Ktoré časti tvoria mozog stavovcov

Mozog stavovcov vznikol zväčšením a diferenciáciou prednej časti nervovej trubice a spolu s miechou tvorí centrálnu nervovú sústavu. U väčšiny stavovcov sa úplný mozog člení na päť základných častí: predĺženú miechu, zadný mozog, stredný mozog, medzimozog a koncový alebo predný mozog.

Zadný mozog zahŕňa najmä Varolov most a mozoček, zatiaľ čo predný mozog v užšom zmysle predstavuje koncový mozog. Predĺžená miecha, most a stredný mozog tvoria mozgový kmeň; medzimozog sa v širšom anatomickom členení uvádza samostatne.

Vývoj a základné členenie mozgu stavovcov

U všetkých vyšších chordátov - stavovcov - sa rúrková nervová sústava funkčne i morfologicky diferencovala na centrálnu nervovú sústavu (mozog a miechu) a obvodovú (periférnu) nervovú sústavu. Z nervovej trubice sa vyvinula miecha (chránená chrbticou), z ktorej vychádzajú miechové nervy.

V prednej časti (v hlave) sa trubica zväčšila a utvoril sa mozog, ktorý je chránený lebkou. Vývoj mozgu stavovcov nebol v priebehu fylogenézy priamočiary a úzko súvisel s rozvojom zmyslových orgánov.

V embryonálnom štádiu sa mozog stavovcov diferencuje na tri základné časti (mozgové pľuzgiere), ktoré sú priamo prepojené s inerváciou dôležitých zmyslov:

• predný mozog - čuchový orgán,
• stredný mozog - zrakový orgán,
• zadný mozog - polohovorovnovážny a sluchový orgán.

Z týchto troch základov sa postupne sformoval úplný mozog, ktorý sa u drvivej väčšiny stavovcov diferencuje na päť častí:

1. predĺžená miecha,
2. zadný mozog, teda mozoček a u cicavcov aj Varolov most,
3. stredný mozog,
4. medzimozog,
5. koncový, čiže predný mozog.

Výnimkou sú len fylogeneticky najprimitívnejšie stavovce (kruhoústnice), ktorých mozog je zložený len zo štyroch častí uložených lineárne za sebou (úplne im chýba mozoček).

Mozgový kmeň

Evolučne najstaršiu a základnú časť mozgu všetkých stavovcov predstavuje mozgový kmeň. Patrí sem predĺžená miecha, most, stredný mozog a čiastočne medzimozog.

V mozgovom kmeni sídlia centrá pre udržanie základných životných funkcií, ako sú dýchanie a srdcová činnosť, ale aj centrá nepodmienených obranných a potravových reflexov, akými sú kašľanie, kýchanie, hltanie či cicanie.

Predĺžená miecha

Predĺžená miecha (medulla oblongata, myelencephalon) je plynulým pokračovaním chrbtovej miechy do lebečnej dutiny, bez ostrejšieho anatomického rozdielu. Centrálny kanál miechy sa tu rozširuje a vytvára IV. mozgovú komoru.

Zvrchu je prekrytá mozočkom a jej dolnú plochu obklopuje Varolov most. Biela hmota je uložená na povrchu a prechádzajú ňou dôležité vzostupné aj zostupné nervové dráhy.

Na hranici predĺženej a chrbtovej miechy dochádza ku kríženiu pyramídovej dráhy, teda hlavnej motorickej dráhy. Vďaka tomuto prekríženiu vlákna z pravej polovice mozgu ovládajú ľavú polovicu tela a naopak.

Sivá hmota je uložená vo vnútri. Sú v nej jadrá, v ktorých začínajú alebo končia vlákna viacerých hlavových nervov.

V predĺženej mieche sa nachádzajú centrá životne dôležitých nepodmienených reflexov:

• obživné reflexy - cicanie, hltanie, slinenie a sekrécia žalúdočných štiav,
• obranné reflexy - kýchanie, kašľanie, zvracanie, slzenie a žmurkanie.

Predĺžená miecha je ústredím pre dýchanie, činnosť srdca a krvný obeh. Riadi preto dôležité životné funkcie a jej vážne poškodenie býva často smrteľné.

Retikulárna formácia

Medzi jadrami predĺženej miechy sa nachádzajú nervové bunky, ktoré vytvárajú sieťovitú retikulárnu formáciu. Tvorí ju rozsiahly súbor nervových buniek, ktoré prestupujú predĺženou miechou až do medzimozgu.

Retikulárna formácia má spojenie so všetkými oddielmi ústrednej nervovej sústavy a prijíma informácie zo všetkých receptorov. Je dôležitá pri prebudení zo spánku, udržiavaní pozornosti a bdelosti, ale má význam aj pri riadení pohybov.

Z retikulárnej formácie vystupujú dráhy až do mozgovej kôry, kde svojimi vzruchmi udržiavajú centrálnu nervovú sústavu v základnej aktivite, ktorá je nevyhnutná pri bdení. Pri ťažkom poškodení retikulárnej formácie preto nastáva dlhotrvajúci spánok až hlboké bezvedomie.

Varolov most

Varolov most (pons Varoli) je súčasťou mozgového kmeňa a vytvára na ňom nápadný oblý priečny val. Leží nad predĺženou miechou a pod stredným mozgom, pričom fyziologicky spája mozgový kmeň s mozočkom.

Mostom prechádzajú nervové vlákna, ktoré spájajú mozoček a predĺženú miechu s vyššími oddielmi mozgu. Nachádzajú sa tu jadrá niektorých hlavových nervov, ktoré riadia somatické a viscerálne motorické funkcie.

V prednej časti mosta prechádzajú nervové dráhy vrátane zostupnej pyramídovej dráhy pre vôľou ovládané pohyby. Respiračné centrá sú súčasťou retikulárnej formácie a usmerňujú dýchací rytmus.

Mozoček

Mozoček (cerebellum) je súčasťou zadného mozgu a je uložený v zadnej lebečnej jame nad predĺženou miechou. Tvoria ho dve pologule, ktoré sú navzájom prepojené mozočkovým červom.

Jeho povrch pokrýva sivá hmota, ktorá tvorí kôru s výraznými závitmi. Biela hmota je vo vnútri a rozvetvuje sa do sivej hmoty, kde vytvára charakteristický útvar v tvare rozkonáreného stromu - „strom života“ (arbor vitae).

V kôre mozočka sa nachádzajú typické veľké, silne rozkonárené neuróny, takzvané Purkyňove bunky.

Mozoček sa podieľa na:

• koordinácii pohybových funkcií,
• usmerňovaní vykonávaných pohybov,
• zabezpečovaní plynulosti a presnosti pohybov,
• riadení svalového napätia,
• udržiavaní rovnováhy,
• udržiavaní vzpriamenej polohy tela.

Mozoček monitoruje proprioceptívne, vizuálne, hmatové, rovnovážne a sluchové vnemy. Dostáva informácie z kožných mechanoreceptorov, zo svalových a šľachových receptorov a z niektorých ďalších receptorov.

Zohráva kľúčovú úlohu v koordinácii napätia kostrových svalov, podieľa sa na udržiavaní vzpriamenej polohy tela a na ukladaní spomienok na naučené pohybové vzorce.

Abnormálna funkcia alebo poškodenie mozočka vedie k strate svalovej koordinácie v rukách alebo nohách, čo sa odborne nazýva ataxia.

Stredný mozog

Stredný mozog (mesencephalon) je krátky a najmenší oddiel ľudského mozgu. Nachádza sa medzi Varolovým mostom a predným mozgom a je pomerne skrytý pred mostom.

Cez stredný mozog prechádza mnoho nervových dráh. Prechádza ním aj Sylviov kanálik, ktorý spája III. a IV. mozgovú komoru.

V hornej časti stredného mozgu sú dva páry hrbolčekov, ktoré nazývame štvorhrbolie. V prednom páre sa nachádzajú centrá nepodmienených zrakových reflexov, ktoré zabezpečujú reflexné pohyby očí a hlavy za zdrojom svetla.

V zadnom páre sú uložené nižšie sluchové centrá pre reflexné natočenie hlavy za zvukom. Stredný mozog je teda ústredím nepodmienených zrakových a sluchových reflexov, zabezpečujúcich pohyby očí a zmenu polohy hlavy v smere príslušných podnetov.

Zo stredného mozgu vystupujú nervy, ktoré inervujú okohybné svaly. Nachádza sa v ňom aj červené jadro, ktoré riadi svalový tonus, a čierna hmota, ktorá reguluje motorické funkcie v spolupráci s bazálnymi gangliami.

Medzimozog

Medzimozog (diencephalon) je obklopený hemisférami koncového mozgu, takže je ním takmer úplne prekrytý a vidno len jeho spodnú časť. Nachádza sa v ňom III. mozgová komora.

Medzimozog tvoria najmä lôžko - talamus a podlôžko - hypotalamus. Z anatomického hľadiska k nemu patria aj epithalamus a nervová časť hypofýzy.

Talamus

Talamus je dôležitou prepájacou stanicou a zoskupením množstva mozgových jadier. Prepájajú sa v ňom prakticky všetky vzostupné nervové dráhy vedúce do mozgovej kôry okrem čuchových dráh.

Podnety prichádzajúce do talamu môže talamus prepustiť do mozgovej kôry alebo ich utlmiť. Preto sa nazýva aj bránou vedomia.

V talame sa prepájajú vzostupné nervové dráhy vedúce do mozgovej kôry a podnety tu získavajú citové zafarbenie. Talamus sprostredkúva reakcie na rozličné podnety, napríklad čuchové, chuťové, dotykové a bolestivé.

Hypotalamus

Hypotalamus je najvyšším podkôrovým ústredím a sídlom riadenia činnosti vnútorných orgánov. Riadi udržiavanie stálej teploty tela, hospodárenie s vodou a soľami, príjem potravy, sexuálne funkcie, dýchanie, krvný obeh, bdenie a spánok.

Hypotalamus je veľmi dôležitý pre funkciu endokrinného systému. Je spojený s hypofýzou a prepája nervovú a hormonálnu reguláciu organizmu.

Sekrécia glukokortikoidov je riadená z hypotalamu cez adenohypofýzu. Nervová časť hypofýzy je zásobárňou hormónov, ktoré produkuje hypotalamus, najmä oxytocínu a vazopresínu.

Epithalamus tvorí strechu III. mozgovej komory a obsahuje šuškovité teliesko, teda epifýzu. Epifýza produkuje melatonín, ktorý sa podieľa na regulácii cirkadiánneho rytmu.

Koncový alebo predný mozog

Koncový mozog (telencephalon) je predný mozog v užšom zmysle slova a najväčšia časť mozgu človeka. Tvorí mozgové pologule, čiže hemisféry.

Predný mozog človeka obsahuje mozgovú kôru členenú brázdami na závity. Jeho povrch je pokrytý mozgovou kôrou, ktorá tvorí plášť predného mozgu a predstavuje sídlo vyššej nervovej činnosti.

Obe mozgové hemisféry sú od seba oddelené pozdĺžnou štrbinou, ale navzájom sú spojené nervovými vláknami umiestnenými v kalóznom telese. U človeka je jedna z mozgových hemisfér obvykle dominantná: u pravákov ľavá hemisféra, u ľavákov pravá hemisféra.

Sivá a biela hmota

Vonkajšiu časť mozgových hemisfér tvorí mozgová kôra, tvorená sivou hmotou, v ktorej sú umiestnené telá nervových buniek. Vnútro hemisfér tvorí biela hmota, teda hmota skladajúca sa z nervových vlákien.

Telá nervových buniek tvoria sivú hmotu nervovej sústavy. Výbežky nervových buniek, najmä myelinizované axóny, tvoria bielu hmotu.

Povrch mozgových hemisfér je značne zvlnený, čo umožňuje, aby sa na rovnakom povrchu nachádzalo oveľa viac nervových buniek, než keby bola táto časť mozgu úplne hladká.

V prednom mozgu sa nachádzajú bazálne gangliá, ktoré tvoria zhluky sivej hmoty a zúčastňujú sa na riadení pohybov. V hemisférach sa nachádzajú aj postranné mozgové komory.

Laloky mozgových hemisfér

Obe mozgové hemisféry možno rozdeliť na laloky. Smerom spredu dozadu sa rozlišujú čelový, temenný, spánkový, záhlavový a okrajový, známy aj ako limbický lalok.

V čelnom laloku sa nachádzajú štruktúry zodpovedné za motorické činnosti, prežívanie emócií a tvorbu reči. Ústredie reči sa nachádza v mozgovej kôre, v dolnej časti čelového závitu.

V čelových lalokoch začínajú zostupné pyramídové dráhy. Mozgová kôra zároveň riadi úmyselné pohyby.

Temenný lalok je časť mozgu, kam prichádzajú rôzne zmyslové podnety z celého tela a kde sa následne analyzujú. Ústredie pre kožné receptory sa nachádza v kôre temenného laloka, teda v kôre mozgových hemisfér.

Subjektívne vnímanie polohy hlavy a jej zmien sa uskutočňuje v mozgovej kôre. Funkciou spánkového laloku je analyzovať sluchové a čuchové podnety.

Ústredie pre čuch sa u človeka nachádza na spodnej ploche čelových lalokov. Zrakové informácie vedú do záhlavového laloka, konkrétne do mozgovej kôry záhlavového laloka.

V mozgovej kôre sa formuje vedomá činnosť človeka. Je sídlom vyššej nervovej činnosti, psychického a duševného života človeka, myslenia, pamäti, vedomia a reči.

Mozgová kôra prijíma, analyzuje a syntetizuje vzruchy, ktoré do nej prichádzajú z receptorov alebo z iných oblastí mozgu. Tieto vzruchy končia v takzvaných kôrových analyzátoroch alebo centrách.

• kôrové centrum reči,
• motorické kôrové centrum,
• kôrové centrum sluchu,
• kôrové centrum zraku,
• kôrové centrum kožnej a slizničnej citlivosti.

Vývoj jednotlivých častí mozgu u stavovcov

Počas evolúcie dochádza k fylogenetickému posunu najvyššieho riadiaceho ústredia z nižších poschodí mozgu do vyšších. Najvyšším ústredím a centrom koordinácie pohybov u rýb a obojživelníkov je stredný mozog.

U plazov, vtákov a cicavcov sa toto riadenie presúva vyššie - predovšetkým na mozoček a mozgovú kôru koncového mozgu. Stredný mozog zostáva dôležitým najmä pre základné reflexné odpovede, napríklad reflexné pohyby očí a hlavy za svetlom alebo zvukom.

Pre žraloky, ako výrazné predátory s potrebou dokonalého čuchu, je charakteristický obrovský rozvoj čuchových lalokov koncového mozgu.

Hlavným vývojovým smerom celej nervovej sústavy stavovcov bolo zdokonaľovanie a rast koncového mozgu. Kým u primárne vodných kruhoústnic a rýb je koncový mozog ešte celistvý, už u obojživelníkov sa po prvýkrát priečne rozdeľuje na dve pologule.

U nižších stavovcov slúžil koncový mozog výlučne na spracovanie čuchových vnemov. U plazov sa zhlukovaním sivej hmoty po prvýkrát objavuje druhotná mozgová kôra.

Z nej sa následne u cicavcov vyvíja rozsiahla a zvrásnená mozgová kôra, teda neocortex, ktorá u nich tvorí až 90 % celého koncového mozgu. Predstavuje najvyšší stupeň evolučného rozvoja a najväčšia je u primátov a človeka.

Práve v mozgovej kôre cicavcov sú sústredené ústredia najzložitejších nervových funkcií, pamäti a logického myslenia.

Ryby

Ryby majú čuchové laloky na dlhých výbežkoch smerujúcich dopredu k čuchovým jamkám. Zrakové laloky majú blízko pri očiach.

Plazy

Mozoček plazov je centrom rovnováhy. Okrem toho zosúlaďuje svalovú činnosť a pohyby.

Vtáky

Väčšina vtákov má veľké zrakové laloky, ktoré potvrdzujú, že zrak hrá v ich živote rozhodujúcu úlohu. Dobre vyvinutý majú aj mozoček, ktorý zosúlaďuje zložitú svalovú činnosť.

Čuchové laloky však majú malé a predpokladá sa, že niektoré vtáky pachy vôbec necítia.

Cicavce

Najväčšiu časť mozgu cicavcov tvorí predný mozog. Jeho povrch je zvrásnený, vďaka čomu má zväčšenú plochu.

Predný mozog spracúva vzruchy z pokožky, tváre a končatín a vysiela povely, ktoré riadia pohyby týchto častí tela. U cicavcov sa v koncovom mozgu rozvíja rozsiahla mozgová kôra, ktorá zabezpečuje najzložitejšie nervové funkcie.

Mozog ako súčasť centrálnej nervovej sústavy

Centrálna nervová sústava je s organizmom spojená prostredníctvom periférnych nervov. Tvoria ju miecha a mozog.

Mozog je riadiace stredisko, v ktorom sa vzruchy zo všetkých zmyslov sústreďujú, porovnávajú, vyhodnocujú a podľa potreby aj ukladajú. Mozog zasa vysiela vzruchy k svalom a výsledkom výstupných vzruchov sú rozličné pohyby a činnosti známe ako správanie.

Oči, uši a iné zmyslové orgány živočícha každú sekundu vysielajú milióny nervových vzruchov. U zložitejších živočíchov prechádzajú vzruchy cez nervy do mozgu.

Mozog riadi a zosúlaďuje činnosti organizmu, nepretržite vyhodnocuje vstupy prichádzajúce od zmyslov a napokon prostredníctvom svalov rozhoduje o činnosti. O mnohých činnostiach mozgu a miechy často ani nevieme, pretože sa samočinne starajú o tep srdca, pravidelné dýchanie alebo pohyby čriev aj v čase, keď spíme.

Nervové bunky a funkčné princípy mozgu

Základnou stavebnou a funkčnou jednotkou nervovej sústavy je nervová bunka - neurón. Nervové tkanivo tvoria neuróny a podporné bunky.

Neurón tvorí telo s jadrom a výbežky. Krátke výbežky, dendrity, vedú vzruchy smerom k telu nervovej bunky. Dlhý výbežok, neurit alebo axón, vedie vzruch od tela nervovej bunky.

Neurit je obalený myelínovým obalom, ktorého hrúbka ovplyvňuje rýchlosť šírenia nervových vzruchov. Prenos vzruchov medzi jednotlivými neurónmi zabezpečujú špeciálne spojenia - synapsie.

Z funkčného hľadiska možno na neuróne rozlíšiť vstupný úsek, vodivý úsek a výstupný úsek. Základným funkčným prvkom nervovej sústavy je reflex, teda odpoveď na podnet sprostredkovaná reflexným oblúkom.

Reflexný oblúk má päť častí:

1. receptor - zmyslová bunka alebo voľné nervové zakončenie, ktoré prijíma podnet a premieňa ho na nervový vzruch,
2. dostredivá nervová dráha - senzitívne nervové vlákna privádzajúce vzruchy do centrálnej nervovej sústavy,
3. centrálna nervová sústava - mozog alebo miecha, kde vzniká odpoveď na podnet,
4. odstredivá nervová dráha - motorické nervové vlákna vedúce vzruch z centrálnej nervovej sústavy k výkonnému orgánu,
5. výkonný orgán - napríklad kostrový sval alebo žľaza.

Odstredivé nervové vlákna vystupujú prednými miechovými koreňmi, sú motorické a vedú impulzy z ústredia k výkonným orgánom. Končia aj v hladkej svalovine steny vnútorných orgánov.

Vzruchy z rôznych častí tela sa do miechy privádzajú zadnými miechovými koreňmi. Vzruchy k výkonným orgánom sa odvádzajú prednými miechovými koreňmi.

Rozdiel medzi mozgom stavovcov a nervovou sústavou iných živočíchov

Vo fylogenéze predstavuje najdokonalejší typ trubicová alebo rúrková nervová sústava, ktorá je základným znakom celého kmeňa chordátov. Vzniká z ektodermu vo forme nervovej trubice uloženej na chrbtovej strane živočícha nad chordou.

U evolučne nižších chordátov, akými sú bezlebkovce, je táto sústava ešte veľmi jednoduchá a tvorí ju po celej dĺžke tela iba miecha, ktorá v prednej časti končí slepo. Skutočný mozog u nich ešte úplne absentuje.

Rôzne živočíchy majú rozličnú stavbu mozgu, ktorá vždy zodpovedá ich schopnostiam a spôsobu života. Mozog môže mať rozličné vypukliny alebo laloky, ktoré spracúvajú rôzne zmyslové informácie, zaznamenávajú deje a pohyby.

Čuchové laloky spracúvajú vzruchy prichádzajúce z čuchových orgánov, takže živočíchy, pre ktoré je čuch veľmi dôležitý, ich majú veľmi veľké. Zrakové laloky spracúvajú vzruchy z očí.

Súvisiace časti nervovej sústavy

Mozog a miecha sú chránené kosťami, mozgovými plenami a mozgovomiechovým mokom. Mozog je chránený lebkou a tromi mozgovými obalmi: tvrdou plenou, pavúčnicou a cievnatkou.

Medzi pavúčnicou a cievnatkou sa nachádza subarachnoidálny priestor vyplnený mozgovomiechovým mokom. Likvor mozog nadľahčuje, tlmí nárazy a chráni citlivé nervové bunky pred mechanickým poškodením.

Mozog obsahuje aj komorový systém. Tvoria ho dve postranné komory, III. komora a IV. komora. V týchto štruktúrach sa nachádzajú cievnaté pletene, ktoré produkujú mozgovomiechový mok.

Miecha je povrazec nervového tkaniva uložený v chrbticovom kanáli. Je miestom realizácie miechových reflexov a sprostredkúva prenos vzruchov miechovými dráhami.

Miecha má prevodovú funkciu, pretože ňou prechádzajú vzostupné aj zostupné nervové dráhy. Z mozgu cez ňu zostupujú dráhy k rôznym častiam tela a smerom do mozgu vystupujú dráhy s informáciami z receptorov.

Vyššia nervová činnosť

Vyššia nervová činnosť sa navonok prejavuje ako správanie. Správanie je výsledkom reflexných procesov, ktoré ako prvý opísal ruský fyziológ Ivan Petrovič Pavlov.

Nepodmienené reflexy sú vrodené, stále a počas života nemenné. Ich ústredia sú najmä v mieche a v predĺženej mieche.

Podmienené reflexy sa tvoria počas života a ich ústredia sú najmä v mozgovej kôre. Pri opakovanom pôsobení podnetu spojeného s iným už vytvoreným reflexom vznikajú v mozgu dočasné nervové spoje.

Vytváranie podmienených reflexov je podmienkou učenia. Učením sa vytvárajú dočasné nervové dráhy, teda pamäťové stopy, ktoré zanikajú, ak sa neposilňujú.

Vrcholom vyššej nervovej činnosti je učenie. Druhá signálová sústava je základom myslenia, reči a práce.

tags: #ktore #casti #tvoria #mozog #stavovcov