Εγκέφαλος & Νευροεπιστήμη

Η νευροεπιστήμη είναι ένα ευρύ διεπιστημονικό πεδίο που μελετά το νευρικό σύστημα και τον εγκέφαλο.

Στο παρόν άρθρο θα δούμε συνοπτικά τις πρωταρχικές δομές και λειτουργίες του εγκεφάλου, ενώ ακολουθούν μια σειρά από ενδιαφέροντα άρθρα που πραγματεύονται πιο εκτενώς κάποιες σημαντικές ανατομικές δομές του, κάποιες βασικές λειτουργίες του, αλλά και κάποια ανθρώπινα χαρακτηριστικά γνωρίσματα σε συνάρτηση με τη σχετική νευροεπιστημονική έρευνα.

Ο εγκέφαλος

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα αξιοθαύμαστο και ιδιαίτερα περίπλοκο όργανο υπεύθυνο για τις σκέψεις, τα συναισθήματα, τις αναμνήσεις και τις συμπεριφορές μας. Με περισσότερους από 86 δισεκατομμύρια νευρώνες που συνδέονται μεταξύ τους μέσω τρισεκατομμυρίων συνάψεων, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι ο εγκέφαλος έχει αποτελέσει αντικείμενο τεράστιου ενδιαφέροντος και έρευνας. Ως κέντρο διοίκησης του ανθρώπινου σώματος, ο εγκέφαλος είναι υπεύθυνος για το συντονισμό και τον έλεγχο όλων των λειτουργιών που είναι απαραίτητες για την επιβίωση.

Δομή εγκεφάλου

Ο εγκέφαλος χωρίζεται σε τρία κύρια μέρη: τον πρόσθιο εγκέφαλο, τον μεσεγκέφαλο και τον οπίσθιο εγκέφαλο. Κάθε ένα από αυτά τα μέρη περιέχει πολλές περιοχές με συγκεκριμένες λειτουργίες.

• Πρόσθιος εγκέφαλος: Ο πρόσθιος εγκέφαλος είναι το μεγαλύτερο μέρος του εγκεφάλου, που αποτελείται από τον εγκέφαλο, τον θάλαμο και τον υποθάλαμο. Είναι υπεύθυνος για ανώτερες γνωστικές λειτουργίες όπως η μνήμη, η μάθηση και η λήψη αποφάσεων, καθώς και η αισθητηριακή αντίληψη και ο κινητικός έλεγχος.
• Μεσεγκέφαλος: Ο μεσεγκέφαλος παίζει ρόλο στη ρύθμιση της κίνησης, της οπτικής και ακουστικής επεξεργασίας και στη διατήρηση της διέγερσης.
• Οπίσθιος εγκέφαλος: Ο οπίσθιος εγκεφαλος, που αποτελείται από την παρεγκεφαλίδα, τη γέφυρα και τον προμήκη μυελό, ελέγχει βασικές λειτουργίες όπως η αναπνοή, ο καρδιακός ρυθμός και η ισορροπία.

Αισθητηριακή Επεξεργασία και Αντίληψη

Ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες από τις πέντε αισθήσεις μας – όραση, ήχος, αφή, γεύση και όσφρηση – για να δημιουργήσει την αντίληψή μας για τον κόσμο. Αυτές οι πληροφορίες συλλέγονται από αισθητηριακούς υποδοχείς και μεταδίδονται στον εγκέφαλο μέσω των νευρώνων. Διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου είναι εξειδικευμένες για την επεξεργασία συγκεκριμένων αισθητηριακών πληροφοριών:

Ο βρεγματικός, ο ινιακός και ο κροταφικός λοβός του εγκεφάλου επεξεργάζονται αισθητικές πληροφορίες από το σώμα και το περιβάλλον. Ο βρεγματικός λοβός ενσωματώνει αισθητηριακές πληροφορίες από διαφορετικές μορφές για να δημιουργήσει μια συνεκτική αντίληψη του κόσμου, ενώ ο ινιακός λοβός επεξεργάζεται οπτικές πληροφορίες. Ο κροταφικός λοβός επεξεργάζεται τις ακουστικές πληροφορίες και συμβάλλει στην αντίληψη των αντικειμένων και των προσώπων.

• Όραση : Ο πρωτεύων οπτικός φλοιός, που βρίσκεται στον ινιακό λοβό, επεξεργάζεται οπτικές πληροφορίες από τον αμφιβληστροειδή (Hubel & Wiesel,1959 & 1962).
• Ακοή : Ο πρωτεύων ακουστικός φλοιός, που βρίσκεται στον κροταφικό λοβό, επεξεργάζεται τις ακουστικές πληροφορίες από τον κοχλία (Wernicke, 1874).
• Αφή : Ο πρωτογενής σωματοαισθητικός φλοιός, που βρίσκεται στον βρεγματικό λοβό, επεξεργάζεται τις απτικές πληροφορίες από το δέρμα και τα εσωτερικά όργανα (Penfield & Boldrey, 1937).
• Γεύση : Ο γευστικός φλοιός, που βρίσκεται στη νησίδα και στο μετωπιαίο στόμιο, επεξεργάζεται τις πληροφορίες γεύσης από τη γλώσσα.
• Οσμή : Ο πρωτεύων οσφρητικός φλοιός, που βρίσκεται στον κροταφικό λοβό, επεξεργάζεται τις οσφρητικές πληροφορίες από τη ρινική κοιλότητα.

---

Γνωστικές Λειτουργίες

Οι γνωστικές λειτουργίες του εγκεφάλου περιλαμβάνουν την επεξεργασία πληροφοριών, την επίλυση προβλημάτων και τη λήψη αποφάσεων. Ο προμετωπιαίος φλοιός, που βρίσκεται στους μετωπιαίους λοβούς του εγκεφάλου, είναι ζωτικής σημασίας για εκτελεστικές λειτουργίες όπως ο σχεδιασμός, η οργάνωση και η ρύθμιση της συμπεριφοράς.

Μνήμη και Μάθηση

Ο εγκέφαλος είναι υπεύθυνος για το σχηματισμό και την αποθήκευση αναμνήσεων, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη μάθηση και την προσαρμογή. Ο ιππόκαμπος, μια μικρή περιοχή εντός του έσω κροταφικού λοβού, παίζει καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό νέων αναμνήσεων (Eichenbaum, 2017), (Scoville & Milner, 1957). Ο προμετωπιαίος φλοιός εμπλέκεται στη μνήμη εργασίας, η οποία μας επιτρέπει να κρατάμε και να χειριζόμαστε πληροφορίες στο μυαλό μας (Goldman-Rakic, 1995). Η μακροπρόθεσμη αποθήκευση μνήμης συμβαίνει σε όλο τον φλοιό, με συγκεκριμένες μνήμες να κατανέμονται σε πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου.

Κινητικές & Εκτελεστικές Λειτουργίες

Ο εγκέφαλος είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο των εκούσιων και ακούσιων κινήσεων. Ο κύριος κινητικός φλοιός, που βρίσκεται στον μετωπιαίο λοβό, είναι υπεύθυνος για την έναρξη και τον συντονισμό των εκούσιων μυϊκών κινήσεων. Ο κινητικός έλεγχος βελτιώνεται περαιτέρω από άλλες περιοχές του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένης της παρεγκεφαλίδας, η οποία εμπλέκεται στην ισορροπία και τον συντονισμό, και τα βασικά γάγγλια, τα οποία ρυθμίζουν την έναρξη και τον τερματισμό της κίνησης.

Οι εκτελεστικές λειτουργίες είναι ένα σύνολο γνωστικών διαδικασιών που είναι υπεύθυνες για τον προγραμματισμό, τη λήψη αποφάσεων, την επίλυση προβλημάτων και την αυτορρύθμιση. Ο προμετωπιαίος φλοιός είναι η κύρια περιοχή που είναι υπεύθυνη για τις εκτελεστικές λειτουργίες.

Ακολουθεί εκτενές άρθρο με τις λειτουργίες που επιτελούνται στον προμετωπιαίο φλοιό του εγκεφάλου.

---

Συναισθηματικές Λειτουργίες

Ο εγκεφαλος είναι υπεύθυνος για τη δημιουργία και τη ρύθμιση συναισθημάτων, τα οποία είναι απαραίτητα για την επιβίωση, τη λήψη αποφάσεων και τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις.

Το μεταιχμιακό σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει την αμυγδαλή, τον ιππόκαμπο και τον υποθάλαμο, μια ομάδα διασυνδεδεμένων δομών μέσα στον εγκέφαλο, παίζει καθοριστικό ρόλο στη συναισθηματική επεξεργασία (LeDoux, 2000). Η αμυγδαλή, μέρος του μεταιχμιακού συστήματος, εμπλέκεται στην αντίληψη και έκφραση των συναισθημάτων, ιδιαίτερα του φόβου και της επιθετικότητας (LeDoux, 2007). Ο υποθάλαμος, επίσης μέρος του μεταιχμιακού συστήματος, ρυθμίζει τη φυσιολογική απόκριση του σώματος στα συναισθήματα και το στρες, όπως η αντίδραση πάλης ή φυγής.

Ο προμετωπιαίος φλοιός εμπλέκεται στη ρύθμιση των συναισθημάτων και της κοινωνικής επικοινωνίας, επιτρέποντάς μας να ερμηνεύσουμε και να ανταποκρινόμαστε στα συναισθήματα των άλλων (Damasio, 1994).

---

Ομοιοστατικές Λειτουργίες

Ο εγκέφαλος είναι υπεύθυνος για τη διατήρηση της εσωτερικής ισορροπίας ή της ομοιόστασης του σώματος. Ο υποθάλαμος ρυθμίζει βασικές λειτουργίες όπως η θερμοκρασία του σώματος, η πείνα, η δίψα και ο ύπνος σε συνεργασία με δομές του οπίσθιου εγκεφάλου.

---

H Νευροεπιστήμη

Η νευροεπιστήμη είναι ένα διεπιστημονικό πεδίο που εμβαθύνει στις πολύπλοκες και περίπλοκες λειτουργίες του νευρικού συστήματος, με ιδιαίτερη έμφαση στον εγκέφαλο. Αυτός ο εκτεταμένος επιστημονικός τομέας περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα θεμάτων, συμπεριλαμβανομένης της βιολογίας, της ψυχολογίας, της χημείας, της φυσικής και της επιστήμης των υπολογιστών, τα οποία συμβάλλουν στην κατανόησή μας για το πώς λειτουργούν τα νευρωνικά δίκτυα, πως επεξεργάζονται πληροφορίες και πως δημιουργούν γνώση και συμπεριφορά.

Στον πυρήνα της, η νευροεπιστήμη επιδιώκει να αποκαλύψει τα μυστήρια του ανθρώπινου μυαλού, διερευνώντας θέματα όπως η μνήμη, η αντίληψη, η μάθηση, το συναίσθημα και η συνείδηση. Ως ένας ταχέως εξελισσόμενος κλάδος, προσπαθεί επίσης να αναπτύξει καινοτόμες θεραπείες και τεχνολογίες για τη θεραπεία νευρολογικών και ψυχικών διαταραχών και τη βελτίωση της ψυχικής υγείας, βελτιώνοντας τελικά την ποιότητα ζωής για εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως.

---

Πηγές

• The Human Central Nervous System
• Neuroscience: Exploring the Brain, Enhanced Edition
• Principles of Neural Science

---