جعبه سیاه بدن چطور کار می‌کند

مغز محل دریافت اطلاعات مختلف درباره محیط اطراف است که از طریق حواس مختلف از دیداری تا شنیداری، بویایی، چشایی و لامسه دریافت می‌شود. دستور اجرای فعالیت‌های فیزیکی مختلف مانند راه رفتن، صحبت کردن، ایستادن و نشستن از مغز صادر می‌شود. این مغز است که به شما این امکان را می‌دهد تا بتوانید فکر کنید، رویاپردازی کنید، استدلال کنید یا عواطف و احساسات مختلف را تجربه کنید. همه این وظایفی که به آن اشاره شد، در هماهنگی با هم و به شیوه‌ای منظم و کنترل شده انجام می‌شود.

مغز، نخاع و اعصاب محیطی سیستم یکپارچه‌ای برای پردازش و کنترل اطلاعات تشکیل می‌دهد که به‌عنوان سیستم عصبی مرکزی از آن نام برده می‌شود. این سیستم پیچیده همه‌ جنبه‌های خودآگاه و ناخودآگاه زندگی ما را کنترل می‌کند. مطالعه و بررسی مغز و سیستم عصبی از دیدگاه علمی در حوزه‌ای تحت عنوان علم اعصاب یا «نوروبیولوژی» قرار می‌گیرد که بسیار گسترده است.

عضوی همیشه فعال

مغز فعال‌ترین و آسیب‌پذیرترین عضو بدن است. برای تامین نیازهای تغذیه‌‌ای خود به 20 درصد از جریان خون بدن نیاز دارد. از آنجا که میزان سوخت و ساز این عضو بدن بالاست نسبت به کمبود اکسیژن و گلوکز بسیار حساس است و مقاومت کمی دارد. چنانچه سلول‌های مغز به هر علتی برای چند دقیقه با کمبود اکسیژن مواجه شوند برای همیشه قدرت پردازش را از دست می‌‌دهند. همان طور که گفته شد مغز انسان اندام بسیار پیچیده‌ای است. اگرچه عضو کوچکی است، اما مسئولیت انجام سخت‌ترین وظایف را در بدن بر عهده دارد. هر یک از قسمت‌های مختلف مغز وظیفه کنترل و انجام کار خاصی را بر عهده دارد و چنانچه هر یک از این بخش‌ها نتواند مسئولیت خود را بدرستی انجام دهد، بدن ما با اختلالات متعددی مواجه می‌شود. اگرچه محققان سال‌ها در تلاش بوده‌اند به شناخت دقیقی از مغز دست پیدا کنند، کماکان موضوعات بسیاری وجود دارد که همچنان مبهم است و بشر نتوانسته است به پاسخ قابل قبولی برای رفع این ابهامات دست پیدا کند.

به طور کلی دستگاه عصبی مرکزی بخشی از دستگاه‌ عصبی است که در داخل محفظه‌ای استخوانی به نام استخوان جمجمه و ستون فقرات قرار دارد و از دو قسمت اصلی مغز و نخاع تشکیل شده است. مغز در داخل استخوان جمجمه و نخاع در داخل ستون فقرات قرار دارد. بزرگ‌ترین قسمت مغز، مخ است که دو نیمکره دارد. رشته‌های عصبی محکم و سفیدرنگی دو نیمکره مغز را به هم متصل می‌کند و ارتباط بین این دو نیمکره را برقرار می‌کند. در بخش‌ خارجی مخ، لایه‌ای خاکستری رنگ با برآمدگی‌ها و شیارهای متعدد وجود دارد که به آن قشر مخ گفته می‌شود. در زیر قشر مخ ماده‌ای سفیدرنگ دیده می‌شود که از تجمع رشته‌های عصبی دارای پوشش میلین تشکیل شده است. در این بخش چند هسته خاکستری‌رنگ دیده می‌شود که مهم‌ترین آنها همان غده تالاموس و هیپوتالاموس است. به طور کلی هر قسمت از قشر خاکستری رنگ مخ وظیفه مشخصی را بر عهده دارد. مراکز دریافت و تفسیر اطلاعات منتقل شده از اندام‌های حسی بدن مانند چشم، گوش و پوست در این قسمت از مغز قرار دارد. بخشی از این قشر خاکستری رنگ مسئولیت انجام حرکات ارادی بدن را بر عهده دارد. نیمکره‌های مغز مرکز احساسات، حافظه و تفکر است. نیمکره چپ حرکات مربوط به نیمه راست بدن و نیمکره راست حرکات نیمه چپ بدن را کنترل می‌کند. علاوه بر این در هر نیمکره مجموعه‌ای از فعالیت‌های اختصاصی نیز انجام می‌شود. برای مثال زبان‌آموزی، منطق، تفکر ریاضی و یادگیری در نیمکره چپ‌ اتفاق می‌افتد و در مقابل نیمکره راست برای انجام کارهای دیگری مانند موسیقی و کارهای هنری تخصص دارد.

هیپوتالاموس مرکز تنظیم خواب و بیداری، دمای بدن و احساس گرسنگی و تشنگی است. تالاموس نیز پیام‌های حسی دریافتی از پیام‌های دیداری و شنیداری تا ترس و درد را پیش از رسیدن به قشر مخ تقویت می‌کند. در قسمت پشت و زیر مخ، بخش دیگری از مغز به نام مخچه قرار دارد. مخچه نیز مانند مخ از دو نیمکره تشکیل شده است با این تفاوت که چین‌خوردگی‌ها در سطح مخچه کم‌عمق‌تر بوده و ساختار منظم‌تری دارد. بخش سطحی مخچه نیز از قشر خاکستری رنگی پوشانده شده است. پیام‌های حرکتی مخابره شده از مغز پیش از رسیدن به اندام‌های مختلف بدن در مخچه تقویت می‌شود. مخچه بخشی از مغز است که در حفظ تعادل بدن نقش بسیار مهمی دارد. چشم‌ها و گوش داخلی مخچه را از وضع بدن آگاه می‌کنند و مخچه نیز براساس اطلاعات دریافتی به گونه‌‌ای ماهیچه‌ها را کنترل می‌کند که تعادل بدن حفظ شود. بنابراین می‌توان وظیفه اصلی مخچه را در کنترل فعالیت‌های ماهیچه‌ای بدن خلاصه کرد. همه این فعالیت‌ها به طور غیرارادی انجام می‌شود. گفته می‌شود مخچه جعبه‌سیاه سیستم عصبی مرکزی است که علاوه بر حفظ تعادل، سرعت و دامنه حرکات بدن را نیز تنظیم می‌کند. بخشی از پیام‌ها از نخاع به مخچه می‌رسد که این پیام‌ها حاوی اطلاعاتی درباره وضع اندام‌های تحتانی است. بخشی از پیام‌ها از گوش درونی به مخچه منتقل می‌شود که این بخش از مغز را از وضعیت سر و گردن آگاه می‌کند. مغز نیز اطلاعاتی را به مخچه ارسال می‌کند که مخچه از این اطلاعات برای کنترل حرکات ظریف اندام‌ها بهره می‌گیرد.

بصل‌النخاع از دیگر بخش‌های اصلی تشکیل‌دهنده مغز است. این بخش پایین‌ترین مرکز عصبی در استخوان جمجمه است که به نخاع مرتبط می‌شود. بصل‌النخاع بین مغز و نخاع قرار دارد. وظیفه این بخش از مغز را می‌توان در کنترل و اداره فعالیت اندام‌های داخلی بدن مانند قلب، ریه و اندام‌های گوارشی خلاصه کرد. بنابراین می‌توان گفت بصل‌النخاع مهم‌ترین قسمت تشکیل‌دهنده مغز است که هر گونه آسیبی به آن به مرگ انسان منجر می‌شود. بصل‌النخاع، مغز میانی و پل مغزی از اجزای اصلی بخش بزرگ‌تری از مغز هستند که به آن ساقه مغز گفته می‌شود. اعصاب جمجمه‌‌ای در این بخش از مغز تجمع پیدا کرده است. ساقه مغز در حفظ هوشیاری، کنترل خواب، تنفس و گردش خون نقش مهمی دارد. در حقیقت این بخش از مغز گذرگاهی است که اطلاعات دریافتی از حواس پنجگانه را به مغز هدایت کرده و در مقابل پیام‌های عصبی را از مغز و ساقه مغز به طرف نخاع و اندام‌ها هدایت می‌‌کند. پاسخ مردمک چشم به نور، حرکات چشم‌ها، زبان، صورت، حلق و حنجره در این بخش از مغز کنترل می‌شود. مغز میانی ساختار مشبک دارد و مسئول حفظ سطح هوشیاری بدن است.

از طریق معاینه و تعیین سطح هوشیاری، حرکت مردمک چشم و قدرت اندام‌ها می‌توان سالم بودن مغز میانی را مورد تائید قرار داد. مغز انسان از 4 بطن تشکیل شده است. بطن‌های جانبی شامل دو بطن است که هر یک از آنها در داخل یکی از نیمکره‌های مغزی قرار دارد. بطن سوم در ناحیه تالاموس و بطن چهارم نیز در محل بصل‌النخاع و پیل مغزی (دماغی) دیده می‌شود. سیستم عصبی مرکزی در داخل مایع مغزی ـ نخاعی قرار دارد. این مایع به عنوان ضربه‌گیر عمل می‌کند و در مقابل هر گونه ضربه مکانیکی از سیستم عصبی مرکزی محافظت می‌کند. وجود مایع مغزی ـ نخاعی برای انجام فعالیت‌های متابولیکی سیستم عصبی مرکزی ضروری است. تجمع این مایع در اطراف بطن‌های تشکیل‌دهنده مغز به آسیب‌دیدگی آن منجر می‌شود.

آنچه در نیمکره‌های مغز می‌گذرد

وجود شیارهای عمیق، نیمکره‌های مخ را به چهار لوب یا ناحیه تقسیم می‌‌کند. لوب پس ‌سری عقب‌‌ترین بخش نیمکره مغز است. این بخش از مخ مرکز پردازش اطلاعات دیداری است. آسیب رسیدن به این ناحیه موجب نابینایی می‌شود.

لوب آهیانه‌‌ای بخش بالایی وسط نیمکره مغز است که بین لوب‌های پیشانی و پس‌سری و بالای لوب گیجگاهی قرار دارد. حس لامسه، ادراک فضایی و دیداری، تشخیص شکل، رنگ و اندازه اجسام و همچنین احساس درد از مهم‌ترین کارکردهای این بخش از مغز است. اختلال در انجام محاسبات ریاضی، تکلم، تشخیص چپ و راست بدن و از دست دادن توانایی خواندن و نوشتن از مهم‌ترین پیامدهای آسیب‌دیدگی لوب آهیانه‌ای است.

یکی دیگر از چهار لوب اصلی مغز، لوب گیجگاهی است. ذخیره اطلاعات در حافظه، پردازش اطلاعات دیداری و شنیداری و درک زبان از مهم‌ترین وظایف این بخش از مخ است. لوب گیجگاهی چپ و راست در فعال نگه‌داشتن حافظه نقش بسیار مهمی دارد.

اما مهم‌ترین قسمت تکامل‌یافته مغز لوب پیشانی است. شخصیت، هیجانات، تمرکز، قضاوت، تکلم و حرکات ارادی در این بخش از مغز کنترل می‌شود. در گذشته تصور می‌شد در انسان‌های امروزی لوب پیشانی بزرگ‌تر شده است و به همین علت انسان‌های امروزی نسبت به انسان‌های اولیه باهوش‌تر هستند، اما تحقیقات اخیر نشان داده است. این بخش از مغز در مقایسه با انسان‌های نخستین تفاوت چندان زیادی پیدا نکرده است.

ساختار سلول‌های عصبی مغز

مغز شما از حدود صد میلیارد سلول عصبی به نام نورون ساخته شده است. نورون‌ها از توانایی شگفت‌انگیزی در جمع‌آوری و انتقال سیگنال‌های الکتروشیمیایی برخوردارند.

می‌توان سلول‌های عصبی مغز را به خروجی‌ها و ورودی‌ها و سیم‌های درون یک رایانه تشبیه کرد. نورون‌ها از ویژگی‌هایی شبیه به دیگر سلول‌های بدن برخوردارند با این تفاوت که می‌توانند سیگنال‌های الکتروشیمیایی را در فواصل طولانی منتقل کنند و به یکدیگر پیام ارسال کنند.

نورون‌ها ابعاد و اندازه‌های مختلفی دارند. برای مثال نورون‌های حسی که در نوک انگشتان دست قرار دارند در امتداد طول بازو امتداد پیدا می‌کنند این در حالی است که طول نورون‌هایی که در مغز قرار دارند فقط چند میلی‌متر است. همچنین شکل نورون‌ها نیز براساس عملکردشان متفاوت است. نورون‌های حرکتی که انقباضات ماهیچه را کنترل می‌کنند از یک سو به جسم سلولی و از سوی دیگر به یک آکسون بلند ـ رشته‌های باریکی که از سلول عصبی خارج شده و پیام‌های الکتریکی را از جسم سلولی منتقل می‌کند ـ ختم می‌شود.

بخش انتهایی آکسون به دندریت یا پایانه عصبی ختم می‌شود. در نورون‌های حسی در هر دو انتهای سلول عصبی دندریت‌ها یا پایانه‌ عصبی وجود دارد. نورون‌های رابط یا بینابینی انتقال اطلاعات بین نورون‌های حسی و حرکتی را به عهده دارند. عملکرد نورون‌ها به عنوان عضو اصلی سیستم عصبی متفاوت است. نورون‌های حسی اطلاعات را از محیط اطراف به سیستم عصبی مرکزی منتقل می‌کنند. نورون‌های حرکتی سیگنال‌هایی را از سیستم عصبی مرکزی به پوست، عضلات و غدد مختلف بدن انتقال می‌دهند. نورون‌های رابط نیز همان طور که از نامشان پیداست مسئولیت ایجاد ارتباط بین مغز و ستون فقرات را به عهده دارند. زمانی که پزشک با یک چکش پلاستیکی به زانوی بیمار ضربه می‌زند گیرنده‌های عصبی از طریق نورون‌های حسی سیگنالی را به نخاع مخابره می‌کند. نورون‌های حسی این پیام را به نورون‌های حرکتی که ماهیچه‌ها و عضلات پا را کنترل می‌کند، منتقل خواهد کرد. ضربه‌ها یا تکانه‌های عصبی در امتداد موتور حرکتی منتقل شده و در نهایت موجب تحریک عضلات پا می‌شود. این واکنش عصبی که در نهایت به لرزش عضله پا منجر می‌شود بسیار ساده است و در کوتاه‌ترین زمان ممکن اتفاق می‌افتد و بر این اساس مغز را درگیر نمی‌کند. در بدن انسان مجموعه‌ای از این واکنش‌های ساده اتفاق می‌افتد.

با پیچیده شدن این فعالیت‌ها، این مسیر عصبی نیز پیچیده‌تر می‌شود و در نهایت موجب درگیر شدن مغز می‌شود.

فرانک فراهانی جم‌‌/‌‌ گروه دانش