Анатомия и функции головного мозга

Головной мозг как орган позвоночных

См. также: Головной мозг человека

Головной мозг человека (фиксированный в формалине)

Головной мозг — главный отдел ЦНС. Говорить о наличии головного мозга в строгом смысле можно только применительно к позвоночным, начиная с рыб. Однако несколько вольно этот термин используют для обозначения аналогичных структур высокоорганизованных беспозвоночных — так, например, у насекомых «головным мозгом» называют иногда скопление ганглиев окологлоточного нервного кольца. При описании более примитивных организмов говорят о головных ганглиях, а не о мозге.

Вес головного мозга в процентах от массы тела составляет у современных хрящевых рыб 0,06—0,44 %, у костных рыб 0,02—0,94 %, у хвостатых земноводных 0,29—0,36 %, у бесхвостых 0,50—0,73 %. У млекопитающих относительные размеры головного мозга значительно больше: у крупных китообразных 0,3 %; у мелких китообразных — 1,7 %; у приматов 0,6—1,9 %. У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2 %.

Наиболее крупные размеры имеет головной мозг млекопитающих отрядов хоботных и приматов и инфраотряда китообразных. Наиболее сложным и функциональным мозгом считается мозг человека разумного.

Средняя масса головного мозга у различных живых существ приведена в таблице.

Группа Масса мозга, г
Кашалот 7800
Финвал 6930
Слон 4783
Косатка 5620
Горбатый кит 4675
Серый кит 4317
Гренландский кит 2738
Гринда 2670
Бутылконосый дельфин 1500—1600
Взрослый человек 1300—1400
Морж 1020—1126
Питекантроп 850—1000
Верблюд 762
Жираф 680
Бегемот 582
Морской леопард 542
Лошадь 532
Горилла 465—540
Белый медведь 498
Корова 425—458
Шимпанзе 420
Новорождённый человек 350—400
Группа Масса мозга, г
Орангутан 370
Калифорнийский морской лев 363
Ламантин 360
Тигр 263,5
Лев 240
Гризли 234
Свинья 180
Ягуар 157
Овца 140
Павиан 137
Макак-резус 90—97
Собака (бигль) 72
Трубкозуб 72
Бобр 45
Большая белая акула 34
Усатая акула-нянька 32
Кошка 30
Дикобраз 25
Беличья обезьяна 22
Сурок 17
Кролик 10—13
Утконос 9
Группа Масса мозга, г
Аллигатор 8,4
Белка 7,6
Опоссум 6
Шерстокрыл 6
Муравьед 4,4
Морская свинка 4
Обыкновенный фазан 4,0
Ёж 3,35
Тупайя 3
Броненосец 2,5
Сова 2,2
Крыса (массой 400 г) 2
Серая куропатка 1,9
Хомяк 1,4
Прыгунчик 1,3
Воробей 1,0
Европейская перепёлка 0,9
Черепаха 0,3—0,7
Лягушка-бык 0,24
Гадюка 0,1
Золотая рыбка 0,097
Зелёная ящерица 0,08

Функции

Кроме физиологического разделения мозга на доли, возникла необходимость распределения на области, на которые положены те или иные функции.

Лобные доли

Это так называемый командный центр. За что отвечает лобная доля? Она является пунктом самостоятельности, самоосознания, проявления инициативы. Поражение этих областей или наличие патологий в их функционировании отразится на отношении человека к миру – ему почти всё станет безразличным, исчезнет мотивация, пропадёт интерес к происходящим событиям, проявится лень.

Основные функции лобных долей – управление поведением человека. Она генерирует ответные действия на социальные явления. При нарушении зон деактивируется ограничитель, устанавливающий запрет на определённые действия, называемые некультурными.

Анатомия и функции головного мозга

Лобные доли также позволяют анализировать, планировать и получать новые навыки. Многократное повторение одних и тех же последовательностей движений со временем становится автоматизмом и не требует приложения усилий и обдумывания для их выполнения. Повреждения заставят повторять монотонные движения каждый раз как впервые, прилагая к этому множество усилий.

Персеверация – ещё одно последствие отклонения в работе лобных долей. Это зацикливание или повторение, например, повторение одной фразы или слова во время разговора

В левой части (для правши) размещены центры, которые отвечают за речь и внимание

Также эти области мозга задействованы при координации и удержании тела в вертикальном положении при сидении и ходьбе.

Височные

Располагаются по бокам в верхней части мозга, в области висков. Благодаря им звук, воспринимаемый звуковыми рецепторами, превращается в образы, человек понимает то, что услышал, определённые звуковые колебания связываются с образами и закрепляются за ними. С помощью этой части мозга люди понимают друг друга, их звуковые вибрации наполняются смыслом, они выбирают необходимые слова для описания тех или иных явлений.

Обычно левая, не доминантная доля, учувствует в определении интонации речи и считывает эмоции по одной лишь мимике. Благодаря небольшому образованию – гиппокампу осуществляется доступ к долговременной памяти. Уж где находится, на каком носителе и коим образом записываются наши воспоминания, это следует узнать. Не доминантная часть задействуется в зрительной памяти, а доминантная – в вербальной.

При проблемах с височными долями появляются отклонения в функционировании речевого аппарата, в частности афазия.

Теменные

МРТ показало, что для левши и правши эти доли выполняют различные функции, фактически прямо противоположные.

Левая дарит нам способности создавать целое из фрагментов, то есть помогает формировать целостную картину мира из небольших, на первый взгляд не связанных один с другим, кусочков.

Они позволяют не только из фрагментов мозаику складывать, но и из букв – слова, из последовательности действий – танец или приём и т. д.

Важно  Основной помощник вестибулярного аппарата препарат Вестибо: инструкция по применению, отзывы и аналоги лекарства

Не доминантная часть позволяет воспринимать мир трехмерным, путём обработки поступающей из затылочных долей информации. Ввиду нарушений человек теряет способность распознания лиц, очертания предметов, определения расстояния до них, между ними. Ещё эти области задействуются в восприятии боли и холода.

Затылочные

Центр обработки визуальной информации. Они интерпретируют поступающие на световой биологический сенсор – сетчатку глаза – фотоны, отраженные от преград, и формируют полученное изображение, поворачивая его на 180 градусов. Данные о размерах, цвете, форме, материале предмета обрабатываются в отдельных центрах, а затем воссоединяются для образования единой трехмерной картины.

Характеристика

Продолговатый – отдел головного мозга конусообразной формы длиной около 25 мм, который расположен между спинным отделом и варолиевым мостом (вентральная локализация – с передней стороны), где он заканчивается. Верхний край граничит с задним отделом мозга. Расположение продолговатого отдела сразу за спинным мозгом определяет структурно-морфологическую и функциональную схожесть обозначенных участков.

Топография отдела предполагает наличие наружного слоя белого вещества. Серое вещество внутри структуры сгруппировано в ядра. С дорсальной (задней) стороны край продолговатого отдела граничит с полостью 4-го желудочка и мозжечком, который является частью заднего мозга. В анатомии у продолговатого мозга выделяют 4-е поверхности – 2-е боковые, дорсальную (заднюю) и вентральную (переднюю). Поверхностная область испещрена бороздами по типу поверхности спинного мозга.

На вентральной стороне находятся парные элементы продолговатого мозга – пирамиды, представленные в форме валиков. Волокна, которые образуют пирамиды, в нижней части мозгового участка перекрещиваются и переходят в состав канатиков, сформированных из белого вещества, пролегающих в границах спинного мозга. Перекрест представляет собой границу между продолговатым и спинным отделами.

Граница совпадает с областью большого отверстия затылка. Латерально (сбоку, дальше от срединной плоскости) от пирамиды пролегает борозда, разграничивающая пирамиду и оливу, входящую в состав продолговатого мозга. Оливы – возвышения овальной формы, расположенные на поверхности мозгового отдела. От борозды отходят ответвления XII пары нервов. Позади оливы пролегает другая борозда, от которой ответвляются нервные окончания IX (языкоглоточный), X (блуждающий), XI (добавочный) пары.

Дорсальная поверхность оснащена структурными образованиями, принадлежащими к продолговатому мозгу – продольная борозда, пучки, состоящие из нервных волокон (тонкий, клиновидный). Тонкий пучок, известный так же как пучок Голля, располагается медиально (ближе к срединной плоскости), в верхнем сегменте образует выпуклость тонкого ядра. Клиновидный пучок расположен латерально, является основой для аналогичной выпуклости.

Ядра в совокупности с боковыми канатиками формируют основу нижней ножки, принадлежащей мозжечку и отходящей кверху. Ножки в нижней части являются границами участка треугольной формы, который получил название ромбовидной ямки. Поперечный срез в рамках продолговатого мозга, проходящий на уровне оливы, показывает ряд структур, состоящих из серого вещества.

Анатомия и функции головного мозга

Это оливные ядра, участок ретикулярной формации, волокна которой оплетают ядра небольшого диаметра. Оливные ядра продолговатого мозга у человека находятся в слое, который называется межоливным и состоит из белого вещества, где сосредоточены волокнистые ответвления, отходящие от ядер (тонкого, клиновидного).

Волокна группируются в медиальную петлю, которая входит в структуру проводящего пути, передающего импульсы от проприорецепторов (чувствительные рецепторы, расположенные в мышцах, суставных сумках, связках, кожных покровах). Если провести поперечный разрез выше уровня олив, просматриваются нижние ножки, принадлежащие мозжечку.

На переднем участке от ножек пролегают волокна проводящих путей – спинно-мозжечкового, красноядерно-спинномозгового. Сбоку просматриваются волоконные структуры пирамид, сзади и сверху – волокна, отходящие от продольного пучка. Сзади и сбоку пролегают восходящие пути, по которым нервные импульсы поступают в ствол, мозжечок и конечный отдел мозга (полушария).

Где находится память?

Долгое время считалось, что клетки головного мозга взрослого человека больше не делятся, а отмершие клетки головного мозга не могут восстанавливаться. Однако в 1990-е годы общественность взбудоражило новое открытие в области головного мозга: оказалось, что в гиппокампе, маленькой внутренней части головного мозга, и у взрослого человека могут появляться новые нервные клетки. Гиппокамп активизируется при изучении чего-либо нового и как «организатор» решает, в какую ячейку памяти коры головного мозга сложить поступающие данные

Гиппокамп
способен даже расти, что немаловажно для учебного процесса. Исследование мозга лондонских таксистов помогло подтвердить значение роста клеток в гиппокампе

Оказывается, они в среднем имеют больший гиппокамп, чем остальные люди. Причиной этого явления неврологи считают тот факт, что таксисты в этом городе, насчитывающем семь с половиной миллионов жителей, должны сильнее, чем другие люди, тренировать свое чувство ориентации и память на местность. Кроме того, им приходится регулярно сдавать сложный экзамен, который требует многомесячного изучения сети улиц Лондона. Невероятное сплетение улиц 33 районов на почти 160 квадратных километрах подвергают напряжению гиппокамп таксистов настолько, что он вырастает до необыкновенных размеров.

Наша память не сортируется по предметам и не имеет какого-либо центра, где могли бы скапливаться все сохраненные факты. В головном мозге царит совершенно иной порядок: память различается по содержанию и времени. Головной мозг имеет различные системы памяти, в которых откладываются различные знания и опыт соответственно различным функциям. Выделяют кратковременную и долговременную память. Память сохраняет как осознанные, так и неосознанные события, и сохранение происходит не обязательно в тех же структурах головного мозга, что и воспоминания. Пока события и факты ищут свое место в долговременной памяти, которая хранится в отдельных системах по всей коре головного мозга, проходит очень много времени. Гиппокамп, который является прежде всего фильтром или промежуточным запоминающим устройством для фактов и автобиографических воспоминаний, решает, обрабатывать полученную информацию дальше или нет и найдется ли в долговременной памяти место для новых знаний.

Важно  Лечение болезни Паркинсона в домашних условиях — сложно, но возможно

По этой причине у школьников порой возникают сложности с запоминанием и воспроизведением материала. Даже увлеченный географией ученик может не запомнить надолго скучные сведения об экономическом развитии и специализации различных регионов Аргентины, но он, скорее всего, легко вспомнит название столицы Аргентины Буэнос-Айрес, а также субтропические леса и их обитателей. Насколько глубоко отложились в его памяти знания об этой стране, покажет итоговая контрольная работа в конце четверти.

Смирнова Ольга Леонидовна

Невропатолог, образование: Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова. Стаж работы 20 лет.

Написано статей

Какая часть мозга отвечает за память и что влияет на этот процесс, важно знать всем. Каждый день мы получаем массу информации, часть из которой запоминается

Почему одни воспоминания остаются в памяти, а другие нет, какой механизм действия памяти?

Памятью называют способность к запоминанию, накоплению и извлечению полученных сведений. Сколько может запомнить человек, зависит от его внимания.

Память формируется несколькими участками головного мозга: корой мозга, мозжечком, лимбической системой. Но в большей степени на нее влияют височные доли мозга. Процесс запоминания происходит в гиппокампе. Если повреждена височная область с одной стороны, то память становится хуже, но при нарушениях в обеих височных долях процесс запоминания полностью прекращается.

Функционирование памяти зависит от состояния нейронов и нейромедиаторов, обеспечивающих связь между нервными клетками. Они концентрируются в области гиппокампа. К нейромедиаторам относят и ацетилхолин. Если этих веществ не хватает, то память значительно ухудшается.

Уровень ацетилхолина зависит от количества энергии, производимой в процессе окисления жиров и глюкозы. Нейромедиаторы концентрируются в органе в меньших количествах, если человек переживает стресс или страдает от депрессивных состояний.

Развитие головного мозга

Пренатальное развитие

Развитие, происходящее в период до рождения, внутриутробное развитие плода. В пренатальный период происходит интенсивное физиологическое развитие мозга, его сенсорных и эффекторных систем.

Натальное состояние

Дифференциация систем коры головного мозга происходит постепенно, что приводит к неравномерному созреванию отдельных структур мозга.

При рождении у ребенка практически сформированы подкорковые образования и близки к конечной стадии созревания проекционные области мозга, в которых заканчиваются нервные связи, идущие от рецепторов разных органов чувств (анализаторных систем), и берут начало моторные проводящие пути.

Указанные области выступают конгломератом всех трех блоков мозга. Но среди них наибольшего уровня созревания достигают структуры блока регуляции активности мозга (первого блока мозга). Во втором (блоке приема, переработки и хранения информации) и третьем (блоке программирования, регуляции и контроля деятельности) блоках наиболее зрелыми оказываются только те участки коры, которые относятся к первичным долям, осуществляющим приём приходящей информации (второй блок) и формирующие исходящие двигательные импульсы (3-й блок).

Другие зоны коры головного мозга к моменту рождения ребенка не достигают достаточного уровня зрелости. Об этом свидетельствует небольшой размер входящих в них клеток, малая ширина их верхних слоев, выполняющих ассоциативную функцию, относительно небольшой размер занимаемой ими площади и недостаточная миелинизация их элементов.

Период от 2 до 5 лет

В возрасте от двух до пяти лет происходит созревание вторичных, ассоциативных полей мозга, часть которых (вторичные гностические зоны анализаторных систем) находится во втором и третьем блоке (премоторная область). Эти структуры обеспечивают процессы перцепции и выполнение последовательности действий.

Период от 5 до 7 лет

Следующими созревают третичные (ассоциативные) поля мозга. Сначала развивается заднее ассоциативное поле — теменно-височно-затылочная область, затем, переднее ассоциативное поле — префронтальная область.

Третичные поля занимают наиболее высокое положение в иерархии взаимодействия различных мозговых зон, и здесь осуществляются самые сложные формы переработки информации. Задняя ассоциативная область обеспечивает синтез всей входящей разномодальной информации в надмодальное целостное отражение окружающей субъекта действительности во всей совокупности её связей и взаимоотношений. Передняя ассоциативная область отвечает за произвольную регуляцию сложных форм психической деятельности, включающую выбор необходимой, существенной для этой деятельности информации, формировании на её основе программ деятельности и контроль за правильным их протеканием.

Таким образом, каждый из трёх функциональных блоков мозга достигает полной зрелости в разные сроки и созревание идет в последовательности от первого к третьему блоку. Это путь снизу вверх — от нижележащих образований к вышележащим, от подкорковых структур к первичным полям, от первичных полей к ассоциативным. Повреждение при формировании какого-либо из этих уровней может приводить к отклонениям в созревании следующего в силу отсутствия стимулирующих воздействий от нижележащего поврежденного уровня.

Важно  Спинная сухотка мозга — что бывает, если не лечить нейросифилис

Цереброспинальная жидкость

Цереброспинальная жидкость – это прозрачная жидкость, окружающая мозг. Объем жидкости составляет 100-160 мл, состав похож на плазму крови, из которой она возникает. Однако цереброспинальная жидкость содержит больше ионов натрия и хлорида, меньше белков. В камерах содержится лишь небольшая часть (около 20%), наибольший процент находится в субарахноидальном пространстве.

Функции

Цереброспинальная жидкость формирует жидкую оболочку, облегчает структуры ЦНС (уменьшает массу ГМ до 97%), защищает от повреждений собственным весом, шока, питает мозг, удаляет отходы нервных клеток, помогает передавать химические сигналы между различными частями ЦНС.

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие – на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов.

Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности.

На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.

Таблица «Строение и функции головного мозга»

Отдел

Строение

Функции

Конечный

Расположен от затылочной до лобной кости. Состоит из двух полушарий, которые имеют множество борозд и извилин. Сверху они покрыты корой, состоящей из долей.

Правое полушарие отвечает за левую сторону тела, а левое – за правую сторону. Височная доля коры головного мозга регулирует слух и обоняние, затылочная – зрение, теменная – вкус и осязание; лобная – речь, мышление, движение.

Промежуточный

Состоит из гипоталамуса и таламуса.

Таламус является посредником в передаче раздражителя к полушариям и помогает адекватно приспособиться к изменениям в окружающей среде.

Гипоталамус регулирует работу обменных процессов и эндокринных желёз. Руководит работой сердечнососудистой и пищеварительной системы. Регулирует сон и бодрствование, управляет пищевыми и питьевыми потребностями.

Задний

Состоит из мозжечка и моста, который представлен в виде белого толстого валика, расположенного над продолговатым отделом.

Мозжечок расположен позади моста, имеет два полушария, нижнюю и верхнюю поверхности и червя.

Данный отдел обеспечивает проводниковую функцию при передаче импульсов. Мозжечок управляет координацией движений.

Средний

Расположен от переднего края моста до зрительных трактов.

Отвечает за скрытое зрение, а также работу ориентировочного рефлекса, который обеспечивает поворот тела в направлении услышанного резкого шума.

Продолговатый

Представлен в виде продолжения спинного мозга.

Управляет координацией движений, равновесием, регулирует обменные процессы, дыхание, кровообращение. Руководит процессом кашля и чихания.

Рис. 3. Функции отделов головного мозга.

Стволовая часть головного мозга состоит из продолговатого, среднего, промежуточного мозга и моста. Ствол – связующее звено между спинным и головным отделом центральной нервной системы. В его функции входит контролировать членораздельную речь, сердцебиение и дыхание.

Что мы узнали?

Головной мозг – это сложный механизм, который руководит работой всех внутренних систем организма. Состоит он из пяти отделов, каждый из которых выполняет определённые функции. Без работы данного отдела центральной нервной системы сложно представить жизнедеятельность всего организма.

Оцените статью
Добавить комментарий