buněk, včetně průměrně 86 miliard neuronů , z nichž každý může tvořit 5 až 60 000 synapsí . Silná myelinizace z axonů umožňuje zrychlit rychlost nervového impulsu , které se šíří od 1 m / s v amyelinated axonu do 100 m / s, v myelinated axonů.
Lidský mozek (nejvýznamnější část mozku ) se nachází nad mozečkem a mozkovým kmenem . Skládá se ze dvou mozkových hemisfér (tvořících s přidruženými strukturami telencephalon ) a diencephalon složený z thalamu , hypotalamu , epithalamu a subthalamu .
Lidský mozek má stejnou strukturu jako obratlovci. Tyto Neuroanatomie rozdělí do šesti hlavních oblastí vymezených na základě vývoje nervového systému z neurální trubice : The předního mozku se středního mozku se středního mozku se malý mozek se most a míše . Každá z těchto oblastí má složitou vnitřní strukturu. Určité oblasti mozku, jako je mozková kůra nebo mozeček, jsou tvořeny vrstvami tvořícími klikaté záhyby , mozkové vývrtky , které umožňují zvětšit kortikální povrch při umístění v lebeční schránce. Ostatní oblasti mozku představují skupiny mnoha jader . Pokud lze jasně rozlišit neurální strukturu, chemii a konektivitu, lze v mozku identifikovat tisíce odlišných oblastí.
Tloušťka mozkové kůry je mezi 1 a 4,5 milimetry a její plocha je přibližně dva tisíce čtverečních centimetrů.
Zjevně by bylo obtížné umístit celý tento povrch do lebeční schránky. Ve skutečnosti je kůra složena rýhami ( rýha ve vědecké latině) nebo prasklinami , klikatými a proměnlivé hloubky, které vymezují hřebeny zvané gyrus nebo mozkové spirály . Nejhlubší trhliny rozdělují kůru na laloky . V závislosti na jejich situaci mluvíme o čelních , temenních , týlních a spánkových lalocích .
Pod kůrou je bílá hmota složená z axonů, které vytvářejí spojení mezi těly buněk v kůře a jinými částmi mozku.
Mozková kůra je rozdělena na funkční oblasti, nazývané oblasti (tři hlavní typy oblastí jsou smyslové oblasti, motorické oblasti a asociační oblasti), z nichž každá poskytuje specifickou kognitivní funkci. Byly to studie Paula Brocy z roku 1861, které jako první naznačily existenci takové organizace neokortexu. Tyto oblasti jsou zhruba stejné pro všechny jedince stejného druhu, ale mají malé rozdíly. U primitivních savců není tato specializace jasná a s přiblížením se k člověku je jasnější. Výzkum, jehož výsledky byly publikovány v roce 2016, vedl vědce k vymezení 180 oblastí na mozkovou hemisféru vymezených náhlými změnami v kortikální architektuře, funkci, konektivitě a dokonce i topografii. Snímky byly získány pomocí multimodální magnetické rezonance odvozené z projektu lidského konektomu (in) .
Největší strukturální rozdíl mezi mužským a ženským mozkem je velikost. Mozek mužů je větší (v průměru 1290 cm 3 u mužů proti 1130 cm 3 u žen) a těžší, než u žen o 10 až 15 % , tento vědecký fakt, co „vedlo k několika vědců z XIX th století zřídit souvislost mezi velikostí a hmotností mozku na jedné straně a inteligencí na straně druhé “ .
Tento rozdíl ve velikosti mozku však není doprovázen rozdíly v inteligenci měřené celkovou mírou inteligenčního kvocientu .
Vědecká literatura naznačuje, „strukturální rozdíly a také funkce “ , Že „existuje mnoho různých vzorů aktivace podle pohlaví pro různé úkoly, jako je duševní rotace, verbálního zpracování, porozumění idiomy atd Nicméně, tyto výsledky jsou variabilní, nebo dokonce odlišný od jedné studie do jiného a není tam žádný striktní souběžnost mezi rozdíly v aktivaci a rozdíly ve výkonnosti“ . Zatímco anatomické rozdíly (zejména na úrovni amygdaly , hipokampu , planum temporale a insula ) a rozdíly až na buněčnou a molekulární úroveň jsou dobře doloženy, složitost funkčních interakcí ztěžuje identifikaci. rozdíly s kognitivními rozdíly.
Podle studie z roku 2014 mají mužské mozky více vnitřních spojení s hemisférami, zatímco ženské mozky mají lepší propojení mezi těmito dvěma hemisférami. Autoři z toho odvozují lepší statistickou predispozici mužů, pokud jde o koordinaci mezi vnímáním a akcí, a naopak u žen, lepší predispozici ke kombinování analytického a analogického uvažování . Tato studie však byla kritizována za zdůraznění rozdílů, které zůstávají relativní, aniž by je kvantifikovaly, a tak uzavřely muže a ženy do sexistických stereotypů a postavili ženu proti multitaskingu proti muži monotaskujícímu. Tyto stereotypy se široce odrážejí v publikacích, jako jsou Muži z Marsu, Ženy z Venuše (klišé, že muži jsou agresivnější a vhodnější se pohybovat nebo číst silniční mapy, ženy jsou empatičtější nebo více inklinují k jazykovým znalostem).
Podélná studie založená na lékařském zobrazování zdůrazňuje časové zpoždění ve vývoji mozku mezi muži a ženami.
Neurobiologist Catherine Vidal odsuzuje „neurosexism“ těchto stereotypů přes četné studie, které by chtěli ukázat strukturální rozdíly mezi mužem a ženou mozku. Upřednostňuje faktory prostředí před vrozenými faktory, vzhledem k tomu, že tyto rozdíly jsou způsobeny hlavně vzděláním a schopností mozku měnit se podle toho, co nás učí ( plasticita mozku ).
Muž má více mozkomíšního moku a bílé hmoty (axony) a žena více šedé hmoty (nervová tkáň a dendrity).
Vývoj mozku probíhá v několika fázích, které se mohou překrývat:
Během vývoje Homininy se objem lidského mozku zvýšil z přibližně 600 cm 3 u Homo habilis na přibližně 1 500 cm 3 u Homo neanderthalensis . Pak došlo k poklesu za posledních 28 000 let, přičemž mozek muže poklesl z 1 500 cm 3 na 1 350 cm 3 a mozek ženský se snížil ve stejném poměru. Pro srovnání, Homo erectus , příbuzný moderního člověka, měl mozek 1100 cm 3 . Malý Homo floresiensis , obdařený mozkem pouze 380 cm 3 , tedy třikrát méně objemným než Homo erectus, však znal použití ohně, lovil a vyráběl kamenné nástroje přinejmenším stejně komplikovaně jako nástroje Homo erectus. Pokud byl rozdíl ve velikosti mezi mozky Homo sapiens a Homo Neanerthalis malý, přidělení kapacit bylo jiné, přičemž větší pozornost byla věnována vidění a pohybu u neandertálského člověka, zatímco u Homo sapiens byly poznávací aktivity spojené se sociálními sítěmi více rozvinutý.
Této změně velikosti předcházela reorganizace kortikálních oblastí.
Hlavní faktory, které by upřednostňovaly toto zvýšení objemu, jsou předmětem debaty mezi vědci. Navrhují zejména zabudování masa do příjmu hominidů v potravě a zevšeobecnění vaření, což vede ke snížení stejného řádu střeva, což je nákladné na energii; kognitivní flexibilita a učení, které by umožnily hominidům využívat pomíjivé zdroje (rostliny, ovocné stromy) a složitější vztahy ve společnostech štěpení a fúze ; rozvoj kognitivních schopností hominidů v době, kdy byli kořistí (potřeba organizovat se, hlídat v noci, naučit se komunikovat, uniknout predátorům); role komplexních a kolektivních loveckých strategií a vysoce hierarchických rituálů, které by upřednostňovaly vznik společenského člověka a nárůst objemu.
Mozek představuje pouze 2% hmotnosti lidského těla, ale 20 až 25% jeho spotřeby energie.
Studie z roku 2016 ukazuje korelaci u myší, opic a lidí mezi hladinou enzymu , myokin katepsinu B (CTSB) v krvi, s fyzickou zdatností a pamětí . U myší bylo prokázáno, že zvýšení produkce katepsinu B zlepšuje hladiny neurotrofinu v dospělých hipokampálních kmenových buňkách , což vede ke zlepšení výkonu paměti. Tento protein je produkován svaly během fyzické aktivity. Pokud je u myší vypnut gen CTSB , fyzická aktivita již nepřináší žádné zlepšení paměti. Tato studie naznačuje, že CTSB může stimulovat tvorbu nových neuronů v hipokampu v lidském mozku.
Stavba mozku během embryonálního nebo fetálního období může být ovlivněna, pokud matka konzumuje alkohol. Následky jsou trvalé a mohou způsobit poruchu fetálního alkoholového spektra .
Centrální hluchota, která se také nazývá kognitivní hluchota nebo agnosie sluchu, je způsobena poruchami, které vznikají ve sluchových oblastech mozku, a nikoli v periferním nervovém systému (ve vnitřním uchu nebo ve sluchovém nervu ).