Prečo a ako funguje mozog a prečo niekedy nefunguje? prof. MUDr. Juraj Šteňo, DrSc. O čom budeme hovoriť? prečo máme mozog ako funguje mozog prečo mozog niekedy nefunguje Prečo máme mozog? Pretože máme nervovú sústavu, ktorú majú všetky živočíchy. Nervovú sústavu nemajú len primitívne mnohobunkovce - huby. Centrálnu (ústrednú) nervovú sústavu tvorí mozog a miecha. Periférnu (obvodovú) nervovú sústavu tvoria nervy, ktoré odstupujú z miechy a prebiehajú po celom tele. Prečo potrebujeme nervovú sústavu? Funkciou nervovej sústavy je nervová regulácia organizmu. Nervová sústava: - prijíma podnety pôsobiace na organizmus z vonkajšieho prostredia, ale aj zvnútra samotného organizmu - spracuje ich na signály, ktoré smerujú ku jednotlivým orgánom tela - orgány reagujú tak, aby zabezpečili rovnovážny stav organizmu Príklady: - reakcia na bolesť - patelárny reflex Reflex je okamžitá odpoveď organizmu na zmenu prostredia, ktorá sa uskutočňuje cez reflexný oblúk. Reflexný oblúk: o receptor prijme podnet o dostredivé vlákna vedú vzruch o ústredie slúži na spracovanie o odstredivé vlákna vedú odpoveď o efektor výkonný orgán, najčastejšie sval - kašeľ
- pocit smädu, hladu - príprava organizmu na útok a útek - orientácia v prostredí Ako funguje nervová sústava, ako funguje mozog? Podstatou činnosti nervovej sústavy je: - premena informácie na signál - zmena elektrického potenciálu bunkovej membrány Ak bunka dostane podnet, tak vytvorí akčný potenciál (zmení sa potenciál z -70 mv (milivoltov) na +30 mv). - akčný potenciál sa cez výbežky nervovej bunky šíri do cieľového orgánu a vyvoláva okamžitú odpoveď Neurón Mozog človeka obsahuje zhruba 100 miliárd mozgových buniek, čo sa rovná počtu hviezd v Mliečnej dráhe. Tieto bunky sú spolu prepojené spojeniami, ktorých počet sa rovná počtu hviezd, ktoré by naplnili 1400 galaxii typu Mliečna dráha. Ľudský mozog generuje za jediný deň viac elektrických impulzov ako telefónne siete na celom svete. To všetko je s energiou jednej 12 wattovej batérie. Na svoju činnosť mozog spotrebuje 20% celotelovej spotreby kyslíka a asi 20% cukru, pričom jeho váha je len asi 2% váhy tela (menej ako 1,5 kg).
Typy nervovej sústavy 1. rozptýlená (difúzna) nervová sústava pŕhlivcov - nervové bunky sú rozptýlené, nevytvárajú nervové centrum - na podráždenie reaguje celé telo - podráždenie sa šíri nervovou sieťou všetkými smermi (jednoduché potravové odpovede a obranné reakcie) Nervová sústava jednotlivých organizmov sa fylogenetickým vývojom štruktúrne aj funkčne zdokonaľovala. Postupným spájaním nervových buniek sa vytvárajú nervové uzly (gangliá), ktoré vytvárajú viacero typov uzlovej (gangliovej) nervovej sústavy. 2. centralizovaná nervová sústava - Vo fylogenéze nervovej sústavy predstavuje najdokonalejší typ rúrková nervová sústava stavovcov. Vznikla z nervovej rúrky uloženej na chrbtovej strane živočícha. - Z nervovej rúrky sa vyvinula miecha, z ktorej vychádzajú miechové nervy. V prednej časti tela sa miecha zväčšila a utvoril sa mozog. - postupne sa funkčne diferencovala na ústrednú a obvodovú (periférnu) nervovú sústavu Vývoj mozgu So vznikom vyšších druhov živočíchov sa mozog postupne vyvíjal (fylogenetický vývoj, v skrátenej podobe sa opakuje aj u ľudského plodu ontogenetický vývoj). Mladšie časti mozgu, tie, ktoré vznikli neskôr, postupne preberali nadradenú úlohu nad jeho pôvodnými staršími časťami. Hlavným vývojovým smerom u človeka bolo zdokonaľovanie a rast predného mozgu, ktorý je najmladšou časťou mozgu. Časti mozgu Čelový lalok abstraktné myslenie, logické operácie, zložité matematické výpočty Hypothalamus hormonálna činnosť vrátane pohlavného správania, centrá hladu a sýtosti, metabolizmus vody a minerálov, termoregulácia, rytmus spánku a bdenia. Zadný hypothalamus aktivizuje organizmus v prípade nebezpečia fight and flight. Pôvodnú nervovú rúru predstavuje mozgový kmeň najstaršie reflexné reakcie živočíchov, jadrá hlavových nervov okohybné svaly, mimika, prehĺtanie, rečové svalstvo, centrum dýchania a srdcovej činnosti, dlhé nervové dráhy
Mozoček koordinácia pohybov, teda aj svalov artikulácie Talamus lôžko, prepájajú sa neuróny zmyslových dráh (citlivosť, sluch, zrak) brána vedomia Nižšia a vyššia nervová činnosť 1. nižšia nervová činnosť založená na nepodmienených reflexoch (reakcie nervovej sústavy na zmyslový podnet) 2. vyššia nervová sústava podstatou je vytváranie nových spojení (podmienené reflexy). Vyžaduje vytváranie pamäťových stôp. Je vyvinutá u delfínov, psov, koní, primátov a človeka. Prejavom je pamäť a učenie. Na základoch vyššej nervovej činnosti sa formuje prvá aj druhá signálna sústava. Prvá a druhá signálna sústava - signálom pre prvú signálnu sústavu je podnet zo zmyslového orgánu - signálom pre druhú signálnu sústavu je slovo signál signálov Kognitívna revolúcia pred cca 70 000 rokmi značne sa zlepšili podmienky života Homo sapiens v porovnaní s inými druhmi. Anatómia mozgu
Prečo mozog niekedy nefunguje? Príčina porúch funkcie mozgu: - úrazy - choroby - degeneratívne (Parkinsonova choroba, ALS, demencia, epilepsia) - nádory - ochorenia mozgových ciev - infekčné ochorenia - vývojové poruchy Ktorá časť mozgu nefunguje? 1. prerušenie nervových dráh - vôľového pohybu ochrnutie druhej polovice tela - zrakovej rozličné poruchy zorných polí - mozoľnaté telo spája mozgové hemisféry (skladá sa z 200 miliónov nervových vlákien) 2. poškodenie kôrových centier - pohybu ochrnutie prevažne jednej končatiny - reči, motorická afázia pacient sa na seba hnevá, že nedokáže vysloviť to, čo chce; perceptívna afázia pacient nerozumie ani vlastnej reči a hnevá sa na ostatných, že mu nerozumejú 3. pravý temenný lalok - autotopagnózia pacient si neuvedomuje ľavú polovicu tela, nevidí ľavú polovicu zorného poľa 4. obidva spánkové laloky - strata pamäti natrvalo ostala staropamäť (uložené údaje pred úrazom), ostal napr. 27 ročným - novopamäť údaje si udržal len niekoľko minút, vedel primerane diskutovať, potom zážitky zmizli
Funkcie pravej a ľavej mozgovej hemisféry Epilepsia - záchvatovité ochorenie s rozličnou etiológiou - diagnostika: EEG charakteristické hroty a vysoké vlny Parkinsonova choroba - degenerácia v čiernom telese v mozgovom kmeni - znížená tvorba dopamínu - charakteristický tras, zvýšené napätie kostrového svalstva, znížená pohyblivosť Brain computer interface - mozog funguje, je však porušené jeho spojenie so zmyslovým orgánom (zrakový alebo sluchový nerv) alebo s efektorovým orgánom (svalstvo pri poškodení miechy)