Sistemul nervos periferic acționează doar ca un releu pentru transmiterea mesajelor între sistemul nervos central și mușchii capului, glande și organe de simț. Practic, nu joacă nici un rol în analiza informațiilor senzitive sau în inițierea impulsurilor motorii. Ambele activitați și multe altele apar în sistemul nervos central.
Creierul și maduva spinării formează unitatea centrală care prelucrează impulsurile. Ele primesc mesaje prin fibrele senzitive de la organele de simț și receptori, le selectează și analizează și, după aceea, transmit impulsurile de-a lungul fibrelor motorii, producând un răspuns adecvat al mușchilor și glandelor.
Funcția de analiză sau de procesare poate fi relativ simplă pentru unele activități ce se desfășoară în maduva spinării, dar analiza la nivelul creierului este de obicei de o înaltă complexitate, implicând participarea a mii de neuroni diferiți. Deși mulți neuroni senzitivi se termină și mulți neuroni motori au originea în creier, majoritatea neuroniior cerebrali sunt interneuroni care au funcția de a filtra, analiza și stoca informațiile.
Intregul sistem nervos central necesită un aport substanțial de sânge, care furnizează oxigenul și substanțele nutritive. El este de asemenea protejat de două tipuri de învelișuri. Primul este osos: craniul, care adăpostește creierul, și coloana vertebrală, care adapostește măduva spinării. Cel de-al doilea este constituit din trei membrane fibroase denumite meninge. Acestea acoperă în întregime creierul și măduva spinării.
Lichidul cefalorahidian este un fluid limpede, apos, care circuie în meninge, în măduva spinării și în ventriculii cerebrali (cavitali). Lichidul are un efect de amortizare, ajutând astfel la protejarea țesutului nervos vital față de agresiuni.
Fluidul este produs continuu din sânge de către celulele specializate ale plexurilor coroide din ventriculii cerebrali. Spre deosebire de ventriculii inimii, care au nume specific, ventriculii cerebrali sunt numerotați. Numerotarea începe de la emisferele cerebrale în jos, către măduva spinării, iar primii ventriculi (denumiți ventriculi laterali) sunt și cei mai mari.
Lichidul circulă de la ventriculii laterali, printr-un orificiu îngust, în ventriculul al treilea și apoi, printr-un canal și mai îngust, apeductul cerebral, în cel de-al patrulea, care este puțin mai larg. De aici iese prin orificii ale planșeului ventriculului în niște spații (cisterne) pline cu lichid care înconjoară trunchiul cerebral la baza creierului. După aceea, lichidul circulă către partea superioară a creierului (emisferele cerebrale) și este reabsorbit de către proeminențe speciale, denumite vilozități arahnoidiene, de pe arahnoida, una dintre cele trei meninge.
Măduva spinării
Măduva spinării este o coloană de țesut nervos aproximativ cilindrică, în lungime de circa 40 cm (16 inci), care este situată în interiorul canalului vertebral de la creier până la vertebrele inferioare. Este compusă din aglomerări de neuroni și fascicule de fibre nervoase. Materia cenușie - denumire a aglomerarilor neuronale - are formă de H pe secțiune transversală, cu un corn posterior și unul anterior în fiecare jumătate. Cel anterior este compus din neuroni motori, în timp ce cornul posterior conține corpii celulari ai neuronilor de asociație și senzitivi. Materia cenușie este înconjurată de materia albă. Aceasta este împraștiată în trei cordoane și conține fasciculele ascendente și descendente care conectează creierul la măduva spinării în ambele direcții. Fasciculele descendente propagă impulsurile motorii de la creier la sistemul nervos periferic; fasciculele ascendente duc impulsurile senzitive catre creier.
Funcțiile măduvei spinării
Măduva spinării are două funcții principale. În primul rând, ea funcționează ca un sistem de conducere în ambele sensuri între creier și sistemul nervos periferic. Această funcție este îndeplinită prin intermediul neuronilor senzitivi și motori; fibrele acestora din urmă formează fascicule lungi, ce pleacă din diferite parți ale creierului. Ele coboară pe distanțe variate prin măduva spinării și la capătul lor la mare distanță de creier, vin în contact cu dendritele sau cu corpii celulari ai neuronilor senzitivi sau motori aparținând sistemului nervos periferic. Mesajele pot fi transmise prin intermediul sinapselor, între neuronii periferici și cei spinali. A doua funcție a măduvei spinării este de a controla activitățile reflexe simple. Aceasta se obține prin neuroni, ale caror prelungiri se extind pe distanțe mici în sus și în jos prin măduva spinării și prin interneuroni care transmit mesajele direct între neuronii senzitivi și cei motori. Dacă puneți mâna pe o sobă fierbinte, receptorii pentru durere din piele transmit mesaje la măduva spinării. Unele dintre acestea sunt transmise imediat prin interneuroni la neuronii motori ce controlează mișcările mușchilor brațului și ai mâinii și mâna este retrasă rapid și automat. Mesajele urc prin măduva spinării și sunt conectate prin interneuroni cu nervii motori care controlează mișcările gâtului.
În acest fel, capul se intoarce automat către sursa dureroasă. Alte mesaje sunt transportate până la creier și determină senzația constientă de caldură și durere.
Creierul
În principiu, creierul poate fi împărțit în trei regiuni distincte: creierul posterior, creierul mijlociu și creierul anterior. Fiecare din aceste regiuni este divizată în zone separate, care controlează funcții distincte, toate interconectate cu alte porțiuni ale creierului.
Cea mai mare structură a creierului posterior este cerebelul. Această zonă are, în principal, activități motorii. Ea trimite impulsuri care produc mișcările inconștiente ale mușchilor, astfel postura și echilibrul sunt menținute și acționează în perfect acord cu ariile motorii ale emisferelor cerebrale pentru coordonarea mișcărilor corpului.
Trunchiul cerebral, care leaga creierul cu măduva spinării. cuprinde parți din creierul posterior, tot creierul mijlociu și o parte din cel anterior. Aici este locul de încrucișare al tuturor căilor aferente și eferente, astfel încat partea stângă a corpului este controlată de partea dreaptă a creierului și viceversa.
Variatele structuri ale trunchiului cerebral - incluzându-le pe cele denumite bulb (medulla oblonga) și puntea, care fac parte din creierul posterior, și formația reticulată (uneori, denumita sistem reticulat activator), care face parte din creierul mijlociu - au funcții vitale. Ele controlează frecvența cardiacă, presiunea arteriala, deglutiția, tusea, respirația și somnul. Controlul gradului de conștiență este una dintre cele mai importante funcții ale creierului. Formația reticulată este cea care filtrează afluxul de informații decide care este destul de importantă pentru a fi transmisă la creier. Căile nervoase din intregul organism trimit ramuri catre formația reticulată și o alimentează cu un flux constant de semnale cu origine în celulele nervoase. În consecință, acest fapt determină formația reticulată să emită semnale către toate zonele creierului la centrii adecvați, unde semnalele sunt preluate, colaționate și prelucrate. Dacă această capacitate de conducere scade sau este impiedicată să apară, partea din creier denumită cortex cerebral devine inactivă și persoana devine inconștientă.
Emisferele cerebrale și hipotalamusul
Partea cea mai mare din creier este reprezentată de emisferele cerebrale (cerebrum) localizate în creierul anterior. Acestea sunt mai dezvoltate la om decât la orice alt animal și sunt esențiale pentru gândire, memorie conștiență și procesele mentale superioare. Acesta este locul unde toate celelalte parți ale creierului transmit mesajele pentru a fi luată o decizie.
Creierul mare este îimpărtjt pe linia mediană în două jumătați, cunoscute sub numele de emisfere cerebrale. Ele sunt unite la bază printr-un fascicul gros de fibre nervoase, denumite corp calos. Deși fiecare reprezintă imaginea în oglindă a celeilalte, ele au funcții complet diferite și conlucrează prin intermediul corpului calos.
În interiorul emisferelor cerebrale există o aglomerare de substanță cenușie (celule nervoase) denumită ganglioni bazali. Aceste celule formează un sistem complex de control, care coordonează activitatea musculară, ceea ce permite corpului să îndeplinească diferite tipuri de mișcări liber și inconștient. Acest tip de activitate musculară este implicat în balansarea brațelor în timpul mersului, în expresia feței și în poziționarea membrelor înainte de ridicarea în picioare sau de mers.
Hipotalamusul se află la baza creierului, sub cele două emisfere cerebrale. El este situat imediat sub o altă structură importantă din creierul anterior, talamusul, care funcționează ca un releu telefonic între măduva spinării și emisferele cerebrale.
Hipotalamusul este, în fapt, o colecție de centri nervosi specializați, care sunt conectați cu alte zone importante din creier și cu glanda hipofiză. Este regiunea creierului implicată în controlul unor funcții vitale, cum ar fi mâncatul, dormitul și termoreglarea. Este strâns legat de sistemul hormonal endocrin.
Hipotalamusul are cai nervoase care îl conectează cu sistemul limbic, care este strâns legat de centrul olfactiv din creier. Această porțiune a creierului are, de asemenea, conexiuni cu arii ce controlează alte simțuri, comportamentul și organizarea memoriei.
Cortexul cerebral
Cortexul cerebral este un strat gros de aproximativ 3 mm (1/8 inci) de materie cenușie cu aspect cutat reprezentând suprafața exterioară a creierului. Această parte a creierului a devenit atât de dezvoltată la oameni încât a necesitat plieri repetate pentru a avea loc în craniu. Depliată, ar acoperi o suprafață de 30 de ori mai mare.
Între pliuri exista cateva șanțuri adânci, care impart fiecare din cele două emisfere ale cortexului în patru zone numite lobi. Fiecare din acești lobi îndeplinește una sau mai multe funcții specifice. Lobul temporal servește pentru auz și miros, lobul parietal pentru pipait și gust, lobul occipital pentru văz, iar cel frontal pentru mișcare, vorbire și gândirea superioară.
În fiecare din acești lobi există porțiuni specifice ce recepționează mesajele senzoriale dintr-o singură zonă a corpului. De exemplu, simțul tactil este localizat pe o arie mică în lobul parietal, care nu recepționeaza decât senzațiile de la genunchi și o arie întinsă pentru police. Aceasta explica de ce policele este mai sensibil decât genunchiul. Același principiu se aplică și altor arii senzoriale din cortex, ca și ariilor motorii.
De aceea, cortexul cerebral este locul unde informațiile primite de la cele cinci simțuri - văz, auz, pipăit, gust și miros - sunt analizate și prelucrate astfel încât alte parți ale sistemului nervos pot reacționa la informație dacă este necesar. În plus, ariile premotorii și motorii ale cortexului cerebral conlucrează cu alte arii ale sistemului nervos central și periferic pentru a produce mișcarea coordonată care este vitală pentru orice activitate conștientă.