Az emberi idegrendszer a szervezet egyik legösszetettebb rendszere, amely irányítja és összehangolja minden szerv és szervrendszer működését. Ez a szócikk részletesebb vázlatként tekinti át az idegrendszer egyes részeit és azok működéseit, különös tekintettel a kisagyra és annak szerepére az információfeldolgozásban, valamint az érzelmi emlékezetben.
Az agytörzs és a köztiagy
Az agytörzs az agy legősibb része, amely viszonylag kisméretű, de működésileg életfontosságú. Részei az agy többi részét a gerincvelővel összekötő nyúltagy (medulla oblongata) vagy nyúltvelő, a híd (pons) és a középagy (mesencephalon). A nyúltvelő tartalmazza az életfontosságú vegetatív központokat, mint a légzés és a keringés. Itt helyezkednek el a védekezési (köhögés) és táplálkozási (nyelési, hányási, szopási) reflexek központjai. A híd a kisagy két féltekéjét köti össze, és többek között a könny- és nyálelválasztásért felelős központokat, valamint az ötödik agyideg (háromosztatú ideg) magját is tartalmazza. A középagyban a szemmozgató idegek központjai, valamint a hallórendszer egyes részei találhatóak. A tizenkét pár agyidegből tíz az agytörzsből ered.
A köztiagy (diencephalon) az agytörzs elülső végénél helyezkedik el, és funkcionálisan meghatározó része a hipotalamusz. A köztiagyat a harmadik agykamra és az azt határoló részek alkotják. A talamusz a reflexpályák magasabb szintű átkapcsolási központja, valamint az érzékszervekből érkező pályák is itt kapcsolódnak át. Itt található a fájdalomérzés központja. A hipotalamusz szabályozza a szervezet belső működésének rendjéért, azaz a homeosztázis fenntartásáért felel, az autonóm idegrendszeren és az endokrin rendszeren keresztül. Kontrollálja és integrálja ezek működését, alapvető szerepet játszik az érzelmi (emocionális) magatartásban, valamint szabályozza az alvás- és ébrenlét ciklusait. Itt található az éhség és jóllakottság-központ, valamint a hőszabályozásért felelős központok is.
A kisagy (cerebellum)
A kisagy a koponyaüreg alján az agytörzs mögött helyezkedik el, az utóagy részei közül a legnagyobb. Két egymással összefüggő féltekéből áll, melyeket egy középső, keskenyebb rész, a féreg (vermis cerebelli) kapcsol össze. Felülről egy kemény agyhártya lemez, a kisagysátor (tentorium cerebelli) takarja. Kívül szürke, belül fehérállományból áll.
A kisagy tudatunktól függetlenül biztosítja az akaratlagos izmok egyenletes összehúzódását és összehangolja működéseiket, beleértve az ellentétes működésű (antagonista) izomcsoportokét is. Összeköttetései a központi idegrendszer egyéb részeivel a testtartást és az akaratlagos mozgást szolgálják. A felszálló érző és a leszálló mozgató pályákról egyaránt kap információkat, amelyek alapján fontos szerepet játszik a mozgások összerendezésében, az izomérzések idegrendszerbeli középpontja. Károsodása többek között egyensúlyzavarokat okoz.
A kisagy kérge széles lemeznek tekinthető, amely a keresztirányú síkban redőket (folium) képez. Minden redő belül fehérállományt tartalmaz, amit a felszínen szürkeállomány borít. A kisagykéreg szürke állománya az egész területén azonos szerkezetű, és tízmilliárd (1012) neuront tartalmaz.
A kisagy szerkezete és sejtjei
A kisagy szövettani metszetén három réteg figyelhető meg:
- Molekuláris réteg: Kétféle neuront tartalmaz: a külső csillagsejteket és a belső kosársejteket. Ezek a neuronok elszórtan helyezkednek el a dendritek elágazódásai és számos vékony axon között.
- Purkinje sejtek: Nagyok, egyetlen rétegben helyezkednek el. Dendritjeik benyúlnak a molekuláris rétegbe, ahol bőségesen elágazódnak, és finomabb ágaikat rövid, vastag dendrittövisek borítják. Ezek szinapszisokat képeznek a szemcsesejtek axonjaival (paralel rostokkal).
- Szemcsés réteg: Apró sejtek alkotják. Minden sejtből négy-öt dendrit ered, amelyeknek végződése a beérkező moharostokkal képeznek szinaptikus kapcsolatokat.
A kisagy funkcionális felosztása és kapcsolatai
A vermis kérge befolyásolja a test hosszanti tengelyének mozgásait, nevezetesen, a nyakét, a vállakét, a mellkasét, a hasét és a csípőkét. Közvetlenül a vermistől lateralisan van a kisagyfélteke úgynevezett átmeneti zónája.
A kisagy számos efferens és afferens rost köti össze a központi idegrendszer egyéb részeivel. Ezek a rostok mindkét oldalon három vastag kötegbe, a kisagykarokba (pedunculus cerebellaris) csoportosulnak. Ezek a rostok a nyúltvelő hátsó kötegi átkapcsoló magjából erednek és az azonos oldali kisagyféltekébe az alsó kisagyi karon keresztül lépnek be. A nervus vestibularis [VIII.] a belső fülből kap információkat a mozgásra (és a szöggyorsulásra) vonatkozóan a félkörös ívjáratokból, és a test gravitációhoz viszonyított helyzetéről (és az egyenes vonalú lineáris gyorsulásról) a tömlőcskéből és a zsákocskából.
A kisagy kérgének egész efferentációja a Purkinje sejtek axonjain keresztül valósul meg. A Purkinje sejtek axonjainak többsége a kisagyi magvak neuronjain szinapszist képezve végződik. A magok axonjai átkereszteződnek az ellenkező oldalra, és az ellenoldali vörös mag (nucleus ruber) neuronjain végződnek, ahonnan a tractus rubrospinalis rostjai indulnak ki. A fogas mag neuronjainak axonjai átkereszteződnek és az ellenoldali talamuszban végződnek, befolyásolva a motoros aktivitást.
A kisagy afferens információkat kap az akaratlagos mozgásokról az agykéregből, valamint az izmokból, az inakból és az ízületekből. Ugyancsak kap jelzéseket az egyensúlyi helyzetről a nervus vestibularisból [VIII.] és valószínűleg a látórendszerből. Mindezek az információk bekerülnek a kisagykéreg információkat feldolgozó rendszerébe és a Purkinje sejtekre összpontosulnak. A Purkinje sejtek axonjai - néhány kivételével - a kisagyi magokon végződnek. Egyes Purkinje sejtek axonja kilép a kisagyból, és közvetlenül végződik az agytörzs nucleus vestibularis lateralis magján. A Purkinje sejtek axonjai gátló hatást fejtenek ki a kisagyi és a lateralis vestibularis magok neuronjaira.
2 perces idegtudomány: Kisagy
A kisagy a pontos mozgásokat koordináló működését úgy fejti ki, hogy folyamatosan összehasonlítja az agykéreg motoros mezőiből kiinduló ingerületeket a működésben lévő izmokból származó proprioceptív információkkal; így képessé válik az alsó motoros neuronok aktivitásának szükségessé váló módosítására. Ez a motoros neuronok ingerületi állapota időbeliségének és sorrendjének ellenőrzésén keresztül valósul meg. Az is valószínű, hogy a kisagy visszajelzéseket küld az agykéreg motoros területéhez az agonista izmok gátlása és az antagonista izmok ingerlése érdekében, ezzel korlátozva az akaratlagos mozgások terjedelmét. Ezért a kisagyi károsodások (léziók) nagyrészt nem bénulást, hanem súlyos mozgáskoordinációs zavart, egyensúlyvesztést és motoros tanulási készség csökkenést okoznak.
A nagyagy (cerebrum) és az agykéreg
A nagyagy (agyféltekék) a végagyból (telencephalonból) fejlődnek ki, és az agy legnagyobb méretű részét képezik. A páros agyféltekék (hemispherium) az agy legnagyobb méretű alkotórészei, amelyeket a középsíkban elhelyezkedő mély hosszanti hasadék a (fissura longitudinalis cerebri) választ el egymástól. A hasadék mélyén van a kérges test (corpus callosum), a két agyféltekét a középsíkon keresztül összekötő legnagyobb pályarendszer. A kemény agyhártya egy másik horizontális redője, a kisagysátor (tentorium cerebelli) választja el a féltekéket a kisagytól.
Minden félteke felszínét szürkeállomány, az agykéreg borítja, emellett a fehérállományban beágyazva is vannak szürkeállományból álló részek, a törzsdúcok; a féltekék üregét az oldalkamrák képezik. A fehérállományban a fel- és leszálló pályáknak vannak olyan kritikus részei, mint a capsula interna, ahol gyakoriak a kóros elváltozások.
Az agykéreg (cortex cerebri) a központi idegrendszer legmagasabb szintje és mindig az alsóbb centrumokkal együttműködve funkcionál. Hatalmas mennyiségű információt kap az idegrendszer más szintjeiről, valamint az érzékszervekből, ezekre pontos válaszokkal reagál, és megfelelő változásokat idéz elő. Sok választ öröklött programok befolyásolnak, míg másokhoz az egyén élete során megtanult, és a kéregben elraktározott programok adják a keretet. Az emberi agykéreg teljesen beborítja az agyféltekéket. Szürkeállományból áll, -becsült adatok szerint - tízmilliárd (1012) neuront tartalmaz. Az agykéreg különböző mezői funkcionálisan specializálódottak.
Az agykéreg felszínének a maximálása érdekében mindkét félteke felszíne redőkbe gyűrődve tekervényeket (gyrus) alkot, amelyeket barázdák (sulcus) vagy hasadékok (fissura) választanak el egymástól. Szokás szerint a féltekéken lebenyeket (lobus) különböztetnek meg, amelyek arról a koponyacsontról kapják a nevüket, amely alatt elhelyezkednek. A központi (sulcus centralis), a fal-nyakszirti (parietooccipitalis), az oldal (lateralis), a madársarkantyú (calcarinus) barázdák olyan képződmények a felszínen, amelyek segítségével a féltekéken a homloki (frontalis), a fali (parietalis), a halántéki (temporalis) és a nyakszirti (occipitalis) lebenyek határai meghatározhatók.
A törzsdúcok és a limbikus rendszer
A törzsdúcok és összeköttetéseik fontos szerepet játszanak a testtartás és az akaratlagos mozgások szabályozásában. A központi idegrendszer számos, a motoros működések kontrolljában szerepet játszó egyéb részeitől eltérően, a törzsdúcoknak nincsenek közvetlen afferens vagy efferens összeköttetéseik a gerincvelővel.
A limbikus rendszer (határkérgi rendszer) - korábban szaglóagy - a nagyagyvelő ősi része, mely körülöleli a kérgestestet valamint az agyféltekék és az agytörzs kapcsolódási területét. Itt találhatóak a szaglás magasabb rendű központjai, azonban funkciója ennél jóval sokrétűbb: a limbikus rendszer felel a közérzetért, a jó vagy rossz hangulatért, az indulati reakciókért (fájdalom, düh, félelem, vidámság, agresszivitás).
Az érzelmi emlékezet és a kisagy szerepe
A jó és a rossz élményekhez kapcsolódó érzelmek mélyen rögzülnek az emberi memóriában. Az evolúciós magyarázat szerint ennek első számú oka a túlélés szempontjából kockázatos helyzetek elkerülése, és a jutalommal kecsegtető szituációk előnybe részesítése. A tudomány jelenlegi állása szerint az érzelmi emlékezetek központja az amygdala nevű agyi struktúra, amely az érzelmek feldolgozásán túl az emocionális információk más agyterületeken történő elraktározásáért is felel.
Kutatások kimutatták, hogy a kisagy meghatározó része az érzelmi memóriáért felelős idegrendszeri hálózatnak. Egy 1418 önkéntes bevonásával folytatott kísérletsorozat első körében az alanyoknak erős érzelmeket kiváltó, illetve semleges képeket mutattak, miközben MRI-készülékekkel detektálták idegrendszeri aktivitásukat. Az ezután végzett memóriatesztek eredményei azt mutatták, hogy az alanyok sokkal inkább emlékeztek az érzelmes, mint a neutrális képekre. Az MRI-eredmények szerint az emóciókat generáló vizuális információk hatására aktiválódtak a már korábban is az érzelmi emlékezet gócaiként azonosított agyterületek. A kutatók szerint ez az eredmény közelebb visz számos pszichiátriai állapot, például a poszttraumás stresszbetegség megértéséhez is.
Az agyhártyák és agykamrák
Az agyat és a gerincvelőt három agyhártya burkolja be: a kemény agyhártya (dura mater), a pókhálóhártya (arachnoidea mater) és a lágy agyhártya (pia mater). Az agyhártyák védelmet nyújtanak az idegrendszer számára, és részt vesznek a koponya vénás öbleinek (sinusainak) falának alkotásában.
Agykamrák alatt az agy belsejében elhelyezkedő, négy folyadékkal telt üreget értünk; ezek a kétoldali oldalkamra (ventriculus lateralis), a harmadik agykamra (ventriculus tertius) és a negyedik agykamra (ventriculus quartus). A harmadik agykamrát és negyedik agykamrát egy szűk járat (aqueductus cerebri; Silvius-csatorna) köti össze. A negyedik agykamra ürege egyrészt folytatódik a gerincvelő szűk központi csatornájába (canalis centralisába), másrészt a tetején lévő három nyíláson keresztül összeköttetésben áll a pókhálóhártya alatti (subarachnoidealis térrel). A kamrákat mindenütt ependyma béleli, és belsejüket agy-gerincvelői folyadék (liquor cerebrospinalis) tölti ki.
Az agy-gerincvelői folyadék a központi idegrendszer belső üregrendszerét kitölti, külső felszínét pedig körülveszi. Ez egy színtelen, átlátszó folyadék, amelynek elhelyezkedése, funkciói, képződése és felszívódása kulcsfontosságú az idegrendszer megfelelő működéséhez. Különös jelentőséggel bír a klinikai diagnosztikában. A vér-agy gát és a vér-liquor gát szerkezete és jelentősége abban rejlik, hogy az agy jelentős mértékben védett a potenciálisan toxikus hatóanyagoktól és más külső eredetű anyagoktól.
Az idegrendszer vérellátása és fejlődése
Az agyat a kétoldali belső fejverőér (arteria carotis interna) és a kétoldali gerincmenti verőér (arteria vertebralis) látja el. A négy artéria az agyalapon a pókhálóhártya alatti (subarachnoidealis) térben helyezkedik el, és egymást összekötő (anasztomizáló) ágaival alkotja az agyalapi artériás gyűrűt (circulus arteriosus cerebri; Willis-féle agyalapi artériás gyűrű, vagy hatszög). A gerincvelő artériás vérellátását három kis artériából kapja, a két hátsó gerincvelői verőérből (arteria spinalis posterior) és az egy elülső gerincvelői verőérből (arteria spinalis anterior).
Ez a rész egy rövid, vázlatos áttekintést ad az idegrendszer fejlődéséről, amely segítséget nyújt az idegrendszer különböző részei egymáshoz való viszonyának megértéséhez és felidézéséhez.