Ιωαννης Καφεζας

Input, Calculation, Output

In Εγκέφαλος on Φεβρουαρίου 5, 2013 at 11:45 πμ

Προφυλαγμένος μέσα στο κρανίο, ο εγκέφαλος μας δεν θα ήταν χρήσιμος αν δεν είχε  την δυνατότητα να πάρει πληροφορίες από το περιβάλλον του.  Θα έμοιαζε με φυλακισμένο σε απομόνωση.

Διαθέτει όμως αισθητήρες, οι οποίοι τον τροφοδοτούν με πληροφορίες τόσο από το εσωτερικό όσο και το εξωτερικό περιβάλλον και μάλιστα σε τρομακτικά μεγάλες ποσότητες. Οι πληροφορίες αυτές ‘’συλλαμβάνονται’’  και καταφθάνουν στα εγκεφαλικά κύτταρα, κυρίως σαν φώς και  ήχος, ενώ τα ερεθίσματα συμπληρώνονται από γεύση, αφή και όσφρηση.
Η σύνδεση του εγκεφάλου με τους αισθητήρες που συλλέγουν την πληροφορία, γίνεται με τα περιφερικά νεύρα. Μέσα σε αυτά τα νεύρα, ένα ερέθισμα, τρέχει προς το κέντρο  με την μορφή ηλεκτρικού ρεύματος.

Τα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου ούτε λίγο ούτε πολύ, στον άνθρωπο είναι 100 δισεκατομμύρια. Ναι, σωστά διαβάσατε, 100 δισεκατομμύρια.
Τα ονομάζουμε νευρώνες.

Αποτελούνται από το κυτταρικό σώμα με τον πυρήνα του κυττάρου και αποφύσεις, που στο ένα άκρο είναι σαν θύσανος και λέγονται ‘’δενδρίτες’’. Στο άλλο άκρο του, το κύτταρο τεντώνεται και σχηματίζει προέκταση που την λέμε άξονα.

Οι δενδρίτες  συνδέονται με αποφύσεις αξόνων περιφερικών νεύρων. Ο άξονας μεταφέρει τα σήματα που φεύγουν.

Κάθε ένας νευρώνας,  δημιουργεί συνδέσεις με άλλους που είναι ‘’στη γειτονιά’’ του ή και σε άλλες απομακρυσμένες εγκεφαλικές περιοχές.


Είναι τόσες  πολλές αυτές οι συνδέσεις (λέγονται συνάψεις), ώστε σε κάθε ανθρώπινο εγκέφαλο υπολογίζουμε πως βρίσκονται πάνω από 100 τρισεκατομμύρια από αυτές. Ίσως περισσότερες.

Με μια σύναψη επιτυγχάνεται η μεταφορά ενός ερεθίσματος από τον ένα νευρώνα στον άλλο, με χρήση χημικών μορίων – διαβιβαστών .  Ανάλογα με τη φύση του διαβιβαστή μιας σύναψης προκύπτει κάθε φορά διαφορετική αντίδραση.


Όταν ηλεκτρικά  ερεθίσματα φθάνουν στους δενδρίτες,  μεταφέρονται και αθροίζονται στο κυτταρικό σώμα.  Αν το δυναμικό τους ξεπεράσει μια τιμή που λέγεται ουδός πυροδότησης, τότε θα δημιουργηθεί νέο σήμα.  Έτσι ένας  ΄΄σπινθήρας΄΄ θα τρέξει σαν κύμα εκφόρτισης   κατά μήκος του άξονα, θα συνεχίσει το δρόμο του μέχρι την επόμενη σύναψη και ούτω καθεξής.

Δείτε το Βίντεο: The Brain and Its Chemicals

Ο άξονας που είναι μόνο ένας, διαφέρει στην λειτουργία αλλά και στην κατασκευή από τους δενδρίτες. Είναι καλυμμένος από μυελίνη, δηλαδή μικροσκοπικά κύτταρα που λέγονται ολιγοδενδρογλοιακά αν πρόκειται για νευρώνα του εγκεφάλου, ή κύτταρα Σβάν (Schwann) αν πρόκειται για νευρώνα του περιφερειακού νευρικού συστήματος εκτός του εγκεφάλου. Επομένως οι νευρώνες δεν είναι τα μόνα εγκεφαλικά κύτταρα αλλά υπάρχουν και τα νευρογλοιακά. Πενήντα πάνω κάτω γύρω από κάθε άξονα, που έχουν ρόλο στήριξης και ανάπτυξης του. Λειτουργούν όμως και σαν μονωτική ταινία, ακριβώς όπως βλέπουμε στα καλώδια του ηλεκτρικού. Εμποδίζουν έτσι την αλληλεπίδραση των ηλεκτρικών φορτίων που τρέχουν.

Χωρίς την μόνωση της μυελίνης η ταχύτητα μετάδοσης του ηλεκτρικού σήματος θα ήταν μικρότερη.
Συγκεκριμένα: Ο εγκέφαλος διαθέτει λίγες ‘’λεωφόρους’’ με ταχύτατη κυκλοφορία όπου ένα μήνυμα πιάνει 400 χιλιόμετρα την ώρα, και πάμπολλους ‘’δευτερεύοντες’’  δρόμους όπου τα μηνύματα τρέχουν με ταχύτητες έως 20 χιλιόμετρα/ ώρα.

Αν την μυελίνη την ξετυλίγαμε όπως θα κάναμε με την μόνωση σε ένα καλώδιο, από ένα και μόνο εγκέφαλο θα προέκυπτε μια ταινία τόσο μακριά, ώστε θα τύλιγε δυο φορές τον πλανήτη μας.

Κλείνοντας την παράγραφο αυτή, μπορούμε να πούμε πως ένας νευρώνας μοιάζει με …. μικρό υπολογιστικό στοιχείο. Οι δενδρίτες αναλαμβάνουν την συλλογή δεδομένων (input), το κυτταρικό σώμα ΄΄υπολογίζει΄΄ αθροίζοντας τα και ο άξονας στέλνει πληροφορία σε άλλα κύτταρα, πάντα με μορφή ηλεκτρικού σήματος (output).

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: