頭は何で構成されていますか? 脳は何でできていますか?

脳 - 中枢神経系の最も高い部分で、頭蓋腔にあります。人間の行動、動き、思考、感情、内臓やシステムの機能を制御する器官。脳内には、神経細胞体からなり、皮質および皮質下核を形成する灰白質と、脳のさまざまな部分を接続する有髄神経線維からなる白質があります。

構造的に、脳は脳幹、小脳、前脳に分かれています。脳幹は脊髄の直接の延長であり、頭蓋骨の底に位置し、延髄、橋、中脳で構成されています。伝導経路は体幹を通過し、脊髄とその上にある脳の部分を接続し、体幹の上部から、ニューロンのネットワークである上行網様体賦活系が大脳皮質のさまざまなゾーンに突き出ています。それは皮質の機能状態を決定し、睡眠と覚醒の調節に関与し、その時点で身体にとって重要な刺激への注意の集中を促進します。 12対の脳神経が体幹から出ており、その核はさまざまなレベルでその中にあります。体幹の最下部である延髄には呼吸中枢と血管運動中枢があり、そこへの損傷は体の死につながります。小脳は、脳幹と同様に、後頭蓋窩に位置しています。高速で自動化された動きの調節に関与し、さまざまな筋肉群の調整を確保し、運動能力の形成に貢献します。前脳は、間脳（間脳）と終脳を形成する大脳半球で構成されています。間脳では、中心位置は視覚視床によって占められており、感覚および運動の経路、ならびに感情の調節および記憶の経路が遮断されている核のグループから構成されています。視床の特定のゾーンは感覚から情報を受け取り、それを感覚皮質のさまざまな部分に転送し、非特定のゾーンは皮質の活動と覚醒の維持を制御します。視床の後ろには松果体 (骨端) があり、季節および毎日の生物学的リズムと思春期の調節に関与しています。視床の下には視床下部があり、その核は解剖学的にも機能的にも体の中心である内分泌腺である下垂体と接続されています。

大脳半球は脳の最大の部分であり、成人では脳の質量の約 70% を占めます。それらは縦方向の溝によって分離されており、その深さには脳梁があり、両方の半球を接続する巨大な繊維の束です。大きな半球は皮質（「脳の外套」）で覆われており、その面積を大幅に増加させる多数の畳み込みと溝により折りたたまれた外観を持っています。皮質には、運動の調節や感覚情報の分析*に直接関係する一次領域（一次運動領域）と、脳のさまざまな部分からの情報が一緒に収集される連合領域があります。連合皮質は、学習、記憶、言語、思考などの複雑な機能をサポートします。各半球は、前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉の 4 つの葉で構成されます。前頭葉の機能は、運動の調節を含む人間の行動を計画し、制御することです。前頭葉の後方に位置する頭頂葉には、触覚や関節筋肉の感覚などの身体感覚を知覚する中枢があります。頭頂葉の隣には側頭葉があり、聴覚情報が分析され、言語中枢が位置します。後部セクションは後頭葉によって占められており、その主な機能は視覚を実行することです。脳の右半球と左半球の機能は大きく異なります（脳の機能の非対称を参照）。皮質の下には、脳のさまざまな部分を接続する線維で構成される白質の巨大な層があり、その下に大脳基底核があります。半球の内面に位置する皮質および皮質下の構造（扁桃体、乳頭体、海馬など）は、感情状態を調節し、学習と記憶のプロセスに関与する大脳辺縁系を形成します（「局在化」の記事も参照）脳機能の）。

脳の物質は3つの膜で覆われています：外側 - 硬膜、その下にくも膜と軟膜があります。膜の間の空間は脳脊髄液で満たされており、脳脊髄液は脳室で生成され、脳と脊髄を循環し、生命に必要な物質を脳と脊髄に供給します。脳への血液供給は、内頚動脈と椎骨という 2 本の対の動脈によって行われます。それらから、脳の基部で大きな枝がそのさまざまな部分に伸びています。脳の質量は体重のわずか 2.5% ですが、脳には体内を循環する血液の約 20% が常に供給されています。

脳には約 100 億個のニューロンと 1,000 億個のグリア細胞があります。各ニューロンには細胞体があり、そこから多数の短い分岐突起である樹状突起と 1 つの長い分岐である軸索が伸びています。神経インパルスは樹状突起から細胞体に伝わり、さらに軸索に沿って、他のニューロンの樹状突起または体と接触している末端枝に伝わります。シナプス間隙を通したインパルスの伝達は化学的に起こります。軸索のシナプス前終末の小胞から放出され、シナプス後ニューロンの受容体に作用する神経伝達物質の助けを借りて。脳内の最も重要な神経伝達物質には、アセチルコリン、ノルアドレナリン、セロトニン、ドーパミン、グルタミン酸、ガンマアミノ酪酸 (GABA)、エンドルフィン、エンケファリンなどがあります。グリアは神経組織の構造を維持するだけでなく、重要な代謝機能も実行し、ミエリン鞘の形成に関与し、損傷や感染後の神経組織の回復を促進します。 G.が損傷すると、脳症状と局所症状が発生します。一般的な脳症状 - 頭痛、嘔吐、意識低下、全般性てんかん発作 - 多くの場合、頭蓋内圧の上昇と関連しています（たとえば、腫瘍、髄膜炎、脳炎、脳卒中、外傷性脳損傷など）。局所症状（麻痺、感覚障害、運動失調、運動亢進、高次脳機能の障害、例えば言語および運動機能障害）は、病変の位置によって異なります。大脳半球の皮質または皮質下構造に多発性損傷があると、認知症症候群が発症する可能性があります。髄膜が関与すると、通常、髄膜症候群が発生します。 G. の病状では、脳脊髄液の圧力と組成の変化もよく観察されます。

血管の病気を診断するには、コンピューター X 線と磁気共鳴画像法が使用され、脳波検査を使用して血球の構造の変化を調べると、てんかんや血球の局所的病変の診断に役立ちます。血球への血液供給の状態は、頭蓋外または脳内の動脈の超音波検査、脳血管造影を使用して評価されます。単一光子放出断層撮影法や陽電子放出断層撮影法を用いて、脳のさまざまな部位の機能状態を調べることができます。

おそらく人体の最も重要な器官の 1 つは、脳。その特性のおかげで、生体のあらゆる機能を調節することができます。医師たちはまだこの臓器を十分に研究しておらず、今日でもその隠された能力についてさまざまな仮説を立てています。

人間の脳は何で構成されているのでしょうか?

脳には 1,000 億以上の細胞が含まれています。 3つの保護シェルで覆われています。そして、その体積により、脳は約 95% 頭蓋骨全体。重量は異なります 1キロから2キロまで。しかし、興味深い事実は、この臓器の能力がその重症度にまったく依存しないということです。女性の脳はおよそ 100グラム男性よりも少ない。

水分と脂肪

60% 人間の脳の構成全体のうち脂肪細胞は脂肪細胞のみであり、 40% 水を含んでいます。それは当然のことながら、体の中で最も太った臓器であると考えられています。脳の機能が適切に発達するためには、適切かつ合理的に食事をする必要があります。

レシート " 適切な脂肪「体内に入ると人間の脳に直接影響を与える、一種の栄養です。ダイエッターがこの特性を忘れて、脂肪分の多い食品を食事からできるだけ排除しようとするのは残念です。

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脳の構造

人間の脳のすべての機能を知り、探求するには、その構造をできるだけ詳細に研究する必要があります。

脳全体は従来、次の 5 つの異なる部分に分けられます。

終脳。
間脳;
後脳 (小脳と橋を含む);
中脳。
延髄。

では、それぞれの部門がどのような部門なのか詳しく見ていきましょう。

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終脳、間脳、中脳、後脳

有限な脳- これは脳全体の主要な部分であり、総重量と体積の約 80% を占めます。

それは右半球と左半球で構成されており、数十の異なる溝と畳み込みで構成されています。

各半球には次のものが含まれます。

マントル。
嗅覚脳。
コア。

半球の間には凹みがあり、それが埋められている脳梁。半球が担当するプロセスが互いに異なることは注目に値します。

間脳は、いくつかの部分の存在によって特徴付けられます。

間脳すべてのモータープロセスに直接関与します。これには、ランニング、ウォーキング、スクワットのほか、動作間のさまざまな体の姿勢も含まれます。

中脳- 聴覚と視覚を担当するニューロンが集中している脳全体の部分。詳しくはこちらをご覧ください。彼らは瞳孔の大きさと水晶体の曲率を決定することができ、また筋肉の緊張にも関与します。脳のこの部分は、体のすべての運動プロセスにも関与しています。そのおかげで、人は鋭い回転動作を行うことができます。

後脳も複雑な構造をしており、次の 2 つのセクションで構成されています。

橋;
小脳。

橋は背側と中央の繊維表面で構成されています。

小脳の 2 番目の名前は、小さな脳です。

それは頭蓋骨の後部窩に位置し、その空洞全体を占めています。
小脳の質量は150グラムを超えません。
亀裂によって両半球から隔てられており、横から見ると小脳の上にぶら下がっているように見えます。
小脳には白質と灰白質が存在します。

さらに、構造を見ると、灰白質が白質を覆い、その上に通常皮質と呼ばれる追加の層を形成していることがわかります。 灰白質の構成- これらは分子層と顆粒層、および洋ナシの形をしたニューロンです。

白質脳の本体として直接機能し、その中に灰白質が木の細い枝のように広がっています。筋骨格系の動きの調整を制御するのは小脳そのものです。

- これは脊髄から脳への移行部分です。詳細な研究を行った結果、脊髄と脳にはその構造に多くの共通点があることが証明されました。脊髄は呼吸と血液循環を制御し、代謝にも影響を与えます。

吠える

人間の脳とほとんどの生き物にとって不可欠な部分は皮質です。進化の結果、それは高度な発達レベルに達し、人間が他の生き物よりも優れた存在となるのを助けました。絶え間ない仕事の活動自分の能力を定期的に開発することは、体の脳の活動と皮質の直接的な機能を改善するのに役立ちます。

大脳皮質には以上のものがあります 150億ニューロンのそれぞれが持つ違う形。これらのニューロンは小さなグループに集められ、皮質のいくつかの層を形成します。

大脳皮質全体は以下から構成されています 6層、スムーズに相互に変形し、さまざまな機能を備えています。

最も深いところから始めて外側に向かって、それぞれを簡単に見てみましょう。

最深層 紡錘形と呼ばれます。これには、白質内に徐々に広がる紡錘状細胞が含まれています。
次の層 第二ピラミッドと呼ばれる。この層は、さまざまなサイズのピラミッドのような形をしたニューロンにちなんでこの名前が付けられました。
2番目の粒状層。内部という非公式の名前もあります。
ピラミッド。その構造は 2 番目のピラミッド型のものと似ています。
粒子の粗い。 2 番目の粒状のものは内部と呼ばれるため、これは外部です。
分子。この層には実質的に細胞は存在せず、組成は糸のように互いに絡み合う繊維構造によって支配されています。

皮質の構造には単一の分類がなく、科学者の間で終わりのない議論が引き起こされていることに注意したいと思います。

6 つの層に加えて、皮質は 3 つのゾーンに分割され、それぞれが独自の機能を実行します。

特殊な神経細胞で構成される一次ゾーンは、聴覚と視覚の器官からのインパルスを受け取ります。皮質のこの部分が損傷を受けると、感覚機能や運動機能に永続的な変化が生じる可能性があります。
セカンダリゾーンでは、受信した情報が処理および分析されます。この部分に損傷が見られると、知覚障害につながります。
三次ゾーンの興奮は皮膚と聴覚受容体によって引き起こされます。この部分により、人は自分の周りの世界を理解することができます。

性差

どうやら男性も女性も同じ臓器のようです。そして、どのような違いがあるのかと思われるかもしれません。しかし、断層撮影スキャンという奇跡の技術のおかげで、男性の脳と女性の脳には多くの違いがあることが判明しました。

男性の脳は、半球の内側のゾーン間の接続が多いという特徴があることが最初に発見されました。次に、女性では、これらの接続は半球自体の間で観察されます。男性の脳は運動能力が特徴であるのに対し、女性は分析的思考を持ち、直観的思考が発達しているという見方もあります。

さらに、体重別では女性の脳がほぼ小さい 100グラム男性よりも。専門家による統計データによると、最も顕著な性差は年齢に見られます。 13歳から17歳まで。高齢になればなるほど、違いは目立たなくなります。

脳の発達

人間の脳の発達は、子宮内での形成の時期に始まります。

発生プロセスは神経管の形成から始まり、頭部領域のサイズの増加が特徴です。この期間は周産期と呼ばれます。この時期は、生理学的発達と、感覚系および効果系の形成が特徴です。
子宮内発育の最初の 2 か月間で、中央ブリッジ、ブリッジ、子宮頸部の 3 つの曲線がすでに形成されています。さらに、最初の 2 つは一方向に同時に発展することを特徴としますが、3 番目は完全に反対の方向に後で形成を開始します。

脳の進化的発達を評価すると、最初に後部と中央部の形成が起こったことに安全に気づくことができます。先頭部は新しい編成のため最後尾に編成されます。赤ちゃんが生まれても脳の発達は終わりません。これはかなり複雑で時間のかかるプロセスであり、何年もかかります。

赤ちゃんが生まれた後の脳は、 2 つの半球と多くの畳み込み.

子どもが成長するにつれて、脳には次のような多くの変化が起こります。

溝と渦巻きははるかに大きくなります、深くなり、形が変わります。
出生後に最も発達した領域は寺院の領域であると考えられていますしかし、それは細胞レベルでの発達にも影響します。半球と後頭部を比較すると、後頭部が半球よりもはるかに小さいことに間違いなく注目できます。しかし、この事実にもかかわらず、絶対にすべての畳み込みとグルーブがそこに存在します。
5歳以上で、脳の前部の発達は、この部分が脳の島膜を覆うことができるレベルに達します。
この時点で、言語機能と運動機能が完全に発達する必要があります。 二次脳野。これらは知覚プロセスを提供し、一連のアクションの実行に影響を与えます。
T 網膜野は5～7年かけて形成される。最初に、頭頂側頭後頭部分の発達が終わり、次に前頭前領域の発達が終わります。このとき、最も複雑なレベルの情報処理を担うフィールドが形成されます。

人間の脳は今日まで完全に研究されていませんが、その構造と一般的な機能については理解されています。脳を単一の臓器と考えると、ほとんどすべてのプロセスが灰白質または 250 億のニューロンからの信号に多かれ少なかれ依存するため、脳は生物全体の制御システムと呼ぶことができます。医学的公式に頼ると、脳は頭蓋内にある前部の中枢神経系の一部です。

成人の脳の平均重量は1100〜2000グラムの範囲であり、これらのパラメータは所有者の精神的能力にまったく影響を与えません。女性では中枢神経系のこの部分の質量が少ないことが確立されていますが、これは単に次の事実によるものです。平均体重男性の方が優れているが、知的能力においては弱い性別より優れているわけではない。

興味深い事実: 最も重い脳は 2850 グラムですが、この人は白痴か認知症を患っています。「最軽量」の脳 (1100 グラム) は、成功者、確立されたキャリアと家族を持っています。世界的に有名な偉人の脳の重さについてのデータがあり、例えばツルゲーネフの脳の重さは2012グラムでしたが、メンデレーエフの脳の重さはわずか1650グラムでした。

脳の構造とその仕組み

脳が何から構成されているかを一言で説明するのは困難です。なぜなら、脳は主にニューロン、接続、構造などの組織の複合体であり、セクション、部分、領域に分かれているからです。構造を一般的に理解するために、次の 5 つの部門を区別するのが一般的です。

長方形;
橋;
中脳。
間脳;
大脳半球と大脳皮質。

すべての部門には特定の構造、場所、目的があります。

延髄は脊髄の延長であり、機能と構造の点で、これらの組織にも多くの共通点がありますが、灰白質に違いがあるだけです。それは原子核の集合体です。延髄は一種の媒介物であり、身体から中枢神経系の一般的な部分へ、またはその逆に情報を伝達します。この機能に加えて、この部門はくしゃみや咳などのいくつかの反射を担当し、また、制御も行います。呼吸器系嚥下を含む消化器複合体。

興味深い事実：嚥下反射は、粘膜と舌が炎症を起こした場合にのみ引き起こされます。たとえば、口の中に液体やその他の刺激物がない場合、連続して 4 回飲み込むことは非常に困難です。

橋

ブリッジは導電部分の継続を指し、脊髄、延髄、さらには脳を含む他のセクションとの間の関係を組織化するのに役立ちます。これは、Varliev ブリッジという名前で見られる繊維のクラスターです。情報の伝達に加えて、ブリッジは血圧の調節に関与し、まばたき、嚥下、くしゃみ、咳などの反射動作を担当します。橋は次の部分である中脳に入りますが、ここではすでにわずかに異なる機能が実行されています。

中脳

中央のセクションは、四叉結節と呼ばれる特殊な核のクラスターです。彼らは聴覚と視覚を通じて情報を主に認識します。視覚受容体に関連する前結節と、聴覚器官を通って入って特定の信号に処理される情報を運ぶ後結節があります。中脳と筋緊張、眼球運動反応、および空間内を移動する人の能力との間にも関係があります。

興味深い事実: 中央のセクションでは、人が見たものの焦点を当てなかったオブジェクトを思い出すことができます。

間脳

間脳をさらに詳しく考えると、次のように呼ばれるいくつかの部分に分けることができます。

視床は、脳の他の部分への情報伝達の主な仲介者であると考えられています。視床、特に視床核は、嗅覚系以外のさまざまな感覚から受け取った信号を処理して送信します。視覚データ、聴覚系が認識するすべてのもの、触覚は、中間領域のこの部分によって処理され、大脳半球にリダイレクトされます。
視床下部。空腹感と喉の渇きの感覚を調節する多くの反射系がこの領域に集中しています。休息が必要であるという信号、睡眠感、および覚醒の開始に関する情報は、視床下部によって処理され、送信されます。体はほぼ同一の環境を維持しようと努め、中間セクションのこの部分の参加によって起こる多くの反応の通過を調節します。
脳の下垂体は、視床下部の下でいわば「茎にぶら下がっている」内分泌腺です。内分泌系の形成と調節に直接関与し、その働きは生殖機能にも影響を与えます。代謝プロセス体全体。

小脳は橋と延髄の側面に位置し、しばしば第二の脳または小脳と呼ばれます。それは半球の形をした2つの部分を持ち、その表面は灰白質または皮質で完全に覆われており、表面には特定の溝があります。中には白質または体があります。

動きの調整は、筋肉群の機能の順序を制御する小脳のパフォーマンスに直接依存します。まさに、この比較的小さなセクション（平均体重110〜145g）の違反により、通常の動きや、望ましい動作と手足の調整との比較が不可能になります。小脳の明らかな障害は、アルコールの影響下にある人です。通常の状態では、すべての動きの調整はほぼ自動的に行われます。小脳の機能を意識的に修正することは不可能であることが確立されています。

体幹には定義があり、延髄、橋、中脳、間脳などの脳の部分を指します。構造の解釈によっては、特定の目的、機能、またはその他の特徴に基づいて結合された領域の名前が異なる場合があります。そこから、腺、筋肉、感覚受容器、および頭部にあるその他の組織を接続する 12 対の脳神経があります。

大脳半球と皮質

大脳半球は白質の中の灰白質という組織であり、全表面の約80％を占めています。脳の構造は、一般に皮質と呼ばれる、大脳半球を取り囲む組織の複雑な構造層の存在を提供します。大脳皮質におけるニューロンの蓄積は約170億個であり、溝と畳み込みの存在により、この層の面積は2.5平方メートルになる可能性があります。科学者たちは、人間と動物の活動や感情の違いの根底にある大脳半球と皮質が特に発達しているのは人間の脳であることを証明しました。

樹皮の構造は6層で構成されており、合わせて約3 mmです。それぞれのニューロンの数、位置、その他のパラメーターが異なるため、大脳皮質は複数の機能を備えています。それらに関しては特定の区別があり、樹皮は古いもの、古いもの、新しいものに分けられます。最初の 2 つのタイプが担当するのは、本能的な行動人間、感情面での状況の認識、生得的な行動特性、ホメオスタシス。恐怖、喜び、その他の感情はこれらの部分から生じます。新しい皮質は、人間と他の哺乳類の主な違いを形成します。なぜなら、それらの皮質では、それは出現しているだけで、発達しないからです。人々の意識的な思考、発話、その他の知的発現は、まさに新しい皮質が発達するからこそ形成されると考えられています。

大脳皮質は、3 つの主要な溝によって、さまざまな脳機能を担う別々のゾーンまたは葉に分割されます。溝は中央、外側、頭頂後頭と呼ばれます。

この点に関して、特定の部門があり、以下の株式が区別されます。

後頭葉。この部分は、目に見えるすべてのものの複雑な変換に関与しているため、ビジュアルアナライザーの中心と呼ばれることもあります。
側頭葉。この領域は情報の聴覚変換を担当し、その内部部分は人が味覚データをナビゲートするのに役立ちます。嗅覚もこの葉の調節を指します。
頭頂葉。頭頂溝の近くに位置する領域。皮膚や筋肉の感覚、触覚、味覚の感覚。
前頭葉。これは、人の学習能力と記憶能力が依存する領域であると考えられています。知的能力は、思考の質と構造を担う前頭葉に正確に隠されています。

人間の性格、生理学的、性別、年齢、感情的特徴の間の関係についてはまだ多くの疑問や仮定があるため、脳は今日でも研究されています。

左半球と右半球の仕組み

各半球には機能の点で独自の違いがあり、左半球に典型的なものは右半球には対応しません。特定の現象を分析すると、次のような左半球の特徴が浮き彫りになります。論理的思考、言語能力、一貫性。左半球は、右側の体の操作を制御します。

右半球は空間的思考を特徴とし、人の音楽能力、想像力、感情、性別の発達に関与します。右半球は体の左側全体の活動を担当します。

興味深い事実：男性の大脳皮質は、空間をうまく移動し、ルートを作ることを可能にしますが、自分の考えを表現したり、異常な環境で快適に過ごしたりすることはより困難です。

脳には心室と呼ばれる空洞があります。全部で4つあり、脳脊髄液で満たされており、一定の衝撃吸収の役割を果たし、最適な体液環境を維持しています。イオン組成、代謝産物の除去に関与します。

脳の栄養

大脳皮質と神経系全体は、栄養が供給される血管によって機能します。栄養系に障害や機能不全があると、脳活動の障害や脳卒中を引き起こし、即座に出血が起こります。すでに血管に問題がある場合、大脳皮質に適切な栄養が供給されないリスクがある可能性があります。

体が消費する全エネルギーを比較すると、約 25% が脳の活動に費やされます。これは、人が思考プロセスに関連する作業に従事している場合、肉体的な努力をしなくてもエネルギーを消費できる可能性があることを裏付けています。

脳の髄膜

脳システムは、硬膜、クモ膜、軟膜の 3 つの膜で囲まれています。それぞれに独自の目的があり、個別に次のように表すことができます。

硬い殻は頭蓋骨と融合しており、ある程度の保護機能を持っています。その強さは、コラーゲン線維などの特殊な細胞の含有量によって説明されます。
クモ膜または中殻。衝撃吸収効果をもたらす脳脊髄液の存在が特徴で、脳体を中程度の損傷から守ります。
ソフトシェル。脳と周囲の組織に栄養を供給する血管が集まっています。

脳の構造には、非常に複雑な構造、その詳細な研究には特別な専門知識が必要です。世界中の科学者は、標準外の人々について研究を行う機会を逃していません。精神的能力、特別な活動、傑出した行動、発見。一部の人にとって、そのような実験は非人道的であると思われるかもしれませんが、多くの精神的および生理学的疾患、並外れた人格とその才能に関する脳の秘密を明らかにすることができます。

読書は神経のつながりを強化します。

医者

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人間の脳
体のすべての重要な機能を調整および調節し、行動を制御する器官。私たちの思考、感情、感覚、欲望、動きはすべて脳の働きに関連しており、脳が機能しないと人は植物状態になり、あらゆる行動、感覚、外部の影響に対する反応を行う能力が失われます。。この記事では、動物の脳よりも複雑で高度に組織化された人間の脳について説明します。しかし、人間と他の哺乳類、さらにはほとんどの脊椎動物種の脳の構造には大きな類似点があります。中枢神経系 (CNS) は脳と脊髄から構成されます。運動神経や感覚神経などの末梢神経によって体のさまざまな部分に接続されています。
こちらも参照 神経系。脳は、体の他のほとんどの部分と同様に、対称的な構造です。出生時の体重は約0.3kgですが、成人では約1kgになります。 1.5kg。脳を外部から検査する場合、主に深部の構造が隠されている 2 つの大脳半球に注意が向けられます。半球の表面は溝と畳み込みで覆われており、皮質（脳の外層）の表面が増加しています。奥には小脳があり、その表面はさらに細かく窪んでいます。大脳半球の下には脳幹があり、脳幹は脊髄に入ります。体幹と脊髄からは神経が伸びており、そこを通って内部および外部の受容体からの情報が脳に流れ、逆方向の信号が筋肉や腺に送られます。脳からは12対の脳神経が生じています。脳内には、主に神経細胞体からなり皮質を形成する灰白質と、脳のさまざまな部分を結ぶ経路（管路）を形成し、中枢神経系を超えて伸びる神経を形成する神経線維である白質があります。そして様々な臓器に行きます。脳と脊髄は、頭蓋骨と脊椎という骨のケースによって保護されています。脳の実質と骨壁の間には 3 つの膜があります。外側の膜は硬膜、内側の膜は柔らかい膜、そしてそれらの間には薄いくも膜があります。たとえば、多くの医薬品は浸透しません。
脳細胞
中枢神経系の細胞はニューロンと呼ばれます。彼らの機能は情報処理です。人間の脳には50億から200億のニューロンがあります。脳にはグリア細胞も含まれており、その数はニューロンの約 10 倍です。グリアはニューロン間の空間を埋め、神経組織の支持フレームワークを形成し、代謝機能やその他の機能も実行します。

ニューロンは、他のすべての細胞と同様に、半透性 (原形質) 膜に囲まれています。樹状突起と軸索という 2 種類の突起が細胞体から伸びています。ほとんどのニューロンには分岐した樹状突起が多数ありますが、軸索は 1 つだけです。樹状突起は通常非常に短いですが、軸索の長さは数センチメートルから数メートルまで異なります。ニューロンの本体には、体の他の細胞に見られるものと同じ、核および他の細胞小器官が含まれています (「CELL」も参照)。
神経インパルス。脳内での情報伝達など神経系一般に、それは神経インパルスを通じて行われます。それらは細胞体から軸索の末端部分への方向に広がり、分岐することができ、狭い隙間、つまりシナプスを通して他のニューロンと接触する多くの末端を形成します。シナプスを介したインパルスの伝達は、化学物質、つまり神経伝達物質によって媒介されます。神経インパルスは通常、他のニューロンから情報を受け取り、それをニューロンの本体に伝達することに特化したニューロンの細い分岐プロセスである樹状突起から発生します。樹状突起上には数千のシナプスがあり、程度は低いですが細胞体上にもあります。ニューロン本体からの情報を運ぶ軸索は、シナプスを介して他のニューロンの樹状突起に情報を伝達します。シナプスのシナプス前部分を形成する軸索終末には、神経伝達物質を含む小さな小胞が含まれています。インパルスがシナプス前膜に到達すると、小胞からの神経伝達物質がシナプス間隙に放出されます。軸索末端には 1 種類の神経伝達物質のみが含まれており、多くの場合 1 種類以上の神経調節物質と組み合わせて含まれています (下記の脳神経化学を参照)。軸索のシナプス前膜から放出された神経伝達物質は、シナプス後ニューロンの樹状突起上の受容体に結合します。脳はさまざまな神経伝達物質を使用しており、それぞれが独自の特定の受容体に結合します。樹状突起上の受容体には、半透性のシナプス後膜のチャネルが接続されており、膜を横切るイオンの動きを制御します。安静時のニューロンの電位は 70 ミリボルト (静止電位) で、膜の内側は外側に比べてマイナスに帯電しています。さまざまな伝達物質がありますが、それらはすべてシナプス後ニューロンに対して興奮性または抑制性の効果をもたらします。この刺激的な影響は、膜を通過する特定のイオン、主にナトリウムとカリウムの流量を増加させることによって実現されます。その結果、内面の負電荷が減少し、脱分極が発生します。この抑制効果は主にカリウムと塩化物の流れの変化によって行われ、その結果、内面の負電荷が静止時よりも大きくなり、過分極が発生します。ニューロンの機能は、シナプスを介してその本体と樹状突起に知覚されるすべての影響を統合することです。これらの影響は興奮性または抑制性であり、時間的には同時に発生しないため、ニューロンはシナプス活動の全体的な影響を時間の関数として計算する必要があります。興奮性効果が抑制性効果よりも優勢で、膜の脱分極が閾値を超えると、ニューロン膜の特定の部分、つまり軸索の基部（軸索結節）の領域の活性化が発生します。ここで、ナトリウムイオンとカリウムイオンのチャネルが開いた結果、活動電位（神経インパルス）が発生します。この電位は軸索に沿ってさらにその端まで 0.1 m/s ～ 100 m/s の速度で伝播します (軸索が太くなるほど伝導速度は速くなります)。活動電位が軸索末端に到達すると、電位差に依存する別のタイプのイオンチャネルであるカルシウムチャネルが活性化されます。それらを介してカルシウムが軸索に入り、神経伝達物質を伴う小胞の動員が起こり、シナプス前膜に近づき、それと融合し、神経伝達物質がシナプスに放出されます。
ミエリン細胞とグリア細胞。多くの軸索はミエリン鞘で覆われており、ミエリン鞘はグリア細胞の繰り返しねじれた膜によって形成されます。ミエリンは主に脂質で構成されており、脳と脊髄の白質に特徴的な外観を与えます。ミエリン鞘のおかげで、イオンはミエリンで覆われていない場所、いわゆる場所でのみ軸索膜を通って移動できるため、軸索に沿った活動電位の速度が増加します。ランヴィエのインターセプト。遮断と遮断の間に、インパルスはあたかも電気ケーブルを通っているかのようにミエリン鞘に沿って伝わります。チャネルの開口とイオンの通過には時間がかかるため、チャネルの継続的な開口を排除し、チャネルの範囲をミエリンで覆われていない膜の小さな領域に限定することで、軸索に沿ったインパルスの伝導が高速化されます。 10回くらい。グリア細胞の一部のみが、神経のミエリン鞘 (シュワン細胞) または神経管 (希突起膠細胞) の形成に関与します。はるかに多くのグリア細胞 (アストロサイト、ミクログリアサイト) は他の機能を実行します。それらは神経組織の支持フレームワークを形成し、代謝の必要性を提供し、損傷や感染症の後に回復します。
脳の仕組み
簡単な例を見てみましょう。テーブルの上にある鉛筆を拾うと何が起こるでしょうか? 鉛筆から反射された光はレンズによって目の中で焦点を合わせられ、網膜に導かれ、そこで鉛筆の像が表示されます。それは対応する細胞によって知覚され、そこから信号は視床（視覚視床）にある主に外側膝状体と呼ばれる部分にある脳の主要な感受性伝達核に送られます。そこでは、光と闇の分布に反応する多数のニューロンが活性化されます。外側膝状体のニューロンの軸索は、大脳半球の後頭葉に位置する一次視覚野に進みます。視床から皮質のこの部分に伝わるインパルスは、皮質ニューロンの複雑な一連の放電に変換され、その一部は鉛筆とテーブルの境界に反応し、他のものは鉛筆の画像の隅などに反応します。一次視覚野から、情報は軸索に沿って連合視覚野に伝わり、そこで画像認識が行われます。この場合は鉛筆です。皮質のこの部分での認識は、物体の外部の輪郭について以前に蓄積された知識に基づいています。動作を計画する（つまり、鉛筆を拾う）ことは、おそらく大脳半球の前頭皮質で行われます。皮質の同じ領域には、手や指の筋肉に指令を出す運動ニューロンがあります。鉛筆への手の接近は、筋肉や関節の位置を認識する視覚系と内受容器によって制御され、そこからの情報が中枢神経系に送られます。私たちが鉛筆を手に持つとき、指先の圧力受容体は、指が鉛筆をしっかりと握れているかどうか、また鉛筆を握るためにどれくらいの力を加えなければならないかを教えてくれます。自分の名前を鉛筆で書きたい場合、このより複雑な動きを可能にするために脳に保存されている他の情報を活性化する必要があり、視覚的な制御がその精度を向上させるのに役立ちます。上の例は、実行が非常に簡単であることを示しています。シンプルなアクション皮質から皮質下領域に至るまで、脳の広い領域が関与します。発話や思考を伴うより複雑な行動では、他の神経回路が活性化され、脳のさらに広い領域がカバーされます。
脳の主要部分
脳は前脳、脳幹、小脳の 3 つの主要部分に大別できます。前脳には、大脳半球、視床、視床下部、および下垂体 (最も重要な神経内分泌腺の 1 つ) が含まれています。脳幹は延髄、橋（橋）、中脳で構成されています。大脳半球は脳の中で最も大きな部分であり、成人では脳の重量の約70％を占めます。通常、半球は対称です。それらは巨大な軸索の束 (脳梁) によって相互に接続されており、情報交換が確実に行われます。

各半球は、前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉の 4 つの葉で構成されます。前頭葉皮質には、運動活動を調節する中枢と、おそらく計画と先見の明を司る中枢が含まれています。前頭葉の後ろに位置する頭頂葉の皮質には、触覚や関節筋肉の感覚などの身体感覚のゾーンがあります。頭頂葉に隣接しているのは側頭葉で、そこには一次聴覚野のほか、言語中枢やその他の高次機能が位置しています。脳の後部は、小脳の上に位置する後頭葉によって占められています。その皮質には視覚領域が含まれています。

運動の調節や感覚情報の分析に直接関係しない皮質の領域は、連合皮質と呼ばれます。これらの特殊なゾーンでは、脳のさまざまな領域や部分の間に連想的な接続が形成され、そこから得られる情報が統合されます。連合皮質は、学習、記憶、言語、思考などの複雑な機能をサポートします。
皮質下の構造。 皮質の下には、ニューロンの集合体である重要な脳構造、つまり核が多数あります。これらには、視床、大脳基底核、視床下部が含まれます。視床は主要な感覚伝達核です。感覚から情報を受け取り、それを感覚皮質の適切な部分に転送します。また、皮質のほぼ全体に接続されており、おそらく皮質の活性化と覚醒と注意の維持のプロセスを提供する非特異的ゾーンも含まれています。大脳基底核は、協調運動（運動の開始と停止）の調節に関与する核（いわゆる被殻、淡蒼球、尾状核）の集合体です。視床下部は、視床の下にある脳の基部にある小さな領域です。血液が豊富に供給される視床下部は、体の恒常性機能を制御する重要な中枢です。下垂体ホルモンの合成と放出を調節する物質を生成します（「下垂体腺」も参照）。視床下部には、水分代謝の調節、貯蔵脂肪の分布、体温、性行動、睡眠と覚醒などの特定の機能を実行する多くの核が含まれています。脳幹は頭蓋骨の底にあります。脊髄を前脳に接続し、延髄、橋、中脳、間脳で構成されています。中脳と間脳、および体幹全体を通って、脊髄に向かう運動経路と、脊髄から脳の上の部分に向かういくつかの感覚経路があります。中脳の下には、神経線維によって小脳に接続されている橋があります。体幹の最下部である延髄は直接脊髄を通過します。延髄には、外部環境に応じて心臓や呼吸の活動を調節したり、血圧、胃や腸の蠕動運動を制御したりする中枢が含まれています。脳幹のレベルでは、各大脳半球と小脳を接続する経路が交差します。したがって、各半球は体の反対側を制御し、小脳の反対側の半球に接続されています。小脳は大脳半球の後頭葉の下に位置します。橋の経路を介して、脳の上にある部分に接続されています。小脳は微妙な自動運動を制御し、定型的な行動行為を実行するときにさまざまな筋肉群の活動を調整します。彼はまた、頭、胴体、四肢の位置を常に制御しています。バランスの維持に関与します。最近のデータによると、小脳は運動能力の形成に非常に重要な役割を果たしており、一連の動きの記憶に貢献しています。
その他のシステム。大脳辺縁系は、感情状態を調節し、学習と記憶をサポートする脳の相互接続された領域の広範なネットワークです。大脳辺縁系を形成する核には、扁桃体および海馬 (側頭葉の一部)、ならびに視床下部およびいわゆる核が含まれます。透明な隔壁（脳の皮質下領域に位置）。網様体は、体幹全体を通って視床まで延びるニューロンのネットワークであり、さらに皮質の広い領域と接続されています。睡眠と覚醒の調節に関与し、皮質の活動状態を維持し、特定の対象への注意の集中を促進します。
脳の電気活動
頭の表面に配置されるか、脳に挿入される電極を使用すると、細胞の放電によって引き起こされる脳の電気活動を記録することができます。頭の表面の電極を使用して脳の電気活動を記録することを脳波 (EEG) と呼びます。個々のニューロンの放電を記録することはできません。数千または数百万のニューロンの同期した活動の結果としてのみ、記録された曲線に顕著な振動 (波) が現れます。

脳波を継続的に記録すると、個人の一般的な活動レベルを反映する周期的な変化が明らかになります。活発に覚醒している状態では、脳波は低振幅の非律動的なベータ波を記録します。目を閉じてリラックスした覚醒状態では、アルファ波が 1 秒あたり 7 ～ 12 サイクルの頻度で優勢になります。睡眠の開始は、高振幅の徐波（デルタ波）の出現によって示されます。夢を見ている睡眠中に、脳波上にベータ波が再び現れ、脳波はその人が起きているという誤った印象を与える可能性があります（そのため、「逆説的睡眠」という用語が付けられています）。夢は、多くの場合、（まぶたを閉じた状態で）素早い目の動きを伴います。したがって、夢を見ている睡眠は急速眼球運動睡眠とも呼ばれます (「睡眠」も参照)。 EEG により、いくつかの脳疾患、特にてんかんを診断できます。
(てんかんを参照)。特定の刺激（視覚、聴覚、触覚）の作用中の脳の電気活動を記録すると、いわゆる刺激を識別できます。誘発電位は、特定の外部刺激に応答して発生する、特定のグループのニューロンの同期放電です。誘発電位の研究により、脳機能の局在を明らかにすることが可能になり、特に言語機能を側頭葉および前頭葉の特定の領域と関連付けることが可能になりました。この研究は、感覚障害患者の感覚系の状態を評価するのにも役立ちます。
脳神経化学
脳内の最も重要な神経伝達物質には、アセチルコリン、ノルアドレナリン、セロトニン、ドーパミン、グルタミン酸、ガンマアミノ酪酸 (GABA)、エンドルフィン、エンケファリンなどがあります。これらのよく知られた物質に加えて、おそらく脳は次のように機能します。多数の他はまだ勉強していません。神経伝達物質の中には、脳の特定の領域でのみ作用するものもあります。したがって、エンドルフィンとエンケファリンは、痛みの衝動を伝える経路にのみ存在します。グルタミン酸や GABA などの他の神経伝達物質は、より広範囲に分布しています。
神経伝達物質の作用。すでに述べたように、神経伝達物質はシナプス後膜に作用し、イオンの伝導率を変化させます。これは、多くの場合、環状アデノシン一リン酸 (cAMP) など、シナプス後ニューロンのセカンドメッセンジャーシステムの活性化によって発生します。神経伝達物質の作用は、別の種類の神経化学物質であるペプチド神経調節物質によって変更できます。それらは、伝達物質と同時にシナプス前膜によって放出され、シナプス後膜に対する伝達物質の効果を増強または変更する能力を持っています。最近発見されたエンドルフィン - エンケファリン系は重要です。エンケファリンとエンドルフィンは、皮質の高次領域を含む中枢神経系の受容体に結合することにより、痛みの衝動の伝導を阻害する小さなペプチドです。この神経伝達物質ファミリーは、主観的な認識痛み。向精神薬は、脳内の特定の受容体に特異的に結合して行動の変化を引き起こす物質です。それらの作用機序はいくつか特定されています。神経伝達物質の合成に影響を与えるものもあれば、神経伝達物質の蓄積やシナプス小胞からの放出に影響を与えるものもあります (たとえば、アンフェタミンはノルエピネフリンの急速な放出を引き起こします)。 3 番目のメカニズムは、受容体に結合して天然の神経伝達物質の作用を模倣することです。たとえば、LSD (リセルグ酸ジエチルアミド) の効果は、セロトニン受容体に結合する能力に起因すると考えられています。 4 番目のタイプの薬物作用は受容体遮断です。神経伝達物質との拮抗作用。フェノチアジン（クロルプロマジンやアミナジンなど）などの一般的に使用される抗精神病薬はドーパミン受容体をブロックし、それによってシナプス後ニューロンに対するドーパミンの効果を減少させます。最後に、最後の一般的な作用機序は、神経伝達物質の不活化の阻害です（多くの殺虫剤はアセチルコリンの不活化を妨げます）。モルヒネ（アヘンケシの精製物）には、顕著な鎮痛（鎮痛）効果だけでなく、多幸感を引き起こす特性があることは古くから知られていました。だからこそ薬として使われているのです。モルヒネの効果は、ヒトエンドルフィン-エンケファリン系の受容体に結合する能力と関連しています（DRUGも参照）。これは、異なる生物学的起源 (この場合は植物) の化学物質が、特定の神経伝達物質システムと相互作用することによって動物や人間の脳の機能に影響を与える可能性があるという多くの例のうちの 1 つにすぎません。もう 1 つのよく知られた例は、熱帯植物に由来するクラーレで、アセチルコリン受容体をブロックします。南アメリカのインディアンは、神経筋伝達の遮断に伴う麻痺効果を利用して、クラーレで矢尻を潤滑しました。
脳研究
脳の研究は主に 2 つの理由から困難です。まず、頭蓋骨によって十分に保護されている脳に直接アクセスすることは不可能です。第二に、脳のニューロンは再生しないため、いかなる介入も不可逆的な損傷につながる可能性があります。こうした困難にもかかわらず、脳に関する研究とその治療法 (主に神経外科) は古くから知られてきました。考古学的発見は、すでに古代に人間が脳にアクセスするために開頭術を行っていたことを示しています。特に集中的な脳研究は戦時中に行われ、さまざまな外傷性脳損傷が観察された。正面の傷や平時に受けた傷による脳の損傷は、脳の特定の領域が破壊される実験の一種です。それが唯一のことだから可能な形式人間の脳の「実験」の他に、もう一つの重要な研究手法は実験動物での実験でした。特定の脳構造に対する損傷の行動的または生理学的影響を観察することによって、その機能を判断できます。実験動物の脳の電気活動は、頭や脳の表面に配置された電極、または脳内物質に挿入された電極を使用して記録されます。このようにして、小グループのニューロンまたは個々のニューロンの活動を測定したり、膜を横切るイオンの流れの変化を検出したりすることが可能です。脳の特定の点に電極を挿入できる定位固定装置を使用して、アクセスできない深部を検査します。別のアプローチは、生きている脳組織の小切片を取り出し、それを栄養培地に置いた切片の形で維持するか、細胞を分離して細胞培養で研究することです。前者の場合はニューロンの相互作用を研究することができ、後者の場合は個々の細胞の生命活動を研究することができます。脳のさまざまな領域の個々のニューロンまたはそのグループの電気活動を研究する場合、通常は最初に初期活動が記録され、次に細胞機能に対する特定の影響の影響が決定されます。別の方法では、埋め込み電極を介して電気インパルスを使用して、近くのニューロンを人為的に活性化します。このようにして、脳の特定の領域が脳の他の領域に及ぼす影響を研究できます。この電気刺激方法は、中脳を通過する脳幹活性化システムの研究に有用であることが証明されています。また、学習と記憶のプロセスがシナプスレベルでどのように発生するかを理解しようとするときにも使用されます。すでに100年前に、左半球と右半球の機能が異なることが明らかになりました。フランスの外科医 P. ブローカは、脳血管障害 (脳卒中) の患者を観察し、左半球に損傷を負った患者のみが言語障害を患っていることを発見しました。その後、脳波記録や誘発電位などの他の方法を使用して、半球の特殊化の研究が続けられました。近年、脳の画像（可視化）を取得するための高度な技術が利用されています。このように、コンピューター断層撮影 (CT) は臨床神経学に革命をもたらし、脳構造の生体内詳細 (層ごとの) 画像を取得できるようにしました。別のイメージング技術である陽電子放射断層撮影法 (PET) は、脳の代謝活動の画像を提供します。この場合、人には短寿命の放射性同位体が注射され、脳のさまざまな部分に蓄積され、量が多ければ多いほど代謝活動が高まります。 PETを使用すると、検査された人の大部分の言語機能が左半球に関連していることも示されました。脳は膨大な数の並列構造を使用して機能するため、PET は単一の電極では得られない脳機能に関する情報を提供します。原則として、脳の研究は複雑な方法を使用して実行されます。たとえば、アメリカの神経生物学者 R. スペリーと彼の同僚は、治療処置として、一部のてんかん患者の脳梁 (両半球をつなぐ軸索の束) の切断を行いました。その後、これらの分割脳患者における半球の特殊化が研究されました。優位（通常は左）半球は主にスピーチやその他の論理的および分析機能を担当し、非優位半球は外部環境の時空間パラメーターを分析することが判明しました。したがって、音楽を聴くと活性化されます。脳活動のモザイクパターンは、皮質および皮質下構造内に多数の特殊な領域が存在することを示唆しています。これらの領域の同時活動は、並列処理コンピューティングデバイスとしての脳の概念を裏付けています。新しい研究手法の出現により、脳機能に関する考え方も変わる可能性があります。脳のさまざまな部分の代謝活動の「マップ」を取得できるデバイスの使用と、分子遺伝学的アプローチの使用により、脳内で発生するプロセスについての知識が深まるはずです。
こちらも参照神経心理学。
比較解剖学
異なる脊椎動物種の脳の構造は驚くほど似ています。神経レベルで比較すると、使用される神経伝達物質、イオン濃度の変動、細胞の種類、生理機能などの特性に明らかな類似性があります。基本的な違いは、無脊椎動物と比較した場合にのみ明らかになります。無脊椎動物のニューロンははるかに大きいです。多くの場合、それらは化学物質ではなく、人間の脳にはめったに見られない電気シナプスによって相互に接続されています。無脊椎動物の神経系では、脊椎動物に特徴のないいくつかの神経伝達物質が検出されます。脊椎動物の間での脳の構造の違いは、主に個々の構造の関係に関係します。魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類（人間を含む）の脳の類似点と相違点を評価することで、いくつかの一般的なパターンを導き出すことができます。まず、これらすべての動物のニューロンの構造と機能は同じです。第二に、脊髄と脳幹の構造と機能は非常に似ています。第三に、哺乳類の進化には皮質構造の顕著な増加が伴い、霊長類では最大の発達に達します。両生類では皮質は脳のほんの一部を占めていますが、人間では皮質が主要な構造です。しかし、すべての脊椎動物の脳の機能原理はほぼ同じであると考えられています。この違いは介在ニューロンの接続と相互作用の数によって決定され、脳がより複雑に組織されているほどその差は大きくなります。 こちらも参照比較解剖学。
文学
ブルーム F.、ライザーソン A.、ホフスタッター L. 脳、心、行動。 M.、1988

コリアーの百科事典。 - 開かれた社会. 2000 .