الدماغ البشري: الوظائف والأجزاء (بالصور) - علم النفس العصبي

و الدماغ البشري هو الجهاز المركزي للجهاز العصبي، وتقع في رأس إنسان ويحميها الجمجمة. لديها نفس البنية العامة والتشريح مثل دماغ الثدييات الأخرى ، ولكن مع قشرة دماغية أكثر تطوراً.

الحيوانات الأكبر حجمًا مثل الحيتان أو الفيلة لديها أدمغة أكبر من حيث القيمة المطلقة ، ولكن عند القياس باستخدام معامل الدماغ ، الذي يعوض عن حجم الجسم ، يكون معامل دماغ الإنسان تقريبًا ضعف حجم الدلفين. شائع وثلاث مرات أكبر من الشمبانزي.

يرجع معظم التوسع إلى القشرة الدماغية ، وخاصة الفصوص الأمامية ، والتي ترتبط بالوظائف التنفيذية مثل التفكير والتخطيط والتحكم في النفس والتفكير المجرد.

القشرة البصرية ، وهي جزء من قشرة الدماغ مخصصة للرؤية ، هي أيضًا أوسع عند البشر.

أجزاء من الدماغ وخصائصها

تتضمن الكثير من الوظائف الفسيولوجية للدماغ تلقي المعلومات من بقية الجسم وتفسيرها وتوجيه استجابة الجسم. إنها مسؤولة في النهاية عن الفكر والحركة التي ينتجها الجسم.

تشمل أنواع المنبهات التي يفسرها الدماغ الأصوات والضوء والروائح والألم.

يشارك الدماغ أيضًا في عمليات حيوية مثل التنفس وإفراز الهرمونات أو الحفاظ على مستوى ضغط الدم.

يسمح للبشر بالتفاعل بنجاح مع البيئة من خلال التواصل مع الآخرين والتفاعل مع الأشياء الجامدة.

يتكون الدماغ من خلايا عصبية تتفاعل مع باقي الجسم عبر الحبل الشوكي والجهاز العصبي.

بالإضافة إلى ذلك ، توجد مركبات كيميائية مختلفة في الدماغ تساعد الدماغ في الحفاظ على توازنه.

يعد الحفاظ على عمل الخلايا العصبية بشكل صحيح وتوازن المواد الكيميائية أمرًا ضروريًا لصحة الدماغ.

ستتم مناقشة الأجزاء الرئيسية للدماغ أدناه.

القشرة الدماغية

إنه الجزء المتكامل من المعلومات الواردة والصادرة.

تكون القشرة متماثلة تقريبًا وتنقسم إلى نصفي الكرة الأرضية الأيمن والأيسر.

قام العلماء بشكل تقليدي بتقسيمه إلى 4 فصوص: أمامي ، وجداري ، وقذالي ، وزمني.

ومع ذلك ، فإن هذا الانقسام ليس بسبب البنية الفعلية للقشرة الدماغية ، ولكن بسبب عظام الجمجمة التي تحميها.

الاستثناء الوحيد هو أن الفص الجبهي والجداري يفصل بينهما التلم المركزي ، وهو ثنية حيث تلتقي القشرة الحسية الجسدية الأساسية والقشرة الحركية.

تشارك مناطق مختلفة من القشرة الدماغية في وظائف سلوكية ومعرفية مختلفة.

الفص الجبهي

الفص الجبهي هو أحد الفصوص الأربعة لنصف الكرة المخية.

يتحكم هذا الفص في وظائف مختلفة مثل حل المشكلات والتفكير الإبداعي والحكم والفكر والانتباه والسلوك وردود الفعل الجسدية والتفكير المجرد والحركات المنسقة والعضلات المنسقة والشخصية.

الفص الجداري

يركز هذا الفص على الحركة والحساب والتوجيه وأنواع معينة من التعرف.

إذا حدثت إصابة في هذه المنطقة ، فقد لا تتمكن من القيام بمهام يومية بسيطة.

يمكن العثور على الفص الجداري:

القشرة الحركية: تسمح للدماغ بالتحكم في حركة الجسم. وهي تقع في الجزء العلوي الأوسط من الدماغ.
القشرة الحسية: وهي تقع في الجزء الأمامي من الفص الجداري وتتلقى معلومات من النخاع الشوكي عن موضع مختلف أجزاء الجسم وكيفية تحركها. يمكن أيضًا استخدام هذه المنطقة لنقل المعلومات من حاسة اللمس ، بما في ذلك الألم أو الضغط الذي يؤثر على أجزاء مختلفة من الجسم.

الفص الصدغي

يتحكم الفص الصدغي في الذاكرة البصرية والسمعية وفهم الكلام.

ويشمل المجالات التي تساعد في التحكم في مهارات الكلام والاستماع والسلوك واللغة.

منطقة فيرنيك هي جزء من الفص الصدغي الذي يحيط بالقشرة السمعية ويقوم بصياغة وفهم الكلام.

الفص القذالي

يقع الفص القذالي في مؤخرة الرأس ويتحكم في الرؤية.

يمكن أن تسبب الإصابة في هذه المنطقة صعوبات في القراءة.

جسم مشدود

تقع في جدران نصفي الكرة المخية وفيها توجد مراكز الارتباط والتنسيق التي تنظم إيقاع الحركات وتعبيرات الوجه أثناء الاتصال.

الجهاز الحوفي

تبدأ الكثير من الاستجابات الهرمونية التي يولدها الجسم في هذه المنطقة.

يتعلق الأمر بالذاكرة والانتباه والغرائز الجنسية والعواطف (مثل المتعة والخوف والعدوانية) والشخصية والسلوك.

يشمل الجهاز الحوفي:

منطقة ما تحت المهاد: تشمل المراكز التي تنظم التوازن الداخلي والتوازن الداخلي للجسم. تحكم في مزاجك ودرجة حرارتك وجوعك وعطشك.
Amygdala: يسمح لك بالاستجابة للمشاعر أو الخوف أو الذكريات. إنه جزء كبير من الدماغ.
الحُصين: وظيفته الرئيسية هي التعلم والذاكرة ، وتحديداً لتحويل الذاكرة قصيرة المدى إلى ذاكرة طويلة المدى.

ثالاموس

المهاد هو مركز ترحيل يتحكم في الانتباه الذي تمر من خلاله المنبهات الواردة التي تصل إلى الوعي.

جذع الدماغ

تنشأ جميع وظائف الحياة الحيوية في جذع الدماغ بما في ذلك ضغط الدم والتنفس وضربات القلب.

في البشر ، تحتوي هذه المنطقة على النخاع ، والدماغ المتوسط ، والجسور.

الدماغ المتوسط: ينقل النبضات الحركية من القشرة الدماغية إلى جسر جذع الدماغ ويوصل النبضات الحسية من النخاع الشوكي إلى المهاد.
رئيس
Medulla oblongata: تشمل وظائفه نقل النبضات من النخاع الشوكي إلى الدماغ. كما أنها تنظم وظائف القلب والجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والمضيق للأوعية.

المخيخ

يُعرف المخيخ أيضًا باسم "الدماغ الصغير" ويعتبر أقدم جزء من الدماغ على مقياس التطور.

يتحكم المخيخ في وظائف الجسم الأساسية مثل الموقف أو التنسيق أو التوازن ، مما يسمح للبشر بالتحرك بشكل صحيح.

الوظائف الرئيسية

الوظيفة الرئيسية للدماغ هي إبقاء الجسم على قيد الحياة للتفاعل مع البيئة.

كل ما يفكر فيه الإنسان ويشعر به ويفعله له علاقة بوظائف محددة للدماغ.

يمكن أن تكون هذه الوظائف:

حساس (استقبال البيانات)

يتم تلقي المعلومات من المحفزات ومعالجتها.

يتم التقاط المنبهات ذات الأصل الخارجي أو الداخلي من خلال مستقبلات مختلفة.

تقوم هذه المستقبلات بتحويل المنبهات المستلمة من خلال إشارات نشطة.

قوارب بخارية

يتحكم الدماغ في الحركات الإرادية واللاإرادية.

تقع القشرة الحركية في الفص الأمامي ، أمام شق رولاند.

تكاملي

يشيرون إلى الأنشطة العقلية مثل الانتباه أو الذاكرة أو التعلم أو اللغة.

يفقد معظم المرضى الذين يعانون من بعض أنواع تلف الدماغ بعض السلوك أو القدرة المعرفية.

معرفة

الجهاز العصبي والدماغ

يعتبر فهم العلاقة بين العقل والجسد تحديًا فلسفيًا وعلميًا.

من الصعب فهم كيف يمكن تنفيذ الأنشطة العقلية مثل العواطف والأفكار من خلال الهياكل المادية الحقيقية مثل الخلايا العصبية أو نقاط الاشتباك العصبي.

هذا ما دفع رينيه ديكارت والأغلبية اللاحقة من البشرية إلى الإيمان بالثنائية: المعتقدات بأن العقل موجود بشكل مستقل عن الجسد.

ومع ذلك ، هناك أدلة قوية ضد هذه الحجة.

يمكن أن تؤثر إصابات الدماغ على العقل بطرق مختلفة ، وبالتالي فإن الدماغ والعقل مترابطان.

على سبيل المثال ، يتسبب التحفيز القشري الذي يحدث في الصرع أيضًا في ظهور أحاسيس معقدة مثل ذكريات الماضي والهلوسة والظواهر المعرفية الأخرى.

لذلك ، يميل معظم علماء الأعصاب إلى أن يكونوا ماديين ؛ يعتقدون أن العقل يمكن اختزاله إلى ظاهرة فيزيائية.

لغة

المناطق الرئيسية في الدماغ للتحدث هي منطقة بروكا ومنطقة فيرنيك.

التمثيل الغذائي

التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ

يستهلك الدماغ طاقة تزيد بمقدار 10 أضعاف عما يجب أن يستهلكه حجمه.

وفقًا للعالم ماركوس رايتشي من جامعة واشنطن ، فإن 60-80٪ من الطاقة التي يستهلكها الدماغ مخصصة للحفاظ على الاتصال بين الخلايا العصبية المختلفة ، بينما يتم تخصيص باقي الطاقة للاستجابة لمتطلبات البيئة.

الوزن والقدرة

وزن

وبحسب دراسة أجرتها جامعة بازل أجرت أكثر من 8000 عملية تشريح لجثث النساء والرجال غير المصابين بأمراض عقلية ، فإن الوزن الطبيعي للدماغ البشري للرجال هو 1،336 جرامًا ، بينما بالنسبة للنساء 1،198 جرام.

مع تقدم العمر ينقص الوزن 2.7 جرام عند الرجال و 2.2 جرام عند النساء كل عام.

مع كل بوصة من الطول يزيد وزن المخ بمعدل 3.7 جرام.

من ناحية أخرى ، لا يرتبط وزن المخ بمؤشر كتلة الجسم.

القدرة والذاكرة كم عدد الخلايا العصبية التي يمتلكها الدماغ؟

يتكون دماغ الإنسان من حوالي 100 تريليون خلية عصبية ولكل منها 1000 أو أكثر من الروابط - المشابك العصبية - مع الخلايا العصبية الأخرى.

تعتمد قوة تلك المشابك على الخبرة. عندما ينطلق عصبونان على جانبي المشبك ، يصبح هذا الاتصال أقوى. أيضًا ، من أجل التكيف مع قوة الاتصال الجديد ، يصبح التغصن في إحدى الخلايا العصبية أكبر.

تؤثر هذه التغييرات في قوة الروابط وحجم التشعبات على ذاكرة الإنسان وتعلمه.

إذا كان بإمكان كل خلية عصبية أن تساعد فقط في الحفاظ على سعة ذاكرة محدودة ، مع تراكم الخبرات والأشياء التي يجب تذكرها ، فإن الخلايا العصبية المتاحة ستنتهي.

يمكن القول أنه في هذه الحالة لن يكون هناك سوى بضعة غيغابايت من المساحة ، على غرار ما يحتويه الهاتف الذكي أو ذاكرة USB.

ومع ذلك ، تتحد الخلايا العصبية للمساعدة في إعادة إنشاء العديد من الذكريات في نفس الوقت ، مما يزيد بشكل كبير من قدرة الدماغ على الاحتفاظ بالذاكرة وبالتالي قدرته. لهذه السعة ، تُحسب سعة الدماغ 2.5 بيتابايت.

إذا عمل الدماغ كمسجل أفلام ، فسيكون ذلك كافيًا للاحتفاظ بثلاثة ملايين ساعة من المسلسلات والأفلام والمحتويات الأخرى. سيكون عليك تشغيل جهاز تلفزيون لمدة 300 عام لاستخدام كل هذه السعة (Scientificamerican.com).

أسطورة استخدام الدماغ بنسبة 10٪

هناك أسطورة شائعة مفادها أن 10٪ فقط من الدماغ يستخدمه معظم الناس. يقال أنه إذا استخدم الناس بقية قدراتهم ، فيمكنهم أن يكونوا أكثر ذكاءً ويحققون إنجازات أكبر.

ومع ذلك ، فإن هذا البيان هو أسطورة حضرية ، فهو لا يعتمد على العلم. على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير لاستقصائه ومعرفته عن الدماغ البشري - مثل الوعي أو الذاكرة - تشير دراساته حتى الآن إلى أن كل جزء له وظيفة.

يثبت عالم الأعصاب باري بايرشتاين 7 أدلة ترفض استخدام 10٪ فقط:

دراسات تلف الدماغ: إذا تم استخدام 10٪ فقط من الدماغ ، فيجب ألا يؤثر الضرر الذي يلحق بالمناطق الأخرى على الأداء. ومع ذلك ، فإن جميع مناطق الدماغ المتضررة تقريبًا تنتج نوعًا من فقدان القدرات.

تُظهر فحوصات الدماغ أنه مهما كان ما يفعله الأشخاص الأصحاء ، فإن جميع مناطق الدماغ نشطة دائمًا.

يستهلك الدماغ كمية كبيرة من الطاقة مقارنة ببقية الجسم البشري. يمكن أن تتطلب ما يصل إلى 30٪ من الطاقة ، على الرغم من أنها تزن 2٪ فقط من الجسم. إذا تم استخدام 10 ٪ فقط ، فستكون هناك ميزة تكيفية للبشر ذوي العقول الأصغر والأكثر كفاءة ، والذين يستهلكون طاقة أقل.

لا يعمل الدماغ ككتلة موحدة ، ولكنه يتكون من مناطق مختلفة تعالج أنواعًا مختلفة من المعلومات.

تم إجراء تحليلات البنية المجهرية التي تُدخل قطبًا كهربائيًا صغيرًا في الدماغ لقياس نشاط الخلية. لو تم تعطيل 90٪ من الخلايا العصبية ، لكان ذلك معروفًا.

تميل الخلايا العصبية الدماغية غير النشطة إلى التدهور. لذلك ، إذا تم إلغاء تنشيط 90 ٪ ، فإن تشريح الجثة سيكشف عن انحطاط كبير.

الأقمشة

يمكن تقسيم أنسجة المخ إلى فئتين كبيرتين: المادة الرمادية والمادة البيضاء.

تتكون المادة البيضاء أساسًا من محاور وظيفية وتتمثل وظيفتها في معالجة معلومات الدماغ بشكل صحيح.

مادة بيضاء ورمادية

تتكون المادة الرمادية من أجسام عصبية وأجسامها ، وتشارك في التحكم الحركي والإدراك الحسي (البصر والسمع) والذاكرة والعواطف واللغة واتخاذ القرار وضبط النفس.

تطور

يبلغ دماغ الرئيسيات عمومًا ضعف ما هو متوقع للثدييات من نفس الحجم. خلال ما يقرب من 7 ملايين سنة ، تضاعف حجم الدماغ البشري ثلاث مرات تقريبًا ، مع نمو معظمه في العامين الماضيين.

في الثلثين الأولين من التطور البشري ، كان دماغ أسلاف البشر يقارب حجم الرئيسيات الأخرى اليوم.

كان أسترالوبيثكس أفارينسيس لديه جماجم بأحجام داخلية تتراوح بين 400 و 550 ملم ، والشمبانزي حوالي 400 مل وغوريلا ما بين 500 و 700 مل. بدأت أسترالوبيثيسينات - وهي قبيلة فرعية من الرئيسيات البشرية - تظهر تغيرات طفيفة في الشكل والبنية. على سبيل المثال ، بدأت القشرة المخية الحديثة في التوسع.

في الثلث الأخير من التطور البشري ، حدثت كل الزيادة في حجم الدماغ تقريبًا. Homo habilis ، أول جنس Homo ظهر منذ 1.9 مليون سنة ، كان لديه زيادة طفيفة في حجم الدماغ ، بما في ذلك توسيع منطقة بروكا.

أول أحفورة للإنسان المنتصب لدينا ، يعود تاريخها إلى 1.8 مليون سنة ، أكبر إلى حد ما ، 600 مل.

في وقت لاحق تم الوصول إلى سعة 1000 مل ، منذ حوالي 500000 سنة. كان لدى الإنسان العاقل المبكر أدمغة مماثلة لأدمغة البشر اليوم ، بمتوسط 1200 مل أو أكثر.

حدثت التغييرات في الإنسان العاقل في مناطق تتعلق بالتخطيط والتواصل وحل المشكلات والوظائف المعرفية التكيفية الأخرى.

في العشرة آلاف سنة الماضية ، مع مشاكل التغذية في المجتمعات الزراعية ، كان هناك انخفاض في حجم الدماغ ، على الرغم من أنه في المائة الماضية ، مع المجتمعات الصناعية ، وتحسن التغذية وانخفاض الأمراض ، كان هناك زيادة جديدة.

يمكن أن يكمن مستقبل الدماغ البشري في التكامل مع الذكاء الاصطناعي أو في التحسينات من الهندسة الوراثية.

كيف يعمل

انظر المقالات:

كيف يعمل الدماغ البشري.

قواعد السلوك البيولوجية.

التكوين والتطوير