CENTRÁLNY NERVOVÝ SYSTÉM

Elektroencefalogram (EEG)

Tak ako srdečný sval je zdrojom elektrických potenciálov a ich zmien, ktoré registrujeme v podobe EKG, tak i CNS je zdrojom merateľných elektrických potenciálov.

V mozgu dochádza v priebehu krátkych intervalov (ms) k ohromnému množstvu zmien, ktoré sú sprevádzané elektrickými fenoménmi. Excitačné postsynaptické potenciály, inhibičné postsynaptické potenciály, stavy kľudovej polarizácie, tvoria nepredstaviteľne rozsiahlu mozaiku zmien, ktoré sa sumárne premietajú do zmienených elektrických aktivít.

Najdôležitejším a základným meraním je meranie a registrácia oscilácií elektrickej aktivity pomocou elektród prikladaných na štandardné miesta hlavy. Ide o vlny rôznej frekvencie, amplitúdy , ktoré majú svoj pôvod predovšetkým v mozgovej kôre.

Rozoznávame niekoľko rôznych základných frekvencií (oscilácií, van) elektrickej aktivity v CNS zodpovedajúcim za štandardných podmienok merania prevažne sumáciou postsynaptických potenciálov v mikrovoltoch – uv. Delta rytmus je veľmi pomalý (0,5 až 4 Hz) a s vysokou amplitúdou (200 uv). Tento rytmus sa objavuje veľmi často u kojencov a dospelých osôb v priebehu hlbokého spánku. Theta rytmus nachádzame u dozrievajúceho mozgu –u detí medzi 2-3 rokom. U dospelých je typický pre niektoré vývojovo staršie mozgové oblasti (hipocampus) a objavuje sa tiež v priebehu spánku. Má frekvenciu 5-7/sek., amplitúdu 50-100 miktoV. Je dobre detekovateľný vo frontálnej a temporálnej oblasti. Alfa-rytmus je základným rytmom mozgu v stave telesného a duševného kľudu a súčasne zatvorených očí. Frekvencia alfa-rytmu sa pohybuje medzi 8-12 Hz a amplitúda od 5-100 uV. Na EEG sa objavuje prevažne v parietálnej a okcipitálnej oblasti mozgovej kôry. Beta-rytmus má vysokú frekvenciu (13-30 Hz) a malú amplitúdu (2-20 uV). Objavuje sa difúzne na povrchu mozgu v okamžiku aktívneho bdenia. Beta rytmus je kauzálne spojovaný s aktívnym stavom CNS pri spracovávaní informácií. Gama-rytmus má najvyššiu frekvenciu (30-50 Hz) a malú amplitúdu (2-10 uV). Je detekovateľný na EEG na väčších plochách kortexu má difúzny charakter, je nestabilný a epizodický. Jeho prítomnosť je viazaná na stav bdenia.

Zhrnutím môžeme konštatovať, že stav pozornosti a aktívneho bdenia je spojený s beta a gama-rytmom, teda prítomnosti van s malou amplitúdou, ale vysokou frekvenciou. Stav relaxácie za telesného a duševného kľudu je spojený s prítomnosťou alfa-rytmu. Silné emotívne stavy (strach, úzkosť) bývajú charakterizované desynchronizáciou a absenciou alfa-rymtmu s prevahou van s rýchlou frekvenciou.

Bdenie a spánok

Bdenie je stav, kedy organizmus je schopný prijímať informácie, spracovávať ich a adekvátne na tieto stavy odpovedať. Z fyziologického hľadiska rozlišuje pri hodnotení bdenia jeho dve podjednotky: tzv. kľudové bdenie a aktívne bdenie. Pri kľudovom bdení (vigilance) sa organizmus nachádza v stave kľudu –telesného aj duševného pri zatvorených očiach s prevahou alfa-rytmu na EEG krivke. Z tohto stavu môže organizmus prejsť do spánku, alebo do aktívneho bdenia. Zásadný vplyv na aktívneho bdenia má vzostupný systém retikulárnej formácie. Do tohto systému sa totiž premietajú všetky aferentné informácie z periférie a tiež jednak z exteroreceptorov tak i z interoreceptorov. Aktivačný vzostupný systém RF stimuluje cestou nešpecifických jadier talamu difúzne celú mozgovú kôru, kde vyvoláva stav podráždenia, charakterizovaný prítomnosťou beta-rytmu. Mozgová kôra sa tak stáva aktívnym akceptorom a súčasne výkonným analyzátorom všetkých vzostupných informácií a nachádza sa v stave aktívneho bdenia.

Spánok je nehomogénny funkčný stav organizmu s typickými rytmickými cyklami, rozdelenými do rôznych štádií a prechodov. Absencia spánku vedie k vážnym poruchám a to nielen v oblasti funkcie CNS, ale i v oblasti somatickej. Behom spánku prebieha niekoľko spánkových cyklov, z ktorých každý je charakterizovaný dvom fázami, ktoré rozlišujeme predovšetkým podľa EEG záznamu:

a.            Pomalý, synchronizovaný non-REM spánok je prvou fázou spánkového cyklu. Začína stavom relaxovaného bdenia s alfa-rytmom, ktorý sa postupne mení na tzv. spánkové vretená (frekvencia 10-14 Hz so stúpajúcou a potom klesajúcou amplitúdou) až do typických pomalých a vysokých rytmov theta a delta v hlbokom spánku. Behom tejto fáze nedochádza k rýchlym očným pohybom (non-REM spánok) a svalový tonus sa znižuje. Krvný tlak a frekvencia srdca majú nižšiu hodnotu než v bdelom stave, klesá i frekvencia dýchania. Sny nie sú typické pre túto fázu.

b.           REM (nesynchronizovaný, paradoxný) spánok nastupuje asi za 90 minút. V prvom spánkovom cykle a trvá asi 20 minút. Nad ránom sa však jeho podiel na spánkovom cykle zvyšuje. Názov REM (rapid eye movement – rýchle pohyby očí) dostal od typických pohybov očných bulbov. Na EEG nachádzame desynchronizáciu, v podobe rýchlych a nízkych van, podobných beta-rytmu, ktorý je typický pre stav aktívneho bdenia. Svalový tonus klesá až do stavu podobnému atónii. Srdcová a dychová činnosť je nepravidelná, môže byť i zrýchlená. Behom REM spánku sú typické sny.

Ako bolo už uvedené, spánok je nutnou potrebnou organizmu. Počas spánku (hlavne v jeho non REM fázy) dochádza k regeneračným pochodom, obnove kľudových membránových potenciálov neurónov a svalových buniek, odplavovanie a likvidácia katabolitov pri nízkej metabolickej aktivita. Dochádza i k posilneniu imunitných funkcií. V spánku prevažuje parasympatický vegetatívny nervový systém. V REM spánku si naopak nervový systém akoby fixuje a opakuje získané pamäťové stopy, preto je jeho zastúpenie najvyššie u detí.

Integračné funkcie CNS

Integračné funkcie CNS (pamäť, učenie) predstavujú zložité mechanizmy, ktoré práve integráciou funkcií dávajú vzniknúť príslušnému a fyziologickému typu výstupu, teda chovania jedinca. Na týchto integračných funkciách sa podieľajú – mozgová kôra, limbický systém, talamus a hypotalamus.

Motivácia

Chovanie človeka, ale i ostatných živočíchov je dané určitou príčinou, ktorú nazývame motivácia. Je to súbor informácií, ktoré vedú k určitému chovaniu. Sú to rôzne parametre vnútorného prostredia, ktoré ovplyvňujú chovanie jedinca. Najčastejšie sa uvádza príklad, keď pokles hladiny glukózy v krvi so súčasnými hladovými kontrakciami v žalúdku, núti jedinca hľadať potravu. S rozvojom mozgových funkcií jedinca pristupujú i ďalšie aktivačné prvky, hlavne voľba optimálneho riešenia danej situácie.

Emócie

Väčšina nášho konania j(poznania, vnímania) je sprevádzaná citovým zafarbením. Napriek veľkej pestrosti tohto stavu (emócie vzbudené hudbou, vzťahmi, vlastenectvom, atď.) je bazálne možné rozlíšiť emócie na príjemné a nepríjemné. Vznik prvých je asi historický (vývojovo) zviazaný so stavmi, v ktorých bola integrita nášho organizmu posilňovaná (dostatok potravy, teplo, pohodlie, starostlivosť druha, či družky, pocit bezpečia atď.) a naopak „diskomfortu“ sprevádzal stavy v ktorých bola naša integrita ohrozená (hlad, zima, poranenia, nebezpečenstvo, choroba). Emócie dokážu vyvolať určite emočne ladenú odpoveď. Vlastné emócie sú evokované predovšetkým z limbického systému a mimo amygdalu a hypokampus sa na vytváraní emócií podieľajú rovnako talamus (príjemca dostredivých dráh) a mozgová kôra.

Pamäť

Pamäť je schopnosť ukladať, skladovať a postupne opäť vyberať (vybavovať) informácie, respektíve súbory informácii a vzájomne ich porovnávať. Existuje pamäť vrodená a pamäť získavaná.

Vrodená pamäť znamená, že organizmus sa chová účelovo na základe geneticky zakódovaného a vytvoreného mechanizmu. Takým príkladom je napríklad inštinkt. Ide i veľmi komplikované formy chovania vyvolané určitým, alebo určitými podnetmi. V Istom slova zmysle môžeme hovoriť o akomsi slede nepodmienených reflexov správania sa. Inštinkty predstavujú dlhodobú skúsenosť celého rodu. (napr. správanie ťažných vtákov, správanie sa osí, včiel, ktoré svojim inštinktívnym správaním ochraňujú pri živote rod). Ďalším príkladom vrodenej pamäti je tzv. imprinting, čiže tlačenie. Je to veľmi dôležitý a pre prežitie novorodených organizmov takmer nutný mechanizmus pamäti, kedy do nezrelého mozgu sa „vtláča“ podoba a charakteristické rysy rodičov, hlavne matky, poprípade i bezprostredného okolia.

Získaná pamäť sa v mozgu postupne vytvára učením. Pretože ide o CNS, hovoríme často o neuronálnej pamäti. Informácie, ktoré organizmus prijíma, či už z vonkajšieho, alebo vnútorného prostredia, predstavujú z hľadiska pamäti akési časovo priestorové jednotky (engramy), ktoré sú schopné sa v mozgu skladovať. Podľa toho, ako dlho takú informáciu v mozgu uchovávame (a sme si ju schopní vybaviť), rozoznávame pamäť na krátkodobú a dlhodobú.

Krátkodobá pamäť je pamäťou v rozsahu sekúnd maximálne minút. Nové informácie (vnemy) postupne vytláčajú informácie predchádzajúce. Táto pamäť spravidla nemá emocionálny doprovod.

Dlhodobá pamäť pretrváva dni, mesiace, roky, alebo je fixovaná v mozgu natrvalo. Do dlhodobej pamäti sú ukladané také informácie, ktoré majú značný význam pre organizmus, často sa opakujú, majú silný emocionálny doprovod, ktorý môže byť tak pozitívny, ako i negatívny. Dlhodobá pamäť sa radí do určitých okruhov (skupín), podľa charakteru vstupov. Môžeme ich rozdeliť nasledujúcim spôsobom:

Pamäť deklaratívna – pomocou tejto si môžeme vybaviť udalosť na základe slovného popisu (verbálne) alebo ako myšlienkovú predstavu (non-verbálne). Rozlišujeme tak deklaratívnu pamäť :

a) Sémantickú, ktorej obsahom sú abstraktné informácie (mená vecí, osôb, čísla). Kapacita pamäti je veľká, je umiestnená do mozgovej kôry a má vzťah k rečovým centrám.

b) Dejovú, epizodickú, ktorá zaznamenáva časový a priestorový sled udalostí a ich vzájomné vzťahy.

c) Rozpoznávacia, ktorá umožňuje poznávanie osôb, miest a objektov, jej porušenie vedie k tzv. agnózii (neschopnosti poznávať napríklad i predmety bežnej potreby, blízke osoby atď.)

Pamäť nedeklaratívna – súčasť rôznych prejavov chovania. Informácie takto uložené (fixované) si väčšinou vôbec neuvedomujeme. Rozlišujeme tak :

a) Tvorbu pohybových vzorcov (motorickú pamäť), ktorá ukladá programy pre jednotlivé pohyby a ich časový a priestorový sled (jazda na lyžiach, tanec). Hlavnú úlohu tu hrá mozoček a mozgová kôra.

b) Somatické a vegetatívne podmienené reflexy, ktoré sú obdobou motorickej pamäti s výkonnou zložkou autonómneho nervstva.

c) Tvorba percepčných schém, kedy dochádza k ukladaniu vzorcov postupov pre spracovanie určitých zmyslových vnemov (schopnosť čítania a vnímania čítaného, počúvanie hovoreného prejavu, hudbe a pod.).

Učenie

Učenie je proces, ktorý úzko súvisí s pamäťou. Má rovnako ako pamäť rozličný charakter, ktorý je daný vývojovým aspektom, a to ako v zmysle individuálneho vývoja (ontogenéza), tak i v zmysle vývoja druhu (fylogenéza). Príkladom staršej formy učenia a súčasne pamäti je tzv. habituácia, kedy organizmus postupne prestáva odpovedať na opakujúce sa podnety, pokiaľ preňho nemajú žiaden biologický význam. Opakom je chovanie, kedy na rovnaký opakujúci sa podnet (bolesť) odpovedá zvyšujúcou sa odpoveďou (senzitivizácia).

Učenie zviazané s asociatívnymi schopnosťami CNS. Základným prvkom je tzv. podmienený reflex. Ide o spojenie (asociáciu) nepodmieneného reflexu s novým signálom (podnetom), ktorý potom prevezme úlohu nepodmieneného reflexu.

Nepodmienený reflex má vždy svoju biologickú hodnotu, je pre organizmus biologicky významný (potrava, obrana, rozmnožovanie). Má teda z hľadiska organizmu buď pozitívny (odmena) alebo negatívny (trest) význam.

Podmienené reflexy znamenajú vo vývoji organizmu ohromný skok dopredu. Mozog vďaka asociatívnym schopnostiam môže spojovať biologicky významné signály (rozhodujúce o živote!) s rôznymi variabilnými impulzmi a zisťuje tým i variabilitu odpovedí a adaptabilitu organizmu. U človeka (ale i u domestikovaných cicavcov) sa dá naučiť podmieneným reflexom vyšších radov. To znamená, podmienené reflexy, kde pred vlastným naučeným podmieneným signálom umiestňujeme ďalší, irelevantný podnet (podmienené reflexy II., III., i IV. radu).

Okrem tejto formy učenia má veľký význam ešte učenie a proces, ktorým sa učíme prispôsobovať – napodobovanie a hra. Hlavne v mladších vývojových štádiách získava jedinec mnoho návykov (učí sa) hrou alebo napodobovaním. Učenie a pamäť spolu veľmi úzko súvisia. Na oboch týchto základných procesoch v CNS so podieľa predovšetkým mozgová kôra, limbický systém , hypoccampus.

Neokortex (mozgová kôra) je vývojovo najmladšou časťou CNS. Integruje v sebe ako senzorické impulzy, tak i motorické odpovede. Má schopnosť dané impulzy vonkajšieho a vnútorného prostredia analyzovať a syntetizovať, hodnotiť a podľa toho riadiť odpoveď (správanie). Mozgová kôra má tiež schopnosť asociatívneho spojenia jednotlivých oblastí, čo je podkladom vzniku podmienených reflexov, učenia (asociácia už videného, asociácia v oblasti umeleckých žánrov, atď.). Povrch neokoertexu sa rozdeľuje na Brodmannove arey. V okcipitálnej oblasti je area 17 a 18, kde s nachádza primárne zraková projekcia v oblasti temporálnych lalokov v aree 42 je sluchová projekcia. Temporálna oblasť má u človeka významné postavenie, pretože sa tu nachádzajú centrá umožňujúce komunikáciu – reč. V oblasti okolo Rolandovej ryhy sa nachádza motorická a senzorická oblasť, ktorých organizácia má somatotopické usporiadanie. Veľká časť povrchu neokoertexu je spojená s asociatívnymi funkciami.

Vertikálne delenie neokortexu ukázalo, že má 6 vrstiev. Senzorické impulzy, ktoré prichádzajú do mozgovej kôry prostredníctvom talamokortikálnej dráhy väčšinou končia v IV. Vrstve, eferentné dráhy začínaj v V. alebo v VI. vrstve. Asociatívne dráhy začínajú a končia prakticky vo všetkých vrstvách.

Za zvláštnu zmienku stoja dve oblasti mozgovej kôry:

a.           oblasť temporálna

b.          oblasť prefrontálna

Temporálna oblasť mozgovej kôry má bohaté asociačné spojenie prakticky so všetkými oblasťami neokortexu a tieto oblasti majú význam pre proces učenia a pamäti. Asociačné oblasti sluchové, zrakové a telové sa stretajú v zadných partiách horného kraja spánkového laloku v tzv. Wernickeho centre reči. U 95% ľudí je toto centrum v ľavej hemisfére väčšie ako v pravej. Je hlavnou oblasťou ľudskej reči, je na ňom viazaná schopnosť interpretácie slov, ako i v reči počutej, tak čítanej. preto je tiež niekedy označované ako senzorické centrum reči. Tieto rečové centrá sú spojené s motorickými oblasťami vo frontálnych lalokoch rovnostrannej hemisféry. Je to tzv. Brokovo centrum reči. Spolu s mozočkom zodpovedá za tvorbu motorických vzorcov hovorenej a písanej reči.

Prefrontálna oblasť mozgovej kôry má bohaté spojenie so štruktúrami limbického systému (amygdalu, septum atď.), čo sa výrazne prejavuje na formovaní správania sa organizmu. Pri poškodení tejto oblasti sa objavujú ťažké poruchy v oblasti intelektu, a dochádza k intelektuálnemu rozvratu osobnosti (neadekvátne správanie sa v spoločnosti, hyperaktvita, zmeny vegetatívnych prejavov).

Limbický systém

Limbický systém tvorí zložitý komplex štruktúr, ktoré majú vzájomné bohaté spojenie a ktoré reagujú na humorálne zmeny ovplyvňujúce vegetatívny nervový systém. Významne sa podieľa na riadení vnútorného prostredia organizmu a na existencii bazálnych emočných stavov a funkcií (strach, útok, zúrivosť, rozmnožovacie funkcie, atď.).

Hypokampus dostáva informácie z neokortexu i z oddielov limbického systému a výrazne sa podieľa na tvorbe pamäti. Hypokampálne neuróny „posudzujú“ novú informáciu, triedia ju podľa dôležitosti a dôležité informácie presúvajú do dlhodobej pamäti.

Amygdala (párová mozgová štruktúra) dostáva informácie z čuchového receptora a má spojenie s hypotalamom. Toto spojenie má význam pre reprodukčnú funkciu. Čuchové signály sú totiž v prírode (feronómy pri hmyze) dôležitou informáciou vzhľadom k rozmnožovacím funkciám (vyhľadávanie opačného pohlavia i na veľké vzdialenosti, poznávanie podľa pachu atď.). Amigdaly majú spojenie s vegetatívnym nervovým systémom (hypotalamus) a súčasne sa významne podieľajú na vzniku emočných stavov (blaho, dyskomfort, strach, zúrivosť atď.).

Hypotalamus je považovaný zariadiace centrum homeostázy. Má rovnaký vzťah k emočným prejavom. Pokiaľ je uspokojený hlad, dostavuje sa pocit príjemný pocit nasýtenia, podobne ako pri uhasení smädu, či pri objavení teplého úkrytu pred zimou. V laterálnej časti hypotalamu je centrum pre príjem potravy. Paraventrikulárna oblasť má zásadný význam pre výdaj mnohých hormónov (realesing faktory, adenohypofýza, neurohypofýza). Kolísanie hladín niektorých hormónov súvisí s cirkadiálnym rytmom alebo menštruačným cyklom u žien. Uvedené hormóny majú zásadnú dôležitosť pre rast a vývoj organizmu, pre jeho rozmnožovanie, ale i pre adaptačné schopnosti sa vyrovnať s kolísaním rôznych hodnôt vonkajšieho a vnútorného prostredia. Mediálna časť hypotalamu je centrom pre termoreguláciu a má tiež vzťah k sexuálnym funkciám. Zadná časť hypotalamu sa podieľa na riadení kardiovaskulárneho systému (vegetatívnych funkcií).

Špecifické ľudské vlastnosti viazané na CNS

Špecifickými ľudskými vlastnosťami viazanými na CNS sú reč, myslenie a schopnosť abstrakcie. Rozhodujúcim pre tieto procesy nie je len prítomnosť Wernickeovho senzorického centra reči, ale i proces učenia, ktorému sme každý z nás vystavený od svojej mladosti, kedy nám rodičia neúnavne opakujú určité slová (signály) a spájajú ich najprv s konkrétnymi predmetmi (nočník, cumlík), neskôr na základe všeobecných rysov a vlastností predmetov či osôb i abstraktné pojmy, či abstrakcie.

Bola by vyslovene chyba domnievať sa, že komunikovať môže a vie len človek. Toto klamstvo sa usídlilo v hlavách ľudí, pretože pomerne dlhú dobu sa považovali za niečo výnimočné (tvor boží) a tento antropomorfistický názor na svet okolo prevládal.

Musíme si byť vedomí, že aj zvieratá sú schopné emócií, motivácií, učeniu i pamäti. Ich komunikačné schopnosti nám často unikajú, to však neznamená, že nie sú. Vieme, že delfíny dokážu komunikovať, gorila sa naučí desiatkam slov a rozumie im, zvieratá zažívajú stres i strach atď., je teda na mieste zmeniť zásadným spôsobom náš vzťah k ostaným živým bytostiam, pretože im musíme prisúdiť aspoň určitý podiel schopností, ktorými oplýva človek.

Mozgomiešny mok

Pre činnosť CNS sú potrebné niektoré predpoklady. Jednou z podmienok je prítomnosť mozgomiešneho moku (liquor, cerebrospinálna tekutina). Mozog je oddelený od lebky troma mozgovými plenami a pritom medzi vlastným povrchom mozgu (pia mater, mäkká plena mozgová) a ďalšou plenou (arachniodea, pavúčnica) je vyplnený mozgomiešnym mokom. Mozog má z tejto tekutiny vytvorené na všetky strany akýsi tekutý vankúš. Subarachnoideálny priestor komunikuje s mozgovými komorami a liquor cirkuluje medzi týmito priestormi. V postranných komorách mozgových je liquor tvorený epitelom choroideálnych plexov. Celkový objem cerebrospinálnej tekutiny je asi 120 ml (v mozgu aj mieche) neustále sa obnovuje a súčasne vstrebáva. Jeho denná produkcia je prekvapivo vysoká – asi 700 ml za 24 hodín. Samotný liquor je číra tekutina, obsahuje malý počet lymfocytov, neobsahuje červené krvinky. Obsahuje bielkoviny, ale v omnoho menšom množstve ako je ich v krvnej plazme. Koncentrácia proteínov pritom nie je v cerebrospinálnej tekutine jednotná. Najviac je v lumbálnej oblasti chrbticovej miechy. Hlavným proteínom sú gamaglobulíny. Liquor obsahuje aj lipidy –veľmi málo – ale naopak dostatok glukózy (jej koncentrácia je len o málo nižšia ako v plazme). Sú prítomné i minerály. Význam liquoru je mnohoraký. Predovšetkým predstavuje zásadnú mechanickú ochranu mozgu pred otrasmi, má nutritívnu funkciu, spoluvytvára vnútorné prostredie CNS a má zrejme i ochranné funkcie.

Hematoencefalická bariéra

Pretože nervové tkanivo, mozog a jeho stavebné elementy sú vysoko špecializované bunky (nemajú možnosť obnovy), existuje v mozgu mechanizmus, ktorým sa selektívne presúvajú substráty a látky z krvi do tkaniva CNS a späť, respektíve do liquoru. Tomuto procesu musí zodpovedať i morfologické usporiadanie. Hovoríme o hemtoencefalickej bariére. Morfologickou podstatou hematoencefalickej bariéry je odlišná štruktúra mozgových kapilár, ktorá tkvie vo veľmi „tesnom“ usporiadaní cievneho endotelu. Veľmi dôležitou zložkou je potom úzky kontakt s výbežkami astrocytov. Toto usporiadanie znemožňuje napríklad prestup vysokomolekulárnych látok do vlastného prostredia mozgu. Prestupovať pasívne môžu cez túto bariéru len malé molekuly (CO₂, O₂, H₂O), poprípade niektoré lipidné látky. Okrem toho existuje aktívny transport pre glukózu (jej formu D), laktát a niektoré aminokyseliny. Aktívne je transportovaný sodík a magnézium. Podobne sa transportujú i niektoré biologicky významné molekuly (serotonín, acetylcholín).

Mozgový metabolizmus

Mozog, aj keď predstavuje hmotnosť 1300-1500 g, odoberá podstatne viac kyslíka (a rovnako objemu cirkulujúcej krvi, to znamená 20% MV), než iné tkanivá či orgány, čo svedčí o jeho veľmi intenzívnom metabolizme. Pritom tento metabolizmus napr. v kľude klesá, ale len málo. Nervové tkanivo nemá k dispozícii žiadne zásobné zdroje kyslíka a prípadne iných metabolických substrátov (hlavným energetickým zdrojom je glukóza, ale môže to byť i niektorá z glukoplastických aminokyselín, v menšom rozsahu i mastná kyselina. Pri poklese glykémie sa dostavuje okamžite funkcií CNS (zo začiatku pripomínajúce opilstvo) končiace v kŕčoch. Mozgový metabolizmus je veľmi citlivý na nedostatok kyslíka, na porušenie prietoku krvi a na celý rad toxických látok. Nedostatok kyslíka (hypoxia – anoxia, alebo ischémia) sa prejavuje okamžite a zanecháva často ireparabilné následky. Veľkú úlohu tu hrá časový faktor.