Ľudský mozog je neuveriteľne zložitý a sofistikovaný orgán, ktorý je riadiacim centrom nervovej sústavy. Napriek tomu, že je už niekoľko rokov predmetom vedeckého bádania, vedci stále prichádzajú na nové a nové poznatky. Mozog dospelého človeka má hmotnosť asi 1400 g a skladá sa z miliónov nervových buniek (neurónov) a nervových dráh, umožňujúcich nekonečné množstvo vzájomných prepojení, od ktorých závisí individuálna inteligencia a tvorivosť človeka. Mnohé jeho štruktúry a funkcie sú dodnes neprebádané.
Z anatomického hľadiska možno mozog rozdeliť na tri hlavné časti: koncový mozog, predný mozog a zadný mozog. Predný mozog sa ako taký skladá z koncového mozgu a medzimozgu. Najväčšia časť mozgu a celej centrálnej nervovej sústavy je koncový mozog (tiež nazývaný ako veľký mozog), ktorý umožňuje zmyslové vnímanie, myslenie a pohyb. Koncový mozog je vývojovo najmladšia časť CNS.
Anatómia mozgovej kôry a pojem gyrifikácia
Povrch koncového mozgu je tvorený mozgovou kôrou (zvrásnený povrch pripomínajúci vlašský orech). Mozgová kôra (lat. cortex cerebri) je sivá hmota v krajnej časti koncového mozgu. Je hrubá 2-5 mm a pokrýva obe pologule mozgu. Tvoria ju 13-15 miliárd neurónov, z ktorých každý vytvára asi 5 000 synapsií (neurónových spojení). Mozgovú kôru pokrývajú neuróny v hrúbke 2-5 mm, ktoré vytvárajú obrovské množstvo nervových spojení. Je poprehýbaná do mnohých závitov, na povrchu je zvrásnená, čo sa nazýva gyrifikácia kôry.
Z hľadiska vývoja možno rozdeliť mozgovú kôru na:
- Paleocortex: Fylogeneticky najstaršia časť kortexu, nachádza sa vo funkčnej kortikálnej oblasti pre čuch - tvorí rhinencephalon.
- Archicortex: Zaberie približne 4 % kortikálneho povrchu. Je uložený v hĺbke temporálneho laloku a na jeho dolnom okraji.
- Neocortex (tiež isocortex): Vývojovo najmladšia, zároveň ale zaberá až 95 % celkového povrchu kortexu a je sídlom najvyšších nervových funkcií.
Allocortex je označenie pre vývojovo staršie štruktúry, teda paleocortex a archicortex.
Prečo je mozgová kôra zvrásnená?
Hlavný a jednoduchý dôvod zvrásnenia mozgovej kôry spočíva v tom, že zväčšuje plochu mozgovej kôry až na 2 200 cm². Toto zväčšenie povrchu umožňuje, aby sa do obmedzeného priestoru lebečnej dutiny zmestilo obrovské množstvo nervových buniek. Väčší povrch znamená viac miesta pre telá neurónov a tým pádom aj viac priestoru pre vytváranie rozsiahlych sietí nervových spojení - synapsií, ktoré sú základom komplexných mozgových funkcií.
Jedna nervová bunka z mozgovej kôry môže vytvoriť synapsie s 5000 ďalšími nervovými bunkami. Toto obrovské množstvo neurónov a ich spojení je nevyhnutné pre spracovanie, triedenie, uchovávanie a vyvolávanie informácií, ako aj pre riadenie všetkých vedomých a podvedomých činností organizmu.
Fylogenetický vývoj a funkčný význam gyrifikácie
Mozgová kôra je najvyšším riadiacim centrom ľudského tela a centrom nášho vedomia. Fylogenetický vývoj v prefrontálnej kôre je najvyšší u primátov a svoj vrchol dosahuje u človeka. Zvýšenie podielu objemu mozgovej kôry v mozgu, hlavne v oblasti čelných lalokov a prefrontálneho kortexu, nám umožnilo osvojiť si jazyk, plánovať, uvažovať abstraktne a tiež spracovávať emócie „racionálnym spôsobom.“
Prefrontálna mozgová kôra bola predmetom skúmania po celé storočia. Skladá sa z veľkého počtu odlišných oblastí s rozmanitou cytoarchitektúrou a prepojením. V priebehu fylogenetického a ontogenetického vývoja sa frontálne laloky, ktoré tvoria pomerne veľkú časť mozgovej kôry (kôra čelného laloku zaberá až 2/3 plochy celej mozgovej kôry), vytvárali najneskôr.
Prefrontálna kôra je nadradená nielen druhotným častiam motorickej oblasti, ale aj všetkým ostatným mozgovým štruktúram. Tým sa zabezpečuje obojstranné napojenie prefrontálnej kôry, tak na nižšie uložené štruktúry retikulárnej formácie, ktoré modulujú tonus kôry, ako aj štruktúry, ktoré zabezpečujú získavanie, spracúvanie a uchovávanie exteroceptívnej informácie. To umožňuje čelovým mozgovým lalokom regulovať celkový stav mozgovej kôry a priebeh základných foriem psychickej činnosti človeka.
Podľa Kulišťáka (2003) sú frontálne laloky znakom najvyššej úrovne človečenstva. Ich funkcie zahŕňajú usudzovanie, uvažovanie, rozum a vôľu. Pacienti s nefunkčnými prefrontálnymi neurónmi prejavujú vážne zmeny osobnosti, narušenie integrity osobnosti človeka, sociálneho cítenia, empatie, etického správania a abstraktného myslenia.
Štruktúra a fyziológia ľudského mozgu
Súčasné výskumy a vývoj mozgu
Podľa novej štúdie neurológov sa ľudské mozgy za posledné desaťročia skutočne zväčšili. Kôra, v ktorej sa odohrávajú duševné pochody, narástla za štyri dekády o neuveriteľných 15 percent. Tieto zmeny by mohli znižovať riziko celkovej demencie súvisiacej s vekom. Hoci genetika hrá hlavnú úlohu pri určovaní veľkosti mozgu, zistenia tejto štúdie naznačujú, že svoju rolu môžu zohrávať aj vonkajšie vplyvy, ako sú zdravotné, sociálne, kultúrne a vzdelávacie faktory.
Funkčné oblasti mozgovej kôry
Neuróny mozgovej kôry vytvárajú určité funkčné oblasti - kôrové analyzátory. Sú to miesta s analyticko-syntetickou schopnosťou. V kôre sa nachádzajú väčšie alebo menšie oblasti, nazývané projekčné kôrové centrá, do ktorých vstupujú informácie z receptorov. Tu sa analyzujú, syntetizujú a na základe týchto pochodov sa prijímajú rozhodnutia o forme reakcie. Okrem senzorických kôrových oblastí sú tu aj motorické centrá, ktoré riadia vôľové, vedomé pohyby, a formuje sa tu vedomá činnosť.
K hlavným analyzátorom patria:
- Motorický analyzátor je uložený v čelovom laloku. Z neho vychádzajú podnety na vedomé pohyby kostrových svalov.
- Analyzátor citlivosti kože sa nachádza v temennom laloku, kde končia nervové dráhy sprostredkúvajúce pocity tepla, chladu, dotyku a bolesti.
- Zrakový analyzátor leží v záhlavovom laloku, v ňom končia vlákna zrakových dráh.
- Sluchový a polohový analyzátor sa nachádza v spánkovom laloku, kam prichádzajú vnemy zo sluchových ústrojov a informácie o polohe tela.
- Čuchový analyzátor leží v čelovom laloku a končia v ňom nervové vlákna vedúce čuchové podnety.
Okrem uvedených kôrových centier tvoria rozsiahlejšiu časť kôry asociačné oblasti, ktoré umožňujú prepojenia rôznych častí mozgovej kôry a tým koordináciu senzorických funkcií s motorickými činnosťami. Tieto oblasti tvoria až 75 % mozgovej kôry a sú lokalizované v prefrontálnych, parietálnych, temporálnych i okcipitálnych oblastiach.
Hoci je stavba obidvoch hemisfér rovnaká, u každého jedinca je jedna z nich dominantná. U pravákov prevláda ľavá hemisféra, u ľavákov pravá.
Neuroplasticita a rozvoj kôry
Mozgové laloky sa dajú posilňovať tak, ako sa posilňujú svaly, teda rôznym cvičením. Vďaka obrovskej neuroplasticite môžeme mozog „preprogramovať“ vytváraním nových synapsií (spojení medzi neurónmi). Prefrontálny kortex sa prekrvuje a rozvíja, keď zameriavame aktívnu pozornosť na učenie, plánovanie či riešenie problémov. Kvalitná interakcia s opatrovateľmi, pravidelná komunikácia, citlivé reagovanie na potreby dieťaťa a poskytovanie bezpečného prostredia podporujú správne prepojenie neurónových sietí v tejto oblasti mozgu.