21:11, 17.06.2020. | TEXTA BIOLOGICA NIŠ

Kako se razvijao mozak kičmenjaka

Autor: Aleksandra Petrović, izvor: PMF Žurnal

Kod svih višećelijskih životinja nervni sistem ima ulogu u primanju draži i njihovom prevođenju do različitih delova tela, kao i u davanju odgovarajućeg odgovora na zadate draži. Kod kičmenjaka je ovaj sistem visoko diferenciran i igra bitnu ulogu u tri veoma bitne funkcije- odgovor na draži, koordinacija pokreta i učenje.

Mozak svih kičmenjaka, od riba do čoveka, građen je po istom planu.  Mozak različitih grupa kičmenjaka razvijao se drugačije kod svake od njih u zavisnosti od staništa i ponašanja životinja. Nervni  sistem sastoji se od miliona nervnih ćelija, od kojih svaka formira hiljade veza sa drugim nervnim ćelijama. Ukupan broj konekcija u mozgu je astronomskih razmera, pa zbog toga analiza funkcije nervnog sistema uključuje onoliko filozofije koliko uključuje nauku.

Nervne ćelije

Poznato je da proces koji se naziva neurogeneza- nastanak nervnih ćelija, funkcioniše u mozgovima pacova, mačaka i kanarinaca.  Postavilo se pitanje da li se isti proces odvija i u mozgu čoveka. Da li bi broj nervnih ćelija koje su izgubljene usled procesa starenja ili usled povrede mogao da se vrati u početno stanje? Da bi se dobio odgovor, bilo je neophodno izvršiti eksperimente na ljudima koji bi bili u skladu sa etikom. Međutim, u to vreme su naučnici koji su istraživali kancer, koristeći  posebne boje kojima su bojene sve ćelije koje se brzo dele, baš kao tumorske ćelije, kako bi pratili razvoj bolesti.  Fred Gejdž, neurolog, shvatio je da, ako bi se dodale nove nervne ćelije, one bi takođe pokupile boju. Ako bi pacijent umro, Gejdž bi izolovao deo nervnog tkiva i pronašao da zapravo mozak stvara nove nervne ćelije, čak i kod onih pacijenata koji su bili stariji. Vrativši se na istraživanja na životinjskim uzorcima, naknadno je utvrđeno da povreda, infarkt i  vežbanje stimulišu neurogenezu, međutim, njenu inhibiciju izazivaju starenje, stres i manjak sna. Obećavajuće jeste to što se novi neuroni formiraju od mirujućih ćelija koje se nalaze u različitim delovima mozga i čekaju da budu aktivirane.

Mozak čoveka

Neki od prvih uvida u funkcionisanje nervnog sistema nastali su kao rezultat oštećenja na njemu. Anatomska struktura i funkcionalna aktivnost usko se podudaraju. Pošto su oblik i funkcija usko usklađeni sa nervnim sistemom, poremećaj funkcije može se koristiti za identifikaciju lokacije anatomske povrede. Pošto su kičmena moždina i mozak organizovani u diskretna funkcionalna područja, oštećenje dela dovodi do oštećenja funkcije. Najraniji pokazatelji za to su bili iz bojnih rana koje su vojnici preživeli, ali sa trajnim deficitom u funkciji . Rane od metaka koje nanose ograničeno oštećenje dorzalnog roga sive materije ostavljaju pacijente sa manje ili više normalnim motoričkim sposobnostima, ali narušavaju njihovu sposobnost osećanja na nivou tela na kome je rana naneta.

Nemački neurolog  P.P. Broka je 1861. godine obavio postmortem pregled mozga pacijenta koji je patio od govornog oštećenja usled povrede glave. Dok je još bio živ, pacijentove usne, jezik i glasne žice bili su potpuno funkcionalni, ali on nije mogao razumljivo da govori. Njegov je govor bio spor, a mnoge imenicei glagoli bili izbrisani. Pronađena je lezija u ograničenom predelu mozga, regiji koja je još uvek poznata kao Brokina motorna govorna zona. 

Mozak svih kičmenjaka građen je iz pet delova:  prednjeg mozga, međumozga, srednjeg mozga, malog mozga i produžene moždine. Kod svake grupe kičmenjaka postoje razlike u stepenu razvijenosti svakog od delova mozga, dok je evolutivni razvoj svakog od delova tekao postepeno.

Mozak psa

Cyclostomata- imaju vrlo primitivan mozak. Neki delovi nisu dobro podeljeni, a moždane hemisfere su prilično male. Šupljine moždanih hemisfera ili bočnih ventrikula su rudimentarne. Produžena moždina je najbolje razvijeni deo.

Pisces- ribe- mozak riba je napredniji od mozga ciklostoma. Međutim, podeli mozga vide se njihove primitivne osobine. Moždane hemisfere i međumozak su dobro razvijeni kod hrskavičavih riba dok su kod koštanih rrazvijeni u manjoj meri.

Amphibia- vodozemci-  moždane hemisfere pokazuju veći razvoj u skladu sa složenijim aktivnostima lokomocije, hibernacije, razmnožavanja… Slabo razvijen mali mozak uslovljava smanjenu mišićnu aktivnost, slabo je razvijena i produžena moždina.

Nervne ćelije

Reptilia- gmizavci- mozak gmizavaca pokazuje napredak u veličini i proporciji u odnosu na vodozemce zbog kompletnog kopnenog  načina života. Prednji mozak se povećava i postaje najveća regija mozga. Hemisfere mozga su veće nego kod vodozemaca, kao i mali mozak.

Aves- ptice- mozak ptica je proporcionalno veći od mozga gmizavaca, hemisfere su takođe veće. Mozak je poprilično uvećan sa nekoliko površnih nabora zbog mnogih aktivnosti koje uključuju mišićnu koordinaciju i ravnotežu, kao što su let i sedenje.

Mammalia- sisari- evolutivni razvoj mozga svoj vrhunac dostiže kod sisara. Kod većine sisara moždane hemisfere se znatno povećavaju i dele na režnjeve, sa debelim slojem sive mase. Kod sisara kao što je kunić, površina moždanih hemisfera je relativno glatka s malo pukotina. Kod drugih, kao što su čovek i ovca, površina je neizmerno isprepletena sa brojnim brazdama . Ovo izbrazdanost  povećava sloj sive materije koja sadrži nervne ćelije, što rezultira većom inteligencijom bez povećanja veličine mozga. Dve hemisfere su spojene iznutra poprečnom trakom vlakana, i prepokrivaju međumozak i srednji mozak , dok je mali mozak poprilično razvijen.

Mozak konja

Frenolozi su u 19. veku pokušavali da mapiraju moralne kvalitete i lične apetite za koje se mislilo da potiču iz određenih područja mozga. Verovalo se da se masiranjem vlasišta mogu otkriti prerazvijene strasti, jer će se mozak u toj regiji povećati i stvoriti oticanje na lobanji.

Videli smo da nervni sistem prikuplja informacije o unutrašnjem stanju tela i spoljašnjem svetu, kao i rezultatima prethodnog iskustva, te ih pretvara u odgovore koji bi mogli da omoguće organizmu da se održi u svom okruženju. Ali mnogo je značajniji proces odmehaničke obrade informacija. Emocije, ciljevi i svesno učešće oblikuju odgovor, bar kod ljudi. U velikoj meri, naši odgovori su oblikovani našim percepcijama i fizičkim dražima, posredstvom receptora.

Nervni sistem koji reguliše i koordinira aktivnostima tela. Povezanost unutar mozga i sposobnost mišljenja razvijale su se hiljadama godina. Najrazvijeniji mozak među životinjama ima čovek. Ali, da li je to najviši stepen koji je dostignut  evolucijom ? Da li će se mozak budućih ljudi mnogo razlikovati od našeg? Da li će se pojaviti nove vrste sa drugačijom organizacijom mozga? Na ova pitanja verovatno nećemo dobiti tačan odgovor, ali znamo da evolucija i dalje traje i da se mogu pojaviti mnogi novi evolutivni trendovi.