Cervello vertebrato

Tre principi

1. Il cervello e il sistema nervoso sono essenzialmente un sistema che crea connessioni. Ha input dagli organi di senso e output ai muscoli.
   È collegato in diversi modi con il sistema endocrino, che produce ormoni, e con il sistema digestivo e il sistema sessuale. Gli ormoni lavorano lentamente, quindi questi cambiamenti sono graduali.
2. Il cervello è una specie di grande magazzino. Ha, tutti interconnessi, reparti che fanno cose diverse. Si aiutano a vicenda a raccogliere i sensi.
3. Molto di ciò che il corpo fa non è cosciente. Una persona respira, il cuore batte, l'intestino digerisce, i capelli crescono, i pensieri schioccano nella sua mente... Alcune di queste cose possono essere notate da una persona e altre (come la respirazione) possono essere influenzate in una certa misura. Ma, fondamentalmente, gran parte del corpo funziona in automatico, regolato dal sistema nervoso autonomo.
   Anche il cervello fa molto del suo lavoro senza che una persona se ne accorga. La mente inconscia si riferisce alle attività cerebrali che raramente vengono notate.

Regioni cerebrali vertebrate

Diverse aree cerebrali hanno mantenuto la loro identità in tutta la gamma dei vertebrati, dalle megere agli esseri umani. Ecco un elenco di alcune delle aree più importanti, con una breve descrizione delle loro funzioni come attualmente inteso. Queste funzioni possono ancora essere contestate in una certa misura. A partire dalla parte posteriore (o, negli esseri umani, la parte sottostante) sono le regioni:

• Il midollo allungato (e il midollo spinale) hanno molti piccoli nuclei, che si occupano di varie funzioni autonome. Queste includono il battito cardiaco e la pressione sanguigna, la respirazione e il vomito. ^{ch 44, 45}
• Il pon pon è una stazione di relè, che trasporta messaggi tra il cervelletto e il midollo allungato e il cervelletto.
• L'ipotalamo è una piccola regione alla base del proencefalo. È la stazione di controllo centrale per i cicli sonno/veglia, il controllo del mangiare e bere, il controllo del rilascio ormonale e molte altre funzioni. Si trova immediatamente sopra l'ipofisi e secerne ormoni nella ghiandola. Questi ormoni inibiscono o stimolano l'ipofisi. La ghiandola, a sua volta, produce ormoni che agiscono sul resto del corpo.
• Il talamo si trova sopra l'ipotalamo e sotto la corteccia cerebrale. È un insieme di nuclei con varie funzioni. Funge da stazione di staffetta, raccogliendo informazioni sensoriali di ogni tipo (eccetto quelle olfattive) e trasmettendole alla corteccia cerebrale. Inoltre, ha un ruolo nella coscienza e nel sonno.
  Esistono sistemi d'azione per diversi tipi di comportamento, tra cui mangiare, bere, defecare e copulare.
• Il cervelletto regola l'uscita di altri sistemi cerebrali per renderli più precisi. La rimozione del cervelletto non impedisce a un animale di fare qualcosa in particolare, ma rende le azioni esitanti e maldestre. Questa precisione non è incorporata, ma imparata per tentativi ed errori. Imparare ad andare in bicicletta è un esempio di un tipo di plasticità neurale che può avvenire in gran parte all'interno del cervelletto. ^{ch 42}
• Il tettum, spesso chiamato 'tettum ottico', dirige le azioni verso i punti nello spazio. La sua funzione meglio studiata è quella di dirigere i movimenti degli occhi. Dirige anche i movimenti di raggiungimento. Riceve forti input visivi, e input da altri sensi che sono utili nel dirigere le azioni, come l'input uditivo nei gufi, l'input dagli organi di fossa termosensibili nei serpenti, ecc. In alcuni pesci, come le lamprede, è la parte più grande del cervello.
• L'ippocampo è, a rigore, solo nei mammiferi, ma ha delle controparti in tutti i vertebrati. È coinvolto nella memoria spaziale e nella navigazione in pesci, uccelli, rettili e mammiferi.
• I gangli basali sono un gruppo di strutture del proencefalo, fortemente connesse alla corteccia cerebrale e al talamo. La funzione principale dei gangli basali sembra essere la selezione delle azioni. Essi inviano segnali inibitori a tutte le parti del cervello che possono generare azioni. Nelle giuste circostanze rilasciano l'inibizione, in modo che i sistemi generatori di azioni possano eseguire le loro azioni. Premi e punizioni esercitano gli effetti neurali più importanti sui gangli basali.
• La corteccia cerebrale è uno strato di cellule grigie che si trova sulla superficie del proencefalo. È coinvolta in molteplici funzioni, tra cui l'olfatto e la memoria spaziale. Nei mammiferi, dove domina il cervello, controlla le funzioni di molte aree sottocorticali.
• Il bulbo olfattivo è una struttura speciale che elabora i segnali sensoriali olfattivi (odori), e invia la sua uscita alla parte olfattiva della corteccia cerebrale. È una componente importante del cervello in molti vertebrati, ma molto ridotta nei primati.

Sono mostrate le regioni corrispondenti del cervello umano e dello squalo. Ciò che si trova nella parte posteriore del cervello dello squalo (il midollo allungato) si trova nella parte inferiore del cervello umano. Il cervelletto dello squalo (telenchefalo) è nella parte anteriore, quello di un umano è nella parte superiore

Dimensione del cervello

La relazione tra le dimensioni del cervello, le dimensioni del corpo e altre variabili è stata studiata in una vasta gamma di specie di vertebrati. Le dimensioni del cervello aumentano con le dimensioni del corpo, ma non proporzionalmente.

Mammiferi

La media di tutti i mammiferi segue una legge di potere, con un esponente di circa 0,75. Questa formula si applica al cervello medio dei mammiferi, ma ogni famiglia si discosta da essa, riflettendo la loro sofisticazione del comportamento. Ad esempio, i primati hanno un cervello da 5 a 10 volte più grande di quello previsto dalla formula. I predatori tendono ad avere un cervello più grande. Quando il cervello dei mammiferi aumenta di dimensioni, non tutte le parti aumentano allo stesso ritmo. Più grande è il cervello di una specie, maggiore è la frazione assorbita dalla neocorteccia.