CNS

The Brain and Cranial Nerves

• Central Nervous System (CNS)
• Brain and spinal cord
• Peripheral Nervous System (PNS)

All nervous system structures outside of the CNS

• Somatic (SNS); Sensory, Motor
• Autonomic (ANS) nervous systems; Sensory, Motor
• Sympathetic
• Parasympathetic
• Enteric nervous system (ENS)

Functions of the Nervous System

• Sensory receptors and sensory nerves
• Carry information into brain and spinal cord
• Integration: information processing
• Perception = awareness of sensory input
• Analyzing and storing information to help lead

to appropriate responses

• Motor activity: efferent nerves

The major parts of the adult brain are shown here

The

cranial meninges

are continuous with the

spinal meninges and mirror their structure

and function –they also bear the

same names:

- a tough outer

dura mater

- a spidery

arachnoid

mater

- and a thin,

delicate

pia

mater

In the brain,

extensions of the dura mate

r

form hard, non-compliant membranes that

divide the intracranial vault in various ways:

- The 3 important dural extensions are the

falx

cerebri,

the

falx cerebelli,

and the

tentorium

cerebelli.

• The

falx cerebri

is a strong sickle-shaped fold of dura

mater which descends vertically in the longitudinal

fissure and separates the two cerebral hemispheres.

• The

falx cerebelli

is a

small triangular

process that separates

the two cerebellar

hemispheres.

Brain Blood Flow

Anteriorly, the

internal carotid arteries

supply

blood to the brain; the posterior blood supply is

via the

vertebral arteries.

• The internal

jugular veins

are

the venous return

• The vascular endothelium around brain

capillaries differs from most other organs of the
body in that it forms

tight junctions

with the end-

feet of nearby astrocytes.

- As a result of this unusual architecture, a

blood brain

barrier (BBB)

is formed.

Production and Flow of CSF

• Cerebral spinal fluid

is a clear fluid that circulates

through the internal cavities in the brain and spinal

cord and also flows over and around the brain and cord

in the subarachnoid space. The brain "floats" in it.

CSF absorbs shock and protects the brain and the cord.

It also helps transport nutrients and wastes between

blood and nervous tissues.

Production and Flow of CSF

The Irrigation System of the fluid filled brain showing the circulating CSF.

Parts of the Brain

The Brain Stem

• The brain stem is superior to, but continuous

with, the spinal cord.

The Medulla Oblongata

•  

The Medulla Oblongata

• It has two

pyramids

formed by the largest motor

tracts in the body. Axons from the left pyramid
cross over to the right and axons on the right
cross over to

the left

(decussation of

pyramids)

The Medulla Oblongata

• Vital functional centers

regulated by the medulla

include:

- The

cardiovascular center –

controls the rate and force of

heartbeat, and the diameter of blood vessels

- The

respiratory rhythmicity center –

controls the rate and

rhythm of breathing

- The

vomiting, coughing, and sneezing centers

• The nuclei associated with 5 of the 12 cranial nerves

originates in the medulla (CN VIII –XII).

The Pons

The

pons

lies directly above the medulla and

anterior to the cerebellum. Together with the

medulla, areas in the pons help control breathing.

The pons contains the

Nuclei of CN: V - VIII

The Midbrain

The

midbrain

extends from the pons to the

diencephalon. Contain axons of the corticospinal,

corticobulbar, and corticopontine tracts which conduct

nerve impulses from motor areas in the cerebral cortex

to the spinal cord, medulla, and pons, respectively.

It is the origin of cranial nerves III and IV.

The Midbrain

• The midbrain contains several other nuclei,

including

substantia nigra

.

loss of these neurons

is associated with

Parkinson disease

.

• The red nucleus helps control voluntary

movements of the limbs.

• The brain stem consists of a netlike arrangement

of neurons & axons known as the

reticular

formation and reticular activating system (RAS).

• The RAS functions to maintain consciousness

• The cerebellum regulates

posture, equilibrium, and

balance

.

• The thalamus functions as a relay station for all

sensory impulses to the cerebral cortex (except smell,
which belong to the hypothalamus). Pain, temp, touch,
and pressure are all relayed to the thalamus en route
to the higher centers of the cerebral cortex.
Epithalamus It consists of the pineal gland (secretes
melatonin)

• The

hypothalamus

controls many homeostatic

functions:

- It controls the Autonomic Nervous System

(ANS).

- It coordinates between

NS and endocrine systems.

- It controls

body temperature

(measured by blood

flowing through it).

- It regulates

hunger/thirst

and feelings of satiety.

- It assists with the

internal

circadian

clock

by

regulating biological activity.

The Cerebrum

• The

cerebral cortex

is the “

seat of our intelligence”

–it’

s

because of neurons in the cortex that we are able to

read, write, speak, remember, and plan our life. The

cerebrum consists of an outer cerebral cortex, an

internal region of cerebral white matter, and gray

matter nuclei deep within the white matter.

Hemispheric Lateralization

v

In most people, the

left hemisphere

is more important for

reasoning, numerical and scientific skills, spoken and written

language, and the ability to use and understand sign language.

v

Conversely, the

right hemisphere

is more specialized for

musical and artistic awareness; spatial and pattern perception;

recognition of faces and emotional content of language;

discrimination of different smells; and generating mental

images of sight, sound, touch, and taste.

Functional parts of Brain

Functional parts of Brain

FRONTAL LOBE

Located in front of the central sulcus.
Concerned with reasoning, planning, parts of speech

and movement (motor cortex), emotions, and problem
-solving.
PARIETAL LOBE

Located behind the central sulcus.
Concerned with perception of stimuli related to touch,

pressure, temperature and pain.

Functional parts of Brain

TEMPORAL LOBE

Located below the lateral fissure.
Concerned with perception and recognition of

auditory stimuli (hearing) and memory.
OCCIPITAL LOBE

Located at the back of the brain, behind the parietal

lobe and temporal lobe.

Concerned with many aspects of vision

Motor pathway

Brain Waves

Electroencephalogram

(EEG)

Spinal and cranial nerves are compared in this table.

Spinal

Cranial

Designation

C1-8, T1-12, L1-5, S1-5,

Co1

Roman Numerals

I –XII

Number

31 pairs

12 pairs

Origin

Spinal cord

Brain

Number of roots

2 - a dorsal and a ventral

root

Single root

Contents

Mixed

Most mixed; some

sensory only

Target

Limbs/Trunk

All in the Head/Neck

(vagus n leaves)

Cranial Nerves

• CN I

is the

olfactory nerve
(sense of smell).

Cranial Nerves

• CN II

is the optic

nerve (sense of
sight).

Cranial Nerves

• CN III, IV,

and

VI

innervate the extraocular

muscles that allow us to move our eyes.

- CN III also supplies motor input to our eyelid

muscles and facilitates pupillary constriction.

Cranial Nerves

• CN V

is the trigeminal nerve (the major sensory

nerve of the face).

- It has three large branches, each of

which supplies an area of the face:

•ophthalmic
•maxillary
•mandibular

Cranial Nerves

• CN VII

is the facial nerve. It has 5 large somatic

branches which innervate the muscle of

facial expression. It also carries some

taste sensations

(anterior 2/3 of tongue).

- Paralysis of CN VII is called Bell’

s Palsy and leads

to loss of ability to close the eyes and impairment of
taste and salivation.

Cranial Nerves

• CN VIII

is the vestibulocochlear nerve. From

the inner ear, the vestibular component carries
information on balance, while the cochlear
component enables hearing.

- Damage of CN VIII causes vertigo, ringing in the

ears, and/or deafness.

Cranial Nerves

• CN IX

is the glossopharyngeal nerve. This nerve

carries some taste sensations as well as ANS
impulses to salivary glands and the
mechanoreceptors of the carotid body and
carotid sinus (senses changes in BP).

Cranial Nerves

• CN X

is the vagus nerve (“

the wanderer”

),

which carries most of the parasympathetic
motor efferents to the organs of the thorax and
abdomen.

Cranial Nerves

• CN XI

is the spinal accessory nerve. This nerve

supplies somatic motor innervation to the
Trapezius and Sternocleidomastoid muscles.

Cranial Nerves

• CN XII

is the Hypoglossal nerve. This is a very

large nerve (a lot of resources) to be devoted
solely to the tongue –it takes a lot more
coordination than you might guess to chew,
talk, and swallow without injuring our tongue.

Thanks