İnsanda Sinir Sistemi

İnsanda bulunan sinir sistemi üzerine kapsamlı araştırmalar ve detaylı tersine mühendislik çalışmaları yapılmaktadır. Vücut içerisindeki sinir ağının karmaşıklığı ve çok sayıda akson uçlarının birden fazla nöron ile bağlantıya izin vermesi araştırmacıların yavaş ilerleme sağlamasına neden olmaktadır. Sinir sistemi çevresel ve merkezi sinir sistemi olmak üzere ikiye ayrılır.

Sinir Sisteminin İşleyiş Mekanizması

1. Çevresel sinir sistemi, organizmaya içeriden ve dışarıdan gelen uyarıları reseptörlerle alır.
2. Duyu nöronuyla merkezî sinir sistemine iletir.
3. Merkezi sinir sistemindeki ara nöronlar impulsu değerlendirir ve impulsa bir yanıt oluşturur.
4. Oluşan yanıtı, motor nöronlar hedef organlara iletir.

Merkezi Sinir Sistemi

Merkezi sinir sistemi ara nöronlar ve motor nöronların hücre gövdelerinden oluşur. Merkezi sinir sistemini beyin ve omurilik olmak üzere ikiye ayırabiliriz. Bu iki yapı birlikte sıkı bir uyum içerisinde merkezi sinir sistemini oluşturur.

Merkezi Sinir Sistemi Zar Yapısı

• Beyin ve omurilik üç zar katmanıyla korunmaktadır. Bu zarlar dıştan içe doğru; sert zar, örümceksi zar ve ince zar olmak üzere isimlendirilir. Örümceksi zar, sert zar ile ince zar arasında bağ dokudan oluşur.
• Örümceksi zar ile ince zar arasında beyin omurilik sıvısı (BOS) bulunur. Beyin omurilik sıvısı, merkezi sinir sisteminin iyon dengesini kontrol eder; beyni basınca ve travmaya karşı korur.
• İnce zar, beyin kıvrımları arasında dolaşır ve yapısında bolca bulunan kan damarları sayesinde beyin ve omuriliğin glikoz ve oksijen ihtiyacını karşılar.

Beyin

Sinir sisteminin ana merkezi olan beyinde yaklaşık 100 milyar nöron bulunmaktadır. İnsanlarda ortalama 1.3-1.5 kg ağırlığındadır. Yapısındaki sert zar kafatası kemiklerine yapışıktır. Bu sayede beyin dış etkilerden daha iyi korunur.

NOT: Beyin büyüklüğünün zeka ile bağlantılı olmadığı yapılan araştırmalarla bulunmuştur. Zekanın, beyin kıvrımlarına, sinaps sayısına, beyin-omurilik sıvısı yoğunluğuna vb. faktörlere göre oluştuğu düşünülmektedir, ancak herhangi bir kanıt henüz keşfedilmemiştir.

Ek bilgi: Embriyoda ilk önce omurilik oluşumu gözlenir. Bu nedenle hareket, duyu, beslenme gibi çeşitli faaliyetler önce omurilik tarafından kontrol edilir. Gelişim ilerledikçe faaliyetler beynin kontrolüne geçer.

İnsan beyni ön, orta ve arka beyin olmak üzere üç bölümde incelenir.

Ön Beyin

Ön beyin iki bölgeye ayrılır: uç beyin ve ara beyin.

Uç beyin

• Beynin sağ ve sol olan iki yarım küresini kapsar ve en dış kısmında bulunur.
• Beyin yarım kürelerinin enine kesitinde dış kısım nöron gövdelerini içerdiğinden boz (gri), iç kısım miyelin kılıflı aksonları bulundurduğundan ak (beyaz) görünür.
• Frontal (ön), paryetal (yan), oksipital (arka), temporal (şakak), loplara sahiptir. Bu loplar beynin her iki yarım küresinde de bulunur
• Sol yarım küre büyük ölçüde vücudun sağ tarafından gelen uyarıları alır ve kontrol eder. Sağ yarım küre ise büyük ölçüde vücudun sol tarafını kontrol eder.
• Bu bölge birçok girinti-çıkıntıya sahiptir ve korteks tabakası (beyin kabuğu) olarak da adlandırılır. İnsanda ortalama 12-14 milyar adet sinir hücresinin 9 milyarı korteks tabakasında bulunur.
• Kortekste iki yarım kürenin birbiriyle haberleşmesini corpus callosum (sinir ağı demeti) sağlar.
• Uyarıların en son geldiği ve değerlendirildiği yerdir.
• İstemli hareketler, öğrenme, akıl yürütme, iradeyi kullanma, hafıza, düşünce ve hislerin oluşması için impusları alır.
• Beynin ön lobu ile yan lobunu ayıran girintiye Rolando yarığı denir. Rolando yarığının ön kısmında motor nöronlar, arka kısmında ise duyu nöronları bulunur.

Ara Beyin

• Ara beyin, talamus, hipotalamus ve epitalamustan oluşur.
• Talamus
  • Koku dışındaki diğer duyu organlarından gelen impusların sınıflandırıldığı ve ilgili merkezlere iletildiği yerdir.
  • Duyu organlarından alınan verileri, beyin kabuğuna iletir.
  • Talamus veya uç beyinden herhangi birinin hasara uğraması düzgün ve anlaşılır konuşmayı tümden veya göreceli olarak bozar.
  • Uyku sırasında talamus ve beyin kabuğu işlevsiz kalır.
• Hipotalamus
  • Homeostatik düzenleme için beynin en önemli bölgelerinden biridir.
  • Vücudun biyolojik saatini düzenler. Vücut ısısını ayarlar. Bu nedenle vücudun termostatı gibi görev yapar.
  • Yapısında bulunan hipofiz bezini kontrol eder. Hipofiz bezi de endokrin (hormon) sistemini kontrol eder.
  • Açlık, susama, cinsel davranışlar, savaş-kaç tepkisi, kan basıncı, kalp atış hızı, vücut sıcaklığı, iştah ve uyku düzeni gibi faaliyetlerle insanı hayatta tutar.
  • Hipotalamus işlevi yok olursa sürekli uyku durumu gözlemlenir. Çay ve kahvedeki kafein ön loblardaki nöronları aktif tutarak uykuyu kaçırır.
• Epitalamus
  • Epifiz bezini içerir. Epifiz bezinden melatonin hormonu salgılanır.

Orta Beyin

Ponsun üzerinde beyincik ile ara beyin arasındaki bölüme orta beyin denir. Görme ve işitme duyularının refleks merkezidir. Cismin görüntüsü tam belirmeden başın görüntü yönüne doğru çevrilmesi, parlak ışıkta göz bebeğinin küçülmesi, az ışıkta büyümesi gibi görme reflekslerinin merkezidir. Kas tonusu olarak adlandırılan kasların hafif şekilde kasılı kalmasını sağlayan merkez de orta beyinde bulunur.

Arka Beyin

Omurilik ile orta beynin birleşme bölgesinde yer alan, birçok nöronun geçiş yollarının bulunduğu yerdir. Arka beyin üç kısımda incelenir: beyincik, omurilik soğanı ve pons.

• Pons
  • Kalın lif demetlerinden oluşan orta beyin ile omurilik soğanı arasında bulunan yapıdır.
  • Pons, tüm vücudun kullanıldığı hareketlerin gerçekleştirilmesinde omurilik soğanıyla eş güdümlü çalışır.
• Beyincik
  • Vücudun denge merkezidir. Bunun için iç kulaktaki yarım daire kanallarından ve gözden gelen verileri değerlendirir.
  • Kas hareketlerinin ritmik, planlı ve düzenli gerçekleşmesinden sorumludur.
  • Beyincik büyüklüğü kas faaliyeti ile doğru orantılıdır.
• Omurilik soğanı
  • Soluk alıp vermek, kalp atışı, nabız, dolaşım, boşaltım vb. gibi hayati fonksiyonların merkezidir.
  • İç organları harekete geçiren çiğneme, yutkunma, kusma, öksürme, hapşırma, nefes alma gibi otomatik gerçekleşen homeostatik olayları kontrol eder. Vücut içi refleks kontrolünde görev yapar.
  • Omurilik soğanı şiddetli darbe alırsa bilinç ve refleks kaybı yaşanır. Hatta solunum ve kalp durabilir

Omurilik

Sırtta omurganın içerisinde yaklaşık 45-50 cm uzunluğa sahip olan sinir kordonuna omurilik denir. Omurilik yapısının en dışında omurga kemikleri bulunur. Omurilikte beyinde olduğu gibi sert zar, örümceksi zar, BOS sıvısı, ince zar, omuriliğin ak maddesi, omuriliğin boz maddesi ve en içte BOS sıvısı ile dolu olan omurilik kanalı bulunur.

Omurilik refleks tepkilerinden sorumlu olunan bölgedir. Uyarılara karşı istemsiz ve aniden oluşturulan tepkilere refleks denir. Refleksler çoğunlukla istemli kontrol edilemez. Refleks olaylarının omurilikten yönetilmesi hareketin beyne iletileceği ve değerlendirileceği süreyi kısaltarak canlılar için dış uyarılara hızlı tepki vermeyi sağlar. Omurilikte refleks oluşurken impulsun izlediği yola refleks yayı denir.

Beynin omurilikteki refleksleri bilinçli bir şekilde baskılaması da mümkündür. Örneğin elimize iğne batınca refleks ile hızlıca elimizi çekeriz, ancak aşı yapılacağı zaman iğne batmasına refleksif bir tepki göstermeyiz. Beyin kaçmamamız gerektiği için omurilik refleksini baskılamaya çalışır.

Refleksler kendi içerisinde kalıtsal (doğuştan gelen) refleksler ve şartlı (kazanılmış) refleksler olmak üzere ikiye ayrılır. Şartlı refleksler beyin tarafından öğrenildikten sonra alışkanlık olarak omuriliğe devredilen davranışları kapsamaktadır. Şartlı reflekslerin tekrar beyin tarafından düzeltilmesi mümkündür.

Çevresel Sinir Sistemi

Çevresel sinir sistemi, organizmaya içeriden ve dışarıdan gelen uyarıları reseptörlerle alır ve merkezi sinir sistemine iletir. Çevresel sinir sisteminde beyin ve omurilikten çıkan sinirler ve bu sinirlerin hücre gövdelerinden oluşan gangliyon denilen sinir düğümleri yer alır.

Beyin ve omurilikten çıkıp vücuda dağılan sinirlerden oluşur. Bu sinirler merkezi sinir sistemi ile vücudun diğer bölümleri arasında uyartıları (impulsları) taşıyan geniş bir sinir ağı oluşturur. Beyinden 12 çift, omurilikten 31 çift olmak üzere toplamda 43 çift sinir çıkışı gözlemlenir. Beyinden çıkan 10. çift sinire vagus siniri denir; bu sinir sindirim sistemi hariç iç organların çalışmasını yavaşlatır.

Çevresel sinir sistemi otonom (istemsiz) ve somatik (istemli) olmak üzere ikiye ayrılır.

Otonom Sinir Sistemi

Bilinçsiz ve istemsiz çalışan sinir sistemidir. İç organlara, düz kaslara, damarlara giden sinirlerden oluşmaktadır. Otonom sinir sisteminde genelde düzenli ve sistemli bir veri akışı bulunur. Bu yüzden nöronlarda hızlı iletim sağlayan miyelin kılıf bulunmaz. Beyinin zarar gördüğü durumlarda otonom sinir sistemi hasar görmediyse ve çalışıyorsa, kişi yaşamaya bitkisel hayatta devam eder.

Somatik Sinir Sistemi

Bilinçli yapılan hareketleri kontrol eden sinir sistemine somatik sinir sistemi denir. İskelet kaslarına giden miyelin kılıflı motor nöronlardan oluşur. Bu nöronların gövdeleri beyin veya omuriliktedir. Bu sinir sistemi; konuşma, yazma, koşma gibi istemli tepkileri kontrol eder.