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O cérebro é um dos órgãos mais complexos e magníficos do corpo humano. Nosso cérebro nos dá consciência de nós mesmos e do nosso ambiente, processando um fluxo constante de dados sensoriais. Ele controla nossos movimentos musculares, as secreções de nossas glândulas e até mesmo nossa respiração e temperatura interna. Todo pensamento, sentimento e plano criativo é desenvolvido pelo nosso cérebro. Os neurônios do cérebro registram a memória de cada evento em nossas vidas. |  |
Na verdade, o cérebro humano é tão complicado que continua a ser uma fronteira excitante. no estudo do corpo; Médicos, psicólogos e cientistas estão continuamente se esforçando para aprender exatamente como as muitas estruturas do cérebro trabalham juntas intrinsecamente para criar nossa poderosa mente humana.
Anatomia do Cérebro
Existem diferentes maneiras de dividir o cérebro anatomicamente em regiões. Vamos usar um método comum e dividir o cérebro em três regiões principais com base no desenvolvimento embrionário: o prosencéfalo, o mesencéfalo e o rombencéfalo. Sob estas divisões:
O prosencéfalo (ou prosencéfalo) é composto de nosso incrível cérebro, tálamo, hipotálamo e glândula pineal, entre outras características. Os neuroanatomistas chamam a área cerebral de telencéfalo e usam o termo diencéfalo (ou intercérebro) para se referir à área onde residem nosso tálamo, hipotálamo e glândula pineal.
O mesencéfalo (ou mesencéfalo), localizado perto do centro do cérebro entre o intercérebro e o rombencéfalo, é composto por uma parte do tronco encefálico.
O rombencéfalo (ou rombencéfalo) consiste no tronco encefálico restante, bem como no nosso cerebelo e ponte. Os neuroanatomistas têm uma palavra para descrever a sub-região do tronco encefálico do nosso rombencéfalo, chamando-o de mielencéfalo, enquanto eles usam a palavra metencéfalo em referência ao nosso cerebelo e ponte coletivamente.
Antes de explorar essas diferentes regiões do cérebro, primeiro vamos definir os tipos importantes de células e tecidos que são os blocos de construção de todos eles.
Histologia
As células cerebrais podem ser divididas em dois grupos: neurônios e neuroglia.
Os neurônios, ou células nervosas, são as células que realizam toda a comunicação e processamento dentro do cérebro. Os neurônios sensoriais que entram no cérebro a partir do sistema nervoso periférico fornecem informações sobre a condição do corpo e seus arredores. A maioria dos neurônios na massa cinzenta do cérebro são interneurônios, que são responsáveis por integrar e processar informações entregues ao cérebro por neurônios sensoriais. Os interneurônios enviam sinais para os neurônios motores, que transportam sinais para músculos e glândulas.
A neuroglia, ou células gliais, atuam como as células auxiliares do cérebro; eles apoiam e protegem os neurônios. No cérebro existem quatro tipos de células gliais: astrócitos, oligodendrócitos, micróglia e células ependimárias.
Os astrócitos protegem os neurônios filtrando nutrientes do sangue e impedindo que produtos químicos e patógenos deixem os capilares do cérebro.
Os oligodendrócitos envolvem os axônios dos neurônios no cérebro para produzir o isolamento conhecido como mielina. Os axônios mielinizados transmitem sinais nervosos muito mais rapidamente do que os axônios não mielinizados, de modo que os oligodendrócitos aceleram a velocidade de comunicação do cérebro.
A micróglia age como os glóbulos brancos, atacando e destruindo patógenos que invadem o cérebro.
As células ependimárias revestem os capilares dos plexos coroides e filtram o plasma sanguíneo para produzir líquido cefalorraquidiano.
O tecido do cérebro pode ser dividido em duas classes principais: massa cinzenta e substância branca.
A matéria cinzenta é feita principalmente de neurônios não mielinizados, a maioria dos quais são interneurônios. As regiões da massa cinzenta são as áreas de conexões nervosas e processamento.
A substância branca é feita principalmente de neurônios mielinizados que conectam as regiões da massa cinzenta umas às outras e ao resto do corpo. Os neurônios mielinizados transmitem sinais nervosos muito mais rapidamente do que os axônios não mielinizados. A substância branca atua como a rodovia da informação do cérebro para acelerar as conexões entre partes distantes do cérebro e do corpo.
Agora vamos começar a explorar as principais estruturas do nosso incrível cérebro humano.
Hindbrain (Rhombencephalon)
Tronco cerebral
Conectando o cérebro à medula espinhal, o tronco cerebral é a porção mais inferior do nosso cérebro. Muitas das funções de sobrevivência mais básicas do cérebro são controladas pelo tronco cerebral.
O tronco encefálico é feito de três regiões: a medula oblonga, a ponte e o mesencéfalo. Uma estrutura em forma de rede de substância cinzenta e branca mista conhecida como formação reticular é encontrada em todas as três regiões do tronco encefálico. A formação reticular controla o tônus muscular no corpo e atua como a mudança entre a consciência e o sono no cérebro.
A medula oblonga é uma massa aproximadamente cilíndrica de tecido nervoso que se conecta à medula espinhal em sua borda inferior e à ponte em sua borda superior. A medula contém principalmente substância branca que transporta sinais nervosos que sobem para o cérebro e descem para a medula espinhal. Dentro da medula existem várias regiões da massa cinzenta que processam funções corporais involuntárias relacionadas à homeostase. O centro cardiovascular da medula monitora a pressão arterial e os níveis de oxigênio e regula a frequência cardíaca para fornecer suprimentos suficientes de oxigênio para os tecidos do corpo. O centro de ritmicidade medular controla a taxa de respiração para fornecer oxigênio ao corpo. Vômitos, espirros, tosse e reflexos de deglutição também são coordenados nessa região do cérebro.
A ponte é a região do tronco encefálico encontrada superior à medula oblonga, inferior ao mesencéfalo e anterior ao cerebelo. Juntamente com o cerebelo, forma o que é chamado de metencéfalo. Com cerca de uma polegada de comprimento e um pouco maior e mais larga que a medula, a ponte atua como a ponte para os sinais nervosos que viajam de e para o cerebelo e transporta sinais entre as regiões superiores do cérebro e a medula e a medula espinhal.
Cerebelo
O cerebelo é uma região enrugada e hemisférica do cérebro localizada posteriormente ao tronco encefálico e inferior ao cérebro. A camada externa do cerebelo, conhecida como córtex cerebelar, é feita de massa cinzenta firmemente dobrada que fornece o poder de processamento do cerebelo. Nas profundezas do córtex cerebelar há uma camada de substância branca em forma de árvore chamada arbor vitae, que significa "árvore da vida". O arbor vitae conecta as regiões de processamento do córtex cerebelar ao resto do cérebro e do corpo.
O cerebelo ajuda a controlar as funções motoras, como equilíbrio, postura e coordenação de atividades musculares complexas. O cerebelo recebe entradas sensoriais dos músculos e articulações do corpo e usa essas informações para manter o corpo equilibrado e manter a postura. O cerebelo também controla o tempo e a delicadeza de ações motoras complexas, como andar, escrever e falar.
Mesencéfalo (Mesencéfalo)
O mesencéfalo, também conhecido como mesencéfalo, é a região mais superior do tronco encefálico. Encontrado entre a ponte e o diencéfalo, o mesencéfalo pode ser subdividido em 2 regiões principais: o tecto e os pedúnculos cerebrais.
O tecto é a região posterior do mesencéfalo, contendo relés para reflexos que envolvem informações auditivas e visuais. O reflexo pupilar (ajuste para intensidade de luz), reflexo de acomodação (foco em objetos próximos ou distantes) e reflexos de sobressalto estão entre os muitos reflexos transmitidos através desta região.
Formando a região anterior do mesencéfalo, os pedúnculos cerebrais contêm muitos tratos nervosos e a substância negra. Os tratos nervosos que passam pelos pedúnculos cerebrais conectam regiões do cérebro e do tálamo à medula espinhal e às regiões inferiores do tronco encefálico. A substância negra é uma região de neurônios escuros contendo melanina que está envolvida na inibição do movimento. A degeneração da substância negra leva a uma perda de controle motor conhecida como doença de Parkinson.
Prosencéfalo (Prosencéfalo)
Diencéfalo
Superior e anterior ao mesencéfalo é a região conhecida como intercérebro, ou diencéfalo. O tálamo, o hipotálamo e as glândulas pineais compõem as principais regiões do diencéfalo.
O tálamo consiste em um par de massas ovais de massa cinzenta inferior aos ventrículos laterais e ao redor do terceiro ventrículo. Os neurônios sensoriais que entram no cérebro a partir do sistema nervoso periférico formam relés com neurônios no tálamo que continuam até o córtex cerebral. Desta forma, o tálamo age como o operador da central telefônica do cérebro, encaminhando as entradas sensoriais para as regiões corretas do córtex cerebral. O tálamo tem um papel importante na aprendizagem, encaminhando a informação sensorial para os centros de processamento e memória do cérebro.
O hipotálamo é uma região do cérebro localizada inferior ao tálamo e superior à glândula pituitária. O hipotálamo atua como centro de controle do cérebro para a temperatura corporal, fome, sede, pressão arterial, frequência cardíaca e produção de hormônios. Em resposta a mudanças na condição do corpo detectadas pelos receptores sensoriais, o hipotálamo envia sinais para as glândulas, músculos lisos e coração para neutralizar essas mudanças. Por exemplo, em resposta ao aumento da temperatura corporal, o hipotálamo estimula a secreção de suor pelas glândulas sudoríparas na pele. O hipotálamo também envia sinais para o córtex cerebral para produzir os sentimentos de fome e sede quando o corpo está sem comida ou água. Esses sinais estimulam a mente consciente a procurar comida ou água para corrigir essa situação. O hipotálamo também controla diretamente a glândula pituitária, produzindo hormônios. Alguns desses hormônios, como a ocitocina e o hormônio antidiurético, são produzidos no hipotálamo e armazenados na glândula pituitária posterior. Outros hormônios, como liberar e inibir hormônios, são secretados no sangue para estimular ou inibir a produção hormonal na glândula pituitária anterior.
A glândula pineal é uma pequena glândula localizada posteriormente ao tálamo em uma sub-região chamada epitálamo. A glândula pineal produz o hormônio melatonina. A luz que atinge a retina dos olhos envia sinais para inibir a função da glândula pineal. No escuro, a glândula pineal secreta melatonina, que tem um efeito sedativo no cérebro e ajuda a induzir o sono. Esta função da glândula pineal ajuda a explicar por que a escuridão é indutora do sono e a luz tende a perturbar o sono. Os bebês produzem grandes quantidades de melatonina, permitindo-lhes dormir até 16 horas por dia. A glândula pineal produz menos melatonina à medida que as pessoas envelhecem, resultando em dificuldade em dormir durante a idade adulta.
Cérebro
A maior região do cérebro humano, nosso cérebro controla funções cerebrais superiores, como linguagem, lógica, raciocínio e criatividade. O cérebro envolve o diencéfalo e está localizado superior ao cerebelo e ao tronco encefálico. Um sulco profundo conhecido como fissura longitudinal corre no meio do sagito pelo centro do cérebro, dividindo o cérebro nos hemisférios esquerdo e direito. Cada hemisfério pode ser dividido em 4 lobos: frontal, parietal, temporal e occipital. Os lóbulos são nomeados para os ossos do crânio que os cobrem. Assustadoramente, esses lóbulos são algumas das áreas do cérebro atacadas por Doença de Alzheimer.
A superfície do cérebro é uma camada complicada de massa cinzenta conhecida como córtex cerebral. A maior parte do processamento do cérebro ocorre dentro do córtex cerebral. As protuberâncias do córtex são chamadas de giro (singular: giro), enquanto as reentrâncias são chamadas de sulcos (singular: sulco).
Profundamente ao córtex cerebral é uma camada de substância branca cerebral. A substância branca contém as conexões entre as regiões do cérebro, bem como entre o cérebro e o resto do corpo. Uma faixa de substância branca chamada corpo caloso conecta os hemisférios esquerdo e direito do cérebro e permite que os hemisférios se comuniquem uns com os outros.
Nas profundezas da substância branca cerebral existem várias regiões da substância cinzenta que compõem os núcleos basais e o sistema límbico. Os núcleos basais, incluindo o globo pálido, o estriado e o núcleo subtalâmico, trabalham em conjunto com a substância negra do mesencéfalo para regular e controlar os movimentos musculares. Especificamente, essas regiões ajudam a controlar o tônus muscular, a postura e o músculo esquelético subconsciente. O sistema límbico é outro grupo de regiões profundas da massa cinzenta, incluindo o hipocampo e a amígdala, que estão envolvidos na memória, sobrevivência e emoções. O sistema límbico ajuda o corpo a reagir a situações de emergência e altamente emocionais com ações rápidas, quase involuntárias.
Com tantas funções vitais sob o controle de um único órgão incrível - e tantas funções importantes realizadas em suas camadas externas - como nosso corpo protege o cérebro de danos? Nosso crânio claramente oferece um pouco de proteção, mas o que protege o cérebro do próprio crânio? Continue a leitura!
Meninge
Três camadas de tecido, coletivamente conhecidas como meninges, cercam e protegem o cérebro e a medula espinhal.
A dura-máter forma a camada mais externa e coriácea das meninges. O tecido conjuntivo irregular denso feito de fibras colágenas resistentes dá à dura-máter sua força. A dura-máter forma uma bolsa ao redor do cérebro e da medula espinhal para segurar o líquido cefalorraquidiano e evitar danos mecânicos ao tecido nervoso mole. O nome dura mater vem do latim para "mãe dura", devido à sua natureza protetora.
A matéria aracnoide é encontrada revestindo o interior da dura-máter. Muito mais fina e delicada que a dura-máter, contém muitas fibras finas que conectam a dura-máter e a pia-máter. O nome aracnoide mater vem do latim para "mãe semelhante a uma aranha", pois suas fibras se assemelham a uma teia de aranha. Abaixo da matéria aracnoide há uma região cheia de líquido conhecida como espaço subaracnóideo.
Como a mais interna das camadas meníngeas, a pia-máter repousa diretamente na superfície do cérebro e da medula espinhal. Os muitos vasos sanguíneos da pia-máter fornecem nutrientes e oxigênio para o tecido nervoso do cérebro. A pia-máter também ajuda a regular o fluxo de materiais da corrente sanguínea e do líquido cefalorraquidiano para o tecido nervoso.
Líquido cefalorraquidiano
O líquido cefalorraquidiano (LCR) – um fluido claro que envolve o cérebro e a medula espinhal – fornece muitas funções importantes para o sistema nervoso central. Em vez de estar firmemente ancorado aos ossos circundantes, o cérebro e a medula espinhal flutuam dentro do LCR. O LCR preenche o espaço subaracnóideo e exerce pressão sobre o exterior do cérebro e da medula espinhal. A pressão do LCR atua como um estabilizador e amortecedor para o cérebro e a medula espinhal à medida que flutuam dentro dos espaços ocos do crânio e das vértebras. Dentro do cérebro, pequenas cavidades cheias de LCR chamadas ventrículos se expandem sob a pressão do LCR para levantar e inflar o tecido cerebral mole.
O líquido cefalorraquidiano é produzido no cérebro por capilares revestidos com células ependimárias conhecidas como plexos coroides. O plasma sanguíneo que passa pelos capilares é filtrado pelas células ependimárias e liberado no espaço subaracnóideo como LCR. O LCR contém glicose, oxigênio e íons, que ajuda a distribuir por todo o tecido nervoso. O LCR também transporta os resíduos para longe dos tecidos nervosos.
Depois de circular ao redor do cérebro e da medula espinhal, o LCR entra em pequenas estruturas conhecidas como vilosidades aracnoides, onde é reabsorvido pela corrente sanguínea. As vilosidades aracnoides são extensões semelhantes a dedos da matéria aracnoide que passam através da dura-máter e para o seio sagital superior. O seio sagital superior é uma veia que atravessa a fissura longitudinal do cérebro e transporta sangue e líquido cefalorraquidiano do cérebro de volta ao coração.
Fisiologia do Cérebro
Metabolismo
Apesar de pesar apenas cerca de 3 quilos, o cérebro consome até 20% do oxigênio e da glicose absorvidos pelo corpo. O tecido nervoso no cérebro tem uma taxa metabólica muito alta devido ao grande número de decisões e processos que ocorrem dentro do cérebro a qualquer momento. Grandes volumes de sangue devem ser constantemente entregues ao cérebro, a fim de manter a função cerebral adequada. Qualquer interrupção na entrega de sangue ao cérebro leva muito rapidamente a tonturas, desorientação e, eventualmente, inconsciência.
Sensorial
O cérebro recebe informações sobre a condição do corpo e arredores de todos os receptores sensoriais do corpo. Toda essa informação é alimentada em áreas sensoriais do cérebro, que juntam essas informações para criar uma percepção das condições internas e externas do corpo. Algumas dessas informações sensoriais são informações sensoriais autonômicas que dizem ao cérebro subconscientemente sobre a condição do corpo. Temperatura corporal, frequência cardíaca e pressão arterial são todos sentidos autonômicos que o corpo recebe. Outra informação é a informação sensorial somática da qual o cérebro está consciente. Tato, visão, som e audição são exemplos de sentidos somáticos.
Controle do motor
Nosso cérebro controla diretamente quase todos os movimentos do corpo. Uma região do córtex cerebral conhecida como área motora envia sinais aos músculos esqueléticos para produzir todos os movimentos voluntários. Os núcleos basais do cérebro e a massa cinzenta no tronco encefálico ajudam a controlar esses movimentos subconscientemente e evitar movimentos estranhos que são indesejados. O cerebelo ajuda com o tempo e a coordenação desses movimentos durante movimentos complexos. Finalmente, o tecido muscular liso, o tecido muscular cardíaco e as glândulas são estimulados pelas saídas motoras das regiões autonômicas do cérebro.
Processamento
Uma vez que a informação sensorial tenha entrado no cérebro, as áreas de associação do cérebro vão trabalhar processando e analisando essas informações. A informação sensorial é combinada, avaliada e comparada com experiências anteriores, fornecendo ao cérebro uma imagem precisa de suas condições. As áreas de associação também trabalham para desenvolver planos de ação que são enviados para as regiões motoras do cérebro, a fim de produzir uma mudança no corpo através de músculos ou glândulas. As áreas de associação também trabalham para criar nossos pensamentos, planos e personalidade.
Aprendizagem e Memória
O cérebro precisa armazenar muitos tipos diferentes de informações que recebe dos sentidos e que se desenvolve através do pensamento nas áreas de associação. A informação no cérebro é armazenada de algumas maneiras diferentes, dependendo de sua fonte e por quanto tempo é necessária. Nosso cérebro mantém a memória de curto prazo para acompanhar as tarefas em que o cérebro está atualmente envolvido. Acredita-se que a memória de curto prazo consista em um grupo de neurônios que estimulam uns aos outros em um loop para manter os dados na memória do cérebro. Novas informações substituem as informações antigas na memória de curto prazo dentro de alguns segundos ou minutos, a menos que as informações sejam movidas para a memória de longo prazo.
A memória de longo prazo é armazenada no cérebro pelo hipocampo. O hipocampo transfere informações da memória de curto prazo para as regiões de armazenamento de memória do cérebro, particularmente no córtex cerebral dos lobos temporais. A memória relacionada às habilidades motoras (conhecida como memória processual) é armazenada pelo cerebelo e núcleos basais.
Homeostase
O cérebro atua como o centro de controle do corpo, mantendo a homeostase de muitas funções diversas, como respiração, frequência cardíaca, temperatura corporal e fome. O tronco encefálico e o hipotálamo são as estruturas cerebrais mais preocupadas com a homeostase.
No tronco encefálico, a medula oblonga contém o centro cardiovascular que monitora os níveis de dióxido de carbono dissolvido e oxigênio no sangue, juntamente com a pressão arterial. O centro cardiovascular ajusta a frequência cardíaca e a dilatação dos vasos sanguíneos para manter níveis saudáveis de gases dissolvidos no sangue e para manter uma pressão arterial saudável. O centro de ritmicidade medular da medula monitora os níveis de oxigênio e dióxido de carbono no sangue e ajusta a taxa de respiração para manter esses níveis em equilíbrio.
O hipotálamo controla a homeostase da temperatura corporal, pressão arterial, sono, sede e fome. Muitos receptores sensoriais autonômicos para temperatura, pressão e produtos químicos alimentam o hipotálamo. O hipotálamo processa a informação sensorial que recebe e envia a saída para efetores autonômicos no corpo, como as glândulas sudoríparas, o coração e os rins.
Dormir
Enquanto o sono pode parecer um momento de descanso para o cérebro, este órgão é realmente extremamente ativo durante o sono. O hipotálamo mantém o relógio biológico de 24 horas do corpo, conhecido como relógio circadiano. Quando o relógio circadiano indica que a hora do sono chegou, ele envia sinais para o sistema de ativação reticular do tronco cerebral para reduzir sua estimulação do córtex cerebral. A redução na estimulação do córtex cerebral leva a uma sensação de sonolência e, eventualmente, leva ao sono.
Em um estado de sono, o cérebro pára de manter a consciência, reduz parte de sua sensibilidade à entrada sensorial, relaxa os músculos esqueléticos e completa muitas funções administrativas. Essas funções administrativas incluem a consolidação e armazenamento da memória, sonho e desenvolvimento do tecido nervoso.
Existem dois estágios principais do sono: movimento rápido dos olhos (REM) e movimento ocular não rápido (NREM). Durante o sono REM, o corpo fica paralisado enquanto os olhos se movem para frente e para trás rapidamente. Sonhar é comum durante o sono REM e acredita-se que algumas memórias são armazenadas durante esta fase. O sono NREM é um período de movimento lento dos olhos ou nenhum movimento ocular, culminando em um sono profundo de baixa atividade elétrica cerebral. Sonhar durante o sono NREM é raro, mas as memórias ainda são processadas e armazenadas durante esse período.
Reflexos
Um reflexo é uma reação rápida e involuntária a uma forma de estímulo interno ou externo. Muitos reflexos no corpo estão integrados no cérebro, incluindo o reflexo de luz pupilar, tosse e espirros. Muitos reflexos protegem o corpo de danos. Por exemplo, tossir e espirrar limpar as vias aéreas dos pulmões. Outros reflexos ajudam o corpo a responder a estímulos, como ajustar as pupilas à luz brilhante ou fraca. Todos os reflexos acontecem rapidamente, ignorando os centros de controle do córtex cerebral e integrando-se nas regiões inferiores do cérebro, como o mesencéfalo ou o sistema límbico.
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