كل مايتعلق بالدماغ هنا

كل ما يتعلق بالدماغ:

الدماغمركز التحكم الرئيسي فيالجسم، حيث يستقبل المعلومات الواردة من أعضاء الحس عما يجري داخل الجسم وخارجه،ويحللها بسرعة، ويرسل الرسائل الملائمة التي تنظم حركة الجسم ووظائفه. يقوم الدماغأيضًا بتخزين المعلومات الخاصة بالخبرات السابقة، مما يساعد الفرد على التعلموالتّذكر، كما أنه يُعد مصدرًا للأفكار والأمزجة والانفعالات.
يتكون الدماغ عند الحيوانات البسيطة، مثل الديدان والحشرات، من مجموعات صغيرة منالخلايا العصبية، بينما تتميز الحيوانات ذات العمود الفقري بدماغ معقد التركيبيتكون من أجزاء عديدة. وتشتمل الحيوانات التي لها أدمغة عالية التطور على القردةالعظمى والدلافين والحيتان. وللكائن البشري أرقى دماغ من ناحية التكوين، وهو مايميز البشر عن سائر الأنواع الأخرى من الحيوانات، حيث يتكون الدماغ البشري منبلايين الخلايا المتصلة والمتداخلة التي تمكن الإنسان من استخدام اللغة وحلالمشكلات المعقدة وإبداع الأعمال الفنية.
يتكون الدماغ البشري من كرة هلامية رمادية تميل إلى اللون الوردي، ويتميز سطحهبالعديد من النتوءات والأخاديد. ويزن دماغ المولود حديث الولادة أقل من نصفكيلوجرام، وعندما يصل إلى ست سنوات يصبح وزن دماغه 1,4كجم، وهو أقصى ما يصل إليه فيالوزن.
وتكون أغلب خلايا الدماغ العصبية موجودة عند ميلاد الطفل، وتأتي زيادة وزنالدماغ من نمو الخلايا العصبية، ونمو الخلايا الداعمة، ونمو الوصلات التي تربطالخلايا. ويتعلم الشخص ويكتسب أنماطًا من السلوك بأسرع معدل في حياته كلها، خلالتلك السنوات الست الأولى من عمره.
تقوم شبكة من الأوعية الدموية بإمداد الدماغ بكميات هائلة من الأكسجين والغذاءالضروري. فالدماغ يشكل حوالي 2% فقط من إجمالي وزن الجسم، ولكنه يستخدم حوالي 20% من الأكسجين الذي يستهلكه الجسم كله في حالة الراحة. ويستطيع الدماغ الاستغناء عنالأكسجين لفترة تتراوح بين ثلاث وخمس دقائق فقط، يتعرض بعدها لحالة من التدميرالخطِر.
يقع الدماغ في الطرف العلوي للحبل الشوكي، وهو حزمة من الخلايا العصبية الممتدةمن العنق إلى ما يوازي ثلثي العمود الفقري إلى أسفل. يحمل الحبل الشوكي الإشاراتبين الدماغ وأجزاء الجسم الأخرى. وبالإضافة إلى الحبل الشوكي هناك اثنا عشر زوجًامن الأعصاب توصل الدماغ مباشرة بأجزاء الجسم المختلفة. ولمزيد من المعلومات عنالجهاز العصبي ومكان الدماغ فيه،
يعمل الدماغ بطريقة مشابهة للحاسوب والمصنع الكيميائي؛ فالخلايا العصبية تصدرإشارات كهربائية وترسلها من خلية إلى أخرى عبر مسارات تسمى الدوائر. وكما فيالحاسوب تستقبل هذه الدوائر الكهربائية المعلومات وتحللها وتخزنها. وعلى النقيض منالحاسوب يصنع الدماغ إشاراته الكهربائية بوسائل كيميائية. وتعتمد الوظائف الكاملةللدماغ على العديد من المواد الكيميائية المركبة التي تنتجها الخلايا الدماغية.
ويعمل علماء متخصصون في مجالات مختلفة معًا لدراسة تركيب الدماغ ووظيفته وتكوينهالكيميائي. ويسمى هذا المجال من العلوم علم الأحياء العصبي أو علم الأعصاب. وهو يزيد فهمنا للدماغ باطراد، لكن مازالت هناك الكثير من الجوانب الغامضة. فالعلماء مازالوا يجهلون كيف تُنتج العمليات الكيميائية والفيزيائية في الدماغالكثير من نشاطات الدماغ.
وتهتم هذه المقالة أساسًا بالدماغ الإنساني، ويناقش الجزء الأخير منها، الدماغفي أنواع مختلفة من الحيوانات.
حقائق مهمة عن الدماغ
وصل دماغك إلى وزنه النهائيالبالغ حوالي 1,4كجم عندما بلغ عمرك 6سنوات.
كل الخلايا العصبية التي سيظل دماغك مكونًا منها مدى الحياة، اكتملتكونها بعد بضعة أشهر فقط من ولادتك.
الجانب الأيسر من دماغكيتحكم في الحركات الصادرة عن الجانب الأيمن منجسمك، بينما يتحكم الجانب الأيمن من دماغك في الحركات الصادرة عن الجانب الأيسر منجسمك.
الشمبانزيوزن دماغه أكبر - بالمقارنة بوزن جسمه - من أوزان أدمغة كلالحيوانات الأخرى، عدا الكائن البشري.
الدماغ لايشعر بالألم مباشرةلأنه لا يحتوي على مستقبلات الألم. وبسببذلك يستطيع الأطباء إجراء بعض أنواع الجراحة الدماغية على المرضى فاقدي الوعي.
تبدأ خلايا الدماغ في الموتإذا حرمت من الأكسجين لفترة تتراوح بين ثلاثوخمس دقائق.
دماغ النساء يحتوي على خلايا الدماغ المسماة العصبونات، بنسبة تزيدبحوالي 10% عن دماغ الرجال، بالرغم من أن الرجال، بصفة عامة، أكبر حجمًا من النساء،وأدمغتهم كذلك أكبر حجمًا.
العلماء لايعرفون بالضبط لماذا يحلم الناس، ويعتقدون أن الأحلام تساعدالدماغ على استعادة قدرته على التركيز والتذكر والتعلم.
احتياج الدماغ للأكسجين يبلغ حوالي 20% من إجمالي احتياج الجسمللأكسجين، بالرغم من أن الدماغ لايشكل سوى حوالي 2% من إجمالي وزن الجسم.
دماغك مميز لك مثل وجهك. الدماغ في كل الناس ذو سمات عضوية متشابهة،ولكن لايمكن أن يتشابه دماغا شخصين تمامًا.
أجزاء الدماغ
يتكون الدماغ من ثلاثة أجزاء أساسية. 1- المخ 2- المخيخ 3- جذع الدماغ. ويتكونكل جزء أساسًا من الخلايا العصبية المسماة العصبونات، والخلايا الداعمةالمسماة الدبق العصبي.
مصطلحات الدماغ
البصلة
الجزء السفلي من جذع الدماغ، عند طرف الحبل الشوكي، وينظم دقات القلب والتنفسوبعض الوظائف التلقائية الأخرى.
تحت المهاد
منطقة تقع في الجزء العلوي من جذع الدماغ، وتتحكم في درجة حرارة الجسم والجوعوالعطش والغدة النخامية.
التغصنات
تركيبات متفرعة عند الجزء المستقبل من العصبون.
التكوين الشبكي
شبكة من الخلايا العصبية في عمق جذع الدماغ، تؤدي دورًا مهمًا في تنظيم عمليتيالنوم واليقظة.
جذع الدماغ
هو الجزء السفلي من الدماغ، الذي يصل الحبل الشوكي بالمخ.
الجسر
جزء من جذع الدماغ يربط بين نصفي الكرة المخيخية، ويصل المخ بالمخيخ.
الجسم الثفني
أكبر حزم الألياف العصبية، ويصل بين نصفي الكرة المخية.
الدبق العصبي
خلايا تكوِّن شبكة داعمة للعصبونات في الدماغ.
الدماغ الأوسط
المنطقة الوسطى من جذع الدماغ، التي تحتوي على مسارات عصبية مهمة عديدة.
العصبون
خلية عصبية. والعصبونات هي أهم الخلايا المعالجة للمعلومات في الدماغ.
العقد القاعدية
مجموعات من العصبونات عند قاعدة المخ، تساعد في التحكم في الحركات الإراديةالمتتابعة مثل المشي.
الفص الأمامي
جزء الدماغ الذي يقع أمام كل من نصفي الكرة المخية، وفوقهما. يؤدي هذان الفصاندورًا مهمًا في عمليات التعقل والانفعال والحكم على الأشياء، بالإضافة إلى الحركاتالإرادية.
الفص الجداري
هو الفص الأوسط في كل من نصفي الكرة المخية، بين الفص الأمامي والفص القذالي،ويحتوي على مراكز حسية مهمة.
الفص الصدغي
منطقة في الجانب السفلي في كل من نصفي الكرة المخية. يحتوي الفصان الصدغيان علىمراكز السمع والذاكرة.
الفص القذالي
منطقة تقع في الجزء الخلفي لكل من نصفي الكرة المخية، وتحتوي على مراكز الرؤية.
القشرة
طبقة من العصبونات ذات طيات ونتوءات كثيرة، وتوجد على سطح المخ.
قشرة الترابط
الجزء من الدماغ الذي يتم فيه تحليل المعلومات ومعالجتها وتخزينها.
القشرة الحركية
جزء من كل من الفصين الأماميين يتحكم في الحركات العضلية الإرادية.
القشرة الحسية
أي جزء من الدماغ يستقبل الرسائل من أعضاء الحس، أو رسائل اللمس ودرجة الحرارةمن أنحاء الجسم.
القشرة الحسية الجسدية
منطقة في القشرة الحسية في الفصين الجداريين، تستقبل رسائل اللمس ودرجة الحرارةوبعض الإحساسات الجسمية الأخرى.
المحوار
الامتداد الطويل للعصبون، الذي يحمل الدفعات العصبية بعيدًا عن جسم الخلية.
المخ
هو أكبر أجزاء المخ، وأكثرها تعقيدًا، ويتحكم في التفكير والتعلم.
المخيخ
جزء الدماغ الذي يقع أسفل الجزء الخلفي من المخ، وينظم التوازن والحركة، وينسقبين العضلات.
المشبك
هو التركيب الذي تمر عنده الدفعة العصبية من عصبون إلى آخر.
المهاد
تركيب فوق جذع الدماغ يؤدي وظيفة مركز توزيع المعلومات الحسية.
الميلين
مادة دهنية تحيط ببعض الألياف العصبية، وتحميها.
الناقلات العصبية
مواد كيميائية تنقل الدفعات العصبية بين العصبونات.
نصف الكرة المخية
هو الجزء الأيمن أو الأيسر من المخ، ويمثل المخ الجزء الرئيسي في الدماغ.

المخ. يشكل 85% من إجماليوزن الدماغ. ويقسم شق كبير يسمى الشق الطوليالمخ إلى نصفين يسميان نصف الكرة المخية الأيمن ونصف الكرة المخية الأيسر. ويتصل النصفان بحزم من الأليافالعصبية، يسمى أكبرها الجسم الثفني. وينقسم كل نصف بدوره إلى أربعة فصوص،يسمى كل منها باسم عظمة الجمجمة التي تقع فوقه. والفصوص هي: 1- الفص الجبهيفي الجبهة. 2- الفص الصدغيفي الجانب السفلي. 3- الفص الجداريفيالمنتصف. 4- الفص القذاليفي المؤخرة. وتكوِّن شقوق في القشرة المخية الحدودبين هذه الفصوص. والشقان الرئيسيان هما الشق المركزي والشق الجانبي.
وتكوِّن طبقة رقيقة من الخلايا العصبية تسمى القشرة المخية أو القشرةالجزء الخارجي من المخ. ويتكون معظم المخ تحت القشرة من ألياف من الخلايا العصبية. وتربط بعض هذه الألياف أجزاء القشرة بعضها ببعض، بينما تربط ألياف أخرى القشرةبالمخيخ وجذع الدماغ والحبل الشوكي.
والقشرة المخية مطوية في شكل سطح كثير النتوءات والأخاديد. ويزيد هذا الطيالمساحة السطحية للقشرة، وعدد الخلايا العصبية التي تحتويها في الفراغ المحصوربالجمجمة. وتستقبل بعض مناطق القشرة المخية، المسماة القشرة الحسيةالرسائلالقادمة من الأعضاء الحسية، بالإضافة إلى رسائل اللمس ودرجة الحرارة من أجزاء الجسمالمختلفة. وترسل مناطق في الفص الجبهي تسمى القشرة الحركية، الدفعات العصبيةالتي تتحكم في الحركات الإرادية لكل العضلات الهيكلية.
وأكبر أجزاء القشرة حجمًا هو قشرة الترابط، حيث يحتوي كل فص على قشرةترابط يحلل المعلومات ويعالجها ويخزنها. وقشرات الترابط هي التي تمكِّن الشخص منأداء النشاطات التي تتطلب قدرات عالية مثل التفكير والتحدث والتذكر.

المخيخ جزء من الدماغ وظيفته حفظ التوازن والتنسيق. ويبين المقطع العرضي للمخيخ الورقات، وهي حزم من الخلايا العصبية تشبه أوراق النبات.
المخيخ. جزء الدماغ المسؤولعن التوازن والثبات وتنسيق الحركة، ويقع أسفل الجزء الخلفي من المخ. يتكون المخيخمن كتلة كبيرة من الورقات المُخَيْخية (حِزم من الخلايا العصبية تشبه أوراقالشجر) الشديدة الترابط، وينقسم إلى نصف الكرة المخيخية الأيمن ونصف الكرة المخيخيةالأيسر، وبينهما جسم يشبه الإصبع يسمى الدُّودَة. وتقوم مسارات عصبية بتوصيلنصف الكرة المخيخية الأيمن بنصف الكرة المخيخية الأيسر والجانب الأيمن من الجسم،ونصف الكرة المخيخية الأيسر بنصف الكرة المخيخية الأيمن والجانب الأيسر منالجسم.
جذع الدماغ. جسم إصبعي يوصل المخ بالحبل الشوكي، وتسمىقاعدته البصلة (النخاع المستطيل). والبصلة بها مراكز عصبية للتحكم في التنفس،وضربات القلب والعديد من عمليات الجسم الحيوية.
وأعلى البصلة مباشرة يوجد الجسر، وهو يصل بين نصفي المخيخ، كما يحتويأيضًا على ألياف عصبية تربط المخ بالمخيخ، ويقع أعلى الجسر الدماغ الأوسط،الذي يشتمل على مراكز عصبية تساعد على التحكم في حركة العينين وحجم الحدقتين. يقع المهادوتحت المهاد - والأخيريسمى الوطاءأيضًا- في الجزء العلوي من جذع الدماغ. وهناك في الواقع مهادان،مهاد على الجانب الأيسر لجذع الدماغ، وآخر على الجانب الأيمن. ويستقبل كل مهاددفعات عصبية من الأجزاء المختلفة للجسم، ثم يرسلها إلى المناطق الملائمة في القشرةالمخية، كما يقوم بنقل الدفعات من أحد أجزاء الدماغ إلى الأجزاء الأخرى فيه. وينظمتحت المهاد درجة حرارة الجسم والشعور بالجوع والأحوال الداخلية الأخرى، ويتحكم فينشاط الغدة النخاميةالمجاورة.
وتوجد شبكة من الألياف العصبية تسمى التكوين الشبكيفي عمق جذع الدماغ. ويحافظ التكوين الشبكي على مستوى وعي الدماغ، وينظمه، حيث تنبه إشارات حسية تمر عبرجذع الدماغ التكوين الشبكي، والذي بدوره يحفز الوعي والأنشطة في كل أجزاء القشرةالمخية.
خلايا الدماغ. يحتوي الدماغ البشري على عدد يتراوح بين 10بلايين و100 بليون عصبون. وكل هذه العصبونات تكون موجودة خلال الأشهر القليلةالأولى من الولادة. وبعد أن يبلغ الشخص عشرين سنة يتعرض إلى فقدان بعض العصبونات،حيث يموت عدد من العصبونات أو يختفي كل يوم. وبصفة عامة، لاتعوض العصبونات الميتةخلال حياة الشخص، ولكن الفقد لايتجاوز 10% من العدد الكلي للعصبونات، طوالالحياة. وتتصل بلايين العصبونات بعضهاببعض، بشبكات معقدة. ويعتمد أداء كل الوظائف العقلية والجسدية على ترسُّخ الشبكاتالعصبونية والحفاظ عليها. فعادات الشخص ومهاراته - مثل عض الأظافر أو العزف على آلةموسيقية- تكون مغروسة في الدماغ، داخل الشبكات العصبونية، المنشطة باستمرار. وعندمايقف الشخص عن أداء نشاط معين، تتوقف الشبكات العصبية الخاصة بذلك النشاط عن العمل،وقد تختفي في النهاية.
والعصبونات، مثل سائر الخلايا، محاطة بغشاء رقيق يكون الطبقة الخارجية، مع فارقأن غشاء العصبونات مُعَد بشكل خاص لنقل الدُفْعات العصبية. ويتكون العصبون من جسمخلوي وعدد من الألياف الأنبوبية الشكل. ويحمل أطول الألياف، الذي يسمى الجسمالخلوي، الدفعات العصبية من الجسم الخلوي إلى العَصْبُونات الأخرى. وتلتقط الأليافالمتفرعة القصيرة، والتي تسمى التغصنات، الدُفْعات العصبية من محاويرالعصبونات الأخرى إلى الجسم الخلوي. أما المشابكفهي المواضع التي تنتقلفيها الدُفعات العصبية بين الفروع العصبونية. وقد يكوِّن كل عصبون مشابك مع آلافالخلايا العصبية الأخرى.
تغطي بعض المحاوير طبقة من مادة دهنية تسمى الميلين،وظيفتها عزل الأليافالعصبية وتسريع انتقال الدُفْعات العصبية على سطحها. والميلين أبيض اللون، وتكوِّنالمحاوير البيضاء المحزومة بإحكام داخل الميلين ما يعرف باسم المادة البيضاء. أما أجسام الخلايا العصبونية والمحاوير الخالية من الميلين، فهيتكوِّن المادة الرمادية للدماغ. وتتكون القشرة المخية من المادة الرمادية،بينما يتكون معظم الجزء الباقي من المخ من المادة البيضاء.
تحاط العصبونات بالخلايا الدبقية، وهي خلايا يعتقد أنها الإطار الداعمللعصبونات. وتؤدي الخلايا الدبقية أيضًا وظائف أخرى هامة. فبعضها، على سبيل المثال،يجعل الدماغ خاليًا من العصبونات المصابة أو المريضة؛ وذلك بابتلاعها وهضمها. وبعضالخلايا الدبقية تنتج أغطية الميلين التي تعزل بعض المحاوير. وتشير بعض الدراساتالمعملية إلى أن الخلايا الدبقية، تنقل أيضًا، مثل العصبونات، بعض الدفعاتالعصبية.
كيف يُحمى الدماغ
تحمي الجمجمة (قحف الرأس) - وهي غطاء عظمي سميك وصلب - الدماغ من الضربات التيقد تؤدي إلى إحداث إصابات خطرة. وبالإضافة إلى ذلك تغطي الدماغ ثلاثة أغشية واقيةتسمى السحايا، وهي: الأم الجافية، وتمثل الغشاء الخارجي الصلب الذييبطن السطح الداخلي للجمجمة، والغشاء العنكبوتي، الذي يقع أسفل الأمالجافية، ثم الأم الحنون، وهو غشاء رقيق يغطي الدماغ مباشرة، ويتطابق معطيات سطح الدماغ، ويحتوي على الأوعية الدموية التي تحمل الدم من القشرة المخيةوإليها. ويفصل الأم الحنون عن الغشاء العنكبوتي، سائل صاف يسمى السائل الدماغي الشوكي، يكوِّن وسادة لينة بين الأغشية الدماغية الرقيقة وعظام الجمجمةالصلبة.
يحمي الحاجز الدموي الدماغيأنسجة الدماغ من التلف الذي قد يحدث بسببالاحتكاك بجزيئات معينة كبيرة في مسار الدم. فالمواد المحمولة في الدم تصل إلىالأنسجة عبر الجدران الرقيقة للأوعية الدموية المسماة الشعيرات الدموية. وتحدث نسبة كبيرة من هذا الانسياب خلال الفراغات بين الخلايا التي تكوِّن جدرانالشعيرات الدموية. وتتميز الخلايا المكونة للشعيرات الدموية للدماغ بأنها أكثرإحكامًا من خلايا الشعيرات الأخرى، مما يجعل مرور المواد المحمولة في الدم إلىخلايا الدماغ محددًا بدقة. وبسبب حاجة الدماغ إلى بعض الجزيئات الكبيرة للتغذية،تحتوي جدران الشعيرات الدموية على بعض الإنزيمات التي تمكن هذه الجزيئات من المرورخلالها إلى الدماغ.
.

عمل الدماغ
يحدد تركيب الدماغ خبراتنا عن العالم حولنا، وتتحكم هذه الخبرات بدورها في كيفيةنمو العصبونات، وارتباطها بعضها ببعض. وتتفاوت أدمغة الناس كثيرًا، اعتمادًا علىخلفية كل شخص وخبرته. فالأصابع تنشط منطقة محددة من القشرة الحسية لدى كل الناس،ولكن هذه المنطقة أكبر لدى أولئك الذين يستخدمون أصابعهم أكثر، مثل العازفين علىالآلات الوترية، أو الذين يقرأون بطريقة بريل (حروف من نقاط بارزة، مصممة خصيصًاللعميان).
وجد العلماء أيضًا دلائل تشير إلى أن أدمغة الرجال والنساء مختلفة. فالجسمالأصغر، أي شريط الألياف العصبية السميك الذي يربط بين نصفي الكرة المخية، كبير فيالنساء. وأوضحت الفحوصات الدقيقة للدماغ بعد الوفاة، أن عدد العصبونات في القشرةأكثر بنسبة 10% في النساء مقارنة بالرجال. كذلك أوضحت الدراسات التي أجريت في مجالقراءة الكلمات، والتفكير فيها، بعض الفروق بين الرجال والنساء، حيث وجد أن الرجاليستخدمون بصفة عامة نصف الكرة المخية الأيسر في معالجة اللغة، بينما تستخدم النساءالنصفين.
والباحثون غير متأكدين من أن هذه الفروق العضوية بين أدمغة الرجال والنساء تعنيوجود فرق في طريقة التفكير بين الجنسين. وهناك بعض الدلائل عن وجود اختلاف في القوةالذهنية بين الجنسين، حيث تشير الدراسات النفسية بصفة دائمة إلى أن أداء الرجال، فيالمتوسط، أفضل في المهام التي تتطلب مهارات فراغية، أي المهام التي تتطلب التعاملمع الأبعاد، مثل رؤية الأجسام بأبعادها الثلاثية، بينما تتفوق النساء على الرجال فياختبارات الكتابة والقراءة والتحصيل اللغوي. ولكن متوسط الفرق المذكور أعلاه ليسكبيرًا. فالأداء اللغوي للكثير من الرجال أفضل من متوسط أداء النساء، والكثير منالنساء ذوات مهارات فراغية أفضل من متوسط مهارات الرجال.
طور العلماء طرقًا عديدة لدراسة كيفية عمل الدماغ. وقد كشفت التجارب علىالحيوانات قدرًا كبيرًا من عمل أجزاء الدماغ المختلفة. وبدراسة الأدمغة المصابةتوصل العلماء إلى الكثير من المعلومات عن النشاط الطبيعي للدماغ، حيث تسبب إصابةجزء معين من الدماغ مشاكل متوقعة في التحدث والحركة والقوة الذهنية.
وقد تمكن الجراحون من تخريط وظائف العديد من مناطق القشرة المخية، وذلكبالاستثارة الكهربائية للدماغ خلال الجراحة الدماغية. ولاتتطلب عمليات الدماغ أنيفقد المريض وعيه، حيث لايشعر المريض بالألم بسبب المعالجة المباشرة للدماغ، ومن ثميستطيع أن يُخبر الجراح عن شعوره عند تنبيه مناطق معينة بالدماغ.
وقد كشفت جراحة الدماغ أنّ وظائف معينة للمخ تتم أساسًا في أحد نصفي الكرةالمخية، ولذا نجح الأطباء في علاج بعض حالات الصرع عن طريق قطع الجسم الثَفَني. وتحدث هذه العملية الجراحية حالة تسمى فصل المخ، حيث ينتهي فيها الاتصال بيننصفي المخ. وقد أوضحت دراسات فصل المخ أن النصف الأيسر يتحكم في قدرات الفرد علىاستعمال اللغة والرياضيات والمنطق، بينما يتحكم النصف الأيمن في قدرات الفردالموسيقية والتعرف على الوجوه والرؤية المركبة والتعبيرات الوجدانية.
وتمكن تقنيتان جديدتان مأمونتان هما: التصوير المقطعي بابتعاث البوزيترونات والتصوير بالرنين المغنطيسي الوظيفي، العلماء من دراسة الدماغ السليم أثناءعمله. ولاتتطلب هاتان التقنيتان اتصالاً مباشرًا بالدماغ، ولكنهما ينتجان صورًاشبيهة بصور الأشعة السينية، والتي توضح أي أجزاء الدماغ يعمل أثناء أداء الشخصنشاطًا ذهنيًا أو بدنيًا، حيث يوضح التصوير المقطعي بابتعاث البوزيترونات أجزاءالدماغ الأكثر استهلاكًا للجلوكوز، بينما يوضح التصوير بالرنين المغنطيسي الوظيفي،الأجزاء التي يشير فيها استهلاك معدلات عالية من الأكسجين إلى نشاط الجزء.
في استقبال الإشارات الحسية. تُستقبل الرسائل الحسيةوتُفسر، بصفة أساسية، في القشرة المخية، حيث ترسل مختلف أعضاء الجسم دُفْعات عصبيةإلى المهاد، الذي يبعثها إلى المناطق الملائمة من القشرة المخية. وتستقبل منطقةمعينة من القشرة الحسية تسمى القشرة الحسية الجسديةالرسائل من مناطقالإحساس في الجسد، مثل اللمس ودرجة الحرارة، وتفسرها. وهي تقع في الفص الجداري لكلنصف، على امتداد الشق المركزي، ويتخصص كل جزء منها في استقبال وتفسير الإشارات منأجزاء معينة من الجسم.
وتستقبل الأجزاء المتخصصة الأخرى من المخ الرسائل الحسية الخاصة بالرؤيةوالاستماع والتذوق والشم، حيث تذهب الدفعات القادمة من العين إلى القشرة البصرية فيالفص القذالي، وتستقبل أجزاء من الفص الصدغي نبضات الأذن، وتقع منطقة التذوق داخلالشق الجانبي، ومركز الشم أسفل الفص الجبهي. في السيطرة على الحركة. بعضالأفعال المنعكسة لا تمر بالدماغ. فإذا لمس فرد مصدرًا ساخنًا مثلاً، تنتقل نبضاتالألم إلى الحبل الشوكي، الذي يبعث رسالة ليسحب الفرد يده. وبالرغم من ذلك يؤديالدماغ الدور الرئيسي في التحكم في حركاتنا الإرادية واللاإرادية. ويوجد داخل المختجمعات منفصلة من العصبونات تسمى العقد القاعدية أو النوى القاعدية. وتساعدهذه العُقَد في التحكم في الحركات اللاإرادية المتتالية لبعض النشاطات مثل المشيوالأكل، بينما تتحكم مناطق أخرى في جذع الدماغ في حركة العضلات اللاإراديةالتي تبطن جُدران المعدة والأمعاء والأوعية الدموية.
وينظم المخيخ والقشرة المخية معًا الحركات الإرادية،إلى حد كبير، حيث ترسلالقشرة الحركية في كل من نصفي الكرة المخية دُفعات عصبية إلى العضلات الخاصة بنشاطمعين، مثل الكتابة أو قذف الكرة. وتقع القشرة الحركية في الفص الجبهي أمام الشقالمركزي. وتتحكم كل منطقة من القشرة الحركية في حركات جزء معين من الجسم. وتتحكمأكبر أجزاء القشرة في الأجزاء التي تؤدي أكثر الحركات تعقيدًا وتحديدًا - مثلالشفتين واللسان- التي تؤدي حركات مركبة أثناء عملية الكلام، بينما تتحكم الأجزاءالأصغر في الحركات الأبسط نسبيًا، مثل حركة الكتف والظهر.
وتتقاطع المسارات الحركية إلى الجسم فوق جذع الدماغ، وعليه تتحكم القشرة الحركيةلنصف الكرة الأيسر في حركة الجانب الأيمن من الجسم. وبنفس الطريقة توجه القشرةالحركية اليمنى حركات الجانب الأيسر من الجسم. ويستعمل أكثر من 90% من البشر اليداليمنى لأن القشرة الحركية اليسرى التي توجه اليد اليمنى تهيمن على القشرة الحركيةاليمنى التي توجه اليد اليسرى.
وينسق المخيخ بين حركات العضلات التي تأمر بها القشرة الحركية، حيث تنبه دفعاتعصبية المخيخ، عندما تأمر القشرة الحركية جزءًا من الجسم بأداء عمل معين. فعندمايصل الأمر إلى العضو المعين، تنبه دفعات عصبية من العضو، على الفور، المخيخ إلىالكيفية التي يؤدي بها العمل. ويقارن المخيخ الحركة بالحركة المطلوبة، ثم يتصلبالقشرة المخية لتقوم بتصحيح اللازم. وبهذه الطريقة يتأكد المخيخ من أن الجسم يتحركبكفاءة وسهولة.
في استعمال اللغة. في أواخر القرن التاسع عشر لاحظ العلماء أن تدمير جزء معين من الدماغ، يسبب نفسالعجز اللغوي في معظم المرضى. فالتدمير الذي يصيب الفص الجبهي الأيسر في منطقةبروكا، والتي سميت على اسم الجراح الفرنسي بيير باول بروكا، يدمر بدورهالقدرة على الكلام، بينما يسبب التدمير الذي يلحق بالفص الصدغي الأيسر، في منطقة فيرنك، التي سميت على اسم عالم الأعصاب الألماني كارل فيرنك، صعوبات في فهماللغة. وقد قادت هذه الملاحظات العلماء إلى الاعتقاد بأن الدماغ يعالج الكلمات فيمراحل منظمة، عبر سلسلة من المناطق ذات الصلة باللغة. ولكن باستخدام تقنيات تصويرمعينة، مثل التصوير المقطعي بابتعاث البوزيترونات والتصوير بالرنين المغنطيسيالوظيفي، يستطيع العلماء مراقبة الدماغ مباشرة أثناء التحدث أو الاستماع أو القراءةأو التفكير. وقد أوضحت الدراسات المبنية على هذه التقنيات أن معالجة اللغة أمر بالغالتعقيد. فمناطق اللغة تحتل مساحات واسعة من الدماغ، وتنشط أنواع متباينة من المهاماللغوية هذه المناطق بطرق وأنماط مختلفة.
في تنظيم عمليات الجسم. توجد مراكز تنظيم عمليات الجسمالرئيسية بجذع الدماغ. فالمراكز العصبية في البَصَلة تنظم عمليات التنفس وضرباتالقلب وتدفق الدم، بينما تنظم مناطق جذع الدماغ الأخرى عمليات البلع وحركة المعدةوالأمعاء.
وتوجد في تحت المهاد أيضًا مراكز عصبية تتحكم في بعض عمليات الجسم. ومعظم هذهالمراكز تحافظ على استقرار الحالة الداخلية للجسم. فبعض المراكز، على سبيل المثال،تتحكم في كمية الماء في الجسم، حيث ترصد عصبونات معينة تغيرات مستوى الماء في الدموالأنسجة، وتنقل هذه المعلومات إلى تحت المهاد. فإذا كان مستوى الماء منخفضًا، ينتجتحت المهاد الإحساس بالعطش، مما يدفع الفرد إلى شرب الماء. وفي نفس الوقت يرسل تحتالمهاد رسائل إلى الكليتين لخفض كميات المياه المفقودة من الجسم. وفي حالة ازديادمستوى الماء في الجسم يرسل تحت المهاد رسائل تزيل الإحساس بالعطش، وتزيد كمية الماءالمفقودة عن طريق الكليتين. وتعمل المراكز الأخرى في تحت المهاد - حسب المبدأ نفسه- لتنظيم عملية الجوع ودرجة حرارة الجسم.
ويتصل تحت المهاد بالغدة الرئيسية في الجسم، أي الغدة النخامية، عن طريق جسمرفيع من الأنسجة. وينظم تحت المهاد العديد من عمليات الجسم بالتحكم في إنتاج الغدةالنخامية للرسائل الكيميائية المسماة الهورمونات، وإطلاقها. فبجانب وظائفهاالأخرى، تنظم هذه الهورمونات معدل نمو الجسم والعمليات الجنسية والتكاثرية.
في إنتاج الانفعالات. يشارك في تنظيم الانفعالات التي نمربها، العديد من مناطق الدماغ، بالإضافة إلى أعضاء الجسم الأخرى. وتؤدي مجموعةتراكيب في الدماغ تسمى الجهاز الحوفي، دورًا مركزيًا في إنتاج الانفعالات. ويتكون هذا الجهاز من أجزاء من الفص الصدغي، وأجزاء من المهاد وتحت المهاد، وتراكيبأخرى.
ويثار الانفعال عادة بفكرة في القشرة المخية أو برسائل من أعضاء الحس. وفيالحالين تصل الدُفْعات العصبية المنتجة إلى الجهاز الحوفي. وتنبه الدُفْعات العصبيةمناطق مختلفة من الجهاز حسب أنواع الرسائل الحسية أو الأفكار. فقد تنشِّط الدفعات،على سبيل المثال، أجزاء الجهاز التي تنتج الأحاسيس الجميلة المرتبطة بانفعالات مثلالفرحة والحب، وقد تثير المناطق التي تنتج الأحاسيس غير الجميلة المرتبطة بانفعالاتمثل الغضب والخوف.
في التفكير والتذكر. لا يملك العلماء سوى القليل منالمعلومات عن العملياتالبالغة التعقيد، المرتبطة بالتفكير والتذكر. فالتفكير ينطويعلى معالجة المعلومات عبر دوائر في منطقة قشرة الترابط وأجزاء الدماغ الأخرى، حيثتمكن هذه الدوائر الدماغ من ربط المعلومات المخزونة في الذاكرة، بالمعلومات التيتجمعها الحواس. والعلماء الآن في طور الفهم الأولي لأبسط دوائر الدماغ. أما تكوينالأفكار المجردة ودراسة المواضيع الصعبة، فتتطلب دوائر معقدة بدرجة تثير الحيرة. وتؤدي الفصوص الأمامية من المخ دورًا أساسيًا في العديد من عمليات التفكير التيتميز الإنسان عن الحيوانات. وهي مهمة بصفة خاصة في التفكير التجريدي، وفي تخيلالنتائج المتوقعة للأفعال، وفي فهم مشاعر وأحاسيس الشخص الآخر. وقد تؤدي إصابةالفصوص الأمامية، أو نموها غير العادي، إلى فقدان هذه القدرات.
وبعض جوانب التفكير البشري، مثل المعتقدات الدينية والفلسفية، خارج نطاق فهمالعلماء الآن، وقد تظل كذلك لفترة طويلة قادمة. وأمام العلماء الآن الكثير مماينبغي استقصاؤه حول الأساس العضوي للذاكرة. فبعض تراكيب الجهاز الحوفي تؤدي أدوارًارئيسية في تخزين واستعادة المعلومات. ومن هذه التراكيب الجسم اللوزي والحصين، وكلاهما في الفص الصدغي. وقد يفقد أولئك الذين يتعرضون لإصابات في هذهالتراكيب القدرة على تكوين ذكريات جديدة، بالرغم من قدرتهم على استعادة المعلوماتالمتعلقة بالأحداث التي سبقت الإصابة. فبإمكان هؤلاء الأشخاص تعلم المهارات البدنيةالجديدة، ولكن عند أدائهم لهذه المهارات ينسون أنهم قاموا بها من قبل.
وتشير بعض الدلائل إلى أن الذكريات ربما تتكون من خلال إنشاء دوائر دماغيةجديدة، أو تغيير الداوئر الموجودة. وتنطوي كلتا العمليتين على تغيرات عند المشابك،أي التراكيب التي تمر عندها الدفعات من عصبون إلى آخر. وتتحكم الجليكوبروتينات وجزيئات كبيرة أخرى عند المشابك، في هذه التغيرات. ويتطلب إثبات هذا التفسيرالعام لتكوين الذاكرة أبحاثًا مكثفة، لكشف التفاصيل الدقيقة للعمليات المرتبطةبه.
كيمياء الدماغ
كما هوالحال في كل الخلايا الأخرى، تحدث العديد من العمليات الكيميائية داخل العصبونات،ولكن بعض العمليات الخاصة تحدث فقط داخل العصبونات وبينها. ويحاول العلماء التوصلإلى فهم أعمق لهذه العمليات وعلاقتها بنقل الدُفعات العصبية.
والدفعة العصبية عملية كهربائية كيميائية يتحكم فيها غشاء الخلية العصبية، وتدخلفي هذه العملية أيونات (ذرات مشحونة كهربائيًا) عناصر كيميائية مثل البوتاسيوموالصوديوم. ويحافظ الغشاء، الذي يحتوي على ثغور، على التركيزات المتغيرة لهذهالأيونات داخل العصبون والسوائل المحيطة به. وفي الوقت الذي يسمح فيه الغشاء بدخولالأيونات إلى الخلية والخروج منها، انتقائيًا، تتحرك شحنة كهربائية ـ دفعة عصبية ـعبر الخلية العصبية. لمزيد من التفاصيل،. يناقش باقي هذا الجزء الكيميائياتالتي تنقل الدفعات من عصبون إلى آخر.
رسائل الدماغ الكيميائية
تسمى المواد الكيميائية التيتنقل الدفعات العصبية من محوار عصبون إلى تغصنات عصبون آخر الناقلات العصبية. ولاتنتقل الدفعات العصبية كهربائيًا عبر الفلح المشبكي، أي الفراغ الضيق بينالمحوار والتغصنات. وعوضًا عن ذلك تنبه الدفعة العصبية، عند وصولها إلى نهايةالمحوار، إطلاق جزيئات الناقلات العصبية في الخلية. وتعبر هذه الجزيئات الفلحالمشبكي، وتلتصق بمواقع في تغصنات الخلية الأخرى تسمى المستقبلات. ويغير هذاالنشاط الكهربائي للعصبون المستقبل بإحدى طريقتين. ففي إحدى هاتين الطريقتين تنبهالناقلات العصبون إلى إنتاج الدفعة العصبية، وفي الطريقة الأخرى تمنع الناقلاتالعصبون من إنتاج الدفعة العصبية.
وقد تصنع العصبونات أكثر من ناقل عصبي واحد، وقد تحتوي أسطحها الغشائية مستقبلاتلأكثر من ناقل عصبي واحد. وقد "يتعلم" العصبون من الخبرات الماضية، وبناء على ذلكتغير نسب الناقلات العصبية والمستقبلات المتنوعة. ولذا فإن الدماغ مرن جدًا، ويمكنهتغيير استجابته تجاه الظروف المختلفة على مدى فترات تمتد من عدة ثوان إلى عدةعقود.
ينتج الدماغ أنواعًا عديدة من المواد الكيميائية التي تستخدم كناقلات عصبية،وأهمها: الاستيلكولين، والدوبامين والنورأدرينالين والسيروتونين. وهذه المواد لا تنتشر في الدماغ بالتساوي، ولكن كلاً منها يوجد في مناطق خاصة، أويتركز أكثر في مناطق خاصة. فالأجسام الخلوية للعصبونات التي تحتوي على الدوبامينمثلاً، توجد في الجزء الأوسط من جذع الدماغ. وتصل محاوير هذه الخلايا إلى مناطقأخرى كالفص الجبهي من المخ، ومنطقة تقع بالقرب من منتصف الدماغ تسمى الجسم المخطط. وتؤدي مسارات الدوبامين دورًا في تنظيم الانفعالات والتحكم في الحركاتالمعقدة.
وقد اكتشف العلماء في السبعينيات من القرن العشرين، أن المورفين والعقاقيرالمرتبطة به تزيل الألم عن طريق الالتصاق بمستقبلاتمناطق معينة في الدماغ. ويعني هذا الاكتشاف أن الدماغ ينتج مانعات الألم الخاصة به، والتي تلتصق بنفس هذهالمستقبلات. وقد أدت الأبحاث اللاحقة إلى اكتشاف الإندورفينات والإنكفالينات: وهما نوعان من الناقلات العصبية، يلتصقان بهذه المستقبلات.
وفي الثمانينات من القرن العشرين وجد الباحثون أن المستقبلات توجد في عائلات،وأن كل عضو أو نوع في عائلة معينة مسؤول عن أداء وظيفة معينة. فقد اكتشف العلماء،على سبيل المثال، أكثر من اثني عشر نوعًا من السيروتونين، وأدى هذا الاكتشاف إلىتطوير عقاقير تؤثر على مستقبلات سيروتونين معينة، مثل عقاقير الميجرين، ومضاداتالكآبة الأخرى. ويعتقد العلماء أن اكتشاف أنواع مستقبلات أخرى قد يؤدي إلى تطويرعقاقير تعالج اضطرابات التفكير والمزاج والسلوك بكفاءة أكثر.
كيمياء الدماغ والمرض العقلي. تعتمد كل وظائف الدماغ علىالأداء الطبيعي للناقلات العصبية. وقد يؤدي أي ازدياد أو نقصان لناقل معين، أومجموعة ناقلات، إلى اضطراب خطير في التفكير والمزاج والسلوك. فقد أوضحت نتائج بعضالأبحاث، على سبيل المثال، أن عدم التوازن الكيميائي في الدماغ يؤدي دورًا مهمًا فيحدوث أنواع عديدة من الاضطرابات العقلية، حيث ثبت أن الدماغ يفرز كميات كبيرة جدًامن الدوبامين في حالات الفُصَام العقلي، والذي يؤدي بدوره إلى اضطراب انفعالي،ويسبب رؤية أشياء وسماع أصوات غير موجودة.
وقد يكون لاختلال التوازن الكيميائي دور في الاضطراب المزدوج، أو ما يسمى الاضطراب الهوسي الاكتئابي، والذي يصاب فيه المريض بفترات متعاقبة من الهوس (الفرحة الغامرة والنشاط المفرط) والاكتئاب (الحزن). وتشير بعضالأبحاث إلى أن زيادة الدوبامين والنورأدرينالين والسيروتونين تسبب الهوس، كما أننقصها يؤدي إلى الاكتئاب.
كيف تؤثر الأدوية على كيمياء الدماغ. يعالج أطباء النفسبعض الاضطرابات العقلية بالأدوية التي تحافظ على نشاط الدماغ الكيميائي في المستوىالطبيعي. فالعديد من المهدئات، على سبيل المثال، تستخدم لإزالة أعراض الفصام بغلقمستقبلات الدماغ للدوبامين. ولكن يبدو من غير المحتمل أن يكون ناقل عصبي واحدمسؤولاً عن الفصام وغيره من الأمراض العقلية المعقدة، مثل الاضطراب المزدوجوالاكتئاب، حيث تنتج هذه الأمراض عن الاختلالات الكيميائية التي تصيب عددًا منالناقلات العصبية. فبعض العقاقير التي أثبتت فعالية ضد الاكتئاب، على سبيل المثال،تؤثر على النورأدرينالين، بينما تؤثر عقاقير أخرى على السيروتونين، وعقاقير أخرىعلى كلا الناقلين.
وتنتج بعض الأدوية شعورًا بالراحة، أو تقلل التوتر والانزعاج، بإحداث تغيير مؤقتفي كيمياء الدماغ الطبيعي. فالأمفيتامينات، على سبيل المثال، تزيد إفراز خلاياالدماغ للدوبامين، مما يؤدي بدوره إلى ازدياد النشاط العقلي.
ويؤدي استخدام أدوية الهلوسةإلى تغيير درامي وخطر في عمليات الأحاسيسوالانفعالات والأفكار، وفي قدرة الفرد على الحكم على الأمور. وتشمل هذه الأدوية،الميسكالين والسيلوسيبين و أل. أس. دي، ويشبه كل من هذه الأدوية، من حيث التركيب،أحد الناقلات العصبية أو عددًا منها. فالميسكالين يشبه الدوبامين والنورأدرينالين،و أل. اس. دي والسيلوسيبين يشبهان السيروتونين. ويعتقد العلماء أن عقاقير الهلوسةتحدث تأثيرها بارتباطها مع مستقبلات الدماغ للناقلات الطبيعية التي تشبهها. وقدتنتج أدوية الهلوسة اختلالات في كيمياء الدماغ، قد تستمر طويلاً بعد اتصالهابالدماغ. فالعقار المعروف باسم م د م أ (MDMA)،والمشهور باسمه الإنجليزي Ecstasy، أي النشوة، يسبب - في اعتقاد العلماء- تدميرًا دائمًا للعصبونات التي تطلق السيروتونين. وقد يحدثهذا التدمير تأثيرات ضارة على المزاج والأفكار والندم والحيوية.
اضطرابات الدماغ
قد تؤدي الإصابات والأمراضوالاضطرابات الموروثة إلى تلف الدماغ، ولكن خطورة التلف تعتمد أساسًا على المنطقةالمصابة، أكثر من اعتمادها على المسبب. فالاضطرابات التي تدمر خلايا الدماغ مثلاً،شديدة الخطورة، لأن الجسم لا يستطيع تعويض الخلايا المصابة. ولكن قد يحدث أحيانًاأن تؤدي المناطق التي لم تتعرض للتلف بعض الوظائف التي كانت تؤديها المناطقالتالفة.
وقد مكنت الأجهزة والتقنيات الحديثة الأطباء من تشخيص اضطرابات الدماغ مبكرًا،وبشكل أكثر دقة مما كان في الماضي. فالجهاز المسمى مخطاط كهربائية الدماغ،مثلاً، يقيس أنماط النشاط الكهربائي الناتج عن الدماغ، وقد تشير الفروق عن الأنماطالطبيعية لمخطاط كهربائية القلب إلى حدوث تلف بالدماغ، وقد يساعد في تحديد منطقةالإصابة. ويمكن لمخطاط كهربائية القلب المدعوم بالحاسوب، رصد وتنظيم كميات كبيرة منالبيانات الكهربائية، كما يمكنه أيضًا قياس استجابات الدماغ لبعض المؤثرات البصريةوالسمعية واللمسية. ويستطيع العلماء تشخيص الاضطرابات بمقارنة هذه الاستجابات معمتوسط النتائج المأخوذة من عدد كبير من الناس. وتنطوي تقنية أخرى تسمى التصوير المقطعي الحاسوبيعلى تصوير الدماغ بالتفصيل من عدة زوايا باستخدام الأشعةالسينية. ويقوم الحاسوب بتحليل بيانات الأشعة السينية، ويرسم صورة مقطعية للدماغعلى شاشة تلفازية. وتستخدم تقنية أخرى تسمى التصوير بالرنين المغنطيسي المجالاتالمغنطيسية والموجات الراديوية لإنتاج صور عن تركيب الدماغ.
الإصابات
هي المسبب الرئيسي لتلف الدماغ بين من هم أقلمن 50 عامًا. فالضربة الموجهة إلى الرأس قد تسبب فقدان الوعي مؤقتًا دون إحداث تلفدائم، ولكن إصابات الرأس الشديدة قد تسبب تلفًا دماغيًا خطيرًا. وتسبب إصابات الرأسالتي تحدث قبل الولادة وأثناءها، أو بعدها مباشرة، ما يُعرف بالشلل المُخي. وهناك عدة أنواع من الشلل المخي، تنطوي كلها على ضعف في التحكم في حركةالعضلات.
السَكْتَات. هي أهم وأخطر اضطرابات الدماغ. وتحدث السكتةالدماغية عندما ينقطع إمداد الدم عن جزء من الدماغ، حيث تموت الخلايا العصبية فيالمناطق المتأثرة، ويفقد المريض القدرة على أداء الوظائف التي تتحكم فيها هذهالمناطق. ويعاني كثير من ضحايا السكتات من شلل في أحد جانبي الجسم، وأعراض أخرىتشمل صعوبة في الكلام أو في فهم اللغة. وتنتج معظم السكتات الدماغية عن تلف فيالأوعية الدموية بسبب ارتفاع ضغط الدم أو تصلب الشرايين. وقد يموت بعض ضحاياالسكتات الخطيرة، ولكن الكثيرين من ضحايا السكتات يعيشون ويتحسنون جزئيًا علىالأقل.
الأورام. نموات شاذة قد تسبب تلفًا حادًا للدماغ. وتعتمدتأثيرات الورم على حجمه ومكانه في الدماغ. فقد يدمر الورم الخلايا الدماغية فيالمنطقة المحيطة به. وقد ينتج ضغطًا أثناء نموه، والذي يؤدي بدوره إلى تدمير مناطقأخرى من الدماغ، أو على الأقل، التأثير على وظائفها الطبيعية. وتشمل أعراض الورمالصداع ونوبات من التشنجات والنوم لفترات طويلة وتغييرًا في الشخصية واضطرابًا فيالإحـسـاس وخللاً في الكلام.
وتُعالج الجراحة بعض الأورام، ولعلاج الأورام السرطانية يستخدم الأطباء الأدويةوالإشعاع مع العمليات. ويستخدم نوع من الإشعاع يسمى الجراحة الراديوية التجسيميةأحيانًا، بدلاً عن الجراحة التقليدية. وفي هذا النوع من الجراحةيستخدم الأطباء الحواسيب، والتصوير المقطعي الحاسوبي أو التصوير بالرنين المغنطيسي،لإنتاج صورة ثلاثية الأبعاد للدماغ. بعد ذلك تسلط حزم من الإشعاع على هدف قد يكونورمًا أو تشوهًا في وعاء دموي. ويجب أن تكون هذه الحزم قصيرة جدًا أو ضعيفة جدًا،وذلك لضمان عدم الإضرار بمناطق الدماغ الواقعة على مسار الإشعاع، وبحيث تؤدي مجتمعةإلى تدمير الهدف. وهذه الخطوات سريعة وغير مؤلمة، وتتيح للمرضى استعادة نشاطهمالعادي في نفس اليوم.
الأمراض المُعدِيَة. قد تؤدي الأمراض الفيروسيةوالبكتيرية التي تصيب الدماغ إلى تلف الدماغ. وأهم هذه الأمراض المعدية التهاب الدماغ، والالتهاب السحائي، وينتج كل منهما عن الإصابات البكتيرية أوالفيروسية. والالتهاب السحائي هو التهاب السحايا، أي الأغشية التي تغطيالدماغ والنخاع الشوكي. والرقاصمرض يصيب الدماغ عند الأطفال الذين تتراوحأعمارهم بين 7 أعوام و15 عامًا. وتحدث أغلب حالات الرقاص مع الحمى الروماتيزمية،وقد تسببهما نفس البكتيريا. ويهاجم فيروس شلل الأطفال (التهاب سنجابية الدماغ) الدماغ والحبل الشوكي. وقد تم اكتشاف اللقاح الواقي من شلل الأطفال في الخمسينياتمن القرن العشرين.
الاضطرابات الوراثية. تحمل المورثات (أي الجينات،وهي المادة الوراثية في الخلايا) أوامر نمو الجسم، بما في ذلك الدماغ. وهذه الأوامرمعقدة إلى حد كبير، ولذا قد تحدث أخطاء ربما تؤدي إلى خلل في تركيب وظائف الدماغ. ويكون بعض الرضع مصابين بالتخلف العقلي عند الولادة، وذلك لأن الأخطاء الوراثية أدتإلى عدم النمو الطبيعي للدماغ أثناء الحمل. ففي متلازمة داون مثلاً، يوجد صبْغيزائد ـ والصبغيات أجسام داخل نواة الخلية تحتوي على المورثات. ويسببالصبْغي الزائد التخلف العقلي والعيوب الجسمانية. ومن الاضطرابات التي تسبب التخلفالعقلي متلازمة السين الهش، والتي تنتج عن شذوذ في الصبغي س، وهو أحدالصّبغيين اللذين يحددان جنس الشخص.
ويصاب بعض الأطفال بتلف دماغي شديد بعد الولادة، بسبب نقص وراثي في إنزيم يحتاجهالجسم لتمثيل الغذاء بطريقة صحيحة. فالطفل المصاب بالبيلة الفنيلية الكيتونيةمثلاً، يعاني من نقص إنزيم يحتاجه الجسم لتحويل حمض أميني (بروتين) معين إلى شكل يستخدمه الجسم. ولذا يتراكم هذا الحمض الأميني الذي يسمى الفنيل ألانين في الدم، ويتلف أنسجة الدماغ النامية. وقد يمنع الغذاء الخاليمن الفينيل ألانين تلف الدماغ في ضحايا البيلة الفنيلية الكيتونية.
وهناك اضطرابات وراثية أخرى لاتسبب تلفًا لخلايا الدماغ إلا في مرحلة متأخرة منالعمر. فمرض هنتنجتون مثلا، يصيب أغلب ضحاياه في منتصف العمر، ويسبب ذبولمناطق عديدة في المخ والعقد القاعدية. ومن أهم الأعراض الأولية لهذا المرض،التشنجات غير الإرادية. ولكنه يؤدي في نهاية الأمر إلى مرض عقلي غير قابلللشفاء.
ويعتقد العلماء أن العوامل الوراثية تؤدي دورًا مهمًا في معظم حالات مرض ألزهايمر، وهو مرض يصيب كبار السن الذين تجاوزا الستين، ويميزه فقدان حادللذاكرة والقدرات الذهنية الأخرى. ويصبح معظم ضحايا هذا المرض، في نهاية الأمر، غيرقادرين على العناية بأنفسهم، ويلزمون الفراش.
تؤدي الوراثة أيضًا دورًا مهمًا في بعض الأمراض العقلية. فالعديد من أطفال مرضىالفصام يرثون القابلية للإصابة بهذا الداء. وأوضحت الدراسات أيضًا قابلية انتقالالاضطراب الثنائي القطب بالوراثة. وقد تشمل هذه القابليات انتقال اختلالات كيمياءالدماغ بالوراثة. ويواصل الباحثون دراسة هذه القابليات، وكيفية تفاعلها مع الظروفالبيئية، لإحداث الخلل العقلي.
اضطرابات الدماغ الأخرى
. تشمل اضطرابات الدماغ الأخرى 1- الصرع 2- التَصلُّب المتعدد 3- مرض باركنسون. ومازالت أسباب هذه الأمراضمجهولة.
الصرع. يعاني ضحايا الصرع من نوبات تحدث عندما تفرز العديد من الخلايا العصبية،في منطقة معينة من الدماغ، دفعات عصبية غير عادية. وتسبب تلك النوبات عدم سيطرةمؤقتة لحركة العضلات وفقدان الوعي. ويعالج الأطباء الصرع بالعقاقير التي تقلِّل عددالنوبات أو تمنع حدوثها نهائيًا.
التصلب المتعدد.يحدث التصلب المتعدد عندما تفقد محاوير أجزاء من الدماغ أو الحبلالشوكي غشاء الميلين. ونتيجة لذلك لا يستطيع المحوار حمل الدفعات العصبية. وتختلفأعراض المرض تبعًا لمناطق الدماغ المصابة، وقد تشمل فقدان الاتزان والرؤية المزدوجةوضعف الذراع أو الساق. ولايوجد علاج لهذا المرض، ولكن بعض الأدوية قد تخفف بعضالأعراض، وقد يبطئ بعضها فقدان الميلين.
مرض باركنسون يتميز ببطء الحركة وتصلب العضلات والارتعاش. وتنتج هذه الحالاتجزئيًا عن تدمير المسارات العصبية التي تستخدم الدوبامين ناقلاً. ويعوض العلاجبالعقار ل- دوبا، الدوبامين المفقود، ومنثم يخفف أعراض مرض باركنسون، ولكنهلايعالج المرض. ويعالج بعض المختصين مرض باركنسون بنقل النسيج الدماغي المنتجللدوبامين من الأجنة إلى أي جزء من العقد القاعدية. وتنطوي هذه العملية على بعضالمغامرة، ولم تتضح فائدته بعد. وبالإضافة إلى ذلك، أثار استخدام هذه العملية جدلاًحول الأسس الأخلاقية لمثل هذه العمليات، وذلك لأن الخلايا الجنينية تؤخذ من الأجنةالمجهضة.
الدماغ في الحيوانات
لا تملك غالبية اللافقاريات (حيوانات بلا عمود فقري) أدمغة متطورة، وعوضًا عن ذلك، لديهاعناقيد من الخلايا العصبية تسمى العقدوظيفتها التنسيق بين نشاطات الجسمالمختلفة. ولكل الفقاريات (حيوانات ذوات عمود فقري) نوع من الدماغ. وتفترض نظريةداروين أن الدماغ المركب في الحيوانات العليا قد تطور عبر العصور، إلا أن هذهالفرضية قد ثبت عدم صحتها. وغير خاف أن هذا يناقض الإيمان بأن الله تعالى خالق كلشيء.
في اللافقاريات. تمتلك اللافقاريات الأكثر تطورًا، مثلالديدان والحشرات، نوعًا من الدماغ البسيط نسبيًا. فديدان الأرض مثلاً، لها زوج منالعقد الكبيرة في منطقة الرأس، يتحكمان في سلوك الديدان، اعتمادًا على المعلوماتالمستقبلة من أعضاء الحس. ويوجد في الحشرات دماغ أكثر تعقيدًا، يتكون من ثلاثةأزواج من العُقد. وتستقبل تلك العقد المعلومات من أعضاء الحس، وتسيطر على الأنشطةالمعقدة مثل التغذية والطيران.
وللأخطبوط دماغ متطور مقارنًا ببقية اللافقاريات، حيث ينقسم إلى عدة أجزاء،أكبرها الفص البصريالذي يعالج المعلومات القادمة من عيون الأخطبوط، والتيتشبه عيون الفقاريات في التركيب والوظائف.
في الفقاريات. ينقسم الدماغ في الفقاريات إلى ثلاث مناطق 1- الدماغ الأمامي 2- الدماغ الأوسط 3- الدماغ الخلفي. والدماغ الأوسط هو الأكثرتعقيدًا في الفقاريات البدائية مثل الأسماك والبرمائيات. أمّا الدماغ الأمامي، أوالمخ، فيشكل جزءًا صغيرًا من الدماغ في هذه الحيوانات. وفي الفقاريات المتطورة هناكاختلاف كبير في تركيب الدماغ، حيث يزداد حجم وأهمية الدماغ الخلفي كثيرًا، وتقلأهمية وحجم الدماغ الأوسط. ويتكون الدماغ الخلفي من المخيخ والبصلة، ويتشابه تركيبهووظائفه في كل الفقاريات، إلا أن المخيخ أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا في الحيواناتالمتطورة.
ويتكون الدماغ الأوسط في الأسماك والبرمائيات من فصَّين بصريين. وهذان الفصانهما مركزا الرؤية في الحيوان، ويقومان أيضًا بالتنسيق بين الدفعات الحركيةوالحسّية. ويتكون مخ الأسماك من انتفاخين أملسين صغيرين يستخدمان أساسًا مركزًاللشم. والمخ في البرمائيات أكبر قليلاً ومغطى بقشرة.
وفي الزواحف يؤدي المخ بعض وظائف الدماغ الأوسط. وهو أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًامن نظيره في الأسماك أو البرمائيات. وتقع داخل المخ عقد قاعدية، في شكل حزم صغيرةمن العصبونات، تكون مناطق رئيسية لتحليل المعلومات ومعالجتها وتخزينها. وتتميز بعضالزواحف بمنطقة صغيرة من القشرة المخية، تختلف عن القشرة في الفقاريات البسيطة. وتسمى هذه المنطقة القشرة الجديدة، وهي منطقة مهمة، حيث تؤدي وظيفة معالجةالمعلومات وتخزينها.
ومخ الطيور أكبر من نظيره في الأسماك والزواحف والبرمائيات، إلا أنه يفتقــرإلـى القشـرة الجديدة على عكس بعض الزواحــف. وبدلا منها يتكون الجزء الأكبر منالدماغ من عقد قاعـدية كبيرة ومتطـورة، تملأ أغلب الجزء الداخلي للدماغ. وهذه العقدالقـاعدية هي المركز الرئيسي لمعالجة المعلومات وتخزينها، كما أنها تمكِّن الطيورمن تعلم أنماط السلوك الجديدة، ويبدو أنها تقوم أيضًا بتخزين التعليمات الخاصةبأنماط السلوك الغريزي المتعددة. وتتميز الطيور أيضًا بمخيخ متطـور، ينسـق بين كـلالدفعات الحسية والحـركية المرتبطة بعملية الطيران.
يصل الدماغ إلى أعلى درجات تعقيده في الثدييات. فالقشرة الجديدة تكوِّن تقريبًاكل القشرة المخية لدماغ الثدييات، ويؤدي الدماغ الأوسط وظيفة مركز الاتصال. ولمعظمالثدييات البدائية، مثل الخلد والزبابة، مخ صغير نسبيًا ذو قشرة مخية ناعمة. أماالثدييات المتطورة مثل الخيل والقطط فلها مخ كبير مغطى بقشرة بها الكثير منالنتوءات والأخاديد التي تزيد مساحة سطح الدماغ. وللحيتان والدلافين أدمغة كبيرةومعقدة، غير أن دماغ الشمبانزي والقردة العظمى الأخرى أكثر تعقيدًا، وأقرب إلىالدماغ البشري من دماغ أي نوع آخر من الحيوانات