2. Το νευρικό σύστημα και η μάθηση Flashcards
Ποιες είναι οι βασικές δομικές μονάδες του ανθρώπινου νευρικού συστήματος;
♦ Το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ): Περιλαμβάνει τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό και αποτελεί το κέντρο συντονισμού. Συνδέει ό,τι αισθανόμαστε με ό,τι κάνουμε.
♦ Το Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (ΠΝΣ): Ο αγγελιοφόρος του νευρικού συστήματος. Μεταφέρει την πληροφορία από τα κύτταρα - υποδοχείς προς το κεντρικό νευρικό σύστημα και μεταφέρει τις εντολές για το είδος της απόκρισης σε κάθε ερέθισμα πίσω στα διάφορα μέρη του σώματος.
♦ Οι Νευρώνες: Μέσο με το οποίο το νευρικό σύστημα συντονίζει και μεταδίδει την πληροφορία.
♦ Οι συνάψεις: Μικροσκοπικές περιοχές του νευρώνα που χρησιμεύουν στην αποστολή χημικών μηνυμάτων από τον ένα νευρώνα στον άλλο.
♦ Τα Νευρογλοιακά κύτταρα (Νευρογλοία): Συμβάλλουν στο δομικό σχηματισμό και στη φυσική στήριξη των νευρώνων.
Ποια είδη νευρώνων γνωρίζεις και ποιο ρόλο διαδραματίζουν;
♦ Αισθητήριοι νευρώνες: Οι νευρώνες που μεταφέρουν την πληροφορία από το περιβάλλον μέσω των αισθητήριων οργάνων.
♦ Διάμεσοι νευρώνες: Οι νευρώνες που επεξεργάζονται την πληροφορία που τους έρχεται από τους αισθητήριους νευρώνες και ερμηνεύουν τις νευρικές ώσεις από πολλά σημεία.
♦ Κινητικοί νευρώνες: Οι νευρώνες που στέλνουν την ηλεκτρική ώση στα διάφορα όργανα για να κάνουν την εκάστοτε κίνηση σύμφωνα με την ερμηνεία & επεξεργασία που έχει γίνει από τους διάμεσους νευρώνες.
Οι αισθητήριοι και οι κινητικοί νευρώνες εδράζονται στο Περιφερικό Νευρικό Σύστημα, ενώ η συντριπτική πλειονότητα των διαμέσων νευρώνων βρίσκεται στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα.
Οι νευρώνες του εγκεφάλου έχουν ένα καφέ-γκρι χρώμα και γι’αυτό ονομάζονται συχνά φαιά ουσία.
Σε τι διαφέρουν και τι έχουν κοινό οι νευρώνες;
Τα νευρικά κύτταρα μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους ως προς το μέγεθος και το σχήμα τους, αλλά έχουν κάποια κοινά δομικά χαρακτηριστικά:
♦ Κυτταρικό σώμα: Έχουν όλοι οι νευρώνες το κυτταρικό σώμα που περιλαμβάνει τον πυρήνα και είναι υπεύθυνο για τη ζωή και τη γενικότερη υγεία του κυττάρου.
♦ Δενδρίτες: Οι νευρώνες περιλαμβάνουν δενδροειδείς δομές, τους δενδρίτες, λαμβάνουν μηνύματα από άλλους νευρώνες.
♦ Νευράξονας: Μερικοί δενδρίτες περιλαμβάνουν μια επιμήκη, μακρά δομή, η οποία μεταβιβάζει την πληροφορία στους επόμενους νευρώνες.
♦ Μυελώδες έλυτρο: Μια λευκή, λιπαρώδης ουσία που καλύπτει τον νευράξονα. Δεν έχουν όλοι οι νευράξονες μυελώδες έλυτρο, αλλά σε περίπτωση που έχουν εξυπηρετεί στην γρηγορότερη μεταβίβαση της ηλεκτρικής ώσης.
♦ Συναπτικές Απολήξεις: Στις απολήξεις των κλάδων, στους οποίους διακλαδίζεται ένας νευρώνες υπάρχουν οι συναπτικές απολήξεις, οι οποίες περιλαμβάνουν ορισμένες χημικές ουσίες, τους νευροδιαβιβαστές.
Τι συμβαίνει όταν οι δενδρίτες δέχονται ένα ερέθισμα από άλλα κύτταρα;
Όταν οι δενδρίτες δέχονται ένα ερέθισμα από άλλα κύτταρα (είτε κύτταρα υποδοχείς, είτε άλλους νευρώνες) οι δενδρίτες φορτίζονται ηλεκτρικά. Αν το ηλεκτρικό φορτίο είναι αμελητέο, τότε ο νευρώνας το αγνοεί. Αν το ηλεκτρικό φορτίο φτάνει ή και ξεπερνά ένα συγκεκριμένο όριο - τον ουδό πυροδότησης - τότε ο νευρώνας εκπολώνεται στέλνοντας μια ηλεκτρική ώση κατά μήκος του νευράξονα προς τις συναπτικές απολήξεις. Αν ο νευράξονας έχει μυελώδες έλυτρο η νευρική ώση ταξιδεύει πολύ γρήγορα, από τα κενά μυελίνης που δημιουργούνται.
Πώς μεταφέρεται η ηλεκτρική ώση από νευρώνα σε νευρώνα;
Οι απολήξεις ενός νευρώνα καταλήγουν - χωρίς όμως να τον αγγίζουν - στους δενδρίτες άλλων νευρώνων. Μπορεί μέσα στο νευρώνα η μετάδοση της πληροφορίας να είναι ηλεκτρικής φύσης, αλλά η μετάδοση πληροφορίας από τον έναν νευρώνα στον άλλον είναι χημικής φύσης. Όταν μια ηλεκτρική ώση κινείται προς την άκρη του νευράξονα, δίνει σήμα στις συναπτικές απολήξεις να απελευθερώσουν χημικές ουσίες, τους νευροδιαβιβαστές, οι οποίες ταξιδεύουν μέσω των συνάψεων προκαλώντας τη διέγερση των δενδριτών ή των κυτταρικών σωμάτων των γειτνιαζόντων νευρώνων.
Ποιος είναι ο ρόλος των νευροδιαβιβαστών και ποια είδη νευροδιαβιβαστών γνωρίζεις;
Διαφορετικοί νευρώνες ειδικεύονται σε διαφορετικά είδη νευροδιαβιβαστών.
Ορισμένοι νευροδιαβιβαστές αυξάνουν τον βαθμό της ηλεκτρικής δραστηριότητας των νευρώνων που διεγείρουν, ενώ άλλοι την αναστέλλουν.
Νευροδιαβιβαστές: Ντοπαμίνη, Επινεφρίνη, νορεπινεφρίνη, σεροτονίνη, αμινοξέα ή πεπτίδια.
Τι είναι τα νευρογλοιακά κύτταρα και ποιες λειτουργίες μπορούν να εξυπηρετήσουν;
Τα νευρογλοιακά κύτταρα εξυπηρετούν στο δομικό σχηματισμό και στη φυσική στήριξη των νευρώνων. Υπάρχουν 1 με 3 τρισεκατομμύρια νευρογλοιακά κύτταρα, τα οποία υπάρχουν ανάμεσα στους νευρώνες (στον φαινομενικά κενό χώρο). Έχουν χρώμα υπόλευκο και γι’αυτό ονομάζονται λευκή ουσία.
Τα νευρόγλοια μπορεί να έχουν ποικίλες λειτουργίες:
♦ Ελέγχουν την ροή του αίματος στους νευρώνες
♦ Φροντίζουν τυχόν μολύνσεις και τραυματισμούς των νευρωνών
♦ Καθαρίζουν τις διάφορες ανεπιθύμητες ουσίες στον εγκέφαλο
♦ Παρέχουν το μυελώδες έλυτρο
♦ Συμβάλλον στην μάθηση και τη μνήμη
Ποιες λειτουργίες έχουν αναλάβει οι νευρώνες, οι συνάψεις και τα νευρογλοιακά κύτταρα;
Τα νευρικά αυτά δομικά στοιχεία συμβάλλουν:
♦ στην επιβίωσή μας (μας βοηθούν να αναπνέουμε, να κοιμόμαστε κτλπ.)
♦ στην αναγνώριση ερεθισμάτων από το περιβάλλον μας
♦ στην πρόκληση συναισθημάτων
♦ στην εμπλοκή μας σε μια σειρά ενσυνείδητων νοητικών, αποκλειστικά ανθρώπινων λειτουργιών (διάβασμα. γράψιμο, επίλυση μαθηματικών)
Πώς λειτουργεί το αντανακλαστικό, σύμφωνα με τις νευροεπιστήμες;
Οι αισθητήριοι νευρώνες συνδέονται άμεσα με τους κινητικούς νευρώνες του νωτιαίου μυελού, επιτρέποντας έτσι μια αυτόματη απόκριση που δεν προϋποθέτει καμία απολύτως σκέψη. Βέβαια, κατά το μεγαλύτερο μέρος οι πληροφορίες από τον εξωτερικό κόσμο καταλήγουν στον εγκέφαλο, ο οποίος αποφασίζει τότε αν και πώς θα αντιδράσει.
Ποιες μεθόδους έρευνας έχουν αξιοποιήσει οι νευροεπιστήμονες ανά τα χρόνια; Μπορεί να χαρακτηριστεί κάποια μέθοδος τέλεια κι αν όχι, γιατί;
♦ Μελέτες σε ζώα
Οι επιστήμονες έχουν διεξάγει πειράματα σε ζώα, διεγείροντας ένα συγκεκριμένο μέρος του εγεφάλου με βελόνα ή εισάγοντας χημικούς παράγοντες που μπλοκάρουν ορισμένους νευροδιαβιβαστές.
Μειονέκτημα: Ο εγκέφαλος των ποντικιών δε διαθέτει πολλές από τις πιο σύνθετες γνωστικές λειτουργίες του ανθρώπινου εγκεφάλου.
♦ Νεκροτομικές μελέτες
Ορισμένοι άνθρωποι δωρίζουν τον εγκέφαλό τους στην επιστήμη, μετά τον θάνατό τους ή σύμφωνα με το νόμο, τα κοντινότερα συγγενικά πρόσωπα ενος θανόντος μπορούν να δωρίσουν τον εγκέφαλό του στην επιστήμη για περαιτέρω μελέτες. Εξετάζοντας τους εγκεφάλους από παιδιά και ενήλικες διαφόρων ατόμων μπορούν να προσδιορίσουν τις βασικές δομές τους εγκεφάλου και το πώς αλλάζει η ανατομία του εγεκφάλου κατά τα διάφορα αναπτυξιακά στάδια.
Μειονέκτημα: Παρόλο που κάποιες νεκροτομικές έρευνες σε υγιείς ανθρώπινους εγκεφάλους έδειξαν μια συνολική μείωση όσον αφορά τον αριθμό των συνάψεων κατά τη μέση παιδική ηλικία και την εφηβεία, δεν μπορούν να μας πουν τίποτα για το όριο μέχρι το οποίο δημιουργούνται νέες συνάψεις κατά την ανάπτυξη του παιδικού εγκεφάλου.
♦ Μελέτες περιπτώσεων ανθρώπων με εγκεφαλικές βλάβες και άλλες παθολογικές καταστάσεις
Αν η απουσία ορισμένων ικανοτήτων κατά τη διάρκεια του βίου εμφανίζει κάποια σταθερή σύνδεση με συγκεκριμένες εγκεφαλικές διαταραχές, οι ερευνητές φτάνουν λογικά στο συμπέρασμα ότι οι προσβαλλόμενες περιοχές του εγκεφάλου έχουν πράγματι ουσιαστική λειτουργική σύνδεση με τις απολεσθείσες ικανότητες.
Μειονέκτημα: Οι εγκεφαλικές βλάβες μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα πολλές περιοχές του εγκεφάλου.
♦ Ηλεκτρική καταγραφή
Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα, κατά τα οποία οι επιστήμονες τοποθετούν ηλεκτρόδια σε στρατηγικά σημεία στο κρανίο ενός ατόμου και καταγράφουν τα μοτίβα ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου, ενώ το εκάστοτε άτομο κάνει δραστηριότητες σωματικής ή νοητικής φύσης που διεγείρουν συγκεκριμένα σημεία του εγκεφάλου.
Μειονέκτημα: Τα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα δεν μας παρέχουν ακριβείς πληροφορίες για το που ακριβώς συντελούνται οι νοητικές διεργασίες.
♦ Απεικόνιση νευρικού συστήματος
Χρήση πρόσφατων τεχνολογικών καινοτομιών για την καταγραφή της μεταβολής των ρυθμών σε διάφορα σημεία του εγκεφάλου ή της ροής του αίματος. Κάποιες τεχνικές για την απεικόνιση του νευρικού συστήματος είναι: η τομογραφία εκπομπής φωτονίων, η τομογραφία μαγνητικού συντονισμού και η μαγνητική εγκεφαλογραφία. Σημαντικότερη τεχνική που αξιοποιείται είναι η χρήση τομογραφίας μαγνητικού συντονισμού λειτουργικής διασύνδεσης, που εξυπηρετεί στην καταγραφή των σημείων του εγκεφάλου που δρουν από κοινού για τις ανάγκες μιας λειτουργίας.
Μειονέκτημα: Ακριβά διαγνωστικά μηχανήματα, που είναι πολύ λίγα διαθέσιμα για τη βασική έρευνα.
Ποιες είναι οι τρεις βασικές περιοχές του εγκεφάλου;
Ο εγκέφαλος έχει τρεις βασικές περιοχές που αναπτυξιακά και εξελικτικά ακολουθούν την παρακάτω σειρά.
♦ Ο Ρομβοειδής Εγκέφαλος
Κατώτερο μέρος του εγκεφάλου, όπου ο νωτιαίος μυελός εισέρχεται στο κρανίο. Εμφανίστηκε πρώτος τόσο κατά την εξελικτική διαδικασία όσο και κατά την προγεννητική ανάπτυξη. Αποτελείται από: παρεγκεφαλίδα, προμήκη μυελό, γέφυρα και λαμβάνει μέρος σε πολυάριθμες βιολογικές διαδικασίες ζωτικής σημασίας (π.χ. αναπνοή, κατάποση, ύπνος). Ηπαρεγκεφαλίδα βρίσκεται στο κατώτερο οπίσθιο μέρος του εγκεφάλου, έχει ενεργό συμμετοχή στην ισορροπία και σε πολλές σύνθετες κινητικές δεξιότητες.
♦ Ο Μέσος Εγκέφαλος
Έχει υποστηρικτικό ρόλο στην όραση και την ακοή. Σημαντικό μέρος του μέσου εγκεφάλου είναι ο δικτυωτός σχηματισμός,μέρος του οποίου επεκτείνεται και στον ρομβοειδή εγκέφαλο. Ο δικτυωτός σχηματισμός διαδραματίζει σημαντικό ρόλο όσον αφορά την προσοχή και τη συνείδηση, προειδοποιώντας μας, για παράδειγμα, για δυνητικά σημαντικά ερεθίσματα.
♦ Ο Πρόσθιος Εγκέφαλος
Λαμβάνουν χώρα οι πιο σύνθετες λειτουργίες των πρωτευόντων θηλαστικών, ειδικά των ανθρώπων. Μεγάλο μέρος του πρόσθιου εγκεφάλου είναι ο φλοιός των εγκεφαλικών ημισφαιρίων, ο οποίος αποτελείται από τον μετωπιαίο λοβό, τον βρεγματικό λοβό, τον ινιακό λοβό και τον κροταφικό λοβό.
Επιπλέον, κάτω από τον φλοιό βρίσκονται διάφορα άλλα τμήματα του πρόσθιου εγκεφάλου:
- Το λιμβικό (ή μεταιχμιακό) σύστημα: Είναι συνδεδεμένο με το φλοιό και αποτελεί ένα σύμπλεγμα δομών που σχετίζονται με την μάθηση, τη μνήμη, το συναίσθημα και τα κίνητρα. Ο ιππόκαμπος συνδέεται στενά με την προσοχή και τη μάθηση, ιδιαίτερα για μαθήματα που μαθαίνουμε και θυμόμαστε συνειδητά. Η αμυγδαλή (ή αμυγδαλοειδής πυρήνας) εμπλέκεται με εμφατικό τρόπο με τα συναισθήματα, καθώς και τις αυτόματες συναισθηματικές αντιδράσεις. Επιπλέον, ο αμυγδαλοειδής πυρήνας επιτρέπει τον συσχετισμό συγκεκριμένων συναισθημάτων με ειδικά ερεθίσματα ή αναμνήσεις.
- Ο θάλαμος:Βρίσκεται στο κέντρο ακριβώς του εγκεφάλου και παίζει ρόλο “χειριστή τηλεφωνικού κέντρου”, λαμβάνει δηλαδή εισερχόμενες πληροφορίες από τους αισθητήριους νευρώνες και έπειτα τις στέλνει στα κατάλληλα σημεία του φλοιού. Σχετίζεται επίσης με τη διέγερση, το φόβο και τη προσοχή.
- Ο υποθάλαμος: Βρίσκεται κάτω από τον θάλαμο και ρυθμίζει πολλές δραστηριότητες και λειτουργίες σχετιζόμενες με την επιβίωση, όπως είναι η αναπνοή, η θερμορύθμιση, η έννοια της πείνας κτλπ.
Σε ποια μέρη διακρίνεται ο φλοιός του εγκεφάλου και ποια είναι η λειτουργία του καθενός;
Οι νευρολόγοι διαιρούν νοερά τα ημισφαίρια του φλοιού σε τέσσερα μέρη, τους λοβούς, ονομάζοντας τους σύμφωνα με τις περιοχές του κρανίου που τα περιβάλλει.
♦ Ο μετωπιαίος λοβός
Βρίσκεται στο εμπρόσθιο και άνω τμήμα του φλοιού κι εκεί φαίνεται να συντελείται το μεγαλύτερο μέρος της συνειδητής σκέψης. Ο εμπρόσθιος λοβός είναι κατά κύριο λόγο υπεύθυνος για ένα ευρύ φάσμα σύνθετων λειτουργιών, όπως η γλώσσα, η σκέψη, η παρατεταμένη προσοχή κτλπ. Επιπλέον, είναι υπεύθυνος για την αναστολή ανακόλουθων και απρόσφορων σκέψεων. Το ακρότατο τμήμα του, ο προμετωπιαίος φλοιός, που βρίσκεται ακριβώς πίσω από το μέτωπο είναι ιδιαίτερα σημαντικός για την ενσυνείδητη, ελεγχόμενη σκέψη.
♦ Ο βρεγματικός λοβός
Βρίσκεται στο άνω και οπίσθιο μέρος του φλοιού. Δέχεται και ερμηνεύει τη σωματοαισθητηριακή πληροφορία. Συμμετέχει επίσης, ενεργά στην προσοχή, στην επεξεργασία λεκτικών ήχων, καθώς και στη σκέψη γύρω από τη χωρική υπόσταση αντικειμένων και γεγονότων.
♦ Ο ινιακός λοβός
Βρίσκεται στο ακρώτατο οπίσθιο μέρος του εγκεφάλου και έχει την κύρια ευθύνη για την ερμηνεία και την απομνημόνευση της οπτικής πληροφορίας.
♦ Ο κροταφικός λοβός
Βρίσκεται στα πλάγια μεταξύ των αφτιών και είναι υπεύθυνος για την ερμηνεία και απομνημόνευση σύνθετων ακουστικών πληροφοριών. Είναι σημαντικός για την μακροπρόθεση αποθήκευση πληροφορίας και ειδικά για τις γενικές έννοιες και την ευρύτερη γνώση περί του κόσμου.
Ποιες είναι οι διαφορετικές λειτουργίες του δεξιού και αριστερού ημισφαιρίου του εγκεφάλου;
Αριστερό ημισφαίριο
♦ Έλεγχος δεξιού μέρους σώματος
♦ Γλωσσική λειτουργία (κυρίως παραγωγή λόγου & κατανόηση της γλώσσας)
♦ Ανάγνωση & μαθηματικός υπολογισμός
♦ Επεξεργασία λεπτομερειών
Δεξί ημισφαίριο
♦ Έλεγχος αριστερού μέρους σώματος
♦ Οπτική & χωρική επεξεργασία
♦ Αντίληψη & σύνθεση συνολικής εικόνας
Σύνδεση & συνεργασία των δύο ημισφαιρίων για όλες τις νοητικές λειτουργίες: Τα δύο ημισφαίρια συνδέονεται μέσω ενός μεγάλου δικτύου νευρώνων (το μεσολόβιο) που επιτρέπει τη διαρκή επικοινωνία και προς τις δύο κατευθύνσεις.
Ο εγκέφαλος του ανθρώπου αναπτύσσεται μόνο στα πρώτα χρόνια της ζωής του;
Μεγάλο μέρος της εγκεφαλικής ανάπτυξης συντελείται πριν από την γένηση και κατά τα πρώτα χρόνια μετά από αυτήν. Ο εγκέφαλος συνεχίζει να αναπτύσσεται σημαντικά καθ’όλη τη διάρκεια της παιδικής ηλικίας, της εφηβείας και της αρχής της ενηλικίωσης.
Ποια είναι τα στάδια ανάπτυξης του εγκεφάλου από τη στιγμή της σύλληψης μέχρι την ενηλικίωση;
♦ Προγεννητική ανάπτυξη
Περίπου 25 μέρες μετά τη σύλληψη, ο εκγέφαλος κάνει την εμφάνισή του ως ένα μικροσκοπικός σωλήνας, ο οποίος μεγαλώνει σε μήκος και αρχίζει να διπλώνει προς τα μέσα δημιουργώντας εσοχές. Δημιουργούνται τρεις θάλαμοι, που εξελίσσονται στη συνέχεια στον ρομβοειδή εγκέφαλο, τον μέσο εγέφαλο και τον πρόσθιο εγκέφαλο.
- 5η - 20η εβδομάδα: Σχηματίζονται οι περισσότεροι νευρώνες κατά την περίοδο αυτή, μιας και αναπαράγονται στο στάδιο αυτό με ρυθμό 50.000 με 100.000 κύτταρα το δευτερόλεπτο.
- Δεύτερο τρίμηνο: Οι νευρώνες εκφύουν δενδρίτες και επιχειρούν αν συνδεθούν με άλλους νευρώνες. Προσπαθούν να επιβιώσουν και να εξειδικεύσουν τις εκάστοτε λειτουργίες. Αν δεν τα καταφέρουν, καταστρέφονται και αποβάλλονται.
♦ Βρεφική - Πρώιμη Παιδική Ηλικία
Ως 3 ετών: ο εγκέφαλος υπερτριπλασιάζεται σε μέγεθος & ραγδαίος πολλαπλασιασμός νευρογλοιακών κυττάρων.
Σημαντικές διαδικασίες που εκτελούνται στα πρώτα χρόνια:
* Συναπτογένεση : Σχηματισμός συνάψεων με υψηλό ρυθμό
* Διαφοροποίηση : Εξειδίκευση των νευρώνων
* Μείωση του αριθμού των συναπτικών συνδέσεων : συνάψεις χρήσιμες, χρησιμοποιούνται διαρκώς και άχρηστες, σταδιακά αποσυντίθενται.
* Μυελίνωση : σταδιακή διαδικασία επικάλυψης των νευραξόνων με μυελώδες έλυτρο, απόκριση τουεγκεφάλου σε εξωτερικά ερεθίσματα πιο γρήγορα, αποτελεσματικά, ευφυέστερα
♦ Μέση παιδική ηλικία, Εφηβεία και Ενηλικίωση
* Μείωση του αριθμού συναπτικών συνδέσεων & διαδικασία μυελίνωσης (δεν σταματά μέχρι την ηλικία των 20 ετών).
* Ωρίμανση μερών του εγκεφάλου με σημαντικό ρόλο στη σκέψη & τη μάθηση.
* Ο εγκέφαλος του εφήβου δεν είναι ακόμη ίδιος με του ενήλικα.
*Ήβη: διαφοροποιήσεις στα επίπεδα ορμονών & τους νευροδιαβιβαστές,
αλλαγές σε εγκεφαλικές περιοχές για την επιδίωξη της ηδονής, αύξηση της
επιθυμίας για ευχάριστες δραστηριότητες.