Como o sistema nervoso funciona

O sistema nervoso consiste no sistema nervoso central (cérebro, retina, e na medula espinhal), do sistema nervoso periférico (os axónios do nervo sensorial e motor que ligam o sistema nervoso central para os membros e órgãos). O sistema nervoso periférico também inclui o sistema nervoso autónomo (que regula os processos corporais tais como a digestão e frequência cardíaca), e o sistema nervoso entérico, que controla o sistema gastrointestinal.

O importante papel dos neurônios

Todas as divisões do sistema nervoso são baseados universalmente sobre as funções dos neurônios. neurônios são células especializadas que processam as informações. Como todas as células, eles são incrivelmente complicado em seu próprio direito. Todos os sistemas nervoso em todas as espécies animais têm quatro tipos básicos de células funcionais:

• neurónios sensoriais: Esses neurônios dizer ao resto do cérebro sobre o ambiente externo e interno.
• Motor (e outras) de saída neurónios: Neurônios Motores músculos se contraem e mediar o comportamento e outros neurônios de saída estimular as glândulas e órgãos.
• neurónios de projecção: neurônios de comunicação transmitem sinais de uma área do cérebro para outro.
• interneurônios: A grande maioria dos neurônios em vertebrados são interneurônios envolvidos em cálculos locais. interneurônios computacionais extrair e processar informações provenientes dos sentidos, comparar essa informação para o que está na memória, e usar as informações para planejar e executar o comportamento. Cada uma das várias centenas de regiões cerebrais distinguíveis contém vários tipos ou classes de interneurónios computacionais que medeiam a função de que área do cérebro distintas dúzia.

O que realmente distingue o sistema nervoso de qualquer outro grupo funcionamento das células é a complexidade das interconexões neuronais. O cérebro humano tem na ordem de 100 bilhões de neurônios, cada um com um conjunto único de cerca de 10.000 entradas sinápticas de outros neurônios, produzindo cerca de um quatrilhão de sinapses - um número ainda maior do que a dívida nacional EUA em moedas de um centavo! O número de possíveis estados distintos deste sistema é praticamente incontáveis.

Computação em circuitos, segmentos, e módulos

A maior parte do cérebro, que é o que você realmente vê quando se olha para um cérebro de cima ou de lado, é o neocórtex. O neocórtex é realmente uma folha pé 1,5 quadrado de células wadded-se um pouco para caber dentro da cabeça. Os neurónios no neocórtex formar um circuito neural complexo que é repetido milhões de vezes ao longo da superfície cortical. Este circuito neural repetida é chamado de mini coluna.

O cérebro contém muitas áreas especializadas associadas com os sentidos particulares (visão em relação audição, por exemplo) e outras áreas de mediação particulares saídas do motor (como mover a perna contra a língua). A função de diferentes áreas do cérebro não depende de qualquer estrutura particular dos minicolunas dentro dele, mas as suas entradas e saídas.

Assim, embora os tipos de células e circuitos no córtex auditivo são semelhantes aos do córtex visual e motora, o córtex auditivo é o córtex auditivo porque recebe entradas a partir da cóclea (uma parte da orelha) e porque ele envia saída para áreas associadas com o processamento da informação auditiva e usá-lo para orientar o comportamento.

Muitas outras partes do sistema nervoso também são feitos de circuitos repetidos ou módulos de circuito, embora estes sejam diferentes em diferentes partes do cérebro:

• A medula espinhal consiste em segmentos muito semelhantes (cervical, torácica, lombar, e assim por diante), cuja estrutura é repetido a partir da borda da medula no topo da medula espinal para os segmentos coccígeas na parte inferior.
• O cerebelo, uma estrutura do cérebro de destaque na parte de trás do cérebro abaixo do neocórtex, está envolvido em seqüências motoras ocasionais de regularização e aprendizagem motora. Dentro do cerebelo são repetidas circuitos neurais que formam módulos que lidam com o planejamento motor, execução motora e equilíbrio.

Todos os módulos que compõem o sistema nervoso central são amplamente interligados. Se você tivesse que tomar uma secção através de qualquer parte do cérebro, você veria que o cérebro tem mais matéria branca, ou de aparência pálida extensões axônio (as neurais “fios” que conectam os neurônios entre si) que a matéria cinza mais escuro (corpos celulares neuronais e dendritos, que recebem entradas de outros neurónios e fazer os cálculos neurais).

Eis o porquê: O cérebro usa interligações locais entre os neurônios para fazer cálculos em circuitos neurais. No entanto, quaisquer contactos individuais de neurónios apenas uma fracção dos outros neurónios no cérebro. Para chegar a outros módulos cerebrais para outros cálculos, os resultados desses cálculos devem ser enviados através de projeções de longa distância através de extensões dos axônios dos neurônios de comunicação.

O que uma carga: O papel da electricidade

A maioria dos neurônios são células especializadas para computação e comunicação. Eles têm dois tipos de ramos: dendrites (Que normalmente recebe entradas a partir de outros neurónios) e axônios (Que são a saída do neurônio para outros neurônios ou outros alvos, como os músculos) que emana de seus corpos celulares.

dendrites neuronais pode ser centenas de micretros de comprimento, e os axónios neuronais pode estender-se um medidor (por exemplo, os axónios executado a partir de células individuais no córtex motor primário no seu cérebro para baixo para a base da sua medula espinal). Porque o neurônio é alongada pelos dendritos e axônios, se o neurônio vai processar sinais rapidamente, ele precisa de mecanismos para ajudar a que a comunicação intracelular junto. Esse mecanismo? Electricidade, cuja condução para baixo do axónio é auxiliado pelo embrulho de mielina a partir de células da glia.

Neurônios usam a eletricidade para comunicar o que está acontecendo em diferentes partes do neurônio. A idéia básica é que as entradas espalhados por todo os dendritos e causar fluxo de corrente a partir dos dendritos para o corpo celular. O corpo da célula converte esta corrente eléctrica mudando para um conjunto de impulsos enviados para baixo do seu axónio para outros neurónios.

Compreender organização modular do sistema nervoso

O sistema nervoso tem uma organização modular geral. Neurônios participar em circuitos locais que consiste de várias centenas de neurônios composto por uma dúzia ou dois (ou três, ou às vezes quatro!) Diferentes tipos de neurônios. Estes circuitos locais realizar computações neurais em entradas para o circuito e envia os resultados para outros circuitos como saídas através de neurónios de projecção.

Locais módulos formam circuitos que realizam determinadas funções, como ver linhas verticais, audição 10.000 tons Hz, causando um músculo dedo nomeadamente a contrair, ou fazendo com que o coração a bater mais rápido. Grupos de módulos semelhantes formar grandes regiões do cérebro, dos quais há várias centenas de, mais ou menos. Módulos no cérebro, medula espinhal, sistema nervoso periférico e sistema nervoso autônomo todos trabalhar juntos para manter sua sobrevivência, regulando o seu ambiente interno e gerenciamento de sua interação com o ambiente externo.

Claro, os seres humanos fazem mais do que apenas sobreviver. Eles têm sentimentos e memórias e curiosidade e anseios espirituais. Eles são capazes de linguagem, auto-reflexão, tecnologia e curiosidade sobre o seu lugar no universo.