دستگاه عصبی مرکزی
دستگاه عصبی مرکزی از مغز و نخاع تشکیل می‌شود که هر یک مجموعه‌ای از میلیاردها نورون هستند. نخاع یا طناب عصبی، مسیری برای انتقال پیام‌های حسی و حرکتی بین دستگاه عصبی محیطی و مغز ایجاد می‌کند. به علاوه نخاع حرکات غیرارادی یا انعکاس‌های ماهیچه‌های اسکلتی را بدون ارتباط با مغز هماهنگ می‌کند. این انعکاس‌ها سبب می‌شود دست خود را در یک حرکت سریع از قابله داغ روی اجاق گاز دور کنید.
دستگاه عصبی مجموعه‌ای از سلولهای عصبی یا نورون‌ها و یاخته‌های پشتیبان یا گلیا است که وظیفه تنظیم فعالیت اندام‌های مختلف و حفظ پایداری بدن را بر عهده دارد. این دستگاه از دو بخش محیطی (Peripheral Nervous System | PNS) و مرکزی (Central Nervous System | CNS) تشکیل می‌شود. بخش محیطی، بین اندام‌های محیطی و داخلی بدن از جمله دست‌‌ها، پاها، پوست بخش‌های مختلف، غدد عرق، پانکراس، قلب، مویرگ‌ها و ماهیچه‌های دستگاه تنفسی ارتباط برقرار می‌کند.
این بخش از تارهای عصبی خودمختار، رشته‌های عصبی پیکری و گیرنده‌های حسی تشکیل شده است. اما دستگاه عصبی مرکزی اطلاعات ورودی از بخش‌های محیطی را پردازش و پاسخ لازم را به‌وسیله رشته‌های عصبی به اندام‌ها ارسال می‌کند. این بخش از دستگاه عصبی از مغز و نخاع تشکیل شده است. این بخش‌ها اندام‌های بسیار حیاتی بدن هستند که به‌وسیله استخوان‌های محکم جمجمه و ستون مهره‌ها از آن‌ها محافظت می‌شود. هر یک از این اندام‌ها به بخش‌هایی با عملکرد و ساختار متفاوت تقسیم می‌شوند.
مغز یک پردازشگر بسیار پیچیده از مدارهای نورونی است که اطلاعات حسی ورودی از اعصاب حسی را آنالیز می‌کند. بخش وسیعی از مغز به یکپارچه‌سازی اطلاعات حسی ورودی اختصاص داده شده است. عملکرد این بخش‌های مغز سبب می‌شود استشمام یک بوی خاص با یادآوری خالطره‌ای از دوران کودکی شما همراه شود. همین بخش از مغز شما در زمان یادگیری زبان جدید، برقراری ارتباط با همکلاسی‌های جدید، یادگیری درس‌های مدرسه و درک مفاهیمی که واقعی هستند اما ابعاد فیزیکی ندارند (تفکر انتزاعی) مثل آزادی فعال می‌شود.
دستگاه عصبی مرکزی مثل بیشتر بخش‌های بدن دارای تقارن دو طرفه و ساختارهای مغز و نخاع در سمت راست و چپ بدن یکسان است. در بخش‌هایی از این سیستم اطلاعات حسی ورودی به این بخش‌ها با مسیر اطلاعات حرکتی خروجی تقاطع دارد. به همین دلیل ساختارهای سمت چپ مغز، بیشتر بخش‌های راست بدن و سمت راست مغز، بیشتر بخش‌های چپ بدن را کنترل می‌کند. برای بررسی راحت‌تر مراکز کنترلی و انتقال پیام دستگاه عصبی مرکزی، مغز را به سه بخش اصلی ساقه مغز، مخچه، مغز میانی و نیم‌کره‌های مخ و نخاع را به بخش‌های گردنی، سینه‌ای، کمری و خاجی تقسیم می‌کنیم.
اجزا
هسته‌های دستگاه عصبی مرکزی
هسته‌های دستگاه عصبی مرکزی محل تجمع جسم سلولی نورون‌ها است. این منطقه در دستگاه عصبی محیطی گانگلیون نام دارد. این هسته‌ها در بخش‌های عمقی مخ، مخچه و ساقه مغز قرار می‌گیرند و بخشی از ماده خاکستری دستگاه عصبی مرکزی را تشکیل می‌دهند. این مناطق به‌وسیله رشته‌های عصبی یا آکسون نورون‌ها با هم در ارتباط هستند. در بسیاری از موارد هسته‌ها یک منطقه عملکردی در مغز هستند.
گانگلیای پایه، مجموعه هسته‌هایی است که بین قشر مخ و تالاموس ارتباط برقرار می‌کنند. این هسته‌ها در بخش مرکزی مخ قرار دارند و محل اصلی سنتز انتقال‌دهنده استیل‌کولین در مغز هستند. این بخش از دستگاه عصبی مرکزی شروع بعضی حرکات را مهار می‌کند. برای مثال زمانی که در کلاس درس به صحبت‌های معلم زیست‌شناسی در مورد سیستم عصبی گوش می‌دهید، گانگلیای پایه در مغز شما انگیزه پریدن و فریاد زدن در کلاس را مهار می‌کند. «هسته کائودات» (Caudate Nucleus)، «هسته پوتامن» (Putamen)، «گلوبس پالیدوس» (Globus Pallidus) و آمیگدالا چهار بخش اصلی این ساختار را تشکیل می‌دهند.
ساختار نخاع
ساختار نخاع را بر اساس سطح بدن (ناحیه گردنی، سینه‌ای، کمری و خاجی) و بر اساس نوع نورون‌های موجود در آن (بخش سفید و خاکستری) تقسیم‌بندی می‌کنند. با ایجاد برشی در محور افقی می‌توان یک برش عرضی از نخاع تهیه کرد. در این برش عرضی بخشی شبیه پروانه دیده می‌شود که بخش خاکستری نخاع و ترکیبی از بخش‌های بدون میلین اعصاب نخاعی است. بخش خاکستری نخاع به سه بخش تقسیم می‌شود.
- بخش‌های شاخ پشتی که پردازش اطلاعات حسی را بر عهده دارد.
- شاخ جانبی که فقط در بخش‌های سینه‌ای، بخش‌بالایی کمر و بخش خاجی قرار دارد. نورون‌های حرکتی سیستم سمپاتیک از این بخش نخاع خارج می‌شوند.
- شاخ جلویی که نورون‌های حرکتی ماهیچه اسکلتی از این بخش خارج می‌شوند.
ماده سفید به بخش‌های ستون پشتی، ستون جانبی و ستون جلویی در دو طرف تقسیم می‌شود. ماده سفید نخاع را می‌توان بر اساس عملکرد اعصاب این ناحیه به دو بخش بالارونده و پایین‌رونده تقسیم کرد. اعصاب بالارونده اطلاعات حسی ورودی از اعصاب محیطی را به بخش‌های کنترلی ساقه مغز و مغز منتقل می‌کنند. اعصاب پایین‌رونده پاسخ بخش‌های کنترلی را ببه نخاع و پس از سیناپس با نورون‌های حرکتی به اندام‌های محیطی منتقل می‌کنند. کانال مرکزی بخشی در مرکز برش عرضی است که از مایع مغزی-نخاعی پر شده است.
ساختار مغز
مغز انسان از لوب‌های مخ، مغز میانجی، مخچه و ساقه مغز تشکیل شده است. هر یک از این بخش‌ها از ناحیه‌های حسی، حرکتی و پردازشی مختلفی تشکیل می‌شوند که فعالیت آن‌ها برای پاسخ هماهنگ بین دستگاه عصبی مرکزی و محیطی ضروری است. بین این بخش‌ها چهار حفره یا بطن وجود دارد که از مایع مغزی نخاعی پر می‌شوند. بطن‌های مغز به‌وسیله حفره‌های کوچک یا «فورامن» (Foramina) و کانال‌های بزرگتر از هم جدا می‌شوند. دو بطن جانبی با حفره مونرو به بطن سوم متصل می‌شوند. بطن سوم به‌وسیله مجرای مغزی به بطن چهارم متصل می‌شود. ادامه بطن چهارم، کانال نخاع را تشکیل می‌دهد.
- بطن‌های جانبی: بطن‌های جانبی راست و چپ، حفره‌های C شکلی هستند که در هر نیم‌کره مغز دیده می‌شوند. بخش مرکزی این دو بطن در لوب آهیانه مخ و بخش‌های شبیه شاخ آن در سه لوب دیگر قرار می‌گیرد. هر بطن جانبی به‌وسیله حفره مونرو به بطن سوم متصل می‌شوند.
- بطن سوم: بطن سوم در مرکز مغز میانجی، بین تالاموس چپ و راست قرار دارد. بخشی از مویرگ‌های مشیمیه بالای بطن سوم قرار دارند. این مویرگ‌ها همراه سلولهای اپندیمال، مایع مغزی-نخاعی را می‌سازند. کانال‌های بین بطنی، مسیری است که بین مایع مغزی-نخاعی این حفرات ارتباط برقرار می‌کند.
- بطن چهارم: بطن چهارم در ساقه مغز، بخش پشتی مغز میانی و پل مغزی قرار دارد. این حفره با مجرای مغزی و فضای زیر عنکبوتیه در ارتباط است.