Bộ Não (các loại động vât kể cả con người)

Brain Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí Bài viết này là về bộ não của tất cả các loại động vật, bao gồm cả con người. Để biết thông tin cụ thể để bộ não con người, bộ não con người . Đối với sử dụng khác, thấy não (định hướng ) .

A tinh tinh não Bộ não là trung tâm của hệ thống thần kinh trong tất cả các động vật động vật có xương sống và hầu hết các động vật không xương sống chỉ là một nguyên thủy vài động vật không xương sốngnhư bọt biển, sứa , phun nước biển và starfishes không có một. Nó nằm trong đầu, thường là gần các cơ quan cảm giác ban đầu cho các giác quan như nhìn, nghe, cân bằng, hương vị, và mùi. Bộ não của động vật có xương sống là cơ quan phức tạp nhất trong cơ thể của nó. Trong một con người điển hình, vỏ não (phần lớn nhất) được ước tính có 15-33 tỷ tế bào thần kinh , [ 1 ] kết nối bởi các khớp thần kinh vài ngàn tế bào thần kinh khác . Những tế bào thần kinh giao tiếp với nhau bằng phương tiện của sợi dài chất nguyên sinh được gọi là sợi trục thần kinh, mang xe lửa xung tín hiệu được gọi là tiềm năng hành động với các phần xa của não hoặc cơ thể nhắm mục tiêu các tế bào người nhận cụ thể. Từ một quan điểm tiến hóa sinh học của xem, chức năng của não bộ là để kiểm soát tập trung các cơ quan khác của cơ thể . Não hoạt động trên phần còn lại của cơ thể bằng cách tạo ra mô hình hoạt động cơ hay bằng cách lái xe tiết các chất hóa học gọi là hormone. Điều khiển tập trung cho phép phản ứng nhanh chóng và phối hợp với những thay đổi trong môi trường. Một số loại cơ bản của phản ứng như phản xạ có thể được qua trung gian của tủy sống hoặc hạch ngoại vi, nhưng có mục đích kiểm soát tinh vi của hành vi dựa trên đầu vào cảm giác phức tạp đòi hỏi phải có khả năng tích hợp thông tin của một bộ não tập trung. Từ quan điểm triết học của xem, những gì làm cho bộ não đặc biệt so với các cơ quan khác là nó hình thành cấu trúc vật lý tạo ra tâm . Như Hippocrates đã nói: "Đàn ông phải biết rằng từ không có gì khác nhưng não đến niềm vui, thú vui, tiếng cười và thể thao, và nỗi buồn, griefs, chán nản, và sự phàn nàn". [ 2 ] Trong phần đầu của tâm lý học , tâm được cho là riêng biệt từ não. Tuy nhiên, sau khi các nhà khoa học đầu tiến hành thí nghiệm đã xác định rằng tâm trí là một thành phần của một bộ não hoạt động thể hiện hành vi nhất định dựa trên môi trường bên ngoài và sự phát triển của sinh vật . [ 3 ] Cơ chế hoạt động của não làm phát sinh ý thức và nghĩ có được rất khó khăn để hiểu: mặc dù tiến bộ khoa học nhanh chóng, nhiều về cách làm việc của não vẫn còn là một bí ẩn. Các hoạt động của các tế bào não cá nhân giờ đã hiểu chi tiết đáng kể, nhưng cách họ hợp tác trong các cụm công của hàng triệu người đã rất khó khăn để giải mã . Các cách tiếp cận hứa hẹn nhất đối xử với não như một máy tính sinh học rất khác nhau trong cơ chế từ các máy tính điện tử, nhưng tương tự trong ý nghĩa rằng nó có được thông tin từ thế giới xung quanh, cửa hàng, và các quá trình trong nhiều cách khác nhau. Bài viết này so sánh các tính chất của bộ não trên toàn bộ phạm vi của các loài động vật, với sự quan tâm lớn nhất cho động vật có xương sống. Giao dịch với bộ não con người vì nó chia sẻ các tính chất của bộ não khác. Các cách thức mà bộ não con người khác với bộ não khác được bảo hiểm trong não bộ con người bài viết . Một số chủ đề có thể được diễn tả ở đây là thay vì được bảo hiểm bởi vì có nhiều hơn nữa có thể được nói về họ trong một bối cảnh của con người. Điều quan trọng nhất là bệnh não và ảnh hưởng của tổn thương não, phủ trong não con người bài viết bởi vì những bệnh phổ biến nhất của bộ não con người có thể không xuất hiện ở các loài khác, hoặc người nào khác tự biểu hiện theo nhiều cách khác nhau. Nội dung   [hide]  1 Giải phẫu 1.1 tế bào cấu trúc 1,2 hệ thống thần kinh chung bilaterian 1,3 không xương sống 1,4 loài động vật có xương sống 1,5 Động vật có vú 1,6 Động vật linh trưởng 2 Sinh lý học 2,1 chất dẫn truyền thần kinh và thụ thể 2.2 hoạt động điện 2,3 Chuyển hóa 3 chức năng 3.1 3,2 Nhận thức 3,3 động cơ kiểm soát 3,4 kích thích 3,5 hằng định nội môi 3,6 Động lực 3,7 Học tập và bộ nhớ 4 Phát triển 5 nghiên cứu 6 Lịch sử 7 Xem 8 Tài liệu tham khảo 9 Đọc thêm 10 Liên kết ngoài   [ sửa ]Giải phẫu

Mặt cắt ngang của bầu khứu giác của chuột, màu theo hai cách khác nhau cùng một lúc: một vết cho thấy tế bào thần kinh cơ quan tế bào, cho thấy thụ thể khác cho việc dẫn truyền thần kinh GABA . Hình dạng và kích thước của bộ não của các loài khác nhau rất khác nhau, và xác định các tính năng phổ biến thường là khó khăn . [ 4] Tuy nhiên, có một số nguyên tắc của kiến trúc não áp dụng trên một loạt các loài . [5] Một số khía cạnh của cấu trúc não được phổ biến đến phạm vi gần như toàn bộ các loài động vật , [ 6 ] người khác phân biệt "cao cấp" bộ não từ những người nguyên thủy, hoặc phân biệt các loài động vật có xương sống từ động vật không xương sống . [ 4] Cách đơn giản nhất để có được thông tin về giải phẫu não là bằng cách kiểm tra trực quan, nhưng nhiều kỹ thuật phức tạp hơn đã được phát triển . Mô não trong trạng thái tự nhiên của nó là quá mềm để làm việc với, nhưng nó có thể được làm cứng bằng cách ngâm trong rượu hoặc fixatives khác , và sau đó thái lát ngoài việc kiểm tra của nội thất . Nhìn bề ngoài, nội thất của não bộ bao gồm các lĩnh vực của cái gọi là chất xám, với một màu tối, cách nhau bởi các khu vực của chất trắng, với một màu sáng hơn . Thông tin thêm có thể đạt được bằng cách nhuộm lát mô não với một loạt các hóa chất đưa ra những loại hình cụ thể của các phân tử có mặt ở nồng độ cao . Nó cũng có thể kiểm tra các vi cấu trúc của mô não bằng cách sử dụng một kính hiển vi, và để theo dõi các mô hình của các kết nối từ một vùng não khác . [7] [ sửa ]cấu trúc tế bào

Tế bào thần kinh tạo ra các tín hiệu điện mà đi du lịch cùng của sợi trục thần kinh . Khi một xung điện đạt đến một ngã ba được gọi là khớp thầnkinh, nó gây ra một hóa chất dẫn truyền thần kinh sẽ được phát hành, liên kết với thụ thể trên tế bào khác và do đó làm thay đổi hoạt động điện của họ. Não của tất cả các loài được cấu tạo chủ yếu của hai loại tế bào : tế bào thần kinh và các tế bào thần kinh đệm. Các tế bào thần kinh đệm (còn được gọi là tế bào thần kinh đệm hoặc neuroglia ) trong một số loại hình, và thực hiện một số chức năng quan trọng, bao gồm cả hỗ trợ cấu trúc, hỗ trợ trao đổi chất, vật liệu cách nhiệt, và hướng dẫn của phát triển. Tế bào thần kinh, tuy nhiên, thường được coi là các tế bào quan trọng nhất trong não. [ 8 ] Các tài sản mà làm cho các tế bào thần kinh duy nhất là khả năng của họ để gửi tín hiệu đến các tế bào mục tiêu cụ thể trên một The property that makes neurons unique is their ability to send signals to specific target cells over long distances.khoảng[ 9cách] dài . [9] Họ gửi các tín hiệu They send these signals by means of an bằng phương tiệnaxon của một sợi thần kinh, mà là một sợi chất nguyên sinh mỏng kéo dài từ thân tế bào và các dự án, thường là với ngành, nhiều lĩnh vực khác, đôi khi gần, đôi khi trong các phần xa của não hoặc cơ thể . Chiều dài của sợi thần kinh có có thể được đặc biệt: ví dụ, nếu , which is a thin protoplasmic fiber that extends from the cell body and projects, usually with numerous branches, to other areas, sometimes nearby, sometimes in distant parts of the brain or body. The length of an axon can be extraordinary: for example, if a một tế bào hình kim tựpyramidal cell tháp of the của vỏcerebral cortex não đã được phóng đại để cơ thể tế bào của nó trở thành kích thước của một cơ thể con người, sợi trục của nó, phóng đại như nhau, sẽ trở thành một cáp một vài cm đường kính , kéo dài hơn một km. were magnified so that its cell body became the size of a human body, its axon, equally magnified, would become a cable a few centimeters in diameter, extending more than a kilometer.[[ 10 10]] Những sợi trục thần kinh truyền tín hiệu trong các hình thức xung điện được These axons transmit signals in the form of electrochemical pulses called gọi là tiềm năngaction potentials hành động, kéo dài ít hơn một phần nghìn của một giây và đi du lịch dọc theo các sợi thần kinh với tốc độ 100-100 mét mỗi giây. , which last less than a thousandth of a second and travel along the axon at speeds of 1–100 meters per second. Some neurons emit action potentials constantly, at rates of 10–100 per second, usually in irregular patterns; other neurons are quiet most of the time, but occasionally emit a burst of action potentials.[11] Axons transmit signals to other neurons by means of specialized junctions called synapses. A single axon may make as many as several thousand synaptic connections with other cells.[12]When an action potential, traveling along an axon, arrives at a synapse, it causes a chemical called a neurotransmitter to be released. The neurotransmitter binds to receptor molecules in the membrane of the target cell.[13]

Neurons often have extensive networks of dendrites, which receive synaptic connections. Shown is a pyramidal neuronfrom the hippocampus, stained for green fluorescent protein. Synapses are the key functional elements of the brain.[14] The essential function of the brain is cell-to-cell communication, and synapses are the points at which communication occurs. The human brain has been estimated to contain approximately 100 trillion synapses;[15] even the brain of a fruit fly contains several million.[16] The functions of these synapses are very diverse: some are excitatory (excite the target cell); others are inhibitory; others work by activating second messenger systems that change the internal chemistry of their target cells in complex ways.[14] A large fraction of synapses are dynamically modifiable; that is, they are capable of changing strength in a way that is controlled by the patterns of signals that pass through them. It is widely believed that activity-dependent modification of synapses is the brain's primary mechanism for learning and memory.[14] Most of the space in the brain is taken up by axons, which are often bundled together in what are called nerve fiber tracts. Many axons are wrapped in thick sheaths of a fatty substance called myelin, which serves to greatly increase the speed of signal propagation. Myelin is white, so parts of the brain filled exclusively with nerve fibers appear as light-colored white matter, in contrast to the darker-colored grey matter that marks areas with high densities of neuron cell bodies.[17] [edit]The generic bilaterian nervous system

Nervous system of a generic bilaterian animal, in the form of a nerve cord with segmental enlargements, and a "brain" at the front Except for a few primitive types such as sponges (which have no nervous system[18]) and jellyfish (which have a nervous system consisting of a diffuse nerve net[18]), all living animals are bilaterians, meaning animals with a bilaterally symmetric body shape (that is, left and right sides that are approximate mirror images of each other).[19] All bilaterians are thought to have descended from a common ancestor that appeared early in the Cambrian period, 550–600 million years ago, which had the shape of a simple tubeworm with a segmented body.[19] At a schematic level, that basic worm-shape continues to be reflected in the body and nervous system architecture of all modern bilaterians, including vertebrates.[20] The fundamental bilateral body form is a tube with a hollow gut cavity running from the mouth to the anus, and a nerve cord with an enlargement (a ganglion) for each body segment, with an especially large ganglion at the front, called the brain. The brain is small and simple in some species, such as nematode worms; in other species, including vertebrates, it is the most complex organ in the body.[4] Some types of worms, such as leeches, also have an enlarged ganglion at the back end of the nerve cord, known as a "tail brain".[21] There are a few types of existing bilaterians that lack a recognizable brain, including echinoderms, tunicates, and a group of primitive flatworms called Acoelomorpha. It has not been definitively established whether the existence of these brainless species indicates that the earliest bilaterians lacked a brain, or whether their ancestors evolved in a way that led to the disappearance of a previously existing brain structure.[22] [edit]Invertebrates

Fruit flies (Drosophila) have been extensively studied to gain insight into the role of genes in brain development. This category includes arthropods, molluscs, and numerous types of worms. The diversity of invertebrate body plans is matched by an equal diversity in brain structures.[23] Two groups of invertebrates have notably complex brains: arthropods (insects, crustaceans, arachnids, and others), and cephalopods (octopuses, squids, and similar molluscs).[24] The brains of arthropods and cephalopods arise from twin parallel nerve cords that extend through the body of the animal. Arthropods have a central brain with three divisions and large optical lobes behind each eye for visual processing.[24] Cephalopods such as the octopus and squid have the largest brains of any invertebrates.[25] There are several invertebrate species whose brains have been studied intensively because they have properties that make them convenient for experimental work: Fruit flies (Drosophila), because of the large array of techniques available for studying their genetics, have been a natural subject for studying the role of genes in brain development.[26] In spite of the large evolutionary distance between insects and mammals, many aspects of Drosophila neurogenetics have turned out to be relevant to humans. The first biological clock genes, for example, were identified by examining Drosophila mutants that showed disrupted daily activity cycles.[27] A search in the genomes of vertebrates turned up a set of analogous genes, which were found to play similar roles in the mouse biological clock—and therefore almost certainly in the human biological clock as well.[28] The nematode worm Caenorhabditis elegans, like Drosophila, has been studied largely because of its importance in genetics.[29] In the early 1970s, Sydney Brenner chose it as a model systemfor studying the way that genes control development. One of the advantages of working with this worm is that the body plan is very stereotyped: the nervous system of the hermaphrodite morph contains exactly 302 neurons, always in the same places, making identical synaptic connections in every worm.[30] Brenner's team sliced worms into thousands of ultrathin sections and photographed every section under an electron microscope, then visually matched fibers from section to section, to map out every neuron and synapse in the entire body.[31] Nothing approaching this level of detail is available for any other organism, and the information has been used to enable a multitude of studies that would not have been possible without it.[32] The sea slug Aplysia was chosen by Nobel Prize-winning neurophysiologist Eric Kandel as a model for studying the cellular basis of learning and memory, because of the simplicity and accessibility of its nervous system, and it has been examined in hundreds of experiments.[33] [edit]Vertebrates

The brain of a shark The first vertebrates appeared over 500 million years ago (Mya), during the Cambrian period, and may have resembled the modern hagfish in form.[34] Sharks appeared about 450 Mya, amphibians about 400 Mya, reptiles about 350 Mya, and mammals about 200 Mya. No modern species should be described as more "primitive" than others, strictly speaking, since each has an equally long evolutionary history—but the brains of modern hagfishes, lampreys, sharks, amphibians, reptiles, and mammals show a gradient of size and complexity that roughly follows the evolutionary sequence. All of these brains contain the same set of basic anatomical components, but many are rudimentary in the hagfish, whereas in mammals the foremost part (the telencephalon) is greatly elaborated and expanded.[35] Brains are most simply compared in terms of their size. The relationship between brain size, body size and other variables has been studied across a wide range of vertebrate species. As a rule, brain size increases with body size, but not in a simple linear proportion. In general, smaller animals tend to have larger brains, measured as a fraction of body size: the animal with the largest brain-size-to-body-size ratio is the hummingbird. For mammals, the relationship between brain volume and body mass essentially follows a power law with an exponent of about 0.75.[36] This formula describes the central tendency, but every family of mammals departs from it to some degree, in a way that reflects in part the complexity of their behavior. For example, primates have brains 5 to 10 times larger than the formula predicts. Predators tend to have larger brains than their prey, relative to body size.[37]

The main subdivisions of the embryonicvertebrate brain, which later differentiate into the forebrain, midbrain and hindbrain All vertebrate brains share a common underlying form, which appears most clearly during early stages of embryonic development. In its earliest form, the brain appears as three swellings at the front end of the neural tube; these swellings eventually become the forebrain, midbrain, and hindbrain (the prosencephalon,mesencephalon, and rhombencephalon, respectively). At the earliest stages of brain development, the three areas are roughly equal in size. In many classes of vertebrates, such as fish and amphibians, the three parts remain similar in size in the adult, but in mammals the forebrain becomes much larger than the other parts, and the midbrain becomes very small.[38] The brains of vertebrates are made of very soft tissue.[39] Living brain tissue is pinkish on the outside and mostly white on the inside, with subtle variations in color. Vertebrate brains are surrounded by a system of connective tissue membranes called meninges that separate the skull from the brain. Blood vessels enter the central nervous system through holes in the meningeal layers. The cells in the blood vessel walls are joined tightly to one another, forming the so-called blood–brain barrier, which protects the brain from toxins that might enter through the bloodstream.[40] Neuroanatomists usually divide the vertebrate brain into six main regions: the telencephalon (cerebral hemispheres), diencephalon (thalamus and hypothalamus), mesencephalon (midbrain),cerebellum, pons, and medulla oblongata. Each of these areas has a complex internal structure. Some parts, such as the cerebral cortex and cerebellum, consist of layers that are folded or convoluted to fit within the available space. Other parts, such as the thalamus and hypothalamus, consist of clusters of many small nuclei. Thousands of distinguishable areas can be identified within the vertebrate brain based on fine distinctions of neural structure, chemistry, and connectivity.[39] Although the same basic components are present in all vertebrate brains, some branches of vertebrate evolution have led to substantial distortions of brain geometry, especially in the forebrain area. The brain of a shark shows the basic components in a straightforward way, but in teleost fishes (the great majority of existing fish species), the forebrain has become "everted", like a sock turned inside out. In birds, there are also major changes in forebrain structure.[41] These distortions can make it difficult to match brain components from one species with those of another species.[42]

The main anatomical regions of the vertebrate brain, shown for shark and human. The same parts are present, but they differ greatly in size and shape. Here is a list of some of the most important vertebrate brain components, along with a brief description of