Сложная структура промежуточного мозга

Структура

Промежуточный мозг подразделяется на:

• Таламический мозг (лат. thalamencephalon)
• Подталамическую область или гипоталамус (лат. hypothalamus)
• Третий желудочек, который является полостью промежуточного мозга

Таламический мозг

Таламический мозг включает три части:

• Зрительный бугор (Таламус)
• Надталамическую область (Эпиталамус)
• Заталамическую область (Метаталамус)

Таламус

Основная статья: Таламус

Таламус или зрительный бугор (лат. thalamus) — парное образование яйцевидной формы — состоит в основном из серого вещества. Медиальная и верхняя поверхности свободны, а латерально-нижней поверхностью он сообщается с другими отделами мозга. Таламус является подкорковым центром всех видов чувствительности (болевой, температурной, тактильной, проприоцептивной). Таламус является местом переключения всех чувствительных проводящих путей, идущих от экстеро-, проприо- и интерорецепторов.

Эпиталамус

Основная статья: Эпиталамус

Эпиталамус или надталамическая область (лат. epithalamus) располагается в верхнезадней части таламуса. Эпиталамус образует шишковидное тело (эпифиз), которое посредством поводков крепится к таламусу. Шишковидное тело представляет собой железу внутренней секреции, которая отвечает за синхронизацию биоритмов организма с ритмами окружающей среды.

Метаталамус

Основная статья: Метаталамус

Метаталамус или заталамическая область (лат. metathalamus) образован парными медиальным и латеральным коленчатыми телами, лежащими позади таламуса. Медиальное коленчатое тело находится позади подушки таламуса. Оно является подкорковым центром слуха. Латеральное коленчатое тело расположено книзу от подушки. Оно является подкорковым центром зрения.

Гипоталамус

Основная статья: Гипоталамус

Гипоталамус или подталамическая область расположен под таламусом. Гипоталамус включает в себя сосцевидные тела, являющиеся подкорковыми центрами обоняния, гипофиз, зрительный перекрест, II пары черепных нервов, серый бугор, представляющий собой вегетативный центр обмена веществ и терморегуляции. В гипоталамусе содержатся ядра, контролирующие эндокринные и вегетативные процессы.

Гипоталамус подразделяется на четыре части:

• Передняя гипоталамическая часть
• Промежуточная гипоталамическая часть
• Задняя гипоталамическая часть
• Дорсо-латеральная гипоталамическая часть

Третий желудочек

Основная статья: Третий желудочек головного мозга

III желудочек (лат. ventriculus tertius) — полость промежуточного мозга. Он представляет собой узкое, расположенное в сагиттальной плоскости, щелевидное пространство.

Третий желудочек имеет шесть стенок:

• Две латеральная стенки, обращённые друг к другу медиальные поверхности таламусов
• Нижняя стенка представлена подталамической областью и частично ножками мозга
• Задняя стенка представлена задней спайкой и шишковидным углублением
• Верхняя стенка представлена сосудистой оболочкой III желудочка
• Передняя стенка представлена столбами свода, передней спайкой и конечной пластинкой

Формируется под влиянием четырёх выростов нервной трубки (эпифиз, гипофиз, глазные бокалы) из обслуживающих их разрастаний. Отделы промежуточного мозга: таламическая область (таламус, метаталамус, эпиталамус), гипоталамус, III желудочек.

Вентральная часть — гипоталамус, центр вегетативной регуляции и эндокринного контроля. Заметные образования — воронка, серый бугор, сосцевидные тела, гипофиз. Анатомически к гипоталамусу относят также зрительные нервы и их перекрест (hiasma).

Боковые утолщения — зрительные бугры или таламусы, переключают всю сенсорную информацию кроме обонятельной. Снаружи таламусы имеют заметные образования — подушку и коленчатые тела (анатомически относятся к метаталамусу). Между таламусами расположен узкий третий желудочек и межталамическое сращение.

Дорсальная часть — эпиталамус (представляет собой эпифиз, соединённый поводками с таламусом) отвечает за биоритмы.

Метаталамус состоит из латеральных и медиальных коленчатых телец. Наружные (латеральные) коленчатые тела это подкорковый зрительный центр. Внутренние (медиальные) коленчатые тела это подкорковый слуховой центр.

Продолговатый мозг

Важный отдел ЦНС, который в различных медицинских описаниях называют бульбусом. Располагается он между мозжечком, мостом, спинным отделом. Бульбус, будучи частью ствола ЦНС, отвечает за функционирование дыхательной системы, регулирование артериального давления, что для человека является жизненно важным.

В связи с этим, если данный отдел будет поврежден каким-то образом (механическое повреждение, патологии, инсульты и т.д.), то высока вероятность смерти человека.

Наиболее важными функциями продолговатого отдела являются:

• Совместная работа с мозжечком для обеспечения равновесия, координации человеческого тела.
• В состав отдела входит блуждающий нерв с вегетативными волокнами, который способствует обеспечению работы пищеварительной и сердечно-сосудистой систем, кровообращения.
• Обеспечение глотания пищи и жидкости.
• Наличие рефлексов кашля и чихания.
• Регулирование работы органов дыхания, кровоснабжения отдельных органов.

Продолговатый мозг, строение и функции которого отличаются от спинного мозга, имеет с ним множество общих структур.

6.5. Эпиталамус

Эпиталамус – незначительный участок головного мозга, расположенный между III желудочком и средним мозгом. В эту область включается треугольник поводка, который является задней расширенной частью мозговой полоски.  Треугольник поводка относится к подкорковым центрам обоняния. От треугольников отходят поводки, которые подвешивают шишковидное тело. Поводки связаны спайкой. Шишковидное тело лежит между верхними бугорками четверохолмия среднего мозга, образуя как бы пятый бугорок. У низших животных шишковидное тело является преобразованным выростом промежуточного мозга, который у них представляет третий глаз. У высших животных  и человека из шишковидного тела формируется эндокринная железа – эпифиз.

Функции эпифиза до недавнего времени были совершенно не ясны. В ХVII столетии Рене Декарт полагал, что эпифиз является “седалищем души”. В конце XIX века было обнаружено, что поражение эпифиза у детей сопровождается преждевременным половым созреванием, и было высказано предположение, что эпифиз имеет отношение к развитию полового аппарата. Позднее Лернер установил, что в эпифизе образуется вещество, названное мелатонином. Такое название было предложено потому, что это вещество обладает активным действием на меланофоры (пигментные клетки лягушки и некоторых других животных). Действие мелатонина противоположно действию интермедина и вызывает посветление кожи.

В организме млекопитающих мелатонин действует на половые железы, вызывая у неполовозрелых животных задержку полового развития, а у взрослых самок уменьшение размеров яичников и торможение эстрального цикла.

Внутренняя секреция эпифиза изменяется в зависимости от времени пребывания организма в темноте или на свету. Под влиянием освещения образование мелатонина в эпифизе угнетается. С этим связывают то, что у ряда животных, в частности у птиц, половая активность имеет сезоный характер и повышается весной и летом, когда в результате более продолжительного дня уменьшается образование мелатонина. Эпифиз содержит также большое количество серотонина, являющегося предшественником мелатонина. Образование серотонина в эпифизе увеличивается в период наибольшей освещенности. Внутренняя секреция эпифиза регулируется симпатической нервной системой. Так как цикл биохимических процессов в железе отражает смену периодов дня и ночи, то счтается, что эта циклическая активность представляет собой своеобразные “биологические часы” организма.

Любые биологические часы, зависящие от света, должны включать три элемента: 1) входной канал, по которому свет или информация о нем достигает пейсмекера и воздействует на него; 2) пейсмекер – генератор и регулятор ритма: 3) выходной канал, по которому передаются сигналы, возбуждающие ритмическую деятельность.

Как уже указывалось выше, серотонин является предшественником мелатонина. Процесс превращения серотонина в мелатонин состоит из двух этапов, и его осуществляют два фермента, синтезируемые в эпифизе. Один из этих ферментов – N-ацетилтрансфераза. От ее активности зависит количество мелатонина, выделяемого эпифизом в кровь, а оно в свою очередь контролирует такие физиологические ритмы, как циклические изменения температуры тела, и такие поведенческие ритмы, как цикл сна и бодрствования. Поэтому некоторые ученые считают, что N-ацетилтрансфераза служит для этих функций синхронизирующим фактором. У человека некоторые из «часов», определяющих физиологические ритмы, возможно, тоже используют механизм, сходный с внутренним ритмом активности N-ацетилтрансферазы в эпифизе. Однако ничего пока нельзя сказать с уверенностью, так как возможности проведения эксперимента на человеке ограничены.

Сравнительная анатомия и эмбриология

Наиболее древним образованием Промежуточного мозга является гипоталамус. Соответствующие структуры мозга существуют у всех хордовых. У круглоротых Промежуточный мозг подразделяется на эпиталамус, дорсальный и вентральный таламусы и гипоталамус. Последний значительно превосходит по величине другие отделы Промежуточного мозга. У круглоротых появляются зачатки латерального коленчатого тела. Развитие таламуса начинается у амфибий. У рептилий таламус преобладает по величине над гипоталамусом. У млекопитающих таламус достигает наивысшего развития.

В области крыши Промежуточного мозга у низших позвоночных наблюдается ряд выпячиваний: парафиз, дорсальный мешок, парапинеальный (передний теменной) и пинеальный (задний теменной) органы. У миноги передний и задний теменные органы являются рецепторными и содержат структуры, напоминающие структуры глаза. Они связаны волокнами с ядрами поводка. У амфибий передний теменной орган в процессе эмбрионального развития смещается кзади и превращается в железу — шишковидное тело (эпифиз), — расположенную между задней спайкой и задним теменным органом (теменным глазом), который к концу эмбрионального периода редуцируется. У некоторых рептилий, как и у круглоротых, непарный теменной глаз сохраняется в течение всей жизни. У млекопитающих передний теменной орган исчезает, а из проксимальной части (заднего теменного органа) развивается шишковидное тело (corpus pineale).

У человека П. м. образуется из заднего отдела переднего мозгового пузыря (prosencephalon). В результате неравномерного роста пузыря из его боковых стенок развивается парное образование — таламус, в верхнем (дорсальном) отделе пузыря формируются шишковидное тело и верхняя стенка третьего желудочка. Нижняя (вентральная) стенка образует непарное выпячивание — воронку, из дистального конца к-рой развивается задняя доля гипофиза— нейрогипофиз. Все эти образования ограничивают полость мозгового пузыря, превращающуюся в третий желудочек. У трехмесячного плода две неглубокие бороздки делят П. м. на 3 отдела: верхний — эпиталамус, средний — таламус, нижний — гипоталамус. В последующем происходит дальнейшая дифференциация структур Промежуточного мозга, обособление его элементов, что приводит к выделению четвертого (заднего) отдела Промежуточного мозга — метаталамуса. К концу 5-го мес. внутриутробного развития в результате концентрации нервных клеток в таламусе начинают образовываться отдельные ядра. У новорожденных ядра таламуса и гипоталамуса уже дифференцированы в цитоархитектоническом отношении, а миелинизация нервных волокон продолжается и в постнатальном периоде.

Функции

Все части мозгового ствола одинаково необходимы. Они обеспечивают людей возможностью почувствовать запах, услышать звук, понять речь, подумать о любых серьезных вещах. Если бы не они, то человечество навсегда могло остаться в каменном веке.

Функции ствола мозга сводятся к распределению информации между мозгом и центральной нервной системой. Они обеспечиваются ядрами и нервными окончаниями. При этом ствол является физиологической соединительной ступенью между спинным и головным мозгом. Если он будет поврежден, то сигналы из мозга не смогут дойти до конечной точки, что полностью исключит нормальное функционирование человеческого организма.

Выделяют несколько групп функций, которые свойственны стволу мозга. Среди них:

1. Двигательная. К ней относятся все действия, связанные с мышцами глаз и век. Функция также отвечает за рефлексы глазных яблок и управляет жевательной мускулатурой.
2. Чувствительная. Обеспечивает работу вкусовых рецепторов, а также всех рефлексов, которые касаются пищеварительной системы. Помогает передавать сигналы для глотания и многих других действий, включая даже рвоту. Дополнительно отвечает за чихание.
3. Парасимпатическая. Воздействует на движения и расширение зрачков, управляет ресничными мышцами. Управляется ядрами, обеспечивая выполнение блоковой функции.
4. Верхняя слюноотделительная. Оказывает влияние на слюнные железы, обеспечивая своевременное и необходимое образование слюны.
5. Вестибулярная. Отвечает за функционирование вестибулярного аппарата, что помогает управлять равновесием тела и держаться на ногах.
6. Глотательная. Обеспечивает работу глотательного рефлекса. Дополняет работу чувствительной функции.
7. Слуховая. Передает информацию для мозжечка, отвечает за слух, а также распознавание услышанных звуков.
8. Сенсорная. Придает коже на лице чувствительность, анализирует вкус и звук, распознает вестибулярные раздражители.

У ствола головного мозга важнейшие функции. Он дает каждому человеку возможность слышать, чувствовать, видеть, двигаться, думать. Все они являются необходимыми для полноценной жизни.

Если распределять отдельные функции по частям ствола мозга, то получится следующее:

Отдел ствола мозга	Функции
Средний мозг	·         Функционирование зрительных и слуховых органов; ·         Управление соответствующими органами; ·         Ориентация в пространстве.
Продолговатый мозг	·         Рефлексы, связанные с кашлем, рвотой, чиханием; ·         Контролирование дыхания; ·         Управление сердечно-сосудистой системой; ·         Функционирование пищеварительного тракта.
Варолиев мост	·         Обеспечение кровоснабжения мозга; ·         Быстрая передача сигналов между мозгом и ЦНС.
Мозжечок	·         Координация движений, равновесие; ·         Тонус мышечных тканей.
Промежуточный мозг	·         Работа щитовидной железы; ·         Контроль над надпочечниками.

Важность таких функций заставляет серьезнее относиться к состоянию ствола мозга. Он не является исключением и может подвергаться различным заболеваниям, представляющим опасность для жизни

Анатомия

ГМ как энергетический, контрольный, организационный центр нервной системы хранится в нейрокраниуме. У взрослых людей его объем (вес) составляет около 1500 г. Однако, специализированная литература показывает большую изменчивость массы ГМ (как у человека, так и у животных, например, у обезьян). Наименьший вес – 241 г и 369 г, а также самый большой вес – 2850 г были найдены у представителей популяции с тяжелой умственной отсталостью. Отличается и объем между полами. Вес мужского мозга примерно на 100 г больше, чем женского.

Расположение мозга в голове видно на срезе.

Головной мозг, наряду со спинным, образует ЦНС. Мозг расположен в черепе, защищен от повреждения жидкостью, которой заполнена черепная полость, цереброспинальной жидкостью. Строение головного мозга человека очень сложное – оно включает кору, делящуюся на 2 полушария, которые функционально различаются.

Функция правого полушария заключается в решении творческих задач. Оно отвечает за выражение эмоций, восприятие изображений, цветов, музыки, распознавание лиц, чувствительность, является источником интуиции. Когда человек впервые сталкивается с задачей, проблемой, начинает работать именно это полушарие.

Левое полушарие доминирует при задачах, с которыми человек уже научился справляться. Метафорически левое полушарие можно назвать научным, поскольку оно включает логическое, аналитическое, критическое мышление, подсчет и использование языковых навыков, интеллект.

В составе мозга имеются 2 вещества – серое и белое. Серое вещество на поверхности мозга производит кору. Белое вещество состоит из большого количества аксонов с миелиновыми оболочками. Оно находится под серым веществом. Связки белого вещества, проходящие через ЦНС, называются нервными трактами. Эти тракты обеспечивают передачу сигналов другим структурам ЦНС. В зависимости от функции пути делятся на афферентные и эфферентные:

• афферентные пути приносят сигналы к серому веществу из другой группы нейронов;
• эфферентные пути образуют аксоны нейронов, приводящие сигналы к другим клеткам ЦНС.

Защита мозга

Защита ГМ включает череп, оболочки (менинги), спинномозговую жидкость. Кроме ткани, нервные клетки ЦНС также защищены от воздействия вредных веществ из крови гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ). ГЭБ – это смежный слой эндотелиальных клеток, тесно связанных между собой, препятствующих прохождению веществ через межклеточные пространства. В патологических состояниях, таких как воспаление (менингит), целостность ГЭБ бывает нарушенной.

Оболочки

Головной и спинной мозг покрывают 3 слоя оболочек – твердая, паутинная, мягкая. Составляющие компоненты оболочек – соединительные ткани мозга. Общая их функция состоит в защите ЦНС, кровеносных сосудов, снабжающих ЦНС, сбор цереброспинальной жидкости.

Эмбриональное развитие

Реконструкция периферических нервов эмбриона человека размером 10,2 мм. Промежуточный мозг отмечен слева.

Промежуточный мозг, или диэнцефалон, является одним из пяти вторичных мозговых пузырей, формирующихся в процессе эмбрионального развития головного мозга хордовых животных, а именно — вторым по счёту, начиная от рострального (головного) конца эмбриона. Он формируется из задней части переднего (самого первого с головного конца) первичного мозгового пузыря (прозэнцефалона). Из передней же части этого первичного мозгового пузыря образуется конечный мозг (телэнцефалон).

Раннее развитие мозга

На определённой стадии эмбрионального развития (у эмбриона человека это третья неделя) в одном из участков эктодермы (наружного зародышевого листка), на будущем головном конце эмбриона, начинает образовываться так называемая первичная нервная бляшка (англ. neural plaque) — место, где клетки эктодермы начинают отличаться от соседних, и дифференцироваться в так называемую нейроэктодерму, или нейроэпителий. Разрастаясь в диаметре как за счёт интенсивного деления клеток нейроэктодермы, так и за счёт вовлечения соседних клеток в дифференцировку по нейроэктодермальному типу, первичная нервная бляшка быстро превращается в первичную нервную пластинку (neural plate). Затем концы нервной пластинки начинают загибаться внутрь эмбриона, «утаскивая» за собой нервную пластинку с поверхности головного конца эмбриона внутрь. Этот процесс называется первичной нейруляцией. В результате нейруляции формируется первичная нервная трубка (neural tube). Она быстро вытягивается вдоль нотохорды — эмбриональной структуры, указывающей клеткам зародыша ось двусторонней (билатеральной) симметрии. Впоследствии латеральные концы первичной нервной трубки (не до конца сомкнувшиеся углы нервной пластинки) срастаются, отверстия на ростральном и каудальном концах первичной нервной трубки (нейропоры) закрываются. Этот процесс называется вторичной нейруляцией. Нервная трубка с уже закрывшимися нейропорами и сросшимися латеральными концами называется вторичной нервной трубкой. Нотохорда служит организатором и дирижёром на ранних стадиях эмбрионального развития ЦНС, и прообразом будущей хорды у низших хордовых или будущего позвоночника у позвоночных животных. На головном конце нервной трубки формируется так называемое «головное утолщение» — прообраз будущего головного мозга. Полость внутри нервной трубки формирует прообраз будущего центрального канала спинного мозга.

Стадия пяти вторичных мозговых пузырей

На этой стадии два из трёх первичных мозговых пузырей — самый передний, передний мозг (прозэнцефалон) и самый задний, ромбовидный мозг (ромбэнцефалон) подразделяются каждый на два вторичных мозговых пузыря. Передний мозг подразделяется на конечный мозг (телэнцефалон) и промежуточный мозг (диэнцефалон). Ромбовидный же мозг подразделяется на задний мозг (метэнцефалон) и продолговатый мозг (миелэнцефалон). Средний же первичный мозговой пузырь (средний мозг, или мезэнцефалон) на два вторичных мозговых пузыря не подразделяется, и переходит в эту стадию без изменений.

Из зародышевого конечного мозга впоследствии образуются большие полушария головного мозга, в частности кора больших полушарий, подкорковое белое вещество и базальные ядра. Из зародышевого среднего мозга образуются крыша мозга и в частности четверохолмие, ножки мозга, покрышка среднего мозга и входящие в неё структуры, такие, как чёрная субстанция и красные ядра. Из зародышевого заднего мозга образуются варолиев мост и мозжечок. Дальнейшая же дифференцировка зародышевого промежуточного мозга описывается ниже, в отдельном разделе.

Дальнейшая дифференцировка зародышевого промежуточного мозга

Первичный мозговой пузырь	Вторичные мозговые пузыри	Первичные прозомеры	Вторичные прозомеры	Дальнейшая прозомеризация
Прозэнцефалон (P)	Телэнцефалон (T)	T	T1
Псевдопрозомера T2
Диэнцефалон (D)	D	D1
D2	Ростральный парэнцефалон
Каудальный парэнцефалон
Синэнцефалон