मेंदू

मेंदू : ⇨ तंत्रिका तंत्राच्या (मज्जासंस्थेच्या) केंद्रीय विभागातील डोक्याच्या कवटीमधील भागाला मेंदू म्हणतात. मेंदूच्या वर्णनाकरिता पाडलेल्या विभागांची नावे व त्यांचे स्थूल वर्णन ‘तंत्रिका तंत्र’ या नोंदीत आले आहे. मेंदूचे तीन प्रमुख विभाग : (१) प्रमस्तिष्क, (२) मस्तिष्कस्तंभ आणि (३) निमस्तिष्क. यांची कवटी, चेहरा व मान या शरीरभागांशी संबंधित ठेवण चित्रपत्र ५७ वरील आ. १ मध्ये दाखविली आहे.

प्रस्तुत नोंदीत मेंदूविषयी पुढील माहिती दिली आहे : (१) मेंदूचा क्रमविकास (उत्क्रांती) (२) मेंदूचा रक्तपुरवठा (३) मेंदूची सूक्ष्मरचना (४) मेंदूचे संरक्षण (५) मेंदूचे कार्य (६) इतर प्राण्यांतील मेंदू (७) मेंदूवरील संशोधन : (अ) मेंदूचे जीवरसायनशास्त्र, (आ) मेंदूच्या कार्याचा अभ्यास आणि (इ) जाणीव अथवा बोध (८) मेंदूची विद्युत् क्रियाशीलता (९) मेंदूच्या काही विकृती.

मेंदूचा क्रमविकास : प्राण्यांचा क्रमविकास होताना चापट कृमीच्या डोक्यावरील भागातील तंत्रिका ऊतकाच्या (कोशिका-पेशी-समूहाच्या) छोट्याशा गोळीपासून थेट मानवातील अती जटिल मेंदूपर्यंत प्रगती झाली. अगदी आदिम प्राणी प्रोटोझोआ हे एक कोशिकीय असल्यामुळे बहुकोशिकीय प्राण्यांप्रमाणे त्यांना तंत्रिका तंत्राची गरज नव्हती. तरीदेखील प्राण्यांमध्ये संवेदनशीलता व प्रभोक्षकता असतेच. यामुळे ते अती उष्णता, हानिकारक रासायनिक पदार्थ किंवा इतर अडथळे टाळू शकतात. पॅरामिशियम व इतर पक्ष्माभिकायुक्त (हालचालींकरिता उपयोगी पडणाऱ्या केसांसारख्या वाढी असलेल्या) प्राण्यांमध्ये त्यांच्या पक्ष्माभिकांच्या हालचाली नियंत्रित करणारी एखादी यंत्रणा असते. सीलेंटेरेट प्राण्यात बहुकोशिकीय प्राण्यातील पहिले तंत्रिका जाल आढळते. जेलीफिश व इतर सीलेंटेरेट प्राण्यांत जिथे दोन तंत्रिका कोशिका जवळ असतात, तिथे अनुबंधन असल्याचे आढळते आहे. एवढ्या बाबतीत त्यांच्या तंत्रिका तंत्राचे उच्च श्रेणीच्या प्राण्यांच्या तंत्रिका तंत्राशी साम्य आहे परंतु उच्च श्रेणीच्या प्राण्याप्रमाणे त्यांच्यामध्ये तंत्रिका क्रिया नियंत्रक अथवा मेंदू नसतो.

प्लॅटिहेंल्मिथ (चापट कमी) या आदिम प्राण्यात निश्चित मेंदू सदृश भाग आढळतो. ⇨ टर्बेलॅरिया वर्गातील प्राण्यात मेंदू सदृश भाग असलेल्या तंत्रिका गुच्छिका असतात. या गुच्छिकांपासून डोळ्याकडे जाणारे दोन तंत्रिका तंतू व शरीरात दूरवर पसरणारे शाखीय तंतू आढळतात. संधिपाद (पायांना सांधे असलेल्या) प्राण्यातील मेंदू अधिक जटिल असून अधिक कार्यही करतो. कीटक वर्गात पंख व पाय यांच्या हालचालींचे समकालीकारक नियंत्रण, नैसर्गिक प्रवृत्ती व आपसातील वर्तणूक यांचे नियंत्रण मेंदूकडून होते. याशिवाय कीटकवर्गाचे डोळे अतिशय जटिल असतात. त्यांना हालचाल व प्रकाश दोन्ही मजतात म्हणून त्यांच्या मेंदूचा दृष्टीक्षेत्र भाग मोठा असतो.

पृष्ठवंशी (पाठीचा कणा असलेल्या) प्राण्यातील हनुविरहित माशांचा मेंदू अगदी आदिम प्रकारात मोडतो. निरनिराळ्या भागांनी बनलेल्या या मेंदूत दोन प्रमस्तिष्क गोलार्ध व लंबमज्जा स्पष्ट ओळखता येतात. या प्रत्येक गोलार्धाचे गंध-खंड व दृष्टि-खंड असे भाग असतात. उपस्थिमय (कूर्चायुक्त) व अस्थिमय माशामध्ये तसेच उभयचर (पाण्यात व जमिनीवरही राहणाऱ्या) प्राण्यांत मेंदू वरीलप्रमाणेच असतो परंतु गंध-खंड अधिक विकसित असल्यामुळे या प्रकारच्या मेंदूला गंध-मेंदू असे संबोधितात. सरीसृप (सरपटणाऱ्या प्राण्यांच्या) वर्गात विशेषेकरून सर्पामध्ये प्रमस्तिष्कातील गंध-खंड मोठा असून दृष्टि-खंडही मोठा असतो. मासे व उभयचर प्राण्यांतील मेंदूपेक्षा सरीसृप प्राण्यातील मेंदूचा प्रमस्तिष्क भाग मोठा असतो व काही सरीसृप प्राण्यांत त्यावर ऊतकाचे आच्छादन आढळते. या ऊतकाला नव-आच्छादन (निओपॅलियम) म्हणतात व ते प्रमस्तिष्क बाह्यकाचे (बाह्य भागाचे) क्रमविकसित पूर्वरूप असते.

पक्षी वर्गात मेंदूतील गंध-खंड लहान व दृष्टि-खंड मोठा असल्यामुळे त्या मेंदूला ‘दृष्टि-मेंदू’ अथवा ‘नेत्र-मेंदू’ म्हणतात. त्यांचे प्रमस्तिष्क गोलार्ध मोठे असतात पण त्यांवर बाह्यकाचा अंशही नसतो. निमस्तिष्कावर मात्र करड्या रंगाच्या ऊतकाचा बाह्य थर असतो.

सस्तन प्राण्यांत प्रमस्तिष्क व निमस्तिष्क हे दोन्ही पूर्ण विकसित असतात. कवटीचा बहुतांश भाग प्रमस्तिष्काने व्यापलेला असतो, त्याचा पृष्ठभाग संपूर्णपणे करड्या ऊतकाच्या बाह्य थराने आच्छादित असतो. काही सस्तन प्राण्यांत प्रमस्तिष्क बाह्यक गुळगुळीत असतो परंतु बहुसंख्य प्राण्यांत तो संवलित (घड्या पडलेला) असून त्यावर अनेक संवेलके व सीता (वळ्या व खळगे) असतात. या घड्या क्रमविकासजन्य असून त्यांमुळे कोशिका संख्या वाढविणे शक्य झाले. बाह्यकावरील संवेलक संख्या बुद्धिमत्तेची निर्देशक आहे म्हणजे जेवढी संवेलके अधिक तेवढा प्राणी अधिक बुद्धिमान परंतु हा एक गैरसमज आहे.

मेंदूला मानवी मेंदूचे स्वरूप प्राप्त होण्याकरिता प्रथम जरूर होती ती आकारमान वर्धनाची. मोठा मेंदू अधिक कार्यवृद्धीस पोषकच असतो परंतु ही वाढ होताना गंध-क्षेत्र किंवा दृष्टि-क्षेत्र यांसारखे भाग वृद्धिंगत न होता प्रमस्तिष्काचा कपाळामागे असलेला ललाटीय भाग बराच मोठो झाला. मेंदूचा हा भाग मनन करतो, तुलना करतो, योजतो व चिंता करतो. या भागातच वाक्-केंद्रे आहेत. वानराचा मेंदू त्याला प्रश्न सोडवण्यास बुद्धिविशिष्ट मदत करीत असला, तरी तो त्याला चालू अथवा सद्य परिसराशीच बांधून ठेवतो आणि त्याची स्मरणशक्ती त्याच्या जीवनातील घटनांपुरतीच मर्यादित असते. इतर कोणत्याही वानराच्या जीवनासंबंधी त्याला माहिती नसते. माणसाच्या ललाटीय भागात भूतकाळात शिरण्याचे मार्ग, भवितव्याची कल्पना बांधणारी यंत्रणा आणि प्रामुख्याने इतर प्राण्यांच्या जीवनाशी जाणीव या गोष्टी साठवण्याची क्षमता असते.

मानवी मेंदूच्या आकारमानाशिवाय त्याच्या वाढीच्या योजनेतही वैशिष्ट्य आहे. भ्रूणातील वाढीकडे पाहिल्यास मेंदूला अग्रक्रम देण्यात आला आहे. डोक्याचा भाग तयार होत असताना मेंदूचा भाग प्रथम तयार होतो त्यामुळे कवटी व चेहऱ्याची हाडे यांना दुय्यम स्थान मिळते. जन्मतःच अर्भक मेंदू विसंगत वाटावा एवढा मोठा (सु. ३३० घ.सेंमी.) असतो. मेंदूच्या वाढीच्या मानाने चेहरा पूर्णपणे तयार न झालेला आणि शरीर कित्येक वर्षे वाढत राहणारे असते. डोक्याचे आकारमान मातेच्या प्रसूतिमार्गाशी योग्य ठेवणे सुलभ प्रसूतिकरिता आवश्यक असल्यामुळे जन्मतः मेंदूची वाढ पूर्ण झालेली नसते व ती जन्मानंतरच पूर्ण व्हावी लागते. मानवी मेंदूच्या वाढीचे वेळापत्रक अनन्यसाधारण असून कोणत्याही अती बुद्धिमान वानराच्या मेंदूपेक्षा तो झपाट्याने वाढतो. वयाच्या पहिल्या वर्षी वाढ अतिशय जलद असते आणि तिसरे वर्ष पूर्ण होण्याच्या सुमारास पूर्ण वाढीच्या दोन-तृतीयांश वाढ झालेली असते. त्यानंतरची वाढ मंद असते व ती प्रौढावस्थे पर्यंत चालूच असते.

गोरिलाचा मेंदू जन्मतः पूर्ण वाढलेला असतो. वयाच्या सहाव्या महिन्यात चालणे, वर्षभरात स्वतंत्र जीवन जगू शकणे आणि सहाव्या ते आठव्या वर्षी पक्वता या गोष्टी शक्य होतात. परंतु इतर अनेक गोष्टींचे ज्ञान होण्यापूर्वीच त्याचा मेंदू आकारमानाने अर्ध्यापेक्षा जास्त वाढतो. प्रौढावस्थेत वानराची बुद्धिमत्ता कमी होते. पुष्कळ वेळा औदासिन्याने ग्रस्त झाल्यामुळे त्याला नवीन काही शिकवले कठीण बनते व जे पूर्वी शिकवे असेल ते तो विसरतो.

अपूर्ण वाढलेला मेंदू व दीर्घकालीन बाल्यावस्था ही मानवी वर्चस्वाची गुपिते आहेत. मानवातच निरनिराळ्या वयांतील मुले मातापित्यांच्या सान्निध्यात राहतात. दीर्घकालीन अर्भकावस्था आणि परावलंबी दीर्घ बाल्यावस्था मानवी मेंदूची वाढती भूक भागवतात. वानराप्रमाणे बुद्धिमत्ता कमी न होता वाढत जाते. या वाढीची फलप्राप्ती म्हणजेच मानवी अक्कल अथवा शहाणपणा होय, म्हणूनच आजच्या मानवाचा उल्लेख होमो सेपिएन्स अर्थात ‘शहाणा माणूस’ असा केला जातो.

रक्तपुरवठा : मेंदूच्या रक्तपुरवठ्याविषयी ढोबळ माहिती ‘तंत्रिका तंत्र’ या नोंदीत दिली आहे. मेंदूच्या अनेक विकृतींशी रक्तपुरवठ्याचा संबंध असल्यामुळे येथे अधिक माहिती दिली आहे.

मेंदूला शुद्ध रक्तपुरवठा दोन आंतरिक ग्रीवा रोहिण्या (उजवी व डावी) आणि दोन कशेरुक रोहिण्या (उजवी व डावी) अशा चार रोहिण्या मिळून केला जातो [→ रक्ताभिसरण तंत्र]. प्रत्येक आंतरिक ग्रीवा रोहिणी कवटीच्या शंखास्थीमधील (कानशिलाकडील अस्थीतील) घन विभागातील ग्रीवा नालीतून कवटीच्या अंतर्भागात शिरते. मेंदूच्या तळभागी तिच्या (१) अग्र व (२) मध्य मस्तिष्क रोहिणी अशा दोन शाखा होतात. या अंतिम शाखा होण्यापूर्वी या राहिणीच्या शाखा कान, डोळा, ⇨ पोष ग्रंथी या भागांना रक्त पुरवतात. मानवातील दोन आंतरिक ग्रीवा रोहिण्यांमार्फत मेंदूच्या प्रमस्तिष्क गोलार्धांना बहुतांश रक्त पुरवले जाते. या रोहिण्या पाच सेकंद बंद पडल्यास बेशुद्धी येते. वीस सेकंद बंद पडल्यास भरून व येणारी हानी व पुष्कळ वेळा छिन्नमानस ही मानसिक विकृती उद्‌भवते.

आ.१. प्रमस्तिष्क गोलार्धाला तीन प्रमुख रोहिण्या रक्तपुरवठा करतात ती क्षेत्रे : (अ) पार्श्व दृश्य (आ) अभिमध्य दृश्य (इ) अधो दृश्य : (१) मध्य मस्तिष्क रोहीणी क्षेत्र, (२) अग्र मस्तिष्क रोहीणी क्षेत्र (३) पश्च मस्तिष्क रोहीणी क्षेत्र. उजव्या व डाव्या कशेरुक रोहिण्या छातीतील मध्यावकाशातील उजव्या व डाव्या अधोजत्रू (गळ्याच्या हाडाखालील) रोहिण्यांपासून निघतात. मानेतील सातवा कशेरुक (मणका) वगळता इतर कशेरुकांच्या अनुप्रस्थ प्रवर्घांतील (आडव्या वाढीतील) रंध्रातून वर जाऊन दोन्ही रोहिण्या कवटीच्या तळातील बृहत् रंध्रातून कवटीत शिरतात. मस्तिष्क सेतूच्या खालच्या कडेजवळ दोन्ही मिळून तल रोहिणी बनते. निमस्तिष्क, मस्तिष्क सेतू, लंबमज्जा व प्रमस्तिष्क गोलार्धाचा थोडा भाग यांना कशेरुक रोहिण्यांमार्फत रक्त पुरवले जाते. मेंदूच्या तळभागाशी या चार रोहिण्यांच्या शाखा मिळून जे वलय बनले आहे, त्याला ‘विलिस रोहिणी वलय’ (टॉमस विलिस या इंग्रजी शारीरविज्ञांच्या नावावरून) म्हणतात. मेंदूच्या तळभागातील रोहिण्या चित्रपत्र ५७ वरील आ. मध्ये दाखविल्या आहेत. या मीलनाप्रमाणेच मेंदूच्या वरच्या भागातही प्रमुख रोहिण्यांचे मीलन झालेले असते. शाखा गाभ्यात शिरेपर्यंत अंत्य राहिण्या बनत नाहीत. गाभ्यात मात्र मीलन अजिबात होत नाही व शेवटच्या शाखा अंत्य राहिण्याच असतात [→ तंत्रिका तंत्र].

मांजरामध्ये आंतरिक ग्रीवा रोहिण्या अल्पविकसित असतात व पुष्कळ वेळा अवकाशिकाविरहित (पोकळी नसलेल्या) असतात. या प्राण्यात बाह्य ग्रीवा रोहिण्या मेंदूस रक्त पुरवतात. कुत्र्यामध्ये कशेरुक रोहिण्या मेंदूस रक्त पुरवतात व त्या अल्पकाळ बंद पडल्यास बेशुद्धी आणि मेंदूस गंभीर हानी पोहोचते.

मेंदूतील अशुद्ध रक्त दृढतानिकेतील (मेंदूवरील तीन आवरणांपैकी सर्वांत बाहेरच्या जाड व घट्ट आवरणातील) शिरानालामार्फत वाहून नेले जाते. नीलांची रचना बरीच जटिल असते. पुढील चार मार्गांनी अशुद्ध रक्त कवटीबाहेर नेले जाते :(१) आंतरिक ग्रीवा नीला, (२) नेत्रकोटर नीला व पक्षसम नीला यांच्या वाहिनीमीलनातून, (३) उद्‌गत नीला आणि (४) कशेरुक नीलाजालाशी वाहिनीमीलन करणाऱ्या नीला.

जवळजवळ ७५० मिलि. रक्त प्रौढ, निरोगी व विश्रांती घेणाऱ्या पुरुषाच्या मेंदूतून दर मिनिटास प्रवाहित होते म्हणजे मेंदूच्या १०० ग्रॅ. भागातून दर मिनिटास ५० ते ५५ मिलि. रक्त वाहते. स्त्रियांत फारसा फरक नसतो. अतिरक्तदाब असलेल्या व्यक्तीमध्ये प्रवाह प्रमाण ७७८ मिलि. दर मिनिटास किंवा ५६ मिलि. प्रती १०० ग्रॅ. मेंदूस असे आढळते. यावरून अपसामान्य रक्तप्रवाहापासून संरक्षण करणारी यंत्रणा अस्तित्वात असल्याचे दिसते. कवटी ही दृढ वस्तू असल्यामुळे व तीमधील भाग असंकोच्य असल्यामुळे, जेव्हा आतील एका भागाचे घनफळ वाढते तेव्हा दुसऱ्या कोणत्या तरी भागाचे घनफळ कमी व्हावेच लागते. अन्यथा हानी अपरिहार्य असते. यावर आधारित मन्रो-केली तत्त्वाप्रमाणे कवटीमधील संपूर्ण घनफळ कधीही बदलत नाही. घनफळ वाढवण्यास कारणीभूत असणारे कोणतेही कारण अंतःकर्पर (कवटीच्या आतील) दाब वाढवण्यास पुरेसे असते व परिणामी मानसिक बिघाड उत्पन्न होतो. मेंदूतील एकूण रक्त प्रमाण नेहमी सारखे ठेवणे अगत्याचे असते.

मेंदूतील रक्तप्रमाणाचे सातत्य निरनिराळ्या यंत्रणांमुळे टिकवले जाते. एक यंत्रणा मस्तिष्क-मेरुद्रवाशी संबंधित असते [→ तंत्रिका तंत्र]. येथे या द्रवाचे कार्य थोडक्यात दिले असून पुढे अधिक माहिती दिली आहे. जेव्हा अंतःकर्पर घनफळ वाढते तेव्हा तेवढ्याच घनफळाचा मस्तिष्क-मेरुद्रव कवटीतून खाली मेरुरज्जूभोवती ढकलला जातो. याशिवाय काही बाह्यागत व काही अंतर्गत कारकही रक्त प्रमाणाचे सातत्य टिकविण्यास कारणीभूत असतात.

बाह्यागत कारक : मेंदूतील ऊतक कोशिका आणि रक्त यांमधील पोषक पदार्थांची योग्य देवाण –घेवाण होण्याकरिता रक्तदाब योग्य असावाच लागतो. कर्परबाह्य कारणामुळे जेव्हा रोहिणी रक्तदाब बदलतो तेव्हा मेंदूतील रक्तवाहिन्यांत अक्रिय बदल होतो व अंतःकर्पर रोहिणी दाब योग्य ठेवला जातो.

अंतर्गत कारक : परिसरीय रक्तदाब शरीरक्रियादृष्ट्या व्यायामामुळे आणि अपसामान्य अवस्थेत अतिरक्तदाब किंवा अल्परक्तदाब यामुळे मोठ्या प्रमाणावर बदलू शकतो. या परिसरीय गोष्ट मेंदूतील रक्तप्रवाहावर परिणाम करणे धोक्याचे व अनावश्यक असते. मेंदूतील रक्तप्रवाह अशा परिणामापासून अलिप्त ठेवण्याकरिता वाहिनी विस्फारण व वाहिनी आकुंचन या दोन यंत्रणा उपयोगात आणणे शक्य होते. दोन्हीपैकी वाहिनी विस्फारण अधिक महत्त्वाचे आहे. मेंदूच्या चयापचयाबरोबर (सतत होणाऱ्या भौतिक व रासायनिक घडामोडींबरोबर होणारे) रक्तातील बदल– कार्बन डाय-ऑक्साइडाचा ताण वाढणे, ऑक्सिजनाचा ताण कमी होणे, अम्लता वाढणे आणि तापमान वाढणे – रोहिणीविस्फारास कारणीभूत होतात. यांपैकी कार्बन डाय-ऑक्साइडाचा ताण वाढल्यास रक्तप्रवाह प्रमाण १,३०० मिलि. / मिनिटास वाढल्याचे व ताण कमी पडल्यास ४५० मिलि./ मिनिटास एवढे कमी झाल्याचे आढळते.

मानवी मेंदूचे कार्य योग्य व सुरळीत चालण्याकरिता मिनिटास ४६ मिलि. ऑक्सिजन पुरवठा (३·३ मिलि. दर मिनिटास प्रत्येक १०० ग्रॅ. मेंदूस) आवश्यक असतो. मानवी शरीराच्या फक्त २% वजनाएवढेच मेंदूचे वजन असूनही पूर्ण मानसिक व शारीरिक विश्रांती घेणाऱ्या व्यक्तीच्या उपयोगातील एकूण ऑक्सिजनापैकी २५% ऑक्सिजन मेंदू वापरतो. मेंदूतील रक्तप्रवाहातील बदल त्याच्या चयापचयाच्या गरजेनुसार होतात. तंत्रिका ऊतक अंतःस्थ परिसरीय बदलांना अतिशय संवेदनशील असते. यामुळे रक्तातील कार्बन डाय-ऑक्साइडाशिवाय तंत्रिका चयापचयजन्य पोटॅशियम लवणे, ॲसिटिलकोलीन, फॉस्फेटे हे पदार्थही मस्तिष्क रक्तवाहिन्यांच्या विस्फारणास कारणीभूत होतात. रक्तप्रवाह प्रमाण सतत सारखे ठेवण्याचा उद्देश मेंदूचे पोषण व चयापचयजन्य त्याज्य पदार्थांचे उत्सर्जन व्यवस्थित ठेवणे हाच असतो.

स्थानीय रक्तप्रवाहातील बदलांना वरील सर्व गोष्टी लागू पडतात. उदा., डोळ्यांतील जालपटलातील संवेदना ग्राहकांना चेतावणी मिळताच मेंदूतील संबंधित दृष्टि-क्षेत्रातील रक्तप्रवाह वाढतो. मानवात प्रमस्तिष्क क्रियावृद्धीमुळे (उदा., मनातल्या मनात गणिते सोडवणे) तेथील रक्तप्रवाह वाढल्याचे का आढळत नाही, हे एक कोडेच आहे. झोपेच्या सुरुवातीस रक्तप्रवाह वाढल्याचे आढळते. या कारणामुळे मेंदूची क्रियाशीलता व त्यातील रक्तप्रवाह यांचा संबंध अनिश्चित आहे. विकृतीमुळे मात्र हा संबंध पार बिघडतो. उदा., मस्तिष्क रोहिणी काठिण्यामुळे रक्तप्रवाह व ऑक्सिजनाचा वापर या दोन्हींवर परिणाम होऊन ⇨ चित्तविकृती उत्पन्न होते.

मस्तिष्क-मेरुद्रवाचा मंद प्रवाह चालू ठेवण्यास हृदयाची ताकद अप्रत्यक्षपणे मदत करते. हृदयाच्या प्रत्येक आकुंचनाबरोबर पुष्कळसे रक्त कवटीत शिरते आणि वाढत्या दाबाचा एक तरंग मेंदूभर पसरतो. अर्भकाच्या टाळूच्या स्पंदनामुळे हे स्पष्ट होते. ज्या वेळी दृढ कवटीतील घनफळ वाढते त्या वेळी मस्तिष्क–मेरुद्रव मेरुरज्जूभोवतालच्या पिशवीत सरकणे अटळ असते.

सूक्ष्मरचना : मेंदूच्या प्रमुख भागांपैकी प्रमस्तिष्क बाह्यकाच्या रचनेविषयी फक्त येथे माहिती दिली आहे. एकूण बाह्यक ०·२ चौ.मी. क्षेत्र व्यापू शकतो. सी. फोन इकोनोमो आणि जी. एन्. कोस्किनास या शास्त्रज्ञांनी मेंदूचा संपूर्ण पृष्ठभाग २,८५,००० चौ.मिमी. असल्याचे १९२९ मध्ये प्रथम सांगितले. बाह्यकाची पहिली सूक्ष्मदर्शकीय तपासणी फ्रान्सिस्को गेन्नारी (१७५०–९५) या इटालियन शरीररचनाशास्त्रज्ञांनी केली. पश्चकपाल खंडातील एका विशिष्ट रेषेला त्यांचे नाव देण्यात आले आहे.

बाह्यकाची जाडी एकसारखी नसते. संवेलकाच्या माथ्यावर ती अधिक असते, तर सीतेच्या (खोबणीच्या) खोल भागी कमी कमी होते. सर्वसाधारण जाडी १·५ ते ४·५ मिमी असते. बाह्यकामध्ये अनेक तंत्रिका तंतू, तंत्रिका श्लेष्म (तंत्रिका ऊतकाला आधार देणारे भाग), रक्तवाहिन्या आणि कोट्यावधी तंत्रिका कोशिकांच्या काया विखुरलेल्या असतात. १ मिमी. चौरस व २·५ मिमी. जाड बाह्यकाच्या तुकड्यात ६०,००० तंत्रिका कोशिका असतात. सूक्ष्मदर्शकाखाली बहुतांश बाह्यक सहा थरांचा बनलेला दिसतो. कोशिकांचे आकार निरनिराळे असतात व त्यांचे अभिवाही प्रवर्ध आडवे उभे पसरलेले असतात. एक कोशिका अनुबंधनांद्वारे ६०० इतर कोशिकांशी संबंधित असते व त्यामधून जटिल मंडले बनतात.

बाह्यकात विशिष्ट क्षेत्रे असल्याची कल्पना ॲरिस्टॉटल (ख्रि.पू. ३८४–३२२) यांनीही मांडली होती परंतु १८७० पर्यंत बाह्यक रचना व कार्य एकजिनसी असल्याचा समज होता. १८७० मध्ये ई. हिट्‌झिग आणि जी. फ्रिट्श या शास्त्रज्ञांनी पूर्वमध्यसंवेलकात प्रेरक क्षेत्र असल्याचे दाखवले. त्यानंतर निरनिराळ्या पद्धतींनी बाह्यकातील क्षेत्रमापन करण्यात आले. कोशिका रचनेतील फरकावरून के. ब्रॉडमन (१८६८–१९१८) यांनी ५२ क्षेत्रे मोजली आहेत.

प्रमस्तिष्क बाह्यकामध्ये निरनिराळ्या आकारमानांच्या तंत्रिका कोशिकांचे एकूण सहा थर आढळले आहेत. सी. गॉल्जी (१८४३–१९२६), एफ्‌. निस्ल (१८६०–१९१९) व सी. वीगर्ट (१८४५–१९०४) या तीन शास्त्रज्ञांनी निरनिराळ्या रंजक पद्धती वापरून त्यांचे सूक्ष्मदर्शकीय निरीक्षण केले. त्याची आकृती चित्रपत्र ५७ वर आ.३ मध्ये दिली आहे.

मेंदूचे संरक्षण : मेंदू या अतिशय महत्त्वाच्या परंतु अतिशय भंगूर अशा अवयवाची सुरक्षा तेवढीच महत्त्वाची असल्यामुळे शरीरातील इतर काही अवयवांच्या मानाने ती अतिशय उत्तम आहे. मेंदूच्या संरक्षणाची पहिली फळी म्हणजे त्यावरील अस्थीचे आच्छादन अर्थात टणक कवटी. तिचा पृष्ठभाग वर्तुलित (गोलसर) असल्यामुळे बाह्याघात निसटता लागल्यास कमी हानी संभवते. याशिवाय अस्थींची कमानीवजा रचना कवटीच्या घुमटाला बळकटी देते. प्रत्यक्ष हाडांच्या रचनेतही वैशिष्ट्य आहे. बाह्यस्तर व अंतःस्तर या दोहोंच्यामध्ये सुविरल ऊतक थर असल्यामुळे बाह्यस्तराच्या इजेमुळे अस्थिभंग होऊनही अंतःस्तर शाबूत राहू शकतो. आठ निरनिराळ्या हाडांची मिळून बनलेली कवटी प्रौढात एकसंघ असते [→ कवटी].

अस्थि-आच्छादनानंतर मस्तिष्कावरणे [→ तंत्रिका तंत्र] मेंदूच्या संरक्षणाचे कार्य करतात. जालतानिका व मृदुतानिका यांमधील अवजालतानिका अवकाशात मस्तिष्क-मेरुद्रव असतो. संपूर्ण केंद्रीय तंत्रिका तंत्र मस्तिष्क-मेरुद्रवात तरंगते असल्यामुळे मेंदूसहित सर्वच भागांचे ते धक्काशोषकासारखे संरक्षण करते. प्रत्यक्ष मेंदूच्या रचनेस चार विवरे असून त्यांमध्येही मस्तिष्क-मेरुद्रव असतो. त्यामुळेही धक्के शोषिले जाऊन हानी टळते.

मस्तिष्कावरणे सूक्ष्मजंतू संसर्गास यांत्रिक अटकाव करून संरक्षणाचे कार्य करतात. याशिवाय मृदुतानिका तीमधील अनेक सूक्ष्म रक्तवाहिन्यांमुळे रक्त-मेंदू अवरोध या संरक्षक यंत्रणेत महत्त्वाचा भाग घेत असावी. नीलेतून अंतःक्षेपित केलेली रंजके मेंदूच्या प्रधानोतकात न शिरता इतर ऊतकात मात्र शिरतात. काही प्रयोगांनंतर इतर अनेक पदार्थांना असाच अवरोध होत असल्याचे आढळते. अर्थातच केशवाहिन्यांतील (सूक्ष्म रक्तवाहिन्यांतील) रक्तातील काही पदार्थ तंत्रिका कोशिकांत शिरू न देण्याची, विशेषेकरून मोठ्या आकारमानाच्या रेणूंना, बाहेर पडू न देण्याची क्षमता केशवाहिन्यांच्या अंतःस्तरात असावी. हानिकारक पदार्थापासून रक्त मेंदू अवरोध यंत्रणा मेंदूस संरक्षण देते.

कार्य : मेंदूच्या बहुतेक सर्व कार्यांमध्ये त्याच्या अनेक क्षेत्रांचे सहसंयोजन व्हावे लागते. मेंदूच्या कार्यासंबंधीच्या संशोधनाचे बहुसंख्य प्रयोग प्राण्यांवर झाले असले, तरी मानवी मेंदूचे कार्य विकृती व आघात या कारणांमुळे आजारी झालेल्या व्यक्तीच्या अभ्यासावरून ठरविता आले आहे. मेंदूवरील शस्त्रक्रियांच्या वेळी शल्यविशारदांना प्रत्यक्ष मेंदू भागांना विद्यूत् उद्दीपनांनी चेतवून अभ्यास करता आला आहे. विशेष म्हणजे भुलीचा परिणाम नसताना व रोगी पूर्ण शुद्धीवर असताना तो शल्यविशारदाशी बोलून अनुभव सांगू शकतो.

मेंदूतील तंत्रिका कोशिका शरीरातील इतर तंत्रिका कोशिकांप्रमाणे तंत्रिका आवेगाच्या (तंत्रिका उद्दीपित झाल्यावर निर्माण होणाऱ्या विक्षोभाच्या) वहनाचे कार्य करतात. मेंदूची कार्यपद्धती समजण्याकरिता तंत्रिका आवेग व अनुबंधन यांविषयी थोडी माहिती असणे आवश्यक आहे [→ तंत्रिका तंत्र]. पूर्वी आवेग वहन विद्युत् प्रवाह वहनासारखेच समजले जाई परंतु विद्युत् प्रवाह आणि आवेग वहन यांत दोन प्रमुख भेद आहेत : (१) आवेगाचा वेग दर सेकंदास १ ते १२० मी. असून तो विद्युत् प्रवाह वेगापेक्षा पुष्कळच मंद आहे.

(२) आवेग वहन करणाऱ्या तंत्रिकेच्या पृष्ठभागावर विद्युत् रासायनिक बदल होतो व तो सुरू झाल्यानंतर स्वयंचलित राहतो म्हणजे आवेग वहनास लागणारी ऊर्जा तंत्रिका कोशिकाच पुरवते. विद्युत् प्रवाह वहन करणारी तार फक्त निष्क्रिय वाहक असते. मेंदूतील तंत्रिका आवेग निरनिराळ्या कोशिकांनी मिळून बनलेल्या मार्गानी जातात. अक्षदंडातून जाणारा आवेग दुसऱ्या कोशिकेच्या अभिवाही प्रवर्धात शिरण्यापूर्वी दोन्हींमध्ये जो अतिसूक्ष्म अवकाश असतो,त्याला अनुबंधन म्हणतात. अशी लक्षावधी अनुबंधने मेंदूत विखुरली आहेत. आवेग वहनाच्या वेळी या ठिकाणी अनेक ‘रासायनिक परिवाहक’पदार्थांपैकी एकाची निर्मिती होते ज्यामुळे अक्षदंडाच्या टोकातील आवेग अभिवाही प्रवर्धाच्या टोकापर्यंत पोहचवला जातो.

मेंदूच्या कार्याविषयी वरील सर्वसाधारण महितीनंतर मेंदूच्या प्रमुख भागांच्या कार्यासंबंधी खाली माहिती दिली आहे.

प्रमस्तिष्क बाह्यक : मेंदूच्या मस्तिष्क–स्तंभ भागातून जाणारे तंत्रिका मार्ग तेथे व्यत्यसित होतात म्हणजे उजवा प्रमस्तिष्क गोलार्ध शरीराच्या डाव्या बाजूने नियंत्रण करतो, तर डावा गोलार्ध उजव्या बाजूचे नियंत्रण करतो. याप्रमाणेच डावा व उजवा निमस्तिष्क गोलार्ध अनुक्रमे उजव्या व डाव्या प्रमस्तिष्क गोलार्धाशी संपर्कित असतात. मेंदूतील तंत्रिका मार्गाचे हे व्यत्यसन चित्रपत्र ५८ वरील आ.१ मध्ये दाखविले आहे.

मेंदूवरील शस्त्रक्रियांमुळे असे आढळले की, मेंदूच्या काही क्रिया एका प्रमस्तिष्क गोलार्धात, तर इतर काही दुसऱ्या प्रमस्तिष्क गोलार्धात प्रामुख्याने नियंत्रित होतात. मेंदू-विभाजन नावाच्या शस्त्रक्रियेत तंतुपट्टदोन्ही गोलार्धांना जोडणाऱ्या भागाचे विभाजन करतात. असे विभाजन केलेल्या रुग्णांच्या अभ्यासावरून डावा प्रमस्तिष्क गोलार्ध भाषा, गणितशास्त्र व तर्कशास्त्र यांसंबंधीच्या क्षमतेवर नियंत्रण करतो. उजव्या गोलार्धात संगीत, जटिल दृश्य संरचनांची ओळख पटणे आणि भावना प्रदर्शन यासंबंधीची प्रमुख केंद्रे आहेत.

शंख-खंड कोणीय संवेलक हा प्रमस्तिष्काचा भाग अर्थबोधन या महत्त्वाच्या क्रियेत भाग घेतो आणि तो बहुधा एकाच गोलार्धात अतिविकसित झालेला असतो. १० पैकी ९ व्यक्तींमध्ये डावा गोलार्ध या प्रकारचा असल्यामुळे त्याला ‘वर्चस्वी गोलार्ध’ म्हणतात.

आ.२. प्रमस्तिषक बाह्यकातील विशिष्ट क्षेत्रे व ज्ञान क्षेत्र : (१) पूर्व ललाट क्षेत्र, (२) प्रेरक क्षेत्र, (३) आद्य कायिक क्षेत्र, (४) कायिक अर्थबोधन क्षेत्र, (५) सर्वसाधारण अर्थबोधन अथवा ज्ञान क्षेत्र, (६) दृष्टी अर्थबोधन क्षेत्र, (७) आद्य दृष्टी क्षेत्र, (८) श्रवण अर्थबोधन क्षेत्र, (९) आद्य श्रवण क्षेत्र,(१०) ब्रॉका वाक्‌ क्षेत्र संवेदनाग्राहके शरीरात विखुरलेली असतात [→ तंत्रिका तंत्र]. त्यांच्याकडून येणाऱ्या संदेशांचे ग्रहण करून त्यांचा अर्थबोध लावणे हे कार्य प्रमस्तिष्क बाह्यकात होते. संदेशवाहक तंत्रिका आवेग प्रथम थॅलॅमस या भागात येतात व तेथून ते बाह्यकातील योग्य भागाकडे पुनर्निवेशित होतात. बाह्यकातील या क्षेत्राला कायिक संवेदी अथवा संवेदी क्षेत्र म्हणतात. या क्षेत्राचा विशिष्ट भाग शरीराच्या विशिष्ट भागाकडून येणाऱ्या संवेदनांचे ग्रहण करतो. याशिवाय विशिष्ट क्षेत्रे दृष्टी, श्रवण, रुची व गंध यांसंबंधीच्या संवदेनांचे ग्रहण करतात.

कायिक श्रवण व दृष्टी यांच्याशी संबंधित असलेली अर्थबोधन क्षेत्रे पश्च शंख-खंड व कोणीय संवेलक या जागी एकमेकांशी मिळतात व तिला ‘सर्वसाधारण अर्थबोधन क्षेत्र’ म्हणतात. मेंदूचे सर्वोच्च कार्य मानसिक क्रियाशीलता–विचारशक्ती व तर्कशक्ती–या क्षेत्रात केंद्रित झाली आहे. यामुळे या क्षेत्राला ‘ज्ञान क्षेत्र’ असेही म्हणतात.

आ.३. डाव्या प्रमस्तिष्क बाह्यकाचा ऊर्ध्व-पार्श्व पृष्ठभाग : (१) ब्रॉका क्षेत्र, (२) व्हर्निके क्षेत्र (हे क्षेत्र अनिश्चित असल्यामुळे खंडित रेषांनी दाखविले आहे.) बाह्यकाच्या संयोजन भागातील दोन विशिष्ट क्षेत्रे भाषेकरिता आवश्यक आहेत : (१) कार्ल व्हर्निके या जर्मन शास्त्रज्ञांच्या नावावरून ओळखण्यात येणारे व्हर्निके क्षेत्र आणि (२) पी. पी. ब्रॉका या फ्रेंच शास्त्रज्ञांच्या नावाने ओळखण्यात येणारे ब्रॉका क्षेत्र. शास्त्रज्ञांच्या मताप्रमाणे ९७% व्यक्तींमध्ये ही क्षेत्रे डाव्या प्रमस्तिष्क गोलार्धात असतात आणि उरलेल्या ३% व्यक्तींमध्ये ती दोन्ही गोलार्धांत असतात.

आपण जेव्हा शब्द ऐकतो तेव्हा व्हर्निके क्षेत्र कानावर पडलेल्या ध्वनी तरंगांचे अर्थबोधन करते. शब्द वाचला जातो तेव्हा प्रमस्तिष्कातील कोनावर संवेलक दृश्य प्रतिमेचा योग्य ध्वनी तरंगांशी संबंध जोडतो आणि त्याचे व्हर्निके क्षेत्र अर्थबोधन करते. ब्रॉका क्षेत्र शब्दोच्चाराकरिता लागणाऱ्या स्नायूंना सूचना देते. या सूचना प्रेरक क्षेत्रात जातात व तेथून योग्य स्नायूंना हालचालीचा आदेश मिळतो. मेंदूचे भाषाविषयक कार्य चित्रपत्र ५८ वरील आ. २ मध्ये दाखविले आहे.

मस्तिष्क –स्तंभ: मध्यमस्तिष्क, मस्तिष्क सेतू व लंबमज्जा मिळून बनलेला मेंदूचा हा भाग [→ तंत्रिका तंत्र] शरीराच्या जीवनावश्यक क्रियांचे नियंत्रण करतो. श्वसनक्रिया, हद्स्पंदन व रक्त प्रवाह यांवर नियंत्रण करणारी केंद्रे लंबमज्जा भागात असतात. श्वसनकेंद्राचे अंतःश्वसन असे दोन भाग असून ते अन्योन्यक्रियेच्या दृष्टीने एकमेकांस जोडलेले असतात. याशिवाय या भागात आठव्या ते बाराव्या मस्तिष्क तंत्रिकांची केंद्रेही असतात. मध्यमस्तिष्क हा मस्तिष्क-स्तंभाचा सर्वांत लहान भाग असून त्यात तिसऱ्या व चौथ्या मस्तिष्क तंत्रिकांची केंद्रे असतात. मस्तिष्क सेतूमध्ये पाचव्या, सहाव्या व सातव्या तंत्रिकांची केंद्रे असतात [→ तंत्रिका तंत्र]. मस्तिष्क-स्तंभ हा भाग एवढा महत्त्वाचा आहे की, तो पूर्णपणे व कायमचा निष्क्रिय बनला असल्यासच व्यक्ती मृत समजावी असा निकष लावण्यात यावा, असे सुचविण्यात आले आहे.

निमस्तिष्क : मेंदूचा हा भाग ‘लहान मेंदू’ या नावानेही ओळखला जातो. प्रोटोझोआ तसेच स्थानबद्ध प्राण्यांत शरीर संतुलनाचे अवयव नसतात परंतु सोलॅटेरेटापासून मानवापर्यंत प्रत्येक मुक्त हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांमध्ये एक विशिष्ट अवयव निर्माण झाला असून तो शरीरभागांचे एकमेकांशी व परिसरीय वातावरणाशी सतत संतुलन साधत असतो. जातिविकसनाबरोबर शरीर जसजसे निरनिराळे भाग मिळून बनत गेले तसतशी शरीर संतुलनाची म्हणजे हालचालीतील सुसूत्रीकरणाची गरज वाढत गेली. स्नायू व हातपायासारख्या अवयवांमुळे हालचाल गतिमान झाली. गतिमानतेबरोबरच जलद हालचाली करणार प्राणी गतिमान शरीरावय व संवेगावर (गतिमानतेमुळे प्राप्त होणाऱ्या प्रेरणेवर) पूर्णावलंबी बनते आणि संतुलन राखण्यासाठी संवेगापासून संरक्षणाकरिता नियंत्रण यंत्रणा तयार झाली. पृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये हे नियंत्रण निमस्तिष्कामार्फत होते.

निमस्तिष्क प्रेरक प्रतिसंभरक (प्रदान संदेशाचा काही भाग पुन्हा आदान म्हणून उपयोगात आणणाऱ्या) केंद्रासारखे कार्य करतो आणि त्याचे प्रमुख कार्य स्नायू क्रियांचे सुसूत्रीकरण हे आहे. [→ प्रेरक तंत्र]. अंगस्थिती व संतुलन सांभाळण्याकरिता जरूर तेवढा स्नायुताण टिकविणे, तसेच ऐच्छिक स्नायूंच्या हालचाली सफाईने होण्यास मदत करणे ही कार्ये निमस्तिष्कामार्फत होतात.

प्रत्येक हालचालीमागे स्नायुगटाचे सुसूत्रीकरण असावेच लागते. हालचाल करताना आकुंचित होणाऱ्या स्नायूंना ‘प्रचालक’ म्हणतात. प्रचालक कार्यान्वित होते वेळी विरोधी स्नायू शिथिल पडतात. काही स्नायू हालचाली मर्यादेत ठेवतात, त्यांना ‘स्थिरक’ म्हणतात. कोणत्याही हालचालीमध्ये वरील तीनही गटांच्या स्नायूंचे सुसूत्रीकरण सफाईदार हालचालीकरिता आवश्यक असते. निमस्तिष्काच्या आघातजन्य वा इतर कारणामुळे उद्‌भवलेल्या विकृतीत जी लक्षणे आढळतात, त्यांवरून वरील कार्याची अधिक स्पष्ट कल्पना येते. अशा रुग्णाचा टेबलावरील एखादी वस्तू उचलावयास गेलेला हात त्या वस्तूच्या पुढे किंवा मागेच थांबतो. या लक्षणाला ‘दुर्मिती अथवा ‘अपमिती’ म्हणतात.शिवाय ही हालचाल झटकेयुक्त व असंबद्ध असते. याला ‘असहक्रियता’ म्हणतात. अशा रुग्णामध्ये पक्षाघात किंवा संवेदनानाश नसतो परंतु त्याचे स्नायू अशक्त थलथलीत असून तो लवकर थकतो.

निमस्तिष्कातून निघणारे आवेग बाह्यकातील प्रेरक व संवेदी क्षेत्रांत पोहोचतात आणि त्या क्षेत्रांच्या कार्याचे नियमन करतात. बाह्यकालातील सर्व केंद्रकांचा नेमस्तपणा राखण्याचे कार्य निमस्तिष्क करतो आणि त्यांचे संपर्णू कार्य अबोध असते. उत्तम पियानोवादक दर सेकंदास वीस ते पंचवीस सूर काढू शकतो. त्याच्या दहा बोटांचाच विचार केल्यास त्या सेकंदात निरनिराळ्या चारशे ते पाचशे हालचाली होतात. मनगट, बाहू, खांदा व पाय यांच्या हालचालींचा त्यात समावेश नाही. एवढे आश्चर्यकारक सफाईदार नियंत्रण निमस्तिष्क करतो. शरीर कार्याचे प्रमुख कार्यालय प्रमस्तिष्कात असले, तरी प्रशासकीय कार्यालय निमस्तिष्कातच असते.

सर्वसाधारण कार्ये : मेंदूच्या तीन प्रमुख भागांच्या विशिष्ट कार्यांविषयी माहिती दिल्यानंतर काही सर्वसाधारण कार्याबद्दलची माहिती खाली दिली आहे. येथे भावना, विचार, स्मृती व अध्ययन अथवा ज्ञानार्जन यांबद्दल थोडी माहिती दिली आहे.

मेंदूतील अनेक क्षेत्रे व शरीराचे काही अवयव भावनांशी संबंधित असतात. मेंदूतील शंख-खंड, थॅलॅमस व अधोथॅलॅमस [→ तंत्रिका तंत्र] या भागांचे काही भाग मिळून कार्य करणाऱ्या तंत्राला ‘किनारी तंत्र’ असे म्हणतात. हे तंत्र प्रमस्तिष्क गोलार्धाच्या अभिमध्य भागाच्या कडेवरील भागांचे बनलेले असल्यामुळे त्याला किनारा अथवा कड या अर्थाच्या मूल ‘लिंबस’ या लॅटिन भाषेतील शब्दावरून इंग्रजीत ‘लिंबिक सिस्टिम’ असे नाव देण्यात आले आहे. शरीरद्रव्यांची तर्षणता [→ तर्षण], शरीराचे वजन इत्यादींवर या तंत्राचे काही भाग नियंत्रण करतात. या शरीरक्रिया अनैच्छिक क्रियांत मोडतात.

भावना : भावना उद्दीपित होण्याकरिता एखाद्या ज्ञानेंद्रियाकडून येणारा संदेश किंवा बाह्यकात उत्पन्न आवेग किनारी तंत्रात पोहोचतात व त्यास अनुरूप असा भाग उद्दीपित होतो. संदेश सुखावह असल्यास आल्हादजनक भावना निर्माण होतात व तो वेदनामय असल्यास राग किंवा भीती यासारख्या भावना उत्पन्न करणारा भाग उद्दीपित होतो.

जालीय रचना : वर उल्लेखिलेल्या भागांशिवाय किनारी तंत्राच्या कार्यात महत्त्वाचा भाग घेणारा मेरुरज्जूच्या वरच्या टोकापासून वर थॅलॅमसापर्यंत थॅलॅमस व अधोथॅलॅमसाच्या जवळच्या भागात पसरलेला एक विशिष्ट भाग असतो. त्याला ‘जालीय रचना’ असे नाव आहे. शरीररचनादृष्ट्या किनारा तंत्राशी त्याचा संबंध नसला, तरी शरीरक्रियाविज्ञानदृष्ट्या तो त्या तंत्राचा एकभाग आहे, असे म्हणता येते. या भागात संवेदनाग्राही व प्रेरक कोशिका विखुरलेल्या असून त्यांची आकारमाने निरनिराळी असतात. त्यांतून जाणारे आवेगवाहक मार्ग अतिशय जटिल असतात. काही वर जाणारे तर काही खाली जाणारे असून बहुअनुबंधनयुक्त असतात. काही कोशिकांचे पुंज बनून त्यांची केंद्रकांची विशिष्ट नावे आहेत. बहुतांश जालीय रचना मेंदूच्या मस्तिष्क –स्तंभ भागात विखुरलेली असते.

जालीय रचना संपूर्ण केंद्रीय तंत्रिका तंत्राच्या विद्युत् क्रियाशीलतेचे नियंत्रण करते. जालीय रचनेच्या कार्यावर प्रमस्तिष्क बाह्यकाचे नियंत्रण असते. हे नियंत्रण काढून टाकल्यास प्राण्यातील सर्व स्नायू ताठ बनतात, याला ‘विप्रमस्तिष्क दृढता’ म्हणतात. जालीय रचना प्रमस्तिष्क बाह्यकाच्या विफल कार्यशीलतेवर परिणाम करू शकते. त्यामुळे मानवी जीवनातील निद्रा व जागूती या अवस्थांशी तिचा प्रमुख कार्यभाग संबंधित असतो. मेंदूकडे जाणाऱ्या अनेक संवेदी आवेगांना वर पोहोचण्यापासून थोपवून जालीय रचना झोपेस उद्युक्त करते. अधिक आवेगांना वर जाऊ देऊन ती जाग आणते, तसेच जागृतावस्थेतील सावधता टिकवते.

विचार : विचार व स्मृती यांविषयी शास्त्रज्ञांना अद्यापही अत्यल्प ज्ञान आहे. मेंदूचे त्यासंबंधीचे कार्य अतिशय जटिल आहे. प्रत्येक विचार प्रमस्तिष्क बाह्यक, थॅलॅमस, गंध मस्तिष्क (गंधासंबंधीचा प्रमस्तिष्काचा भाग) आणि जालीय रचना या भागांशी एकाच वेळी संबंधित असतो. विचारक्रियेकरिता या भागातील अनेक मंडलांचा उपयोग माहितीवरील संस्‌करणाकरिता केला जातो. वेदनासंबंधीचे व इतर काही विचार पूर्णपणे खालच्या केंद्रांवरच अवलंबून असतात. प्रायोगिक प्राण्यामध्ये प्रमस्तिष्क बाह्यकाचे उद्दीपन फक्त अत्यल्प वेदना उत्पन्न करते. याउलट अधोथॅलॅमसाचे उद्दीपन असह्य वेदना उत्पन्न करते. दृष्टीसंबंधीचे विचार पूर्णपणे बाह्यकावर अवलंबून असतात कारण त्यातील दृष्टिक्षेत्राच्या नाशामुळे आकार व रंग ओळखण्याची क्षमता नाहीशी होते.

गंध मस्तिष्क, थॅलॅमस व जालीय रचना विचाराचा ढोबळ अर्थ लावतात आणि त्याला संतोष, असंतोष, वेदना, समाधान, शरीरभागाची ढोबळ स्थल निश्चिती इ. ढोबळ स्वरूप देतात. प्रमस्तिष्कातील क्षेत्रे विचाराचे विशेष गुण ठरवतात उदा., संवेदनांचा विशिष्ट शरीरभागाशी संबंध, त्यांचे विशिष्ट गुणधर्म, जसे हातात घेतलेल्या कापडाच्या पोताचा भरडपणा व मऊपणा वगैरे [→ विचारप्रक्रिया].

स्मृती : मेंदूच्या संयोजनात्मक कार्यामध्ये सर्वांत महत्त्वाचे कार्य म्हणजे स्मृती अथवा आठवण. मानवाने या कार्याची ⇨ संगणकाद्वारे (गणकयंत्राद्वारे) नक्कल करण्याचा प्रयत्न केला आहे. या ठिकाणी इलेक्ट्रॉनीय संगणक व मानवी तंत्रिका तंत्र यांची तुलना करणे योग्य ठरते.

मानवी तंत्रिका तंत्र हजारो तंत्रिका मार्ग मिळून बनले आहे. हे मार्ग मेंदूकडे व मेंदूकडून इतर भागांत आवेग वाहून नेतात. जगातील निरनिराळ्या प्रयोगशाळांतून जेव्हा इलेक्ट्रॉनीय संगणकांच्या विकास कार्यास सुरुवात झाली तेव्हाच ही यंत्रे व तंत्रिका तंत्र यांतील अनेक गोष्टींचे साम्य लक्षात आले. प्रथम संगणकातील आदान मंडले संवेदना यंत्रणेशी व प्रदान मंडले प्रेरक यंत्रणेशी जुळती आहेत, हे लक्षात येते. या दोन्ही मंडलांच्या दरम्यान जे मार्ग आहेत त्या ठिकाणी निरनिराळ्या प्रकारच्या संगणनांची यंत्रणा असते.

साध्या संगणकात प्रदान सूचना आदान सूचनांकडून प्रत्यक्ष नियंत्रित असतात. मानवी तंत्रिका तंत्रात अगदी असेच कार्य मेरुरज्जू प्रतिक्षेपी क्रियांत घडते उदा., जान्वस्थी प्रतिक्षेप [→ प्रतिक्षेपी क्रिया]. अधिक जटिल संगणकातून आदान सूचनांशिवाय पूर्व-संचयित माहितीचाही उपयोग करून प्रदान सूचना दिल्या जातात. प्रमस्तिष्क बाह्यकाशी संबंधित सर्व अवलंबी प्रतिक्षेपी क्रिया जटिल संगणक यंत्रणेसारख्या असतात.

आ. ५. सर्वसाधारण इलेक्ट्रॉनीय संगणकाचे मूलभूत घटक व त्यांचे परस्परसंबंध संगणकाची जटिलता जशी वाढते तशी त्यामध्ये आणखी एका भागाची कार्यक्रमण घटकाची भर पडते. संगणनांचा क्रम ठरविण्याचे कार्य हा घटक करतो व तो तंत्रिका तंत्रातील मेंदू सदृश असतो. मेंदू ज्याप्रमाणे आपले लक्ष प्रथम एका विचाराकडे वळवतो, नंतर दुसऱ्या त्यानंतर तिसऱ्या वगैरे आणि त्यातून जटिल विचार निर्मिती होते त्याप्रमाणे कार्यक्रमण घटक कार्य करतो. आ.५ मध्ये सर्वसाधारण इलेक्ट्रॉनीय संगणकाचे मूलभूत घटक व त्यांचे परस्परांतील संबंध स्पष्ट केले आहेत. तीवरून संगणकाचे व मानवी तंत्रिका तंत्राचे साम्य सहज लक्षात येते.

वरील विवेचनावरून हे स्पष्ट होते की, मानवी मेंदू हा एक संगणक असून तो संवेदनाजन्य माहिती सतत गोळा करीत असतो आणि तिचा व पूर्वानुभवातून संचयित केलेल्या माहितीचा उपयोग करून दैनंदिन शारीरिक क्रियांचे नियंत्रण करतो. फरक एवढाच की, मानवी मेंदूतील पूर्वानुभव संचय (स्मृती संचय) संगणकातील स्मृती संचयांपेक्षा कितीतरी मोठा व उत्कृष्ट आहे. त्यामुळे प्रदान सूचना अधिक जटिल असू शकतात आणि फक्त सूचना देऊन न थांबता त्यासंबंधी कृतीही मेंदू करवून घेतो.

प्रमस्तिष्क बाह्यकातील कोट्यावधी कोशिकांपैकी बहुसंख्य कोशिका स्मृती संयोजनाचे कार्य करतात. कोट्यावधी तंत्रिका तंतू अनेक अनुबंधनयुक्त साखळ्या बनवतात. या कोशिका व तंतू अमर्याद कालापर्यंत वापरता येतात. प्रत्येक वेळी अनुबंधनातील अवेगवहन अधिकाधिक सुलभ बनते. काही कोशिकांतील स्मृती संचय इतर कोशिकांतील स्मृती संचयाशी सहज संयोजित होऊ शकतो आणि नव्या माहितीची पूर्वानुभवाशी तुलना करणे सहज शक्य होते.

प्रमस्तिष्काच्या मध्य-पश्च संवेलकात येणाऱ्या निरनिराळ्या संवेदी आवेगांतून स्मृती मिश्रण तयार होते. या ठिकाणी संवेदनांची स्पष्ट जाणीव होते उदा., दृश्य, स्पर्श वगैरे. तेथूनच त्या परासंवेदी क्षेत्रात जातात आणि तेथे अधिक जटिल बनतात व नंतर इतर संयोजक क्षेत्रांत जातात. या ठिकाणी आकार, विस्तार, घडण इत्यादींचे मिश्रण बनते. अशा प्रकारे पूर्वी न पाहिलेल्या वस्तूही दृश्य, स्पर्श इत्यादीसंबंधीची आठवण संचयित होते आणि ती पुन्हा पाहिल्यास ओळखता येते. प्रतिबोधन अथवा ओळख म्हणजे दृश्यवस्तूचा स्मृतीतील पूर्वी पाहिलेल्या वस्तूशी सुजोड जमवणे.

स्मृती संचय मेंदूत विखुरलेला असला, तरी जटिल स्मृती प्रकार शंख खंडात संचयित होतात. काही शास्त्रज्ञांच्या मताप्रमाणे तेथून ते पूर्वकपाल खंडात जाऊन त्यापासून संयोगीकरणाने जटिल संरचना तयार होतात व त्या अमूर्त विचारांच्या मूलाधार असतात.

मेंदूतील तंत्रिका कोशिका स्मृती संचय कसा करतात याबद्दल निश्चित माहिती नाही. एका सिद्धांताप्रमाणे स्मृती संचयामुळे अनुबंधनात कायमचे बदल होतात. अलीकडील सिद्धांताप्रमाणे कोशिकांतील रिबोन्यूक्लिइक अम्ल रेणूंत [→ न्यूक्लिइक अम्ले] बदल होतात. हे रेणू कोशिकांच्या प्रथिने संश्लेषणात महत्त्वाचा भाग घेत असल्यामुळे स्मृती संचय कोशिकांमध्ये ‘सांकेतिक’ प्रथिनात असावा. [→ स्मृति व विस्मृति].

ज्ञानार्जन : अध्ययन अथवा ज्ञानार्जन मेंदूच्या दोन कार्यांमुळे शक्य होते : (१) स्मृती आणि (२)संयोजन (स्मृती व चालू परिस्थिती यांचा संबंध प्रस्थापित करण्याची क्षमता). अध्ययनाची व्यापक व्याख्या ‘जी गोष्ट पूर्वी करता येत नव्हती ती करता येऊ लागणे’ अशी करता येते. यामध्ये ज्ञानार्जनात चालणे, पकडणे, वस्तू तोंडापर्यंत नेणे यांसारख्या प्रेरक क्रियांपासून बोलणे, नाचणे, वाद्य संगीत यांसारख्या जटिल प्रेरक क्रियांचा समावेश होऊ शकतो. प्रोटोझोआपासून अगदी थेट मानवापर्यंत अध्ययन अथवा ज्ञानार्जन क्षमता असते किंबहुना वरील व्यापक व्याख्येप्रमाणे ज्ञानार्जन प्रत्येक प्राणिकोशिकेचा अंतर्जात गुणधर्मच असतो.

प्राण्यांच्या क्रमविकासाबरोबरच (उत्क्रांतीबरोबरच) काही कोशिका ज्ञानार्जनात महत्त्वाचे कार्य करू लागल्या व ते कार्य त्यांचे वैशिष्ट्य बनले. सर्वसाधारणपणे हे कार्य तंत्रिका कोशिका करतात.

ज्ञानर्जनाकरिता काही साहाय्यक गोष्टींची जरूर असते. संपूर्ण संवेदी यंत्रणा अक्रिय असल्यास ज्ञानार्जन अशक्यच असते. ज्या प्रमाणात संवेदी शक्तीचा ऱ्हास होतो त्याच प्रमाणात ज्ञानार्जनक्षमता कमी होते. योग्य ज्ञानार्जनाकरिता संवेदी यंत्रणेची अखंडता व समग्रता आवश्यक असतात. संवेदी यंत्रणेप्रमाणेच प्रेरक यंत्रणाही उत्तम स्थितीत असणे आवश्यक असते. याशिवाय संवेदी यंत्रणेकडून येणाऱ्या माहितीचा अर्थबोध होऊन ती योग्य त्याच प्रेरक यंत्रणा भागाकडे पोहाचवणारी मध्यस्थ समन्वयक योजना असावीच लागते. अशा मध्यस्थ समन्वयक योजनेशिवाय ज्ञानार्जन शक्य नाही, नवी नैपुण्ये नाहीत, उरेल ती फक्त यंत्रवत उद्दीपन-प्रतिसादयुक्त वर्तणूक. वाढत्या वयाबरोबर संवेदी व प्रेरक यंत्रणांची कार्यक्षमता कमी होत असली, तरी प्रत्यक्ष वृद्धावस्थेतच मध्यस्थ समन्वयक योजनेवर परिणाम होऊनच ज्ञानार्जनक्षमता कमी होते. यामध्ये हळूहळू निर्माण होणारी स्मृतीची निष्फलताही भाग घेत असावी.

कोणत्याही ज्ञानार्जनाकरिता स्मृती आवश्यक असते. स्मृती म्हणजे विशिष्ट उद्दीपनाच्या परिणामांची नोंद आणि ती कालांतराने पुन्हा तपासता येऊन नव्या परिणामाशी तिची तुलना करता येते.

मेंदूच्या वरील दोन कार्यांशिवाय आणखी एक गोष्ट ज्ञानार्जनास कारणीभूत असते परंतु तिचा फारसा उल्लेख केला जात नाही कारण तिचा तंत्रिका तंत्राविषयीचा संबंध अस्पष्ट आहे. ही गोष्ट म्हणजे प्रलोभन. प्राण्यावरील प्रयोगान्ती असे आढळून आले आहे की, मेंदू अगदी शाबूत असूनही, अगदी उच्च श्रेणीतील प्राणीदेखील, ज्ञानार्जनाचा अंतिम हेतू संतोष किंवा समाधान असल्याशिवाय ज्ञानार्जन करू शकत नाहीत. मानवातील तंत्रिका तंत्र कितीही प्रगत असले व तो स्वतःला कितीही बुद्धिवंत समजत असला, तरी बहुधा त्याची व सरड्यातील ज्ञानार्जनातील प्रलोभनाची मूळ यंत्रणा सारखीच असते. [→ ज्ञानसंपादन].

इतर प्राण्यांतील मेंदू : (अ) अपृष्ठवंशी प्राणी : बहुसंख्य प्राण्यांत मेंदूसारखा परिवर्धित भाग नसतो. तंत्रिका पुंज (गुच्छिका) हे या शरीरभागांच्या कार्याचे सूसूत्रीकरण करतात. कृमी व कीटक वर्गात मेंदू अगदी साध्या रचनेचा अवयव असतो. गांडुळामध्ये डोक्याच्या भागात गुच्छिका युग्म असते व ते येणाऱ्या संवेदनेनुरूप त्याची वर्तणूक नियंत्रित करते. कीटकात मेंदू गुच्दिका–त्रयीचा बनलेला असून त्याची रचना अधिक क्लिष्ट असते व त्यामार्फत अन्नभरण व उड्डाण या जटिल क्रिया नियंत्रित होतात. अपृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये ऑक्टोपस या प्राण्याचा मेंदू सर्वांत अधिक क्लिष्ट असतो. त्याचे पुष्कळ विभाग असतात व सर्वांत मोठ्या भागाला दृष्टि-खंड म्हणतात. ऑक्टोपसाचे डोळे पुष्कळसे पृष्ठवंशी प्राण्यासारखे असतात आणि त्यांद्वारे येणाऱ्या संवदेनांचे संस्करण दृष्टि-खंडात होते.

(आ) पृष्ठवंशी प्राणी : या गटातील प्राण्यांतील मेंदूचे तीन प्रमुख भाग पाडता येतात : (१) अग्र मेंदू (२) मध्य मेंदू आणि (३) पश्च मेंदू. मासे व उभयचर प्राण्यांत मध्य मेंदू अधिक परिवर्धित असतो. पृष्ठवंशी प्राण्यांची शरीररचना जसजशी अधिक जटिल बनत गेली तसतसा प्रमस्तिष्क भाग आकारमानाने व कार्य महत्त्व दृष्ट्या मोठा झाला व मध्य मेंदूचे महत्त्व कमी झाले. पश्च मेंदूमध्ये लंबमज्जा व निमस्तिष्काचा समावेश होतो. कार्यदृष्ट्या सर्व पृष्ठवंशी प्राण्यांत हा भाग सारखाच असला, तरी अधिक प्रगत प्राण्यांत निमस्तिष्क अधिक मोठा व अधिक क्लिष्ट रचनेचा असतो.

आ.६. काही प्राण्यांतील मेंदू : (अ) शार्क मासा (आ) सरडा (इ) पक्षी (ई) मांजर (उ) कपी: (१) प्रमस्तिष्क, (२) निमस्तिष्क, (३) मस्तिष्क-स्तंभ. सरीसृप प्राण्यांत मध्य मेंदूच्या कार्यापैकी काही कार्ये प्रमस्तिष्क करतो. मासे व उभयचर प्राण्यांतील प्रमस्तिष्कापेक्षा त्यांचा हा भाग अधिक जटिल असतो. या भागामध्ये येणाऱ्या माहितीचे विश्लेषण, संस्करण व संचयन होते. काही सरीसृप प्राण्यांत प्रमस्तिष्कामध्ये एक निराळा भाग असतो व त्याला नवबाह्यक म्हणतात आणि तो संयोजनाचे महत्त्वाचे कार्य करतो. पक्षी वर्गातील मेंदूचा प्रमस्तिष्क भाग मोठा असतो परंतु त्यात नवबाह्यक नसून त्याच्या आतमध्ये मोठ्या अधोमस्तिष्क गुच्छिका असतात आणि त्या संयोजनाचे कार्य करतात. पक्ष्यांना नव्या वर्तणुकीचे ज्ञान या गुच्छिकांमुळे मिळते. पक्ष्यांमध्ये निमस्तिष्कही मोठा असतो. त्यामुळे उड्डाणाकरिता लागणाऱ्या प्रेरक व संवेदी आवेगांचे सुसूत्रीकरण होते.

सस्तन प्राण्यातील मेंदूची वाढ अधिक प्रगत असते. प्रमस्तिष्काचा बहुतांश भाग नवबाह्यक-व्याप्त असतो. मध्यमस्तिष्क फक्त पुनर्निवेशाचे कार्य करतो. मोल व शऱ्यू यांसारख्या आद्य सस्तन प्राण्यांत प्रमस्तिष्क छोटा व गुळगुळीत बाह्यकाने वेष्टित असतो. घोडा व मांजर यांमध्ये प्रमस्तिष्क मोठा व परिवलित बाह्यकाने आच्छादित असतो. देवमासा व डॉल्फिन या प्राण्यांतील मेंदू अधिक मोठा असून जवळ जवळ मानवी मेंदूशी सदृश असतो.

मेंदूवरील संशोधन : मानवी शरीरातील सर्वांत जास्त संरक्षित व कठीण अशा कवटीने पूर्णपणे झाकलेला मेंदू हा शरीरभाग इतर शरीरभागांपेक्षा बऱ्याच कालावधीनंतर साध्या डोळ्यांच्या दृष्टीस पडला तसेच त्याच्या विच्छेदनात्मक अभ्यासासही उशिरा सुरुवात झाली. उदर गुहेतील अवयव मिळण्यास सहज सुलभ असल्यामुळे आणि यकृत हा अवयव सर्वांत मोठा व भरपूर रक्तपुरवठा असलेला वाटल्यामुळे त्यालाच शरीरातील महत्त्वाचा अवयव –‘मन व आत्मा यांचे अधिष्ठान’- मानण्यात आले. कालांतराने हृदयाला महत्त्व प्राप्त झाले आणि आजही काव्यामधून ही प्रथा चालू आहे. त्यामानाने अलीकडच्या काळातच मेंदू सबंध शरीरक्रियांचा समन्वय करीत असल्याचे मान्य झाले आहे.

इतिहासपूर्व कालीन मानवाला भावनात्मक विकृती व कवटी यांचा संबंध असल्याची कल्पना असावी. कवटीच्या हाडाला छिद्र पाडून आतील भूतपिशाच्यांना बाहेर पडण्याचा मार्ग तो मोकळा करून देई. ग्रीक तत्त्वज्ञानी प्लेटो (इ.स.पू.सु. ४२८–३४८) यांना मेंदू हे विवेकाचे स्थान वाटले होते, कारण त्यांना त्याचा जवळ- जवळ गोलाकार हे कारण पुरेसे वाटले होते. हिपॉक्रॉटीझ याना तो विवेकाशिवाय भावनांचेही स्थान वाटले होते. हिरॉफिलस (इ.स.पू.सु. ३००) यांना प्राणी आणि मृत गुन्हेगारांच्या शरीरविच्छेदनात मेंदूतील विवरे व त्यांतील जल दिसले आणि त्यांनी हीच विवरे शरीरक्रिया नियंत्रण असल्याचे सांगितले.

अँड्रिअस व्हिसेलियस या फ्लेमिश शरीररचना शास्त्रज्ञांनी (१५१४–६४) तंत्रिका पोकळ नळ्या असून त्यांतून ‘तंत्रिका द्रव्य’ मेंदूतून शरीरभागाकडे जाते असे प्रतिपदले. एकोणिसाव्या शतकाच्या मध्यापर्यंत हा गैरसमज दृढ होता. त्या सुमारास आलब्रेख्ट फोन हालर (१७०८–७७) या स्विस शास्त्रज्ञांनी तंत्रिकांतील विद्युत् प्रवाह वहनाचा सिद्धांत मांडला. ⇨ गॅल्व्हानोमीटरचा शोध लागल्यानंतर हा सिद्धांत प्रत्यक्ष पुरावा मिळून सर्वमान्य झाला परंतु तंत्रिका आवेग वहन आणि विद्युत् प्रवाह वहन यांमधील गतीचा फरक स्पष्ट होईना. १९२१ मध्ये ओटो लव्ही या नोबेल पारितोषिक विजेत्या जर्मन शास्त्रज्ञांनी रासायनिक परिवहनाचा सिद्धांत मांडला व पुढे अनेक शास्त्रीय पुराव्यानिशी तो सर्वमान्य झाला.

मेंदूवरील अलीकडील संशोधनाचे तीन प्रमुख क्षेत्रांत विभाग पाडता येतात : (१) मेंदूतील निरनिराळ्या क्षेत्रांच्या कार्याचा व त्यांच्या परस्परसंबंधांचा अभ्यास, (२) मेंदूचे जीवनरसायनशास्त्र आणि (३) जाणीव अथवा बोध.

मेंदूच्या कार्याचा अभ्यास : मेंदूची ढोबळ रचना, विच्छेदात्मक अभ्यास आणि सूक्ष्मदर्शकीय रचना अभ्यास (सूक्ष्मशारीर) यांमुळे मेंदूच्या कार्यासंबंधी अत्यल्प ज्ञान प्राप्त झाले. सूक्ष्मशारीरिय अभ्यासामुळे बाह्यकातील कोशिकांची रचना व त्यांची आकारमाने निरनिराळी असल्याचे समजले. कार्यासंबंधीचा पहिला महत्त्वाचा शोध ई. हिट्‌झिग आणि जी. फ्रिट्श या जर्मन शास्त्रज्ञांनी १८७० मध्ये प्रमस्तिष्क बाह्यकातील क्षेत्रे विद्युत् प्रवाहाने उद्दीपित करून मिळणाऱ्या परिणामांच्या अभ्यासाने लावला. त्यांच्या शोधामुळे विशिष्ट क्षेत्रे प्रेरक व विशिष्ट क्षेत्रे संवेदी असल्याचे आढळले. सुरुवातीचे प्रयोग प्राण्यांवर झाले, नंतर मानवी मेंदूवरील शस्त्रक्रियांच्या वेळी त्यांच्या तंत्राचा वापर करण्यात आला व त्यामुळे मेंदूच्या कार्याबद्दल काहीसे अचूक क्षेत्रमापन करता आले.

विसाव्या शतकातील आधुनिक इलेक्ट्रॉनीय तंत्रविद्येतील प्रगतीमुळे नव्या उपकरणांचा उपयोग करून शास्त्रज्ञांना विद्युत् प्रवाहाची कंप्रता (एका सेकंदात होणाऱ्या कंपनांची संख्या), तीव्रता (महत्ता) आणि संपर्क काल यांवर नियंत्रण ठेवता येऊन मेंदूतील क्षेत्रमापन करणे शक्य झाले. परिणामी जालीय रचनेचे विद्युत् उद्दीपन विद्युत् मस्तिष्कालेखात (मेंदूत निर्माण होणाऱ्या विद्युत् प्रवाहांच्या आलेखरूपी नोंदीत) जागृतिदर्शक आलेख असल्याचे दर्शवीत असल्याचे समजले. थॅलॅमसाच्या किंवा अधोथॅलॅमसाच्या उद्दीपनामुळे आलेखात ‘निद्रा’ दर्शक तरंग मिळाले. वरील तंत्रज्ञान वापरून भावना आणि इतर क्षेत्रांचाही अभ्यास केला गेला.

अगदी अलीकडील संशोधनात अतिसूक्ष्म (४X१०^-८ सेंमी. एवढा व्यास असलेले) विद्युत् अग्र वापरून फक्त एकाच कोशिकेच्या उद्दीपनाचे परिणामही अभ्यासता येऊ लागले आहेत. याशिवाय ज्या भागात पूर्वी पोहचणे शक्य नव्हते त्या ठिकाणी विद्युत् अग्र पोहोचवण्याकरिता सूक्ष्म हाताळणी उपकरणाचा उपयोग करता येऊ लागला आहे.

मेंदूचे जीवरसायनशास्त्र : काही मानसिक विकृती ⇨ अंतःस्त्रावी ग्रंथीच्या विकृतीमुळे उद्‌भवतात उदा., अवटू ग्रंथि-स्त्रावन्यूनता. या विकृतीत स्पष्ट वेडेपणा संभवतो तसेच मानसिक रोगामध्ये विद्युत् जन्य अवसादाचा उपचार (मेंदूमधून विद्युत् क्षणमात्र पाठवून बेशुद्धी वा झटके निर्माण करण्याचा उपचार) सुधारणा घडवतो व इन्शुलिनाने बेशुद्धी आणता येते. या गोष्टी मेंदूच्या जीवरसायनशास्त्रविषयक अभ्यासात चालना देणाऱ्या ठरल्या. जीवरसायनशास्त्राच्या अलीकडील इतर प्रगतीबरोबरच १९४५ सालापासून मेंदूच्या जीवरसायनशास्त्रावर विशेष अभ्यास झालेला आहे.

शरीरातील इतर कोशिकांप्रमाणेच मेंदूतील कोशिकाही प्रामुख्याने कार्बोहायड्रेटे, प्रथिने व वसा (स्निग्ध पदार्थ) या घटकांच्या बनल्याचे समजले आहे. मेंदूत वसाधिक्य आहे कारण वसावरणात भरपूर वसा असते. कोरड्या मेंदूच्या एकूण वजनात ९०% वजन प्रथिनांचे असते. कोशिका क्रियेकरिता प्रथिने आवश्यक असतात. न्यूक्लिओप्रथिने [→ न्यूक्लिइक अम्ले] वगळल्यास शरीरातील सर्व प्रथिने जवळ जवळ वीस प्रकारच्या ⇨ ॲमिनो अम्लांपासून बनतात.

काही ॲमिनो अम्ले मेंदूच्या कार्यावर परिणाम करीत असल्याचे सिद्ध झाले आहे उदा., फिनिल ॲलॅनीन नावाचे अम्ल फिनिलकीटोनयूरिया अथवा ‘पीकेयू’ नावाची (बुद्धिमांद्य अथवा मानसिक मंदत्व हे प्रमुख लक्षण असलेली जन्मजात) विकृती उत्पन्न करते. सर्वाधिक प्रमाण असलेले ग्लुटामिक अम्ल ग्लुकोज चयापचयात महत्त्वाचे कार्य करते. ज्या वेळी मेंदूतील रक्तामधील ग्लुकोज अपुरे पडते त्या वेळी मेंदूतील कोशिका या अम्लाचा उपयोग करतात. निकोटिनिक अम्ल (निॲसीन) न्यूनतेमुळे ⇨ वल्कचर्म ही विकृती संभवते. इतर लक्षणांसहित स्मृती बिघाड, स्थितिभ्रांती इ. मेंदूसंबंधीची लक्षणेही तीमध्ये आढळतात. ट्रिप्टोफेन या ॲमिनो अम्लापासून चयापचयजन्य ‘सिरोटोनीन’ नावाचा पदार्थ बनतो. जठराची श्लेष्मकला (बुळबुळीत पातळ अस्तर) व रक्त यांमध्ये तो अधिक प्रमाणात सापडतो. हा पदार्थ अधोथॅलॅमसावर परिणाम करीत असावा. मेंदूच्या रक्तातील सिरोटोनिनाचे प्रमाण वाढल्यास मांजर अधिक वेळ झोपते, तसेच कमी पडल्यास सतत जागे राहते, असे आढळले आहे. संशोधनानंतर अर्धशिशी या विकृतीचा व सिरोटोनिनाचा संबंध असल्याचे आढळले आहे.

काही मानसिक रोगांमध्ये मेंदूतील जीवरासायनिक प्रक्रिया बिघडल्याचे आढळले आहे. उदा., छिन्नमानस या रोगामध्ये डोपामीन नावाचा रासायनिक तंत्रिका आवेग परिवाहक प्रमाणापेक्षा जादा तयार होत असल्याचे आढळले आहे. या रोगातील निर्वस्तुभ्रम, संभ्रम ही लक्षणे व भावनिक प्रक्षोभ अती डोपामिनामुळे उद्‌भवत असावीत.

जाणीव अथवा बोध : मेंदूवरील संशोधनामध्ये या विषयाचे संशोधन घोटाळ्यात टाकणारे आहे. तंत्रिका तंत्र वैज्ञानिक तसेच तंत्रिका तंत्र रसायनशास्त्र या दोहोंनाही या कार्याचे निश्चित स्थान ठरवता आलेले नाही. बहुधा यात जालीय रचना प्रमुख भाग घेत असावी. [→ बोधन बोधावस्था].

मेंदूची विद्युत् क्रियाशीलता : मेंदूचे कार्य अव्याहत, अगदी गाढ झोपेत सुद्धा चालू असते व तंत्रिका आवेगांचे आदान-प्रदान सतत होत असते. मेंदूच्या विद्युत् क्रियाशीलतेचा शोध १८७५ मध्ये इंग्रज वैद्य रिचर्ड केटन यांना प्रथम लागला.

शिरोवल्कावर विशिष्ट विद्युत् अग्रे ठेवून मेंदूच्या निरनिराळ्या भागांतील विद्युत् क्रियाशीलतेची आलेखरूपाने नोंद करता येते. आलेखातील लयबद्ध चढउतारांना ‘मेंदू तरंग’ म्हणतात व संपूर्ण आलेखाला ‘विद्युत् मस्तिष्कालेख’ म्हणतात. या आलेखांच्या आकृतिबंधाचे वर्गीकरण करण्यात आले असून मेंदूच्या काही विकृतींत आकृतिबंधातील फरक स्पष्ट दिसतात. [→ विद्युत् मस्तिष्कालेखन].

मेंदूच्या काही विकृती : आघात, संसर्गजन्य व इतर रोग, अर्बुद (नवीन कोशिकांच्या अत्याधिक वाढीमुळे निर्माण होणारी गाठ) व आनुवंशिक रोग यांचा मेंदूच्या विकृतींत समावेश होतो.

पन्नाशी खालील वयात आघातजन्य विकृती प्रामुख्याने आढळते. स्वयंचलित वाहनांच्या वाढत्या उपयोगामुळे त्यात भर पडत आहे. तात्पुरत्या बेशुद्धीपासून गंभीर दुखापतींचा यात समावेश होतो. प्रसूतिपूर्व, प्रसूतीच्या वेळी किंवा प्रसूतीनंतर डोक्यावरील आघात ⇨ मस्तिष्काघातास अथवा मस्तिष्क पक्षाघातास कारणीभूत असू शकतात. ⇨ मस्तिष्कावरणशोथ आणि मस्तिष्कशोथ [→ तंत्रिका तंत्र] हे रोग सूक्ष्मजंतुजन्य वा व्हायरसजन्य असतात. ⇨ बालपक्षाघाताचे (पोलिओचे) व्हायरस मेरुरज्जू व मेंदू या दोन्हींवर परिणाम करतात.

रक्ताघातील आघात ही मेंदूच्या रक्तपुरवठ्यात व्यत्यय आणणरी विकृती नेहमी आढळणाऱ्या विकृतींत मोडते. ज्या भागास पुरवठा होत नाही तो मेंदूचा भाग निष्क्रिय बनतो. परिणामी पक्षाघाताचे काही प्रकार उद्‌भवतात. अतिरक्तदाब व रोहिणी काठिण्य बहुधा मूळ कारण असते.

अंतःकर्पर अर्बुदापैकी ४३% मस्तिष्क ऊतकापासून उद्‌भवतात. कोणत्याही अर्बुदाचे परिणाम त्याचे आकारमान व स्थान यांवर अवलंबून असतात. वाढत्या आकारमानाबरोबर अंतःकर्पर दाब वाढतो. झटके, डोकेदुखी, अती गुंगी, वाचा दोष इत्यादींचा लक्षणांत समावेश होतो [→ तंत्रिका तंत्र].

मेंदूच्या काही विकृतींस आनुवंशिकता कारणीभूत असते. वर उल्लेखलेली पीकेयू ही विकृती फिनिल ॲनॅनीन हायड्रॉक्सिलेझ नावाच्या आवश्यक एंझाइमाच्या (जीवरसासायनिक विक्रिया घडवून आणण्यास मदत करणाऱ्या प्रथिनाच्या) जन्मजात न्यूनतेमुळे उद्‌भवते. प्रमस्तिष्काच्या बाह्यकाची नीट वाढ न झाल्यामुळे या रोगातील मुलांचा बुद्धिगुणांक फार कमी असतो.

हंटिंग्टन कंपवात [→ बालकंपवात] ही आनुवंशिक विकृती बहुधा मध्यम वयात सुरू होते. प्रमस्तिष्कातील काही क्षेत्रांचा नाश झाल्यामुळे काही ऐच्छिक हालचाल मंद होतात. हळूहळू मनोभ्रंश होत जाऊन असाध्य मानसिक रोगाने रोगी ग्रस्त होतो.

⇨ छिन्नमानस विकृती असलेल्या मातापित्यांच्या मुलात ही विकृती उद्‌भवल्याचे आढळले. ⇨ उद्दीपनअवसाद चित्तविकृती (उन्माद व विषण्णता अशी चक्रीय मनःस्थती असणारी विकृती) नावाच्या रोगातही आनुवंशिकता आढळली आहे.

मेंदूच्या इतर रोगांमध्ये ⇨ अपस्मार, बहुकर्कशीभवन (मेरुरज्जू. दृक्‌तंत्रिका व मेंदू या भागांत जागजागी वसावरणाचा नाश होणारी विकृती) आणि पार्किनसन रोग अथवा ⇨ कंपवात (पाठीचा बाक, हालचालीतील ताठरता व मंदता, भावहीन चेहरा, हातापायातील कंप ही लक्षणे असलेली विकृती) यांचा समावेश होतो.