دماغ

التحكم الحركي

وفي السياق ذاته، تمثل الأجهزة الحسية المناطق الدماغية المسؤولة عن بدء حركات الجسم، عن طريق تنشيط العضلات. تخضع جميع العضلات الإرادية في الجسم للتعصيب المباشر بواسطة العصبونات الحركية الموجودة في النخاع الشوكي والدماغ الخلفي، مع استثناء العضلات المسؤولة عن حركة العين، إذ تخضع لتوجيه نوى الدماغ المتوسط. تخضع العصبونات الحركية النخاعية بدورها للتحكم بواسطة الدوائر العصبية المتأصلة في النخاع الشوكي والمدخلات الهابطة من الدماغ على حد سواء. تعمل الدوائر النخاعية المتأصلة على تنفيذ الكثير من الاستجابات الانعكاسية، وتحتوي على مولدات الأنماط المسؤولة عن الحركات الإيقاعية مثل المشي أو السباحة. تسمح الوصلات الهابطة من الدماغ بالوصول إلى درجة أكبر من التحكم المعقد.

ومن جهة أخرى، يحتوي الدماغ على الكثير من المناطق الحركية التي ترسل إشاراتها بشكل مباشر إلى النخاع الشوكي. تقع المستويات الأدنى للمناطق الحركية في النخاع المستطيل وجسر فارول، إذ تتحكم هذه المناطق بالحركات النمطية مثل المشي، أو التنفس أو البلع. تقع المستويات التالية الأعلى للمناطق الحركية في الدماغ المتوسط، مثل النواة الحمراء، التي تعمل على تنسيق حركات الذراعين والساقين. تقع أعلى مستويات المناطق الحركية في القشرة الحركية الأولية، التي تمثل شريطًا من النسج المتمركزة في الحافة الخلفية من الفص الجبهي. ترسل القشرة الحركية الأولية الإشارات إلى المناطق الحركية تحت القشرية، فضلًا عن إرسالها قدرًا هائلًا من الإشارات بشكل مباشر نحو النخاع الشوكي، عن طريق السبيل الهرمي. يسمح نقل الإشارات القشري النخاعي بتوليد تحكم إرادي دقيق بالتفاصيل الدقيقة للحركات. تحدث المناطق الدماغية الأخرى ذات الصلة بالحركة تأثيرات ثانوية من خلال إرسالها الإشارات إلى المناطق الحركية الأولية. تشمل أهم المناطق الثانوية كلًا من القشرة أمام الحركية، والباحة الحركية الإضافية، والعقد القاعدية والمخيخ. إلى جانب كل ما ذُكر أعلاه، يحتوي كل من الدماغ والنخاع الشوكي على دوائر ممتدة مسؤولة عن التحكم في الجهاز العصبي الذاتي الذي يتولى بدوره مهمة التحكم في حركات العضلات المسلات في الجسم.

الوظيفة

من جانب آخر، يجمع الدماغ المعلومات الواردة من الأعضاء الحسية. تُستعمل هذه المعلومات لاحقًا من أجل تحديد الأفعال التي سينفذها الكائن الحي. يعالج الدماغ البيانات الصرفة لاستخراج المعلومات المتعلقة ببنية البيئة. يدمج لاحقًا المعلومات المعالجة مع تلك المتعلقة بالاحتياجات الحالية للحيوان ومع ذاكرة الحالات الماضية. يولد الدماغ في النهاية بناءً على هذه المعطيات أنماط الاستجابة الحركية. تتطلب مهام معالجة الإشارات هذه تفاعلات معقدة بين مجموعة متنوعة من الأنظمة الفرعية الوظيفية.

كذلك، تتمثل وظيفة الدماغ في تأمين سيطرة محكمة على أفعال الحيوان. يسمح الدماغ المركزي بإحداث نشاط مشترك في مجموعة من العضلات ضمن أنماط معقدة؛ يسمح كذلك للمنبهات المؤثرة على أحد أجزاء الجسم بتحريض استجابات في أجزاء أخرى منه، فضلًا عن قدرته على منع مختلف أجزاء الجسم من القيام بسلوكيات ذات أهداف متقاطعة مع بعضها البعض.

الإدراك

من جانب آخر، يستقبل الدماغ البشري معلومات حول الضوء، والصوت، والتكوين الكيمائي للغلاف الجوي، ودرجة الحرارة، ووضعية الجسم في الفضاء (استقبال الحس العميق)، والتكوين الكيميائي لمجرى الدم وغير ذلك. توجد حواس إضافية لدى الكثير من الحيوانات الأخرى، مثل الاستشعار الحراري بالأشعة تحت الحمراء، أو استشعار الحقل المغناطيسي لدى بعض أنواع الطيور أو استشعار الحقل الكهربائي الذي يميز الحيوانات المائية بشكل رئيسي.

وفي هذا السياق، يبدأ كل نظام حسي بالخلايا المستقبلة المتخصصة، مثل الخلايا المستقبلة للضوء في شبكية العين أو الخلايا الشعرية الحساسة للاهتزاز في قوقعة الأذن. تنتهي المحاور العصبية للخلايا المستقبلة الحسية في النخاع الشوكي أو الدماغ، حيث تعمل على نقل الإشارة إلى إحدى النوى الحسية في المستوى الأول التي تتولى مسؤولية نموذج حسي معين. ترسل هذه النواة الحسية الأولية المعلومات إلى المناطق الحسية الأعلى المتخصصة في نفس النموذج الحسي. في النهاية، تمر الإشارات عبر المهاد لتصل إلى القشرة المخية، حيث تخضع أولًا للمعالجة من أجل استخراج السمات ذات الصلة ثم المكاملة مع الإشارات الواردة من الأجهزة الحسية الأخرى.

الدماغ عند الحيوانات

• الدماغ الأمامي.
• دماغ متوسط.
• الدماغ الخلفي.

من جانب آخر، وللأخطبوط دماغ متطور مقارناً ببقية اللافقاريات، حيث ينقسم إلى عدة أجزاء، أكبرها الفص البصري الذي يعالج المعلومات القادمة من عيون الأخطبوط، والتي تشبه عيون الفقاريات في التركيب والوظائف.

إضافةً إلى ذلك، في الفقاريات، ينقسم الدماغ في الفقاريات إلى ثلاث مناطق وذلك حسب التطور الجنيني لدى الفقاريات:

من جهة ثانية، في اللافقاريات. تمتلك اللافقاريات الأكثر تطوراً، مثل الديدان والحشرات، نوعاً من الدماغ البسيط نسبياً. فديدان الأرض مثلاً، لها زوج من العقد الكبيرة في منطقة الرأس، يتحكمان في سلوك الديدان، اعتماداً على المعلومات المستقبلة من أعضاء الحس. ويوجد في الحشرات دماغ أكثر تعقيداً، يتكون من ثلاثة أزواج من العُقد. وتستقبل تلك العقد المعلومات من أعضاء الحس، وتسيطر على الأنشطة المعقدة مثل التغذية والطيران.

من جهة ثانية، ويتكون الدماغ المتوسط في الأسماك والبرمائيات من فصَّين بصريين. وهذان الفصان هما مركزا الرؤية في الحيوان، ويقومان كذلك بالتنسيق بين الدفعات الحركية والحسّية. ويتكون مخ الأسماك من انتفاخين أملسين صغيرين يستعملان أساساً مركزاً للشم. والمخ في البرمائيات أكبر قليلاً ومغطى بقشرة.

• اقرأ كذلك
• إعادة تخطيط القشرة المخية
• اضطراب الفص الجبهي
• اضطراب تذكر الماضي
• اضطرابات الصفيحات الدموية العملاقة
• اعتلال نخاع فقاري عنقي
• اضطراب طيف فرط الحركة
• المراجع

في هذا الإطار، يصل الدماغ إلى أعلى درجات تعقيده في الثدييات. فالقشرة الجديدة تكوِّن على وجه التقريب كل القشرة المخية لدماغ الثدييات، ويؤدي الدماغ المتوسط وظيفة مركز الاتصال. ولمعظم الثدييات البدائية، مثل: الطوبين، مخ صغير نسبياً ذو قشرة مخية ناعمة. أما الثدييات المتطورة مثل: الخيل والقطط فلها مخ كبير مغطى بقشرة بها الكثير من النتوءات والأخاديد التي تزيد مساحة سطح الدماغ. وللحيتان والدلافين أدمغة كبيرة ومعقدة، غير أن دماغ الشمبانزي والقردة العظمى الأخرى أكثر تعقيداً، وأقرب إلى الدماغ البشري من دماغ أي نوع آخر من الحيوانات.

إضافةً إلى ذلك، والدماغ المتوسط هو الأكثر تعقيداً في الفقاريات البدائية مثل الأسماك والبرمائيات. أمّا الدماغ الأمامي، أو المخ، فيشكل جزءاً صغيراً من الدماغ في هذه الحيوانات. وفي الفقاريات المتطورة هناك اختلاف كبير في تركيب الدماغ، حيث يزداد حجم وأهمية الدماغ الخلفي كثيراً، وتقل أهمية وحجم الدماغ المتوسط. ويتكون الدماغ الخلفي من المخيخ والنخاع المستطيل (أو البصلة)، ويتشابه تركيبه ووظائفه في كل الفقاريات، إلا أن المخيخ أكبر حجماً وأكثر تعقيداً في الحيوانات المتطورة.

ومن جهة أخرى، لا تملك غالبية اللافقاريات (حيوانات بلا عمود فقري) أدمغة متطورة، وعوضاً عن ذلك، لديها عناقيد من الخلايا العصبية تسمى: «العقد» وظيفتها التنسيق بين نشاطات الجسم المختلفة. ولكل الفقاريات (حيوانات ذوات عمود فقري) نوع من الدماغ. وتفترض نظرية داروين أن الدماغ المركب في الحيوانات العليا قد تطور عبر العصور.

من جانب آخر، وفي الزواحف يؤدي المخ بعض وظائف الدماغ المتوسط. وهو أكبر حجماً وأكثر تعقيداً من نظيره في الأسماك أو البرمائيات. وتقع داخل المخ عقد قاعدية، في شكل حزم صغيرة من العصبونات، تكون مناطق رئيسية لتحليل المعلومات ومعالجتها وتخزينها. وتتميز بعض الزواحف بمنطقة صغيرة من القشرة المخية، تختلف عن القشرة في الفقاريات البسيطة. وتسمى هذه المنطقة القشـرة الجديدة ، وهي منطقة مهمة، حيث تؤدي وظيفة معالجة المعلومات وتخزينها.

من جانب آخر، ومخ الطيور أكبر من نظيره في الأسماك والزواحف والبرمائيات، إلا أنه يفتقر إلى القشرة الجديدة على عكس بعض الزواحف. وبدلاً منها يتكون الجزء الأكبر من الدماغ من عقد قاعـدية كبيرة ومتطـورة، تملأ أغلب الجزء الداخلي للدماغ. وهذه العقد القاعدية هي المركز الرئيسي لمعالجة المعلومات وتخزينها، كما أنها تمكِّن الطيور من تعلم أنماط السلوك الجديدة، ويبدو أنها تقوم كذلك بتخزين التعليمات الخاصة بأنماط السلوك الغريزي المتعددة. وتتميز الطيور كذلك بمخيخ متطور، ينسق بين كل الدفعات الحسية والحركية المرتبطة بعملية الطيران.

الخلايا الدبقية

من جانب آخر، و هي من الغدد الصماء وتتواجد بين نصفي كرة المخ، وتقوم بإفراز هرمون الميلاتونين (melatonin) الذي يتفاعل مع تغيرات الضوء ويعمل على تنظيم وتوقيت العمليات الحيوية الدورية بالجسم.

علاوةً على ذلك، و تقوم بإنتاج النخاعين (myelin) الذي يحيط ويعزل ألياف الأعصاب القحفية وغيرها من الأعصاب بالجسم، ودورها أساسي في تكوين الغمد النخاعيني لمحور الألياف العصبية.

أغشية السحايا (meninges)

ومن جهة أخرى، السحايا الرقيقة (leptomeninges) أو العنكبوتية الحنـون(pia-arachnoid) وهي أغشية رقيقة تضم السائل المُخّي الشوكي مباشرة، والسحايا الغليظة (pachymeninges) أو الأم الجافية (dura) وهي أكثر صلابة وتحيط بالسحايا الرقيقة.

الـوِطاء (hypothalamus)

الغـدة الصنوبرية (Pineal gland)

وفي السياق ذاته، و تقع عند مركز الدماغ على وجه التقريب، وتُعتبر من أهم الغدد الصماء بالجسم وتسمى كذلك بالغدة السيدة (Master gland) حيث تقوم بتنظيم الكثير من النشاطات الحيوية للغدد الأخرى بإفرازها للعديد من الهرمونات، مثل هرمون النمو الذي يحفز ويتحكم في النمو البدني، وهرمون البرولاكتين الذي يتحكم في إفراز اللبن بالثدي، والهرمونات المنبهه لإفراز هرمونات الغدة الدرقية والغدة الكظرية، أو المحفزة لإفراز الهرمونات الجنسية.

الخلايا الدبقية الصغيرة (microglia)

وفي هذا الصدد، و تُعد الخلايا المناعية بالجهاز العصبي المركزي وليست تماما خلايا دبقية في الأصل، وهي تقوم بابتلاع الجراثيم والكائنات الغريبة، ويبلغ تعدادها قرابة 20% من مجمل الخلايا الدبقية بالدماغ.

وفي هذا الصدد، يُعد الـوِطاء جزءا من الدماغ الأوسط ويتواجد قرب الغدة النخامية، ويعتبر من أهم أجزاء الجهاز العصبي، حيث يقوم بدور رئيسي في الكثير من الوظائف العصبية والحيوية، من أهمها التحكم في تنسيق الجهاز العـصبي الذاتي والنشاطات غير الإرادية، مثل تنظيم سرعة القلب وحركة الطعام بالقناة الهضمية وتقلصات المثانة البولية وتنظيم حرارة الجسم، كما يعمل كمنظم ومؤقت للعديد من النظم الحيوية الدورية، ويعتبر الوسيط بين الجهاز العصبي ومنظومة الغدد الصماء بتحفيزه للغدة النخامية وتوجيهه لعملها بإفرازه للهـرمونات المنظمة التي تحثها على إفراز هرموناتها أو تثبطها عن ذلك، كما ينتج الوِطـاء هرموني الأوكسـيتوسين الذي يعمل على انقباض العـضلات الملساء بالرحـم عند الولادة وانبجاس اللبن خارج الثـدي، والهرمون الكابح للتبول (Antidiuretic hormon) الذي يقلل من كميات البول المتكون بالكِلى.

الحاجز الدموي الدمـاغي (Blood-brain barrier)

من جانب آخر، و تُعد الخلايا الداعمة للدماغ وثمة ثلاثة أنواع من الخلايا الدبقية المكونة للدبق العصبي (Neuroglia): الخلايا النجمية (astrocytes)، والخلايا قليلة التفرع أو التغصن (oligodendrocytes)، وخـلايا البطانة العصبية (ependymal cells)، وهي تنمو وتنقسم ببطء شديد، وتستمر في التزايد العددي حتى بلوغ الطفل سن الخامسة فحسب، حيث يصل الدماغ عندها إلى حجمه الأقصى ويبقى كذلك مدى الحياة، ويجدر بالذكر أن أغلب أورام الدماغ والحبل الشوكي تنشأ عن تسرطن الخلايا الدبقية.

الضفيرة المشيمية (Choroid plexus)

من جهة ثانية، بخلاف أغلب الأعضاء الأخرى بالجسم، ثمة حاجز بين الدم وبين أنسجة الجهاز العصبي المركزي يتشكل من مكونات الضفائر المشيمية، ويسمح لمواد محددة بالدخول إلى السائل المُخّي، وبذلك يحمي الدماغ والحبل الشوكي من المواد المضرة، كما أنه يمنع الكثير من الأدوية من النفاذ مباشرة إلى الدماغ والحبل الشوكي بما في ذلك البعض من أدوية معالجة الأورام.

من جانب آخر، وتساعد الخلايا النجمية في دعم وإمداد العَصَبات، حيث تربطها بالأوعية الدموية وتلتف حولها لتشكل شبكة داعمة، كما تساعد في تكوين الحاجز الدموي الدماغي، وتقوم بعمليات الرتق لأنسجة الدماغ عند حدوث الجروح أو الإصابات مما يساعد على التئامها، بينما تنتج الخلايا الدبقية قليلة التفرع مادة النخاعين (myelin) التي تحيط وتعزل الألياف العصبية بالدماغ والحبل الشوكي، وبذلك تساعد العَصَبات في نقل الإشارات الكهربية عبرها، أما خلايا البطانة فتتواجد بالجزء الداخلي للبطينات المخية بمركز الدماغ والقناة المركزية للحبل الشوكي، حيث تقوم بتبطينها بطبقة واحدة، ومن هنا تعتبر جزءا من مسرى السائل المخي الشوكي.

علاوةً على ذلك، و هي عبارة عن شبكات من الشعيرات الدموية وخلايا البطانة العصبية تتمركز ضمن البطينات المخية وتقوم بإفراز السائل المخُيّ الشوكي.

إضافةً إلى ذلك، وهي أنسجة خاصة تبطن الفراغات المحيطة بالدماغ والحبل الشوكي والمملوءة بالسائل المُخّي الشوكي، وثمة نوعان من الأغشية السحائية :

الغـدّة النخـامية (Pituitary gland)

خلايا شفان (Schwann cells)

أنواع خلايا وأنسجة الدماغ والحبل الشوكي

من جانب آخر، تُعد العَصَبات-وتسمى كذلك بالعصبونات- من أهم أنواع الخلايا بالدماغ والمكون الرئيسي للجهاز العصبي، وتحدد الإشارات الكهربائية التي تحملها العَصَبات، وتُرْسِلهَا عبر الألياف العصبية، جميع نشاطات الدماغ والحبل الشوكي، مثل التفكير والذاكرة والعواطف والنطق وحركة العضلات، ومن المعروف أن العَصَبات تتوقف عن الانقسام وبالتالي التكاثر خلال السنة الأولى عقب الولادة (مع القليل من الاستثناءات)، وذلك بخلاف الكثير من أنواع الخلايا التي يمكنها أن تنمو وتتكاثر بشكل متواصل، وذلك لتجديد الأنسجة وإصلاحها عند تضررها بالأمراض أو الجروح أو بغيرها.

الخلايا العـصبية أو العَـصَبات (Neurons)

إحصائيات

وعلى صعيد آخر، يتكون دماغ الإنسان من نحو 100 مليار خلية عصبية. تتشابك تلك الخلايا ببعضها البعض مكونة نحو 100 مليون عصبون. تبلغ مقاييس الخلية العصبية نحو 05 و0 مليمتر. وتتجدد الخلايا العصبية بمعدل 300 مليون في الدقيقة الواحدة تستبدل كل منها خلية عصبية أخرى مستهلكة.

وفي السياق ذاته، يستطيع دماغ الإنسان احتواء معلومات نحو 15000 كتاب كل منها مكون من 1000 صفحة. كل هذه السعة موجودة في الدماغ الذي يصل حجمه في الشخص البالغ نحو 1300 سنتيمتر مكعب (مليلتر).