Latin शब्द cerebullum का अर्थ होता है, little brain। यह नाम इसे cerebrum (जिसका अर्थ है, large brain ) से अलग दिखाने के लिये दिया गया था, क्योंकि दिखने में cerebellum, cerebrum की अपेक्षा छोटा एवं कम महत्व का प्रतीत होता है। वास्तव में cerebellum का कुल वजन पूरे brain के वजन का 10 प्रतिशत मात्र होता है।
तुम यह जानते ही होगे कि cerebellum का मुख्य कार्य विभिन्न motor activities का co-ordination है। यदि किसी को अनेकों लोगों से co-ordinate करना है तब उसे लगातार सबके सम्पर्क में रहना हेागा। इसीलिये cerebellum भी CNS के विभिन्न भागों से असंख्य neurons के माध्यम से जुड़ा रहता है। वास्तव में brain में उपस्थित कुल neurons के आधे तो cerebellum में ही मिलते हैं। क्या तुम यह अनुमान लगा सकते हो कि इनसे किन प्रकार के neurons की संख्या अधिक होती होगी, CNS के विभिन्न भागों से cerebellum में आने वाले neurons (cerebellar afferents) की अथवा cerebellum से अन्य भागों में जाने वाले neurons (cerebellar efferents) की? वास्तव में cerebellar afferents की संख्या efferents की अपेक्षा 40 गुना तक अधिक होती है। यह तथ्य cerebellum की co-ordinating capacity का अनुमान भी दिलाता है।
जरा सोचो, cerebellum का आकार तो brain का 10% मात्र होता है, फिर brain के 50% से अधिक neurons इसमें किस प्रकार समा पायेंगे? इसीलिये cerebellum की सतह अनेक folds बना लेती है, जिससे इसका surface area बढ़ जाता है, जहां यह neurons समाहित हो सकें। यह surface folding cerebellum के surface area को cerebrum के surface area के 75 प्रतिशत तक बढ़ा देते हैं।

Morphological features

बाहर से देखने पर तुम cerebellum को किसी गेंद के 3/4 भाग की तरह पाओगे, जिसकी तुलना 3/4 संतरे से भी की जा सकती है। यदि संतरे के छिलके को फैलाकर सीधा करने का प्रयास करो तब उसी प्रकार दिखेगा, जैसा cerebellum के posterior view के चित्र में दिखाया जाता है। Posterior भाग में cerebellum के 2 स्पष्ट भाग दिखते हैं।
Flocculo-nodular lobe या vestibular cerebellum - यह निचला छोटा भाग, मूल रुप से एक मुख्य balancing organ है जो evolution के आरंभ से ही aquatic vertebrates में विकसित होने लगा था। इसीलिये इसे arche अर्थात प्राचीन cerebellum भी कहते हैं।
Corpus cerebellum - यह मुख्य बड़ा भाग भी एक transverse tissue द्वारा 2 lobes में विभाजित रहता है। 1) छोटा anterior lobe जो मनुष्य की अपेक्षा lower mammals में अधिक विकसित रहता है। इसे paleocerebellum (paleo=पुराना) भी कहते हैं। 2) बड़ा posteiror lobe - जो मनुष्यों में अधिक विकसित रहता है। Evolution में सबसे बाद में विकसित होने के कारण neocerebellum (neo=नवीन) भी कहलाता है।
Cerebellum तीन peduncles (stalk या डंठल) के माध्यम से मुख्य brain से जुड़ा रहता है, जिनके द्वारा सभी afferents एवं efferents का आवागमन होता है।
Superior cerebellar peduncle - जो इसे brainstem एवं thalamus से जोड़ता है।
Middle cerebellar peduncle - जो इसे pons से जोड़ता है।
Inferior cerebellar peduncle - जो इसे brain stem एवं spinal cord से जोड़ता है। Posterior new में cerebellum बीच में स्थित vertical strip (vermis) एवं दोनों ओर cerebellar hemispheres में भी बंटा दिखलायी देता है। Midline vermis एवं lateral hemispheres का यह demarcation, cerebellum के functional classification के रुप में अधिक अनुकूल रहता है।

Functional areas of cerebellum

जैसे कि ऊपर कहा जा चुका है कि कार्यरूप में cerebellum अपने morphological lobes से बिल्कुल अलग कार्य करता है।
Midline vermis – यह भाग शरीर की axial muscles (neck, shoulder and hip) की tone एवं co-ordination को नियंत्रित कराता है।
Lateral hemisphere को भी एक imaginary line द्वारा दो भागों में बांटा जा सकता है। i) Medial intermediate line – यह upper एवं lower limb की distal muscles (hands, fingers, feet एवं toes) की tone एवं co-ordination को नियंत्रित करता है। ii) Lateral zone - यह भाग ही cerebral cortex के सीधे सम्पर्क में रह कर एक के बाद एक लगातार होने वाले sequential motor movements की timing, sequencing एवं co-ordination को नियंत्रित करने की महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
Midline vermis and medial intermediate zones परस्पर मिलकर axial skeletal एवं muscles एवं distal limb muscles के movements का co-ordination करते हैं। क्योंकि cerebellum का यह भाग spinal cord से afferent signals लेकर अपने efferent signals से उसी को control करता है। अतः इसे spino-cerebellum भी कहते हैं। Cerebellar hemisphere के lateral zones क्योंकि cerebral cortex के सम्पर्क में रह कर कार्य करते हैं, इसीलिये इस भाग को कार्यरुप से cerebro-cerebellum भी कहते हैं। Flocculo-nodular lobe एवं उससे सम्बद्ध vermis का भाग, medulla एवं vestibular apparatus के साथ मिलकर शरीर के equilibrium को control करते हैं। इसीलिये इस भाग को vestibulo-cerebellum भी कहते हैं।

Cut surface of cerebellum

यदि हम cerebellum के mid-sagittal section को देखें तब इसमें हमे अनेकों शाखओं वाले एक घने वृक्ष के जैसी संरचना दिखेगी, जिसे arborvitae (vital tree व flite) भी कहते हैं। यह आकृति सतह पर स्थित cerebellar cortex की deep infoldings के कारण बनती है। जैसा कि तुम जानते हो कि brain के जिस भाग में neurons की cell bodies (cyton) स्थित हों वह भाग अन्य भागों से गाढ़ा (grey) दिखायी देता है तथा जिस भाग से axons गुजर रहे हों वह हल्का (white) दिखायी देता है। Cerebrum की ही भांति cerebellum में भी grey matter, बाहरी cortex में अतिरिक्त cerebellum के केन्द्रीय भाग (core) में भी कुछ discrede nuclei के रुप में दिखता है। इन्हें deep nuclei of cerebellum कहते हैं। इनमें प्रमुख हैं, i) dentate nuclei - जो सबसे बड़ा एवं प्रमुख है, ii) nucleus globosus एवं nucleum emboliformis - मनुष्यों में यह दोनों परस्पर मिलकर interpositus nucleus बनाते हैं, तथा iii) fastigial nucleus।
यहां ध्यान देने योग्य तथ्य यह भी है कि cerebellum के समस्त efferent neurons, केवल इन्हीं deep nuclei से आरंभ होकर CNS के अन्य विभिन्न भागों तक जाते हैं। यहां तुम यह सोच सकते हो कि यदि सभी efferent neurons के cytons इन deep nuclei में स्थित है तब cerebellar cortex में स्थित cytons, किन neurons के होते होंगे। वास्तव में cerebellar cortex में भी असंख्यों efferent neurons के ही cytons स्थित होते हैं, परन्तु यह neurons केवल deep nuclei तक ही जाते हैं, जहां इनके निर्देशानुसार deep nueclei के neurons CNS के विभिन्न भागों को प्रभावित करते हैं।
इस प्रकार 1st order cerebellar efferents, cerebellar cortex से आरंम्भ होकर deep nuclei तक आते हैं, जहां से 2nd order cerebellum efferents आरंभ होकर CNS के विभिन्न भागों तक पहुँचते हैं। ध्यान रहे, cerebellar cortical efferent केवल deep nuclei तक ही जा सकते हैं, इसके अतिरिक्त और कहीं नही।
परन्तु जैसा कि तुम आगे समझोगे कि flocculomodular lobe के cortical neurons, उपरोक्त चारों deep nuclei में न जाकर medulla में स्थित vestibular apparatus एवं nuclei में पहुँचते हैं, जबकि नियमतः cerebellar cortical neurons केवल cerebellar deep nuclei तक ही जाने चाहिये। इसीलिये, medullary vestibular apparatus को displaced cerebellar nuclei भी माना जाता है।

Neuronal circuit of cerebellum

सभी afferent cerebellar neurons एक विशिष्ट क्रम में cerebellum को उत्तेजित करते हैं। प्रत्येक afferent neuron, cerebellar peduncle से प्रवेश करने के बाद 2 भागो में बंट जाता है। पहला भाग cerebellum के कोई में ही स्थित deep nuclei तक पहुँचता है तथा दूसरा भाग आगे बढ़कर cerebellar cortex में अंत होता है। इस प्रकार सभी afferent deep nuclei एवं cortical neurons दोनों पर signals पहुँचाते हैं।
सभी afferent signals, cerebellar cortex में 2 या 3 भिन्न-भिन्न neurons के द्वारा modify होते हुए cerebellar cortical efferent के द्वारा पुनः deep nuclei में पहुँचायी जाते हैं।
ध्यान रहे, cerebellar afferents तो इन deep cerebellar nuclei तक excitatory inputs पहुँचाते हैं, परन्तु cerebellar cortical efferent neurons मुख्यतः inhibitory inputs ही deep nuclei तक मंगाते हैं। इस प्रकार से cerebellar deep nuclei पहले तो CNS के अन्य भागों द्वारा excite किये जाते हैं परन्तु उसके तुरंत बाद ही उन्हीं excitatory signals की cerebellar cortex में processing के द्वारा cortical efferent neurons द्वारा inhibit कर दिये जाते हैं। पहले excitation एवं उसके बाद inhibition की यह प्रक्रिया feed forward inhibition कहलाती है।
यहां तुम यह सोच सकते हो कि आखिर इस complex प्रक्रिया की आवश्यकता ही क्या है। जरा ध्यान करो, cerebellum किस प्रकार की गतिविधियों के coordination के लिये सर्वाधिक महत्वपूर्ण है। अवश्य ही तुम कहोगे कि fast and rapidly alternatively movements। जरा सोचो, प्यानों पर तेजी से चलती उंगलियाँ या रागों के उतार चढ़ाव में होने वाले vocal cord एवं facial muscles के movements क्या CNS को इतना समय देते हैं कि दो movements के मध्य signals एक लंबे neuronal circuit (cerebral cortex - deep cerebellar nuclei – cerebellar cortex – deep cerebellar nuclei – motor cortex – corticospinal tract-anterior horn cell- muscle contraction) से गुजर कर अगले movement को नियंत्रित कर सके। इसलिये brain में इन rapidly alternating movements के लिये यह व्यवस्था बनायी है। जहां cerebellum प्रत्येक गतिविधि के बीच में ही उसे interpret करे एवं फिर modify कर के आगे बढ़ाये। इसके स्थान पर main circuit से अलग खड़ा रह कर उस कार्य का केवल निरीक्षण करता रहता है कि वह कार्य संतोषजनक रुप से हो पा रहा है अथवा नही।
किसी भी कमी को पाने की स्थिति में cerebellum अगले movement के पूर्व ही muscles को corrective signals भेज देता है कि अमुक movement के समय यह यह सावधानी रखी जाये तथा यह यह परिवर्तन किया जाये। यदि पुनः इसमें कोई कमी मिलती है तब cerebellum भी पुनः पुनः अपने corrective signals अगले movement के पूर्व ही भेजता रहता है। इस प्रकार क्रमशः muscles crebral cortex एवं cerebellum सभी, किसी motor movement को पहले से बेहतर रुप में करने के लिये adapt करते जाते है। (adaptive control – a delayed negative feedback) ।

Functions of cerebellum आओ अब cerebellum की कार्यावली को विस्तार से समझते हैं।

Vestibulo-cerebellum

इनका कार्य शरीर के equilibrium एवं eye movements को control करना है। इसके दो प्रमुख केन्द्र होते हैंः
i) Cerebellar cortex में flocculo-nodular lobe जो midline vermis के nodule एवं lateral floccules से मिलकर बनता है।
ii) Deep nuclei में medullary vestibular apparatus जिन्हें वास्तव में cerebellum का ही displaced nucleus माना जाता है।
इसके दो प्रमुख neuronal connections होते हैं।
i) Vestibulo-cerebellar fibres – जो medillar vestibular apparatus से आरंभ होकर interior cerebellar peduncles के माध्यम से
ceerbellum में प्रवेश कर के flocculomidular lobe तक जाते हैं।
ii) Cerebello-vestibular fibres – जो Flocculo-nodular lobe से आरंभ होकर inferior cerebellar peduncles के माध्यम से medulla में स्थित vestibular apparatus तक जाते हैं।

Spino-cerebellum

इसका प्रमुख कार्य axial एवं distal limb muscles के movements and coordination है।
इनके 2 प्रमुख केन्द्र हैंः
i) Cerebellar cortex में – lower nodule को छोड़ कर midline vermis का शेष भाग।
ii) Deep nuclei में।