ساختار، عملکرد و اختلالات مربوط به سیستم عصبی مرکزی

سیستم عصبی مرکزی

سیستم عصبی مرکزی شامل مغز و نخاع است. از آن به عنوان سیستم “مرکزی” یاد می شود، زیرا اطلاعات کل بدن را ترکیب کرده و فعالیت را در کل ارگانیسم هماهنگ می کند.

این مقاله به مطالعه اجمالی سیستم عصبی مرکزی می پردازد. ما انواع سلول های درگیر، مناطق مختلف درون مغز، مدارهای نخاعی و چگونگی تأثیر سیستم عصبی مرکزی بر بیماری ها و آسیب ها را بررسی خواهیم کرد.

سیستم عصبی مرکزی چیست

مغز توسط جمجمه (حفره جمجمه) محافظت می شود و نخاع از پشت مغز، به سمت پایین مرکز ستون فقرات حرکت می کند و در ناحیه پایین کمری در پشت متوقف می شود. مغز و نخاع هر دو در یک غشای محافظ سه لایه به نام مننژ قرار دارند.

سیستم عصبی مرکزی توسط آناتومیست ها و فیزیولوژیست ها به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته است، اما هنوز اسرار زیادی در آن نهفته است. این سیستم افکار، حرکات، احساسات و خواسته های ما را کنترل می کند. همچنین تنفس، ضربان قلب، ترشح برخی از هورمون ها، دمای بدن و موارد دیگر را تحت کنترل دارد.

شبکیه، عصب بینایی، اعصاب بویایی و اپیتلیوم بویایی گاهی اوقات بخشی از سیستم عصبی مرکزی در کنار مغز و نخاع تلقی می شوند. به این دلیل که آن ها بدون فیبرهای عصبی میانی مستقیماً به بافت مغز متصل می شوند.

اکنون نگاهی بر برخی از قسمت های سیستم عصبی مرکزی با جزئیات بیشتر می اندازیم. در ابتدا از مغز شروع می کنیم:

مغز

مغز پیچیده ترین اندام بدن انسان است. قشر مغزی (بیرونی ترین قسمت مغز و بزرگترین قسمت از نظر حجم) شامل 15 تا 33 میلیارد سلول عصبی است که هر یک از آن ها به هزاران سلول عصبی دیگر متصل هستند.

در مجموع، حدود 100 میلیارد سلول عصبی و 1000 میلیارد سلول گلیال (حمایت کننده) مغز انسان را تشکیل می دهند. مغز ما حدود 20 درصد از کل انرژی بدن ما را مصرف می کند.

مغز واحد کنترل مرکزی بدن است و فعالیت ها را هماهنگ می کند، از حرکت فیزیکی گرفته تا ترشح هورمون ها، ایجاد خاطرات و احساسات.

برای به انجام رساندن این عملکردها، برخی از بخش های مغز وظایفی اختصاصی دارند. با این حال، بسیاری از کارکردهای بالاتر شامل استدلال، حل مسئله، خلاقیت- نیازمند زمینه های مختلف همکاری در شبکه است.

مغز تقریباً به چهار لوب تقسیم می شود:

  • لوب گیجگاهی: برای پردازش ورودی حسی و اختصاص معنای احساسی به آن مهم است. همچنین، در تنظیم خاطرات بلند مدت نقش دارد. برخی از جنبه های ادراک زبان نیز در این قسمت جای گرفته است.
  • لوب پس سری: ناحیه پردازش بصری مغز که قشر بینایی را در خود جای داده است.
  • لوب آهیانه ای: لوب آهیانه ای اطلاعات حسی شامل لمس، آگاهی فضایی و جهت یابی را ادغام می کند. تحریک لمسی از پوست در نهایت به لوب آهیانه ارسال می شود، همچنین در پردازش زبان نقش دارد.
  • لوب پیشانی: در قسمت جلویی مغز قرار دارد، لوب پیشانی شامل اکثر نورون های حساس به دوپامین است و در توجه، پاداش، حافظه کوتاه مدت، انگیزه و برنامه ریزی نقش دارد.

مناطق مغز

در ادامه، برخی از مناطق خاص مغز را با جزئیات بیشتری بررسی می کنیم:

  • گانگلیون های پایه ای: در کنترل حرکات داوطلبانه، یادگیری مرحله ای و تصمیم گیری در مورد انجام فعالیت های حرکتی نقش دارند. بیماری هایی که این ناحیه را تحت تأثیر قرار می دهند شامل بیماری پارکینسون و بیماری هانتینگتون است.
  • مخچه: بیشتر در کنترل دقیق حرکتی، و همچنین در زبان و توجه نیز نقش دارد. اگر مخچه آسیب ببیند، علامت اولیه اختلال در کنترل حرکتی می باشد که به آتاکسی معروف است.
  • ناحیه بروکا: این ناحیه کوچک در سمت چپ مغز (گاهی در افراد چپ دست در سمت راست) در پردازش زبان مهم است. هنگامی که فرد آسیب می بیند، صحبت کردن برایش مشکل است، اما همچنان می تواند گفتار را درک کند. لکنت زبان گاهی اوقات با کم کاری ناحیه بروکا مرتبط است.
  • جسم پینه ای: گروه وسیعی از رشته های عصبی که به نیمکره چپ و راست متصل می شوند. این ناحیه بزرگترین ساختار ماده سفید در مغز است، و به دو نیمکره اجازه برقراری ارتباط می دهد. کودکان مبتلا به نارساخوانی دارای جسم پینه ای کوچک تری هستند. افراد چپ دست، افرادی که قادر به استفاده از هر دو دست خود هستند، و موسیقیدانان معمولاً جسم پینه ای بزرگ تری دارند.
  • بصل النخاع: در زیر جمجمه گسترش می یابد، و در عملکردهای غیر ارادی مانند استفراغ، تنفس، عطسه و حفظ فشار خون مناسب نقش دارد.
  • هیپوتالاموس: درست بالای ساقه مغز قرار گرفته، و تقریباً به اندازه یک بادام است. هیپوتالاموس تعدادی هورمون عصبی ترشح می کند، و بر کنترل دمای بدن، تشنگی و گرسنگی تأثیر می گذارد.
  • تالاموس: در مرکز مغز قرار دارد. تالاموس ورودی حسی و حرکتی را دریافت کرده و آن را به بقیه قشر مخ منتقل می کند. در تنظیم هوشیاری، خواب، آگاهی و درک و فهم نقش دارد.
  • آمیگدالا: دو هسته بادام شکل در اعماق لوب گیجگاهی که در تصمیم گیری، حافظه و پاسخ های احساسی به ویژه احساسات منفی مشارکت دارند.

نخاع

نخاع، تقریباً در طول تمام پشت، در حال حمل اطلاعات بین مغز و بدن است، اما کارهای دیگری نیز انجام می دهد.

از ساقه مغز، جایی که نخاع با مغز برخورد می کند، 31 عصب نخاعی وارد نخاع می شود.

در طول خود، به اعصاب سیستم عصبی محیطی که با پوست، ماهیچه ها و مفاصل مرتبط است، متصل می شود.

دستورات حرکتی مغز از ستون فقرات به عضلات، و اطلاعات حسی از بافت های حسی – مانند پوست – به نخاع و در نهایت تا مغز منتقل می شود.

نخاع شامل مدارهایی است که برخی واکنش های بازخوردی مانند حرکت غیر ارادی بازوی شما در صورت تماس با شعله را کنترل می کند.

مدارهای داخل ستون فقرات همچنین می توانند حرکات پیچیده تری مانند راه رفتن به وجود بیاورند. اعصاب نخاعی حتی می توانند بدون ورودی از مغز، تمام ماهیچه های لازم برای راه رفتن را هماهنگ کنند. به عنوان مثال، اگر مغز گربه از ستون فقرات جدا شود، و در نتیجه مغز با بدنش تماسی نداشته باشد، هنگامی که روی تردمیل قرار می گیرد، خود به خود راه می رود. مغز فقط به یک منبع معتبر نیاز دارد تا فرآیند را متوقف کرده و شروع کند، یا در صورتی که مثلاً شیئی در مسیر شما ظاهر شود، تغییراتی ایجاد کند.

سیستم عصبی مرکزی
Pexels/ central nervous system

ماده سفید و خاکستری

سیستم عصبی مرکزی را می توان تقریباً به ماده سفید و خاکستری تقسیم کرد. به عنوان یک قاعده کلی، مغز شامل یک قشر بیرونی از ماده خاکستری و یک ناحیه داخلی است که مناطقی از ماده سفید را در خود جای داده است.

هر دو نوع بافت حاوی سلول های گلیال هستند که از سلول های عصبی محافظت و پشتیبانی می کنند. ماده سفید بیشتر شامل آکسون و الیگودندروسیت ها – نوعی سلول گلیال – است، در حالی که ماده خاکستری عمدتا از سلول های عصبی تشکیل شده است.

سلول های گلیال مرکزی

سلول های گلیال نیز که نوروگلیا نامیده می شوند، اغلب سلول های حمایتی برای سلول های عصبی نامیده می شوند. در مغز، نسبت تعداد سلول های گلیال به سلول های عصبی  10 به 1 است.

بدون سلول های گلیال، اعصاب در حال توسعه اغلب مسیر خود را از دست می دهند، و برای ایجاد سیناپس های عملکردی تلاش می کنند.

سلول های گلیال هم در سیستم عصبی مرکزی و هم در سیستم عصبی محیطی یافت می شوند، اما هر سیستم انواع مختلفی دارد. در زیر شرح مختصری از انواع سلول های گلیال سیستم عصبی مرکزی آمده است:

  • آستروسیت ها: این سلول ها نورون ها را برای تامین خون خود مهار می کنند. همچنین با حذف یون های اضافی و بازیافت انتقال دهنده های عصبی، محیط موضعی را تنظیم می کنند.
  • الیگودندروسیت ها: مسئول ایجاد غلاف میلین است. این لایه نازک سلول های عصبی را می پوشاند، و به آن ها اجازه می دهد تا سیگنال ها را به صورت سریع و کارآمد ارسال کنند.
  • سلول های اپندیمال: با پوشش نخاع و بطن های مغز (فضاهای پر از مایع)، مایع مغزی نخاعی را ایجاد و ترشح می کنند، و با استفاده از مژک های تازیانه وار، گردش آن را حفظ می کنند.
  • گلیای شعاعی: به عنوان چارچوب سلول های عصبی جدید در هنگام ایجاد سیستم عصبی آغازین عمل می کند.

اعصاب جمجمه

اعصاب جمجمه ای 12 جفت عصب هستند که مستقیماً از مغز بیرون می آیند و به جای حرکت در طول نخاع، از سوراخ های جمجمه عبور می کنند. این اعصاب اطلاعاتی را بین مغز و قسمت های بدن – بیشتر گردن و سر جمع آوری و ارسال می کنند.

از بین این 12 جفت، اعصاب بویایی و بینایی از مغز پیشین به وجود می آیند، و بخشی از سیستم عصبی مرکزی محسوب می شوند:

  • اعصاب بویایی (عصب جمجمه ای 1): اطلاعات مربوط به بوها را از قسمت فوقانی حفره بینی به پیازهای بویایی در مغز منتقل می کند.
  • اعصاب بینایی (عصب جمجمه ای 2): اطلاعات بصری را از شبکیه به هسته های بینایی اولیه مغز منتقل می کند. هر عصب بینایی از حدود 1.7 میلیون رشته عصبی تشکیل شده است.

اختلالات و بیماری های مربوط به سیستم عصبی مرکزی

در زیر علل عمده اختلالاتی که بر سیستم عصبی مرکزی تأثیر می گذارد، آورده شده است:

  • تروما: بسته به محل آسیب، علائم می تواند از فلج تا اختلالات خلقی بسیار متفاوت باشد.
  • عفونت ها: برخی از میکروارگانیسم ها و ویروس ها می توانند به سیستم عصبی مرکزی حمله کنند. و شامل قارچ ها، مانند مننژیت کریپتوکوکی؛ تک یاخته ها، از جمله مالاریا ؛ باکتری ها، مانند بیماری جذام یا ویروس ها هستند.
  • انحطاط یا تحلیل رفتن: در برخی موارد، نخاع یا مغز می تواند دچار تحلیل شود. یک مثال بیماری پارکینسون است که شامل تحلیل تدریجی سلول های تولید کننده دوپامین در گانگلیون های پایه ای می شود.
  • نقص های ساختاری: رایج ترین نمونه ها نقایص مادرزادی هستند. از جمله آنانسفالی، که در آن قسمت هایی از جمجمه، مغز و پوست سر هنگام تولد از بین می روند.
  • تومورها: تومورهای سرطانی و غیر سرطانی می توانند بر قسمت هایی از سیستم عصبی مرکزی تأثیر بگذارند. هر دو نوع بسته به محلی که در آن ها ایجاد می شود، می توانند باعث آسیب شوند و مجموعه ای از علائم را ایجاد کنند.
  • اختلالات خود ایمنی: در برخی موارد، سیستم ایمنی فرد می تواند به سلول های سالم حمله کند. به عنوان مثال، انسفالومیلیت حاد منتشر شده با یک پاسخ ایمنی در برابر مغز و نخاع، حمله به میلین (عایق اعصاب) و در نتیجه، تخریب ماده سفید مشخص می شود.
  • سکته مغزی: سکته مغزی قطع جریان خون به مغز است. کمبود اکسیژن باعث می شود بافت در ناحیه آسیب دیده بمیرد.

بیشتر بخوانید: آنچه که باید در مورد خونریزی مغزی بدانیم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.