Головной мозг человека

Орган, формирующийся из переднего отдела нервной трубки зародыша в виде пузырей, в конце концов становится тем могучим головным мозгом, без полноценного развития которого организм влачит вегетативное состояние.

Головной мозг, один из двух главных отделов ЦНС наряду со спинным, — загадочен. Ученые пока понимают не все процессы в нем, и многие открытия еще впереди. В мозге ежесекундно проходит до 100 тысяч химических реакций, он никогда не отдыхает. Средний вес человеческого мозга 1400 грамм (печень весит несколько больше, а кожа — до трех килограммов!), но он «ест» почти 20 процентов общей энергии тела, в том числе 50 процентов глюкозы.

Головной мозг регулирует психические процессы и высшие нервные функции. От повреждений его защищает, во-первых, череп, да к тому же три соединительнотканные оболочки. Так называемые подоболочечные пространства, лежащие между оболочками и поверхностью мозга, заполняет ликвор, спинномозговая жидкость.

Строение головного мозга

В самом общем, не детализированном обзоре головной мозг подразделяют на три главных отдела: ствол, мозжечок и пару больших полушарий. В ствол обычно включают:

1.      Продолговатый мозг.

2.      Мост.

3.      Средний и промежуточный мозг. Однако мозжечок и промежуточный мозг, по разным классификациям, «блуждают», иногда они оказываются в составе ствола, иногда вне его.

4.      Существует и другой (более старый) подход к строению мозга, при котором его делят на:

5.      Задний мозг (включая сюда продолговатый мозг, мост, мозжечок).

6.      Средний мозг.

7.      Передний мозг (промежуточный мозг с таламусом/гипоталамусом и большие полушария).

Теперь рассмотрим более подробное деление мозга на отделы.

1.      Продолговатый мозг составляет продолжение спинного, граница между ними достаточно условна (ее определяют корешки первого спинномозгового нерва). Его главные функции — регуляция кровообращения, дыхания, пищеварения.

2.      Задний мозг включает в себя продолговатый, мост и мозжечок — важную структуру этого участка, отвечающую за равновесие и скоординированные движения.

3.      Средний мозг нагружен большим количеством функций, в частности, регулирует слух и зрение, чувство боли, циклы сна и бодрствования, температуру тела и пр.

4.      Промежуточный мозг, расположенный в центральной части и буквально накрытый, словно шапкой, большими полушариями, включает в себя таламус и гипоталамус.

5.      Передний мозг еще в первые недели развития эмбриона разделяется на два больших полушария, по размеру значительно преобладающие над прочими отделами. Они состоят из серого и белого вещества, особым образом распределенного. Серое вещество, построенное из тел нервных клеток, во-первых, составляет кору больших полушарий, во-вторых, находится и внутри них, под белым веществом, где формирует подкорковые ядра. Белое вещество складывается из отростков нервных клеток, оно лежит под корой, то есть заполняет внутреннюю часть мозга.

Поняв в общих чертах принцип строения головного мозга, мы далее рассмотрим более подробно его отделы и выполняемые функции.

1.      Продолговатый мозг включает сосудодвигательный центр, центры деятельности сердца, дыхательной регуляции, давления, пищеварения (слюно-, сокоотделение, глотание, сосание), защитных рефлексов (таких как чихание, рвота, кашель, моргание).

2.      Мост — это действительно мостик между большими полушариями и мозжечком, а также продолговатым и спинным мозгом. От него идут нервы, несущие сигналы от слуховых рецепторов и органов равновесия. Здесь находятся центры мимики, жевательных функций, регуляции переключения вдоха на выдох.

3.      Средний мозг непосредственно задействован в регуляции мышечного тонуса. В нем находится центр зрачкового рефлекса. Он имеет четверохоломие и ножки (пучки нервных волокон, которые соединяют кору с внутренними отделами мозга).

1)      В четверохолмии верхняя пара бугров больше нижних, к ней поступают сигналы от глазных рецепторов и мышц головы. Она, реагируя на зрительные стимулы, контролирует зрительные ориентировочные рефлексы (голова и глазные яблоки поворачиваются в сторону источника света, зрачки суживаются, глаза зажмуриваются).

2)      Нижняя пара бугров получает нервные импульсы от органов слуха и мышц головы, то есть осуществляет контроль слуховых ориентировочных рефлексов в ответ на звуковые стимулы (голова поворачивается в ту сторону, откуда исходит звук).

4.      Мозжечок имеет парные полушария и так называемого червя — пучка аксонов (белое вещество), посредством которого связываются два полушария. Поверхность мозжечка, как и больших полушарий, покрыта корой. Мозжечок ведает координацией всех движений, регулирует тонус мышц, отвечает за равновесие и возможность поддержания человеком различных поз.

5.      Таламус является скоплением серого вещества. В нем находятся вставочные нейроны зрительных, слуховых и болевых путей. К нему бегут сигналы от всех органов чувств, исключая обонятельные рецепторы, и он передает их в кору. Таламус можно назвать таможенным постом, пропускающим через себя важные грузы. Также он играет занчительную роль в процессах запоминания.

6.      Гипоталамус, в переводе с греческого, «лежащий под таламусом», является компонентом лимбической системы, частью гипоталамо-гипофизарной системы. У него так много функций, что нужно перечислить их особо:

1)      Центр вегетативной нервной системы, ведает гомеостазом, контролирует состав крови и спинномозговой жидкости.

2)      Центр полового влечения.

3)      Контролирует работу желез внутренней секреции.

4)      Поддерживает уровень обмена веществ.

5)      Является центром терморегуляции.

6)      Регулирует давление крови и сердечные сокращения.

7)      Содержит центры регуляции насыщения, голода, жажды.

8)      Имеет центры регуляции циклов сна и пробуждения.

9)      Выделяет гормоны вазопрессин и окситоцин (отправляет их гипофизу), а также энкефалины и эндорфины (оказывающие морфиноподобное действие).

7.      Лимбическая система состоит из гиппокампа, миндалевидных тел, гипоталамуса. Здесь, преимущественно в гипоталамусе, формируются эмоции. Их важность трудно переоценить, ведь именно эмоции помогают особям адекватно коммуницировать. Вместе с корой лимбическая система регулирует артериальное давление, деятельность сердца и сосудов, частоту дыхания, моторику органов пищеварения, температуру. При поражении лимбической системы в первую очередь страдает кратковременная память.

8.      Большие полушария головного мозга в ходе управления организмом, как известно, «перекрещиваются», левое управляет правой половиной организма, и наоборот. Левое полушарие отвечает за математические способности и мыслительные процессы. Правое — за различение людей по голосам, художественные способности, восприятие музыки, то есть образное мышление.

Кора больших полушарий, составляющая 44 процента от их объема, — высший отдел всей ЦНС, она регулирует ведущие функции организма, отвечает за высшую нервную деятельность. Части ее соотносятся между собой и с разными подкорковыми структурами (таламус, ствол мозга, спинной мозг).

1.      Подкорковые (базальные) ядра больших полушарий регулируют инстинктивное поведение и двигательную активность (вместе с промежуточным и средним мозгом). Подкорковые ядра организуют, запускают и запоминают движения.

2.      Кора включает около 14 миллиардов нервных клеток, поверхность ее увеличена за счет борозд и извилин до 2000–2500 квадратных сантиметров.

3.      Борозды делят кору на доли, симметричные в обоих полушариях: лобную, височные, теменную, затылочную.

1)      Боковая (латеральная) борозда является границей лобной и височной зон.

2)      Центральная борозда разграничивает лобную и теменную зоны. Впереди центральной борозды лежит предцентральная извилина, а позади — постцентральная.

3)      Межтеменная борозда продольная, направляется в сторону затылочной доли от постцентральной извилины.

4.      В долях имеются зоны (поля). Поля (или зоны) — участки коры, выполняющие разные функции.

Зоны коры больших полушарий

1.      Чувствительные (сенсорные) зоны — зрительные, слуховые, осязательные, обонятельные, вкусовые. Это «входные» области коры. К ним информация идет по восходящим нервным путям, проходящим через ствол мозга. Примеры чувствительных зон — в затылочной доле зрительная, в височной — слуховая. На внутренней поверхности коры височной и лобной долей находятся обонятельная и вкусовая зоны.

2.      В теменной доле в области постцентральной извилины расположена зона кожно-мышечной чувствительности. Это «входная» область коры, куда поступают для анализа импульсы от кожи и мышц. Другое название — осязательная зона.

3.      Двигательная зона лежит в области предцентральной извилины лобной доли. Это «выходная область» коры. Отсюда импульсы идут к двигательным нервам, к скелетным мышцам. Она регулирует процессы сознательного управления движением, отвечает за положение тела в пространстве.     

4.      В лобной доле есть участки, определяющий рассудочную деятельность. Их еще называют ассоциативными зонами. Работа данных зон связана со сложными поведенческими формами и высшей нервной деятельностью. В коре есть зоны со сложными функциями — зона речи, зона узнавания лиц и др.

Нарушения деятельности нервной системы

Существует две главные группы причин заболеваний нервной системы — генетические факторы и факторы внешней среды.

1.      К наследственным генетическим заболеваниям, связанным с задержкой психического развития, можно отнести синдромы Дауна, Ангельмана, Вильямса, Ретта и др.

2.      К факторам внешней среды относится нехватка витаминов, злоупотребление алкоголем, прием наркотических веществ, попадание в организм ядов (соли марганца, свинца, ртути). Широко известны в истории медицины массовые случаи кретинизма у жителей Альп, вызванные недостатком йода и, соответственно, сбоями в работе щитовидной железы (гипотериоз).  

3.      Отдельно можно выделить бактериальные инфекции, вызывающие такие болезни, как менингит, столбняк. Вирусы бешенства, энцефалит также могут являться внешними факторами, вызывающими заболевания нервной системы.

4.      Деятельность нервной системы дестабилизируется при нарушении синаптической передачи, разрушении медиаторов, к примеру, отравляющими химическими веществами.

5.      Клетки мозга гибнут при ишемии (снижении кровоснабжения), гипоксии (недостатке кислорода), болезни Паркинсона, от травм и многих других нарушений, да и просто сами по себе. Болезнь современности, которая грозит перерасти в эпидемию — синдром Альцгеймера, приводящая пожилых людей к абсолютно беспомощному состоянию. Многие коллективы исследователей бьются над поисками препаратов, которые помогут при болезни Альцгеймера и других патологиях.

6.      Вместе с тем головной мозг человека способен к частичному самовосстановлению клеток (нейрогенезу). Этот механизм еще изучается учеными, но можно сказать, что хорошей работе мозга способствуют особые диеты, употребление витаминов, правильный образ жизни и достаточные умственные нагрузки. Например, чтобы улучшить память, очень полезно начать изучать иностранный язык.

Современные методы исследования головного мозга

1)      Рентгенография головного мозга позволяет изучить размеры, форму головного мозга, кровоток, потребление веществ мозгом.

2)      Электроэнцефалография фиксирует электрические поля у поверхности мозга для выявления источников нарушения электрической активности мозга.

3)      Ангиограмма — картина структуры мозга с расположением кровеносных сосудов.

4)      Анализ спинномозговой жидкости также позволяет выявить природу заболевания.

5)      Компьютерная томография — один из самых современных способов исследования мозга, позволяющий изучать и работу здоровой нервной ткани.