ساختار مغز

امروز در ادامه مباحث نوروسایکوژی می خواهیم درباره مغز و ساختار آن شامل لوبهای مغزی و برخی نواحی مهم آن با هم صحبت کنیم. همانطور که می دانید مغز در راستای جلو-عقب به دو قسمت تقسیم می شود که نیم کره های مغزی نامیده می شوند. وقتی از نمای جانبی به مغز می نگریم، فقط یکی از آنها دیده می شود. با این حال آنچه امروز معرفی می کنیم، در هر دو لوب یکسان است.

سطح مغز با لایه ای ضخیم از بافت مغزی پوشیده شده است که قشر (کورتکس) مغزی (Cerebral Cortex) نامیده می شود. برای آنکه مغز، سطح بیشتری از کورتکس مغزی داشته باشد، قشر آن تا حد ممکن تا خورده است و این تاخوردگی باعث ایجاد برآمدگی ها و فرورفتگی هایی شده است که به ترتیب شکنج (Gyrus) و شیار (Sulcus) نامیده می شوند.

هر نیم کره مغز شامل 4 لوب است: لوب پیشانی(Frontal Lobe)، لوب آهیانه(Parietal Lobe)، لوب گیجگاهی (Temporal Lobe) و لوب پس سری (Occipital Lobe). شیار بزرگی که در قسمت بالا و جلوی مغز (بین دو قسمت آبی و بنفش) وجود دارد، شیار مرکزی نامیده می شود که لوب پیشانی (قسمت آبی رنگ) را از لوب آهیانه (قسمت بنفش) جدا می کند. شیار دیگری که که لوب گیجگاهی را از سایر لوبها جدا می کند، شیار سیلویوس (Sylvian) نامیده می شود. لوب پس سری در قسمت عقب مغز قرار دارد ولی مانند سایر لوبها، مرز کاملا مشخصی با سایر قسمتهای مغز ندارد.

هر لوب مغزی با کاردهایی خاص مرتبط است. با اینکه تعداد کارکردهای متفاوت هر لوب بسیار زیاد است و به راحتی نمی توان آنها را در یک یا چند کلمه خلاصه کرد، ولی بخشی از کارکردهای هر لوب به قرار زیرند:

لوب پیشانی با فعالیتهای حرکتی و کارکردهای عالی شناختی از قبیل تفکر منطقی، تصمیم گیری و برنامه ریزی مرتبط است. در این لوب ناحیه ای در جلوی شیار مرکزی وجود دارد که شکنج پیش مرکزی نام دارد و در کنترل حرکتی نقشی اساسی ایفا می کند و در واقع قشر حرکتی اولیه (Primary Motor Cortex) در این ناحیه قرار دارد.

لوب آهیانه برای پردازش اطلاعات حسی دریافتی اهمیت دارد و در توجه و بازنمایی فضایی نیز اهمیت دارد. شکنج پس مرکزی در لوب آهیانه حاوی قشر حسهای تنی اولیه (Primary Somatosensory) است و اینجا جایی است که حس لامسه پردازش می شود.

لوب گیجگاهی در پردازش سیگنالهای صوتی دخالت دارد و همچنین در یادگیری و حافظه نیز اهمیت دارد و لوب پس سری نیز حاوی مناطق مهم پردازش تصویری نظیر قشر تصویری اولیه است.

سیستم عصبی

در ادامه مباحث نوروسایکوژی، امروز می خواهیم با بخشهای مختلف سیستم عصبی آشنا شویم. سیستم عصبی نرم افزار بدن است که به دو بخش تقسیم می شود:

سیستم عصبی مرکزی که از مغز و نخاع تشکیل شده است و سیستم عصبی پیرامونی که متشکل از اعصاب بدن است و خود به دو زیر بخش تقسیم می شود:

نخست سیستم عصبی تنی که شامل اعصابی است که سیگنالهای حسی را از بدن به سیستم عصبی مرکزی می رسانند و همچنین اعصابی که سیگنالهای حرکتی را از سیستم عصبی مرکزی به ماهیچه های اسکلتی منتقل می کنند. سیستم عصبی تنی با حرکات ارادی مرتبط است. به عنوان مثال وقتی شما روی ماوس کلیک می کنید، سیگنال از طریق سیستم عصبی تنی، از مغز به انگشت شما منتقل می شود.

دومین بخش از سیستم عصبی پیرامونی، سیستم عصبی خودمختار است که گاهی سیستم عصبی غیرارادی نیز خوانده می شود و نقش تنظیم محیط داخلی را برعهده دارد. بنابراین این سیستم سیگنالهای اعضای داخلی را به سیستم عصبی مرکزی و بالعکس منتقل می کند. به عنوان مثال تنظیم متغیرهایی چون هضم غذا، ضربان قلب و ... را که عموما از دایره کنترل هشیار بیرونند، توسط این سیستم صورت می گیرد.

خود سیستم عصبی خودمختار نیز به دو زیرسیستم سمپاتیک و پاراسمپاتیک تقسیم می شود.

سیستم سمپاتیک نقش مهمی در برانگیختن بدن و بالابردن سطح انرژی عهده دار است. در حالی که سیستم پاراسمپاتیک در جهت ذخیره سازی انرژی بدن فعالیت می کند. به عنوان مثال اگر شما در یک موقعیت ترس آور باشید، سیستم عصبی سمپاتیک، ضربان قلب شما را بالا برده، فشار خون را افزایش می دهد و غدد عرق را تحریک می کند. اما اگر در حال صرف یک وعده غذایی هستید و چیز ترس آوری هم وجود ندارد، سیستم پاراسمپاتیک فرآیند هضم را فعال می کند و باعث ترشح غدد بزاق شده و ضربان قلب شما را کاهش می دهد.

بنا بر کارکردهایی که گفته شد، غالبا سیستم سمپاتیک به عنوان پاسخ مبارزه یا فرار (Fight or Flight) و سیستم پاراسمپاتیک به عنوان پاسخ هضم و استراحت توصیف می گردند.

پتانسیل عمل

درباره پتانسیل غشاء نورون در مطلب قبلی صحبت کردیم. پتانسیل عمل، پتانسیل لحظه ای در خلاف جهت پتانسیل غشاء نورونی است که پایه سیگنال انتقال در نورون به شمار می آید. همانطور که گفتیم، پتاسیل غشا در حالت استراحت نورون در حدود 70- میلی ولت است. وقتی که انتقال دهنده های عصبی به گیرنده های دندریت می رسند، می توانند با تاثیر خود فعالیتی را در نورون باعث شوند که ناقطبی سازی (Depolarization) نامیده می شود. ناقطبی سازی یعنی آنکه پتانسیل غشاء کاهش یافته و به صفر نزدیک شود.

نمودار زیر پتانسیل غشاء  (در واحد میلی ولت) را بر حسب زمان نشان می دهد.

وقتی که انتقال دهنده های عصبی با گیرنده های دندریت تعامل می کنند، باعث ناقطبی شدن نورون می شوند تا وقتی که نورون به نقطه ای برسد که آنرا آستانه پتانسیل غشاء (Membrane Potential Threshold) می نامیم. در نورونی با پتانسیل غشا استراحت 70- میلی ولت، این آستانه حدود 55- میلی ولت است.

وقتی که نورون به آستانه پتانسیل غشا برسد، تعداد زیادی از کانالهای سدیمی باز شده و اجازه می دهند یونهای مثبت سدیم وارد سلول شوند. این عمل خود موجب می شود که ناقطبی شدن با سرعت بیشتری اتفاق بیفتد و پتانسیل غشاء به صفر رسیده و از آن هم بگذرد. به همین دلیل به ناقطبی شدن مرحله صعود پتانسیل عمل هم می گویند. هجوم یونهای مثبت، سیگنالی الکتریکی می سازد که همان پتانسیل عمل است و در طول نورون حرکت می کند.

وقتی که پتانسیل عمل به حد نهایی خود -که آنرا قله (Peak) می نامیم- می رسد، کانالهای سدیمی بسته می شوند و کانالهای پتاسیمی باز می شوند و اجازه می دهند یونهای پتاسیم از سلول خارج شوند. این مرحله از دست دادن یونهای مثبت پتاسیم، باعث بازقطبی شدن (Repolarization) نورون می شود که همان مرحله سقوط پتانسیل است.

در پایان مرحله بازقطبی شدن، نورون به پتانسیل غشای استراحت باز می گردد. البته باید توجه داشت که در این فرآیند، ابتدا پتانسیل  از 70- میلی ولت نیز کمتر  می شود که به آن بیش قطبی شدن (Hyperpolarization) می گویند. در این مرحله که به نام زمان مقاومت شناخته می شود، تقریبا نمی توان نورون را به شلیک مجدد وادار کرد.

در آخرین مرحله کانالهای پتاسیمی بسته می شوند و نورون به حالت پتانسیل غشا استراحت باز می گردد و دوباره آماده فعالیت می شود. سیگنالی هم که بر اثر پتانسیل عمل در طول نورون ایجاد شده بود، بر انتقال دهنده های عصبی در پایانه های آکسونی اثر می گذارد تا سیگنال را به نورون بعدی منتقل نماید.

پتانسیل غشای نورونی

پتانسیل غشاء به اختلاف پتانسیل الکتریکی در درون و بیرون نورون اطلاق می شود. پلاسما یا غشاء سلول، بخشی از نورون است که محیط بیرون سلول را از محیط داخلی آن جدا می کند. اختلاف پتانسیل الکتریکی به دلیل وجود گروهایی از یونها در دو طرف غشاء ایجاد شده است. یونها اتمهایی هستند که با دریافت یا از دست دادن الکترون دارای بار الکتریکی منفی یا مثبت شده اند.

در این گروههای یونی، یونهای سدیم، پتاسیم، کلر و ارگانیک بیشترین نقش را ایفا می کنند. یونهای مثبت سدیم در شکل با دایره های آبی و یونهای منفی کلر با دایره های سبز نشان داده شده اند. همچنین یونهای مثبت پتاسیم با  دایره های زرد و سایر یونهای منفی که اغلب آنیون (یون منفی) های عضوی (ارگانیک) هستند، با دایره های خاکستری نمایش داده شده اند.

وقتی نورون در حال استراحت (At Rest) است، نورونهای سدیم و کلر در بیرون سلول و یونهای پتاسیم و آنیونهای ارگانیک در داخل سلول بیشتر هستند. از سوی دیگر در حال استراحت، داخل نورون منفی تر از بیرون آن است که باعث ایجاد اختلاف پتانشیل غشایی در حدود 70- میلی ولت می شود.

یکی از راههای ایجاد این پتانسیل، از طریق مکانیزمی است که پمپ سدیم-پتاسیم (Na-K Pump) خوانده می شود. قسمتی که در شکل با سبزفسفری رنگ آمیزی شده است، پروتئین انتقال دهنده است که با مصرف انرژی، به طور مستمر 3 یون سدیم را به خارج سلول و در همان حال 2 یون پتاسیم را به داخل آن پمپ می کند و به دلیل آنکه در این فرآیند یونهای مثبت بیشتری به خارج سلول منتقل می شوند، پتانسیل غشاء منفی باقی می ماند.

یون پتاسیم - بر خلاف سایر یونها – به آسانی از طریق کانالهای یونی، از غشای سلولی می گذرد. کانالهای یونی پلهای پروتئینی هستند که اجازه عبور یونها را می دهند. یونهای پتاسیم از کانالهای یونی خارج می شوند تا موازنه برقرار شود و تا هنگامی که نیروهایی مثل تخلیه یونی آنرا از یک سو به سوی دیگر انتقال نداده اند، اختلاف پتانسیل دو سوی غشای نورونی در حدود 65- تا 70- میلی ولت باقی می ماند.

منبع: +