Možgani: Razlika med redakcijama

Jump to navigation Jump to search
dodanih 14 zlogov ,  pred 7 leti
m
dp
m (→‎Fiziologija: slog, natančnost, tn)
m (dp)
:''Članek govori o možganih vseh živalskih vrst ter o človeških. Za posebnosti človeških možganov glej članek [[Človeški možgani]].''
[[Slika:Chimp Brain in a jar.jpg|thumb|Možgani [[šimpanz]]a]]
'''Možgáni''' so središče [[živčevje|živčevja]] vseh [[vretenčarji|vretenčarjev]] in večine [[nevretenčarji|nevretenčarjev]]. Le nekatere vrste nevretenčarjev, kot so [[spužve]], [[ožigalkarji]], odrasli [[plaščarji]] in [[iglokožci]], nimajo možganov, čeprav imajo difuzno [[živčno tkivo]]. Možgani ležijo v glavi, navadno blizu osnovnih [[senzorikačutilni organ|senzoričnih]]čutilnih [[organorganov]]ov, kot so vidnovidni, slušnoslušni, ravnotežnoravnotežni, okušalnookušalni in vohalnovohalni čutiloorgani. So najcelovitejšinajkompleksnejši organvretenčarski vretenčarjaorgan. [[Možganska skorja]], ki je največji del možganov, pri povprečnem človeku šteje od 15 do 33 milijard [[nevron]]ov.<ref>{{Cite journal |last=Pelvig |first=DP |last2=Pakkenberg |first2=H |last3=Stark |first3=AK |last4=Pakkenberg |first4=B |title=Neocortical glial cell numbers in human brains |journal=Neurobiology of Aging |year=2008 |volume=29 |pages=1754–1762 |pmid=17544173 |doi=10.1016/j.neurobiolaging.2007.04.013 |issue=11}}</ref> Vsak se s [[sinapsa]]mi povezuje z več tisoč drugimi nevroni. Ti nevroni komunicirajo med seboj prek [[nevrit]]ov, ki prenašajo [[akcijski potencial]] do oddaljenega predela možganov ali do [[biološka tarča|tarčne celice]].
 
[[Fiziologija|Fiziološka]] funkcija možganov je centralni nadzor telesa. Možgani delujejo na druge dele telesa s tvorbo vzorcev mišične aktivnosti in z izločanjem [[hormon]]ov. Centralni nadzor omogoča hiter in usklajen odziv na spremembe v okolju. Določene tipe odzivov, kot so [[refleks]]i, posredujejo [[hrbtenjača]] ali [[obkrajno živčevje|obkrajni]] [[ganglij]]i., a Usmerjendovršen in napredenusmerjen nadzor vedenja, ki temelji na celovitemkompleksnem senzoričnem dovodu, zahteva informacijsko-integracijske sposobnosti centraliziranih možganov.
 
S [[filozofija|filozofskega]] stališča je razlika med možgani in drugimi organi v tem, da so možgani fizična struktura, ki tvori [[um]]. [[Hipokrat]] je dejal: »Človek bi moral vedeti, da le iz možganov prihajajo veselje, radost, smeh in razvedrilo, trpljenje, žalost, potrtost in žalovanje.«<ref name=Hippocrates/> Od [[Rene Descartes|Descartesa]] dalje je prevladovala ideja, da je um ločen od možganov ([[dualizem]]). Celo za današnjo [[nevroznanost]] ostajajo izziv mehanizmi, po katerih možganska aktivnost ustvarja [[zavest]] in misel. Kljub hitremu znanstvenemu napredku ostaja večina možganskega delovanja skrivnost. Delovanje posamezne možganske celice je sedaj razjasnjeno precej podrobno. Še vedno ni znano, kako delujejo skupki več milijonov celic. Najbolj obetavni pristopi obravnavajo možgane kot biološki računalnik, katerega mehanizem se od elektronskih računalnikov zelo razlikuje, vendar mu je podoben v načinu pridobivanja informacij iz okolja, njihovega shranjevanja in predelave.<ref name=CKS1993>{{cite book |chapter=What is computational neuroscience? |last=Churchland |first=PS |last2=Koch |first2=C |last3=Sejnowski |first3=TJ |title=Computational Neuroscience |pages=46–55 |editor=Schwartz EL |year=1993 |publisher=MIT Press |isbn=978-0-262-69164-2}}</ref>
 
== Funkcije ==
Iz evolucijsko-biološke perspektive je funkcija možganov izvajati koherenten nadzor nad dejanji živali. Centralizirani možgani dovoljujejo skupinam mišic, da se soaktivirajo v celovitekompleksnih vzorcevzorcih. Centraliziran nadzor omogoča, da dogajanje v enem delu telesa izzove odziv v drugih delih in tudi prepreči navzkrižno delovanje različnih telesnih delov.<ref name=CarewCh1>{{cite book| last = Carew| first = TJ| title = Behavioral Neurobiology: the Cellular Organization of Natural Behavior| publisher = Sinauer Associates| year = 2000| isbn = 978-0-87893-092-0| url = http://books.google.com/?id=wEMTGwAACAAJ| chapter = Ch. 1}}</ref>
 
Da bi možgani tvorili namensko in usklajeno delovanje, najprej prenesejo signal iz čutil v središče. Te grobe podatke obdelajo in izluščijo informacije o strukturi okolja. Obdelane senzorične informacije uskladijo z informacijami o trenutnih potrebah živali in s spominom na pretekle okoliščine. Na podlagi rezultata tvorijo motorične vzorce, ki so najboljši za žival. Obdelava signalov je zahtevna interakcija med več funkcionalnimi podsistemi.<ref name=CarewCh1/>
 
[[Slika:Model of Cerebellar Perceptron.jpg|thumb|right|Model nevronskega krogotoka malih možganov, kot si ga je zamišljal [[James S. Albus]]]]
Bistvo pristopa informacijskega procesiranja je razumeti možgansko funkcijo v pojmih informacijskega toka in izvrševanja [[algoritem|algoritmov]].<ref name=CKS1993/> Eden najbolj vplivnih zgodnjih prispevkov je ''What the frog's eye tells the frog's brain''. Napisan je bil leta 1959. Preverjali so vizualne odgovore nevronov v [[retina|mrežnici]] in optičnem tektumu žab. Zaključili so, da so nekateri tektalni nevroni povezani tako, da kombinirajo elementarne odzive na način, da delujejo kot »detektorji hroščev«.<ref>{{cite journal |title=What the frog's eye tells the frog's brain |journal=Proceedings of the Institute of Radio Engineering |volume=47 |pages=1940–1951 |year=1959 |url=http://jerome.lettvin.info/lettvin/Jerome/WhatTheFrogsEyeTellsTheFrogsBrain.pdf |format=pdf |last=Lettvin |first=JY |last2=Maturana |first2=HR |last3=McCulloch |first3=WS |last4=Pitts |first4=WH}}</ref> Nekaj let kasneje sta [[David H. Hubel|David Hubel]] in [[Torsten Wiesel]] v primarni vidni skorji opic odkrila celice, ki se aktivirajo, ko se ostrorobi objekt premakne čez določeno točko v [[vidno polje|vidnem polju]]. Za to odkrije sta prejela Nobelovo nagrado.<ref>{{cite book| title = Brain and visual perception: the story of a 25-year collaboration| last=Hubel |first=DH |last2=Wiesel |first2=TN| publisher = Oxford University Press US| year = 2005| isbn = 978-0-19-517618-6 |pages=657–704}}</ref> Nadaljnje študije višjih vizualnih področij so odkrile celice, ki zaznavajo [[binokulara dispariteta|binokularno dispariteto]], barvo, gibanje in obliko. Z oddaljevanjem teh področij od primarne vidne skorje se povečuje celovitostkompleksnost odgovorov.<ref>{{cite book |title=The Cognitive Neuroscience of Vision |last=Farah |first=MJ |year=2000 |publisher=Wiley-Blackwell |isbn=978-0-631-21403-8 |pages=1–29}}</ref> Druge raziskave možganskih področij, nepovezanih z vidom, so razkrile širok razpon povezav s spominom in nekaterimi abstraktnimi kognitivnimi kategorijami, kot je prostor.<ref>{{cite journal |last=Engel |first=AK |last2=Singer |first2=W |title=Temporal binding and the neural correlates of sensory awareness |journal=Tends in Cognitive Sciences |year=2001 |volume=5 |pages=16–25 |pmid=11164732 |doi=10.1016/S1364-6613(00)01568-0 |issue=1}}</ref>
 
Teoretiki so poskušali razumeti vzorce odzivanja tako, da so sestavili matematične modele nevronskih mrež, ki se jih da računalniško simulirati.<ref name=CKS1993/> Nekateri uporabni modeli so abstraktni. Bolj so osredotočeni na konceptualno strukturo nevronskih algoritmov kot na to, kako so vgrajeni v možgane. Drugi modeli težijo h vključevanju podatkov o biofizičnih lastnostih resničnih nevronov.<ref>{{cite book |last=Dayan |first=P |last2=Abbott |first2=LF |title=Theoretical Neuroscience |chapter=Ch.7: Network models |year=2005 |publisher=MIT Press |isbn=978-0-262-54185-5}}</ref> Noben model na nobeni ravni še ni dovolj razvit, da bi bil popolnoma veljaven opis možganske funkcije. Osnovna težava je, da sofisticirana komputacija nevronskih mrež zahteva distribuirane procese, v katerih sodeluje stotine ali tisoče nevronov. Trenutne snemalne metode pa omogočajo snemanje le izoliranih akcijskih potencialov nekaj deset nevronov hkrati.<ref>{{cite journal |last=Averbeck |first=BB |last2=Lee |first2=D |title=Coding and transmission of information by neural ensembles |journal=Trends in Neurosciences |year=2004 |volume=27 |pages=225–230 |pmid=15046882 |doi=10.1016/j.tins.2004.02.006 |issue=4}}</ref>
Drug pristop k možganski funkciji je študij posledic poškodb določenih možganskih področij. Čeprav so zavarovani z lobanjo in možganskimi ovojnicami, obliti z likvorjem in jih od krvi ločuje krvno-možganska pregrada, so zaradi svoje občutljivosti dovzetni za številne bolezni in več tipov poškodb. Pri človeku so bili učinki [[možganska kap|možganske kapi]] in drugih tipov možganskih poškodb ključni vir informacij o delovanju možganov. Te informacije je navadno težko interpretirati, saj narave poškodbe ni mogoče eksperimentalno nadzorovati. Na živalih, običajno podganah, uporabljajo elektrode ali lokalno injicirajo snovi, da izzovejo natančen vzorec poškodbe. Nato analizirajo posledice.<ref>{{cite book| last = Kolb| first = B| last2 = Whishaw |first2=I| title = Fundamentals of Human Neuropsychology| year = 2008| publisher = Macmillan| isbn = 978-0-7167-9586-5 |chapter=Ch. 1}}</ref>
 
[[Računalniška nevroznanost]] združuje dva pristopa. Prvi je uporaba računalnikov za študij možganov. Drugi je študij tega, kako možgani izvajajo komputacijo. Mogoče je napisati računalniški program tako, da posnema delovanje skupine nevronov. To storijo tako, da uporabijo sisteme enačb, ki opisujejo električno aktivnost skupine nevronov. Takšne simulacije so znane kot [[biološka nevronska mreža|biološke nevronske mreže]]. Prav tako pa je s simulacijami ali matematično analizo mogoče študirati [[algoritem|algoritme]] živčne komputacije. Te operacije delujejo na principu poenostavljenih ''enot''. Te imajo nekaj lastnosti nevronov, vendar so še pomembnejši podatki, ki jih pridobijo zaradi biološke celovitostikompleksnosti nevronov. Komputacijske funkcije možganov proučujejo računalničarji in nevroznanstveniki.<ref name="Abbott">{{cite book| last = Abbott| first = LF| title = Theoretical Neuroscience: Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems| publisher = MIT Press| year = 2001| isbn = 978-0-262-54185-5| last2 = Dayan |first2=P |chapter=Preface}}</ref>
 
V zadnjih letih pri študiju možganov narašča aplikacija gentskih in genomskih tehnik.<ref name=Tonegawa/> Najpogosteje študirajo miši, saj je tehnologija dostopna. Mogoče je izbiti (''knock-out'') ali mutirati več genov in nato študirati učinke na možgansko funkcijo. Uporabljajo se tudi bolj sofisticirani pristopi. [[Tehnologija Cre-loxP]] omogoča aktivirati ali deaktivirati gene v specifičnih delih možganov ob določenem času.<ref name=Tonegawa/>
Rimski zdravnik [[Galen]] je poudarjal pomen možganov in se poglabljal v njihovo delovanje. Nakazal je anatomske odnose med možgani, živci in mišicami. Pokazal je, da so vse mišice povezane z možgani preko razvejane mreže živcev. Predpostavljal je, da živci mehansko aktivirajo mišice, in sicer tako, da nosijo skrivnostno snov, ki jo je poimenoval ''pneumata psychikon'', »živalska duša«.<ref name=Finger14/> Galenove ideje so poznali tudi v [[srednji vek|srednjem veku]]. Razcvet je prišel z [[renesansa|renesanso]]. Takrat so ponovno začeli s podrobnim proučevanjem anatomije, ki so jo združevali s teoretičnimi domnevami [[Rene Descartes|Descartesa]] in njegovih naslednikov. Podobno kot Galen je tudi Descartes o živčevju razmišljal v [[hidravlika|hidravličnih]] pojmih. Verjel je, da nefizične ''res cognitans'' omogočajo izvajanje višjih kognitivnih funkcij, vendar je večino človeškega vedenja mogoče razložiti mehanicistično.<ref>{{cite book| last = Finger| first = S| title = Origins of Neuroscience| year = 2001| publisher = Oxford University Press| isbn = 978-0-19-514694-3 |pages=193–195}}</ref>
 
Prvi resnični napredek v smeri sodobnega razumevanja delovanja živčevja so prinesle raziskave [[Luigi Galvani|Luigija Galvanija]]. Odkril je, da lahko sunek statične [[elektrika|elektrike]], ki ga je usmeril na izpostavljeno živčno vlakno mrtve žabe, povzroči skrčenje okončine. Od takrat je napredek v razumevanju delovanja živčevja sledil razvoju novih raziskovalnih tehnik. Do zgodnjih let 20. stoletja je večina spoznanj izhajala iz novih metod barvanja celic.<ref>{{cite book| last = Bloom| first = FE| editors = Schmidt FO, Worden FG, Swazey JP, Adelman G| title = The Neurosciences, Paths of Discovery| publisher = MIT Press| year = 1975| isbn = 978-0-262-23072-8 |page=211}}</ref> Dokaj pomembno je bilo [[Barvanje po Golgiju|barvanje po Golgiju]]. To obarva le delčke nevronov, vendar jih prikaže v vsej njihovi celovitostikompleksnosti. Prikaže celično telo, dendrite in nevrit. Brez tega barvanja je možgansko tkivo pod mikroskopom le nerazločen klobčič [[protoplazma|protoplazemskih]] vlaken, ki jim ni mogoče določiti strukture. [[Camillo Golgi]] in [[Španci|španski]] nevroanatom [[Santiago Ramón y Cajal]] sta uspešno uporabila novo metodo. Opisala sta stotine vrst nevronov, od katerih ima vsaka značilno dendritsko strukturo in vzorec povezanosti.<ref>{{cite book |title=Foundations of the Neuron Doctrine |last=Shepherd |first=GM |year=1991 |publisher=Oxford University Press |isbn=978-0-19-506491-9 |chapter=Ch.1 : Introduction and Overview}}</ref>
 
[[Slika:PurkinjeCell.jpg|thumb|150px|[[Santiago Ramón y Cajal|Cajalova]] risba dveh vrst nevronov iz malih možganov goloba, pobarvanih z Golgijevo metodo]]

Navigacijski meni

Osebna orodja

Imenski prostori

Različice

Več