3. Ανατομική οργάνωση του εγκεφάλου

The cerebrum is the bulkiest part of the brain. It is described as the organ of thought and serves as the site of control of the nervous system; it allows the human being to possess the qualities associated with consciousness, such as perception, communication, understanding and memory (Kandel et al. 2013). The cerebral hemispheres consist of elevations (gyrus) and valleys (grooves); a longitudinal cerebral fissure separates the hemispheres that are kept connected through a set of fibers that constitute the corpus callosum. Each cerebral hemisphere is divided into lobes, which correspond, broadly speaking, to the overlying bones of the skull.

Μετωπιαίος λοβός. Ο μετωπιαίος λοβός βρίσκεται στο πρόσθιο κρανιακό βόθρο. Η κεντρική αύλακα χωρίζει τον μετωπιαίο λοβό από τον βρεγματικό λοβό σε ένα στεφανιαίο επίπεδο. Η έλικα που βρίσκεται μπροστά από την κεντρική αύλακα ονομάζεται πρόσθια κεντρική αύλακα και χρησιμεύει ως η κύρια κινητική περιοχή του εγκεφάλου. Ο υπόλοιπος μετωπιαίος λοβός χρησιμοποιείται για την τροποποίηση των κινητικών ενεργειών. Είναι αρμόδιο να αποφασίσει την κατάλληλη κινητική συμπεριφορά σε κάθε περίπτωση. Για παράδειγμα, όταν τοποθετούμε το χέρι μας διαφορετικά για να πάρουμε ένα φλιτζάνι ή ένα κουτάλι, ο τρόπος που ενεργεί το χέρι ορίζεται και αποφασίζεται στον μετωπιαίο λοβό. Στον μετωπιαίο λοβό υπάρχει μια λωρίδα ιστού που λειτουργεί ως ανατομικός χάρτης του σώματός μας, ο «κινητικός ανθρωπισμός», όπου το μέγεθος κάθε τμήματος του σώματος είναι ανάλογο με την πολυπλοκότητα της κίνησης και της δράσης που πρέπει να εκτελεστεί. Έτσι, το χέρι, τα δάχτυλα και το πρόσωπο έχουν, σε αυτόν τον χάρτη, μεγαλύτερη έκταση από τους ώμους ή τους γοφούς.

Ο μετωπιαίος λοβός είναι πολύ ανεπτυγμένος στον άνθρωπο, φιλοξενώντας σημαντικές μη κινητικές εργασίες όπως ο σχεδιασμός συμπεριφοράς, ο έλεγχος των συναισθημάτων μας, η λογική και η κρίση, που είναι πολύπλοκες λειτουργίες που δεν είναι πάντα εύκολο να αναλυθούν εάν ένας ασθενής έχει πάθει εγκεφαλικό επεισόδιο. Οι περιοχές που είναι υπεύθυνες για αυτές τις δεξιότητες είναι μπροστά από αυτές που είναι αφιερωμένες στην κινητική λειτουργία (προκινητικές και προμετωπιαίες περιοχές).

Βρεγματικός λοβός. Ο βρεγματικός λοβός ερμηνεύει τις αισθήσεις που προέρχονται από το σώμα. Η έλικα πίσω από την κεντρική αύλακα, η μετακεντρική αύλακα, είναι η κύρια περιοχή για τη λήψη αυτών των αισθήσεων. Για να δράσουμε, χρειαζόμαστε πληροφορίες από το περιβάλλον μας και το ίδιο μας το σώμα. Έτσι, συνεχίζοντας με το παράδειγμα του φλιτζανιού του καφέ, δεν θα μπορούσαμε να εκτελέσουμε μια τόσο απλή εργασία, αν δεν εντοπίσαμε μέσω των αισθήσεών μας το βάρος του κουταλιού του γλυκού που μετακινούμε, το μέγεθός του, τον χάρτη που βρίσκεται το χέρι μας και τη διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσουμε. Ο βρεγματικός λοβός εμπλέκεται στον χάρτη του «που πρέπει να ενεργήσει», ενσωματώνοντας αισθητηριακές πληροφορίες ενδοδεκτικές (από το σώμα μας: μύες, αρθρώσεις, τένοντες) και εξωδεκτικές (από έξω). Βασικά του αποδίδονται αισθητηριακές, συνειρμικές λειτουργίες, καθώς και αναγνώριση του χώρου.

Ινιακός λοβός. Ο ινιακός λοβός βρίσκεται πάνω από τη σκηνή της παρεγκεφαλίδας, στο οπίσθιο κρανιακό βόθρο και σχετίζεται κυρίως με την όραση. Επεξεργάζεται οπτικές πληροφορίες, αν και υπερβαίνει τον βρεγματικό και τον κροταφικό λοβό

Κροταφικός λοβός. Ο κροταφικός λοβός βρίσκεται στο μεσαίο κρανιακό βόθρο και σχετίζεται κυρίως με την ακοή, καθώς και το μέρος όπου, στο έσω πρόσωπό του, κάθονται σημαντικές δομές μνήμης (ιππόκαμπος) και το ασυνείδητο συναισθηματικό σύστημα (μεταφορικό σύστημα).

Στον άνθρωπο αναγνωρίζεται μια πλευρική μετατόπιση λειτουργιών, έτσι ώστε τα δύο εγκεφαλικά ημισφαίρια να μην κάνουν το ίδιο. Η εξέλιξη ήταν υπεύθυνη για την αξιοποίηση του εγκεφάλου στο έπακρο μέσω ενός καταμερισμού της εργασίας μεταξύ των δύο μισών του (τα εγκεφαλικά ημισφαίρια). Έτσι, το δεξί ημισφαίριο εστιάζει στη μη λεκτική έκφραση, την αντίληψη και τον χωρικό προσανατολισμό, καθώς και στη συναισθηματική συμπεριφορά. Στη συνέχεια, το δεξί ημισφαίριο σκέφτεται και θυμάται σε εικόνες. Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι τα άτομα με κυρίαρχο δεξί ημισφαίριο μελετούν, σκέφτονται, θυμούνται και μαθαίνουν σε εικόνες, σαν να ήταν μια ταινία χωρίς ήχο. Αυτοί οι άνθρωποι είναι πολύ δημιουργικοί και έχουν πολύ ανεπτυγμένη φαντασία.

Αντίθετα, το αριστερό ημισφαίριο (περισσότερο ανεπτυγμένο στους περισσότερους ανθρώπους) είναι υπεύθυνο για τη λεκτική ανάπτυξη, η οποία συμβάλλει στην παραγωγή και κατανόησή του. Σε αυτό υπάρχουν δύο δομές που σχετίζονται στενά με τη γλωσσική ικανότητα, η «Περιοχή Broca» και η «Περιοχή του Wernicke» (περιοχές εξειδικευμένες στη γλώσσα και αποκλειστικά για τον άνθρωπο). Η συγκεκριμένη λειτουργία της «Περιοχής Μπρόκα» είναι η προφορική έκφραση, είναι η περιοχή που παράγει ομιλία. Η «Περιοχή Wernicke» έχει ως συγκεκριμένη λειτουργία την κατανόηση της γλώσσας αφού είναι η δεκτική περιοχή του λόγου.

Εκτός από τη λεκτική λειτουργία, το αριστερό ημισφαίριο έχει και άλλες λειτουργίες, όπως η ικανότητα ανάλυσης, η ικανότητα να κάνει λογικούς συλλογισμούς, αφαιρέσεις, να λύνει αριθμητικά προβλήματα, να μαθαίνει θεωρητικές πληροφορίες, να κάνει συναγωγές κ.λπ.

Όμως ο εγκέφαλος, παρά το ότι μοιράζει την εργασία μεταξύ διαφορετικών περιοχών και ημισφαιρίων, λειτουργεί ως μονάδα, επιτυγχάνοντας σε πραγματικό χρόνο μια συντονισμένη και ακριβή δράση. Κάτω από τον φλοιώδη μανδύα (εγκεφαλικός φλοιός) βρίσκεται η εγκεφαλική λευκή ουσία μέσω της οποίας διασταυρώνονται δέσμες νευρικών ινών, η καθεμία με διαφορετική πορεία και τύπο πληροφοριών. Κάτω από αυτή τη λευκή ουσία βρίσκονται οι βαθύ γκρίζοι πυρήνες (βασικά γάγγλια) που εμπλέκονται σε πολλαπλές λειτουργίες, ιδιαίτερα στην κινητική συμπεριφορά.

Η ανάπτυξη του εγκεφάλου και η γνωστική ωρίμανση συμβαίνουν ταυτόχρονα κατά την παιδική ηλικία και την εφηβεία (Casey et al. 2005). Οι περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με πιο βασικές λειτουργίες όπως οι κινητικές και αισθητηριακές διεργασίες ωριμάζουν πρώτα, ακολουθούμενες από περιοχές συσχέτισης που εμπλέκονται στον έλεγχο των σκέψεων και της δράσης από πάνω προς τα κάτω. Το συνολικό μέγεθος του εγκεφάλου είναι περίπου 90% του μεγέθους του ενήλικα μέχρι την ηλικία των 6 ετών, ο εγκέφαλος συνεχίζει να υφίσταται δυναμικές αλλαγές κατά τη διάρκεια της εφηβείας και ακόμη και στη νεαρή ενήλικη ζωή.

Στον τέταρτο μήνα της κύησης, παρατηρείται διαφοροποίηση των κυττάρων στο έμβρυο. Παρομοίως, οι νευρώνες και τα νευρογλοιακά κύτταρα παράγονται με σημαντικό ρυθμό. Μέσω μιας διαδικασίας μετανάστευσης, αυτά τα κύτταρα σχηματίζουν τις πρώτες περιοχές του εγκεφάλου που θα εξασφαλίσουν τις πιο στοιχειώδεις λειτουργίες, όπως η αντανακλαστική κίνηση, οι σωματικές συμπεριφορές και η ισορροπία. Οι περιοχές που είναι υπεύθυνες για τα αισθητηριακά ερεθίσματα, τη μνήμη και τα συναισθήματα σχηματίζονται λίγο αργότερα: ο εγκεφαλικός φλοιός, που είναι το τμήμα του εγκεφάλου που σχετίζεται με ανώτερες γνωστικές δραστηριότητες όπως η προσοχή, η σύνθεση, ο σχεδιασμός, η λογική, η χωρική φαντασία και γλώσσα.

Ενώ είναι αλήθεια ότι κατά την παιδική ηλικία παρατηρούνται αρκετές σημαντικές αλλαγές στις νοητικές ικανότητες και την ωρίμανση του εγκεφάλου, ο εγκέφαλος των εφήβων συνεχίζει την ανάπτυξή του, ακόμη και πέρα από την εφηβεία και καταλήγει να φτάσει στο μέγιστο όγκο του γύρω στην ηλικία των είκοσι πέντε ετών. Ακόμη και μετά την επίτευξη αυτής της κορυφής ο εγκέφαλος δεν χάνει την πλαστικότητά του. Αυτή η πλαστικότητα εκδηλώνεται επίσης στην ικανότητα ορισμένων περιοχών του φλοιού να αναλαμβάνουν λειτουργίες που, κατ' αρχήν, θα εκτελούνταν από περιοχές που έχουν χάσει τη λειτουργικότητά τους, ως αποτέλεσμα σχετικά μικρής βλάβης.