Mózg – budowa, funkcje, urazy i choroby

Mózg – co warto o nim wiedzieć? 

Mózg jest organem o bardzo skomplikowanym działaniu – współczesna nauka wciąż nie odkryła jeszcze wszystkich jego tajemnic. Ośrodkowy układ nerwowy (w którego skład wchodzą mózg i rdzeń kręgowy) jest często porównywany do superkomputera, który steruje pracą całego organizmu i umożliwia nam nie tylko wykonywanie tak skomplikowanych czynności jak uczenie się, ale przede wszystkim egzystowanie poprzez sprawowanie kontroli nad procesami życiowymi, takimi jak oddychanie, ruch czy praca serca. Ten biologiczny komputer, podobnie jak dobrze nam znany elektroniczny odpowiednik, zbiera informacje ze świata zewnętrznego, przechowuje je, a następnie przetwarza i wykorzystuje w odpowiednim momencie [1, 3].

Budowa mózgu 

Mózg, podobnie jak rdzeń kręgowy, wchodzi w skład ośrodkowego układu nerwowego, zbudowanego z komórek nerwowych (nerwów czaszkowych) i glejowych (astrocyty, komórki ependymalne, oligodendrocyty) [1, 3, 8]. 

Mózg zbudowany jest z substancji szarej (w jej skład wchodzą neurocyty i komórki somatyczne) i białej (budują ją włókna komórek nerwowych otoczone osłonką mielinową). Najwięcej istoty szarej zlokalizowane jest w kresomózgowiu, móżdżku i pniu mózgu. W kresomózgowiu i móżdżku istota biała znajduje się w ich głębszych warstwach, a istota szara otacza ją. Substancja biała z kolei otacza substancję szarą w rdzeniu kręgowym. Istota biała obecna jest również w komorach mózgowych.  

Średnia masa mózgu dorosłego mężczyzny wynosi około 1300 g, a dorosłej kobiety około 1200 g. Mózg zbudowany jest z komórek nerwowych zwanych neuronami, których liczbę szacuje się na około 100 miliardów. Komórki nerwowe (neurony) są połączone za pomocą złączy zwanych synapsami. To dzięki nim neurony mogą komunikować się ze sobą i przekazywać istotne informacje za pomocą impulsów elektrycznych. Przesyłanie impulsów i tworzenie rozbudowanych sieci neuronowych to właśnie główne zadanie ludzkiego mózgu [1-3, 8]. 

Mózg chroniony jest przez kostną czaszkę (w której znajdują się zatoki mózgowia). Składa się na niego kilka struktur różniących się od siebie budową i pełnionymi zadaniami.  

Kresomózgowie  

Składa się z dwóch półkul mózgu. Elementy należące do kresomózgowia to także: spoidła mózgu (do których należy ciało modzelowate umożliwiające komunikację pomiędzy półkulami), hipokamp (element układu limbicznego odpowiedzialny przede wszystkim za funkcje pamięciowe), komory boczne i jądra podstawne. Kresomózgowie podzielone jest na cztery płaty: 

• Płat czołowy – umieszczony jest z przodu kresomózgowia. Odpowiada za podejmowanie decyzji i planowanie, rozumienie mowy, wpływa na motywację, rozumienie uczuć innych, kontrolę emocji, reagowanie na bodźce, umożliwia skupienie się na wykonywanej czynności, koordynuje ruchy dowolne. 
• Płat ciemieniowy – znajduje się w sąsiedztwie płata czołowego. Odpowiada za odbieranie bodźców czuciowych z innych części ciała, orientację przestrzenną, postrzeganie obiektów w sposób trójwymiarowy, zmysł kinestetyczny. 
• Płat skroniowy – położony jest po bokach kresomózgowia. Odpowiada za analizę bodźców słuchowych, mowę, pamięć werbalną i analizę bodźców zapachowych. 
• Płat potyliczny – znajduje się na tylnym odcinku kresomózgowia. Odpowiada za analizę wzrokową kształtu, ruchu, koloru i głębi. 

Śródmózgowie 

Składa się z wodociągu mózgu, w którym zgromadzony jest płyn mózgowo-rdzeniowy oraz z czwartej komory. Znajdują się tu jądra poszczególnych nerwów czaszkowych. Odpowiada za kontrolę odruchów związanych ze zmysłem wzroku i słuchu. Śródmózgowie kontroluje także ruchy gałek ocznych. Wraz z mostem i rdzeniem przedłużonym tworzą pień mózgu. 

Międzymózgowie 

Zlokalizowane jest pomiędzy kresomózgowiem a śródmózgowiem. W międzymózgowiu zlokalizowane są: wzgórze i podwzgórze, szyszynka i przysadka mózgowa. Struktury znajdujące się w międzymózgowiu kontrolują metabolizm. Przysadka i podwzgórze zaliczane są do gruczołów dokrewnych – wydzielają hormony, pod wpływem których tarczyca, nadnercza i gonady regulują swoją pracę. Szyszynka natomiast odpowiada za regulację dobowego rytmu snu i czuwania.  

Rdzeń przedłużony 

Odpowiada za przebieg podstawowych procesów życiowych. Pełni on także rolę pośrednika i przekazuje impulsy nerwowe pomiędzy rdzeniem kręgowym a pozostałymi częściami ośrodkowego układu nerwowego. 

Móżdżek 

Podobnie jak mózg, móżdżek także składa się z dwóch półkul. Dzięki niemu możemy utrzymać równowagę i wykonywać precyzyjne ruchy. Móżdżek pełni też istotną rolę w zdolności uczenia się nowych umiejętności wymagających ruchu.  

Rdzeń kręgowy 

Pośredniczy w wymianie impulsów nerwowych pomiędzy mózgiem a obwodowym układem nerwowym. Rdzeń kręgowy zlokalizowany jest w kanale kręgowym. Składa się z: 8 segmentów szyjnych, 12 piersiowych, 5 lędźwiowych, 5 krzyżowych i 1 guzicznego. Jedna para nerwów rdzeniowych odchodzi od każdego z wymienionych segmentów. 

Mózgowie i rdzeń kręgowy otoczone są trzema oponami mózgowymi (twardówką, pajęczynówką i oponą miękką), zbudowanymi z tkanki łącznej. Zadaniem opon mózgowych jest ochrona tych wrażliwych na uraz części organizmu. Pomiędzy poszczególnymi oponami mózgowymi znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy, który także pełni funkcje ochronne, łagodząc siłę ewentualnego mechanicznego czynnika uszkadzającego, np. uderzenia [1-3].  

Mózg osiąga swój ostateczny rozmiar do 18. roku życia, jednak nie oznacza to, że od tego momentu pozostaje niezmienny. Jest on bowiem neuroplastyczny – wraz z nowymi doświadczeniami i informacjami tworzą się w nim sieci neuronalne. Mózg człowieka jest więc w stanie zmieniać swoją budowę w czasie wraz z rozwojem coraz to nowych połączeń nerwowych. Proces ten jest kluczowy w nauce umiejętności i przyswajaniu wiedzy [1, 3]. 

Czynniki zaburzające pracę mózgu 

Niekorzystny wpływ na pracę mózgu mogą wywierać następujące czynniki: 

• zaburzenia snu – niedostateczna jego ilość lub jakość; 
• złe nawyki żywieniowe; 
• stosowanie używek – w tym alkoholu, nikotyny, narkotyków, nadużywanie leków; 
• brak treningu umysłowego; 
• niedotlenienie mózgu; 
• chroniczny stres; 
• hałas, w szczególności powtarzająca się w czasie ekspozycja na dźwięki o dużej sile; 
• smog; 
• ograniczona aktywność fizyczna (siedzący tryb życia); 
• przebodźcowanie (wykonywanie wielu czynności, spędzanie czasu przed ekranem telewizora, komputera, telefonu); 
• stany zapalne mózgu, które odpowiadają za powstawanie tzw. mgły mózgowej [1, 6]. 

Urazy powodujące uszkodzenie mózgu 

Urazy powodujące uszkodzenia mózgu mogą powstać na skutek: 

• wypadku drogowego; 
• upadku z wysokości; 
• podejmowania pewnych form aktywności fizycznej (np. sztuki walki, sporty ekstremalne); 
• napaści (rabunek, przemoc domowa); 
• skoków „na główkę” do wody; 
• potknięcia się (osoby starsze, osoby nietrzeźwe).

Urazy czaszkowo-mózgowe można podzielić na urazy otwarte i zamknięte. Otwarte urazy czaszkowo-mózgowe wiążą się z uszkodzeniem zarówno czaszki, jak i mózgu wraz z jego oponami. Urazy zamknięte natomiast ograniczają się do uszkodzenia (wgniecenia lub pęknięcia) wyłącznie czaszki. 

Następstwa urazów czaszkowo-mózgowych: 

• wstrząśnienie mózgu, 
• pourazowy obrzęk mózgu, 
• ucisk mózgu i krwawienie śródczaszkowe, 
• stłuczenie mózgu, 
• krwiak nad- i podtwardówkowy, 
• encefalopatia i cerebrastenia pourazowa [1, 6]. 

Ćwiczenia dla mózgu 

Mózg potrzebuje przede wszystkim odpoczynku. Ważne są odpowiednia ilość snu, nieprzepracowywanie się i zadbanie o wprowadzenie do codziennego życia odpowiedniej ilości czasu na relaks. Aktywność fizyczna także pozytywnie działa na pracę mózgu, w przeciwieństwie do tzw. siedzącego trybu życia.  

Kolejnym ważnym elementem wspomagającym mózg jest jego trening. Mózg trenować można na wiele sposobów: 

• Nauka nowych umiejętności (język obcy, gra na instrumencie); 
• Ćwiczenie funkcji poznawczych za pomocą gier i testów, także dostępnych w formie elektronicznej na różnego rodzaju platformach (np. neurogra.pl, „Główka pracuje, czyli trening mózgu”); 
• Granie w gry planszowe; 
• Układanie puzzli, rozwiązywanie krzyżówek i sudoku; 
• Próbowanie nowych rzeczy, zbieranie doświadczeń i odwiedzanie ciekawych, edukacyjnych miejsc; 
• Mindfulness, czyli trening uważności [2]. 

Dieta dla mózgu 

Prawidłowe odżywianie jest niezbędne dla rozwoju mózgu i jego optymalnego funkcjonowania. Woda, kwasy tłuszczowe, składniki mineralne i witaminy wpływają na komórki nerwowe, regulując ich rozwój (w tym wzrost i ich różnicowanie się). Kwasy tłuszczowe (typu omega 3) są niezbędne już w okresie prenatalnym, gdyż zapewniają prawidłowy rozwój i budowę struktur mózgu u dziecka. W późniejszym okresie życia również pełnią istotną rolę w opóźnianiu rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Ich źródłem są ryby i owoce morza oraz orzechy włoskie, siemię lniane, kiełki pszenicy i olej sojowy [9-11]. 

Istotna jest też odpowiednia ilość kalorii, gdyż ich nadmiar negatywnie wpływa na mózg, powodując osłabienie procesów poznawczych, zmniejszenie plastyczności synaps i stres oksydacyjny. Oprócz kalorii warto zwrócić uwagę także na indeks glikemiczny spożywanych produktów – powinien on być jak najniższy. Warto zadbać również o dostarczenie organizmowi odpowiedniej ilości aminokwasów zawartych w białkach oraz o prawidłowe nawodnienie [9-10]. 

Składniki, które warto wprowadzić do diety dla prawidłowej pracy mózgu: 

• gorzka czekolada; 
• borówki, truskawki i jeżyny; 
• ryby;  
• orzechy włoskie; 
• zielone warzywa liściaste – sałata, kapusta; 
• jajka [10]. 

Koniecznie należy zadbać o prawidłowy poziom witamin i minerałów dla wydajnej pracy mózgu. Jeśli nie jesteśmy w stanie dostarczyć ich prawidłowej ilości samą dietą, można wspomóc się dostępnymi w aptece suplementami dietetycznymi (najlepiej po wcześniejszej konsultacji z lekarzem, dietetykiem). 

Mózg – ciekawostki, które warto znać 

1. Masa ludzkiego mózgu jest podobna u kobiet i mężczyzn. Różnice międzypłciowe występują w przypadku jego objętości. Objętość żeńskiego mózgu jest nieco mniejsza, jednak nie wiąże się to z mniejszym ilorazem inteligencji.  
2. Drzemki wywierają pozytywny wpływ na pracę mózgu – pod warunkiem, że nie są zbyt długie (optymalny czas to 20 minut). 
3. W czasie aktywności mózg wytwarza taką ilość energii, która byłaby w stanie rozświetlić żarówkę. 
4. Hipokamp, odpowiedzialny między innymi za pamięć i nastrój, jest zwykle większy u kobiet. Ponadto naukowcy zaobserwowali, że wraz ze zmianą poziomu estrogenu związanego z cyklem miesiączkowym struktury hipokampa ulegają modyfikacjom – zwiększa on swoją objętość. 
5. Impuls nerwowy jest przenoszony z prędkością około 100 metrów na sekundę. 
6. Ludzki mózg wytwarza około 70 tysięcy myśli dziennie. 
7. Po spożyciu dużej ilości alkoholu niemożność przypomnienia sobie wydarzeń dnia poprzedniego nie ma tak naprawdę nic wspólnego z pamięcią. Alkohol w dużych ilościach może chwilowo zaburzyć zdolność mózgu do tworzenia wspomnień – nie zostają one zapisane, a więc nie istnieją. 
8. 25% całkowitego cholesterolu znajduje się w mózgu. 
9. Słuchanie ulubionej muzyki pobudza mózg do wytwarzania dopaminy – hormonu szczęścia. Jeśli słuchamy muzyki, która jest dla nas neutralna dopamina nie wydziela się. 
10. Sieci neuronowe (wszystkie komórki nerwowe w ciele) liczą łącznie około 100 tys. km długości. Dla porównania obwód Ziemi wynosi w przybliżeniu 40 tys. kilometrów. 
11. Czy można dotknąć nerwu? Tak – tego zlokalizowanego w okolicach łokcia. To on odpowiada za ból i uczucie promienienia całej ręki w przypadku uderzenia się w to miejsce.  
12. Nie można kontrolować układu nerwowego. W przypadku zagrożenia odsuwamy rękę czy odskakujemy automatycznie zanim mózg jest w stanie „połapać się” w sytuacji. O autonomiczności układu nerwowego świadczy także niezdolność do połaskotania samego siebie – impuls nerwowy zawierający informację o naszych zamiarach jest przekazywany z mózgu do miejsca, które będzie łaskotane, co skutkuje brakiem reakcji.  
13. Najbardziej unerwione miejsca w ludzkim ciele to: opuszki palców, oko, podniebienie, łechtaczka. 
14. Mózg nie boli – nie ma on receptorów nerwowych odpowiedzialnych za ból, dlatego możliwe jest przeprowadzenie operacji na otwartym mózgu, gdy pacjent jest przytomny. Boleć mogą jedynie znajdujące się w obrębie mózgu inne unerwione elementy, takie jak czaszka czy skóra głowy.  
15. Zdrowa mikroflora jelit i żołądka wpływa pozytywnie na pracę mózgu, a badania pokazują, że u części osób pierwszy epizod depresji czy lęku pojawił się jako następstwo chorób układu pokarmowego. 
16. Płaczemy, gdy jesteśmy szczęśliwi, ponieważ podwzgórze będące częścią mózgu nie jest w stanie odróżnić, czy silne pobudzenie jest wywołane przez szczęście czy smutek. 
17. Spanie w nowym miejscu mózg interpretuje jako sytuację potencjalnie niebezpieczną i zachowuje czujność, aby móc w razie potrzeby szybciej zareagować. 
18. W trakcie snu płyn mózgowo-rdzeniowy przedostaje się na zewnątrz naczyń krwionośnych zlokalizowanych w mózgu, dzięki czemu oczyszcza go z odpadów znajdujących się w komórkach mózgowych, wyrzucając je na zewnątrz.  
19. Zmęczenie może sprzyjać kreatywności, gdyż zmęczony mózg nie jest w stanie skutecznie odfiltrowywać wszystkich informacji. Stan zmęczenia sprzyja dygresjom i wędrówkom myśli. Wszystko to może powodować pojawianie się nowych pomysłów i ciekawych rozwiązań, które osoba wypoczęta i skoncentrowana na zadaniach i obowiązkach mogłaby przeoczyć.  
20. Mózg potrafi oszukiwać oczy – fakt, że nie dostrzegamy własnego nosa, chociaż znajduje się on na linii wzroku, jest spowodowany działaniem mózgu, który celowo ignoruje jego obecność [1, 3-5, 7].

Przeczytaj również:
Plastyczność mózgu – czym jest?