Structura creierului
Crei Creieru erull este este un organ organ cu totu totull excep exceptition onal al.. In plus plus de a cont contro rola la funct functiu iuni nile le autonome ale corpului (ritmul cardiac, respiratia si digestia), creierul interpreteaza semnalele exterioare captate de simturi, este centrul emotiilor si al sentimentelor, si contro controlea leaza za deasem deasemeni eni activi activitat tatii cerebral cerebrale e mai « inalte inalte » ca gandir gandirea, ea, ratiun ratiunea, ea, imaginatia etc.). Descrierea capacitatilor acestui organ este un subiect vast din care nu voi alege decat trei aspecte: anatomia creierului, functionarea celulelor nervoase si diferentele intre creierul animalelor si cel al oamenilor. Elemente de anatomie (igura !)
Intregul sistem central nervos este continut in craniu si in coloana vertebrala. In craniu se gaseste gaseste encefalul, in coloana ver"tebrala, maduva spinarii. #nce"falul, popular numit creier, este compus din doua emisfere cere-brale " separate in partea supe"riora supe"riora printr"o fisura adanca dar unite, in partea inferiora, inferiora, in corpul calos ", din cerebel si din trunchiul cerebral care reuneste « creierul » cu maduva spinarii. $ub trunc% trunc%iul iul cerebral cerebral se gasesc gasesc talamusul " prin care trec marile cai senzoriale " si hipotalamusul care este centrul principalelor pulsiuni (foamea, setea si dorinta sexuala). In medie, encefalul cantareste !&&' g si ocupa un volum de cca !'' cm &. Cortexul cerebral masoara cca & mm de grosime si cca ''' cm de suprafata cand este intins pe un plan. Ca aspect, cortextul este compus din patru loburi principale: lobul frontal (catre fata), lobul occipital (catre spate), lobul temporal (catre tample) si lobul parietal (partea superiora). iecare lob se imparte in zone numite circumvolutiuni. Ca exemplu, lobul parietal contine trei mari circumvolutiuni.
*esa+ele primite din exterior si transmise de simturile noastre a+ung in zone precise ale creierului. stfel, imaginile, sunetele si senzatiile tactile a+ung, respectiv, in lobul occi"pital, in partea superioara a lobului temporal si in partea anterioara a lobului parietal. Deasemeni, actiunile asupra lumii exterioare se exercita prin musc%i care sunt coman"dati dintr"o zona precisa din partea posterioara a lobului frontal. sa cum am indicat mai sus, zonele creierului direct implicate in perceptia simturilor si zona motrice sunt numite «zone primare». laturi de zonele primare se gasesec «zonel «zonele e secunda secundare» re» in care are loc «decod «decoda+u a+ul» l» inform informati atilor lor primit primite e in zonele zonele primare. primare. -estul creierului este compus din «zone asociative». asociative». Cortexul asociativ este organizatorul mintii.
#lementul constitutiv al creierului este celula nervoasa sau neuronul (igura ).
Creierul contine un numar impre"sionant de neuroni, cca !'' de miliarde. Ca toate celelalte celule (vezi articolul « Structura celulei vii », in in Tribuna ribuna Noastr Noastra, a, no &), neur neuronu onull are compo compone nent ntel ele e obis obisnu nuitite e ale ale unei unei celu celule le dar dar memb membran rana a lui lui are o configuratie particulara, foarte complicata : din corpul celular pleaca nenumarate ramificati ramificatiii arborescente arborescente numite dendrite precum si un ele"ment extrem de lung, numit axon. Ca dimensiuni, corpul celular are un diametru de cca !'"' miimi de milimetru, lungimea lungimea unei dendrite este de cca ! mm, pe cand un axon poate atinge !''' mm. Diamet Diametrul rul unui unui axon este practi practicc consta constant nt pana pana la extrem extremita itate te unde unde axonul axonul se
imparte imparte intr"un mare numar de ramificati ramificatiii care se fixeaza pe dendritele dendritele altor celule celule nervoase sau pe celule musculare. /ona de contact intre un axon si o dendrita se numeste sinapsa si masoara numai milionimi de cm de latime. In medie, un neuron are !' ''' de sinapse ceea ce inseamna ca in creier pot exista cca !''' de trilioane (!' !) de zone de contact intre neuroni, o cifra fabuloasa (desi omul pierde cu timpul o buna parte din sinapse, vom vedea de ce, ii raman totusi in viata adulta intre !'' si '' de trilioane de sinapse). 0rin aceste sinapse se transmit transmit semnalele electrice electrice care constitue activitatea activitatea fizica (si psi%ica) a creierului. iecare neuron poate fi considerat ca o unitate de tratare de informatii, ca o mica cen"trala telefonica si ca un mic microprocesor, iar axonul ca un fel de cablu telefo telefonic nic.. $inapse $inapsele le pot fi compara comparate te cu mici mici telefo telefoane ane individ individual uale e prin prin care care se transmit infor"matile. ceste Informatii provin de la dendrite. In functie de aceste informatii, celula trimite 1 sau nu 1 «decizia» ei (sub forma de impuls electric asa cum vom vedea mai +os) la neuronii de care este legata prin axonul ei. 2n mare numar de axioni sunt incon+urati de o teaca formata din «mansoane» de ! mm de lungime fiecare, si compusa dintr"o substanta alba numita mielina care da creierului unul din aspectele sale caracteristice (celalalt este dat de corpul celular, cenusiu). ceasta structura particulara mareste cu mult conductanta fluxului nervos . In ceeace priveste nervii, acestia sunt fibre compuse din celule nervoase. #xista doua feluri de fibre: motrice motrice si senzitive. 0rimele 0rimele sunt compuse din celule celule nervoase situat situate e in maduva spinarii spinarii si a caror caror axioane axioane a+ung in musc%i musc%i.. $e numesc motodar acestia au o forma forma particulara, neuroni. Celelalte, sunt compuse tot din neuroni dar in forma de 3: din corpul celular pleaca un sigur « brat » care se desface foarte repede in doua prelungiri, prelungiri, axonul ducand la maduva spinarii spinarii si o dendrita dendrita ducand la periferie (piele, retina, etc.). stfel, informatiile exterioare a+ung de la periferie la creier, via maduva osoasa, pe cand ordinele trimise musc%ilor parcurg drumul invers. Functionarea celulelor nervoase
Celule nervoase, asemanatoare la toate fiintele, functioneaza, toate, dupa acelasi principiu, simplu de rezumat dar extrem de complicat de explicat in detaliu: cand o celula este 4excitata5, ea produce un impuls electric (igura &) care se propaga de"a lungul ei, apoi, de la o celula la alta.
In repaus, repaus, exista exista o difere diferenta nta de potent potential ial electric electric de "6' milivol milivoltiti ("6' m7) intre intre interiorul si exteriorul celulei (prin definitie, diferenta de potential este luata intre interior si membrana exteriora). ceasta, de o grosime de cca o miime de milimetru, este patrunsa de un mare numar de «canale» sau «vane» dealungul corpului celular, axonului axonului si dendritelor dendritelor.. #xista doua tipuri de canale: canale pasive, in permanent desc%ise, si canale active sau electroreceptoare, care se desc%id numai cand trece un impuls impuls electr electric. ic. 7anele anele pasive pasive nu lasa lasa sa treaca treaca catre catre membran membrana a decat decat atomi atomi 9 ionizati pozitiv de potasium (8 ) care se gasesc in concentratie mai mare in interiorul neuronului decat in exteriorul lui. 7anele active sunt de de doua feluri: cele care lasa sa treaca numai ioni pozitivi de potasium (89) " din interior catre exterior " sau numai ioni pozitivi de sodium (a 9), din exterior exterior catre catre interi interior or.. Cand Cand celula celula este excitat excitata, a, se desc%i desc%id d in mod rapid si 9 9 consecutiv consecutiv intai vanele a apoi vanele 8 , pentru a se inc%ide imediat, in aceeasi ordine. Dezec%ilibrul c%imic induce un dezec%ilibru electric care se manifesta sub forma unui impuls de exact !'' m7, pozitiv, independent de neuron. Ceea ce inseamna inseamna ca diferenta de potential potential trece de la "6' m7 la 9 &' m7 pentru a reveni la "6' m7 cca milisecunde (ms) mai tarziu atunci cand vanele se inc%id din nou. cest fenomen se propaga de"alungul neuronului cu o viteza ce poate varia intre !m;s si !'' m;s, depinzand de tipul de axon. #xcesul de a 9 indus de impulsul electric este 4pompat5 inapoi, din interior catre exterior, pe cand excesul de 8 9 se ec%ilibreaza prin vanele pasive. Cand un impuls impuls electric electric a+unge la extremitatea extremitatea unui axon, acest impuls «activeaza» «activeaza» cateva saculete minuscule, numite vezicule sinaptice. cestea libereaza o infima cantitate (cateva mii de molecule) de o substanta c%imica numita neuromediator, asa asa cum cum ar face face un «spr «spra< a<». ». eur eurom omed edia iato tori riii traverse traverseaza aza sinaps sinapsa, a, patrun patrund d membran membrana a celulei celulei din fata " prin niste niste «vane» numite numite chimioreceptori situate in membrana si care nu se desc%id decat atunci cand sunt expuse la un neuromediator " si «excita» astfel neuronul vecin (igura =).
#xista #xista doua feluri feluri de sinapse sinapse:: excitat excitatoar oare e si in%ibi in%ibitoa toare. re. $inapse $inapsele le excita excitatoa toare re (in%ibitoare) declanseaza o diferenta de potential pozitiva (negativa) de ! m7 de amplitudine si de ! ms de durata. 0entru ca un impuls sa poata fi declansat intr"un neuron, neuron, acesta trebuie trebuie sa fie supus la o diferenta diferenta de potential potential de minimum minimum =' m7, m7, adic adica a memb membra rana na treb trebui uie e sa se gase gaseas asca ca la "&' "&' m7 (in (in loc loc de "6'm "6'm7) 7).. >ri, >ri, membrana este supusa in permanenta la diferente de potential pozitive sau negative provenind de la dendritele celorlalti neuroni. #ste deci indispensabil ca cel putin =' de sinapse excitatoare sa actioneze actioneze in acelasi acelasi timp membrana. membrana. *ai exact, diferenta intre numarul de sinapse excitatoare si in%ibitoare care functioneaza concomitent trebuie sa fie de cel putin ='. $e cunosc azi cel putin o suta de neuromediatori, fiecare mediator neputand intra decat prin c%imioreceptorii care"l recunosc in mod specific, ca o c%eie in broasca pentru care a fost fabricata. 0rintre acesti neuromediatori, cei mai raspanditi sunt glutamatul si acidul acidul gamma-a gamma-amin minobu obutir tiric. ic. 0rimul, cand se fixeaza pe c%imioreceptorul lui, acesta nu lasa sa treaca decat ioni de sodium pozitivi (a 9) ? el este deci excitator. l doilea, nu lasa sa treaca decat ioni de clor negativi (Cl ") : el este deci in%ibitor. Daca axonul unui neuron excita un musc%i, el o face prin intermediul unei sinapse specia speciale le numita numita junctiune neuromuschiulara , dar princi principiu piull este este aseman asemanato atorr. In acest ultim caz, neuromediatorii sunt toti excitatori. Diferentele intre creierul animalelor si cel al oamenilor
Ca orice alt organ, creierul omului este produsul evolutiei. Comparatiile anatomice intre creierul omului si cel al animalelor arata o perfecta similitudine in ceeace
prive privest ste e elem element entel ele e de baza baza (comp (compoz ozititia ia si funct functio iona narea rea neuro neuroni nilo lor), r), o mare mare asemanare in ceeace priveste morfologia creierului (constructia in emisfere, loburi si circumvoluti circumvolutiuni) uni) dar o diferenta diferenta sensibila sensibila in importanta importanta acestor acestor componente. componente. stfel, stfel, pe masura ce ne ridicam pe scara animalelor vertebrate " pesti, reptile, pasari si mamifere " importanta relativa a encefalului creste si, in encefal, cortexul cerebral se dezvolta in mod spectacular a+ungand la om. 0entru ca comparatile sa aibe un sens pentru animale de masa diferita (soarece, om sau sau elef elefan ant) t),, se maso masoar ara a masa masa ence encefa falu lulu luii rela relatitivv la masa masa orga organi nism smul ului ui in intregime. intregime. Daca consideram consideram ca acest raport raport " numit indice de encefalizare " este egal cu ! pentru un animal insectivor primitiv (apropiat de soricel), el este egal cu !!,& pentru cimpanzeu si cu @,6 pentru om. *ai important insa este indicele de dezvoltare al cortexului cerebral , definit in termeni analogi. cest indice, egal cu @" pentru maimutele obisnuite, cu @ pentru cimpanzee si atinge ! la om. Diferenta este semnificativa. Dar si mai mai important este numarul relativ de sinapse . Daca numarul de neuroni creste de la un animal la altul in mod aritmetic aritmetic (!, , &, =, , etc.), numarul de sinapse creste cu o viteza prodigioasa (la inceput !, &, !, ', &', ' etc.) cest numar este deci cu mult mai mare la om. In sfarsit, ma+oritatea acestor sinapse se gasesc in zonele zo nele asociative, cele mai «nobile» ale creierului. Ce se poate deduce din aceste observatiiA Ca omul are o mai mare capacitate de a trata informatiile primite din simturi, de a face comparatii intre aceste informatii, de a crea concepte, concepte, de a stabili corelatii corelatii intre evenimente ce se petrec in acelas timp, de a gasi gasi o cauzali cauzalitat tate e intre intre evenime evenimente nte succesive succesive si de a le ordona. ordona. #l poate poate deci deci exercita o gandire logica si rationala, aplica aceste cunostiinte la activitati de prima necesitate, necesitate, folosi fortele fortele naturii naturii pentru a produce energie, metale metale sau materiale noi, crea forme artistice si a"si pune intrebari filozofice. In plus, omul poate comunica si impartasi sentimentele si ideeile lui cu semenii sai.
In fine, fine, creieru creierull se bucura bucura de plasticitatea sistemului neuronal. Daca omul se naste cu un numar de neuroni bine determinati si cu un numar impresionant de sinapse disponibile " determinate de genele mostenite " conectiile intre celule se pot intari sau pierde cu timpul. Ca dovada, in igura se poate observa dez"voltarea dendritelor la un copil
de &, ! si = de luni. > repetitie de experiente senzoriale intareste aceste conectii, pe cand o lipsa de repetitie duce la o atrofiere de conectii. Conse"cintele acestui fenomen au o deosebita importanta in educatie. Cel mai bun exemple este faptul ca orice tanar copil este capabil sa produca fara accent strain toate sunetele limbilor vorbite. Daca aceasta capacitate nu este folosita, el o pierde si nu mai ramane decat cu sunetele limbii pe care o aude sau vorbeste acasaB > alta consecinta pentru un tanar este invatamantul prin socializare. >biceiurile, valorile si eventual pre+udecatile familiei, apoi cele ale societatii in care s"a format, intaresc conectile nervoase asociate. Rezumat
7iziunea moderna a creierului este aceea a unui sistem auto"adaptativ, guvernat de legi cibernetice care controleaza si optimizeaza functionarea intregului organism. #l functioneaza pe baza informatilor primite din exterior, tratate in interior si organizate intre sutele de miliarde de celule nervoase ce"l compun. stfel, creierul omului are, intre altele, capacitatea de a se intelege pe el insusiB
*aterial intrebuintat din « Le cerveau » de mile Eodaux, & pages, ditions *ilan, ''= ''= si din din #nci #ncicl clop oped edia ia FiGi FiGiped pedia ia.. Ca lect lectur ura a avan avansat sata, a, propu propun n 4L’homme neuronal 5 de Hean"0ierre C%angeux, &6 pagini, #ditura 0luriel, !@. JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ JJJJJJJJJJJJJJ Legende la figuri : : ig.!: spectul creierului? ig. :0rimul neuron fotografiat (!@)?
ig.&: Impulsul electric? ig.=: unctionarea unei sinapse? ig. : Dezvoltarea celulelor la om dupa nastere
