Ορέστης Γιωτάκος

Η ταυτότητα του εγκεφάλου

Η ταυτότητα του εγκεφάλου

Ορέστης Γιωτάκος
τρισδιάστατο μοντέλο εγκεφάλου
Image credit:  Robina Weermeijer / unsplash.com

22 Ιουλίου, "Παγκόσμια Ημέρα Εγκεφάλου".

Χρειάστηκαν περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια και συνάψεις εκατό δισεκατομμυρίων νευρικών κυττάρων για να φθάσουμε σήμερα στο σημείο να αναρωτιόμαστε τι είναι συνείδηση, τι είναι συναίσθημα, πώς σκεφτόμαστε, πώς λειτουργεί η μνήμη, πού αποθηκεύονται οι τόσες αισθήσεις που κατακλύζουν τη ζωή μας, πώς ανασύρονται οι μνήμες και οι συναισθηματικές αναμνήσεις; 


Ο εγκέφαλος του ανθρώπου αποτελείται περίπου από 100 δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα, τα οποία έχουν ήδη σχηματιστεί μέχρι τη γέννηση. Ένας τυπικός νευρώνας σχηματίζει 1.000-10.000 συνάψεις και δέχεται πληροφορίες από 1.000 περίπου άλλους νευρώνες. Το βάρος του εγκεφάλου κυμαίνεται στον άνδρα από 1.100 έως 1.700 γραμμάρια, μέσος όρος 1.360 γραμμάρια και στη γυναίκα από 1.050 έως 1.550 γραμμάρια, μέσος όρος 1.275 γραμμάρια.

Στους πρώτους 6 μή­νες της ζωής το βάρος του εγκεφάλου διπλασιάζεται, ενώ σε ηλικία 5 ετών ο εγκέφαλος αποκτά τα 9/10 του τελικού βάρους. Ο εγκέφαλος του ανθρώπου φθάνει στο μέγιστο βάρος του στην ηλικία των 20 ετών περίπου, ενώ στη ηλικία των 70, 80 ή 90 ετών μειώνεται αντίστοιχα κατά 5%, 10% και 20%. Ο εγκέφαλος απο­τελεί το 3% του σωματικού βάρους στον άνθρωπο, σε σύγκριση με το 4% στο σπουρ­γίτι, 1% στο σκύλο, 0,5% στον ποντικό.

Ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί το 20% του οξυγόνου που προσλαμβάνει ο άνθρωπος, αν και αντιστοιχεί μόλις στο 2,5% του σωματι­κού βάρους. Η συναπτική καθυστέρηση για τη μετάδοση μίας πληροφορίας από ένα νευρικό κύτταρο σε ένα άλλο είναι τουλάχιστον 0,3 msec για τις χημικές συ­νάψεις, και σχεδόν μηδενική για τις ηλεκτρικές συνάψεις, οι οποίες αντιπροσωπεύουν το 1% των συνάψεων στα θηλαστικά.

Τα νευρικά ερεθίσματα που στέλνονται από τον εγκέφαλο κινούνται με ταχύτητα 274 χλμ την ώρα. Ο εγκέφαλος του ανθρώπου έχει δυνατότητα αποθήκευσης πληροφοριών ίση με 4 terabytes ενός εξωτερικού σκληρού δίσκου. Ένας μόνο ανθρώπινος εγκέφαλος παράγει περισσότερα ηλεκτρικά ερεθίσματα σε μια μέρα από ό,τι όλα τα κινητά του κόσμου μαζί.

Νευροβιολογία και Ψυχοπαθολογία

Γνωρίζουμε ότι για την επιτυχή ολοκλήρωση του γνωστικού έργου ενεργοποιούνται τα εξής δίκτυα ευρείας κλίμακας: 1. Δίκτυο για την προσήλωση στο χώρο (spatial attention network), 2. Γλωσσικό δίκτυο (language network). 3. Δίκτυο μνήμης-συναισθημάτων (memory-emotion network). 4. Εκτελεστικό δίκτυο συμπεριφοράς, (executive function-compartment network). 5. Δίκτυο αναγνώρισης προσώπου-αντικειμένου (face and object identification network).

Η αμυγδαλή αποτελεί έναν σημαντικό τόπο συναισθηματικής αντίδρασης και έχει ένα εκτεταμένο δίκτυο αμφίδρομων διασυνδέσεων με φλοιικές, λιμπικές και μονοαμινεργικές δομές, που εμπλέκονται στη συναισθηματική, γνωσιακή, αυτόνομη και ενδοκρινική απάντηση στο στρες. Σε νευροανατομικό επίπεδο, μια κρίση άγχους, μπορεί να ξεκινήσει από προμηκικούς χημειοϋποδοχείς, από το γεφυρικό υπομέλανα τόπο ή τη μεσεγκεφαλική ραχιαία ραφή.

Το άγχος αναμονής για την επικείμενη κρίση φαίνεται να εδρεύει στο λιμπικό λοβό, ενώ η φοβική-αποφευκτική συμπεριφορά στον προμετωπιαίο λοβό. Βιολογικά, η επιθετικότητα έχει θεωρηθεί ότι σχετίζεται με ανισορροπία ανάμεσα στον top-down έλεγχο του προμετωπιαίου και πρόσθιου υπερμεσολόβιου φλοιού (δομές που ενέχονται στη συμμόρφωση της συμπεριφοράς στα κοινωνικά πρότυπα, στη διαμόρφωση των προσδοκιών ανταμοιβής και τιμωρίας και την καταπίεση των επιθετικών συμπεριφορών) και των επιτακτικών bottom-up ενορμήσεων που πυροδοτούνται από τις μεταιχμιακές δομές, όπως η αμυγδαλή.

Η λεγόμενη ντοπαμινική υπόθεση της σχιζοφρένειας υποστηρίζει την ύπαρξη αυξημένης ντοπαμινικής λειτουργίας στην μεσολιμπική ντοπαμινική οδό, που έχει ως αποτέλεσμα τη διαταραχή ικανότητας στη διακριτότητα (salience) και την πρόβλεψη λάθους (prediction error). Ο περιορισμός της δραστηριότητας αυτής της οδού με τη βοήθεια των αντιψυχωτικών φαρμάκων σχετίζεται με την αντιψυχωτική αποτελεσματικότητα.


Διαβάστε σχετικά: 7 συνήθειες που προάγουν την καλή υγεία του εγκεφάλου


Νευροβιολογία του συναισθήματος

Πολλές διασυνδεδεμένες λιμπικές και φλοιϊκές δομές ενέχονται στις διαταραχές του συναισθήματος. Ο Broca (1878) δημιούργησε τον όρο «λιμπικό» (“limbic”), λόγω των ειδικών φυλογενετικών δομών της περιοχής, αλλά ως έδρα έκφρασης των συναισθημάτων και του φόβου προτάθηκε από τον Papez (1937). Το γνωστό κύκλωμα του Papez (Circle of Papez”) περιλαμβάνει κυρίως την αμφίδρομη προβολή του ιππόκαμπου στον πρόσθιο πυρήνα του θαλάμου και από εκεί στο φλοιό του προσαγωγίου.

Όλοι οι φλοιικοί τόποι, όπως η νήσιδα, ο κόγχος, ο ενδορρινικός, ο κροταφικός μετωπιαίος, ο προμετωπιαίος, το προσαγώγιο και ο βρέγμα, παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην απάντηση και τον έλεγχο συναισθημάτων όπως το άγχος και ο φόβος.

Πιο συγκεκριμένα, το λεγόμενο κοιλιακό συναισθηματικό δίκτυο (ventral emotion network) που αποτελείται από την αμυγδαλή (amygdale), τη νήσο (insula), το κοιλιακό ραβδωτό (ventral striatum) και κοιλιακές περιοχές του προμετωπιαίου φλοιού, ενέχεται στην ταυτοποίηση των συναισθηματικών καταστάσεων, καθώς και εξωγενών παραγόντων, όπως για παράδειγμα μια ευχάριστη γεύση.

Γνωρίζουμε ότι η αμυγδαλή (amygdale), αποτελεί έναν σημαντικό τόπο αντίδρασης στο φόβο, τόσο στους ανθρώπους όσο και στα ζώα. Η αμυγδαλή έχει ένα εκτεταμένο δίκτυο αμφίδρομων διασυνδέσεων με φλοιικές, λιμπικές, μονοαμινεργικές και άλλες δομές που εμπλέκονται στη συναισθηματική, γνωσιακή, αυτόνομη και ενδοκρινική απάντηση στο στρες.

Η συναπτική πλαστικότητα της αμυγδαλής έχει σχετιστεί με την παραγωγή και διεργασία του εξαρτημένου φόβου (conditioned fear), με την παραγωγή του άγχους αναμονής (anticipatory anxiety) και τη συνεργασία για τη σφαιρική απάντηση στην απειλή. Μια ακόμη δομή που βρέθηκε να ενέχεται στη συναισθηματική απάντηση του οργανισμού είναι η πέριξ του υδραγωγού φαιά ουσία (periaqueductal gray, PAG).

Αυτή έχει ισχυρές συνδέσεις με την αμυγδαλή και συμμετέχει στις στερεοτυπικές και ανακλαστικές συμπεριφορές φυγής/μάχης (fight/flight), καθώς και στην αντίδραση από μη-εξαρτημένο φόβο (unconditioned fear), ένα φαινόμενο που σχετίζεται με τις κρίσεις πανικού.

Να σημειωθεί ότι οι κυτταρικές ομάδες γένεσης των σεροτονεργικών, νοραδρενεργικών και ντοπαμινεργικών οδών, δηλαδή η ραφή (dorsal raphe nucleus), ο υπομέλας τόπος (locus coeruleus) και η κοιλιακή καλύπτρα (ventrotegmental area), αντίστοιχα, εδράζονται στην πέριξ του υδραγωγού φαιά ουσία.

Αξίζει να αναφερθεί επίσης η λειτουργικότητα του λεγόμενου «συναισθηματικού στελέχους» (the "emotional brainstem") το οποίο αποτελείται από τρία δίκτυα, το ανιόν, το κατιών και το ρυθμιστικό. Το ανιόν δίκτυο (ascending network) απαρτίζεται από τις προβολές του νωτιαίου μυελού που μεταφέρουν τα ερεθίσματα από την περιφέρεια.

Το κατιόν κινητικό δίκτυο (descending motor network), αποτελείται από μεσαίες προβολές από το δικτυωτό σχηματισμό που ρυθμίζουν την είσοδο της συναισθηματικής διακριτότητας και πλάγιες προβολές από τον υποθάλαμο και την αμυγδαλή, που ενεργοποιούν ειδικές συναισθηματικές αντιδράσεις.

Μια ομάδα ειδικών νευροδιαβιβαστικών οδών που αναδύονται από τον πυρήνα της ραφής (σεροτονεργικές), την κοιλιακή καλύπτρα (ντοπαμινεργικές) και τον υπομέλανα τόπο (νοραδρενεργικές), δημιουργούν το ρυθμιστικό δίκτυο (modulatory network), το οποίο ρυθμίζει τις αλληλεπιδράσεις των δύο προηγούμενων δικτύων.

Αντί επιλόγου

Χρειάστηκαν περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια και συνάψεις εκατό δισεκατομμυρίων νευρικών κυττάρων για να φθάσουμε σήμερα στο σημείο να αναρωτιόμαστε τι είναι συνείδηση, τι είναι συναίσθημα, πώς σκεφτόμαστε, πώς λειτουργεί η μνήμη, πού αποθηκεύονται οι τόσες αισθήσεις που κατακλύζουν τη ζωή μας, πώς ανασύρονται οι μνήμες και οι συναισθηματικές αναμνήσεις;

Τέλος, χρειάστηκαν όλα αυτά για να θέσουμε ίσως το πιο παράδοξο υπαρξιακό ερώτημα στον εαυτό μας: μπορούμε να ερμηνεύσουμε το μυαλό μας χρησιμοποιώντας με επιτυχία το ίδιο μας το μυαλό; Είναι δυνατόν το υποκείμενο αυτής της διαδικασίας να αποτελεί ταυτόχρονα και το αντικείμενό της;

Η αλήθεια είναι ότι η πληθώρα νευροβιολογικών και νευροαπεικονιστικών μελετών κατά τις τελευταίες δεκαετίες έχουν συμβάλλει στην κατανόηση των ψυχικών λειτουργιών, ενώ η πρόοδος της ψυχοφαρμακολογίας έχει συντελέσει στη βελτίωση της πορείας της νόσου πολλών ασθενών. Η αλήθεια επίσης είναι ότι μάλλον βρισκόμαστε στην αρχή της φιλόδοξης αυτής πορείας αναγνώρισης του εγκεφάλου και απομένουν πολλά ακόμη να μάθουμε.

Πρόσφατα αναπτυσσόμενοι κλάδοι, όπως η νευροενδοκρινολογία, η νευροανοσολογία, η επιγενετική (epigenetics), η μελέτη συνδεσιμότητας του εγκεφάλου (connectomics), η τυποποίηση μαθηματικών μοντέλων (computational neuroscience), τα μοντέλα ζώων και η μεταφορά των ευρημάτων (translational animal science), αλλά και η τεχνητή νοημοσύνη (artificial intelligence) αναμένεται να συνεισφέρουν στην περαιτέρω κατανόηση της λειτουργίας του εγκεφάλου και την ανεύρεση περισσότερων θεραπευτικών επιλογών.


Εδεικτική Βιβλιογραφία:

  • Giotakos O. Clinical neuroscience and mental health: filling the gap. Dialogues in Clinical Neuroscience & Mental Health 2018, 1(1): 4-6. DOI: https://doi.org/10.26386/obrela.v1i1.2
  • Giotakos O. Is psychosis, at least in part, an immune-related dysmyelination disease? Dialogues in Clinical Neuroscience & Mental Health, 2019, Volume 2, Issue 2, p 116-129 DOI: https://doi.org/10.26386/obrela.v2i2.118
  • Γιωτάκος Ο. (2019). Συναισθηματικός Εγκέφαλος. Εκδόσεις Παρισιάνου.

*Απαγορεύεται ρητώς η αναπαραγωγή χωρίς προηγούμενη άδεια των υπευθύνων της ιστοσελίδας*

Εάν δυσκολεύεσαι να χαρείς κάτι θετικό στη ζωή σου και δεν συνεργάζεσαι ήδη με κάποιο ψυχολόγο/ψυχοθεραπευτή, ξεκίνα σήμερα. Επικοινώνησε με έναν ψυχολόγο στον #ΜyPsychologist, τον έγκυρο Επαγγελματικό Οδηγό Ειδικών Ψυχικής Υγείας!

NEO BANNER ODHGOS SPOUDWN 21 22 ARXIKH

2. banner diafhmishs mypsychologist koino

Κάντε like στην σελίδα μας στο Facebook 
Ακολουθήστε μας στο Twitter 

Βρείτε μας στα...