OTAK MANUSIA: FUNGSI DAN BAHAGIAN (DENGAN GAMBAR) - NEUROPSIKOLOGI

The manusia otak adalah organ pusat sistem saraf, bertempat di kepala manusia dan dilindungi oleh tengkorak. Ia mempunyai struktur umum dan anatomi yang sama dengan otak mamalia lain, tetapi dengan korteks serebrum yang lebih maju.

Haiwan yang lebih besar seperti ikan paus atau gajah mempunyai otak yang lebih besar secara mutlak, tetapi apabila diukur menggunakan pekali ensefalisasi, yang mengimbangi ukuran badan, pekali otak manusia hampir dua kali lebih besar daripada lumba-lumba. biasa dan tiga kali lebih besar daripada simpanse.

Sebilangan besar pengembangan disebabkan oleh korteks serebrum, terutama lobus frontal, yang dikaitkan dengan fungsi eksekutif seperti penaakulan, perencanaan, kawalan diri, dan pemikiran abstrak.

Korteks visual, bahagian korteks otak yang dikhaskan untuk penglihatan, juga lebih luas pada manusia.

Bahagian otak dan ciri-cirinya

Sebilangan besar fungsi fisiologi otak melibatkan penerimaan maklumat dari seluruh badan, menafsirkannya, dan membimbing tindak balas badan. Ia akhirnya bertanggungjawab terhadap pemikiran dan pergerakan yang dihasilkan oleh tubuh.

Jenis rangsangan yang ditafsirkan oleh otak merangkumi bunyi, cahaya, bau, dan kesakitan.

Otak juga terlibat dalam operasi penting seperti bernafas, melepaskan hormon atau mengekalkan tahap tekanan darah.

Ia membolehkan manusia berjaya berinteraksi dengan persekitaran dengan berkomunikasi dengan orang lain dan berinteraksi dengan benda mati.

Otak terdiri daripada sel-sel saraf yang berinteraksi dengan seluruh badan melalui saraf tunjang dan sistem saraf.

Di samping itu, pelbagai sebatian kimia terdapat di otak yang membantu otak mengekalkan homeostasisnya.

Menjaga sel saraf berfungsi dengan baik dan bahan kimia seimbang sangat penting untuk kesihatan otak.

Bahagian utama otak akan dibincangkan di bawah.

Korteks serebrum

Ini adalah bahagian penyatuan maklumat aferent dan efferent.

Korteks hampir simetri dan terbahagi kepada hemisfera kanan dan kiri.

Para saintis secara konvensional telah membahagikannya kepada 4 lobus: frontal, parietal, occipital, dan temporal.

Walau bagaimanapun, pembahagian ini bukan kerana struktur sebenar korteks serebrum, tetapi kerana tulang tengkorak yang melindunginya.

Satu-satunya pengecualian adalah bahawa lobus frontal dan parietal dipisahkan oleh sulcus tengah, lipatan di mana korteks somatosensori dan motorik utama bertemu.

Kawasan yang berbeza dari korteks serebrum terlibat dalam fungsi tingkah laku dan kognitif yang berbeza.

Lobus frontal

Lobus frontal adalah salah satu daripada 4 lobus hemisfera serebrum.

Lob ini mengawal pelbagai fungsi seperti penyelesaian masalah, pemikiran kreatif, pertimbangan, akal, perhatian, tingkah laku, reaksi fizikal, pemikiran abstrak, pergerakan terkoordinasi, otot terkoordinasi, dan keperibadian.

Lobus parietal

Lob ini memberi tumpuan kepada pergerakan, pengiraan, orientasi, dan jenis pengecaman tertentu.

Sekiranya kecederaan berlaku di kawasan ini, anda mungkin tidak dapat melakukan tugas harian yang sederhana.

Di lobus parietal boleh didapati:

Korteks motor: membolehkan otak mengawal pergerakan badan. Ia terletak di bahagian tengah atas otak.
Korteks deria: Ia terletak di bahagian depan lobus parietal dan menerima maklumat dari saraf tunjang mengenai kedudukan pelbagai bahagian badan dan bagaimana mereka bergerak. Kawasan ini juga dapat digunakan untuk mengirimkan informasi dari deria sentuhan, termasuk rasa sakit atau tekanan, yang mempengaruhi bahagian tubuh yang berlainan.

Lobus temporal

Lob temporal mengawal visual, memori pendengaran, dan pemahaman pertuturan.

Ini merangkumi bidang yang membantu mengawal kemahiran pertuturan dan mendengar, tingkah laku dan bahasa.

Kawasan Wernicke adalah bahagian lobus temporal yang mengelilingi korteks pendengaran dan merumuskan dan memahami pertuturan.

Lobus oksipital

Lobus oksipital terletak di bahagian belakang kepala dan mengawal penglihatan.

Kecederaan di kawasan ini boleh menyebabkan kesukaran membaca.

Badan berderai

Ia terletak di dinding hemisfera serebrum dan di dalamnya adalah pusat korelasi dan koordinasi yang mengatur irama pergerakan, ekspresi wajah semasa komunikasi.

Sistem limbic

Sebilangan besar tindak balas hormon yang dihasilkan oleh tubuh bermula di kawasan ini.

Ini berkaitan dengan ingatan, perhatian, naluri seksual, emosi (misalnya keseronokan, ketakutan, keagresifan), keperibadian dan tingkah laku.

Sistem limbik merangkumi:

Hypothalamus: merangkumi pusat-pusat yang mengatur keseimbangan dalaman dan homeostasis badan. Kawal mood, suhu, kelaparan dan dahaga anda.
Amygdala: membolehkan anda bertindak balas terhadap emosi, ketakutan atau kenangan. Ini adalah sebahagian besar telencephalon.
Hippocampus: Fungsi utamanya adalah pembelajaran dan memori, khusus untuk menukar memori jangka pendek menjadi memori jangka panjang.

Thalamus

Thalamus adalah pusat penyampai yang mengawal perhatian melalui rangsangan aferen yang sampai ke kesedaran.

Batang otak

Semua fungsi kehidupan penting berasal dari batang otak termasuk tekanan darah, pernafasan, dan degupan jantung.

Pada manusia, kawasan ini mengandungi medula, otak tengah, dan pons.

Otak tengah: melakukan impuls motor dari korteks serebrum ke jambatan batang otak dan melakukan impuls deria dari saraf tunjang ke thalamus.
Tuan
Medulla oblongata: Fungsinya meliputi penghantaran impuls dari saraf tunjang ke otak. Mereka juga mengatur fungsi jantung, pernafasan, gastrousus, dan vasokonstriktor.

Cerebellum

Cerebellum juga dikenali sebagai "otak kecil" dan dianggap sebagai bahagian otak tertua pada skala evolusi.

Cerebellum mengawal fungsi tubuh yang penting seperti postur, koordinasi, atau keseimbangan, yang membolehkan manusia bergerak dengan betul.

Fungsi pengetua

Fungsi utama otak adalah memastikan tubuh tetap hidup untuk berinteraksi dengan persekitaran.

Segala yang difikirkan, dirasakan dan dilakukan oleh manusia berkaitan dengan fungsi otak tertentu.

Fungsi-fungsi ini boleh:

Sensitif (penerimaan data)

Maklumat diterima dari rangsangan dan diproses.

Rangsangan asal luaran atau dalaman ditangkap melalui reseptor yang berbeza.

Reseptor ini mengubah rangsangan yang diterima melalui isyarat bertenaga.

Bot motor

Otak mengawal pergerakan sukarela dan sukarela.

Korteks motor terletak di lobus frontal, di hadapan celah Roland.

Bersepadu

Mereka merujuk kepada aktiviti mental seperti perhatian, ingatan, pembelajaran atau bahasa.

Sebilangan besar pesakit yang mengalami beberapa jenis kerosakan otak kehilangan beberapa tingkah laku atau kemampuan kognitif.

Kognisi

Sistem saraf dan otak

Memahami hubungan minda-badan adalah cabaran falsafah dan saintifik.

Sukar untuk memahami bagaimana aktiviti mental seperti emosi dan fikiran dapat dilaksanakan oleh struktur fizikal sebenar seperti neuron atau sinapsis.

Inilah yang mendorong René Descartes dan sebahagian besar umat manusia kemudiannya mempercayai dualisme: kepercayaan bahawa akal wujud secara bebas dari badan.

Namun, terdapat bukti yang kukuh terhadap hujah tersebut.

Kecederaan pada otak boleh mempengaruhi minda dengan cara yang berbeza, sehingga otak dan fikiran saling berkaitan.

Sebagai contoh, rangsangan kortikal yang berlaku pada epilepsi juga menyebabkan munculnya sensasi kompleks seperti kilas balik, halusinasi dan fenomena kognitif lain.

Oleh itu, kebanyakan pakar sains saraf cenderung menjadi materialis; mereka percaya bahawa akal boleh diubah menjadi fenomena fizikal.

Bahasa

Kawasan utama otak untuk bersuara adalah kawasan Broca dan kawasan Wernicke.

Metabolisme

MRI otak

Otak menggunakan 10 kali lebih banyak tenaga daripada yang sepatutnya memandangkan ukurannya.

Menurut saintis Marcus Raichie dari University of Washington, 60-80% tenaga yang digunakan oleh otak didedikasikan untuk menjaga hubungan antara neuron yang berlainan, sementara tenaga selebihnya dikhaskan untuk menanggapi tuntutan persekitaran.

Berat dan kapasiti

Berat

Menurut kajian University of Basel yang melakukan lebih daripada 8000 autopsi pada wanita dan lelaki tanpa penyakit mental, berat normal otak manusia untuk lelaki adalah 1,336 gram, sementara bagi wanita itu 1,198 gram.

Dengan meningkatnya usia, berat badan menurun 2.7 gram pada lelaki dan 2.2 gram pada wanita, setiap tahun.

Dengan tinggi setiap inci, berat otak rata-rata meningkat 3.7 gram.

Sebaliknya, berat otak tidak berkaitan dengan indeks jisim badan.

Kapasiti dan ingatan Berapa banyak neuron yang dimiliki otak?

Otak manusia terdiri daripada kira-kira 100 trilion neuron dan masing-masing mempunyai 1000 atau lebih sambungan - sinapsis - dengan neuron lain.

Kekuatan sinaps bergantung kepada pengalaman. Apabila dua neuron di kedua sisi api sinaps, hubungan itu menjadi lebih kuat. Juga, untuk menyesuaikan diri dengan kekuatan sambungan baru, dendrit salah satu neuron menjadi lebih besar.

Perubahan dalam kekuatan hubungan dan ukuran dendrit mempengaruhi ingatan dan pembelajaran manusia.

Sekiranya setiap neuron hanya dapat membantu mengekalkan keupayaan memori yang terhad, dengan pengumpulan pengalaman dan perkara yang perlu diingat, neuron yang ada akan berakhir.

Boleh dikatakan bahawa dalam hal itu hanya akan ada beberapa gigabait ruang, mirip dengan yang dimiliki oleh telefon pintar atau memori USB.

Walau bagaimanapun, neuron bergabung untuk membantu mencipta semula banyak kenangan pada masa yang sama, secara eksponen meningkatkan keupayaan otak untuk mengekalkan ingatan dan oleh itu kemampuannya. Untuk kapasiti ini, kapasiti otak dikira 2.5 petabyte.

Sekiranya otak berfungsi sebagai perakam filem, cukup untuk menyimpan 3 juta jam siri, filem dan kandungan lain. Anda perlu menjalankan televisyen selama 300 tahun untuk menggunakan semua kapasiti itu (saintifikamerican.com).

Mitos penggunaan otak 10%

Terdapat mitos yang popular bahawa hanya 10% otak digunakan oleh kebanyakan orang. Dikatakan bahawa jika orang menggunakan sisa kemampuan mereka, mereka dapat menjadi lebih pintar dan mencapai prestasi yang lebih besar.

Walau bagaimanapun, pernyataan ini adalah legenda bandar, ia tidak berdasarkan sains. Walaupun masih banyak yang perlu diteliti dan dipelajari mengenai otak manusia - seperti kesedaran atau ingatan - kajiannya setakat ini menunjukkan bahawa setiap bahagian mempunyai fungsi.

Ahli sains saraf Barry Beyerstein membuat 7 bukti yang menolak bahawa hanya 10% digunakan:

Kajian kerosakan otak: jika hanya 10% otak digunakan, kerosakan pada kawasan lain tidak boleh mempengaruhi prestasi. Walau bagaimanapun, hampir semua kawasan otak yang rosak menghasilkan beberapa kehilangan keupayaan.

Imbasan otak menunjukkan bahawa apa sahaja yang dilakukan oleh orang yang sihat, semua kawasan otak sentiasa aktif.

Otak menggunakan sejumlah besar tenaga berbanding dengan tubuh manusia yang lain. Ia memerlukan tenaga hingga 30%, walaupun berat badan hanya 2%. Sekiranya hanya 10% digunakan, pasti ada kelebihan adaptif bagi manusia dengan otak yang lebih kecil dan cekap, yang menggunakan lebih sedikit tenaga.

Otak tidak bertindak sebagai jisim seragam, tetapi terdiri daripada kawasan yang berlainan yang memproses pelbagai jenis maklumat.

Analisis struktur mikro telah dilakukan yang memasukkan elektrod kecil ke otak untuk mengukur aktiviti sel. Sekiranya 90% neuron dinyahaktifkan, pasti diketahui.

Neuron otak yang tidak aktif mempunyai kecenderungan untuk merosot. Oleh itu, jika 90% dinonaktifkan, autopsi akan menunjukkan kemerosotan yang besar.

Kain

Tisu otak boleh dibahagikan kepada dua kelas besar: jirim kelabu dan jirim putih.

Bahan putih terdiri terutamanya dari akson dan fungsinya adalah untuk memproses maklumat otak dengan betul.

Bahan putih dan kelabu

Bahan kelabu terdiri dari badan-badan neuron dan tubuhnya, dan terlibat dalam pengendalian motor, persepsi deria (penglihatan, pendengaran), ingatan, emosi, bahasa, pengambilan keputusan dan kawalan diri.

Evolusi

Otak primata umumnya hampir dua kali lipat daripada yang diharapkan untuk mamalia dengan ukuran yang sama. Selama hampir 7 juta tahun, otak manusia hampir tiga kali lipat, dengan sebahagian besar pertumbuhan berlaku dalam dua tahun terakhir.

Dalam dua pertiga pertama evolusi manusia, otak nenek moyang manusia adalah mengenai ukuran primata lain hari ini.

Australopithecus afarensis mempunyai tengkorak dengan isipadu dalaman antara 400 dan 550 milimeter, simpanse sekitar 400 ml dan gorila antara 500 dan 700 ml. Australopithecines - sub-suku primata hominoid - mula menunjukkan perubahan kecil dalam bentuk dan struktur. Contohnya, neokorteks mula berkembang.

Pada sepertiga terakhir evolusi manusia, hampir semua peningkatan ukuran otak berlaku. Homo habilis, genus pertama Homo yang muncul 1,9 juta tahun yang lalu, mempunyai peningkatan kecil dalam ukuran otak, termasuk pengembangan kawasan Broca.

Fosil Homo erectus pertama yang kita ada, sejak 1.8 juta tahun, agak besar, 600 ml.

Kemudian kapasiti 1000 ml tercapai, kira-kira 500,000 tahun yang lalu. Homo sapiens awal mempunyai otak yang serupa dengan manusia masa kini, rata-rata 1,200 ml atau lebih.

Perubahan Homo sapiens terjadi di wilayah yang berkaitan dengan perancangan, komunikasi, penyelesaian masalah dan fungsi kognitif adaptif yang lain.

Dalam 10,000 tahun terakhir, dengan masalah pemakanan dalam masyarakat pertanian, ada penurunan jumlah otak, walaupun pada 100 tahun terakhir, dengan masyarakat industri, peningkatan nutrisi dan penurunan penyakit, ada kenaikan baru.

Masa depan otak manusia mungkin terletak pada penyatuan dengan kecerdasan buatan atau peningkatan dari kejuruteraan genetik.

Bagaimanakah ia berfungsi

Lihat artikel:

Bagaimana otak manusia berfungsi.

Asas tingkah laku biologi.

Pembentukan dan pengembangan