Keskushermosto (CNS) koostuu aivoista, selkäytimestä ja verkkokalvosta. Se on elimistön komentokeskus, joka antaa virtaa kaikkeen tekemäämme ja tulkitsee kaikkea ympärillämme olevaa.
Keskushermosto kehittyy koko ihmisen eliniän ajan, sillä se luo ja poistaa jatkuvasti hermosoluja pitääkseen vakiohermoston toiminnan virkeänä.
Keskushermosto toimii siten, että se ottaa vastaan ääreishermoston keräämää informaatiota ja jakaa informaatiota uudelleen sen perusteella. Se ohjaa kaikkea aivastuksesta sydämen lyöntitiheyteen.
Keskushermostossa on yhteensä noin 86 miljardia hermosolua, mikä on yli 12-kertainen määrä ihmisiä maapallolla juuri nyt! Kaikkia niitä yhdistävät triljoonat hermosäikeet – aksonit jadendriitit – jotka helpottavat tiedonsiirtoa koko hermostossa.
Aivot
Ihmisellä on kaikista selkärankaisista suurimmat aivot suhteessa kehon kokoon (Lewis, 2018). Huolimatta siitä, mitä olet ehkä kuullut, koolla ei kuitenkaan ole oikeastaan väliä.
Monet ovat jo pitkään uskoneet, että aivojen koko on suora korrelaatio eläinlajien älykkyyteen, mutta tieteellistä näyttöä tämän ajatuksen tueksi ei kuitenkaan ole paljon. Oikeammin voidaan sanoa, että aivojen ja ruumiin koon suhde on luotettavampi älykkyyden mittari.
Ne lisäksi, että ihmisellä on suurimmat aivot suhteessa ruumiin kokoon, hänellä on myös enemmän neuroneja tilavuusyksikköä kohden kuin useilla muilla lajeilla. Tärkeä syy tähän on ihmisen aivojen pinta-alan määrä. Aivojen pinta-ala syntyy kaikista kudoksen poimuista. Mitä enemmän poimuja, sitä enemmän pinta-alaa.
Ihmisen aivot painavat noin 3,5 kiloa ja muodostavat noin 2 % keskimääräisestä aikuisen ruumiinpainosta, ja ne ohjaavat lähes kaikkea, mitä teemme. ”Hetkinen, melkein?” kysyt epäuskoisesti. Kyllä, melkein… tavallaan.
Aivot eivät suoraan ohjaa liikkeitä, kuten refleksejä – nämä toiminnot kulkevat korkeintaan selkäytimesi kautta, koska niiden on tapahduttava nopeasti. Tässä kuitenkin kerrotaan, mistä aivot koostuvat ja mitä ne ohjaavat.
Ihmisen aivojen rakenteet ja toiminnot
Koko keskushermosto koostuu ”harmaasta aineesta” ja ”valkoisesta aineesta”. Harmaa aine koostuu neuroneista, solutyypistä, joka muodostaa perustan kaikentyyppisille hermosoluille.
Ihmisen aivojen suurin osa on isoaivot, jotka ovat peräisin etuaivoista eli prosencephalonista. Isoaivot jakautuvat kahteen aivopuoliskoon, joita yhdistää aivokurkiainen (corpus callosum). Tämä aivojen alue ohjaa aivojen sensorisia, motorisia ja kognitiivisia toimintoja.
Aivojen vasen aivopuolisko sisältää tärkeitä alueita, joilla on keskeinen rooli puheessa ja kielessä. Se liittyy myös matematiikkaan ja tiedonhakuun.
Oikealla aivopuoliskolla on keskeinen rooli visuaalisessa ja auditiivisessa prosessoinnissa, avaruudellisissa taidoissa ja taiteellisissa kyvyissä. Kaikissa näissä toiminnoissa on kuitenkin osallisena molemmat aivopuoliskot, joten suosittu käsitys ”vasen- tai oikeaaivoisuudesta” ei saa juurikaan tukea todisteista. Anteeksi, että tapan tunnelman.
Aivojen uloin kerros, niin sanottu aivokuori, on ”ajattelun keskus”, ja se koostuu seuraavista rakenteista:
- Otsalohko: hallitsee tunteita, ongelmanratkaisua, oppimista, muistia ja muuta.
- Parietaalilohko: hallitsee avaruudellista orientaatiota ja navigointia integroimalla lukuisten aistijärjestelmien keräämää tietoa
- Temporaalilohko: käsittelee kuuloärsykkeitä ja avustaa kielenkäytössä; sisältää hippokampuksen ja amygdalan, joilla on ensisijaiset roolit muistissa ja tunteissa
- Takaraivolohko: säätelee visuaalista prosessointia
Corpus callosum. Kyllä, se kuulostaa ehdottomasti loitsulta, jonka oppisi Tylypahkassa, mutta uskokaa minua, se ei ole sitä (olen kokeillut sitä). Se on kokoelma hermosäikeitä, jotka yhdistävät vasemman ja oikean aivopuoliskon.
Vasemmat aivot ohjaavat kaikkia kehon oikean puolen lihaksia ja päinvastoin. Vasen- tai oikeakätisyys johtuu siitä, että toinen aivopuolisko hallitsee toista.
Aivorunko on peräisin keskiaivoista (mesencephalon) ja takaraivoista (rhombencephalon), ja se on selkäytimen ja aivojen välinen yhteys. Se koostuu medulla oblongatasta, ponsista ja keskiaivoista. Aivorungon tärkeimpiä tehtäviä ovat
- Tiedon välittäminen aivojen ja kehon välillä
- Kallohermojen toimittaminen kasvoihin ja päähän (hermot ulottuvat tältä aivojen alueelta näille alueille)
- Toteuttaa kriittisiä toimintoja, jotka eivät hallitse sydäntä, hengitystä ja tietoisuutta.
Aivojen ja aivorungon välissä ovat talamus ja hypotalamus. Hypotalamus välittää sensorisia ja motorisia signaaleja aivokuorelle ja osallistuu tajunnan, unen ja vireystilan säätelyyn. Hypotalamus yhdistää hermoston hormonitoimintaan aivolisäkkeen kautta
Pikkuaivot, jotka kehittyvät takaraivoista, ovat olennainen osa motorista kontrollia, sillä ne säätelevät osittain koordinaatiota ja tasapainoa. Tällä rakenteella saattaa olla myös joitakin kognitiivisia tehtäviä.
Keskushermoston suojaus ja peruskomposiitti
Hermoston elimet ovat erittäin hyvin suojattuja ja turvallisesti tuettuja kudosten ja elinrakenteiden avulla kaikkialla kehossa.
Niin kuin pitääkin! Et kai halua, että hermoelimesi heiluvat joka kerta kun teet liikkeen? Ei tietenkään!
Voidaksemme saada parhaan mahdollisen suojan, keskushermoston osilla on jopa kolme erilaista suojaa. Sekä aivoja että selkäydintä suojaavat ensin kalvokerrokset, joita kutsutaan aivokalvoiksi. Aivoja kapseloi edelleen kallo ja selkäydintä nikamat.
Kolmanneksi on aivo-selkäydinneste: tämä on uskomattoman tärkeää, koska se muodostaa puskurin, joka vähentää aivojen ja kallon tai selkäytimen ja nikamien välisen mahdollisen iskun voimaa.
Aivoja kapseloi edelleen kallo ja selkäydintä nikamat. Kolmanneksi on aivo-selkäydinneste: se on uskomattoman tärkeää, koska se muodostaa puskurin, joka vähentää aivojen ja kallon tai selkäytimen ja nikamien välisen mahdollisen törmäyksen voimaa.
On jo mainittu, että keskushermosto koostuu kokonaan kahdesta suuresta hermosoluryhmästä: harmaasta aineesta ja valkeasta aineesta. Harmaa aine koostuu hermosolujen solurungoista ja niihin liittyvistä dendriiteistä, gliasoluista ja kapillaareista (ne huolehtivat verenkierrosta aivokudoksen läpi, mikä tekee siitä vaaleanpunaisen!).
Harmaata ainetta on pääasiassa aivojen uloimmissa kerroksissa ja selkäytimessä. Voit tunnistaa sen selkäytimessä, koska se muodostaa sisäisen ”perhosen” muodon, joka näkyy selkäytimen poikkileikkauksessa.
Valkoinen aine taas muodostaa ne keskushermoston alueet, joissa on suurin osa aksoneista. Valkoinen aine on aivoissa harmaan aineen alla, kun taas selkäytimessä se on harmaata ydintä ympäröiviä ulkoisia kerroksia.
selkäydin
Selkäydin painaa vain noin 35 g ja on halkaisijaltaan vain noin 1 cm. Sitä suojaa 26 nikamaa ja se voidaan jakaa viiteen alueeseen, joissa on yhteensä 31 hermoparia, jotka ulottuvat selkärangan sivuilta kehon distaaliosiin. Selkäytimen viisi aluetta ovat seuraavat:
Selkäytimen harmaata ainetta on se, mikä muodostaa voisiluun. Jokaista ”siipeä” kutsutaan ”sarvena.”
Nämä sarvet ovat aistineuronien massakokoelma, ja kaikkea sitä ympäröi valkea aine, joka toimii kuten myeliinituppi aksonille. (Voit siis ajatella selkäydintä kaikkien hermosolujen äitinä, jossa jokainen ääreishermoston hermo toimii dendriittinä, selkäydin aksonina ja aivot ytimenä.)
Verkko verkkokalvo
Verkko verkkokalvo (retina) on silmän hermostollinen osa. Se saa alkunsa välikarsinan ”ulkotaskusta”, jota kutsutaan näköhormoniksi ja joka käy läpi invaginaation muodostaen näköhormonikupin.
Kohtaisesti tämän näköhormonikupin sisemmästä seinämästä saa alkunsa verkkokalvo, kun taas ulkoseinämästä saa alkunsa pigmenttiepiteeli. Pigmenttiepiteeli tekee silmästäsi sinisen, ruskean jne., sillä se sisältää melaniinia.
Melaniini ei myöskään ole vain ulkonäön vuoksi.
Pigmenttiepiteelillä on myös tärkeä rooli myös fotoreseptoreiden ylläpidossa, sillä se uusii fotopigmenttejä ja fagosytoi fotoreseptorilevyjä. Tämä tapahtuu uskomattoman suurella nopeudella, mikä on välttämätöntä näköaistin ylläpitämiseksi.
Fotoreseptorit lähettävät sähköisiä impulsseja verkkokalvolle, jonka neuronit sitten lähettävät nämä tiedot aivoihin näköhermon kautta.
Verkkokalvolla on viittä erilaista neuronityyppiä:
- Fotoreseptorit
- Bipolaariset solut
- Gangliosolut
- Vaajasolut
- Amakriiniset solut
Verkko- eli verkkokalvon valonherkkien hermosolujen solut ovat sauvoja ja käpyjä. Molemmilla on ulkosegmentti, joka koostuu valopigmenttiä sisältävistä kalvokiekoista, jotka mahdollistavat värispesifisten kuuloärsykkeiden vastaanottamisen.
Kaikki nämä rakenteet, joita aivot, selkäydin ja verkkokalvo johtavat ja jotka ovat yhteydessä toisiinsa triljoonien synapsien välityksellä, säätelevät keskeisiä prosesseja, joita elimistömme tarvitsee pitääkseen meidät hengissä ja elossa.