Κεντρικό Νευρικό Σύστημα 🧠

Το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ) συντονίζει όλες τις λειτουργίες του οργανισμού. Αποτελείται από δύο όργανα:

Εγκέφαλος: το μεγαλύτερο και πολυπλοκότερο τμήμα του νευρικού συστήματος.
Νωτιαίος μυελός: μια λεπτή, σχεδόν κυλινδρική στήλη νευρικού ιστού.

Τα δύο αυτά όργανα προστατεύονται μέσα στην κρανιακή κοιλότητα (εγκέφαλος) και στον σπονδυλικό σωλήνα (νωτιαίος μυελός) αντίστοιχα.

Προστασία του ΚΝΣ

Επειδή ο νευρικός ιστός είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος, το ΚΝΣ προστατεύεται με πολλαπλούς τρόπους:

Οστά: η κρανιακή κοιλότητα προστατεύει τον εγκέφαλο και ο σπονδυλικός σωλήνας τον νωτιαίο μυελό.
Μήνιγγες: τρεις προστατευτικές μεμβράνες που περιβάλλουν τόσο τον εγκέφαλο όσο και τον νωτιαίο μυελό.
Εγκεφαλονωτιαίο υγρό: κυκλοφορεί ανάμεσα στις δύο εσωτερικές μήνιγγες (στον υπαραχνοειδή χώρο), μειώνει τους κραδασμούς και συμβάλλει στη στήριξη και τη θρέψη του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού. Κυκλοφορεί επίσης στον κεντρικό νευρικό σωλήνα του νωτιαίου μυελού και στις κοιλίες του εγκεφάλου — τέσσερις κοιλότητες στο εσωτερικό του εγκεφάλου όπου παράγεται το υγρό αυτό και οι οποίες επικοινωνούν με τον κεντρικό νευρικό σωλήνα.

Το εγκεφαλονωτιαίο υγρό παράγεται από ειδικά κύτταρα στις κοιλίες του εγκεφάλου και απορροφάται από κύτταρα της αραχνοειδούς μήνιγγας, με αποτέλεσμα η πίεσή του να παραμένει σταθερή.

Πότε γίνεται επικίνδυνη η πίεση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού

Σε περιπτώσεις μόλυνσης, όγκου στον εγκέφαλο ή θρόμβου στο αίμα, η κυκλοφορία του εγκεφαλονωτιαίου υγρού παρεμποδίζεται και η πίεσή του αυξάνεται — κάτι που μπορεί να τραυματίσει τον νευρικό ιστό. Σε νεογνά, στα οποία οι ραφές των κρανιακών οστών δεν έχουν ακόμη κλείσει, η αυξημένη πίεση μπορεί να προκαλέσει μεγέθυνση της κρανιακής κοιλότητας (υδροκεφαλία).

Πώς μετριέται η πίεση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού

Η πίεση μπορεί να μετρηθεί με οσφυονωτιαία παρακέντηση: μια λεπτή βελόνα εισάγεται ανάμεσα στον 3ο και τον 4ο οσφυϊκό σπόνδυλο και συνδέεται με μανόμετρο. Η ίδια τεχνική επιτρέπει και τη λήψη δείγματος εγκεφαλονωτιαίου υγρού, ώστε να εξεταστεί για μη φυσιολογικά συστατικά· η παρουσία, για παράδειγμα, ερυθροκυττάρων δείχνει αιμορραγία σε κάποιο σημείο του ΚΝΣ.

Νωτιαίος μυελός

Ο νωτιαίος μυελός αρχίζει από το ύψος του ινιακού τρήματος και καταλήγει περίπου στο ύψος του δεύτερου οσφυϊκού σπονδύλου. Περιέχει κέντρα αντανακλαστικών λειτουργιών και συνδέει τον εγκέφαλο με τα νωτιαία νεύρα, επιτρέποντας την επικοινωνία με το υπόλοιπο σώμα.

Δομή του νωτιαίου μυελού

Σε εγκάρσια τομή, ο νωτιαίος μυελός εμφανίζει δύο διακριτές περιοχές:

Περιοχή	Θέση	Σύσταση
Φαιά ουσία	Κεντρική περιοχή, σε σχήμα πεταλούδας με ανοικτά φτερά	Κυρίως κυτταρικά σώματα νευρώνων
Λευκή ουσία	Περιβάλλει τη φαιά ουσία	Μακριοί νευράξονες, που συνδέουν τον εγκέφαλο, μέσω των νωτιαίων νεύρων, με τα διάφορα τμήματα του σώματος

Από τον νωτιαίο μυελό εκφύονται 31 ζεύγη νωτιαίων νεύρων. Στην περιοχή του αυχένα και στην οσφυϊκή περιοχή ο νωτιαίος μυελός εμφανίζει διογκώσεις, από όπου εκφύονται τα νεύρα που νευρώνουν τα άνω και τα κάτω άκρα αντίστοιχα.

Εγκέφαλος

Ο εγκέφαλος αποτελείται από νευρώνες οι οποίοι δέχονται, επεξεργάζονται και μεταβιβάζουν ερεθίσματα. Εξειδικευμένες περιοχές του, τα κέντρα, είναι υπεύθυνες για τις αισθήσεις, την αντίληψη, τον έλεγχο και τον συντονισμό των μυϊκών κινήσεων, καθώς και για τις ανώτερες πνευματικές λειτουργίες. Στον εγκέφαλο εντοπίζονται επίσης κέντρα και νευρικές οδοί που σχετίζονται με τη ρύθμιση της δραστηριότητας των σπλάχνων.

Ανατομικά, ο εγκέφαλος χωρίζεται σε τρεις περιοχές: τα εγκεφαλικά ημισφαίρια, το στέλεχος και την παρεγκεφαλίδα.

Εγκεφαλικά ημισφαίρια

Τα εγκεφαλικά ημισφαίρια αποτελούν το σημαντικότερο τμήμα του εγκεφάλου. Η επιφάνειά τους παρουσιάζει πολυάριθμες προεξοχές (έλικες) και αυλακώσεις (αύλακες)· οι βαθύτερες αύλακες ονομάζονται σχισμές. Η επιμήκης σχισμή χωρίζει το αριστερό από το δεξί ημισφαίριο, ενώ τα δύο ημισφαίρια συνδέονται στη βάση τους με μια «γέφυρα» νευρικών αποφυάδων, το μεσολόβιο.

Άλλες σχισμές χωρίζουν κάθε ημισφαίριο σε τέσσερις λοβούς, οι οποίοι παίρνουν το όνομά τους από το αντίστοιχο κρανιακό οστό που τους καλύπτει:

Μετωπιαίος
Βρεγματικός
Κροταφικός
Ινιακός

Τα ημισφαίρια αποτελούνται από ένα εξωτερικό στρώμα φαιάς ουσίας, τον φλοιό των ημισφαιρίων, ο οποίος συνίσταται κυρίως από σώματα νευρώνων. Κάτω από τον φλοιό βρίσκονται μάζες λευκής ουσίας που περιέχουν δέσμες νευρικών αποφυάδων και συνδέουν τα σώματα των νευρώνων του φλοιού με άλλα τμήματα του εγκεφάλου. Οι αύλακες και οι έλικες αυξάνουν σημαντικά την επιφάνεια του φλοιού. Ο φλοιός των ημισφαιρίων είναι η μοναδική περιοχή του ΚΝΣ που ευθύνεται για τις συνειδητές λειτουργίες.

Ένας εγκέφαλος γεμάτος συνδέσεις

Στον άνθρωπο η επιφάνεια του νευροφλοιού είναι περίπου 2,2 τετραγωνικά μέτρα και περιέχει γύρω στα 30 δισεκατομμύρια νευρώνες, οι οποίοι σχηματίζουν 10¹⁴ έως 10¹⁵ συνάψεις. Αν και ο εγκέφαλος αντιστοιχεί μόλις στο 2% του σωματικού βάρους, καταναλώνει το 20% της ενέργειας του οργανισμού — ένα ποσοστό που αυξάνεται ακόμη περισσότερο κατά τη διάρκεια σύνθετων πνευματικών εργασιών. Δεν έχει βρεθεί καμία σχέση ανάμεσα στο βάρος του εγκεφάλου και την ευφυΐα.

Λειτουργικές περιοχές του φλοιού

Ο φλοιός των ημισφαιρίων χωρίζεται σε κινητικές, αισθητικές και συνειρμικές περιοχές:

Κινητικές περιοχές: εντοπίζονται στον μετωπιαίο λοβό. Οι κινήσεις των σκελετικών μυών κάθε τμήματος του σώματος ελέγχονται πάντα από καθορισμένη περιοχή στο οπίσθιο τμήμα του μετωπιαίου λοβού.
Αισθητικές περιοχές: εκεί καταλήγουν οι νευρικές ώσεις από τους αισθητικούς νευρώνες, αναλύονται και ερμηνεύονται, με αποτέλεσμα τη δημιουργία αισθήσεων και συναισθημάτων. Οι σωματικές αισθήσεις (θερμοκρασία, αφή, πίεση, πόνος) γίνονται αντιληπτές στην πρόσθια περιοχή του βρεγματικού λοβού, όπου συγκεκριμένες περιοχές αντιστοιχούν σε συγκεκριμένα τμήματα του σώματος. Στο πίσω τμήμα του ινιακού λοβού εντοπίζεται το κέντρο της όρασης, και στον κροταφικό λοβό το κέντρο της ακοής.
Συνειρμικές περιοχές: καταλαμβάνουν πάνω από το 50% της επιφάνειας του εγκεφαλικού φλοιού και σχετίζονται με όλες τις ανώτερες πνευματικές λειτουργίες, όπως η μνήμη, η αιτιολόγηση, ο λόγος, η κρίση και τα συναισθήματα.

Οι λειτουργίες κάθε λοβού συνοψίζονται παρακάτω:

Λοβός	Λειτουργίες
Μετωπιαίος	Έλεγχος εκούσιων κινήσεων των σκελετικών μυών. Συνειρμικά κέντρα για σχεδιασμό, επίλυση σύνθετων προβλημάτων και εκτίμηση συνεπειών της συμπεριφοράς.
Βρεγματικός	Αισθητικές περιοχές θερμοκρασίας, αφής, πίεσης και πόνου. Κέντρο γεύσης. Συνειρμικά κέντρα για κατανόηση και χρήση του λόγου, έκφραση σκέψεων και συναισθημάτων.
Κροταφικός	Κέντρο ακοής και κέντρο όσφρησης. Συνειρμικά κέντρα για ερμηνεία αισθητικών εμπειριών και μνήμη ήχων.
Ινιακός	Κέντρο όρασης. Συνειρμικά κέντρα που συνδέουν τα οπτικά ερεθίσματα με άλλες αισθητικές εμπειρίες.

Ο ασθενής του Broca και η ανακάλυψη του κέντρου του λόγου

Το 1861 ο Γάλλος νευρολόγος Pierre Paul Broca παρουσίασε την περίπτωση ενός ασθενή που καταλάβαινε τη γλώσσα αλλά δεν μπορούσε να εκφραστεί προφορικά ή γραπτά, χωρίς κανένα πρόβλημα στο στόμα ή στις φωνητικές χορδές. Μετά τον θάνατό του, η εξέταση του εγκεφάλου του αποκάλυψε βλάβη στην πρόσθια περιοχή του αριστερού μετωπιαίου λοβού (κέντρο Broca) — η ίδια αλλοίωση εντοπίστηκε και σε άλλους οκτώ ασθενείς με παρόμοια συμπτώματα. Η εργασία αυτή απέδειξε για πρώτη φορά ότι μια συγκεκριμένη ψυχονοητική ικανότητα, ο λόγος, συνδέεται με συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού, και έδειξε ότι τα δύο ημισφαίρια δεν είναι πανομοιότυπα.

Στέλεχος του εγκεφάλου

Το στέλεχος συνδέει τα εγκεφαλικά ημισφαίρια με τον νωτιαίο μυελό. Οι σημαντικότερες λειτουργικές περιοχές του είναι:

Θάλαμος: διοχετεύει τις νευρικές ώσεις που προέρχονται από τους αισθητικούς υποδοχείς της περιφέρειας στις κατάλληλες περιοχές του φλοιού, όπου αναλύονται.
Υποθάλαμος: αποτελεί το κέντρο ομοιόστασης του οργανισμού. Ελέγχει την υπόφυση, λειτουργώντας έτσι ως σημείο σύνδεσης του νευρικού με το ενδοκρινικό σύστημα, ελέγχει το Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα και έχει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του ύπνου.
Προμήκης: έχει δομή παρόμοια με τον νωτιαίο μυελό και περιλαμβάνει σημαντικά κέντρα του Αυτόνομου Νευρικού Συστήματος, όπως αυτά που ελέγχουν την αναπνοή, την καρδιακή λειτουργία και την αρτηριακή πίεση.

Γιατί μια βλάβη στον προμήκη είναι θανατηφόρα

Επειδή ο προμήκης περιέχει τα κέντρα ελέγχου της αναπνοής και της καρδιακής λειτουργίας, μια σοβαρή βλάβη σε αυτόν οδηγεί στον θάνατο — γι' αυτό χρησιμοποιείται και ως ένα από τα κριτήρια του εγκεφαλικού θανάτου.

Παρεγκεφαλίδα

Η παρεγκεφαλίδα αποτελείται από δύο ημισφαίρια, τα οποία συνδέονται με μια δομή που ονομάζεται σκώληκας. Στο εσωτερικό της βρίσκεται κυρίως λευκή ουσία, η οποία καλύπτεται επιφανειακά από ένα λεπτό στρώμα φαιάς ουσίας, τον φλοιό της παρεγκεφαλίδας.

Η παρεγκεφαλίδα αποτελεί κέντρο:

ελέγχου και συντονισμού των κινήσεων των σκελετικών μυών
διατήρησης του μυϊκού τόνου
διατήρησης της ισορροπίας του σώματος

Για να επιτελέσει τις λειτουργίες αυτές, δέχεται μέσω της αισθητικής νευρικής οδού νευρικές ώσεις από τα αισθητήρια της όρασης και της ισορροπίας, καθώς και από υποδοχείς στους τένοντες.

Μεταιχμιακό σύστημα

Το μεταιχμιακό σύστημα σχετίζεται με τις συναισθηματικές εμπειρίες και την έκφραση των συναισθημάτων. Περιλαμβάνει νευρικές οδούς που συνδέουν τμήματα του μετωπιαίου και του κροταφικού λοβού με τον θάλαμο, τον υποθάλαμο και με μάζες φαιάς ουσίας μέσα στη λευκή ουσία των ημισφαιρίων (βασικοί πυρήνες).

Η διέγερση περιοχών του μεταιχμιακού συστήματος προκαλεί συναισθήματα όπως μίσος, πόνος, ευχαρίστηση και λύπη. Δημιουργώντας ευχάριστα ή δυσάρεστα συναισθήματα ανάλογα με τις εμπειρίες που βιώνει το άτομο, το μεταιχμιακό σύστημα το οδηγεί σε συμπεριφορές που αυξάνουν τις πιθανότητες επιβίωσής του.

Παθήσεις του ΚΝΣ

Μηνιγγίτιδα

Η μηνιγγίτιδα είναι φλεγμονή των μηνίγγων, που προκαλείται συνήθως από την είσοδο βακτηρίων ή/και ιών στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Η μικροβιακή μηνιγγίτιδα είναι λιγότερο συχνή αλλά πιο επικίνδυνη από την ιογενή. Μεταδίδεται με το φίλημα και με σταγονίδια από βήχα ή φτάρνισμα, και εμφανίζεται συχνότερα σε νεογνά και παιδιά.

Η μηνιγγίτιδα μπορεί να είναι θανατηφόρα

Αν δεν γίνει έγκαιρη διάγνωση και θεραπεία (με αντιβιοτικά στη μικροβιακή μορφή), η μηνιγγίτιδα μπορεί να αποβεί θανατηφόρα. Με έγκαιρη αντιμετώπιση, όμως, οι περισσότεροι ασθενείς αναρρώνουν πλήρως.

Νόσος Alzheimer

Η νόσος Alzheimer είναι μια προοδευτική νόσος που οδηγεί σε άνοια — προοδευτική απώλεια των πνευματικών λειτουργιών, ανεξάρτητη από τη φυσιολογική γήρανση του εγκεφάλου. Τα άτομα που πάσχουν εμφανίζουν απώλεια μνήμης, μειωμένη ικανότητα σκέψης και λογικής, δυσκολίες επικοινωνίας, ακόμη και αδυναμία εκτέλεσης απλών καθημερινών δραστηριοτήτων.

Στους πάσχοντες παρατηρούνται ανωμαλίες σε νευρώνες, κυρίως σε περιοχές του φλοιού των ημισφαιρίων, όπου εντοπίζονται εξωκυτταρικές εναποθέσεις γνωστές ως αμυλοειδείς πλάκες, λόγω συσσώρευσης της β-αμυλοειδούς πρωτεΐνης.

Μια πιθανή γενετική σύνδεση

Έχει απομονωθεί γονίδιο στο 21ο ζεύγος χρωμοσωμάτων που καθορίζει τη δομή της πρόδρομης πρωτεΐνης από την οποία προέρχεται η β-αμυλοειδής πρωτεΐνη. Το εύρημα αυτό αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή σχεδόν όλα τα άτομα με σύνδρομο Down (τρισωμία 21) που ζουν πάνω από 35 χρόνια εμφανίζουν συμπτώματα της νόσου Alzheimer.

Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ)

Η ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου μπορεί να καταγραφεί με ηλεκτρόδια τοποθετημένα στην επιφάνεια του κρανίου, συνδεδεμένα με έναν ηλεκτροεγκεφαλογράφο. Τα εγκεφαλικά κύματα διαφέρουν σε ένταση και συχνότητα ανάλογα με τη δραστηριότητα διαφορετικών ομάδων νευρώνων:

Κύμα	Συχνότητα	Εμφανίζεται όταν...
α	6–13/sec	το άτομο είναι ξύπνιο, σε ηρεμία, με κλειστά μάτια
β	>13/sec	το άτομο εκτελεί πνευματική εργασία
θ	4–7/sec	στα πρώτα στάδια του ύπνου ή σε συναισθηματική φόρτιση
δ	<4/sec	κατά τον βαθύ ύπνο

Τα κύματα α κυριαρχούν σε κατάσταση ηρεμίας και εξαφανίζονται κατά τη διάρκεια του ύπνου, ενώ τα κύματα β έχουν μικρότερη ένταση από τα α. Κατά τον βαθύ ύπνο, περίπου κάθε 90 λεπτά, καταγράφεται για 5–20 λεπτά έντονη ηλεκτρική δραστηριότητα γνωστή ως παράδοξος ύπνος, η οποία συνοδεύεται από όνειρα, ακανόνιστο καρδιακό και αναπνευστικό ρυθμό, και ταχεία κίνηση των βολβών των οφθαλμών.

Το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα χρησιμοποιείται για τη διάγνωση μορφών επιληψίας και όγκων στον εγκέφαλο, καθώς και για τον καθορισμό του εγκεφαλικού θανάτου σε ασθενείς σε κώμα — αφού η παύση της εγκεφαλικής λειτουργίας συνεπάγεται απουσία κάθε ηλεκτρικής δραστηριότητας.

Ανώτερες πνευματικές λειτουργίες

Μνήμη

Η μνήμη είναι η ικανότητα του εγκεφάλου να αποθηκεύει πληροφορίες που συγκεντρώνει μέσω των αισθητηρίων οργάνων (ήχους, εικόνες, οσμές) και να τις ανακαλεί, μεμονωμένα ή συνδυαστικά. Είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη μάθηση, τη λογική αιτιολόγηση, τον λόγο και την προσαρμογή της συμπεριφοράς στις άμεσες ανάγκες του ατόμου.

Η μνήμη πραγματοποιείται σε στάδια:

Βραχυπρόθεσμη μνήμη: αφορά την παραμονή πληροφοριών στον εγκέφαλο για λίγα μόνο λεπτά.
Μακροπρόθεσμη μνήμη: η βραχυπρόθεσμη μνήμη μπορεί να μετατραπεί σε μακροπρόθεσμη, η οποία συνδέεται με μόνιμες δομικές και λειτουργικές αλλαγές στα νευρικά κύτταρα. Ο χρόνος που απαιτείται για τη μετατροπή αυτή εξαρτάται από το είδος, την ένταση και τη συχνότητα του ερεθίσματος — ερεθίσματα πολύ έντονα, επαναλαμβανόμενα ή έντονα συναισθηματικά αποθηκεύονται ευκολότερα. Ορισμένες πληροφορίες της μακροπρόθεσμης μνήμης εξασθενούν με τον χρόνο και τελικά διαγράφονται, ενώ άλλες παραμένουν για πάντα.

Η μακροπρόθεσμη μνήμη περιλαμβάνει πολυάριθμα κυκλώματα νευρώνων σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου — για παράδειγμα, τμήματα του ινιακού και του κροταφικού λοβού σχετίζονται με τη μνήμη προσώπων, λέξεων, εικόνων και ήχων αντίστοιχα. Η ανάκληση ενός γεγονότος ή αντικειμένου απαιτεί τον συνδυασμό πληροφοριών αποθηκευμένων σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.

Μια αποθήκη χωρίς όριο

Η ικανότητα του εγκεφάλου να αποθηκεύει πληροφορίες θεωρείται απεριόριστη. Σε περιπτώσεις τραυματισμού ή ασθένειας μπορεί να παρατηρηθεί απώλεια μνήμης (αμνησία) — ο τύπος της μνήμης που χάνεται εξαρτάται από την περιοχή του εγκεφάλου που επηρεάστηκε. Για παράδειγμα, τραυματισμός περιοχών του κροταφικού λοβού μπορεί να προκαλέσει απώλεια της μνήμης ήχων.

Μάθηση

Η μάθηση είναι η διαδικασία απόκτησης καινούριας γνώσης, που συμβάλλει στην προσαρμογή της συμπεριφοράς του ατόμου. Διακρίνονται τέσσερις τύποι μάθησης:

Εξοικείωση: η αναγνώριση ενός ερεθίσματος ως μη σημαντικού, με αποτέλεσμα ο οργανισμός να μαθαίνει να μην αντιδρά σε αυτό (π.χ. ένας επαναλαμβανόμενος ήχος παύει να μας ενοχλεί μετά από λίγο).
Ευαισθητοποίηση: η αντίθετη διαδικασία — η επαναλαμβανόμενη έκθεση σε επώδυνο ερέθισμα οδηγεί σε ταχύτερη αντίδραση.
Συνειρμική μάθηση: ο συσχετισμός δύο ή περισσότερων ερεθισμάτων (π.χ. μαθαίνουμε να περιμένουμε τον ήχο της βροντής μετά τη λάμψη της αστραπής).
Αντίληψη: η δυνατότητα ανάκλησης προηγούμενων εμπειριών από τη μνήμη και η χρήση τους για την επίλυση προβλημάτων.

Συμπεριφορά

Η συμπεριφορά είναι το σύνολο των απαντήσεων που δίνει ο οργανισμός στις μεταβολές του περιβάλλοντος. Διαμορφώνεται από την αλληλεπίδραση γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων, και διακρίνεται σε δύο βασικές κατηγορίες:

Ενστικτώδης συμπεριφορά: καθορίζεται άμεσα από το γενετικό υλικό και περιλαμβάνει στερεότυπες αντιδράσεις που δεν τροποποιούνται από το περιβάλλον, όπως τα αντανακλαστικά και εκφράσεις του προσώπου (π.χ. χαμόγελο, έκφραση φόβου).
Μαθημένη συμπεριφορά: τροποποιείται με τη μάθηση και βοηθά στην προσαρμογή του ατόμου στις αλλαγές του περιβάλλοντος· η απλούστερη μορφή της περιλαμβάνει την εξοικείωση και την ευαισθητοποίηση.