मानवी मेंदू (Human Brain)

मेंदू हा मानवी चेतासंस्थेचे इंद्रिय आहे. मेंदू आणि मेरुरज्जू मिळून मध्यवर्ती चेतासंस्था बनते. मेंदू हा चेतापेशी, सहयोगी पेशी व रक्तवाहिन्या यांनी बनलेला असतो. प्रौढ मानवी मेंदूत सु. ८६ अब्ज चेतापेशी असतात आणि जवळजवळ तेवढ्याच सहयोगी पेशी असतात. मेंदू मऊ, जेलीप्रमाणे असून त्याभोवती असलेल्या कवटीमुळे त्याचे संरक्षण होते. प्रौढ मानवी मेंदूचे सरासरी वजन १,३००-१,४०० ग्रॅ. म्हणजे प्रत्येक व्यक्तीच्या शरीराच्या वजनाच्या सु. २% असते. पुरुषाच्या मेंदूचे आकारमान सु. १,२६० घसेंमी., तर स्त्रीच्या सु. १,१३० घसेंमी. असते. अन्य सस्तन प्राण्यांची तुलना केल्यास असे दिसून येते की मानवी मेंदू आकारमानाने आणि वजनाने चिंपँझीच्या मेंदूच्या तिप्पट असतो. हत्तीच्या मेंदूचे वजन सु. ५ किग्रॅ. असते. या लेखात प्रौढ मानवी मेंदूसंबंधी माहिती दिलेली आहे.

सर्व पृष्ठवंशी प्राण्यांच्या मेंदूप्रमाणे मानवाच्या मेंदूचेही अग्रमस्तिष्क, मध्यमस्तिष्क व पश्चमस्तिष्क (फोरब्रेन, मिडब्रेन व हाइंड ब्रेन) असे तीन भाग आहेत. मानवाच्या अग्रमस्तिष्काचे आकारमान इतर प्राण्यांच्या तुलनेने मोठे असते. अग्रमस्तिष्कामध्ये प्रमस्तिष्क (सेरेब्रम), चेतक (थॅलॅमस) आणि अधश्चेतक (हायपोथॅलॅमस) यांचा समावेश केला जातो. पश्चमस्तिष्कामध्ये अनुमस्तिष्क (सेरेबेलम) आणि मस्तिष्क स्तंभ (ब्रेन स्टेम) यांचा समावेश केला जातो. मस्तिष्क स्तंभ हा अनुमस्तिष्क सेतू (पोन्स) आणि मस्तिष्क पुच्छ (लंबमज्जा; मेडुला ऑब्लाँगेटा) यांनी बनलेला असतो. प्रमस्तिष्क, मस्तिष्क स्तंभ, अनुमस्तिष्क आणि मेरुरज्जू यांवर तीन मस्तिष्कावरणे असतात; सर्वांत बाहेरील कठीण आवरण- दृढ आवरण किंवा दृढतानिका, मधले आवरण- जाल आवरण किंवा जालतानिका आणि सर्वांत आतील व नाजुक आवरण- मृदु आवरण किंवा मृदुतानिका. जाल आवरण आणि मृदू आवरण यांच्या दरम्यान प्रमस्तिष्कमेरुद्रव (सेरेब्रोस्पायनल फ्लुइड) असतो. मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागांच्या दरम्यान पोकळ्या म्हणजे मस्तिष्कनिलये असतात. मस्तिष्कनिलयांमध्ये प्रमस्तिष्कमेरुद्रव असतो.

प्रमस्तिष्क : हा मेंदूचा सर्वांत मोठा भाग असून त्यावर असलेल्या एका अर्धवट खाचेमुळे प्रमस्तिष्काचे दोन गोलार्धात विभाजन झालेले असते. या दोन गोलार्धांना उजवे प्रमस्तिष्क आणि डावे प्रमस्तिष्क म्हणतात. दोन्ही गोलार्ध प्रमस्तिष्काच्या तळाशी चेतातंतूंच्या जुडग्यांनी एकमेकांना जोडलेले असतात. या जुडग्यांमध्ये महासंयोजी पिंड (कॉर्पस कॅलोझम) सर्वांत मोठा असतो. प्रमस्तिष्क गोलार्धाच्या बाह्यभागाला ‘प्रमस्तिष्क बाह्यांग’ (सेरेब्रल कॉर्टेक्स) म्हणतात. बाह्यांग मुख्यत: चेतापेशी, चेताजाल, सहयोगी पेशी, संपर्कस्थाने आणि रक्तवाहिन्या मिळून झालेल्या करड्या रंगाच्या पदार्थापासून (ग्रे मॅटर) बनलेले असते. ते २-४ मिमी. जाड असून त्यावर खोलवर वळ्या दिसून येतात. अशा दोन वळ्यांमधील खाचांना ‘सीता’ म्हणतात. बाह्यांगाच्या करड्या पदार्थाखाली श्वेत पदार्थ (व्हाइट मॅटर) असतो; हा पदार्थ मुख्यत: मायलीनयुक्त चेतातंतूंनी बनलेला असल्याने पांढरा दिसतो. दोन्ही गोलार्ध चार-चार खंडांमध्ये विभागलेले असतात; हे खंड म्हणजे ललाटपाली (फ्रंटल लोब), पार्श्विका पाली (पॅरायटल लोब), शंख पाली (टेम्पोरल लोब) आणि पश्चकरोटी पाली (ऑक्सिपीटल लोब). प्रत्येक पाली एकदोन मुख्य कार्यप्रकारांशी निगडित असते. ललाटपालीला आपले व्यक्तिमत्त्व आणि संज्ञापन यांचा नियंत्रक फलक म्हणता येईल. ललाटपालीकरवी विचार करणे, निर्णय घेणे, नियोजन करणे अशा उच्च मानसिक प्रक्रिया होतात. तसेच चालण्यासारख्या ऐच्छिक शरीरक्रियांचे नियमन याद्वारे होते. पार्श्विका पालीद्वारे संवेदी माहिती एकत्रित करणे, संख्या आणि त्यांतील संबंध ओळखणे, वस्तू हाताळणे इ. क्रिया होतात, शंख पालीद्वारे दृक-श्राव्य स्मृती, भाषा, श्रवण आणि उच्चार इ. बाबींचे नियंत्रण होते, तर पश्चकरोटी पालीद्वारे दृश्य ग्रहण करणे, दृश्य हालचालींचा अर्थ लावणे आणि रंगओळख इ. क्रिया नियंत्रित होतात.

प्रमस्तिष्क बाह्यांगाची त्यांच्या भिन्न-भिन्न कार्यानुसार सु. ५० क्षेत्रे ओळखली गेली आहेत. या क्षेत्रांपैकी काहींचे कार्य प्रेरक आणि काहींचे संवेदी असते. या प्राथमिक संवेदी क्षेत्रांमध्ये दृष्टी (दृक बाह्यांग), श्रवण (श्रवण बाह्यांग), स्पर्श (कायासंवेदी बाह्यांग), वास (घ्राण बाह्यांग) आणि चव (रुची बाह्यांग) या संवेदी क्षेत्रांचा समावेश होतो. या क्षेत्रांत संवेदी चेतातंतूंकडून संदेश चेतकातील विशिष्ट केंद्रकांच्या मार्गाने येऊन ग्रहण केले जातात व त्यांचे संस्करण होते. घ्राण संवेद वगळता अन्य संवेद चेतकातील केंद्रकामार्गे या क्षेत्रांमध्ये पोहोचतात. दृक बाह्यांग पश्चकरोटी पालीत असते. श्रवण बाह्यांग आणि घ्राण बाह्यांग शंख पालीच्या वेगवेगळ्या भागात असतात. कायासंवेदी बाह्यांग पार्श्विका पालीत असते, तर रुची बाह्यांग द्वीप क्षेत्राचा (इन्सुला) भाग असते. प्राथमिक प्रेरक बाह्यांग ललाटपालीच्या मागच्या भागात असते. या बाह्यांगापासून निघालेले चेतातंतू मस्तिष्क स्तंभ आणि मेरुरज्जू यांतील प्रेरक चेतापेशींकडे जातात.  संवेदी बाह्यांग आणि प्रेरक बाह्यांग याशिवाय उर्वरित भागाला साहचर्य क्षेत्र म्हणतात. साहचर्य क्षेत्राकडे प्राथमिक संवेदी क्षेत्रे आणि मेंदूचा तळभाग यांकडून आदान (संदेश) येतात. हे आदान आकलन, विचार, निर्णयक्षमता अशा गुंतागुंतीच्या संस्करण प्रक्रियांशी निगडित असतात.

मध्यमेंदूच्या वर चेतक ही संरचना असते. चेतक मुख्यत: करड्या पदार्थापासून बनलेले असून ते प्रमस्तिष्क आणि मध्यमस्तिष्क यांच्या दरम्यान असते. ते माहितीचे केंद्र (हब) मानले जाते कारण संवेदी भागांकडून म्हणजेच इंद्रियाकडून मेंदूकडे येणारे सर्व आदान आधी चेतक केंद्रात येतात आणि त्यांतील माहितीनुसार पुढील प्रक्रियांसाठी मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागांकडे पाठविले जातात. चेतकाच्या किंचित खाली अधश्चेतक ग्रंथी असून तिच्यात शरीराचे तापमान, पाणी, क्षार व ग्लुकोज यांचे प्रमाण संतुलित ठेवणारी केंद्रे असतात. चेतासंस्था आणि शरीराच्या निरनिराळ्या भागांतील अंत:स्रावी ग्रंथी यांना पियुषिका ग्रंथीमार्फत जोडण्याचे कार्य अधश्चेतक ग्रंथी करते. ती पियुषिकेचे नियंत्रण करते. चेतकाच्या मागे मस्तिष्क स्तंभ असतो.

प्रमस्तिष्क गोलार्धांच्या आत खोलवर तल गंडिका नावाच्या संरचना असतात. वर्तन आणि हालचाल यांच्या नियमनात त्यांचा सहभाग असतो. तल गंडिकेशी संबंधित असलेल्या काही संरचनांपासून ॲसिटीलकोलीन हे चेतापेशींपासून अन्य पेशींना संदेश देणारे रसायन म्हणजे चेतापारेषक तयार होते.

अनुमस्तिष्क : याला लहान मेंदू असेही म्हणतात. अनुमस्तिष्क हा पश्चकरोटी पालीच्या खाली व मागे असतो.  अनुमस्तिष्काचे अग्रपाली, पश्चपाली आणि प्रघाण अनुमस्तिष्क पाली असे तीन भाग असतात. अनुमस्तिष्काचे बाह्यांग पातळ असते. खालच्या बाजूने पाहिल्यास अग्रपाली आणि पश्चपाली यांच्या दरम्यान प्रघाण अनुमस्तिष्क पाली दिसून येते. अनुमस्तिष्क हा मस्तिष्क स्तंभ, अनुमस्तिष्क सेतू आणि मस्तिष्क पुच्छ या भागांना प्रमस्तिष्क वृंताद्वारे जोडलेला असतो. अनुमस्तिष्काचा आतील भाग (इनर मेडुला) पांढऱ्या पदार्थापासून, तर बाहेरील भाग करड्या पदार्थापासून बनलेला असतो. अनुमस्तिष्काच्या बाह्यभागावर अनेक वळ्या असतात. त्याच्या अग्रपाली आणि पश्चपाली गुंतागुंतीच्या प्रेरक हालचालींवर नियंत्रण ठेवतात, तर प्रघाण अनुमस्तिष्क पाली शरीराचा तोल सांभाळते.

मध्यमस्तिष्क : प्रमस्तिष्काच्या मधल्या व खालच्या भागात, मस्तिष्क स्तंभाच्या वर आणि त्याच्याशी जोडलेला मेंदूचा भाग. हा भाग दृष्टी, श्रवण, प्रेरक नियंत्रण, झोप/जागेपण, सावधपणा आणि तापमान नियमन या कार्यांशी निगडित असतो.

मस्तिष्क स्तंभ : हा प्रमस्तिष्काच्या खाली मध्यमस्तिष्काला जोडून असतो. याचे अनुमस्तिष्क सेतू आणि मस्तिष्क पुच्छ असे भाग असतात. मस्तिष्क स्तंभ एखाद्या देठाप्रमाणे असून तो कवटीमध्ये मागच्या भागात कवटीच्या हाडांवर टेकलेला असतो. कवटीला जेथे बृहत्‌ रंध्र (भगदाड) असते तेथून मस्तिष्क स्तंभाशी सलग असलेला मेरुरज्जू मानेत शिरतो. मेरुरज्जू हा मस्तिष्क स्तंभाचा विस्तारित भाग मानला जातो.

मस्तिष्क स्तंभापासून कर्पर चेतांच्या बारा जोड्यांपैकी दहा चेता निघालेल्या असतात. तसेच मस्तिष्क स्तंभामध्ये अनेक कर्पर चेता व परिघीय चेता यांची केंद्रके, तसेच श्वसन क्रिया, डोळ्यांची हालचाल, शरीराचा तोल इ. क्रियांवर नियमन राखणारी केंद्रके असतात. त्याचप्रमाणे सु. १०० केंद्रकांपासून बनलेली जालीय रचना असून तिच्याद्वारे शरीराच्या हालचालींचे नियंत्रण, हृदयाचे नियंत्रण, वेदनांचे नियमन, झोप, सवयी लावून घेणे अशा क्रिया होतात. मस्तिष्क स्तंभामधून प्रमस्तिष्क बाह्यांग आणि शरीराच्या सर्व भागांकडे माहितीचे वहन करणारे अनेक चेता मार्ग गेलेले असतात.

प्रमस्तिष्कमेरु द्रव : हा पारदर्शक व रंगहीन द्रव असतो. मेंदूतील निलयांमध्ये प्रमस्तिष्कमेरु द्रव निर्माण होतो आणि निलयांना जुळलेल्या मस्तिष्क वाहिन्यांद्वारे मेंदू आणि मेरुरज्जूमध्ये अभिसरीत होत असतो. कोणत्याही क्षणाला प्रमस्तिष्कमेरु द्रवाचे आकारमान सु. १५० मिली. असते. त्याची सतत क्षती आणि भरपाई होत असते आणि प्रत्येक ५–६ तासांनी त्याची नवर्निमिती होत असते.

रक्तपुरवठा : मेंदूला ऑक्सिजनयुक्त रक्तपुरवठा दोन करोटीय धमन्या (उजवी व डावी) आणि दोन कशेरू धमन्या (उजवी व डावी) अशा चार धमन्यांद्वारे होतो. प्रत्येक करोटीय धमनी कवटीच्या शंखास्थीमधील (कानशिलाकडची अस्थी) करोटीय नलिकेतून कवटीमध्ये शिरते. त्यानंतर ही धमनी मेंदूच्या तळाशी दोन शाखांमध्ये विभागली जाते. या धमन्यांद्वारे कान, डोळा, पियुषिका ग्रंथी, तसेच प्रमस्तिष्क गोलार्धांना रक्त पुरविले जाते. या धमन्या पाच सेकंद बंद पडल्यास बेशुद्धी येते आणि वीस सेकंद बंद पडल्यास चेतासंस्थेचे गंभीर विकार होऊ शकतात.

उजव्या व डाव्या कशेरू धमन्या या उजव्या व डाव्या अधोजत्रुक (गळ्याच्या हाडाखालील) धमन्यांपासून निघतात, कवटीच्या तळाशी असलेल्या बृहत्‌ रंध्रातून कवटीत शिरतात. तेथून एक उजवीकडे व एक डावीकडे अशा दोन शाखा निघतात. पुढे या शाखा एकत्र येऊन तल धमनी बनते. तल धमनीपासून अनेक शाखा निघून अनुमस्तिष्क, मस्तिष्क पुच्छ, अनुमस्तिष्क सेतू आणि प्रमस्तिष्क यांना रक्त पुरविले जाते.

दोन करोटीय धमन्या आणि दोन कशेरू धमन्या या चार धमन्या मेंदूच्या तळाशी जोडल्या जाऊन एक वलय झालेले असते, त्याला ‘विलीस वलय’ म्हणतात. मानवी शरीरात धमनी-धमनी, शीर-शीर यांचे विलिस वलयासारखे जोड किंवा संमीलने दिसून येतात. या जोडांचे उद्दिष्ट एकाच ऊतीला एकापेक्षा अधिक मार्गांनी रक्तपुरवठा करणे हे असते. या अतिरिक्ततेमुळे एखादा मार्ग बंद झाल्यास दुसरा मार्ग उपलब्ध होतो. त्यामुळे रक्तपुरवठा खंडित होत नाही.

मेंदूमध्ये धमन्यांच्या जाळ्याप्रमाणे शीरांचेही जाळे असते. मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागातील ऑक्सिजनविरहीत रक्त शीरांच्या जाळ्यांतून दृढआवरणातील शीरानालांमध्ये वाहून नेले जाते आणि या नालांतून आंतरिक शीरांमार्फत कवटीबाहेर नेले जाते.

मेंदूमध्ये मोठ्या धमन्यांकडून आलेले रक्त केशवाहिन्यांकडे येते. परंतु मेंदूतील केशवाहिन्यांच्या भित्तिकेतील पेशी एकमेकांना घट्ट चिकटून असल्यामुळे जीवाणूंसारखे सूक्ष्मजीव आणि मोठ्या आकाराचे रेणू अडवले जाऊन मस्तिष्कमेरु द्रवात मिसळू शकत नाही. या संरचनेला मस्तिष्क रक्त रोध म्हणतात. या संरचनेतून ऑक्सिजन व कार्बन डायऑक्साइड हे वायू, पाणी, ग्लुकोजचे रेणू आरपार जातात. मस्तिष्क रक्त रोधामुळे मेंदूला रक्तातील पोषक घटकांचा पुरवठा होतो. त्याचबरोबर मेंदूचे अनेक संक्रामणांपासून रक्षण होते.

मेंदूचे कार्य : मेंदूद्वारे शरीराच्या सर्व हालचाली घडून येतात आणि नियंत्रित होतात. जसे चालणे, बोलणे आणि हातपायांच्या हालचाली. हालचालींसाठी मेंदूपासून चेतापेशींमार्फत निघालेले आवेग हालचालींवर नियंत्रण ठेवणाऱ्या प्रेरक चेताकडे वाहून नेले जातात. तसेच डोळे, तोंड, चेहरा यांच्या हालचाली थेट मेंदूपासून निघालेल्या कर्पर चेता नियंत्रित करतात. प्रेरक बाह्यांग शरीराच्या सर्व हालचालींचे उगमकेंद्र असून त्यात शरीराच्या वेगवेगळ्या अवयवांच्या हालचालींची क्षेत्रे असतात. प्रेरक बाह्यांगापासून निघालेले आवेग बाह्यांग मेरु चेता मार्गातून मस्तिष्क पुच्छात येतात. हे आवेग एका चेतापेशीकडून दुसऱ्या चेतापेशीकडे विद्युत संदेशाच्या स्वरूपात जातात. मस्तिष्क पुच्छातील चेतापेशींपासून मेरुरज्जूतील प्रेरक चेतापेशींद्वारे आवेग स्नायूंपर्यंत येतात. प्रेरक चेतापेशी आणि स्नायूतंतू यांच्या संपर्कस्थानी चेतापेशी ॲसिटिलकोलीन हे रसायन स्रवते. त्याद्वारे आवेग स्नायूतंतूंकडे पोहोचतात आणि स्नायूंचे आकुंचन घडवून आणतात. या आकुंचनाच्या परिणामी शरीराच्या हालचाली घडतात (पहा : कु.वि. भाग – २ चेतासंस्था). अनुमस्तिष्क आणि तल गंडिका स्नायूंच्या गुंतागुंतीच्या हालचालींमध्ये समन्वय राखतात.

संवेदी चेतासंस्था ही चेतासंस्थेचा एक भाग असून तिच्याद्वारे संवेदी माहितीचे ग्रहण आणि संस्करण केले जाते. ही माहिती कर्पर चेतांमधून तसेच मेरुरज्जूच्या चेता मार्गामधून येते. दृष्टी, गंध, श्रवण, स्पर्श, रुची आणि तोल असे खास संवेद ओळखण्याचे आणि त्यांपासून मिळालेल्या माहितीच्या संस्करणाचे कार्य मेंदू करतो.

शरीराच्या निरनिराळ्या भागांपासून येणाऱ्या संवेदनांची क्षेत्रे संवेदी बाह्यांगात असतात. संवेदी बाह्यांगाचे एक क्षेत्र कायासंवेदी बाह्यांग असते. त्वचेतील संवेदी ग्राही पेशींद्वारे स्पर्श, दाब, वेदना, कंपने, तापमान यांच्या संवेदनांचे रूपांतर चेता संदेशात केले जाते आणि ते संदेश मेरुरज्जूतील चेतापेशींद्वारे कायासंवेदी बाह्यांगाकडे नेले जातात. तसेच सांध्यांच्या स्थितीबद्दलची माहिती सांध्यांपासून या बाह्यांगाकडे पोहोचते. सूक्ष्म/हळूवार स्पर्श, कंपने, सांध्यांची स्थिती यांसंबंधी माहिती वाहून नेण्यासाठी खास संवेदी मार्ग असतो. आणखी एका वेगळ्या मार्गाद्वारे वेदना, तापमान, स्थूल/जोरदार स्पर्श यांबाबतची माहिती वाहून नेली जाते.

डोळ्यांतील दृष्टीपटलावर प्रकाश पडणे हा दृष्टी ज्ञानाचा पहिला टप्पा असतो. दृष्टीपटलातील प्रकाशग्राही पेशी प्रकाशीय संवेदांचे रूपांतर विद्युत चेता संदेशात करतात. हे संदेश दृष्टीपटलाला जोडलेल्या दृष्टीचेताद्वारे पश्चकरोटी पालीतील दृक्‌ बाह्यांगाकडे पाठवितात.

ऐकणे आणि शरीराचा तोल सांभाळणे या क्रियांची सुरुवात आंतरकर्णापासून होते. तोल सांभाळताना आंतरकर्णातील अंतर्लसीका द्रवाची हालचाल होते, तर आवाजामुळे अस्थिकेद्वारे कंपने निर्माण होतात. त्यामुळे चेता संदेश निर्माण होतात आणि ते श्रवण-प्रघाण चेताद्वारे श्रवण बाह्यांगाकडे वाहून नेले जातात.

गंधाची जाणीव नासा गुहिकेतील ग्राही पेशींद्वारे होते. ही माहिती घ्राण चेताद्वारे घ्राण कंदाकडे आणि तेथून घ्राण बाह्यांगाकडे नेली जाते. रुचीची जाणीव जीभेच्या ग्राही पेशींपासून होते. ही माहिती आननी चेता आणि जिव्हाग्रसनी चेता यांच्याद्वारे मस्तिष्क स्तंभाकडे जाते. तेथून ती चेतकामार्फत रुची बाह्यांगाकडे  पोहोचते.

नियमन : शरीरातील अनेक क्रियांच्या नियमनाचे कार्य मेंदू करतो. यांत शरीर समस्थितीत ठेवणे म्हणजे शरीराचे तापमान, पेशीविद्राव्य द्रवाचा सामू व रक्तातील शर्करा यांचे प्रमाण आवश्यक तेवढे ठेवणे, हृदयाच्या ठोक्यांचा दर तसेच रक्तदाब नियंत्रित ठेवणे, श्वसनाचा दर नियंत्रित राखणे अशा बाबींचा समावेश होतो. रक्तदाब आणि हृदयाच्या ठोक्यांचा दर मस्त‍िष्क पुच्छेतील वाहिनीप्रेरक केंद्राद्वारे नियंत्रित होतो. भ्रमण चेतामार्फत अनुकंपी चेतासंस्था आणि परानुकंपी चेतासंस्था यांना प्रभावित करून हे साधले जाते. करोटिय सुषीमधल्या रक्तदाबाची माहिती करोटिय धमनीजवळ असलेल्या दाबग्राही पेशींपासून निर्माण होते आणि तीही एका चेतेद्वारे मेंदूकडे पोहोचते. तसेच महाधमनी चापामध्ये (एओर्टिक आर्क) असलेल्या दाबग्राही पेशींना रक्तदाबाची माहिती होते आणि भ्रमण चेतेच्या अभिवाही तंतूमधून मेंदूकडे पोहोचते. ही माहिती मस्त‍िष्क पुच्छेतील एकाकी केंद्रकाकडे येते. एकाकी केंद्रकामध्ये आननी चेता, जिव्हाग्रसनी चेता व भ्रमणचेता यांचे चेतातंतू एकत्र आलेले असतात. तसेच ते केंद्रक जालीय रचना, परानुकंपी चेतासंस्था, चेतक, अधश्चेतक यांच्याशी जोडलेले असते. एकाकी केंद्रकाकडून निघालेले संदेश वाहिनीप्रेरक केंद्रकाला प्रभावित करतात आणि त्याद्वारे शीरा व धमन्या यांचे आवश्यक तेवढे आकुंचन होते.

हृदयस्पंदनाचा दर मुख्यत : मस्तिष्क पुच्छ आणि अनुमस्तिष्क सेतू यांत असलेल्या श्वसन केंद्राद्वारे नियमित होतो. मेंदूमध्ये अशी चार श्वसन केंद्रे असतात आणि ती मिळून श्वसन क्रिया नियंत्रित करतात. या श्वसन केंद्रापासून प्रेरक संदेश उत्पन्न होतात आणि मेरुरज्जूमार्गे मध्यपटल चेताद्वारे मध्यपटलाकडे व श्वसनसंस्थेच्या स्नायूंकडे येतात. मध्यपटल चेता ही मिश्र चेता असल्यामुळे ती संवेदी माहिती केंद्रकांकडे उलट वाहून नेते. मस्त‍िष्क पुच्छेत असलेल्या एका श्वसन केंद्राकडून हवा आत घेण्याच्या सूचना मिळतात आणि शरीराकडून संवेदी माहिती थेट श्वसन केंद्राकडे येते. मस्त‍िष्क पुच्छेतील दुसऱ्या श्वसन केंद्राकडून संदेश आल्यानंतर शरीराबाहेर हवा टाकली जाते. रक्तातील ऑक्सिजन, कार्बन डायऑक्साइड, सामू यासंबंधीची माहिती धमन्यांच्या भित्तिकांवर असलेल्या विशिष्ट ग्राही पेशींकडून निर्माण होते. ही माहिती भ्रमण चेता व जिव्हाग्रसनी चेता यांच्याद्वारे श्वसन केंद्राकडे पोहोचते. कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वाढल्यास, सामू आम्लीय झाल्यास, तसेच ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी झाल्यास श्वसन केंद्रे उद्दीपित होतात.

अधश्चेतक ग्रंथीद्वारे शरीराची अनेक महत्त्वाची कार्ये नियमित होतात. उदा., अंत:स्रावी ग्रंथींद्वारे संप्रेरके स्रवणे, शरीराचे दैनिक आवर्तन, स्वायत्त चेतासंस्थेचे नियंत्रण, झोप, भूक लागणे इ. यांखेरीज ही ग्रंथी ऑक्सिटोसीन, वेसोप्रेसीन ही संप्रेरके, डोपामाइन चेतापारेषक यांच्याद्वारे पियुषिका ग्रंथीचे नियंत्रण करते.  तसेच रक्तदाब, हृदयस्पंदनाचा दर, श्वसन, घाम येणे, समस्थिती अशा क्रियांच्या नियमनात ती सहभागी असते. प्रतिक्षम संस्था उद्दीपित होते तेव्हा ही ग्रंथी तापासारखी स्थिती निर्माण करते. रक्तदाब कमी होतो तेव्हा वृक्काद्वारे रेनीन हे विकर स्रवले जाऊन अधश्चेतक ग्रंथी उद्दीपित झाल्यामुळे तहान लागते.

भाषा : भाषेसंबंधी प्रक्रियांची बहुतेक कार्ये प्रमस्तिष्क बाह्यांगात होतात. बाह्यांगाच्या साहचर्य क्षेत्रातील दोन क्षेत्रे, व्हर्निके क्षेत्र आणि ब्रॉका क्षेत्र मानवाच्या भाषेकरिता महत्त्वाची असतात. व्हर्निके क्षेत्र हे नाव कार्ल व्हर्निर्के या जर्मन वैज्ञानिकाच्या नावावरून, तर ब्रॉका क्षेत्र हे पी. पी. ब्रॉका या फ्रेंच वैज्ञानिकाच्या नावावरून पडले आहे. सु. ९७% व्यक्तींमध्ये ही केंद्रे प्रमस्तिष्काच्या डाव्या गोलार्धात आणि उरलेल्या ३% व्यक्तींमध्ये ती दोन्ही गोलार्धात असतात. आपण जेव्हा शब्द ऐकतो तेव्हा कानावर पडलेल्या ध्वनितरंगांचा अर्थबोध व्हर्निके क्षेत्र करते. जेव्हा शब्द वाचला जातो तेव्हा प्रमस्तिष्कावरील संवेलक दृश्य प्रतिमेचा संबंध योग्य ध्वनितरंगांशी जोडतो आणि त्याचे व्हर्निके क्षेत्र अर्थबोध करते. ब्रॉका क्षेत्र शब्दाच्या उच्चारांसाठी लागणाऱ्या स्नायूंना सूचना देते. या सूचना प्रेरक क्षेत्रात जातात व तेथून संबंधित स्नायूंना हालचालीचे संदेश मिळतात.

मेंदूच्या प्रत्येक गोलार्धाची शरीराच्या अर्ध्या भागाबरोबर आंतरक्रिया होत असते. उदा., मेंदूचा डावा भाग शरीराची उजवी बाजू, तर मेंदूचा उजवा भाग शरीराची डावी बाजू नियंत्रित करतो. मेंदूकडून मेरुरज्जूकडे निघालेल्या प्रेरक चेता आणि मेरुरज्जूकडून मेंदूकडे येणाऱ्या संवेदी चेता मस्तिष्क स्तंभामध्ये एकमेकांना ओलांडून बाजू बदलतात. दोन्ही डोळ्यांपासून आलेल्या नेत्र चेता या नेत्रचेताफुली बिंदूत एकत्र येतात आणि तेथे दोन्ही चेता अर्ध्यात विभागल्या जाऊन आणि प्रत्येकीचा अर्धा भाग दुसरीच्या अर्ध्या भागाला मिळतो. डोळ्यांच्या डाव्या अर्ध्या भागातील चेता मेंदूच्या डाव्या भागाकडे आणि उजव्या अर्ध्या भागातील चेता मेंदूच्या उजव्या भागाकडे जातात. दृष्टीच्या क्षेत्रातील डाव्या (उजव्या) भागाची प्रतिमा दृष्टीपटलाच्या उजव्या (डाव्या) भागात पडतात. परिणामी दृष्टीक्षेत्राच्या डाव्या बाजूकडून येणारे दृष्टी-आदान मेंदूच्या उजव्या भागावर पडतात आणि उजव्या बाजूकडून येणारे दृष्टी-आदान मेंदूच्या डाव्या भागावर पडतात. अशा प्रकारे उजव्या मेंदूला शरीराच्या डाव्या बाजूकडील संवेदांची, तर डाव्या मेंदूला शरीराच्या उजव्या बाजूकडील संवेदांची माहिती मिळते. मेंदूची डावी आणि उजवी बाजू समान असली, तरी त्यांची कार्ये समान नसतात. जसे, डावी ललाटपाली भाषेसाठी महत्त्वाची असते. या भागातील भाषासंबंधित क्षेत्राची हानी झाली तर भाषा समजणे तसेच बोलणे शक्य होत नाही. मात्र उजव्या गोलार्धात तशाच क्षेत्राची हानी झाली तर भाषेचा वापर करताना किरकोळ दोष निर्माण होतात.

भावना : मेंदूतील अनेक क्षेत्रे भावनांशी संबंधित असतात. त्याकरिता लिंबिक संस्थेतील बदामी केंद्रक (अमिग्डॅला), अश्वमीन, चेतक आणि अधश्चेतक इ. भाग मिळून कार्य करतात. भीती, राग आणि प्रेम या भावनांची क्षेत्रे याच भागात असतात. मेंदू त्याच्याकडे आलेले आनंददायी किंवा भीतिदायक संदेश वेगवेगळे करतो. बदामी केंद्रक हे मेंदूला रक्षण किंवा धोका यांची जाणीव करते. ते धोक्याचे कोणतेही लक्षण पटकन ओळखते. बदामी केंद्रक हे अश्वमीनाच्या वरती असते. अश्वमीन भागात भावनिक स्मृती साठविल्या जातात. समोर आलेल्या परिस्थितीला सामोरे जाणे, ती परिस्थिती टाळणे किंवा परिस्थितीशी सामना करणे हा भावनांचा हेतू असतो. लहान बालकांमध्ये भावनांचे नियंत्रण करण्याची क्षमता विकसित झालेली नसते; म्हणून तीव्र भावनांच्या प्रतिक्रिया तत्काळ असतात.

स्मृती : स्मृतीला मेंदूची माहिती संस्करण प्रणाली म्हणता येईल. तिच्याद्वारे माहितीचे संकेतन होते, ती साठविली जाते आणि गरज असते तेव्हा पुन्हा वापरली जाते. स्मृती अनुभवांसाठी महत्त्वाची असते. या प्रणालीचे कार्य प्रकट आणि अप्रकट दोन पद्धतीने होते आणि त्यात संवेदी, अल्पकालिक (कार्यचालक) आणि दीर्घकालिक या तीन प्रकारच्या स्मृतींचा समावेश होतो. संवेदी स्मृतीमध्ये संवेदकांकडून आलेली माहिती अगदी थोड्या अवधीसाठी (एक सेकंद वा त्यापेक्षा कमी) साठवून ठेवली जाते. ही स्मृती दृक, श्राव्य आणि स्पर्श या प्रकारची असू शकते. एखाद्या वस्तूच्या केवळ एका सेकंदभराच्या निरीक्षणानंतर ती कशी दिसते, हे आठवणे संवेदी स्मृतीचे उदाहरण म्हणता येईल. अशा माहितीचे प्रकट अथवा अप्रकट कार्यासाठी संकेतन, तसेच दीर्घकालिक स्मृतीमध्ये आधीच साठलेली माहितीचा पुनर्वापर कार्यचालक स्मृतीद्वारे केला जातो. अल्पकालिक स्मृतीची क्षमता मर्यादित असते व तिच्यामुळे काही सेकंदापासून एका मिनिटापर्यंतच्या गोष्टी आपल्या लक्षात राहतात. अल्पकालिक स्मृती ललाटपाली आणि पार्श्विका पाली या क्षेत्रांशी संबंधित असते.

दीर्घकालिक स्मृती अमर्यादित काळासाठी, पूर्ण आयुष्यभरही टिकून राहतात. दीर्घकालिक स्मृती अर्थबोधनामुळे बनतात आणि त्यांची क्षमता अमर्याद असते. उदा., एखादा यादृच्छिक सात अंकी दूरध्वनी क्रमांक काही सेकंदच स्मरणात राहू शकतो. मात्र, वारंवार वापरामुळे किंवा पाठांतरामुळे अनेकदा काही दूरध्वनी क्रमांक दीर्घकाळ लक्षात राहतात. दीर्घकालिक स्मृतीमुळे मेंदूभर पसरलेल्या चेतांमध्ये संरचनात्मक बदल होतो. तसेच संपर्कस्थानामध्येही कायमचे बदल होत असतात. अल्पकालिक स्मृतींचे दृढीकरण दीर्घकालिक स्मृतीमध्ये होण्याकरिता अश्वमीन आवश्यक असतो, जो लिंबिक संस्थेचा एक भाग असतो. दीर्घकालिक स्मृती मेंदूच्या कोणत्याही एका ठराविक भागात साठविल्या जात नाहीत. त्यांची मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागात विभागणी होऊन साठवण होते.

दीर्घकालिक स्मृतीची प्रकट आणि अप्रकट अशी विभागणी केली जाते. प्रकट स्मृतींमध्ये तथ्ये, प्रसंग व घटना यांच्या स्मृती असतात आणि जाणीवपूर्वक त्यांची आठवण काढता येते. या स्मृतींची माहिती पद्धतशीर साठविलेली असते. अव्यक्त स्मृती एखाद्या कौशल्याच्या (उदा., सायकल चालवणे, पोहणे इ.) किंवा एखाद्या कृतींच्या कार्यावलींच्या असतात. त्या सहजपणे आठवतात. त्या शरीराच्या आपोआप घडणाऱ्या संवेदीप्रेरक क्रियांच्या बनलेल्या असतात आणि इतक्या खोलवर रुजलेल्या असतात की आपल्याला त्यांची जाणीव होत नाही. या स्मृती सराव आणि पुनरावृत्ती यामुळे बळकट होतात.

अनुभव, विचार, संवेदना यांच्याद्वारा ज्ञान व आकलन प्राप्त करण्याच्या मानसिक प्रक्रियेला ‘बोधन’ म्हणतात. ही बोधन प्रक्रिया ज्ञान, अवधान, दीर्घकालिक व अल्पकालिक स्मृती, अंदाज आणि मूल्यमापन, युक्तिवाद आणि संगणन, समस्या उकल आणि निर्णयन, आकलन आणि भाषा अशा विविध प्रक्रियांचा संच असतो. या प्रक्रियेत वर्तमान ज्ञान वापरले जाऊन नवीन ज्ञाननिर्मिती होते. वरील सर्व प्रक्रियांसाठी ललाटपूर्व बाह्यांग महत्त्वपूर्ण कार्य करते.

शरीराने वापरलेल्या एकूण ऊर्जेपैकी सु. २०% ऊर्जा मेंदू वापरतो. कोणत्याही अन्य इंद्रियापेक्षा ही ऊर्जा अधिक असते. चेतापेशी सामान्यपणे ग्लुकोज चयापचयातून ऊर्जा मिळवितात. मात्र अतिश्रम, उपवास अशा कारणांमुळे रक्तातील ग्लुकोजचे प्रमाण कमी झाल्यास चेतापेशी कीटोन रेणूंपासून ऊर्जा मिळवितात. श्रमाचे काम करताना चेतापेशींना लॅक्टोजमधून ऊर्जा मिळते. तसेच मेंदूमध्ये ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात ग्लुकोज थोड्या प्रमाणात असते. मधुमेही रुग्णांमध्ये रक्तशर्करान्यूनता (ग्लुकोज कमी होण्याची क्रिया) झाल्यास मेंदूला पुरेसे ग्लुकोज उपलब्ध होत नाही. अशी स्थिती त्या व्यक्तीसाठी घातक ठरू शकते.

मानवी मेंदूची क्षमता सर्वसाधारण आघात शोषण्याएवढी सक्षम  असते. पण डोक्यावर पडणे, आघातामुळे मेंदूत झालेला रक्तस्राव, विषाणूजन्य आजार, मेंदूआवरणदाह (मेनेंजायटिस), कर्करोग, आनुवंशिक विकार, चेतांचे आजार, चेतापेशींचा परस्पराशी संपर्क खंडित होणे यामुळे मेंदूच्या कार्यांत गंभीर परिणाम होतात. मेंदूचा रक्तपुरवठा काही सेकंद खंडित झाल्यास मेंदूचा काही भाग पुरेसा ऑक्सिजन न मिळाल्याने मृत होतो. तसेच त्या भागाच्या कार्यात अपरिवर्तनीय बदल होतात. पाण्यात बुडणे, गुदमरणे, हवाविरहीत खोलीत अधिक वेळ काढणे अशामुळे झालेले मृत्यू मेंदू मृत झाल्याने होतात.

विद्युत्‌ मस्तिष्कालेख (इलेक्ट्रोएनसिफॅलोग्राफी – इईजी) पद्धतीने चेतापेशीमधील विद्युत्‌ भाराचा आलेख बाह्य इलेक्ट्रोडच्या साहाय्याने मिळवितात. सन १९२४ मध्ये हॅन्स बर्गर या वैज्ञानिकाने सर्वप्रथम विद्युत्‌ मस्तिष्कालेख हे तंत्र विकसित केले. मेंदूचे कार्य सुरळीत चालले आहे किंवा नाही हे पाहण्यासाठी हे तंत्र वापरले जाते. विद्युत्‌ मस्तिष्कालेख काढण्यासाठी २०-३० मिनिटे पुरेशी असतात. डोक्याच्या त्वचेवर विशिष्ट ठिकाणी चकतीच्या आकाराचे इलेक्ट्रोड लावून विद्युत्‌ विभव आलेख काढला जातो. झोप व जागेपणा, निद्रानाश, अपस्मार, मानसिक आजारामुळे येणारे झटके, बेशुद्धी, तीव्र अर्धशिशी, शरीराची हालचाल एकाएकी थांबणे, उन्माद, मृत मेंदू यांच्या निदानासाठी विद्युत्‌ मस्तिष्कालेख तंत्र वापरले जाते. आधुनिक निदान तंत्रामध्ये चुंबकीय अनुस्पंद प्रतिमा (पहा : कु.वि. भाग – १ एमआरआय), पॉझिट्रॉन प्रतिमा (पॉझिट्रॉन इमेजिंग), संगणकीय प्रतिमानिर्मिती इ. तंत्राने मेंदूतील रक्तवाहिन्या, गाठी, रक्तपुरवठा, रक्तस्राव, अपघातामुळे झालेली इजा, पक्षाघात, कर्करोगाच्या गाठी यांचे निदान करून शस्त्रक्रिया किंवा योग्य उपचार करता येतात.

एमआरआयसारख्या आधुनिक प्रतिमाग्रहण तंत्रामुळे मेंदूचे एखादे कार्य चालू असताना मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागात काय घडते आहे, हे तपासणे शक्य झाले आहे. मेंदूच्या निरनिराळ्या भागांतील, विशेषकरून प्रमस्तिष्क बाह्यांगातील विद्युत्‌ कलापांची नोंद आणि मापन विद्युत्‌ शरीरशास्त्राद्वारे होते. मेंदूच्या कोणत्या भागास इजा झाल्याने कोणत्या कार्यावर परिणाम झाला आहे, याचाही सखोल अभ्यास मेंदूचे शल्यविशारद करतात. मज्जावैज्ञानिक इतर शाखांतील संशोधकांबरोबर मेंदूचे कार्य कसे घडते ते जाणून घेण्याचा प्रयत्न करीत असतात. मेंदूचे कार्य कसे चालते, त्याची वाढ कशी होते यावर खूप संशोधन झाले असूनही मेंदूचे कार्य अजूनही पूर्णपणे उमगलेले नाही.