4. 8. 3. Az agy

Az agy

Az agy felépítése

Nyílirányú metszeten agy részeinek felismerése    

Az agy felépítése

Az agy részei

• Agytörzs (brain stem)
  • Fehérállománya van, egységes szürkeállománya nincs
  • Szürkeállomány helyett:
    • Elkülönülő magok
    • Hálózatos állomány (idegsejtek bonyolult hálózata)
  • Funkciója:
    • Vegetatív működések
      • Keringés, légzés
      • Köhögés, tüsszentés
      • Táplálkozással kapcsolatos motoros és elválasztási reakciók: nyelés, szopás, rágás, hányás, nyálelválasztás
      • Mozgásszabályozás: testtartási reflex, izomtónus, járás
      • Pályákat közvetít (összeköttetés a gerincvelő és a kisagy, köztiagy, nagyagy között)
      • Alvás-ébrenlét szabályozása

• Nyúltvelő (medulla oblongata)
  • • A gerincvelő folytatása a koponyában az öreglyukon keresztül
    • Hátsó részén: a IV. agykamra alapja, az agytörzs és a kisagy között
    • Agytörzsi hálózatos állomány
    • Központja:
      • Vitális központok: keringés, légzés
      • Nyálkahártyareflex
      • Felszálló és leszálló pályák átkapcsolása
      • Piramis-pálya 85%-a a nyúltvelő alsó részén kereszteződik
      • Nagyagyi törzsmagvakból kiinduló pályarendszer mozgatóközpontjai
  • Híd (pons): pályákat közvetít
    • Gerincvelő-nyúltvelő-nagyagy és kisagy-nagyagy között
    • Légzési központ és nyúltvelői központok működésének összehangolása (pl. nyelés, beszéd)
    • Nyálelválasztási reflexek központjai
    • Mozgásszabályozó központ (testtartási központ)
  • Középagy (midbrain): alulról híd, felülről köztiagy határolja
    • Reflexei (látórendszer, szemmozgás)
      • Pupillareflex
      • Accomodáció (éleslátás)
      • Pislogási reflex
    • Testtartás, izomtónus szabályozása
    • Alvás-ébrenlét szabályozása

• Köztiagy
  • • A III. agykamra körül szerveződik
    • Általános jellemzők
      • Legfontosabb kéregalatti érző- és koordinációs központ
      • Törzsmagvakból kiinduló mozgatórendszerek
      • Vegetatív és neuroendokrin központ
    • Epitalamusz     
      • Tobozmirigy
        • Az alacsonyabb rendű gerinceseknél: fényérzőszerv
        • Emlősökben mirigyes
        • Melatonint termel, amely:
          • Gátolja az ivarmirigyek működését
          • Befolyásolja a kedélyállapotot (magas szint àdepresszió)
          • A fény gátolja az elválasztását à alvásfolyamatok kiváltása
    • Talamusz
      • A III. agykamra két oldalán elhelyezkedő páros magcsoport
      • Kapcsolatban:
        • Agytörzsi hálózatos állománnyal és magvakkal
        • Az összes felszálló érzőpályával
        • Kisaggyal
        • Nagyaggyal
      • Feladata
        • Kéreg alatti érzőközpont: minden érzőpálya (kiv. Szaglópáya) átkapcsolódik rajta, érzőinformációk integrálása, előzetes feldolgozása
        • Tudat fenntartása
        • Alvás és ébrenlét állapot szabályozása
        • Agykérgi aktiváló rendszerek része
        • Törzsmagvakból kiinduló mozgatórendszer része
    • Hipotalamusz
      • A III. agykamra levelé tölcsérszerűen elkeskenyedő része körüli terület
      • A hipofízissel egy nyél köti össze
      • Kapcsolatban a limbikus rendszerrel
      • Működése
        • A hormonális rendszer irányítója
          • Kisserjtes állomány
            • Gátló és serkentő faktorokat termel, melyek a hipofízis elülső lebenyére hatnak
          • Nagysejtes magok:
            • ADH és oxicotin termelése
            • Neurohormonok itt tárolódnak és szabadulnak fel (neuroszekréció)
        • Víz-és sóháztartás idegrendszeri kp-ja
          • Nagysejtes magok: szomjúság körpont
          • Ingere: a vér ozmotikus koncentrációjának emelkedése -> vízfelvétel szabályozás kp-ja
        • Vegetatív idegrendszer egyik legfelsőbb kp-ja
          • Cannon-féle vészreakció: fight or flight (harcolj vagy menekülj)
            • Fenyegető környezett, bekövetkezett ártalom vagy nagy fizikai erőkifejtés ->
            • A szervezet mobilizálja erőforrásait, felkészül a védekezésre, menekülésre
            • Mozgósítja az erőforrásokat: szimpatikus idegrendszeri aktiválódás
        • A szimpatikus és paraszimpatikus hatások összehangolója
      • Ösztönös magatartást kialakító mechanizmusok
        • Táplálkozási magatartás (éhség-jóllakottság)
          • Éhség kp: ingerlése táplálék felvételt
            • Irtása: táplálkozás elmaradása
            • Érzet kialakulása:
              • Alacsony vércukorszint
              • Gyomor üressége
          • Jóllakottság kp: pont fordítva
            • Érzet kialakulása:
              • Gyomor teltsége (mechanoreceptorok)
              • Magas inzulinszint
              • Magas vércukorszint
        • Vízfelvétel (szomjúság)
        • Testhőmérséklet (hűtés-fűtés)
        • Szexuális magatartás, érzelmi reakciók
        • Biológiai óra

• Kisagy
  • • A hátsó koponyagörödben, 2 félteke
    • Kisagykarok kötik össze az agyvelő többi részével
    • Kisagykéreg: 1 mm vastag szürkeállomány, kívül
    • Kisagyi magvak: fehérállomány, belül, a kisagykéreg neuronjainak átkapcsolási helyei
    • Mozgáskoordinációs központ
      • Izomtónus szabályozása
      • Testtartás
      • Izommozgások összerendezése
      • Pontos, bonyolult, célvezérelt mozgások kivitelezése

• Nagyagy
  • • A központi idegrendszer legfejlettebb, legjelentősebb része
    • 1300-1400 gramm, 1350 cm3
    • Egy mély, hosszanti árok két féltekére osztja à a kérgestest pályái kapcsolják össze
    • Az egyes koponyacsontoknak megfelelően tagoljuk:
      • Homloklebeny:
        • Szaglóközpont
        • Beszéd
        • Írás
        • Összerendezett szemmozgások
        • Elsődleges mozgatókéreg
      • Fali lebeny:
        • Elsődleges testérző kp.
      • Nyakszirti lebeny:
        • Látás kp-ja
      • Halántéklebeny
        • Hallás- és beszédértő kp.
    • Felszínét barázdák tekervényekre tagolják, lefutásuk egyéni különbségeket mutathat, de fő vonalaikban hasonló
      • Az agy felületét növelő képződmények (2200 cm2 – 44× a lakásunk WOW)

• Agyvelő állománya két részre különül
  • • • Kéreg (cerebral cortex)
        • Felszíni szürkeállomány
        • Neuronok sejttestjei alkotják (kb. 90 milliárd)
        • Nagysága változó, kb. 2-4 mm
        • Neocortex
          • Az agykéreg törzsfejlődéstanilag legfiatalabb és legfejlettebb része
          • Emlősökben az agykéreg túlnyomó része
          • 6 szövettani réteg
            • Felületes réteg
            • Külső szemcsesejtes réteg
            • Külső piramissejt réteg
            • Belső szemcsesejtes réteg
            • Belső piramissejt réteg
            • Plexiform réteg
          • 2 sejttípus: szemcsesejtek és piramissejtek
        • Allocortex:
          • 3 rétegű (legősibb)
          • Szaglólebeny
          • Érzelmi reakciók, memória
        • Kéregrészletek megkülönböztetése
          • Motoros kéregrészletek (homloklebeny): 5. réteg piramissejtjei fejlettek
            • Elsődleges mozgatókéreg: elindítja az akaratlagos mozgásokat, végzi a konkrét kivitelezést
          • Érzőkéregrészek (fali lebeny): 4. réteg szemcsesejtjei fejlettek
            • Elsődleges testérzőkéreg: testérzetek, bőr, izmok, inak mechanikai hő és fájdalom érzetének kialakulása
            • Primer látókéreg: látópálya végződési területe, fényérzet kialakulása
            • Primer hallókéreg: hallópálya végződési területe, hangérzet kialakulása
          • Asszociációs kéreg (átmenet az előző kettő között)
            • A nagyagyi neuronok 99,95%-a asszociációs neuron
            • 0,05% mozgató idegsejt
        • Az agykéreg oszlopos működése: hengeridomú modulok (az agykéreg funkcionális egységei)
          • Kb. 5.000-10.000 sejtből
          • A sejtek a modulokon belül függőlegesen kommunikálnak
          • Az oszlop működésekor a sejtek egyszerre kerülnek ingerületbe
          • Egy modul kb. 100-200 másikkal tart kapcsolatot
          • On/off özemmód
          • A bekapcsolt oszlopokat kikapcsolt oszlopok veszik körül
          • A kérgi oszlopokban: gátló sejtek megakadályozzák az ingerület oldalirányú terjedését (izoláció)
          • Határai dinamikusan változnak, egy sejt hol az egyik, hol a másik oszlophoz tartozik
      • Fehérállomány
        • Belső fehérállomány, neuroncsoportok (törzsmagvak)
        • Pályák alkotják, 3 csoport:
          • Felszálló és leszálló pályák
          • Egy féltekén belül az egyes lebenyeket összekapcsoló pályák
          • A két féltekét összekapcsoló pályák (kérgestest)
        • Nagyagyi törzsmagvak: idegsejtcsoportok
          • Extrapiramidális rendszer, mozgatórendszer kiinduló egységei
        • Kérgestest (corpus callosum)
          • A két féltekét összekapcsoló pályák

• Limbikus rendszer
  • A talamuszok körüli, főleg a nagyagyhoz tartozó ősi magcsoportok / kéregrészletek (homlok, ill. halántéklebeny)
  • A legfelsőbb vegetatív szabályozó rendszer
    • Hipotalamusz (egyesek szerint)
    • Amigdala
    • Hipokampusz
    • Gyrus cinguli
    • Septalis magok
  • Hatása:
    • A vegetatív és szomatikus idegi szabályozás összehangolása
    • Magatartás szabályozása
      • Érzelmek (emóciók, félelem, szorongás, aggódás)
      • Indulatok (düh)
      • Akarati élet (motivációk)
      • Szociális ingerakciók
    • Érzelmi reakciókhoz kapcsolódó tanulási folyamatok
    • Hosszú távú memória kialakulása

Alvás-ébrenlét

• Agytörzsi hálózatos állomány szerepe az alvás-ébrenléti ciklus fenntartásában
  • A középagyi hálózatos állományhoz köthetők a neuron csoportok, amelyek stimulálják az agykérget -> alvás-ébrenléti ciklus szabályozása
  • A legtöbb felszálló érzőpálya az agytörzsben átkapcsolódik -> ingerli az agytörzsi hálózatos állományt -> fokozza az agykéreg aktivitását, ébrenlétet
  • Idegsejtek sérülése: kóma
    • Kóma: eszméletvesztéshez vezető súlyos anyagcsere állapot vagy agyi sérülés által okozott tudatvesztés
    • Felületes kóma: fájdalomingerre célzott, elhárító mozdulat, de nem ébred fel
    • Mélyebb kóma: fájdalomingerre csak önkétlen, céltalan mozdulat
    • Tovább mélyülő kóma: reflexek kiesnek, légzés, keringés fennmarad
    • Agyhalál küszöbén: légzés, keringés gépek és gyógyszerek segítségével tartható fenn

• Cirkadián ritmus: napi ritmus, olyan 24 órás ciklus, ami az élőlények fiziológiai folyamataiban, viselkedésében nyilvánul meg
  • Az élőlény saját belső időmérő rendszere irányítja
  • Külső hatások (fény): szinkronizáló jellegűek
  • Belső óra szabályozása:
    • Hipotalamuszban elhelyezkedő magrendszer
      • Melatonin és szerotonin alvást elősegítő szerepe itt érvényesül
      • Melatonin: tobozmirigyben, sötétben választódik el
      • Szerotonin: agytörzsi hálózatos állomány egyes neuron csoportjai
    • Híd és középagy hálózatos állományában aktiváló struktúrák
      • Ingerlése: ébrenlétre jellemző állapotot eredményez
      • A felszálló érzőpályákon keresztül kiterjedt kapcsolatban állnak az érzékszervekkel
• Elméletek az alvás funkcióival kapcsolatban
  • Energiatakarékosság: NREM alatt az energiakészletek feltöltődnek
  • Tanulás: REM alatt új szinapszisok keletkezése, ami a tanulás előfeltétele
    • Információ feldolgozása
  • Feltöltődés
  • Alvás nélkül: csúcs 201 óra, 13 perc, alvásmegvonás tünetei
    • A 3. nap után képzelődések, téveszmék, érzékcsalódások
    • Mozgási zavarok (kezek remegése, finom mozgások koordinációjának gyengülése)

• Álomalvás (létszükséglet)
  • Alvás: az aktív viselkedés hiánya, egyfajta öntudatlan állapot
    • Az élőlényeknek bizonyos periodicitással a környezettel való kapcsolatuk és motoros aktivitásuk nagymértékben csökken
    • Az ember alvása az egész élettartam egyharmadát teszi ki
    • Életkortól függően jellegzetesen változik
  • Szakaszai
    • REM (rapid eye movement): az EEG nagyon aktív, ébrenléthez hasonló hullámok
      • Gyors, széles, rendezetlen szemmozgások
      • Gyorsabb szívverés
      • Légzés gyorsul
      • Agy anyagcseréje gyorsul (látszólagos ébrenlét a nyugvó testben)
      • Álmodás ekkor történik
      • Hímvessző megmerevedik
      • 8 órás alvás alatt 4-5 REM szakasz, 15-45 percig
      • Az alvási szakasz elején rövidebbek majd hosszabbodnak
      • Az agy éber állapotánál is nagyobb mértékben aktivált, viszont az érzékszervi beáramlás, a mozgási rendszer gátlás alatt ál
        • (vázizomzat ellazul, időnként lokálisan megrándul)
        • Paradox alvás
      • Béta hullámok
      • Agyi keringés nő, nő az agy hőmérséklete
    • Non REM (NREM): lassú hullámú alvás
      • Az érzékszervek gátlás alatt állnak
      • Agyi működés jelentős csökkenése
      • Alfa, delta, teta hullámok
      • Szívfrekvencia és légzésszám csökken
      • Vegetatív rendszer paraszimpatikus túlsúlya jellemző
      • Testhőmérséklet csökkent
      • Növekedési hormonok termelődése nő
  • Az alvásfolyamat a két alvástípus (NREM, REM) ciklikus változásából épül fel
    • NREM alvást 90-120 percenként REM periódusok szakítják meg
    • Befolyásolja
      • Az előzetesen ébren töltött idő tartama és minősége
      • Nehéz fizikai munka: lassú hullámú alvás arányát növeli
      • Szellemi munka, stressz, lelki megterhelések: REM fázis arányát növelik
      • Alvásmegvonás: a REM 100%osan bepótlódik
  • Biológiai funkció
    • NREM: a kimerülő / elhasználódó kémiai-fiziológiai folyamatok regenerációját segíti elő
      • Lemerült energiakészletek visszaállítása
    • REM: elősegítheti az agy fejlődését
      • Memória funkció
      • A felesleges memóriák törlése ill. hosszútávú memória kialakulása, tanulás, infó feldolgozása, új szinapszisok létrehozása

Agyféltekék

• Agyhasítás: a két agyféltekét összekötő idegrost-köteg (kérgestest) átvágása
  • Ritka műtét
  • Epilepszia súlyos változatainál
  • Eredménye: az epileptikus rohamok nem tudnak átterjedni az egyik agyféltekéről a másikra
• Jobb és bal agyfélteke funkciói