Das Nervensystem besteht aus dem zentralen Nervensystem (Gehirn und Rückenmark), das periphere Nervensystem (die sensorischen und motorischen Neuronen) und das autonome Nervensystem (das Körperprozesse wie Verdauung und Herzfrequenz reguliert).
Alle Abteilungen des Nervensystems basieren allgemein auf den Funktionen von Neuronen, spezialisierte Zellen, die Informationen zu verarbeiten. Neurone erzeugen Nervenimpulse, die die Freisetzung von Chemikalien in speziellen Räumen, die Synapsen verursachen, die verschiedene Neuronen ermöglichen, miteinander zu reden. Die einwandfreie Funktion von Neuronen ist abhängig von spezialisierten Gliazellen. Alle Nervensystem bei allen Tierarten haben sieben grundlegende Arten von funktionellen Zellen:
Sensorischen Neuronen: Diese Neuronen sagen, den Rest des Gehirns über die externen und internen Umwelt.
Motor (und andere Ausgang) Neuronen: Motor Neuronen Vertrag Muskeln und Verhalten vermitteln und andere Ausgangsneuronen zu stimulieren Drüsen und Organe.
Kommunikation Neuronen: Kommunikation Neuronen übertragen Signale von einem Bereich des Gehirns zu einem anderen.
Computation Neuronen: Die überwiegende Mehrheit der Neuronen in Wirbeltieren sind Berechnung Neuronen. Computation Neuronen extrahieren und Informationsprozess in den Sinnen kommen, zu vergleichen, diese Informationen zu dem, was im Speicher ist, und verwenden Sie die Informationen zu planen und das Verhalten auszuführen. Jede der mehreren hundert Hirnregionen enthält etwa mehrere Dutzend verschiedene Arten von Rechen Neuronen, die die Funktion des Gehirns Bereich vermitteln.
Myelin: Viele Axonen werden von Gliazellen Prozesse ensheathed, die zusätzliche Isolierung sorgen. Diese Isolierung wird von Oligodendrozyten besteht, das Myelin bilden, zu myelinisierten Axone führt. Die Lücken zwischen den Myelinumhüllungen werden Knoten von Ranvier genannt. Hier wird das Aktionspotential (elektrischen Nervenimpulse) wiederholt, wodurch das Signal ermöglicht, seine Stärke über lange Strecken zu halten. Myelinisierte Axone haben schnelle Leitungsgeschwindigkeiten, bei denen die Aktionspotentiale in mehreren hundert Metern pro Sekunde fahren. Viele kleinere Axone des Nervensystems sind unmyelinated und langsamer Aktionspotentialen führen.
Astrozyten: Astrozyten sind sternförmige Zellen, die metabolische Unterstützung Neuronen bereitzustellen, sowie die Blut-Hirn-Schranke bilden. Astrozyten tragen wesentlich zur synaptischen Funktion durch die richtige Konzentration der Chemikalien an der Synapse zu erhalten und auch zu lösen gliotransmitters bekannt, die synaptische Übertragung regulieren kann. Die Fähigkeit von Astrozyten synaptische Aktivität und ihrer engen physischen Standort Synapsen zu integrieren hat zu dem Begriff gegeben tripartite Synapse. Die tripartite Synapse bezieht sich auf drei Einheiten: die neuronale präsynaptischen Terminal, das neuronale postsynaptischen Terminal, und dem benachbarten Prozess eines Astrozyten.
Mikroglia: Diese Zellen sind die einzigen resident Immunzellen im Gehirn. Sie fungieren als erste Linie der Immunabwehr im Gehirn. Mikroglia sind Aasfresser, das Entfernen abgestorbener Zellen und infektiöse Erreger durch einen Prozess namens Phagozytose. Obwohl Mikroglia bei Krankheitszuständen aktiviert werden schädliche Chemikalien zu veröffentlichen, die Neuronen schädigen, wurden Mikroglia trophische Unterstützung zu Neuronen zu schaffen gezeigt. Neuere Studien haben gezeigt, dass Mikroglia beschneiden unnötige Synapsen während der Entwicklung, die für die richtige zentrale Nervensystem Reifung erforderlich ist.
Es gibt offensichtliche strukturelle Unterschiede zwischen den Neuronen und die meisten anderen Zellen. Während die meisten nicht-neuronalen Zellen gequetschten Sphäroide ähnlich sind, haben typischerweise ein Neuronen # 147-Dendritenbaum # 148- von Verzweigungen (oder Prozesse), die sich aus dem Zellkörper (oder soma), sowie ein einzelner Prozess namens ein Axon, die auch aus dem Zellkörper ausgeht, sondern läuft für große Entfernungen (manchmal sogar bis zu mehrere Meter ), bevor er Zweigen. Während die Dendriten synaptischen Eingaben von anderen Zellen empfangen, sendet das Axon den Ausgang der Zelle zu anderen Zellen.
Die wesentlichen Konstruktionsteile eines Neurons.
Was unterscheidet eigentlich das Nervensystem von einer anderen Gruppe funktioniert, ist die Komplexität der neuronalen Verbindungen, die Synapsen. Das menschliche Gehirn hat in der Größenordnung von 100 Milliarden Neuronen, die jeweils mit einer einzigartigen Reihe von mehr als 10.000 synaptischen Eingänge, insgesamt etwa eine Billiarde Synapsen ergibt - eine Zahl noch größer ist als die US-Staatsverschuldung in ein paar Cent! Die Anzahl der möglichen unterschiedlichen Zuständen des Systems ist nahezu unzählige.
Neurowissenschaften: Die Rolle des Neocortex Verständnis
Der Neocortex spielt eine wichtige Rolle in der Neurowissenschaft. Wenn Sie an einem menschlichen Gehirn von oben oder von Seiten betrachten, ist alles, was man fast sehen Neocortex. Man nennt es # 147-neo # 148- weil es eine relativ neue Erfindung von Säugetieren. Vor der Säugetiere, Tiere wie Reptilien und Vögel hatten relativ kleine Gehirne mit sehr spezialisierten Bereichen für die sensorische Informationsverarbeitung und das Verhalten steuern.
Der Neocortex ermöglicht die komplexe geistige Aktivität, die Menschen mit Menschs assoziieren. Der menschliche Neocortex ist so groß, dass es völlig den ganzen Rest des Gehirns umfasst außer für ein bisschen Kleinhirns, die von der Rückseite herausragt.
Der Neocortex.
Der Neocortex gliedert sich in vier Hauptlappen: Stirn-, Scheitel-, Schläfen- und Hinterhaupts:
Die Stirnlappen enthält alle Neocortex von vorne, vordersten Teil des Gehirns zu einem großen Furche, die so genannte Zentralfurche, die von der Seite verläuft etwa in der Mitte des Gehirns zu Seite.
Der Scheitellappen geht mit dem Hinterhauptslappen aus dem zentralen Sulcus an der Grenze gerade zurück.
Der Hinterhauptslappen ist der Lappen an der hintersten Spitze. Es gibt keine klare kontinuierliche Grenze zwischen Scheitel- und Hinterhauptslappen in den meisten Gehirne.
Schläfenlappen ist die zungenartige Verlängerung von der Grenze zwischen den okzipitalen und Parietallappen, die in der anterioren Richtung erstreckt.
Eine große Neocortex unterscheidet Säugetiere von allen anderen Tieren. Arten, die vor Säugetieren existiert konnte deutlich bewegen, spüren ihre Umwelt und zeigen viele komplexe Verhaltensweisen wie jene, die jetzt bei Vögeln und Eidechsen zu sehen sind. Diese Fähigkeiten wurden alle von Gehirnstrukturen aktiviert älter als und hierarchisch unterhalb der Neocortex. Was der Neokortex erlaubt war ein neues Niveau der fortgeschrittenen Verhalten - vor allem das Sozialverhalten - gipfelnd in Menschen mit Werkzeugbau und schließlich Sprache und High-Level-Bewusstsein.
Neuroscience: Mit Blick auf die linken und rechten Hemisphären des Gehirns
Das Gehirn besteht aus zwei nahezu spiegelbildlichen Lappen der linken und rechten Hemisphären genannt. Die linke Hemisphäre empfängt die meisten Eingaben von und steuert hauptsächlich die rechte Seite des Körpers. Diese Hemisphäre beim Menschen ist auch für die Sprache, regelbasierte Argumentation und analytische Fähigkeiten spezialisiert. Die rechte Hemisphäre beschäftigt sich mit der linken Seite des Körpers, und es ist besser bei visuellen Mustererkennung und ganzheitlichere Art der Wahrnehmung.
In den meisten Aufgaben verwenden die beiden Hemisphären eine Teile-und-Herrsche-Strategie, wo die linke Hemisphäre die Details verarbeitet, und das Recht nimmt in das große Bild. Die beiden Halbkugeln werden durch die größte Fasertrakts im Gehirn, dem Corpus callosum, verbunden, die 200 Millionen Fasern enthält.
Neuroscience Verwendung des Gehirns vier Lappen zu untersuchen: Frontal, Parietal, Temporal und Okzipitale
die vier Lappen des Gehirns zu kennen, ist wichtig für die Neurowissenschaften. Der Neocortex ist in vier große Lappen geteilt: der Frontallappen, Scheitellappen, Temporallappen und Hinterhauptslappen. Diese Lappen werden weiter in verschiedene Bereiche unterteilt. Die Stirnlappen sind mit der Kontrolle der Bewegung, aus der Stimulation einzelner Muskeln zu abstrakten Planung beteiligt, was zu tun.
Die Parietallappen Prozesse visuell, auditiv und Touch-Informationen. Der Schläfenlappen ist der primäre Bereich für frühen auditorischen Verarbeitung und einem High-Level-visuellen Verarbeitungsbereich. Es verarbeitet auch einige Aspekte der Geruch (Geruchssinn). Die Occipitallappen visuelle Information verarbeitet und sendet sie an den Scheitel- und Schläfenlappen. Geschmack und einige Geruchssinn sind in der hinteren Stirnlappen verarbeitet.
Die vier Lappen und die Regionen innerhalb jedes.
Der Frontallappen
Der Frontallappen beschäftigt sich mit Verhalten auszuführen. Dies reicht von der Kontrolle der einzelnen Muskeln im primären motorischen Kortex auf hohem Niveau abstrakten Planung über das, was zu tun ist. Die Stirnlappen sind in verschiedene Bereiche unterteilt:
Die präfrontalen Kortex: Bei Menschen findet die präfrontalen Kortex, die Mehrheit des Frontallappens auf. Der präfrontale Kortex ist entscheidend für die Leistung von fast allen Fähigkeiten erfordern Intelligenz. Präfrontalen Kortex neigt als bei anderen Säugetieren größer in Primaten zu sein, und es ist größer bei Menschen als in anderen Primaten. Dies wird mit der Menge an hohen Plan durch Mitglieder verschiedener Spezies erfolgen korreliert.
Die meisten Säugetiere arbeiten meistens auf Instinkt und leben nicht in komplex differenzierten gesellschaftlichen Gruppen. Primaten, auf der anderen Seite, haben komplexe männliche und weibliche Hierarchien und können Plots gegeneinander brüten, die Jahre der Planung erstrecken. Die Menschen bauen Werkzeuge, ihre Umgebungen für ihre eigenen Zwecke zu ändern, und haben spezifische Beziehungen mit bis zu Hunderten von anderen Individuen (und dies war noch vor Facebook).
Die orbitofrontalen Kortex: Dieser Bereich ist der vorderen und medialen Teil des präfrontalen Kortex. Die orbitofrontalen Kortex ist von wesentlicher Bedeutung für Risiko- und Ertragsbewertung und für das, was könnte moralisches Urteil genannt werden. Patienten mit einer Schädigung diesem Bereich kann normal oder überlegene Intelligenz aufweisen, wie durch IQ-Tests bewertet aber es fehlt noch ein rudimentäres Konzept der Sitten oder entsprechende Aktionen in sozialen Kontexten sie auch fast alle Risikoaversion trotz klarer Kenntnis der schlechten Folgen verlieren.
Primären motorischen Kortex: Die primären motorischen Kortex ist der Streifen des Hirnareals gerade anterior zu den zentralen Sulcus, der hinterste Teil des Frontallappens. Das Gehirn kann die direkte Kontrolle der Muskeln aus dem Rückenmark nehmen. Es tut dies durch Projektionen aus dem primären motorischen Kortex. Neurone im primären motorischen Kortex reisen, um das Rückenmark und die Synapse auf den gleichen motorischen Neuronen nach unten, die Reflexe vermitteln. Theoretisch erlaubt diese direkte Kontrolle weit mehr Flexibilität und Anpassungsfähigkeit.
Prämotorischen Kortex: Die Aufgabe des prämotorischen Kortex ist bewusst Bewegungsabläufe zu überwachen, indem sensorische Rückmeldung. Nachdem der Basalganglien und präfrontalen Kortex das Ziel auswählen, koordiniert die prämotorischen Kortex die Schritte, um dieses Ziel zu erreichen. Die Aktivität im prämotorischen Kortex hilft Ihnen lernen, was zu achten, während Sie eine komplizierte Motorsequenz durchführen und was zu tun ist, wenn Sie an einem bestimmten Punkt stecken.
Denken Sie an den frontalen Kortex als # 147-polarisierte # 148- von anterior (vorne) nach posterior (hinten). Am weitesten zurück, an der zentralen Sulcus, sind neuronale Drähte fast direkt an die Muskeln geht. Vor, dass es Bereiche, die Bewegungen organisieren und Reihenfolge. Vor, dass sind abstrakte Planungsebenen. Bei diesen abstrakten Ebenen, zum Beispiel, wählen Sie aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Strategien, die völlig verschiedene Muskeln, Muskeln Sequenzen, oder, wie in der Tennis-Shot, die Entscheidung nicht bewegen beinhalten.
Der Scheitellappen
Der Scheitellappen enthält Neuronen, die sensorischen Informationen aus der Haut und der Zunge empfangen und verarbeitet sensorische Informationen aus den Ohren und Augen, die in anderen Lappen aufgenommen werden. Die wichtigsten sensorischen Input aus der Haut (Berührung, Temperatur und Schmerz-Rezeptoren) durch den Thalamus zu Parietallappen zuleiten.
Die Occipitallappen
Occipitallappen verarbeitet visuelle Eingabe, die an das Gehirn von den Retinae gesendet wird. Die Retinae Projekt durch den Thalamus auf den hinteren Pol des Hinterhauptslappen, genannt V1 (für visuelle Bereich ein), so dass die Aktivität in verschiedenen Bereichen der V1 bezieht sich auf alles, was auf dem Bild um den aktuellen Punkt der Blick ist.
Subareas über V1 sind spezialisiert auf visuelle Aufgaben wie Farberkennung, Tiefenwahrnehmung und Bewegungserkennung. Das Gefühl der Vision wird durch Projektionen von diesen höheren Occipitallappen Bereiche im Scheitel- und Schläfenlappen auf andere Bereiche bearbeitet, aber diese Verarbeitung ist abhängig von frühen Verarbeitung durch den Hinterhauptslappen. (Forscher wissen dies, weil Schäden an V1 verursacht Blindheit in diesem Teil des Gesichtsfeldes gibt, dass die Projekte.)
Die Tatsache, dass das visuelle System eine ganze Keule für die Verarbeitung wird betont, wie wichtig hohe Sehschärfe und Verarbeitung unter unseren Sinnen.
Temporallappen
Das Gehirn des Schläfenlappens kombiniert auditorischen und visuellen Informationen. Die superior (obere) und medialen (Zentral) Aspekt der Temporallappen empfängt auditory Eingabe von dem Teil des Thalamus, die Informationen aus den Ohren leitet. Die inferior (untere) Teil des Schläfenlappens tut visuellen Verarbeitung für die Objekt- und Mustererkennung. Die medialen und anterioren Teile des Schläfenlappens in sehr hoher Ordnung visuelle Erkennung beteiligt sind (in der Lage, Gesichter zu erkennen, zum Beispiel), sowie je nach Erkennungs Speicher.
Mit Neuroscience der Thalamus und das limbische System zu untersuchen
Neuroscience sagt uns, dass der Neokortex mit dem Rest des Gehirns in Wechselwirkung tritt in erster Linie durch eine Struktur der Thalamus genannt. Der Thalamus, die unterhalb (und hierarchisch unten) der Neokortex, Funktionen wie eine Kommandozentrale, die steuert, welche Informationen zwischen den verschiedenen Teilen des Neokortex und dem Rest des Gehirns geht.
Während die Neocortex sehr feinkörnig Analyse der Muster tun können, um Sie suchen, wo die Thalamus Steuerelemente, die Sie suchen. Wenn Ihr Neocortex beschädigt wird, verlieren Sie besondere Fähigkeiten. Wenn Ihr Thalamus ausreichend beschädigt wird, verlieren Sie das Bewusstsein.
Der Hypothalamus regelt homöostatischen Körperfunktionen wie Temperatur und zirkadiane Rhythmen.
Der Thalamus und das limbische System.
Denken Sie an den Thalamus als das Tor zum Kortex. Praktisch alle Signale von den Sinnen durch den Thalamus weitergeleitet, da die Signale von anderen subkortikalen Bereichen sind. Viele Bereiche des Neokortex kommunizieren auch miteinander über den Thalamus.
Unterhalb des Neokortex und Thalamus sind mehrere wichtige subcortical Hirnareale. Einer der wichtigsten ist ein Netz von verschiedenen, phylogenetisch alten Kerne das limbische System genannt. (Zu sagen, dass diese limbischen System Kerne sind phylogenetisch alte Mittel, die sie in der Art existierte viel älter als Säugetiere, wie Eidechsen, Vögel und wahrscheinlich Dinosaurier). Mehrere wichtige Strukturen sind innerhalb des limbischen Systems:
Der Hippocampus: Der Hippocampus hat eine entscheidende Funktion bei der Erstellung des Speichers. Der Hippocampus empfängt Eingaben von nahezu der gesamten Neocortex. Durch spezialisierte einstellbaren synaptischer Rezeptoren NMDA-Rezeptoren genannt, kann sie assoziieren zusammen praktisch jede Konstellation von Eigenschaften, die ein Objekt und seinen Kontext definieren.
Die Amygdala: Die Amygdala ist mit der emotionalen Verarbeitung und Speicher in erster Linie beteiligt. Die Amygdala interagiert mit dem präfrontalen Kortex zu erzeugen und die großen Gefühle von Wut, Glück, Ekel, Überraschung, Trauer und, vor allem, Angst verarbeiten. Menschen, die Schäden an ihren Amygdala erlitten haben, haben Fähigkeiten, um zu reagieren, reduziert und vermeiden Situationen, die Angst auslösen.
Orbitofrontalen Kortex: Die orbitofrontalen Kortex ist, wo die Amygdala und anderen Strukturen des limbischen Systems mit dem Teil des präfrontalen Kortex in Wechselwirkung treten. Nehmen wir an, dass auf einem bestimmten Freitagabend während der Fahrt nach Hause, du bist fast von einem anderen Auto an einer bestimmten Kreuzung treffen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass für eine lange Zeit danach, wenn diese Kreuzung nähern, vor allem am Freitag, werden Sie ein wenig Anflug von Angst oder Unbehagen zu bekommen. Ihre orbitofrontalen Kortex hat die Umstände gespeichert, und die Amygdala hat die Angst gespeichert.
Die anterioren cingulären Kortex: Die anterioren cingulären Kortex scheint den Fortschritt in Richtung zu überwachen, was auch immer Ziel Sie verfolgen und erzeugt ein # 147-uh-oh # 148- Signal, wenn die Dinge nicht eine Änderung der Strategie, um anzuzeigen, Ausarbeitung, um sein kann.
Die Basalganglien: Die Basalganglien bestehen aus fünf großen Kernen: Nucleus caudatus, Putamen, globus palladus, Substantia nigra und Nucleus subthalamicus. Diese Kerne bestehen aus einem stark vernetzten System, das mit dem Thalamus und Neokortex in Wechselwirkung tritt, um das Verhalten zu steuern.
