Creierul uman, așezat în interiorul craniului, este mai sofisticat decât cel mai performant computer. Cu ajutorul milioanelor de celule, acesta direcționează și monitorizează toate activitățile noastre – chiar și când dormim.
Creierul este principalul coordonator și centru de comandă al organismului. Asemenea unei centrale telefonice, preia mesaje provenind de la ochi, urechi, nas, limbă și piele și trimite semnale spre mușchi și glande. Creierul funcționează și ca un computer, procesînd și înmagazinând informații.
În interiorul său se află un sistem poștal care trimite mesaje spre acea zonă a creierului, unde acestea trebuie să fie descifrate.Activitatea creierului nu se rezumă doar la manipularea datelor. El este centrul sentimentelor, emoțiilor și dorințelor, cu ajutorul căruia putem învăta și crea ganduri și idei.
La nivelul celular
Creierul uman este alcătuit din peste 10 000 milioane de neuroni microscopici sau celule nervoase. Fiecare din acestea are un corp celular ce conține nucleul, din care radiază numeroase proeminențe subțiri. Corpurile celulare sunt grupate în ciorchini sau centre, fiecare cu o funcție specifică, cum ar fi vederea, vorbirea sau controlul muscular. Ele formează "materia cenușie a creierului", denumită astfel deoarece se închide la culoare când este tratată cu anumite substanțe. Proeminențele celulare se unesc și formează un sistem de rețele complex, ce include fibre nervoase cuprinzând "materia albă" ( care nu își schimbă culoarea ).
Activitațile creierului implica modificări de ordin electric și chimic în interiorul neuronilor. De fiecare dată când un neron este "atins", el transmite un impuls sau un mesaj nervos asemănător cu un mic curent electric. În funcție de direcția, de sursa mesajelor și de numărul lor, fiecare centru al creierului le examinează sau le transmite unei alte porțiuni, unde vor fi procesate.
Activitatea electrica
Creierul este tot timpul activ, prin el circuland milioane de impulsuri în fiecare secundă. Unele dintre aceste mesaje sunt legate de activități conștiente - cele asupra cărora deținem controlul, cum ar fi mersul, vorbitul și scrisul. Alte mesaje provin din procesele vitale ale organismului, ce se desfașoară în mod automat, spre exemplu respirația, bătăile inimii și digestia alimentelor pe care le consumăm.
In ultimii 25 de ani, cercetătorii au reușit să elaboreze harta celei mai mari parți a creierului, localizând diverse zone ce îndeplinesc anumite funcții. Ei au realizat acest lucru prin folosirea unor tehnici variate. Prin plasarea unor senzori electrici pe suprafața capului și introducerea unor electrozi ( ace conductoare foarte subtiri ) în creierul animal și uneori și în cel uman, au reușit să traseze căile impulsurilor, care circula de exemplu de la ochi sau de la urechi spre centrul vizual sau auditiv.
Efectele rănirilor sau ale îndepartarii pe cale chirurgicala a anumitor regiuni ale cortexului - porțiunea fina și încretita de la suprafața creierului - indica faptul că acestea conțin centrii ce au funcții specifice. Însa acestea pot să nu fie singurele zone ce îndeplinesc funcțiile respective. Spre exemplu, rănirile în unele zone ale lobilor frontali, situați în fața emisferelor cerebrale, provoacă dificultați în înțelegerea vorbirii. Persoana respectivă este incapabilă de a emite sunete cu înțeles în vorbire. Un alt efect asemănător este cauzat de răni ăn zonele posterioare emisferelor. În acest caz persoanele respective nu pot întreține o convorbire constantă, aceasta fiind întreruptă în mai multe segmente .
Un aranjament de unitați
Dintre toate mamiferele, omul are creierul cel mai avansat și mai dezvoltat ( deși nu are cele mai mari dimensiuni ). La toate vertebratele, însa, creierul constș din 3 unitați structurale principale : emisferele cerebrale, trunchiul cerebral și cerebelul.
Emisferele cerebrale au rol în procesarea mesajelor ce provin de la organele de simț. Trunchiul cerebral este compus în special din fibre nervoase ce leagă celelalte doua unitați. Cerebelul prezintă porțiuni destinate echilibrului și coordonarii activitașii musculare, dar este prevazut și cu căi nervoase spre și de la șira spinării, precum și nervi conducători de mesaje spre organele majore ale organismului.
De-a lungul evoluției creierului, diferite porțiuni ale sale s-au dezvoltat în modul cel mai potrivit pentru supraviețuirea organismului. La oameni, ai căror stramosi au trăit în copaci, coborând apoi pe pamant, unde era plin de prădători, iar competiția pentru hrana era foarte mare, emisferele cerebrale au devenit mai mari și mai complexe, fiind centrii foarte importanți pentru interpretarea și prelucrarea informațiilor provenite de la simțuri. La Homo Sapiens, omul modern sau "înțelept" (adică noi ), emisferele cerebrale cuprind 80 % din volumul creierului.
La nivel funcțional
Exista 3 unitați funcționale principale ale creierului - zone cu cea mai intensă activitate a neuronilor. Acestea sunt diferite de unitațile structurale. Prima unitate funcționala se afla la baza creierului. Este compusă din porțiuni denumite formația reticulara, bulbul rahidian, cerebelul, talamusul si hipotalamusul.
Formația reticulară este principala zonă la nivelul căreia se realizează schimbul de informații, fiind și sursa puterii creierului. În această rețea de fibre nervoase, fiecare neuron poate fi conectat cu alti 25 000. Formația reticulara primește constant mesaje de la organele de simș, emitand la rândul său unde de activitate electrica prin cortexul cerebral. Aceasta menține starea de constiența. Dacă formația reticulară iși reduce activitatea, persoana respectivă poate adormi sau avea halucinatii, văzand, auzind și având senzații ireale. Rezultatul "privării senzoriale", când o persoană este închisa într-o încapere întunecoasă, goală și linistită timp de mai multe ore, este o "înnebunire" aparenta, intrarea în tranșă sau comă.
Trunchiul cerebral se comportă ca un tablou de comandă. Zona urmatoare, bulbul rahidian, conține centri responsabili pentru controlul activitaților automatice ale organismului. Acesta face legatura dintre emisferele cerebrale, sediul intelectului nostru, cu talamusul și sistemul limbic, responsabil pentru starile de spirit, pofte si memorie. Talamusul transforma și sorteaza mesajele provenite de la organele de simț și creează o conștientizare a senzațiilor, cum ar fi durerea, atingerea, caldura și frigul.
Hipotalamusul este activ în numeroase procese. În primul rând acesta dirijează multe acțiuni lente, de lungă durată, ca de exemplu creșterea, prin controlul pe care-l exercită asupra hipofizei, principalul centru de producere a hormonilor din organism. În al doilea rand, hipotalamusul activează sistemul nervos autonom, care supraveghează unele funcții pe care nu le putem controla, ca de exemplu contracția muschilor în stomac, vezica și căile respiratorii, precum și secreția de salivă și de lacrimi. ( Sistemul nervos autonom ne împiedică sa ne ținem respiratia la nesfârșit. El este dispozitivul de siguranța al organismului. ) Legat de aceasta, hipotalamusul pregatește organismul pentru "fugă sau luptă" în cazul unor urgențe sau pericole. Hipotalamusul reprezintă sursa emoțiilor noastre și a nevoilor fundamentale de foame, sete și sex.
Cea mai mare parte a detaliilor referitoare la activitațile conștiente ale creierului au fost stabilite în urma studierii efectelor drogurilor asupra acestuia. De exemplu, stimulentele ca amfetaminele și cofeina excita activitatea formației reticulare și a hipotalamusului. Acesta transmite semnale la cortex și astfel crește agitația, starea de somn fiind alungată. Sedativele au un efect contrar. Sunt prescrise adeseori ca tablete pentru somn.
A doua unitate
A doua componenta funcționala a creierului constă în jumatațile posterioare ale emisferelor cerebrale. Acestea conțin centrii de primire, procesare și înmagazinare a informației obținută prin intermediul organelor de simț din mediul extern.
Neuronii din fiecare centru nervos sunt caracteristici tipurilor de impulsuri cu care operează. Spre exemplu, neuronii din centrii vizuali primari răspund doar la mesaje referitoare la intensitatea sau nuanțele culorilor, sau la curbura sau neregularitatea suprafețelor. Aceștia trimit semnale spre neuronii din centrii vizuali secundari, care descifrează, interpretează și adună datele, creând modele și forme ce alcatuiesc conștiinta noastră vizuala.
Memoria
Cercetatorii cunosc acest lucru din consultațiile medicale. Daca sunt introduși electrozi in cortexul vizual primar ( în timpul unei operații pe creier, fără dureri ), trecându-se un curent slab prin aceștia, pacientul va vedea puncte stralucitoare sau cercuri înaintea ochilor. Daca electrozii sunt introduși in cortexul vizual secundar, pacientul va vedea modele complexe sau chiar obiecte complete - copaci legănându-se sau o veverița țopăind.Zonele secundare par să se comporte asemenea unui sistem al memoriei vizuale.
Exista zone în interiorul emisferelor cerebrale care nu au fost înca descoperite, dar par să aibă de-a face cu toate tipurile de memorie. Prin ce metode creierul selectează, sortează și înmagazinează informațiile sub formă de memorie rămane un mister pentru cercetatori.
Exista doua tipuri de memorie: de scurta durată și de lunga durată. Fiecare element al memoriei poate fi reținut temporar sub forma de activitate electrică. În funcție de puterea acesteia, se pot produce schimbari chimice în interiorul neuronilor sau în rețelele dintre aceștia. Astfel, elementul este reținut pentru mai mult timp. Reținerea unui număr de telefon pe durata formării lui, este un exemplu de memorie de scurta durată. Reamintirea vacanței de anul trecut este memorie de lunga durată.
A treia unitate
Această ultimă unitate cuprinde jumatatea din fața a emisferelor cerebrale. Aici se află centri responsabili cu dirijarea activitaților noastre, în același fel în care ansamblul de programe ale computerului controlează modul în care monitorul unui televizor sau imprimanta unui computer operează și ce produc acestea.
De aici, nervii se îndreaptă spre mușchii din membre, fața, buze, ochi și limbă.Impulsurile trimise din centrii "motori" spre cortex declanșează mișcari ale corpului, vorbirea, precum și expresii ale feței, cum ar fi clipitul, zambirea, încruntarea și strâmbătura.
Deși cele doua jumatați ale creierului uman au același aspect, ele posedă sarcini diferite. Acestea sunt unite printr-o porțiune de țesut nervos, denumit corp calos. În cazul în care acesta este tăiat sau rănit, cele doua emisfere cerebrale se vor comporta parțial independent, având gânduri și emoții separate.
Emisfera stangă controlează mișcările din partea dreaptă a corpului și conține cei mai importanți centri: ai vorbirii, limbii, perspicacitații în matematică și gândirii logice. Emisfera dreaptă controlează partea stanga a corpului, fiind suprafața însarcinata cu senzații vizuale, talent muzical și gândire abstracta sau liberă. Impulsurile circulă în mod constant între cele doua emisfere și chiar atunci când corpul calos este deteriorat, acestea continuă să funcționeze împreună.