Sistemul nervos – structura, functionare, curiozitati

Sistemul nervos este “centrul de comanda” al fiintei noastre, este locul de unde pornesc si unde sunt primite influxurile nervoase, este cel care controleaza actiunile si senzatiile fiecarei parti din organism, care coordoneaza gandirea, emotiile si memoria. Este format din sistemul nervos central (SNC) si din cel periferic (SNP). SNC cuprinde, la randul sau, creierul, trunchiul cerebral, creierul mic (cerebelul) – toate acestea formand encefalul (cuvant de origine greaca, insemnand “in cap”) – si maduva spainarii, localizata la nivelul coloanei vertebrale. Fiecare parte a encefalului indeplineste un rol  specific – creierul mic controleaza coordonarea miscarilor corpului, trunchiul cerebral supravegheaza activitatea inimii si a plamanilor, emisferele cerebrale fac posibila constientizarea senzatiilor/emotiilor, precum si dezvoltarea facultatilor intelectuale. Asadar, cele doua sisteme, SNC si SNP, actioneaza sincron, pentru integrarea informatiei senzoriale, pentru controlul motor si pentru managerierea functiilor cognitive.

Sistemul nervos central

Creierul uman adult cantareste in jur de 1200 – 1500 de grame si este alcatuit din cateva mii de miliarde de celule, ocupand un volum de aproximativ 1400 centimetri cubi. Primeste circa 20% din totalul de sange, oxigen si calorii al intregului organism, chiar daca nu reprezinta mai mult de 2% din greutatea totala a corpului. Maduva spinarii, a unui adult, are o lungime de 40 – 50 de centimeteri si un volum de 150 centimetri cubi. Atat creierul, cat si maduva spinarii au evoluat din tubii neurali de la nivelul embrionului.

Maduva spinarii este o structura nervoasa de forma cilindrica, alungita, dispusa pe toata lungimea coloanei vertebrale, care include canalul central si substanta cenusie din jurul acestuia. Substanta cenusie este alcatuita din neuroni, in timp ce substanta alba este o structura densa de fibre nervoase ascendente si descendente. O fibra nervoasa este o inlantuire de neuroni, care sunt celulele de baza ale sistemului nervos. Maduva spinarii reprezinta o unitate de legatura extrem de importanta, ca un “fir telegrafic”, intre creier si SNP (sistemul nervos periferic), fiind responsabila de transmiterea informatiei de natura senzoriala, din diferite zone externe si interne, catre cele 31 de perechi de nervi spinali. Acesti nervi stabilesc conexiunile sinaptice (punctul de contact dintre doi neuroni) la nivelul maduvei spinarii sau la nivelul trunchiului cerebral, pentru a urca, mai departe, la nivelul nucleilor subcorticali.

Meningele reprezinta un set de membrane (care acopera intregul sistem nervos) alcatuite din tesuturi fibroase. Membrana  externa este formata din tesut dens conjunctiv si este cunoscuta sub numele de “dura mater”. A doua membrana este avasculara (fara vase de sange), alcatuita din fibre reticulare (in forma de retea), cunoscuta sub numele de arahnoida. Aceasta este separata de “pia mater” (membrana subtire, translucida si elastica pe suprafata careia trec vase de sange), prin intermediul unui spatiu umplut de lichidul cefalorahidian (care ajuta la protejarea de traume si leziuni).

In general, SNC poate fi divizat in trei mari categorii functionale – sistemul senzorial, sistemul motor si functiile cerebrale de cognitie si homeostazie (capacitate a organismului de se mentine in parametri normali de functionare). Sistemul senzorial vizeaza aparatul auditiv, vestibular (de echilibru), olfactiv, gustativ si vizual, cel motor cuprinde sistemul somatic (muschii scheletici), reflexele spinale (care tin de coloana vertebrala), sistemul visceral (organele interne), cerebelul, cateva zone corticale (ale scoartei cerebrale) si subcorticale, dar si centrele de la nivelul trunchiului cerebral care se ocupa de controlul miscarilor oculare. Sistemele homeostatice si de control cognitiv includ hipotalamusul (situat la baza creierului), ariile corticale implicate in introspectie, motivatie, personalitate, limbaj, memorie, imaginatie, creativitate, gandire, judecata, procesare mentala, dar si ariile subcorticale (de sub scoarta cerebrala) care au rol in invatare, gandire, constiinta, memorie, atentie, reactii emotionale si ciclurile somn/veghe.

Emisferele cerebrale sunt cele mai voluminoase parti ale creierului uman. Creierul este prevazut cu un strat extern, cortexul, alcatuit din neuroni si substanta cenusie. Sub aceasta substanta cenusie se gaseste substanta alba, alcatuita din fibre ascendente mielinizate (imbracate intr-o teaca formata din acizi grasi, colesterol etc.) si fibre descendente. Emisferele cerebrale sunt partial separate una de cealalta pe partea din mijloc, prin intermediul fisurii interemisferice. Posterior, exista o fisura transversala care separa emisferele cerebrale de cerebel si care contine o structura care poarta numele de “cortul cerebelului” (tentorium cerebellum). Cele doua emisfere cerebrale, parti esentiale ale sistemului nervos, sunt conectate printr-un manunchi de fibre sub forma literei C – corpul calos (corpus callosum) – responsabil de transmiterea de informatie intre cele doua emisfere cerebrale.

Suprafata creierului (cortexul cerebral) este plina de circumvolutiuni (girusuri), separate una de cealalta prin intermediul unor santuri alungite (sulcusuri). Circumvolutiunile permit expansiunea suprafetei corticale, fara a duce la cresterea dimensiunilor creierului. Pe partea laterala a emisferelor cerebrale exista doua santuri majore (sau fisuri) – “fisura laterala a lui Sylvius” (numita asa dupa numele profesorului olandez Franciscus Sylvius, care a definit-o), care se dezvolta inca din a 14-a saptamana de sarcina, si “santul central Rolando”.

Sistemul nervos periferic (SNP) include 32 de perechi de nervi spinali, 12 perechi de nervi cranieni, sistemul autonom nervos si ganglionii (grupuri de celule nervoase localizate in afara SNC). Tot din acest sistem fac parte si organele senzoriale, localizate la diferite niveluri ale organismului si care sunt responsabile de perceperea schimbarilor din organele interne si din exterior, pe care le transforma ulterior in semnale electrice, transmise prin intermediul retelei neuronale extensive catre SNC. Mecanismul transmiterii de impulsuri electrice catre extremitatile nervilor a fost descifrat tarziu, in istoria medicinei, in 1921, cand fiziologul Otto Loewi a descoperit neurotransmitatorii, substante biochimice (substante-mesager), care ajuta impusurile nervoase sa treaca peste golul dintre doua sinapse. Nervii cranieni si spinali contin fibre care conduc informatia aferent (termen provenit din latina, semnificand “catre”) sau eferent (tot din latina, insemnand “dinspre”), in raport cusistemul nervos central. Fibrele aferente transmit informatia, de exemplu, de la nivelul receptorilor senzitivi din piele, al membranelor mucoase, al organelor interne si de la nivelul ochilor, urechii, nasului si a gurii, catre SNC, in timp ce fibrele eferente sunt cele care transmit semnalele de la centrele corticale si subcorticale catre maduva spinarii si de aici catre muschi sau catre ganglioni.

Sistemul nervos periferic (SNP) este divizat in sistemul visceral (cunoscut si sub numele de sistemul autonomic) – care regleaza si controleaza functiile inconstiente, aici incluzandu-le pe cele de natura viscerala, pe cele ale muschilor netezi, ale muschiului cardiac, ale vaselor sangvine, glandele – si sistemul somatic, care include receptorii senzitivi si neuronii care ii inerveaza, precum si fibrele care ajung la nivelul maduvei spinarii. Sistemele nervoase visceral si somatic sunt responsabile, in principal, cu propria functionare, dar colaboreaza si cu celelalte aspecte ale SNC.

Sistemul nervos lucreaza cu “reglaje” de mare finete, de aceea, in momentul in care exista dezechilibre congenitale (din nastere) sau dobandite, apar si simptomele unor probleme la nivelul SNC, care pot sa se instaleze gradual, ducand la pierderea treptata a functiilor cognitive, asa cum se intampla in afectiunile degenerative (boala Parkinson, dementa, scleroza multipla etc.). Simptomele pot sa fie moderate sau severe, in functie si de administrarea/absenta unui tratament timpuriu (de pilda, suplimentele de tirozina), care sa amelioreze respectivele manifestari. Studiile recente, in ceea ce priveste boala Alzheimer, de exemplu, atesta eficienta vitaminei B12 in prevenirea instalarii acestei maladii. Alte boli pot fi determinate si de existenta unor probleme vasculare sau de natura neurologica, asa cum se intampla in cazul traumelor, al  depresiilor, psihozelor, anxietatii, expunerii la toxine etc.

Curiozitati despre creierul uman

• Se spune, frecvent, ca omul utilizeaza doar 10% din capacitatea creierului si ca ideal ar fi ca fiecare individ sa apeleze la diverse metode prin care sa exploateze, intr-o mai mare masura, acest urias potential si, implicit, sa isi dezvolte inteligenta. Desi exista inca multe necunoscute in privinta functionarii sistemului nervos si, chiar daca, la nivel individual, probabil, se pot face multe pentru a creste gradul de inteligenta si capacitatea cognitiva, oamenii de stiinta nu confirma valabilitatea celor zece procente. Principalele lor argumente se refera la faptul ca, daca 90% din creierul uman este neutilizat, atunci leziunile cerebrale ale zonelor respective nu ar trebui sa afecteze functionarea sistemului nervos, ceea ce nu se intampla. De asemenea, diversele analize de imagistica medicala (RMN, tomografii), prin care s-a putut urmari activitatea cerebrala, au aratat ca fiecare parte a creierului este in activitate, intr-un anumit moment (cel putin partial), chiar si in timpul somnului, singurele zone inactive fiind cele lezate, din diverse pricini. Pe de alta parte, ar fi nefiresc ca organismul sa ofere 20% din energia corporala (nutrimente, oxigen), pentru ceva ce nu ar functiona decat la 10% din capacitatea sa.
• Este, de asemenea, un adevar ca celulele nervoase au tendinta se degenereze, dar cercetatorii de la Institutul Pasteur, din Paris, au demonstrat ca, pe parcursul vietii, creierul continua sa se imbogateasca, si la varsta adulta, cu ceea ce ei au numit neo-neuroni. Nu s-a putut preciza inca foarte clar, care este “misiunea” acestora, dar se presupune ca sunt legati de activitatea cognitiva – de invatare si de memorie. Mai mult, s-a constatat ca aparitia neo-neuronilor este stimulata de lumina naturala si ca cele mai placute momente (receptate asa de catre organism) sunt dimineata, la trezirea din somn, si starile de bucurie. Pe de alta parte, proasta dispozitie, tensiunile favorizeaza aparitia bolilor neurologice.
• De forma si de marimea unei conopide, creierul este format din peste 100 de miliarde de celule, adica aproximativ tot atatea cate stele sunt in galaxia noastra.
• Oamenii de stiinta nu contenesc sa analizeze, sa compare, sa faca supozitii in legatura cu structura, greutatea, forma creierului, in cazul geniilor. Unele dintre cele mai interesante observatii sunt legate de creierul lui Albert Einstein, autorul celebrei teorii a relativitatii. Cele mai recente studii, aparute in revista “Science et vie” (Stiinta si viata), au aratat ca, in cazul lui Einstein, creierul avea un numar ridicat de astrocite (celule ale sistemului nervos central, in forma de stea, care asigura suport si protectie neuronilor, regleaza fluxul sangvin, pot sa elibereze o serie de neurotransmitatori, care stimuleaza comunicarea neuronala, sunt sensibile la prezenta calciului si au proprietatile unor celule-susa – celule-stem). In opinia primului medic care a fost autorizat sa studieze creierul lui Einstein, in 1980, Marian Diamond, anumite zone ale cortexului, responsabile de sarcini complexe, aveau un numar mai mare, decat in mod normal, de celule gliale, care inconjoara neuronii si care au un rol semnificatif in dezvoltarea inteligentei. De asemenea, fisura laterala a lui Sylvius, la Einstein, prezinta o inclinatie speciala, delimitant o regiune mai mare a rationamentelor abstracte, in detrimentul zonei care controleaza limbajul (ceea ce explica si de ce Einstein a invatat sa vorbeasca mai tarziu decat alti copii).
• Observarea atenta a comportamentului uman, asociata unor statistici diverse, i-a condus pe specialisti la concluzia ca exercitiile fizice, mersul pe jos (in pas sustinut, timp de o jumatate de ora pe zi etc.), impreuna cu preocuparile care presupun atentie, creativitate, spirit asociativ s.c., sunt excelente modalitati de stimulare a aparitiei neo-neuronilor, semn al unui spirit activ, spontan, dinamic, tanar.