Il cervello umano adulto pesa in media circa 3 lb (1,5 kg) con una dimensione di circa 1130 centimetri cubi (cm3) nelle donne e 1260 cm3 negli uomini, anche se vi è sostanziale variazione individuale. Cervello maschile è in media 100 g più pesante di una donna, anche quando corretti per le differenze di dimensioni corpo il cervello è molto morbido, avendo una consistenza simile alla gelatina morbida o tofu ditta. Nonostante sono definiti come "materia grigia", la corteccia dal vivo è color rosato-beige e leggermente biancastro all'interno. La foto a destra mostra una fetta orizzontale della testa di un uomo adulto, dalla visibile progetto di National Library of Medicine umano. In questo progetto, due cadaveri umani (da un uomo e una donna) sono stati congelati e poi tagliati a sezioni sottili, che sono stati individualmente fotografati e digitalizzati. La fetta qui è preso da una piccola distanza sotto la parte superiore del cervello e mostra la corteccia cerebrale (lo strato cellulare contorto all'esterno) e la sostanza bianca sottostante, che consiste di tratti di fibra mielinizzati viaggio da e la corteccia cerebrale. All'età di 20 anni, un uomo ha circa 176.000 km e una donna, circa 149.000 km di assoni mielinizzati nei loro cervelli.
Gli emisferi cerebrali formano la più grande parte del cervello umano e sono situati sopra la maggior parte delle altre strutture cerebrali. Sono coperti da uno strato corticale con una topografia contorto. Sotto il cervello si trova il tronco encefalico, simile a un gambo su cui è attaccato il cervello. Nella parte posteriore del cervello, sotto il cervello e dietro il tronco encefalico, è il cervelletto, una struttura con una superficie orizzontale solcata che lo fa apparire diverso da qualsiasi altra area del cervello. Le stesse strutture sono presenti in altri mammiferi, anche se il cervelletto non è così grande rispetto al resto del cervello. Come una regola, il più piccolo cervello, meno complicata la corteccia. La corteccia di un mouse o un ratto è quasi completamente liscia. La corteccia di un delfino o la balena, d'altra parte, è più contorta rispetto la corteccia di un essere umano.
La caratteristica dominante del cervello umano è ' corticalization '. La corteccia cerebrale negli esseri umani è così grande che oscura ogni altra parte del cervello. Alcune strutture sottocorticali mostrano alterazioni che riflette questa tendenza. Il cervelletto, ad esempio, ha una zona mediale connessi principalmente alle aree motorie sottocorticale, ed una zona laterale collegato principalmente alla corteccia. Negli esseri umani la zona laterale occupa una frazione molto più grande del cervelletto che nella maggior parte delle altre specie di mammiferi. Corticalization si riflette nella funzione, nonché la struttura. In un ratto, rimozione chirurgica della corteccia cerebrale intera lascia un animale che è ancora in grado di camminare e interagire con l'ambiente. In un essere umano, corteccia cerebrale paragonabile danni produce un permanente stato di coma.
La corteccia cerebrale è quasi simmetrica in forma esteriore, con gli emisferi destro e sinistro. Anatomisti convenzionalmente dividono ogni emisfero in quattro "lobi", il lobo frontale, lobo parietale, lobo temporale e lobo occipitale. È importante rendersi conto che questa categorizzazione non nasce in realtà dalla struttura della corteccia stessa: i lobi prende le ossa del cranio che loro reti. C'è una sola eccezione: il confine tra il frontale e parietale lobi è spostato all'indietro verso il solco centrale, una piega profonda che segna la linea dove la corteccia somatosensoriale primaria e la corteccia motoria primaria si uniscono.
Ricercatori che studiano le funzioni della corteccia si dividono in tre categorie funzionali delle regioni o aree. Uno è costituito da primarie aree sensoriale, che ricevano i segnali dai nervi sensoriali e tratti di nuclei di relè nel talamo. Aree sensoriali primarie includono l'area visiva del lobo occipitale, nell'area uditiva nel lobo temporale e l'area somatosensoriale nel lobo parietale. Una seconda categoria è l'area motoria primaria, che manda assoni verso i neuroni motori nel tronco encefalico e midollo spinale. Quest'area occupa la parte posteriore del lobo frontale, proprio di fronte l'area somatosensoriale. La terza categoria consiste delle restanti parti della corteccia, che sono chiamate le aree di associazione. Queste aree ricevano l'input dalle aree sensoriale e parti inferiori del cervello e sono coinvolti nel processo complesso che noi chiamiamo percezione, pensiero e processo decisionale. L'importo della corteccia di associazione, relativo alle altre due categorie, aumento drammaticamente come uno va da mammiferi più semplici, come il topo e il gatto, a quelle più complesse, come lo scimpanzè e umano.
La corteccia cerebrale è essenzialmente un foglio di tessuto neurale, piegato in un modo che permette una grande area di superficie per adattarsi all'interno dei confini del cranio. Ciascun emisfero cerebrale, infatti, ha una superficie complessiva di circa 1,3 metri quadrati. Anatomisti chiamano ogni piega corticale, un solco e la zona liscia tra pieghe a giro. Cervelli più umani mostrano un modello simile di pieghevoli, ma ci sono abbastanza variazioni nella forma e posizionamento delle pieghe per rendere unico ogni cervello. Tuttavia, il modello è abbastanza coerenza per ogni piega importante avere un nome, ad esempio, il "giro frontale superiore", "solco postcentral" o "solco trans-occipitale". Caratteristiche pieghevole profondi nel cervello come la fessura interemisferica e laterale e la corteccia insulare sono presenti in quasi tutti i soggetti normali.
Diverse parti della corteccia cerebrale sono coinvolti nelle diverse funzioni cognitive e comportamentali. Le differenze di presentarsi in diversi modi: gli effetti di danno cerebrale localizzata, modelli di attività regionali esposti quando il cervello è esaminato mediante tecniche di imaging funzionale, connettività con aree sottocorticali, e regionale differenze nell'architettura cellulare della corteccia. Anatomisti descrivono la maggior parte della corteccia — la parte che chiamano ' isocortex ' — come aventi sei strati, ma non tutti sono evidenti in tutti i settori, e anche quando un livello è presente, la sua organizzazione di spessore e cellulari possa variare. Anatomisti diversi hanno costruito mappe delle aree corticali sulla base delle variazioni nell'aspetto dei livelli, come si è visto con un microscopio. Uno dei regimi più ampiamente usati è venuto da Brodmann, che divise la corteccia in 51 aree diverse e ognuno ha assegnato un numero (anatomisti hanno da allora suddiviso molte delle aree di Brodmann). Ad esempio, l'area di Brodmann 1 è la corteccia somatosensoriale primaria, area di Brodmann 17 è la corteccia visiva primaria e area di Brodmann 25 è la corteccia cingolata anteriore.
Topografia
Molte delle aree cerebrali che Brodmann definito hanno le proprie complesse strutture interne. In un certo numero di casi, aree cerebrali sono organizzati in "mappe topografiche", dove adiacente bit della corteccia corrispondono a parti adiacenti del corpo, o di alcuni più astratta entità. Un semplice esempio di questo tipo di corrispondenza è la corteccia motoria primaria, una striscia di tessuto che corre lungo il bordo anteriore del solco centrale, mostrato nell'immagine a destra. Aree motorie che innerva ogni parte del corpo derivano da una zona distinta, con parti del corpo vicini rappresentate da zone limitrofe. Stimolazione elettrica della corteccia in qualsiasi punto provoca una contrazione muscolare nella parte di corpo rappresentato. Questa rappresentazione di "somatotopic" non è uniformemente distribuita, tuttavia. La testa, ad esempio, è rappresentata da una regione di circa tre volte più grande della zona per la schiena intera e il tronco. La dimensione di una zona è correlato alla precisione di controllo motore e sensoriali discriminazione possibili. Le aree per le labbra, le dita e lingua sono particolarmente grandi, considerando le dimensioni proporzionale delle loro parti del corpo rappresentato.
Nelle aree visive, le mappe sono retinotopic — cioè, esse riflettono la topografia della retina, il livello di neuroni attivati luce fodera la parte posteriore dell'occhio. In questo caso anche la rappresentazione è irregolare: la fovea — l'area al centro del campo visivo — è notevolmente sovrarappresentati rispetto alla periferia. La circuiteria visual nella corteccia cerebrale umana contiene diverse mappe distinte retinotopic dozzina, ciascuno dedicato ad analizzare il flusso di input visivo in modo particolare. La corteccia visiva primaria (area di Brodmann 17), che è il principale destinatario di input diretto dalla parte visiva del talamo, contiene molti dei neuroni che sono più facilmente attivati dai bordi con un particolare orientamento spostare attraverso un particolare punto nel campo visivo. Aree visive più lontano, a valle, estrarre caratteristiche quali il colore, movimento e forma.
Nelle zone uditivi, il mapping primario è tonotopic. Suoni vengono analizzati secondo la frequenza (cioè, alto passo vs passo basso) da aree uditive sottocorticale, e questa analisi è riflessa dalla zona della corteccia uditiva primaria. Come con il sistema visivo, ci è un certo numero di tonotopic mappe corticale, ciascuno dedicato ad analizzare il suono in modo particolare.
All'interno di una mappa topografica ci può a volte essere livelli più sottili di struttura spaziale. Nella corteccia visiva primaria, ad esempio, dove l'organizzazione principale è retinotopic e le principali risposte sono a spostare i bordi, le cellule che rispondono ai diversi orientamenti di bordo sono spazialmente segregate uno da altro.
Lateralizzazione
Ogni emisfero del cervello interagisce principalmente con una metà del corpo, ma per ragioni che non sono chiare, le connessioni sono attraversate: il lato sinistro del cervello interagisce con la parte destra del corpo e viceversa. Connessioni motore dal cervello al midollo spinale e sensoriali connessioni dal midollo spinale al cervello, entrambi attraversare la linea mediana a livelli del tronco encefalico. Input visivi segue una regola più complessa: i nervi ottici da due occhi si incontrano in un punto chiamato il chiasma ottico e metà delle fibre da ogni nervo divisa per unirsi a altro. Il risultato è che le connessioni della metà sinistra della retina, in entrambi gli occhi, andare al lato sinistro del cervello, mentre le connessioni da metà destra della retina andare al lato destro del cervello. Poiché ogni metà della retina riceve la luce proveniente dalla parte opposta del campo visivo, la conseguenza funzionale è che input visivi dal lato sinistro del mondo va al lato destro del cervello e viceversa. Così, il lato destro del cervello riceve input somatosensoriale dal lato sinistro del corpo e input visivi dal lato sinistro del campo visivo — una disposizione che presumibilmente è utile per il coordinamento di visuomotor.
I due emisferi cerebrali sono collegati da un fascio di nervi molto grandi chiamato corpo calloso, che attraversa la linea mediana sopra il livello del talamo. Ci sono anche due connessioni molto più piccole, commisure anteriore e hippocampal commisure, come pure numerose connessioni sottocorticali che attraversano la linea mediana. Corpo calloso è il viale principale di comunicazione tra i due emisferi, però. Esso si connette ogni punto sulla corteccia al punto nell'emisfero opposto speculare e si connette anche a punti funzionalmente correlate in diverse aree corticali.
Sotto molti aspetti, i lati sinistro e destro del cervello sono simmetrici in termini di funzione. Ad esempio, la controparte dell'emisfero sinistro motor area controllando la mano destra è l'emisfero destro area controllando la mano sinistra. Ci sono numerose eccezioni molto importante, che coinvolge la lingua e la cognizione spaziale. Nella maggior parte delle persone, l'emisfero sinistro è "dominante" per lingua: un ictus che danneggia una zona di lingua chiave nell'emisfero sinistro può lasciare la vittima in grado di parlare o capire, considerando che danno equivalente per l'emisfero destro causerebbe solo minori deficit di competenze linguistiche.
Una parte sostanziale della nostra attuale comprensione delle interazioni tra i due emisferi è venuto dallo studio dei "Brain pazienti" — persone che ha subito un intervento chirurgico transezione del corpo calloso nel tentativo di ridurre la gravità delle crisi epilettiche. Questi pazienti non mostrano comportamento insolito che è immediatamente evidente, ma in alcuni casi possono comportarsi al quasi come due persone diverse nel corpo stesso, con la mano destra prendendo un'azione e quindi la mano sinistra e disfare. Più tali pazienti, quando brevemente mostrato una foto sul lato destro del punto di fissazione visiva, sono in grado di descrivere verbalmente, ma quando l'immagine viene mostrato sulla sinistra, sono in grado di descriverlo, ma può essere in grado di dare un'indicazione con la mano sinistra della natura dell'oggetto mostrato.
Si deve rilevare che le differenze tra emisfero destro e sinistro sono grandemente esagerate in gran parte della letteratura popolare su questo argomento. L'esistenza di differenze è stata saldamente stabilita, ma molti libri popolari vanno ben oltre le prove in l'attribuzione di caratteristiche di personalità o intelligenza per il predominio dell'emisfero sinistro o destro.
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