Predný mozog sa skladá z koncového mozgu a medzimozgu. Koncový mozog tvorí najväčšiu časť centrálnej nervovej sústavy a umožňuje zmyslové vnímanie, pohyb, myslenie, pamäť, vedomie, reč a prežívanie emócií, zatiaľ čo medzimozog zabezpečuje najmä prepájanie nervových signálov, reguláciu vnútorného prostredia, hormonálne riadenie a cyklus spánku a bdenia.
Koncový mozog a medzimozog sa niekedy označujú širším pojmom predný mozog alebo veľký mozog v širšom zmysle. V užšom zmysle sa názvom veľký mozog označuje iba koncový mozog.
Postavenie predného mozgu v nervovej sústave
Na čele riadiacich systémov organizmu je nervová sústava. Má schopnosť prijímať informácie o zmenách vonkajšieho a vnútorného prostredia, tieto informácie triediť, spracúvať a vytvárať výstupné signály, ktoré privádza k výkonným orgánom (efektorom), čím primerane usmerňuje ich činnosť.
Základnou štruktúrnou a funkčnou jednotkou nervovej sústavy je nervová bunka - neurón. U človeka dosiahol vývin nervovej sústavy najvyšší stupeň. Človek má schopnosť abstraktného myslenia a emócií, ktoré sú spojené s rečou a s pracovnými výkonmi.
Mozog spoločne s miechou tvorí centrálnu nervovú sústavu. Centrálna nervová sústava (CNS) je s organizmom spojená prostredníctvom periférnych nervov. Tvoria ju miecha (medulla spinalis) a mozog (encephalon).
Z hľadiska funkčného a anatomického rozdeľujeme nervovú sústavu na centrálnu nervovú sústavu (CNS), ktorú tvoria mozog a miecha, a periférnu nervovú sústavu (PNS), ktorú tvoria nervy umiestnené mimo mozgu a miechy (hlavové a miechové nervy).
Čo je predný mozog
Predný mozog (prosencephalon) sa v širšom zmysle skladá z medzimozgu (diencephalon) a koncového mozgu (telencephalon). Koncový mozog je predný mozog v užšom zmysle slova.
Všeobecne možno mozog rozdeliť na mozgový kmeň, mozoček, koncový mozog a medzimozog. Mozgový kmeň pozostáva z predĺženej miechy, mosta a stredného mozgu, zatiaľ čo predný mozog tvorí koncový mozog a medzimozog.
Najväčšia časť mozgu u ľudí sa nazýva koncový mozog (veľký mozog) a v prevažnej miere súvisí s vyššími nervovými činnosťami, ako sú myslenie, pamäť, vedomie, duševné schopnosti, centrum reči atď., ale aj samotné riadenie alebo ovplyvňovanie ostatných oblastí mozgu.
| Časť predného mozgu | Hlavné úlohy |
|---|---|
| Koncový mozog | zmyslové vnímanie, pohyb, myslenie, pamäť, vedomie, reč a emócie |
| Medzimozog | prepájanie senzitívnych dráh, regulácia autonómnych funkcií, hormonálne riadenie a cyklus spánku a bdenia |
Koncový mozog
Koncový mozog (iné názvy: telencefalon, predný mozog (v užšom zmysle), veľký mozog (v užšom zmysle), mozog (v užšom zmysle); lat. telencephalon alebo cerebrum) je najväčšia časť mozgu (predného mozgu), ktorá vypĺňa väčšiu časť lebečnej dutiny a je tvorená 2 hemisférami (pologuľami) spojenými svorovým telesom, oddelenými hlbokým zárezom.
Najväčšou časťou mozgu je pár hemisfér, ktoré zaberajú 85% mozgového tkaniva. Dve mozgové hemisféry spája zväzok nervových vlákien nazvaných „corpus callosum“, ktorý prenáša impulzy medzi oboma hemisférami.
Jedna hemisféra má u človeka vždy dominantné postavenie. U pravákov je to ľavá, u ľavákov pravá pologuľa. Nedominantná hemisféra sa uplatňuje pravdepodobne pri ukladaní pamäťových stôp.
Mozgové hemisféry tak možno považovať za párový orgán, pričom každá z nich má na starosti trochu iné oblasti. Nielenže ovládajú opačnú stranu tela, teda pravá hemisféra ľavú a ľavá hemisféra pravú, ale každému z nich sú pripisované trochu iné zručnosti a schopnosti.
| Hemisféra | Častejšie spájané funkcie |
|---|---|
| Ľavá | matematické a logické schopnosti, analytické a abstraktné myslenie, rečové zručnosti, písanie, počítanie a motorické reakcie |
| Pravá | predstavivosť, tvorivosť, sluchové vnemy, intuícia, vnímanie trojrozmerného priestoru, interpretácia neverbálnej komunikácie, vnímanie kontextu a emócií |
Zároveň je na mieste dodať, že obe hemisféry je potrebné vnímať ako dve polovice jedného celku. Pre správne fungovanie mozgu je absolútne nevyhnutná komunikácia medzi oboma hemisférami.
Šedá a biela hmota
Vonkajšou časťou mozgu je mozgová kôra s mnohými záhybmi. Pod šedou hmotou kôry je biela hmota a v hĺbke opäť rozsiahla šedá hmota, nazvaná bazálne gangliá.
Vonkajšiu časť mozgových hemisfér tvorí mozgová kôra, tvorená šedou hmotou, v ktorej sú umiestnené telá nervových buniek (neuróny). Pod šedou hmotou sa zase nachádza biela hmota, ktorú tvoria vlákna (axóny) nervových buniek.
Povrch mozgu je značne zvlnený, čo umožňuje, aby sa na rovnakom povrchu nachádzalo oveľa viac nervových buniek, než keby bola táto časť mozgu úplne hladká. Zvrásnenie zvyšuje plochu mozgovej kôry.
Biela hmota obsahuje tri typy vlákien, ktoré sa začínajú v telách nervových buniek v kôre: asociačné vlákna v rovnakej hemisfére, komisurálne vlákna spájajúce kôrovú oblasť v protiľahlej hemisfére a projekčné vlákna spájajúce kôru s inými štruktúrami mozgu a spinálnej miechy.
Laloky koncového mozgu
Každá pologuľa je podľa priestorového uloženia rozdelená na laloky. Kôra sa delí na šesť lalokov: frontálny, parietálny, temporálny, okcipitálny, limbický a insula.
| Lalok | Hlavné funkčné oblasti |
|---|---|
| Čelový lalok | motorická kontrola vôľového pohybu, reč, emočné prejavy, morálne a etické správanie |
| Temenný lalok | spracovanie vnemov z kože, kĺbov, svalov, orgánov a chuťových receptorov, priestorová orientácia |
| Spánkový lalok | sluch, rovnováha, čuch, emócie a pamäť |
| Záhlavný alebo tylový lalok | spracovanie zrakových podnetov |
| Limbický lalok | súvisí s emóciami, pamäťou a motiváciou |
| Ostrovček | súvisí s gastrointestinálnymi a inými orgánovými aktivitami |
Čelový lalok je najväčší, uložený motorický a čuchový analyzátor. Frontálny lalok je zahrnutý do motorickej kontroly vôľového pohybu, vrátane reči, kontroly rôznych emočných prejavov, morálneho a etického správania.
Temenný lalok je analyzátor citlivosti kože, nervové dráhy tepla, chladu, bolesti a dotyku. Parietálny lalok sa spája s využitím všeobecných vnemov z receptorov kože, kĺbov, svalov, orgánov a chuťou.
Záhlavný lalok je zrakový analyzátor, končia tu zrakové nervy. Okcipitálny lalok pozostáva z niekoľkých oblastí organizovaných pre zrak a s nimi spojených foriem vyjadrenia.
Spánkový lalok je sluchový a polohový analyzátor. Temporálny lalok má kritickú úlohu pri počutí, rovnováhe a do určitého stupňa pri emóciách a pamäti.
Wernickeho plocha je spojená s chápaním písaných a hovorených slov a so schopnosťami predstaviť si symboly jazyka (reči). Čuchová kôra je zahrnutá do percepcie vôní a je lokalizovaná v oblasti „uncus“.
Brázdy a záhyby hemisfér
Najhlbšia z brázd koncového mozgu je bočná brázda, ktorá oddeľuje spánkový lalok od čelového a temenného. Temenný lalok od čelového oddeľuje menej výrazná ústredná brázda. Ostatné brázdy na vyklenutej ploche pologúľ sú menej pravidelné.
Bazálne gangliá
Pod bielou hmotou je rozsiahla šedá hmota, nazvaná bazálne gangliá (BG), teda zhluky tiel nervových buniek. Vnútorná vrstva BG sa volá n. lentiformis a je tvorená z globus pallidus a putamena.
N. caudatus sleduje obrys bočnej komory. N. caudatus a n. lentiformis tvoria corpus striatum. Do bazálnych ganglií patria aj subtalamus a substantia nigra.
Čierna hmota je oblasť s vysokým obsahom pigmentu, ktorá reguluje motorické funkcie v spolupráci s bazálnymi gangliami. Čierne jadro (n. niger) je bazálne jadro zahrnuté v telových motorických činnostiach.
Čuchový mozog a limbický systém
Najstaršiu časť koncového mozgu tvorí tzv. čuchový mozog (rinencefalon, lat. rhinencephalon), ktorý sa spravidla definuje ako zhodný s paleokortexom. Štruktúra mozgovej kôry čuchových lalokov, teda časti čuchového mozgu, je jednoduchá.
Súčasťou čuchového mozgu je ale aj limbický systém mozgu, centrum emócií. Limbický systém je definovaný ako zhluk mozgových, medzimozgových a strednomozgových štruktúr, ktoré sú aktívne zahrnuté v pamäti, emóciách, orgánových odpovediach a v správaní spojených s nimi.
Tento fyziologicky definovaný systém zahŕňa také štruktúry, ako napríklad limbické laloky, amygdala, hippocampus a časti thalamu a stredného mozgu. Limbický systém súvisí s procesmi, ako sú emócie, pamäť alebo motivácia, a navyše súvisí s činnosťou autonómneho nervového systému.
Medzimozog
Medzimozog (diencephalon) je hlboká časť mozgu spájajúca stredný mozog s hemisférami. Je obklopený hemisférami koncového mozgu, takže je ním takmer úplne prekrytý a vidno len jeho spodnú časť.
Medzimozog je časť mozgu, ktorá leží pod mozgovými hemisférami. Z anatomického hľadiska tvoria medzimozog až tri kľúčové časti: epitalamus, talamus a hypotalamus; funkčne sa uvádzajú aj metatalamus a subtalamus.
V medzimozgu je uložená III. mozgová komora, ktorá je otvormi spojená s postrannými (laterálnymi) mozgovými komorami predného mozgu.
| Časť medzimozgu | Hlavné funkcie |
|---|---|
| Epitalamus | strecha III. mozgovej komory, epifýza a regulácia cirkadiánneho rytmu |
| Talamus | prepájanie a filtrovanie senzitívnych a motorických signálov, účasť na vedomí, emóciách a spánkových rytmoch |
| Metatalamus | súvisí s prepojením sluchových a zrakových dráh |
| Subtalamus | obsahuje subtalamické jadrá zaraďované k bazálnym gangliám |
| Hypotalamus | autonómna, hormonálna a homeostatická regulácia |
Talamus
Lôžko (thalamus) je dôležitou „prepájacou stanicou“ a zoskupením množstva mozgových jadier. Križujú sa v ňom takmer všetky senzitívne (vzostupné) dráhy, ktoré vedú do mozgovej kôry, okrem čuchových.
Podnety prichádzajúce do medzimozgu lôžko buď prepustí do mozgovej kôry, alebo ich utlmí. Lôžko preto nazývame „bránou vedomia“.
Thalamus sprostredkúva reakcie na rozličné podnety, napríklad čuchové, chuťové, dotykové a bolestivé, a citovo ich prifarbuje, teda rozhoduje sa tu, či je vnem príjemný alebo nepríjemný.
Thalamus je zložený zo šedej hmoty pokrytej tenkou vrstvou bielej hmoty. Formuluje bočné steny 3. komory.
Senzorické a motorické funkcie talamu
V senzorických systémoch idú vlákna z talamických jadier do senzorických oblastí kôry, kde sa senzorický vstup dekóduje a preloží do vhodnej senzorickej reakcie.
Niektoré thalamické jadrá získajú nervové vstupy z mozočka a bazálnych ganglií, ktoré sa vedú do motorickej kôry. V mozgovej kôre sa začínajú motorické dráhy, ktoré regulujú vôľou ovládané svaly inervované hlavovými a miešnymi nervami.
Thalamické jadrá sa podieľajú aj na všeobecných nervových základných aktivitách, ako sú spánkové fázy a bdenie. Tieto kôrové rytmy sú tvorené a monitorované thalamickými jadrami, ktoré získajú vstup z ascendentného retikulárneho systému v kmeni.
Thalamus a jeho spojenia s limbickým systémom pomáhajú regulovať mnohé prejavy emócií, ktoré sú typické pre ľudské správanie, ako je myslenie, tvorivosť, interpretácia a pochopenie písaného a hovoreného slova či identifikácia objektov vnímaných dotykom.
Hypotalamus
Hypotalamus leží priamo pod thalamom. Je veľmi dôležitým orgánom pre funkciu endokrinného systému a kontroluje telesnú teplotu, vodnú a elektrolytovú rovnováhu, príjem potravy, spánok, bdenie, emócie a sexuálne prejavy.
Najdôležitejšou funkciou hypotalamu je integrácia s autonómnym nervovým systémom, teda prepojenie činnosti rôznych regulačných centier. Hypotalamus sa podieľa aj na endokrinnej kontrole.
Hypotalamus tvorí hormóny oxytocín a ADH uvoľnené neurohypofýzou a produkuje hormóny kontrolujúce sekréciu adenohypofýzy. S hypotalamom je spojená hypofýza.
Nervová časť hypofýzy je zásobárňou hormónov, ktoré produkuje hypotalamus: oxytocínu a vazopresínu. Hypotalamus teda prepája nervové riadenie s hormonálnym systémom.
Epitalamus a epifýza
Epitalamus tvorí strechu III. mozgovej komory a obsahuje šuškovité teliesko (epifýzu), ktorá produkuje hormón melatonín zodpovedný za reguláciu cirkadiánneho rytmu.
Epitalamus je zadná časť mozgu. Má tri časti: trigonum habenulae, epifýzu a commissura posterior.
Šišinka mozgová funguje ako regulátor ľudského denného rytmu, pretože vylučuje melatonín.
Metatalamus a subtalamus
Medzi časti medzimozgu patrí aj metatalamus. Subtalamus alebo ventrálny thalamus obsahuje subtalamické jadrá, ktoré sa teraz zaraďujú do bazálnych ganglií.
Metatalamické štruktúry súvisia s dráhami spracúvajúcimi sluchové a zrakové podnety, ktoré pokračujú do príslušných oblastí mozgovej kôry.
Predný mozog a spracovanie informácií
Predný mozog, predovšetkým koncový mozog a medzimozog, prijíma, triedi a spracúva informácie z vnútorného aj vonkajšieho prostredia. Pred vykonaním činnosti sa v mozgu aktivuje rad rôznych centier, ktoré majú zabezpečiť, aby telo vykonalo plánovanú činnosť správnym spôsobom.
Predný mozog, poprípade medzimozog a jeho časti, je zodpovedný napríklad za prenos motorických a senzorických (zmyslových) signálov či produkciu hormónov. Naopak koncový mozog, ktorý tvorí najväčšiu časť centrálnej mozgovej sústavy, umožňuje ako zmyslové vnímanie a pohyb, tak myslenie.
Neuróny dokážu vysielať a prijímať elektrochemické signály. Neurón sa skladá z tela neurónu, teda somy, v ktorej je uložené jadro, a z výbežkov neurónu, medzi ktoré patria krátke dendrity a dlhé axóny.
Senzorické neuróny privádzajú informáciu z periférií do CNS. Motorické neuróny vedú povelový vzruch z CNS do svalov, kože a žliaz. Interneuróny spájajú neuróny v rámci mozgu a miechy.
Najjednoduchším príkladom, ako funguje nervový prenos, sú naše reflexy. Čím je úkon komplikovanejší, tým je komplexnejšia cesta vzruchov neurónmi a zároveň sa zvyšuje aj zapojenie mozgu na úkor predĺženej miechy.
Komorový systém a ochrana predného mozgu
V mozgu je séria spojených dutín. Každá mozgová dutina (komora) je naplnená mozgovomiešnym mokom a je pokrytá epiteliálnymi bunkami (ependýmom).
V mozgových hemisférach je pravá a ľavá komora, tretia je v diencefale a štvrtá v moste a predĺženej mieche. Obe bočné komory sú spojené s treťou komorou cez interventrikulárny otvor (Monrov).
Tretia so štvrtou je spojená úzkym kanálom nazývaným mozgový kanál Sylviov v strednom mozgu. Štvrtá komora sa nachádza medzi mozočkom a mozgovým kmeňom.
Mozgovomiešny mok sa v lebke nachádza nielen v subarachnoidálnom priestore, ale aj v komorovom systéme. V týchto štruktúrach sa nachádzajú cievnaté pletene, ktoré produkujú cerebrospinálny mok.
Cerebrospinálny mok je čistá bezfarebná tekutina, ktorá je primárne ultrafiltrátom krvi. Okrem ochrany mozgu udržiava homeostázu kontrolou chemického prostredia CNS.
Mozgové obaly
Mozog aj miecha majú na svojom povrchu tri obaly, ktoré sa nazývajú pleny (meningy). Tvrdá mozgová plena (dura mater) je vonkajšia, najpevnejšia väzivová vrstva priliehajúca ku kostiam lebky.
V lebečnej dutine vytvára dura mater kanály, teda dutinové splavy, ktorými sa odvádza odkysličená krv z mozgu do žíl. Pavúčnica (arachnoidea) je stredný jemný obal, ktorý je bezcievny a nevniká do záhybov mozgu.
Cievnatka (pia mater) je vnútorná vrstva, ktorá je bohato prekrvená krvnými cievami a tesne prilieha na mozog, pričom vniká priamo do všetkých jeho brázd a záhybov.
Priestor medzi cievnatkou a pavúčnicou, teda subarachnoidálny priestor, je vyplnený mozgovomiechovým mokom. Jeho hlavnou úlohou je mozog nadľahčovať, tlmiť nárazy a brániť tak mechanickému poškodeniu citlivých nervových buniek.
Predný mozog v súvislosti s ostatnými časťami mozgu
Stredný mozog je najmenšia časť ľudského mozgu a krátky oddiel mozgového kmeňa. Nachádza sa medzi Varolovým mostom a predným mozgom.
Cez stredný mozog prechádza Sylviov kanálik, ktorý spája III. a IV. mozgovú komoru. V hornej časti stredného mozgu sú dva páry hrbolčekov, ktoré nazývame štvorhrbolie.
Predĺžená miecha, Varolov most a stredný mozog tvoria tzv. mozgový kmeň, v ktorom sú centrá životne dôležitých funkcií a reflexov. Mozgový kmeň prenáša správy medzi miechou a mozgom.
Vzostupné senzorické dráhy prechádzajú zo spinálnej miechy cez kmeň do veľkého mozgu a mozočku. Motorické zostupné cesty začínajú vo veľkom mozgu a mozočku a idú cez kmeň do miechy.
Sieť nervových buniek a vlákien v kmeni sa nazýva retikulárna formácia. Má vitálnu úlohu v udržiavaní života a obsahuje centrá respiračné a kardiovaskulárne, ktoré regulujú dýchanie, frekvenciu srdca, priesvit krvných ciev a stupeň vedomia.
Vzostupné dráhy do veľkého mozgu sú integrované do vzostupného retikulárneho aktivačného systému. Ten má úlohu v správaní vrátane cyklu spánok - prebudenie, bdelosti, pohotovosti, hladine senzorického vnímania, emóciách a motivácii.
Význam predného mozgu pre vedomie a správanie
Koncový mozog v prevažnej miere súvisí s vyššími nervovými činnosťami, ako sú myslenie, pamäť, vedomie, duševné schopnosti a reč. Kôra a jej spojenia zároveň ovplyvňujú činnosť ostatných oblastí mozgu.
Thalamus a jeho spojenia s limbickým systémom pomáhajú regulovať prejavy emócií. Hypotalamus prepája emócie a motiváciu s autonómnymi a hormonálnymi reakciami organizmu.
Predný mozog preto nemožno chápať ako súbor úplne oddelených centier. Jednotlivé oblasti spolu komunikujú prostredníctvom bielej hmoty, komisurálnych spojov, talamických jadier, limbického systému a spojení s mozgovým kmeňom.
O fungovaní predného mozgu rozhoduje nielen jeho anatomická stavba, ale aj nepretržitá činnosť neurónových sietí. Tie umožňujú prepájať zmyslové vstupy, pohybové programy, spomienky, emócie a rozhodovanie.