Creierul vertebratelor

Trei principii

1. Creierul și sistemul nervos sunt, în esență, un sistem care realizează conexiuni. Acesta are intrări de la organele de simț și ieșiri către mușchi.
   Acesta este conectat în mai multe moduri cu sistemul endocrin, care produce hormoni, cu sistemul digestiv și cu sistemul sexual. Hormonii acționează lent, astfel încât aceste schimbări sunt graduale.
2. Creierul este un fel de magazin. Are, toate interconectate, departamente care fac lucruri diferite. Toate acestea se ajută reciproc să adune sensuri.
3. O mare parte din ceea ce face corpul nu este conștient. O persoană respiră, inima bate, intestinele digeră, părul crește, gândurile îi apar în minte... Unele dintre acestea pot fi observate de o persoană, iar altele (cum ar fi respirația) pot fi influențate într-o anumită măsură. Dar, în principiu, o mare parte din corp funcționează în mod automat, reglat de sistemul nervos autonom.
   Creierul, de asemenea, își face o mare parte din muncă fără ca o persoană să o observe. Mintea inconștientă se referă la activitățile cerebrale care sunt rareori observate
   .

Regiuni ale creierului de vertebrate

Mai multe zone ale creierului și-au păstrat identitatea la toate vertebratele, de la peștișori până la oameni. Iată o listă a unora dintre cele mai importante zone, cu o scurtă descriere a funcțiilor lor, așa cum sunt ele cunoscute în prezent. Aceste funcții pot fi încă disputate într-o anumită măsură. Începând de la spate (sau, la om, partea de dedesubt), regiunile sunt:

• Măduva (și măduva spinării) are mulți nuclei mici, care se ocupă de diferite funcții autonome. Printre acestea se numără bătăile inimii și tensiunea arterială, respirația și vărsăturile. ^{cap. 44, 45}
• Ponsul este o stație de releu, care transportă mesaje între creier și măduvă și cerebel.
• Hipotalamusul este o mică regiune de la baza creierului anterior. Este stația centrală de control pentru ciclurile de somn/veghe, controlul mâncării și al băuturii, controlul eliberării de hormoni și multe alte funcții. Acesta se află imediat deasupra glandei pituitare și secretă hormoni în glandă. Acești hormoni inhibă sau stimulează glanda pituitară. Glanda, la rândul ei, produce hormoni care afectează restul corpului.
• Talamusul se află deasupra hipotalamusului și sub cortexul cerebral. Este o colecție de nuclee cu diverse funcții. Acesta acționează ca o stație de releu, adunând informații senzoriale de toate tipurile (cu excepția celor olfactive) și le transmite cortexului cerebral. De asemenea, are un rol în conștiință și în somn.
  Există sisteme de acțiune pentru mai multe tipuri de comportament, inclusiv pentru a mânca, a bea, a defeca și a copula.
• Cerebelul ajustează producția altor sisteme cerebrale pentru a le face mai precise. Îndepărtarea cerebelului nu împiedică un animal să facă ceva anume, dar face ca acțiunile să fie ezitante și neîndemânatice. Această precizie nu este încorporată, ci învățată prin încercări și erori. Învățarea mersului pe bicicletă este un exemplu al unui tip de plasticitate neuronală care poate avea loc în mare parte în cadrul cerebelului. ^{cap. 42}
• Tectum-ul, adesea numit "tectum optic", direcționează acțiunile către puncte din spațiu. Funcția sa cea mai bine studiată este aceea de a direcționa mișcările ochilor. De asemenea, dirijează mișcările de atingere. Acesta primește intrări vizuale puternice și intrări de la alte simțuri care sunt utile în direcționarea acțiunilor, cum ar fi intrările auditive la bufnițe, intrările de la organele termosensibile ale gropilor la șerpi etc. La unii pești, cum ar fi lampreii, este cea mai mare parte a creierului.
• Hipocampul este, strict vorbind, doar la mamifere, dar are corespondenți la toate vertebratele. Acesta este implicat în memoria spațială și în navigare la pești, păsări, reptile și mamifere.
• Ganglionii bazali sunt un grup de structuri din creierul anterior, care sunt puternic conectate la cortexul cerebral și la talamus. Principala funcție a ganglionilor bazali pare să fie selectarea acțiunilor. Aceștia trimit semnale inhibitorii către toate părțile creierului care pot genera acțiuni. În circumstanțele potrivite, ei eliberează inhibiția, astfel încât sistemele generatoare de acțiuni să își poată executa acțiunile. Recompensele și pedepsele exercită cele mai importante efecte neuronale asupra ganglionilor bazali.
• Cortexul cerebral este un strat de celule cenușii care se află pe suprafața creierului anterior. Acesta este implicat în mai multe funcții, inclusiv în olfacție și memorie spațială. La mamifere, unde domină creierul, controlează funcțiile din multe zone subcorticale.
• Bulbul olfactiv este o structură specială care procesează semnalele senzoriale olfactive (mirosuri) și își trimite rezultatul către partea olfactivă a cortexului cerebral. Este o componentă majoră a creierului la multe vertebrate, dar mult mai redusă la primate.

Sunt reprezentate regiunile corespunzătoare din creierul uman și de rechin. Ceea ce se află în partea din spate a creierului de rechin (măduva) se află în partea de jos a creierului uman. Cerebelul rechinului (telenchefalul) este în față, cel al omului este în partea de sus

Dimensiunea creierului

Relația dintre dimensiunea creierului, dimensiunea corpului și alte variabile a fost studiată la o gamă largă de specii de vertebrate. Dimensiunea creierului crește odată cu mărimea corpului, dar nu proporțional.

Mamifere

În medie, la toate mamiferele, aceasta urmează o lege de putere, cu un exponent de aproximativ 0,75. Această formulă se aplică la creierul mediu al mamiferelor, dar fiecare familie se abate de la ea, reflectând sofisticarea comportamentului lor. De exemplu, primatele au creiere de 5 până la 10 ori mai mari decât prevede formula. Prădătorii tind să aibă creiere mai mari. Atunci când creierul mamiferelor crește în dimensiune, nu toate părțile cresc în același ritm. Cu cât creierul unei specii este mai mare, cu atât mai mare este fracțiunea ocupată de neocortex.