Úvod do tématu

Základní obory

Biopsychologie (Neurověda): Obor zkoumající biologické základy chování a duševních procesů, zejména fungování mozku a nervové soustavy.
Anatomie a fyziologie: Biologické disciplíny zaměřené na stavbu (anatomie) a fungování (fyziologie) živých organismů.

Pro pochopení složitého lidského prožívání a chování je nezbytné nahlédnout pod povrch těla. Psychické procesy nejsou odtržené od naší biologie, ale pevně se opírají o nervovou soustavu, činnost hormonů a informace přicházející z našich smyslových orgánů.

Nervová soustava a neurobiologie (Mikroúroveň)

Základní buňky a přenos vzruchu

V minulosti se filozofové, jako například René Descartes, domnívali, že nervová soustava funguje mechanicky jako síť trubiček, kterými protékají tekutiny. Dnes víme, že mozek a nervy tvoří vysoce komplexní elektro-chemický systém. Základními stavebními kameny tohoto systému jsou buňky, které se specializují na přenos a izolaci signálů:

Neuron (Nervová buňka)

Základní komunikační jednotka. Skládá se z přijímacích antén zvaných dendrity (vstup signálu), vyhodnocovacího buněčného těla (soma) a vždy pouze z jediného dlouhého axonu (výstup signálu).

Vznik akčního potenciálu a Synapse

Nervový vzruch vzniká na iniciálním segmentu axonu (v místě, kde axon odstupuje z těla buňky). Zde se signál řídí přísným zákonem „všechno, nebo nic“ – vzruch buď vznikne v plné síle, nebo vůbec. Synapse je pak funkční spojení, přes které se vzruch předává dál.

Podpůrné (gliové) buňky

Tvoří výživné a izolační prostředí pro neurony. V centrální nervové soustavě vytvářejí buňky zvané oligodendroglie ochrannou myelinovou pochvu kolem axonů.

Ranvierovy zářezy

Úzká místa přerušení myelinové pochvy na axonu. Umožňují mimořádně rychlé, takzvané saltatorní (skokové) vedení nervového vzruchu.

Častý omyl: Fyzikální a chemická podstata vzruchu

Šíření nervového vzruchu (akčního potenciálu) nefunguje jako bleskový tok elektronů v měděném drátě (je mnohem pomalejší). Jde o proces založený na změně propustnosti buněčné membrány pro ionty. Při počáteční depolarizaci prudce proudí kladné ionty sodíku (Na+) dovnitř buňky. Důležité je pamatovat si, že při následném uklidnění (repolarizaci) naopak ionty draslíku (K+) proudí z buňky ven, nikoliv dovnitř!

Neurotransmitery (Chemičtí poslové)

Aby mohl elektrický signál přeskočit z jednoho neuronu na druhý přes drobnou mezeru zvanou synaptická štěrbina, musí se přeměnit na chemickou zprávu. Tuto úlohu plní molekuly zvané neurotransmitery, z nichž každý vyvolává v těle i mysli specifickou odezvu:

Acetylcholin

Klíčový excitační mediátor, který se uvolňuje mimo jiné na nervosvalové ploténce a zajišťuje tak svalový stah. K ukončení jeho působení slouží enzym cholinesteráza, který jej po přenosu zprávy v synapsi rozkládá.

Dopamin a Serotonin

Patří do chemické rodiny monoaminů. Dopamin je spojen s pocitem odměny, motivací a koordinací pohybů (v bazálních gangliích). Serotonin hraje stěžejní roli při regulaci nálady a spánku.

GABA (Kyselina gama-aminomáselná)

Funguje jako absolutně nejdůležitější a nejrozšířenější inhibiční (tlumivý) mediátor v mozku. Brzdí nervovou aktivitu, snižuje úzkost a zabraňuje nadměrnému dráždění.

Důležité rozlišení: Role vazopresinu

Při popisu mozkové chemie se občas mylně zařazuje vazopresin mezi běžné neurotransmitery. Vazopresin (neboli antidiuretický hormon) do této skupiny klasických synaptických přenašečů nepatří, jelikož jde primárně o hormon vylučovaný neurohypofýzou přímo do krve, kde reguluje zadržování vody v ledvinách.

Architektura mozku a nervové soustavy (Makroúroveň)

Pro pochopení složitějších psychických jevů nestačí znát pouze chemickou funkci jediné buňky. Celá nervová soustava funguje jako obrovský a důmyslný hierarchický systém, jehož jednotlivé struktury mají přesně vymezené úkoly – od automatického řízení orgánů až po to nejsložitější abstraktní myšlení a vědomí.

Rozdělení nervové soustavy a směr drah

Na makroskopické úrovni se náš nervový aparát štěpí na dvě hlavní specializované větve, které obsluhují tělo neustálým dvousměrným datovým provozem.

Periferní nervová soustava (PNS)

Nachází se mimo mozek a míchu a dělí se na somatickou část (ovládající naší vůlí řízené kosterní svalstvo a vědomé vnímání) a autonomní či vegetativní část (zajišťující mimovolní řízení vnitřních orgánů, která se dále dělí na sympatikus a parasympatikus).

Směr vedení nervových drah

Při fyziologickém popisu je klíčové rozlišovat aferentní (dostředivé) dráhy, které vedou informace ze senzorických receptorů na kůži dovnitř do centra v mozku, a eferentní (odstředivé) dráhy, jež naopak nesou povely z mozkového centra ven k výkonnému orgánu (efektoru, tedy svalu nebo žláze).

Anatomie mozku (Od kmene po kůru)

Postupujeme-li od páteře směrem nahoru k temeni hlavy, sledujeme de facto evoluční vývoj samotného mozku. Čím výše a více na povrchu se struktura nachází, tím složitější kognitivní a asociační operace vykonává.

Mozkový kmen

Nejstarší část zajišťující vitální přežití a nepodmíněné reflexy. Zahrnuje prodlouženou míchu (řídící dýchání a krevní oběh), Varolův most a střední mozek s tzv. čtverohrbolím (horní hrbolky odpovídají za zrakové reflexy, dolní hrbolky představují mezistředisko sluchové dráhy). Kmenem prostupuje i síťovitá retikulární formace, jež má na starosti udržování bdělosti a celkovou aktivaci organismu (arousal, vigilitu).

Mozeček (Cerebellum)

Masivní zvrásněný útvar v zadní jámě lebeční funguje jako centrum motorické integrace. Slouží výhradně k udržování rovnovážné polohy, svalového tonu a plynulé koordinaci našich volních pohybů.

Mezimozek (Diencephalon)

Ústřední část tvoří talamus, jenž slouží jako obří přepojovací stanice všech smyslů (s výjimkou čichu) dál do mozkové kůry, a pod ním ležící hypotalamus, který funguje jako absolutně nejvyšší centrum pro homeostázu těla, vegetativní řízení a nalézá se v něm centrum hladu či sytosti.

Koncový mozek (Telencephalon)

Největší útvar tvořený dvěma mozkovými hemisférami. Ty jsou navzájem propojeny mohutným nervovým dálničním spojem – kalózním tělesem (corpus callosum). V hloubi bílé hmoty leží bazální ganglia (důležitá pro koordinaci naučených automatizovaných pohybů) a samotný povrch tvoří neokortex (fylogeneticky nejmladší šestivrstvá mozková kůra, v níž se nachází přibližně 50 % všech neuronů mozku).

Častý omyl: Funkce prodloužené míchy

Prodloužená mícha je základním primitivním a fylogeneticky nejstarším centrem nutným pro elementární udržení života (řídí srdce a dýchání plic). Testy vás mohou nachytat, pamatujte si proto, že na rozdíl od vyšší mozkové kůry hemisfér zcela jistě neobsahuje centra pro řeč ani pro složité kognitivní operace.

Osobnosti ve výzkumu mozku

Historie neurověd a identifikace lokalizace specifických duševních či motorických funkcí je neoddělitelně spjata se jmény slavných lékařů a biologů:

Paul Broca a Carl Wernicke

Objevitelé center řeči v dominantní mozkové hemisféře. Zatímco Brocovo centrum (uložené ve frontálním laloku) je motorické a slouží k vyslovení a produkci řeči, Wernickeovo centrum (v temporálním laloku) je senzorické a odpovídá výlučně za dekódování významu slov a celkové porozumění mluvené řeči.

Korbinian Brodmann

Tvůrce slavné cytoarchitektonické mapy mozkové kůry. Na počátku 20. století na základě mikroskopické buněčné stavby rozdělil povrch kůry do 52 očíslovaných specifických oblastí (arejí).

Paul D. MacLean

Autor evoluční teorie trojjediného mozku (Triune brain). Tento model vysvětluje naši psychiku jako tři na sebe nasedající vrstvy: nejstarší plazí mozek (mozkový kmen řídící instinkty), paleosavčí neboli limbický mozek (odpovědný za paměť a emoce) a nejmladší neosavčí mozek (neokortex umožňující logiku a abstrakci).

Laloky mozkové kůry, páteř a ochranné obaly

Pro pochopení fungování našich smyslů a svalové motoriky je nezbytné detailně znát topografii mozkových laloků a ochranných bariér centrální nervové soustavy.

Členění na čtyři laloky

Okcipitální (týlní) lalok zpracovává zrak. Temporální (spánkový) lalok analyzuje sluch. Parietální (temenní) lalok je ústředním centrem pro somatosenzoriku a hmat uloženým v postcentrálním závitu. Frontální (čelní) lalok plní exekutivní funkci osobnosti a řídí volní motoriku (uloženou primárně v precentrálním závitu a přídavné motorické oblasti).

Páteřní mícha (Bell-Magendieho zákon)

V míše platí u organizace drah přísný oddělovací fyziologický princip (Bell-Magendieho zákon): z předních rohů míšních vystupují výhradně odstředivé (motorické) eferentní dráhy, zatímco zadními kořeny do míchy vstupují senzitivní dráhy dostředivé. Z postranních sloupců hrudní míchy pak mimo jiné vystupuje excitační sympatikus.

Mozkové pleny (Meningy)

Celistvý mozek a mícha jsou bezpečně chráněny třemi vrstvami vazivových obalů. V přesném pořadí přímo od povrchu mozku směrem ven k lebeční kosti leží: měkká omozečnice (pia mater), nad ní se rozprostírá bezcévná pavučnice (arachnoidea) a zcela zevně nalezneme mimořádně pevnou tvrdou plenu (dura mater).

Autonomní a endokrinní řídící systém

Mimo naši vědomou kontrolu probíhá v těle neustálé dolaďování vnitřního prostředí (homeostázy). Tento náročný úkol si dělí dva odlišné, avšak úzce spolupracující systémy: velmi rychlý autonomní nervový aparát a o něco pomalejší, avšak dlouhodobě působící soustava žláz s vnitřní sekrecí.

Autonomní nervová soustava

Tento systém řídí činnost vnitřních orgánů, hladkého svalstva a žláz. Z fyziologického hlediska funguje jako dualistický aparát se dvěma antagonistickými větvemi, které neustále vyvažují tělesný stav mezi krizovým poplachem a regeneračním klidem:

Sympatikus (Poplachová reakce)

Připravuje tělo na výdej energie v ohrožení (reakce útok, nebo útěk).
Zrychluje srdeční činnost, rozšiřuje zornice (mydriáza) a uvolňuje průdušky.
Klíčovými postgangliovými mediátory jsou noradrenalin a adrenalin.

Parasympatikus (Regenerace)

Zajišťuje zotavení, spánek, trávení a uchování tělesné energie.
Zpomaluje tep a do trupu vstupuje převážně s hlavovým bloudivým nervem (nervus vagus).
Hlavním a výhradním mediátorem na zakončeních je acetylcholin.

Endokrinní soustava a její žlázy

Na rozdíl od bleskových nervových vzruchů je endokrinní systém pomalejší. Je založen na hormonech vylučovaných přímo do krevního oběhu. Tyto chemické zprávy následně působí pouze na ty cílové buňky, jež disponují vysoce specifickými receptory.Nejvyšším velitelem této soustavy je hypotalamus, pod nímž přímo operuje podvěsek mozkový (hypofýza), bezpečně uložený v ochranné kostěné jamce na spodině lebeční zvané turecké sedlo (sella turcica).

Adenohypofýza (Přední lalok)

Přímo produkuje řadu klíčových řídících i výkonných hormonů. Patří sem růstový hormon (somatotropin), tyreotropní hormon (TSH), adrenokortikotropní hormon (ACTH) a folikuly stimulující hormon (FSH).

Štítná žláza

Na základě pokynů z hypofýzy produkuje hormon tyroxin. Tento hormon obsahuje jód a reguluje celkovou intenzitu buněčného metabolismu.

Nadledviny (Kůra a dřeň)

Zatímco kůra nadledvin produkuje životně důležitý glukokortikoid kortizol (stresový hormon) a mineralokortikoid aldosteron (zadržující sodík), dřeň nadledvin funguje jako prodloužená ruka sympatiku a při poplachu vylučuje adrenalin.

Pohlavní žlázy (Varlata)

V intersticiální tkáni varlat se nacházejí tzv. Leydigovy buňky, které produkují klíčový mužský pohlavní hormon testosteron.

Častý omyl: Produkce hormonů v neurohypofýze

Zadní lalok hypofýzy (neurohypofýza) je často mylně považován za produkční žlázu. Ve skutečnosti sama žádné hormony netvoří. Slouží pouze jako skladiště pro hormony vyrobené v hypotalamu. Teprve odsud se do krve vylučuje oxytocin (vyvolávající stahy hladké svaloviny, např. při porodu) a vazopresin neboli ADH (zvyšující zpětnou resorpci vody v ledvinách).

Důležité rozlišení: Role testosteronu

Ačkoliv testosteron ovlivňuje dlouhodobý vývoj pohlavních znaků a sexuální motivaci (touhu), pamatujte, že nereguluje bezprostřední krevní tlak při sexuálním vzrušení (např. mechanismus erekce). Jde o odlišný proces ovládaný primárně rychlým reflexem parasympatiku.

Stres a psychosomatika

Každodenní zátěž a extrémní krizové situace nevyvolávají pouze psychické napětí, ale mají obrovský a přímý vliv na naše fyzické tělo [2, 3]. Pochopení toho, jak stresové faktory mění tělesné funkce, je klíčové pro psychologii zdraví a léčbu psychosomatických onemocnění [4].

Stres a adaptace (H. Selye)

Přední endokrinolog Hans Selye definoval stres jako nespecifickou poplachovou odpověď organismu na jakýkoliv výrazný nárok [5]. Na základě svých experimentů zjistil, že pokud zátěž trvá, organismus prochází přesně daným procesem zvaným všeobecný adaptační syndrom (GAS), který má tři fáze [6, 7]:

Poplach (Alarm)

Prvotní blesková mobilizace sil a aktivace sympatiku pro setkání s hrozbou [7, 8]. Organismus se připravuje na obranu (útok nebo útěk) a do krve se vyplavuje adrenalin [5, 9].

Rezistence (Odpor)

Organismus se aktivně snaží vypořádat s hrozbou a jeho odolnost je v této fázi vysoká [7, 8]. Kůra nadledvin spouští produkci kortizolu, který zprostředkovává další adaptaci [10, 11].

Vyčerpání (Exhausce)

Pokud zátěž nepomíjí a organismus nedokáže utéci ani zaútočit, vyčerpá své fyziologické zdroje [7]. Dochází ke zhroucení obran, oslabení imunity a nastupují nemoci [6, 12].

Běžný stres versus Trauma

V klinické psychologii je nezbytné odlišovat běžné denní vypětí od extrémních a devastujících událostí, které drasticky zasahují do fungování psychiky a přesahují odolnost ega [13, 14].

Stres

Představuje běžnou, i když nepříjemnou fyziologickou a psychickou reakci na zátěž [13].
Zpravidla nepřesahuje obvyklou lidskou zkušenost a organismus se na něj dokáže postupně adaptovat [13, 15].

Trauma

Krajně nebezpečná situace (např. válka, mučení, havárie), která drasticky přesahuje obvyklou lidskou zkušenost [13, 16].
Může zcela ochromit psychické obrany organismu a způsobit hluboké psychologické zranění [13, 14].

Závažný následek: Posttraumatická stresová porucha (PTSD)

Přímým následkem nezpracovaného traumatu bývá často vznik PTSD [13]. K jejím typickým diagnostickým projevům patří vyhýbavé chování vůči místům připomínajícím trauma, hyperarousal (nespavost, nesoustředěnost) a takzvané flashbacky, což je nezvladatelné a živé znovuvybavování hrůzného zážitku [13, 17, 18].

Psychosomatika

Dlouhodobý a neřešený distres se může projevit vznikem reálných fyzických onemocnění (např. žaludeční vředy, astma nebo ischemická choroba srdeční) [2, 19]. Tímto úzkým vztahem mezi nevyřešeným psychickým napětím a reálným tělesným symptomem se zabývá psychosomatika [2].

Somatizace (Konverzní porucha): Extrémní psychodynamický mechanismus, kdy je nevyřešená emoční úzkost a obrovská frustrace z podvědomí nevědomě převedena do reálného tělesného defektu [20]. Učebnicovým příkladem je filmový režisér, který z paniky před natáčením zcela oslepne (aniž by měl poškozené oko), aby tak bezpečně unikl ze stresové situace, kterou nedokázal řešit [20].

Techniky zvládání stresu

Medicína a psychologie poskytují různé behaviorální techniky, které lidem pomáhají účinně ovládat jejich fyziologické reakce na stresové situace [21].

Biologická zpětná vazba (Biofeedback): Terapeutická metoda, při níž přístroje snímají mimovolní fyziologické procesy pacienta (srdeční tep, krevní tlak, kožní odpor, svalové napětí) a okamžitě je vizualizují na monitoru [21, 22]. Pomocí operantního podmiňování a této zpětné vazby se pacient učí své vegetativní funkce vědomě kontrolovat a uklidnit se [21, 22].

Smyslové orgány (Senzorické procesy)

Veškeré informace, které mozek o okolním fyzikálním světě získává, pocházejí ze specializovaných bran našeho těla – smyslových orgánů. Pochopení toho, jakým způsobem tyto orgány na mikroúrovni filtrují, překládají a vedou vnější energii do mozkových center, je klíčové pro psychologii vnímání.

Základní principy čití

Každý smyslový systém je evolučně uzpůsoben k příjmu pouze určitého typu informací z prostředí. Tyto informace pak převádí do nervové řeči, jíž mozek rozumí.

Funkce receptoru

Základem smyslového orgánu je receptor, tedy buňka úzce specializovaná na přijímání jednoho určitého druhu fyzikální či chemické energie (např. světla nebo tlaku). Zvláštní skupinu tvoří takzvané telereceptory (zrak a sluch), které přijímají podněty ze vzdálených zdrojů.

Zákon specifických nervových energií (J. P. Müller)

Významný objev Johannese Petera Müllera definuje, že povaha a kvalita vjemu nezávisí primárně na tom, jakým fyzikálním podnětem byl receptor podrážděn, ale výhradně na tom, který konkrétní nerv a jaké mozkové centrum tento vzruch přeneslo a dekódovalo. (Například zrakový nerv vyvolá vjem záblesku světla i tehdy, je-li podrážděn mechanickým tlakem.)

Zraková soustava a její poruchy

Zrak představuje u člověka nejdůležitější a nejkomplexnější dálkový smysl. Optický aparát oka funguje jako dokonalá soustava čoček, která promítá světelné vlny na vysoce citlivou nervovou plochu.

Viditelné světlo a stavba oka

Lidské oko je schopné zachytit viditelné světlo v úzkém rozsahu vlnových délek cca 400 až 700 nm. Světlo postupuje zvenčí dovnitř přes průhlednou rohovku, zornici (otvor v duhovce) a čočku. Akomodaci (změnu zakřivení čočky pro ostření) zajišťuje svalový stah řasnatého tělíska.

Inverzní sítnice a její receptory

Na zadní stěně oka leží sítnice (retina), jež je z evolučního hlediska inverzní (nervová vlákna leží na povrchu a světlo jimi musí projít k receptorům). V sítnici se nacházejí dva typy receptorů: čípky (zajišťují barvocit, obsahují jodopsin a hromadí se ve žluté skvrně) a tyčinky (zajišťují černobílé vidění v šeru, obsahují rhodopsin a je jich kolem 130 milionů).

Slepá skvrna

Představuje místo výstupu zrakového nervu z oční bulvy. V tomto bodě se zcela fyziologicky nenacházejí žádné receptory.

Zrakové poruchy

K běžným optickým poruchám patří myopie (krátkozrakost, obraz vzniká před sítnicí a koriguje se rozptylkami) a hypermetropie (dalekozrakost, obraz padá za sítnici a koriguje se spojkami). Senzorická porucha barvocitu se nazývá daltonismus; jedná se o gonozomálně recesivní poruchu vázanou na chromozom X, a proto postihuje nepoměrně častěji muže.

Záludnost zrakových drah: Zpracování obrazu v hemisférách

Ke zkřížení zrakových nervů (chiasma opticum) dochází na spodině lebky pod přední částí hypotalamu. Častým omylem je laická představa, že každá mozková hemisféra zpracovává kompletní obraz z jednoho celého oka. Zrakové dráhy se kříží pouze částečně, a proto platí přesné fyziologické pravidlo: levá hemisféra zpracovává pravou polovinu zorného pole obou očí, zatímco pravá hemisféra zpracovává levou polovinu zorného pole.

Sluchové a statokinetické ústrojí

Hluboko uvnitř spánkové kosti se nachází komplexní orgán, který nejenže převádí vibrace vzduchu na zvuk, ale současně nám umožňuje neustále udržovat rovnováhu a orientovat se v gravitaci.

Sluchová soustava

Mechanické vlnění z bubínku přebírá jako první sluchová kůstka kladívko. Signál je přes oválné okénko přenesen do vnitřního ucha (uloženého ve skalní kosti). Samotnými sluchovými receptory jsou jemné vláskové buňky, které se nacházejí v Cortiho orgánu uvnitř kostěného hlemýždě (cochlea).

Statické čidlo (Rovnováha a gravitace)

Součástí vestibulárního aparátu je čidlo, které reaguje na gravitaci a statickou polohu hlavy. Tvoří ho drobná vápencová zrníčka zvaná otolity, jež leží ve vejčitém a kulovitém váčku (utriculus a sacculus).

Kinetické čidlo (Pohyb hlavy)

Druhá část vestibulárního systému registruje úhlové a rotační zrychlení těla. Tuto dynamickou funkci plní tři na sebe kolmé tekutinou naplněné polokruhovité kanálky.

Hmat a chemoreceptory

Kromě dálkových telereceptorů monitoruje organismus fyzikální a chemický stav bezprostředního okolí pomocí kožních tělísek a specializovaných buněk v ústní a nosní dutině.

Kožní smysly (Somatosenzorika)

Hmat nesestává z jediného smyslu, ale štěpí se na vnímání tlaku a dotyku (prostřednictvím např. Meissnerových tělísek), vnímání tepla a chladu a vnímání bolesti.

Chemoreceptory (Chuť a Olfakce)

Chuť a čich (olfakce) reagují na chemické látky rozpuštěné ve slinách nebo ve vzduchu. Čich je fylogeneticky výjimečný tím, že jeho nervové dráhy se přepojují na spodině frontálního laloku a zcela obcházejí talamus jakožto běžnou přepojovací stanici ostatních smyslů.

Fázická bolest

Jde o rychlou, ostrou a krátkodobou reakci dobře lokalizovatelnou v tkáni.
Funkcí je okamžitě upozornit organismus na hrozbu a poškození tkáně.

Tonická bolest

Jde o tupější, difúzní a dlouhodobě přetrvávající algický stav.
Často ztrácí prvotní varovný význam a doprovází hojivé či zánětlivé procesy.