يعتبر الدماغ ، هذا العضو المتقدم للغاية ، على نطاق واسع مركز الجهاز العصبي لجميع الفقاريات ومعظم اللافقاريات. إنه يقع في الرأس ، ولا يزال تعقيد بنيتها ووظائفها يجذب العلماء للدراسة بعمق اليوم. لا سيما المادة البيضاء والمادة الرمادية في الدماغ ، هذين المكونان الأساسيان ، لهما وظائف وأهمية مختلفة.
الدماغ هو الأعضاء الأكثر تفانيًا المسؤول عن تلقي المعلومات من الجهاز العصبي الحسي ، ومعالجة هذه المعلومات (التفكير ، والإدراك والذكاء) ، وتنسيق السيطرة على المحرك (النشاط العضلي ونظام الغدد الصماء).
في الفقاريات ، يبدأ نمو الدماغ في خط الوسط الظهري للأنبوب العصبي ، ويشكل تضخمًا يشبه الكيس الجنينية. يمكن تقسيم أدمغة جميع الفقاريات إلى ثلاثة أجزاء رئيسية خلال المرحلة الجنينية: الدماغ الأمامي والدماغ المتوسط والخلف. هذا يضع الأساس لاستكشاف الاستجابة البيئية المتغيرة باستمرار. ومع ذلك ، فإن أدمغة اللافقاريات عادة ما تنشأ من زوج من العقدة القطاعية ، كل منها مسؤول عن مقاطع الجسم الخاصة بكل منها.
في جسم الإنسان ، يوجد في القشرة الدماغية حوالي 14 إلى 16 مليار خلية عصبية ، في حين أن المخيخ لديه ما يقدر بنحو 55 إلى 70 مليار خلية خلية. يتم تنفيذ الروابط بين هذه الخلايا العصبية من خلال المشابك ، وتشكيل شبكة معقدة يمكنها نقل المعلومات بسرعة بين الخلايا.
يتم الإشارة إلى كل خلية عصبية بواسطة نتوءات (التشعبات والمحاور) ، ويمكن لتشكيل إمكانات العمل نقل المعلومات بسرعة إلى مناطق الدماغ الأخرى أو أجزاء بعيدة من الجسم.
بالنسبة للبشر ، فإن الفص الجبهي في الدماغ تسيطر على الوظيفة التنفيذية وتطوره مكتمل بشكل خاص. من الناحية الفسيولوجية ، يمارس الدماغ السيطرة المركزية على أعضاء الجسم الأخرى ، بحيث يمكنه الاستجابة بسرعة وتنسيق للتغيرات في البيئة. يعتمد هذا التحكم المركزي على القدرة على دمج المدخلات الحسية المعقدة من البيئة.
من المهم أيضًا أن تعاون الخلايا في الدماغ ، والتي جذبت اهتمامًا واسع النطاق في نماذج علم الأعصاب الحالية. في السنوات الأخيرة ، نظر الباحثون إلى الدماغ ككمبيوتر بيولوجي يكتسب ويخزن ومعالجة المعلومات بعدة طرق من العالم المحيط.
لا تقتصر وظائف الدماغ على نقل المعلومات الحسية ، ولكن أيضًا تشمل العمليات المعرفية الأكثر تقدماً مثل التعلم والذاكرة.
تختلف أشكال الدماغ وأحجامها بين الأنواع ، لذلك يصبح تحديد السمات الشائعة أمرًا صعبًا للغاية ، ولكن هناك العديد من المبادئ حول بنية الدماغ الشائعة عبر الأنواع. على سبيل المثال ، في جميع الفقاريات ، يمكن تقسيم بنية الدماغ إلى المادة الرمادية والمادة البيضاء. تتكون المادة الرمادية بشكل أساسي من أجسام الخلايا ومشابك الخلايا العصبية ، في حين تتكون المادة البيضاء من ألياف عصبية (محاور عصبية) ، مما يفسر أيضًا الفرق في اللون في الشرائح.
الحيوانات ذات العمر الطويل والتعقيد العالي ، مثل البشر ، لديها القدرة على التقليد والعقل ، كما أنها تظهر بشكل جيد في المناطق ذات العقول الأكثر تطوراً. من بين هذه الحيوانات المتقدمة ، يكون تطور الدماغ الأمامي أكثر وضوحًا ، وهو أمر لا ينفصل عن سلوكياتها الاجتماعية واستراتيجيات البقاء على قيد الحياة.
يمكن أن يساعد تطور الدماغ أيضًا في شرح السلوكيات ، مثل العلاقة بين المفترس والفريسة ، وقدرات التخطيط المطلوبة في هذه العملية.
من ناحية أخرى ، لا تشكل المادة البيضاء جزءًا مما يشبه الدائرة الرئيسية للكمبيوتر فحسب ، بل تسرع أيضًا نقل الإشارات من خلال محاور عصبية المايلين. هذا الترتيب الهيكلي يجعل الاتصال ومعالجة المعلومات أكثر كفاءة ، ويسمح للحيوانات بالبقاء على قيد الحياة في علم البيئة المعقدة.
أثناء عملية التطور ، تكون الاختلافات في بنية الدماغ بين اللافقاريات والفقاريات واضحة تمامًا. تتطور بعض اللافقاريات ، مثل المفصليات و cephalopods ، إلى دماغ معقد ، في حين أن بعض الأنواع البدائية البعيدة عن الفقاريات تعكس الهياكل العصبية القديمة.
بشكل عام ، يعكس هيكل ووظيفة الدماغ تحسين استراتيجيات البقاء المختلفة. بموجب مثل هذا الإطار ، فإن التفاعل بين المادة الرمادية في الدماغ ، سواء في الاستجابة السريعة أو السلوك الواعي ، مهم بشكل خاص.
إن فهم الدماغ لا يكمن فقط في تراكم المعرفة ، ولكن أيضًا في كيفية إعادة النظر في الأفكار القديمة بناءً على الاكتشافات الجديدة. سيساعد استكشاف العلاقة بين المادة الرمادية والمادة البيضاء على تعزيز فهمنا للإدراك البشري والسلوك. لذلك ، قد تكشف الأبحاث المستقبلية عن المزيد من أسرار وظيفة الدماغ؟