กายวิภาคของสมอง และสมองทำงานอย่างไร
(แปลจาก Brain Anatomy and How the brain work web site hopkinsmedicine.org)

สมองคืออวัยวะที่มีความซับซ้อนที่ควบคุมความคิด ความจำ อารมณ์ การสัมผัส ทักษะด้านการเคลื่อนไหว การมองเห็น การหายใจ การควบคุมอุณหภูมิ ความหิว และกระบวนการอื่นๆในการควบคุมร่างกาย และสมองร่วมกับไขสันหลังที่รวมเรียกว่าระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous System)

ส่วนประกอบของสมอง

สมองในผู้ใหญ่จะมีน้ำหนักเฉลี่ยประมาณ 3 ปอนด์ โดยร้อยละ 60 ของสมองคือไขมัน ส่วนที่เหลือ ร้อยละ 40 เป็นส่วนประกอบของ น้ำ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และเกลือ สมองไม่ได้เป็นกล้ามเนื้อ ประกอบด้วยเส้นเลือดและเส้นประสาท รวมถึงเซลล์สมอง (Neurons) และ Glial cell

เนื้อสมองสีเทาและสีขาวจะเป็นส่วนประกอบ 2 ส่วนของระบบประสาทส่วนกลาง เนื้อสมองสีเทาคือส่วนสมองที่มีเข้มกว่า และเป็นส่วนที่อยู่ด้านนอก ในขณะที่เนื้อสมองสีขาวคือส่วนที่สีอ่อนกว่า และอยู่ที่ส่วนด้านใน ในไขสันหลังจะตรงกันข้ามคือ เนื้อประสาทสีขาวอยู่ด้านนอก ส่วนเนื้อประสาทมีเทาจะอยู่ด้านใน เนื้อสมองสีเทาจะประกอบด้วยเซลล์สมองที่อยู่ตรงกลางของเซลล์ (Soma) ส่วนเนื้อสมองสีขาวส่วนใหญ่จะประกอบด้วย Axon (ส่วนที่ยื่นออกมาคล้ายราก เพื่อยึดระหว่างเซลล์ประสาทให้เข้าหากัน โดยถูกห่อด้วย Myelin ซึ่งเป็นชั้นปกป้องเซลล์ประสาทที่อยู่ด้านใน
แต่ละส่วนของสมองทำหน้าที่แตกต่างกันไป โดยเนื้อสมองสีเทา จะทำหน้าที่ในการประมวลและแปลผลข้อมูล สส่วนเนื้อสมองสีขาวมีหน้าที่ส่งข้อมูลข่าวสารจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์ประสาทหนึ่งภายในระบบประสาท สมองทำงานอย่างไร
สมองส่งและรับสารเคมีและสัญญาณไฟฟ้าไปยังส่วนต่างๆของร่างกาย โดยสัญญานประสาทที่แตกต่างกันจะควบคุมกระบวนการที่แตกต่างกันไป เช่นบางสัญญาณรับรู้ความรู้สึกปวด บางสัญญาณทำให้รู้สึกหิวหรืออิ่ม บางสัญญาณจะเก็บไว้ภายในสมอง บางสัญญาณประสาทจะส่งผ่านไปยังไขสันหลังเพื่อควบคุมส่วนต่างๆของร่างกาย โดยสมองซีกซ้ายจะควบคุมแขนและขาซึกขวา ส่วนสมองซีกขวาจะตวบคุมแขนขาซีกซ้าย โดยระบบประสาทสมองส่วนกลางจะประกอบด้วยเซลล์สมองนับล้านๆเซลล์

ส่วนประกอบหลักของสมอง และการทำงานแต่ละส่วนของสมอง

1. Cerebrum(ซีรีบรัม) ประกอบด้วย เนื้อสมองสีเทาที่อยู่ด้านนอก ส่วนเนื้อสมองสีขาวจะอยู่ตรงกลาง Cerebrum คือส่วนที่ใหญ่ที่สุดของสมอง ทำหน้าที่ในการประสานการเคลื่อนไหว บุคลิกภาพ ทักษะทางสังคม การควบคุมอุณหภูมิ ส่วนพื้นที่อื่นๆของซีรีบรัม ควบคุมในการการพูด การตัดสินใจ ความคิด การใช้เหตุผล การแก้ปัญหา การควบคุมอารมณ์และการเรียนรู้ ส่วนหน้าที่อื่นๆได้แก่ การมองเห็น การได้ยิน ประสาทสัมผัส
2. Cerebral cortex มีน้ำหนักเป็นครึ่งหนึ่งของสมองทั้งหมด และมีพื้นที่ผิวมากเนื่องจากประกอบด้วยรอยหยักต่างๆมากมาย โดยประกอบด้วย 2 ซีก (Hemisphere) โดยทั้ง 2 ซีกของสมองถูกเชื่อมด้วยอวัยวะรูปตัว C ที่เป็นเนื้อสมองสีขาวเรียกว่า คอร์ปัสแคลลอซึม (corpus callosum) ซึ่งอยู่ตรงกลางของสมอง
3. ก้านสมอง (Brain stem). คือส่วนที่เชื่อมต่อสมองกับไขสันหลัง ซึ่งประกอบด้วยสมองส่วนกลาง (Mid brain) ,พอนส์ (Pons) และ เมดูลลาร์ (Medulla)
   1. Mid Brain หรือสมองส่วนกลาง คือส่วนที่มีความซับซ้อนมาก เส้นทางเดินของระบบประสาทที่ประกอบด้วยกลุ่มของเซลล์ประสาทที่ต่างขนิดกัน และโครงสร้างอื่นๆของสมอง โดยจะประสานการทำงานที่หลากหลาย ตั้งแต่การได้ยิน และการเคลื่อนไหวที่สามารถตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป นอกจากนี้ยังประกอบด้วยซับสะแตนเทีย ไนกร้า (substantia nigra) ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีเซลล์ประสาทที่มีโดปามีน (dopamine) จำนวนมาก และเป็นส่วนหนึ่งของเบซอล แกนเกลี่ยน (basal ganglion) ถ้าสมองส่วนนี้มีปัญหาก็จะเกิดโรคพาร์กินสัน (Parkinson) ทำให้ไม่สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวและการประสานการเคลื่อนไหวได้
   2. พอนส์ (Pons) จะเป็นต้นกำเนิดของเส้นประสาทสมอง 4 คู่ จากทั้งหมด 12 คู่ ทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การสร้างน้ำตา การเคี้ยว กระพริบตา การปรับ focus ของตา การทรงตัว การได้ยิน และการแสดงออกทางใบหน้า Pons มาจากภาษาลาตินแปลว่าสะพาน เนื่องจากเชื่อมต่อระหว่างสมองส่วนกลาง(mid brain) กับ เมดูลลา (Medulla)
   3. เมดูลา (Medulla) อยู่ที่ส่วนล่างสุดของก้านสมอง เป็นส่วนที่สมองที่ไปติดต่อกับไขสันหลัง เมดูลลา(medulla) เป็นส่วนที่สำคัญต่อการมีชีวิต เนื่องจากควบคุมการเต้นของหัวใจ การหายใจ ระบบไหวเวียนโลหิต และระดับของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ และควบคุมปฏิกิริยาที่อยู่นอกการควบคุมของจิตใจ(reflex) ได้แก่ การจาม ไอ อาเจียน และการกลืน
4. ไขสันหลัง (Spinal cord) คือส่วนที่ต่อจากเมดูลลา(Medulla) ผ่านช่องที่อยู่ด้านใต้ของกะโหลกศีรษะ โดยถูกพยุงด้วยกระดูกสันหลัง โดยไขสันหลังจะรับและส่งสัญญาณประสาทจากสมองผ่านไขสันหลังเพื่อไปยังส่วนต่างๆทั่วร่างกาย
5. ซีรีเบลลัม (Cerebellum) หรือ สมองน้อย คือส่วนของสมองที่อยู่บริเวณด้านหลังของศีรษะ ใต้กลีบสมองส่วนที่อยู่ด้านข้างหรือเทมโพรอล (Temporal Lobe) และกลีบสมองส่วนหลังหรือออกซิพิทัล (Occipital Lobe) และอยู่เหนือก้านสมอง (Brain stem) ซีรีเบลลัมประกอบด้วย 2 ซีก (Hemisphere) โดยส่วนนอกของซีรีเบลลัมประกอบด้วยเซลล์สมอง ส่วนด้านในจะเป็นส่วนที่ใช้ในการส่งกระแสประสาทเพื่อติดต่อสื่อสารกับ Cerebral Cortex ซีรีเบลลัมทำหน้าที่ประสานการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ และการทรงตัว การศึกษาใหม่เกี่ยวกับหน้าที่ซีรีเบลลัมพบว่าทำหน้าที่เกี่ยวกับ ความคิด อารมณ์ และพฤติกรรมสังคม และมีความเป็นไปได้ที่ซีรีเบลลัมจะเกี่ยวข้องกับการเสพติด ออทิสติก (autism) และโรคจิตเภท (schizophrenia) ด้วย

กลีบของสมองและการทำงานของแต่ละกลีบของสมอง (Lobes of the Brain and What They Control)

ในแต่ละซีกของสมอง (Cerebral Hemisphere) จะประกอบด้วย 4 ส่วนเรียกว่ากลีบหรือ Lobes ได้แก่ กลีบสมองส่วนหน้า (Frontal Lobe) กลีบสมองส่วนที่อยู่ด้านข้างหรือเทมโพรอล (temporal lobe) กลีบสมองส่วนกลางหรือพาไรเอทัล (parietal Lobe) และกลีบสมองส่วนหลังหรือออกซิปิทอล (occipital lobe) โดยแต่ละกลีบจะมีหน้าที่ที่แตกต่างกันดังนี้

1. กลีบสมองส่วนหน้า (Frontal Lobe) เป็นกลีบที่ใหญ่ที่สุดอยู่ที่ส่วนหน้าของศีรษะ ส่วนนี้เกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนไหว บุคลิกภาพ การตัดสินใจ การควบคุมอารมณ์ การจัดการ (Executive Function) การได้กลิ่น และที่กลีบสมองส่วนหน้าที่จะมีพื้นที่เรียกว่า Broca’s area ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการพูด
2. กลีบสมองส่วนกลางหรือพาไรเอทัล (Parietal Lobe) อยู่ที่ส่วนกลางของสมอง ทำหน้าที่ในการ รับการนำเข้าประสาทสัมผัสต่างๆ บ่งชี้วัตถุต่างๆ การเข้าใจตนเองและสามารถแยกหรือเปรียบเทียบตนเองกับสิ่งแวดล้อมที่อยู่รอบข้าง การแปลผลการความรู้สึกปวด และการสัมผัส Parietal Lobe จะเป็นที่ตั้งของ Wernicke’s area ทำให้สมองเข้าใจภาษาที่พูด การอ่าน การเขียน และการคำนวณ
3. กลีบสมองส่วนหลังหรือ ออกซิปิทัล (Occipital lobe) อยู่ที่ส่วนหลังของสมอง ทำหน้าที่กับการมองเห็น
4. กลีบสมองส่วนที่อยู่ด้านข้าง หรือเทมโพรอล (Temporal Lobe) ทำหน้าที่เกี่ยวกับความจำ การเชื่อมโยงการรับรู้เกี่ยวกับความจำ การรับรู้วัตถุ การเข้าใจภาษา การพูด การฟัง ศิลปะและดนตรี (musical rhythm) และการรับรู้เรื่องกลิ่น

เยื่อหุ้มสมอง (Meninges)

เยื่อหุ้มสมองคือส่วนที่ห่อหุ้มเนื้อสมองและไขสันหลังงประกอบด้วย 3 ชั้นคือ

1. ชั้นนอกสุดเรียกว่าชั้นดูรา มาเตอร์ (Dura mater) เป็นชั้นที่หนาและเหนียว ชั้นนี้ยังแบ่งเป็น 2 ชั้นย่อยคือชั้นที่อยู่ติดเยื่อหุ้มกระดูก (Periosteal) ซึ่งวางตัวอยู่ใต้กะโหลกศีรษะ และส่วนที่อยู่ชั้นล่างจากชั้นนี้อีกชั้นหนึ่ง ระหว่างชั้นทั้ง 2 จะเป็นที่อยู่ของเส้นเลือดดำและเส้นเลือดแดงที่ไปเลี้ยงสมอง
2. ชั้นกลางเรียกว่าชั้นอะแรคนอยด์ (Arachnoid mater) เป็นชั้นบาง เป็นที่อยู่ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (Connective tissue) โดยไม่มีเส้นเลือดและเส้นประสาทอยู่ในชั้นนี้ ด้านใต้ของชั้นนี้จะเป็นที่อยู่ของน้ำสมองและไขสันหลัง (Cerebrospinal fluid หรือ CSF) น้ำสมองและไขสันหลังที่หมุนเวียนอยู่ในชั้นนี้นอกจากจะทำหน้าที่เป็นเบาะกันกระแทกให้กับสมองและไขสันหลังแล้วยังเป็นตัวนำของเสียและส่งสารอาหารไปเลี้ยงสมองและไขสันหลังอีกด้วย
3. ชั้นในสุดหรือชั้นเพีย มาเตอร์ (Pia mater) เป็นชั้นบางๆที่โอบล้อมเนื้อสมอง เป็นชั้นที่มีเส้นเลือดดำและเส้นแดงอยู่ในชั้นนี้อย่างมาก

ส่วนที่อยู่ลึกลงไปในสมอง (Deeper Structures Within the Brain)

1. ต่อมพิทูอิทารี (Pituitary Gland) บางทีเรียกว่าบางที่เรียกว่า Master gland มีขนาดเท่าเมล็ดถั่ว ตั้งอยู่ที่ส่วนลึกของสมอง โดยต่อมพิทูอิทารี ควบคุมการทำงานของต่อมต่างๆในร่างกาย โดยควบคุมการหลั่งฮอร์โมนจากต่อมไทรอยด์ ต่อมหมวกไต รังไข่ อัณฑะ และได้รับสัญญาณทางเคมีจากไฮโปธาลามัสผ่านทางกระแสเลือด
2. ไฮโปธาลามัส (Hypothalamus) ไฮโบธาลามัส อยู่ด้านบนของต่อมพิทูอิทารี และส่งสัญญาณทางเคมีเพื่อไปควบคุมการทำงานของต่อมพิทูอิทารี โดยควบคุม อุณหภูมิของร่างกาย แบบแผนการนอน ควบคุมความหิวและความกระหายน้ำ และมีส่วนเกี่ยวข้องบางส่วนในเรื่องความจำและอารมณ์
3. อะมิกดาลา Amygdala มีขนาดเล็ก รูปร่างคล้ายเม็ดอัลมอนด์ ตั้งอยู่ด้านล่างของแต่ละซีกของสมอง ภายใน limbic system, โดยอะมิกดาลา ทำหน้าที่ควบคุมอารมณ์ และความจำ และเกี่ยวข้องกับ ความเครียด การตอบโต้ของร่างกายที่จะสู้หรือถอย เมื่อเผชิญกับสิ่งคุกคาม
4. ฮิบโปแคมปัส (Hippocampus) รูปร่างโค้งคล้ายม้าน้ำ อยู่ที่กลีบสมองด้านข้าง เป็นส่วนหนึ่งของ Hippocampal Formation ทำหน้าที่สนับสนุนการทำหน้าที่เกี่ยวกับ ความจำ การเรียนรู้ และการสำรวจและการรับรู้สถานที่ โดยรับข้อมูลจากสมอง (Cerebral Cortex) และอาจจะมีบทบาทเกี่ยวกับโรคความจำเสื่อมอัลไซเมอร์ (Alzheimer)
5. ต่อมไพเนียล (Pineal Gland) ตั้งอยู่ที่ส่วนลึกของสมอง ติดกับโพรงสมองที่ 3 ด้านบน (third ventricle) โดยต่อมไพเนียลจะตอบสนองกับแสงสว่างและความมืด และหลั่งเมลาโทนิน ซึ่งจะควบคุมจังหวะเซอคาเดียน (circadian) ซึ่งเป็นจังหวะที่ควบคุมการตื่นหรือหลับตลอด 24 ชั่วโมงของคน และควบคุมวงรอบของการนอนและการตื่นของคน
6. โพรงสมอง (Ventricles) และน้ำสมองและไขสันหลัง (Ventricles and Cerebrospinal Fluid หรือ CSF) ในส่วนที่ลึกของสมองจะมีโพรงสมองที่ทำหน้าที่สร้างน้ำสมองและไขสันหลัง (Cerebrospinal Fluid หรือ CSF) โดยโพรงสมอง (Ventricle) จะมี 4 โพรง ได้แก่ โพรงสมองด้านข้าง (Lateral Ventricle) ซ้าย ข้างขวา โพรงสมองที่ 3 และ ที่ 4 โดยโพรงสมองสร้างน้ำสมองและไขสันหลัง (CSF) และ CSF จะไหลจากโพรงสมองด้านข้างทั้ง 2 ข้างไปยังโพรงสมองที่ 3 จากนั้นไปยังโพรงสมองที่ 4 จากนั้นไหลไปที่ช่องของเยื่อหุ้มสมองชั้น Arachnoid ที่เรียกว่า Subarachnoid space น้ำสมองและไขสันหลังจะหมุนเวียนในสมองและไขสันหลังเพื่อขจัดของเสียและส่งสารอาหารให้สมองและไขสันหลัง

เส้นเลือดที่ไปเลี้ยงสมอง

มีเส้นเลือด 2 ชุดที่ส่งเลือดและออกซิเจจไปให้สมองได้แก่ เส้นเลือดแดงเวอร์เทบรอล (Vertebral Arteries) และเส้นเลือดแดงแครอติด(Carotid Arteries)

1. เส้นเลือดแดงแครอติด จะแตกเขนงเป็น 2 เส้น คือ
   1. เส้นเลือดแดงแครอติดด้านนอก (External Carotid) ทอดตัวที่ด้านข้างของคอ ถ้าใช้นิ้วคลำที่คอจะพบการเต้นของเส้นเลือดแดงเส้นนี้
   2. เส้นเลือดแดงแครอติดด้านใน (Internal Carotid) จะมีแขนงเข้าไปในกะโหลกศีรษะเพื่อไปเลี้ยงสมองส่วนหน้า
2. เส้นเลือดแดงเวอร์เทบรอล (Vertebral Arteries) ข้างซ้ายและขวา ทอดตัวไปตามกระดูกสันหลังขึ้นไปยังกะโหลกศีรษะ จากนั้นรวมกันเป็นเส้นเลือดแดงเบซิลาร์ (basilar artery) ที่ก้านสมอง เพื่อไปเลี้ยงสมองในส่วนที่อยู่ด้านหลัง

เซอร์เคิล ออฟ วิลลิส คือ เส้นเลือดแดงที่อยู่ด้านใต้ของสมองที่ต่อเชื่อมกับเป็นวง ทำให้เลือดจากด้านหน้าของสมองสามารถติดต่อไปยังด้านหลังของสมองได้ และช่วยระบบเส้นเลือดแดงของสมองสามารถติดต่อระหว่างกันได้

เส้นประสาทสมอง (Cranial Nerve)

เส้นประสาทสมองมีทั้งหมด 12 คู่ ได้แก่

1. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 1: ชื่อ Olfactory nerve ทำหน้าที่รับรู้กลิ่น
2. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 2: ชื่อ Optic nerve ทำหน้าที่ในการมองเห็น
3. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 3: ชื่อ Oculomotor nerve ควบคุมม่านตาในการตอบสนองต่อแสง
4. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 4: ชื่อ Trochlear nerve ควบคุมกล้ามเนื้อตาในการกรอกตา
5. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 5: ชื่อ Trigeminal nerve เป็นเส้นประสาทสมองที่ขนาดใหญ่ที่สุด และมีการทำงานที่ซับซ้อนที่สุด คือทำหน้าที่ทั้งรับความรู้สึก (Sensory) จากหนังศีรษะ ฟัน ขากรรไกร ไซนัส ปากและใบหน้าไปสู่สมอง และทำหน้าที่สั่งการ (Motor) โดยสั่งการกล้ามเนื้อที่ใช้ในการเคี้ยวอาหาร
6. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 6: ชื่อ Abducens nerve เป็นเส้นประสาทที่ส่งไปยังกล้ามเนื้อตาเพื่อกรอกตา
7. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 7: ชื่อ Facial nerve ทำหน้าที่สั่งการ (motor) การเคลื่อนไหวของใบหน้า การรับรส
8. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 8: ชื่อ Vestibulocochlear nerve ช่วยในเรื่องสมดุลของร่างกายและการได้ยิน
9. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 9: ชื่อ Glossopharyngeal nerve ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับรส การเคลื่อนไหวของหูและลำคอ
10. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 10: ชื่อ Vagus nerve รับความรู้สึกจากหู และระบบทางเดินอาหาร และส่งคำสั่งไปยังหัวใจและระบบย่อยอาหาร
11. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 11: ชื่อ Accessory nerve เส้นประสาททอดตัวเข้าไปในกล้ามเนื้อบริเวณ ศีรษะ คอ และหัวไหล่
12. เส้นประสาทสมองคู่ที่ 12: ชื่อ Hypoglossal nerve ควบคุมการเคลื่อนไหวของลิ้น

เส้นประสาทสมองคู่ที่ 1 และ 2 มีต้นกำเนิดจากสมองใหญ่ (Cerebrum) ส่วนที่เหลืออีก 10 คู่มีต้นกำเนิดจากก้านสมอง (Brain stem) ซึ่งประกอบด้วย 3 ส่วนคือ สมองส่วนกลาง (Mid Brain) พอนส์ (Pons) และ เมดูลลา (Medula)

---