ヒトの脳
同時期にシュミットは生物学・医学・心理学・行動科学を取りまとめた大学間・国際間組織であるニューロサイエンス・リサーチ・プログラム(英語版)を立ち上げた。神経科学 (neuroscience) という語はここで生まれた。
ポール・ブローカは、脳の各領域と特定の機能とを関連付け、特に脳損傷の患者らの研究から言語機能がブローカ野にあることを示した 。ジョン・ヒューリングス・ジャクソン(英語版)は、身体におけるてんかん発作の進行を観察し、運動皮質の機能を明らかにした。カール・ウェルニッケは、ウェルニッケ野が言語の理解と生成に関わっていることを明らかにした。コルビニアン・ブロードマン(英語版)は、細胞の外観に従って脳皮質を52の領域に分割した。1950年までに、シェリントン、パペッツ(英語版)、マクリーン(英語版)は、脳幹と大脳辺縁系の機能の多くを同定した。脳が年月と共に再構成され変化するという能力、既に分かった発達臨界期の存在、これらは神経可塑性(英語版)によるもので、1930-40年代にサルで実験を行なったマーガレット・ケナード(英語版)がその研究を開拓した。
ハーヴェイ・クッシングは世界で最初の熟練脳外科医とみなされている。1937年にウォルター・ダンディ(英語版)は、頭蓋内動脈瘤の手術でクリッピング術を始めて用い、血管脳神経外科という技術を開発した。
ヒトの胚発生の3週目はじめに、外胚葉は神経板(英語版)という端が肥厚した細長い組織を形成する。4週目までには神経板の幅が広がり、吻側が幅広で尾側へゆくにつれ細くなる形となる。この膨張は初期脳胞(英語版)と呼ばれ、前脳、中脳、菱脳のはじまりにあたる。
外胚葉由来の神経堤細胞は、神経褶(英語版)において神経板の側端部から生じる。第4週に神経褶が閉塞して神経管が形成され、神経堤に神経堤細胞が集まる。神経堤は神経管全体にわたって延び、吻側の端に頭部神経堤細胞、尾側に尾部神経堤細胞がある。神経堤から遊離した細胞は、管の中を吻側から尾側にわたって波状に遊走する。吻側の端にある細胞が脳となり、尾側の細胞が脊髄となる。
神経管は成長につれ屈曲し、吻側で三日月形の膨らみ(後の大脳半球)を形成する。この膨らみは32日目に現われる。
4週目のはじめに吻側部分が大きく腹側へ折れ曲がる頭屈が起こる。この折れ曲がった先が前脳胞に、隣のカーブしている部分が中脳胞に、さらにそこから尾側へいった部分が菱脳胞となる。これらの領域に形成される3つのコブは一次脳胞と呼ばれる。5週目には5つの二次脳胞が形成される。前脳胞は、吻側の終脳胞と尾側の間脳胞に分かれる。終脳胞は、大脳皮質、大脳基底核、およびそれに関連した器官になる。間脳胞は、視床と視床下部になる。菱脳胞は、後脳胞(英語版)と髄脳胞(英語版)に分かれる。後脳胞は、小脳と橋になる。髄脳胞は、延髄になる。また5週目のうちに脳は、神経分節(英語版)と呼ばれる、セグメントの繰り返しに分けられる。それは菱脳では菱脳節(英語版)と呼ばれる。
脳で特徴的なのは、皮質がひだ状に折り畳まれている点である。
心臓超音波検査は、心臓内の凝血塊、心臓弁膜症、卵円孔開存を探すために使われることがある。血液検査は、糖尿病検査や脂質像(英語版)検査といった精密検査の一環としていつものように行なわれる。
脳卒中の治療は時間との戦いになることもある。具体的には、脳虚血における血餅溶解や手術による血栓除去、脳出血における減圧術がある。脳卒中の治療は一刻を争うため、病院のみならず(救急車などでの)病院前救護においても、治療では緊急的な検査が行なわれる。通常、出血性の卒中を調べるのにはCTが、脳の動脈を調べるのにはCT血管造影か磁気共鳴血管造影が使われる。あまり普及していないがMRIは、影響が出ている部位をより正確に示すことができ、特に虚血性脳卒中で有用である。
脳卒中になった患者は、脳卒中集中治療室へ入れられる場合がある。治療はさらなる卒中を防ぐという観点から進められる場合があり、(アスピリンやクロピドグレルといった)抗凝固薬、高血圧治療薬、脂質降下薬の継続がなされたりする。言語聴覚士、理学療法士、作業療法士、臨床心理士といった多職種のチームが、脳卒中患者への支援とリハビリテーションで大きな役割を果たす。脳卒中の前歴があることは認知症になるリスクを約 70% 引き上げ、卒中が最近だった場合はそれが約 120% に増加する。
彼は1664年に『脳解剖学』(挿絵は建築家のクリストファー・レン)を、次いで1667年に『脳病理学』を著した。これらの著作で彼は、小脳、脳室、大脳半球、脳幹、脳神経の構造を説明し、その血液供給を精査した。そして脳のそれぞれの領域に関連付けられる機能について推測を立てた。ウィリス動脈輪は脳の血液供給に関する彼の研究から名付けられたもので、また彼は神経学 (neurology) という語を初めて使った。ウィリスは脳を調べる際にはそれを体から摘出し、皮質は血管のみで構成されているという当時の通説と、皮質は付随的な役割しか持たないとする2千年間続いていた説を、否定した。
19世紀半ばにエミール・デュ・ボア=レーモンとヘルマン・フォン・ヘルムホルツは、検流計を使って電気インパルスが神経を計測可能な速度で伝わることを示し、神経インパルスは計測不能な生体機能だとする師のヨハネス・ペーター・ミュラーの説を反証した。1875年にリチャード・ケートン(英語版)は、ウサギとサルを使って大脳半球の電気インパルスを検出した。1820年代にジャン・ピエール・フルーランス(英語版)は、動物の脳の特定部分に傷をつけて運動や行動に現われる影響を調べるという研究手法を開拓した。
脳脊髄液は無色透明な細胞通過液で、脳の周囲のクモ膜下腔、脳室系、脊髄の中心管を循環している。またクモ膜下槽(英語版)と呼ばれる、クモ膜下腔にあるいくつかの空間を満たしている。2つの側脳室、第三脳室、第四脳室の4つの脳室には、いずれも脈絡叢があり、それが脳脊髄液を産生している。第三脳室は正中線の位置にあり、左右の側脳室と繋がっている。橋と小脳の間にある中脳水道という1本の管が第三脳室と第四脳室を繋げている。第四脳室正中口と2つの第四脳室外側口という3つの開口部が、脳脊髄液を第四脳室から主要な槽の一つである大槽(英語版)へ流し込んでいる。ここより、脳脊髄液はクモ膜と軟膜の間のクモ膜下腔を通じ、脳と脊髄の周囲を循環する。
いつの時点でも、脳脊髄液は約150 mL存在し、そのほとんどはクモ膜下腔にある。それは絶えず産生・吸収され、5 - 6時間でまるごと入れ替わる。
グリンパティック系(英語版)は、脳におけるリンパ排出系とされてきている。脳全体で見たグリンパティック経路は、脳脊髄液から、および硬膜静脈洞にかかわる髄膜リンパ管からの排液路で、脳血管に沿っている。この経路は脳の組織から間質液を排出する。