Мозък на гръбначни животни

Три принципа

1. Мозъкът и нервната система по същество са система, която създава връзки. Тя има вход от сетивните органи и изход към мускулите.
   Тя е свързана по няколко начина с ендокринната система, която произвежда хормони, както и с храносмилателната и половата система. Хормоните работят бавно, така че тези промени са постепенни.
2. Мозъкът е нещо като универсален магазин. В него има взаимосвързани отдели, които вършат различни неща. Всички те си помагат взаимно да събират сетива.
3. Голяма част от действията на тялото не са съзнателни. Човек диша, сърцето бие, червата храносмилат, косата расте, мислите се появяват в ума му... Някои от тези неща могат да бъдат забелязани от човека, а на други (като дишането) може да се повлияе до известна степен. Но по принцип голяма част от тялото работи на автоматичен режим, регулиран от вегетативната нервна система.
   Мозъкът също върши голяма част от работата си, без човек да го забелязва. Несъзнателният ум се отнася до дейностите на мозъка, които рядко се забелязват.

Области на мозъка на гръбначните животни

Няколко области на мозъка са запазили своята идентичност при целия спектър от гръбначни животни - от морските риби до хората. Ето списък на някои от най-важните области с кратко описание на функциите им, както са разбрани в момента. Тези функции все още могат да бъдат оспорвани в известна степен. Започвайки от гърба (или, при хората, от долната част), областите са:

• В медулата (и в гръбначния мозък) има много малки ядра, които се занимават с различни автономни функции. Те включват сърдечния ритъм и кръвното налягане, дишането и повръщането. ^{гл. 44, 45}
• Понсът е релейна станция, която пренася съобщения между главния мозък, междинния мозък и малкия мозък.
• Хипоталамусът е малка област в основата на главния мозък. Той е централната контролна станция за циклите сън/бодърстване, контрола на храненето и пиенето, контрола на отделянето на хормони и много други функции. Намира се непосредствено над хипофизата и отделя хормони в нея. Тези хормони потискат или стимулират хипофизата. От своя страна жлезата произвежда хормони, които влияят на останалата част от тялото.
• Таламусът се намира над хипоталамуса и под мозъчната кора. Той представлява съвкупност от ядра с различни функции. Действа като релейна станция, събираща всякакъв вид сетивна информация (с изключение на обонятелната) и я предава на кората на главния мозък. Освен това има роля в съзнанието и съня. Съществуват
  системи за действие за няколко вида поведение, включително хранене, пиене, дефекация и копулация.
• Малкият мозък регулира работата на другите мозъчни системи, за да ги направи по-прецизни. Отстраняването на малкия мозък не пречи на животните да правят нещо конкретно, но прави действията им нерешителни и тромави. Тази прецизност не е вградена, а се усвоява чрез проби и грешки. Научаването на каране на велосипед е пример за вид невронна пластичност, която може да се осъществи основно в малкия мозък. ^{гл. 42}
• Тектумът, често наричан "оптичен тектум", насочва действията към точки в пространството. Най-добре проучената му функция е да насочва движенията на очите. Той също така насочва движенията за достигане. Той получава силни зрителни сигнали и сигнали от други сетива, които са полезни за насочване на действията, като например слухови сигнали при совите, сигнали от термочувствителните ямкови органи при змиите и др. При някои риби, като миногите, той е най-голямата част от мозъка.
• Строго погледнато, хипокампусът е само при бозайниците, но има аналози при всички гръбначни животни. Той участва в пространствената памет и навигацията при рибите, птиците, влечугите и бозайниците.
• Базалните ганглии са група структури в предния мозък, които са тясно свързани с мозъчната кора и таламуса. Основната функция на базалните ганглии изглежда е изборът на действия. Те изпращат инхибиторни сигнали до всички части на мозъка, които могат да генерират действия. При подходящи обстоятелства те освобождават инхибирането, така че системите, генериращи действия, да могат да изпълнят своите действия. Наградите и наказанията оказват най-важните невронни ефекти върху базалните ганглии.
• Мозъчната кора е слой от сиви клетки, разположен на повърхността на главния мозък. Тя участва в множество функции, включително обонянието и пространствената памет. При бозайниците, където доминира в мозъка, тя контролира функциите от много подкорови области.
• Обонятелната луковица е специална структура, която обработва обонятелните сензорни сигнали (миризми) и изпраща резултатите от тях към обонятелната част на мозъчната кора. Тя е основен компонент на мозъка при много гръбначни животни, но е значително намалена при приматите.

Показани са съответните области на човешкия мозък и на мозъка на акула. Това, което се намира в задната част на мозъка на акулата (медулата), е в долната част на човешкия мозък. Мозъкът на акулата (теленхефалонът) е отпред, а този на човека е отгоре.

Размер на мозъка

Връзката между размера на мозъка, размера на тялото и други променливи е изследвана при широк кръг гръбначни животни. Размерът на мозъка се увеличава с размера на тялото, но не пропорционално.

Бозайници

Средно за всички бозайници тя следва закона на силата с експонента около 0,75. Тази формула се отнася за средния мозък на бозайниците, но всяко семейство се отклонява от нея, което отразява сложността на поведението им. Например приматите имат мозъци, които са от 5 до 10 пъти по-големи от предвиденото във формулата. Хищниците са склонни да имат по-големи мозъци. Когато мозъкът на бозайниците увеличава размера си, не всички части се увеличават с еднаква скорост. Колкото по-голям е мозъкът на даден вид, толкова по-голяма част се заема от неокортекса.