Cervello e sistema nervoso: anatomia e funzioni

Cosa fa il cervello?

Il cervello controlla cosa pensi e senti, come impari e ricordi, e il modo in cui ti muovi e parli. Ma controlla anche cose di cui sei meno consapevole — come il battito del tuo cuore e la digestione del tuo cibo.

Pensa al cervello come a un computer centrale che controlla tutte le funzioni del corpo. Il resto del sistema nervoso è come una rete che rimanda messaggi avanti e indietro dal cervello a diverse parti del corpo. Lo fa tramite il midollo spinale, che scende dal cervello lungo la schiena. Contiene nervi filiformi che si diramano verso ogni organo e parte del corpo.

Quando un messaggio arriva nel cervello da qualsiasi parte del corpo, il cervello dice al corpo come reagire. Per esempio, se tocchi una stufa calda, i nervi nella tua pelle sparano un messaggio di dolore al tuo cervello. Il cervello poi manda un messaggio indietro dicendo ai muscoli nella tua mano di ritrarsi. Per fortuna, questa staffetta neurologica accade in un istante.

Quali sono le parti del sistema nervoso?

Il sistema nervoso è composto dal sistema nervoso centrale e dal sistema nervoso periferico:

  • Il cervello e il midollo spinale sono il sistema nervoso centrale.
  • I nervi che attraversano tutto il corpo compongono il sistema nervoso periferico.

Il cervello umano è incredibilmente compatto, pesa solo 3 libbre (circa 1,4 kg). Ha molte pieghe e solchi, però. Questi gli danno l'area superficiale aggiuntiva necessaria per immagazzinare le informazioni importanti del corpo.

Il midollo spinale è un lungo fascio di tessuto nervoso lungo circa 45 cm e spesso 1 cm. Si estende dalla parte inferiore del cervello giù lungo la colonna. Lungo la strada, i nervi si diramano verso tutto il corpo.

Il cervello e il midollo spinale sono protetti dall'osso: il cervello dalle ossa del cranio, e il midollo spinale da un insieme di ossa a forma di anello chiamate vertebre. Sono entrambi ammortizzati da strati di membrane chiamate meningi e un fluido speciale chiamato liquido cerebrospinale. Questo fluido aiuta a proteggere il tessuto nervoso, mantenerlo sano, e rimuovere i prodotti di scarto.

Quali sono le parti del cervello?

Il cervello ha tre sezioni principali: il prosencefalo, il mesencefalo, e il rombencefalo.

Il Prosencefalo

Il prosencefalo è la parte più grande e complessa del cervello. Consiste del cervello — l'area con tutte le pieghe e i solchi tipicamente visti nelle immagini del cervello — così come altre strutture sotto di esso.

Il cervello contiene le informazioni che essenzialmente ti rendono chi sei: la tua intelligenza, memoria, personalità, emozione, linguaggio, e capacità di sentire e muoverti. Aree specifiche del cervello sono incaricate di processare questi diversi tipi di informazioni. Questi sono chiamati lobi, e ce ne sono quattro: frontale, parietale, temporale, e occipitale.

Il cervello ha metà destra e sinistra, chiamate emisferi. Sono collegati nel mezzo da una banda di fibre nervose (il corpo calloso) che permette loro di comunicare. Queste metà possono sembrare immagini speculari l'una dell'altra, ma molti scienziati credono che abbiano funzioni diverse:

  • Il lato sinistro è considerato il lato logico, analitico, oggettivo.
  • Il lato destro si pensa sia più intuitivo, creativo, e soggettivo.

Quindi quando bilanci il tuo libretto degli assegni, stai usando il lato sinistro. Quando ascolti musica, stai usando il lato destro. Si crede che alcune persone siano più "destrorse" o "sinistrorse" mentre altre sono più "tutto cervello", significando che usano entrambi gli emisferi allo stesso grado.

Lo strato esterno del cervello è chiamato corteccia (anche noto come "sostanza grigia"). Le informazioni raccolte dai cinque sensi arrivano nel cervello alla corteccia. Queste informazioni sono poi direzionate ad altre parti del sistema nervoso per ulteriori elaborazioni. Per esempio, quando tocchi la stufa calda, non solo un messaggio esce per muovere la tua mano, ma uno va anche a un'altra parte del cervello per aiutarti a ricordare di non rifarlo.

Nella parte interna del prosencefalo si trovano il talamo, l'ipotalamo, e la ghiandola pituitaria:

  • Il talamo trasporta messaggi dagli organi sensoriali come occhi, orecchie, naso e dita alla corteccia.
  • L'ipotalamo controlla il tuo polso, sete, appetito, schemi del sonno, e altri processi nel tuo corpo che accadono automaticamente.
  • L'ipotalamo controlla anche la ghiandola pituitaria, che produce gli ormoni che controllano crescita, metabolismo, equilibrio di acqua e minerali, maturità sessuale, e risposta allo stress.

Il Mesencefalo

Il mesencefalo, sotto il mezzo del prosencefalo, agisce come coordinatore principale per tutti i messaggi che entrano ed escono dal cervello al midollo spinale.

Il Rombencefalo

Il rombencefalo si trova sotto l'estremità posteriore del cervello. Consiste del cervelletto, ponte, e midollo allungato. Il cervelletto — anche chiamato "piccolo cervello" perché sembra una piccola versione del cervello — è responsabile per equilibrio, movimento, e coordinazione.

Il ponte e il midollo allungato, insieme con il mesencefalo, sono spesso chiamati tronco encefalico. Il tronco encefalico riceve, manda, e coordina i messaggi del cervello. Controlla anche molte delle funzioni automatiche del corpo, come respirazione, frequenza cardiaca, pressione sanguigna, deglutizione, digestione, e battito delle palpebre.

Come funziona il sistema nervoso?

Il funzionamento base del sistema nervoso dipende molto da minuscole cellule chiamate neuroni. Il cervello ne ha miliardi, e hanno molti lavori specializzati. Per esempio, i neuroni sensoriali mandano informazioni da occhi, orecchie, naso, lingua, e pelle al cervello. I neuroni motori portano messaggi dal cervello al resto del corpo.

Tutti i neuroni trasmettono informazioni l'uno all'altro attraverso un complesso processo elettrochimico, facendo connessioni che influenzano il modo in cui pensi, impari, ti muovi, e ti comporti.

Intelligenza, apprendimento, e memoria. Mentre cresci e impari, i messaggi viaggiano da un neurone a un altro ancora e ancora, creando connessioni, o percorsi, nel cervello. È per questo che guidare richiede così tanta concentrazione quando qualcuno lo impara per la prima volta, ma poi diventa seconda natura: Il percorso si è stabilito.

Nei bambini piccoli, il cervello è altamente adattabile. Infatti, quando una parte del cervello di un bambino piccolo è ferita, un'altra parte spesso può imparare a prendere il sopravvento su alcune delle funzioni perse. Ma man mano che invecchi, il cervello deve lavorare di più per creare nuovi percorsi neurali, rendendo più difficile padroneggiare nuovi compiti o cambiare schemi di comportamento fissati. Ecco perché molti scienziati credono che sia importante continuare a sfidare il cervello a imparare cose nuove e fare nuove connessioni — aiuta a mantenere il cervello attivo per tutta la vita.

La memoria è un'altra funzione complessa del cervello. Le cose che hai fatto, imparato, e visto sono prima processate nella corteccia. Poi, se senti che questa informazione è abbastanza importante da ricordare permanentemente, viene passata verso l'interno ad altre regioni del cervello (come l'ippocampo e l'amigdala) per l'immagazzinamento e recupero a lungo termine. Mentre questi messaggi viaggiano attraverso il cervello, anche loro creano percorsi che servono come base della memoria.

Movimento. Parti diverse del cervello muovono parti diverse del corpo. Il lato sinistro del cervello controlla i movimenti del lato destro del corpo, e il lato destro del cervello controlla i movimenti del lato sinistro del corpo. Quando premi l'acceleratore della tua auto con il piede destro, per esempio, è il lato sinistro del tuo cervello che manda il messaggio permettendoti di farlo.

Funzioni corporee di base. Una parte del sistema nervoso periferico chiamata sistema nervoso autonomo controlla molti dei processi del corpo a cui quasi non hai mai bisogno di pensare, come respirazione, digestione, sudorazione, e brividi. Il sistema nervoso autonomo ha due parti: il sistema nervoso simpatico e il sistema nervoso parasimpatico.

Il sistema nervoso simpatico prepara il corpo per uno stress improvviso, come se assistessi a una rapina. Quando succede qualcosa di spaventoso, il sistema nervoso simpatico fa battere il cuore più velocemente così che mandi sangue rapidamente alle diverse parti del corpo che potrebbero averne bisogno. Causa anche alle ghiandole surrenali in cima ai reni di rilasciare adrenalina, un ormone che aiuta a dare potenza extra ai muscoli per una fuga veloce. Questo processo è noto come risposta "combatti o fuggi" del corpo.

Il sistema nervoso parasimpatico fa l'opposto: Prepara il corpo per il riposo. Aiuta anche il tratto digerente a muoversi così i nostri corpi possono assumere efficientemente i nutrienti dal cibo che mangiamo.

I Sensi

Vista. La vista probabilmente ci dice di più sul mondo di qualsiasi altro senso. La luce che entra nell'occhio forma un'immagine capovolta sulla retina. La retina trasforma la luce in segnali nervosi per il cervello. Il cervello poi gira l'immagine nel verso giusto e ti dice cosa stai vedendo.

Udito. Ogni suono che senti è il risultato di onde sonore che entrano nelle tue orecchie e fanno vibrare i tuoi timpani. Queste vibrazioni poi si muovono lungo i minuscoli ossicini dell'orecchio medio e si trasformano in segnali nervosi. La corteccia poi processa questi segnali, dicendoti cosa stai sentendo.

Gusto. La lingua contiene piccoli gruppi di cellule sensoriali chiamate bottoni gustativi che reagiscono alle sostanze chimiche nei cibi. I bottoni gustativi reagiscono a dolce, acido, salato, amaro, e umami. I bottoni gustativi mandano messaggi alle aree nella corteccia responsabili per processare il gusto.

Olfatto. Le cellule olfattive nelle membrane mucose che rivestono ogni narice reagiscono alle sostanze chimiche che respiri e mandano messaggi lungo nervi specifici al cervello.

Tatto. La pelle contiene milioni di recettori sensoriali che raccolgono informazioni relative a tatto, pressione, temperatura, e dolore e le mandano al cervello per processamento e reazione.

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