فيديو الدرس: الجهاز العصبي المركزي الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نصف تركيب الأجزاء المختلفة في الجهاز العصبي المركزي ووظيفتها. وسنبدأ بتعلم كيفية وصف الأقسام المختلفة للدماغ، بما في ذلك الأغشية الثلاثة التي تحيط بالدماغ والحبل الشوكي وتحميهما. وبعد ذلك، سنستكشف التركيب الأساسي لأقسام الدماغ، وكيفية تحديد الفصوص المختلفة للمخ، ونناقش الوظائف المختلفة لكل قسم من هذه الأقسام. وسنوضح أيضًا بإيجاز مكونات الحبل الشوكي ونتعلم كيف نتعرف على تراكيب الحبل الشوكي عند عرض مقطع عرضي لها. وأخيرًا، سنناقش في إيجاز كيف يدعم تركيب الحبل الشوكي انتقال النبضات العصبية من الدماغ وإليه.

للجهاز العصبي البشري ثلاث وظائف رئيسية، وهي: جمع المعلومات الحسية، ومعالجة المعلومات الحسية التي جمعت، وتنسيق الاستجابة الحركية للمعلومات الحسية المعالجة. والجهاز العصبي المركزي هو جزء من الجهاز العصبي البشري مسئول عن استقبال المعلومات الحسية، ومعالجة المعلومات الحسية، وتنسيق الاستجابة الحركية المناسبة. ولتنفيذ كل هذه العمليات، يستخدم الجهاز العصبي المركزي الجزأين الرئيسيين المكونين له، وهما: الدماغ والحبل الشوكي.

وبما أن الدماغ والحبل الشوكي ينفذان بعضًا من أهم الوظائف في أجسامنا، فإنهما يتمتعان بحماية بالغة. الطبقة الأولى من حماية الدماغ والحبل الشوكي هي العظام التي تحيط بهذين التركيبين. يحاط الدماغ بالجمجمة، في حين أن الحبل الشوكي محاط بالعديد من العظام الصغيرة التي تسمى الفقرات. وتحت العظم، توجد ثلاث طبقات أخرى من الحماية على شكل أغشية تسمى الأغشية السحائية. وكل غشاء من هذه الأغشية الثلاثة له اسم محدد ووظيفة محددة. يطلق على الغشاء الخارجي الذي يبطن العظام اسم الأم الجافية. ويأتي هذا الاسم من كلمة لاتينية تعني الأم القاسية، وتساعد في وصف نسيج هذا الغشاء السميك والمتين.

وتحت الأم الجافية توجد الأم العنكبوتية. إذا كان هذا الاسم يذكرك بالعناكب وشبكة العنكبوت، فأنت محق! فالمصطلح مشتق من كلمة يونانية تعني العنكبوت. وسمي الغشاء بهذا الاسم لأنه يشبه شبكة العنكبوت في قوامه ومظهره الخارجي. وهو مثل شبكة العنكبوت، رغم أنه رقيق، فإنه قوي جدًّا وقادر على تحقيق الاستقرار لحركة الدماغ داخل الجمجمة.

والغشاء الأقرب إلى الدماغ والحبل الشوكي يسمى الأم الحنون. ويأتي هذا الاسم من كلمة لاتينية تعني الأم الرقيقة. والغرض منها وصف التركيب الرقيق لهذا الغشاء. ومع ذلك، على الرغم من أن غشاء الأم الحنون رقيق، فإنه يلتصق بإحكام بسطح الدماغ والحبل الشوكي مثل غلاف بلاستيكي. وهذا يشكل حاجزًا مقاومًا حول هذه التراكيب، مما يجعل من الصعب على الأجسام الغريبة التأثير على الدماغ والحبل الشوكي.

والآن بعد أن عرفنا كيفية حماية الدماغ والحبل الشوكي من الضرر الجسدي، دعونا نلق نظرة على كل مكون من مكونات الجهاز العصبي المركزي بالتفصيل، بداية من الدماغ. من منظور علم الأحياء النمائي، ينقسم الدماغ إلى ثلاثة أقسام، وهي: الدماغ الأمامي، والدماغ الأوسط، والدماغ الخلفي. وكل قسم من هذه الأقسام يضم أجزاء متعددة. يتكون الدماغ الأمامي بالأساس من المخ والتراكيب الدماغية العميقة، مثل المهاد وتحت المهاد. الدماغ الأوسط هو أصغر أقسام الدماغ الثلاثة، ويتكون بشكل أساسي من السقف، والمسال المخي، والسقيفة، والسويقتان المخيتان. الدماغ الخلفي هو القسم السفلي من أقسام الدماغ الرئيسية الثلاثة، ويتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية، هي: قنطرة فارول، والمخيخ، والنخاع المستطيل.

دعونا نتعمق أكثر في وظائف مكونات الدماغ المختلفة الموجودة داخل الدماغ الأمامي، والدماغ الأوسط، والدماغ الخلفي. الدماغ الأمامي هو الجزء الأكبر والأكثر تعقيدًا من الدماغ البشرية. وكما ذكرنا من قبل، يتكون الدماغ الأمامي في الأساس من المخ والتراكيب الدماغية العميقة، مثل المهاد، وتحت المهاد، والحصين، والأعصاب البصرية، والبصلة الشمية. وهذه التراكيب في الدماغ الأمامي مسئولة عن التفكير المنطقي، والذاكرة، واللغة، والإدراك الحسي، والاستجابات العاطفية.

المخ هو الجزء الأكبر من الدماغ الأمامي، وينقسم إلى نصفين أو نصفي كرة. يتواصل النصفان معًا وتنتقل المعلومات بينهما عبر قناة سميكة من الألياف العصبية. الطبقة الخارجية من المخ تسمى القشرة المخية ‪(cerebral cortex)‬‏، ويمكن التعرف عليها بسهولة من خلال مظهرها المجعد المميز. وكلمة «‪cortex‬‏»، بمعنى القشرة، مشتقة من كلمة لاتينية بمعنى اللحاء، وهو ما يساعد في وصف هذه القطعة السميكة من النسيج التي تتكون منها القشرة المخية.

وينتج المظهر المجعد للقشرة المخية عن طيات في أنسجة الدماغ. وتساعد هذه الطيات على زيادة مساحة سطح الدماغ، وهو ما يسمح بوجود عدد أكبر من الخلايا العصبية داخل الجمجمة. لذلك، كلما زاد عدد الطيات أو التجاعيد، زاد عدد الخلايا العصبية وارتفع ذكاء الحيوان. وتستخدم التجاعيد الأكبر باعتبارها علامات مميزة لمساعدة الباحثين على تمييز الأجزاء الأربعة المختلفة من المخ.

يتضمن كل نصف كرة من المخ أربعة فصوص، هي: الفص الجبهي والفص الجداري والفص القفوي والفص الصدغي. الفصان الجبهيان لهما دور مهم في إدارة الوظائف المعرفية ذات المستوى الأعلى التي تدعم قدرتنا على تحقيق هدف ما. تغطي هذه الوظائف نطاقًا واسعًا من الأفعال، مثل التحكم في الحركات الإرادية، وإنتاج اللغة، وصنع القرار، والتفكير المنطقي، وتكوين الذاكرة. وهكذا فإنك تستخدم الفص الجبهي عندما تضع جدولًا زمنيًّا، أو تنتبه إلى التعليمات، أو تتخيل المستقبل، أو تضع في ذهنك فكرتين مختلفتين، أو تستخدم حججًا منطقية.

يحتوي الفص الجداري على خريطة حسية جسدية للجسم. لذا فإن هذين الفصين مهمان للغاية في دمج المعلومات الحسية واستخدام هذه المعلومات في التحرك عبر المكان. تسمى هاتان الوظيفتان الإحساس الجسدي والإدراك الحسي العميق. يستخدم الإحساس الجسدي مناطق من الفص الجداري لمعالجة الإحساس باللمس، مثل الضغط والألم ودرجة الحرارة. وهذا يساعدنا على فهم المعلومات الحسية التي نواجهها. يستخدم إدراك الحس العميق مناطق من الفص الجداري لاستشعار اتجاه أجزاء الجسم وموقعها. وهذا يساعدنا على فهم موضع أجسامنا في المكان المحيط.

الفص القفوي هو مركز المعالجة البصرية في الدماغ البشري. ويتضمن القشرة البصرية، التي تعالج المعلومات الواردة من العينين، ثم تفسر هذه المعلومات على هيئة صور تشكل إدراكنا للعالم. يحتوي هذان الفصان أيضًا على مناطق الاستقبال والترابط البصرية، التي تعالج الصور البصرية للغة، وهو ما يجعلها بالغة الأهمية للقراءة والفهم. لذا، عندما تتمكن من التعرف على كلمات لغة أخرى، ولكنك تواجه صعوبة في فهمها، فإنك حينها تستخدم فقط مناطق الاستقبال البصري من الفص القفوي.

الفص الصدغي مخصص لمعالجة المعلومات السمعية، والذاكرة، والعاطفة. يحتوي جزء كبير من الفصين الصدغيين على القشرة السمعية، التي تدعم الإدراك والمعالجة السمعيين. وهذا لا يساعدنا في فهم ما نسمعه عندما يتعلق الأمر بالكلام والعواطف فحسب، ولكن يساعدنا أيضًا في تقدير الأصوات المعقدة مثل الموسيقى. كما أن الفصين الصدغيين مسئولان تحديدًا عن دعم الاحتفاظ بالذكريات البصرية ودمجها مع أحاسيس التذوق والصوت والبصر واللمس. وأخيرًا، يحتوي الجزء الأوسط الداخلي من الفص الصدغي على الحصين واللوزة المخية، وهما تركيبان أساسيان في تكوين الذاكرة والمعالجة العاطفية.

يحتوي الدماغ الأمامي أيضًا على فص خامس يسمى فص الجزيرة. وأفضل طريقة لتصور هذين الفصين هي النظر إلى مقطع عرضي للدماغ؛ إذ إن فص الجزيرة مخفي أسفل الفصوص الأربعة الأخرى للمخ. يعد فص الجزيرة بمنزلة منطقة استقبال معنية بقراءة حالة الجسم بأكمله، وتوليد المشاعر التي قد تتسبب في أفعال، مثل تناول الطعام أو اتخاذ القرارات. كما أنه يحتوي على القشرة الذوقية، المسئولة عن تمييزنا للمذاقات المختلفة.

والآن بعد أن تعرفنا جيدًا على الدماغ الأمامي، لنناقش الدماغ الأوسط. الدماغ الأوسط هو أصغر أقسام الدماغ الثلاثة، ويقع في الجزء العلوي من جذع الدماغ. وباعتباره جزءًا من جذع الدماغ، فإنه يساعد على ربط الدماغ بالحبل الشوكي. كما ذكرنا من قبل، التراكيب الموجودة داخل الدماغ الأوسط تتضمن السقف والمسال المخي والسقيفة والسويقتين المخيتين.

وبما أن الدور الأساسي للدماغ الأوسط هو أن يكون بمنزلة محطة توصيل، فإن هذه التراكيب تحتوي على مراكز مهمة للعديد من وظائف الدماغ الأوسط؛ وظائف مثل نقل المعلومات البصرية والسمعية، والمساهمة في الأفعال الانعكاسية، ودعم التحكم في الحركة، علاوة على المساهمة في تنظيم النوم والاستيقاظ والانتباه ودرجة الحرارة. ويساعد تنوع الوظائف التي يدعمها الدماغ الأوسط الجهاز العصبي المركزي في حساب الاستجابات إلى المعلومات الحسية، والتغيرات التي تطرأ على البيئة، وكذلك تنفيذ الأفعال التي لا تتطلب إدراكًا واعيًا، مثل السعال أو الفزع عند سماع صوت عال ومفاجئ.

أسفل الدماغ الأوسط يوجد الدماغ الخلفي، وهو الجزء الأدنى من الدماغ، ويضم التراكيب السفلية لجذع الدماغ. تتضمن تراكيب الدماغ الخلفي قنطرة فارول، والمخيخ، والنخاع المستطيل. تدعم هذه التراكيب معًا وتنسق الوظائف الحيوية اللازمة لبقاء الإنسان على قيد الحياة.

وكلمة جسر (pons باللاتينية) تساعدنا في وصف أحد الأدوار الرئيسية لقنطرة فارول، وهو ربط الدماغ الأوسط بالنخاع. ومن الوظائف الأخرى لقنطرة فارول أنها تمثل نقطة الأصل لأربعة من أصل 12 عصبًا قحفيًّا، ودعم الأفعال اللاإرادية مثل شدة التنفس وتكراره.

كلمة «‪cerebellum‬‏»، بمعنى المخيخ، مشتقة من كلمة لاتينية بمعنى الدماغ الصغير. ويوضح هذا كيف أن هذا التركيب الصغير الكثيف الشبيه بالشعاب المرجانية يحتوي على عدد أكبر من الخلايا العصبية مقارنة بنصفي الكرة المخية. يشكل العدد الكبير من الخلايا العصبية الموجودة داخل المخيخ مركزًا مهمًّا يعالج جميع المعلومات التي تصل إلى الدماغ وجميع الأوامر التي تخرج منه. وهذا يمكن المخيخ من تحسين قدرات الدماغ وتنسيق الحركات الإرادية لجعلها سلسة ودقيقة ومحددة زمنيًّا بشكل مثالي. ويساعد العدد الكبير من الخلايا العصبية داخل المخيخ أيضًا في تفسير نوايا الدماغ ومعالجتها.

في الجزء السفلي من جذع الدماغ يوجد النخاع المستطيل. والنخاع المستطيل مهم للبقاء على قيد الحياة؛ لأنه يحتوي على جميع مراكز التحكم للوظائف الذاتية واللاإرادية، مثل معدل ضربات القلب وضغط الدم.

ويوجد أسفل الدماغ الخلفي العضو الثاني في الجهاز العصبي المركزي، وهو الحبل الشوكي. الحبل الشوكي هو حزمة سميكة من الألياف والأنسجة العصبية التي تشكل مسارًا ذا اتجاهين بين الدماغ والجسم. ينقسم الحبل الشوكي إلى أربع مناطق، هي: المنطقة العنقية، والمنطقة الصدرية، والمنطقة القطنية، والمنطقة العجزية. تحتوي هذه المناطق على 31 جزءًا بها 31 زوجًا من الأعصاب الشوكية. وكل منطقة بها مجموعة مختلفة قليلًا من الأعصاب الشوكية. على سبيل المثال، هناك ثمانية أعصاب شوكية عنقية، و 12 عصبًا شوكيًّا صدريًّا، وخمسة أعصاب شوكية قطنية، وستة أعصاب شوكية عجزية. كل جزء من أجزاء الحبل الشوكي الـ 31 له التركيب الداخلي نفسه تقريبًا، وهو ما يمكن رؤيته بشكل أفضل عند النظر إلى مقطع عرضي للحبل الشوكي.

عند النظر إلى مقطع عرضي للحبل الشوكي، نجد أن هناك شكل حرف ‪H‬‏ مميز في المنتصف. عادة ما يكون شكل الحرف ‪H‬‏ رمادي اللون، وهو مشتق من التركيز العالي لأجسام الخلايا العصبية التي تكون الحزمة السميكة من الألياف العصبية الموجودة في الحبل الشوكي. وتحاط المادة الرمادية المركزية بالمادة البيضاء، التي تتكون من المحاور العصبية الميالينية. والميالين الموجود على هذه المحاور هو ما يعطي المساحة المجاورة لونها الأبيض المميز.

يدعم تركيب الحبل الشوكي تدفق النبضات العصبية من الدماغ إلى الجسم، ومن الجسم إلى الدماغ. تنقل المعلومات الحسية بواسطة الخلايا العصبية الحسية، وتنتقل من الأطراف إلى الحبل الشوكي عبر الجذر الظهري، وتمر بتركيب يسمى العقدة الجذرية الظهرية التي تستضيف أجسام الخلايا العصبية الحسية. ثم تنتقل المعلومات الحسية نحو الدماغ مباشرة، أو كما هو موضح هنا، نحو الخلايا العصبية في المادة الرمادية الشوكية. وبمجرد دخول الخلايا العصبية الحسية الحبل الشوكي، فإنها تتصل بخلايا عصبية موصلة في أحد الذراعين العلويين لمركز المادة الرمادية الذي يأخذ شكل الحرف ‪H‬‏، واللذان يسميان القرنين الظهريين.

بعد معالجة المعلومات الحسية في الدماغ، سيرسل الدماغ نبضة عصبية إلى الأطراف. ومن أجل الوصول إلى الأعضاء المستجيبة المناسبة، ستنتقل النبضة العصبية عبر القرن البطني، وهو أحد الذراعين السفليين للمادة الرمادية التي تأخذ شكل الحرف ‪H‬‏. تستخدم هذه الدائرة الشديدة التنظيم لنقل كل من الأوامر الإرادية المرسلة من الدماغ، وكذلك الأقواس الانعكاسية التي تتضمن الاتصال فقط بالحبل الشوكي.

والآن بعد أن استعرضنا جميع مكونات الجهاز العصبي المركزي ووظائفه، أصبحنا مستعدين لحل مسألة تدريبية.

مم يتكون الجهاز العصبي المركزي؟ (أ) من الدماغ والحبل الشوكي. (ب) من الدماغ والأعصاب القحفية. (ج) من الأعصاب الطرفية في الأطراف الخارجية. (د) من العمود الفقري والأعصاب الشوكية.

للإجابة عن هذا السؤال، سنراجع تركيب الجهاز العصبي البشري، مع التركيز على مكونات الجهاز العصبي المركزي. للجهاز العصبي البشري ثلاث وظائف رئيسية. وهي: جمع المدخلات الحسية، ومعالجة المدخلات الحسية، والاستجابة إلى المدخلات الحسية عبر المخرجات الحركية. وكل هذه الوظائف يؤديها الجزآن الرئيسيان في الجهاز العصبي البشري.

والجزآن الرئيسيان في الجهاز العصبي البشري هما الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي الطرفي. يتكون الجهاز العصبي المركزي من الدماغ والحبل الشوكي. ويساعد هذان المكونان على معالجة المدخلات الحسية المجمعة وتفسيرها، وكذلك تنسيق استجابة المخرجات الحركية المناسبة. يشير الجهاز العصبي الطرفي إلى جميع الأعصاب الموجودة خارج الدماغ والحبل الشوكي. وتساعد هذه المكونات في جمع المدخلات الحسية وتنفيذ المخرجات الحركية المناسبة. باستخدام هذه المعلومات، أصبحنا مستعدين الآن للإجابة عن سؤالنا. يتكون الجهاز العصبي المركزي من الدماغ والحبل الشوكي.

لنراجع ما تعلمناه في هذا الفيديو. يتكون الجهاز العصبي المركزي من الدماغ والحبل الشوكي. يحيط بكل من الدماغ والحبل الشوكي أغشية سحائية، وهي الأم الجافية والأم العنكبوتية والأم الحنون. ينقسم الدماغ إلى الدماغ الأمامي والدماغ الأوسط والدماغ الخلفي. الفصوص الأربعة في المخ هي: الفص الجبهي، والفص الصدغي، والفص الجداري، والفص القفوي. ينقسم الحبل الشوكي إلى أربع مناطق، هي: المنطقة العنقية، والمنطقة الصدرية، والمنطقة القطنية، والمنطقة العجزية.