Особенности строения головного мозга: кора, полушария. Кратко о научном

Особенности строения головного мозга: кора, полушария. Кратко о научном

Конечный мозг

Строение головного мозга кратко нельзя описать, поскольку без изучения его структуры невозможно понять его функции. Конечный мозг протянулся от затылочной до лобной кости. В нем различают 2 большие полушария: левое и правое. Он отличается от других отделов мозга наличием большого количества извилин и борозд. Строение и развитие головного мозга тесно взаимосвязаны. Специалисты различают 3 вида коры мозга:

• древнюю, к которой относятся обонятельный бугорок; продырявленное переднее вещество; полулунная, подмозолистая   и боковая подмозолистая извилина;
• старую, к которой относят гиппокамб и зубчатую извилину (фасцию);
• новую, представленную всей остальной частью коры.

Строение полушарий головного мозга: они разделены продольной бороздой, в глубине которой расположен свод и мозолистое тело. Они соединяют полушария мозга. Мозолистое тело — это новая кора, состоящая из нервных волокон. Под ним находится свод.

Строение больших полушарий головного мозга представляется в качестве многоуровневой системы. Так в них различают доли (теменную, лобную, затылочную, височную), кору и подкорку. Большие полушария головного мозга выполняют много функций. Правое полушарие управляет левой половиной тела, а левое — правой. Они дополняют друг друга.

Промежуточный мозг

Он состоит из нескольких частей:

• вентральной части (представленной гипоталамусом);
• дорсальной части (в которую входят: эпиталамус, таламус и метаталамус).

Для того чтобы организм человек мог своевременно приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды все раздражения внешнего мира поступают в одно и то же место: таламус. Уже оттуда они поступают в большие полушари

я головного мозга строение которых было рассмотрено ранее.

Регуляция вегетативных функций происходит в подкорковом центре, представленном гипоталамусом. Он воздействует на организм человека через нервную систему и железы внутренней секреции. Гипоталамус также влияет на обмен веществ и регулирует работу некоторых эндокринных желез. Гипофиз находится именно под ним. От него непосредственно зависит температура тела человека и как протекает работа пищеварительной и сердечно сосудистой системы. В свою очередь, гипоталамус влияет на пищевое и питьевое поведение, а также регулирует сон и бодрствование человека.

Строение и функции головного мозга в таблице

Часть	Структура	Функция
Продолговатый (стволовой отдел)	Продление спинного мозга находящегося на стволе. Внешне он имеет белое вещество, а внутри серое. Серое вещество содержится в виде ядер.	Проводящая, пищевая, защитная, контроль частоты дыхания, контроль частоты сердечных сокращений, контроль жизнедеятельных рефлексов, отвечающих за чихание, глотание, голод.
Средний	Связывает передний и задний мозг. Содержит части, называемые буграми четверохолмия.	Первичные или подкорковые, центры слуха и зрения. Благодаря этому человек в поле зрения осязает новые появившиеся предметы либо источники звука. Там же находятся центры, отвечающие за тонус мышц.
Промежуточный	В его состав входят: таламус, эпиталамус, гипоталамус. В таламусе находятся центры практически всех сенсорных чувств. Гипоталамус является частью промежуточного, которая соединяется с гипофизом и контролирует его.	Зрение, тактильные и вкусовые чувства, ощущения температуры тела и окружающей среды, работа памяти, сна.
Мозжечок (задний мозг)	Подкорковая часть головного мозга, имеющая борозды. Его слагающими являются два полушария, которые скреплены червем.	Регулирует координацию движения, способность сохранять тело в свободном пространстве.
Большие полушария (конечный мозг)	Образуется из двух частей (правого и левого), поделены на борозды и извилины, за счет которых происходит увеличение поверхности. Состоят из большого количества серого вещества, которое находится снаружи, а внутри соответственно из белого.	Зрение (затылочная доля), кожно-суставная чувствительность и тонус мышц (теменная доля). Память, мышление, сознание, речь (лобная доля) и слух (височная доля).

Внутри черепа есть мост

Схема строения мозга показывает, что еще одна его составляющая, варолиев мост, находится ниже ножек и образует выдающийся выступ (из-за направленных в мозжечок поперечных волокон). В передней зоне моста присутствуют преимущественно проводящие пути. А именно: путь ядер слухового нерва, вышеупомянутый пирамидальный (двигательный, корково-мышечный), общий чувствительный (от спинного мозга к зрительному бугру, медиальная петля) и др. Варолиевый мост сосредоточил в себе несколько ядер, в том числе отводящего нерва, двигательное — тройничного нерва, лицевого нерва, вестибулярного, слухового. А также собственные ядра моста, которые передают данные от корковых путей в мозжечок.

Строение мозга человека включает в себя такой элемент, как мозжечок. Он находится над продолговатым мозгом в задней черепной ямке. Покрыт сверху затылочными долями коры самого головного мозга. Мозжечок обладает двумя полушариями и центральной частью – червем. У новорожденного этот орган весит 20 граммов, к пяти месяцам масса увеличивается в 3 раза, к девяти месяцам – в 4 раза. Окончательно формирование этого органа завершается к 15 годам. Поверхность полушарий представляет собой серое вещество – кору, под которой скрывается белое вещество. Орган имеет три пары ножек, связывающих его с другими отделами: нижняя пара – с продолговатым мозгом, средняя – с варолиевым мостом, верхняя — со средним мозгом.

Латеральная поверхность

Конечный мозг в этой области включает в себя роландову (центральную) борозду. С ее помощью разделяются теменная и лобная доли. Также на поверхности присутствует сильвиева (боковая) борозда. Посредством нее теменная и лобная доли отделены от височной. В качестве передненижней границы затылочной области выступает условная линия. Она проходит от верхнего края теменно-затылочной борозды. Линия направлена к нижнему концу полушария. Островок (островковая доля) прикрыт участками височной, теменной и лобной областей. Пролегает он в боковой борозде (в глубине). Рядом с мозолистым телом по медиальной стороне располагается лимбическая доля. Она отделяется от прочих областей посредством поясной борозды.

Строение

Защитой от механических повреждений и отрицательных явлений головного мозга человека является место его расположения в черепной полости. Он со всех сторон защищен черепными костями. Форма мозга и его отделы в процессе роста становятся похожи на строение черепа. В основе мозговой ткани лежат липиды, которые определяют ее строение и цвет. Она желеобразной формы и светло-желтого цвета.

На защите функций головного мозга стоят мягкие, твердые и паутиновидные (переплетенные кровяными капиллярами) ткани. Предусмотренным связующим звеном между ними стала спинномозговая жидкость. Благодаря схеме, представленной ниже, наглядно видно как устроен мозг человека.

Ссылаясь на схему, отражающую строение мозга, рассмотрим отделы и за что они отвечают. На примере взаимодействия нейронов между собою в рамках системной единицы будет нетрудно определить функции мозга.

Как устроен человеческий мозг, с точки зрения нейробиологии?  «В первую очередь он отличается не столько своей сложностью, сколько неизученностью функциональной деятельности нейронов» (А. Р. Лурия). С точки зрения визуального восприятия, головной мозг, строение его можно рассмотреть на примере основного составляющего, двух частей больших полушарий.

Покрыты они рельефной субстанцией – корой, которая настолько доминирует по объему, что занимает большую часть в процентном соотношении. Принято, что масса доли головного мозга определяется по наличию числа извилин. Как средний показатель кора имеет до семи слоев. Нейроны – основная составляющая этих слоев. Они обеспечивают поток информации от центральной точки до периферийной и наоборот.

Под двумя большими полушариями находится ствол мозга. Данное «стволовое» название обосновано расположением полушарий по принципу веток на стволе по обе стороны.

Под двумя полушариями в задней части расположился мозжечок. Строение его ткани отличается от основной бороздчатой поверхностью. Мозжечок и мост (одна из составляющих структурно функциональных блоков мозга) относятся к заднему отделу. Принято отмечать пять отсеков:

• основной, занимающий 82 % от всей массы, или конечный;
• задний отдел включает мост и мозжечок;
• следующая часть – средняя;
• продолговатый, или стволовой.

Так же, по признанному определению, главный орган делится на: два полушария, мозжечок и продолговатый мозг.

Функции

Продолговатый мозг отвечает за следующие основные функции:

Сенсорные функции

От сенсорных рецепторов поступают афферентные сигналы к ядрам нейронов продолговатого мозга. Затем проводится анализ сигналов:

• Системы дыхания – газовый состав крови, pH, текущее состояние растяжении легочной ткани
• Кровообращения – работа сердца, артериальное давление
• сигналы от пищеварительной системы

Результатом анализа является последующая реакция в виде рефлекторной регуляции, которую реализуют центры продолговатого мозга.

К примеру, накопление С0₂ в крови и снижение O₂ является причинной для следующих поведенческих реакций, отрицательные эмоции, удушье и тд. которые заставляют человека искать чистый воздух.

Проводниковая функция

Эта функция заключается в проведении нервных импульсов и в самом продолговатом мозге и к нейронам других отделов мозга. Афферентные нервные импульсы приходят по одноименным волокнам 8-12пар черепных нервов к продолговатому мозгу. Также через этот отдел проходят проводящие пути от спинного мозга к мозжечку, таламусу и ядрам ствола.

Рефлекторные функции

К основным рефлекторным функциям можно отнести регуляцию тонуса мышц, защитные рефлексы и регуляцию жизненно важных функций.

Проводящие пути начинаются в ядрах ствола мозга, кроме кортикоспинального пути. Пути заканчиваются в у-мотонейронах и интернейронах спинного мозга. С помощью таких нейронов можно контролировать состояние мышц антагонистов, антагонистов и синергистов. Позволяет подключать к простым движением дополнительных мышц.

• Выпрямительные рефлексы – восстанавливает положение тела и головы. Рефлексы работают с помощью вестибулярного аппарата, рецепторов растяжения мышц. Иногда работа рефлексов настолько быстра, что мы со временем осознаем их действие. К примеру, действие мышц при соскальзывании.
• Позные рефлексы – нужны для поддержания определенной позы тела в пространстве, включая нужные мышцы
• Лабиринтные рефлексы – обеспечивают постоянное положение головы. Делятся на тонические и физическими. Физические – поддерживают позу головы при нарушении равновесия. Тонические – поддерживают позу головы на протяжении длительного времени за счет распределения контроля в разных мышечных группах

Защитные рефлексы:

• Рефлекс чиханья – за счет химического или механического раздражения рецепторов слизистой оболочки полости носа происходит форсированных выдох воздуха через нос и рот. Данный рефлекс делят на 2 фазы: респираторную и назальную. Назальная фаза – возникает при воздействии на обонятельных и решеточных нервов. Затем афферентные и эфферентные сигналы находят в “центры чиханья” по проводящим путям. Респираторная фаза – наступает при принятии сигнала в ядрах центра чиханья и накапливается критическая масса сигналов, чтобы послать сигнал к дыхательным и моторным центрам. Центр чиханья находится в продолговатом мозге на вентромедиальной границе нисходящего тракта и ядра тройничного нерва
• Рвота – опорожнение желудка (и в тяжелых случаях кишечника) через пищевод и ротовую полость.
• Глотание – сложный акт, в котором принимают участие мышцы глотки, полости рта и пищевода
• Моргание – при раздражении роговицы глаза и его конъюнктивы

Колонки

Диаметр средней колонки достигает 50 мкм. Кора устроена так, что соседние колонки тесно взаимосвязаны между собой, они выполняют одинаковые функции. Одни из них тормозят импульс, а другие – возбуждают.

Когда на нейроны воздействует какой-либо раздражитель, в ответ включается много колонок, происходит синтез и анализ полученных раздражений. Такой принцип называют экранированием. Каждая зона отвечает строго за свой участок работы.

Вертикальные колонки принято считать основной функциональной составляющей коры. Ее диаметр составляет 500 мкм. В каждой колонке проходит разветвление восходящего волокна. Каждая содержит около 1000 нейронных соединений. При возбуждении колонки происходит торможение соседних с ней. Восходящий путь колонок проходит сквозь все слои.

Между базальными ганглиями и корой располагается белое мозговое вещество. Его составляет огромное количество волокон, которые направлены во все стороны. Их называют путями конечного мозга. Выделяют три вида таких путей:

1. Проекционный. Он обеспечивает связь с промежуточным мозгом и отделами ЦНС.
2. Комиссуральный. Эти волокна создают мозговые комиссуры, соединяющие левое и правое полушария. Комиссуры также можно обнаружить в мозолистом теле.
3. Ассоциативный. Связывает участки одного полушария.

Вся поверхность коры соотносится с сигнальными системами, потому в ней находится огромное количество нейронов (ученые называют цифру около 15 млрд.). Отростки выполняют замыкательную функцию и помогают в передаче импульсов.

Кора по своему клеточному составу уникальна. Ее клетки способны выполнять огромный спектр функций, они тесно взаимосвязаны между собою. В разных зонах плотность нейронов индивидуальна, они могут по-разному распределяться по слоям.

Слои коры

Осуществляемые корой функции часто обуславливаются устройством структуры. Строение коры головного мозга отличается своими особенностями, которые выражаются в разном количестве слоев, размерах, топографии и строении формирующих кору нервных клеток. Ученые различают несколько разных видов слоев, которые, взаимодействуя друг с другом, способствуют функционированию системы полностью:

• молекулярный слой: он создает большое количество хаотичным образом сплетенных дендритных образований с небольшим содержанием клеток, по форме похожих на веретено, которые отвечают за ассоциативное функционирование;
• внешний слой: выражен большим числом нейронов, которые имеют разнообразную форму и высокое содержание. За ними расположены внешние пределы структур, по форме напоминающие пирамиду;
• внешний слой пирамидального вида: содержит в себе нейроны незначительных и существенных габаритов во время более глубокого нахождения больших. По форме эти клетки напоминают конус, от верхней точки отходит дендрит, который имеет максимальные габариты, посредством разделения на мелкие образования связываются нейроны, содержащие серое вещество. По мере приближения к коре полушарий, ветвления отличаются небольшой толщиной и формируют структуру, напоминающую по форме веер;
• внутренний слой зернистого вида: содержит в себе нервные клетки, которые имеют маленький размер, располагаются на определенном расстоянии, между ними идут сгруппировавшиеся структуры волокнистого вида;
• внутренний слой пирамидального вида: включает в себя нейроны, которые обладают средними и большими габаритами. Верхние окончания дендритов могут доходить до молекулярного слоя;
• покров, который содержит в себе нейронные клетки, обладающие формой веретена. Свойственно для них то, что их часть, которая находится в самой низкой точке, может достигнуть уровня белого вещества.

Разнообразные слои, которые включает в себя кора больших полушарий головного мозга, различаются друг с другом по форме, нахождению и предназначению элементов их строения. Совместное действие нейронов в форме звезды, пирамиды, веретена и ветвистого видов между разнообразными слоями формирует больше 50 полей. Невзирая на то, что четких пределов у полей не существует, их взаимодействие дает возможность осуществлять регулировку большого количества процессов, которые сопряжены с принятием нервных импульсов, обрабатыванием информации и формированием встречной реакции на раздражители.

Строение коры большого мозга довольно сложное и обладает своими особенностями, выражающимися в разном количестве покровов, габаритов, топографии и структуре клеток, которые образовывают слои.

Функции коры

Кора мозга обладает средней толщиной примерно 0,3 см и довольно внушительным объемом благодаря присутствию связующих каналов с ЦНС. Информация воспринимается, обрабатывается, принимается решение за счет большого количества импульсов, которые проходят сквозь нейроны, словно по электрической цепи. В зависимости от различных состояний в коре мозга осуществляется выработка электрических сигналов. Уровень их активности можно определить по самочувствию человека и описать посредством амплитудных и частотных показателей. Существует факт, что множество связей локализуется в участках, которые участвуют в обеспечении сложных процессов. Кроме сказанного, кора головного мозга человека не считается оконченной по своей структуре и развивается на протяжении всего периода жизни в процессе формирования человеческого интеллекта. При получении и обработке информационных сигналов, которые поступает в мозг, человеку обеспечиваются реакции физиологического, поведенческого, психического характера из-за функций коры головного мозга. К таковым относятся:

• Взаимодействие органов и систем в организме с окружающей средой и друг с другом, надлежащее протекание процессов обмена.
• Надлежащий прием и обрабатывание информационных сигналов, их осознание посредством мыслительных процессов.
• Поддержание взаимосвязи разных тканей и структур, которые составляют органы в теле человека.
• Образование и функционирование сознания, интеллектуальный и творческий труд индивида.
• Контроль за активностью речи и процессами, которые связаны с психоэмоциональными ситуациями.

Необходимо сказать о неполном исследовании места и значения передних отделов коры больших полушарий в обеспечении работы организма человека. О таких зонах известен факт об их низкой восприимчивости к наружному влиянию. К примеру, воздействие на эти участки электрического импульса не проявляется яркими реакциями. Как считают некоторые ученые, их функциями являются самосознание, наличие и характер специфических особенностей

Люди с пораженными передними зонами коры имеют проблемы с социализацией, у них утрачивается интерес в сфере труда, отсутствует внимание к своему внешнему виду и мнению остальных. Другие возможные эффекты:

утрата возможности концентрировать внимание;
частично либо полностью выпадают творческие умения;
глубинные психоэмоциональные нарушения индивида.

Первая и вторая сигнальные системы

Неоценима роль коры большого мозга в совершенствовании первой сигнальной системы и развитии второй. Эти понятия разработаны И.П.Павловым. Под сигнальной системой в целом понимают всю совокупность процессов нервной системы, осуществляющих восприятие, переработку информации и ответную реакцию организма. Она связывает организм с внешним миром.

Первая сигнальная система

Первая сигнальная система обусловливает восприятие посредством органов чувств чувственно-конкретных образов. Она является основой для образования условных рефлексов. Эта система существует как у животных, так и у человека.

В высшей нервной деятельности человека развилась надстройка в виде второй сигнальной системы. Она свойственна только человеку и проявляется словесным общением, речью, понятиями. С появлением этой сигнальной системы стали возможными отвлеченное мышление, обобщение бесчисленных сигналов первой сигнальной системы. По И.П.Павлову, слова превратились в «сигналы сигналов».

Вторая сигнальная система

Возникновение второй сигнальной системы стало возможным благодаря сложным трудовым взаимоотношениям между людьми, так как эта система является средством общения, коллективного труда. Словесное общение не развивается вне общества. Вторая сигнальная система породила отвлеченное (абстрактное) мышление, письмо, чтение, счет.

Слова воспринимаются и животными, но совершенно отлично от людей. Они воспринимают их как звуки, а не их смысловое значение, как люди. Следовательно, у животных нет второй сигнальной системы. Обе сигнальные системы человека взаимосвязаны. Они организуют поведение человека в широком смысле слова. Причем вторая изменила первую сигнальную систему, так как реакции первой стали в значительной мере зависеть от социальной среды. Человек стал в состоянии управлять своими безусловными рефлексами, инстинктами, т.е. первой сигнальной системой.

Функции коры мозга

Знакомство с наиболее важными физиологическими функциями коры большого мозга свидетельствует о необычайном ее значении в жизнедеятельности. Кора вместе с ближайшими к ней подкорковыми образованиями является отделом центральной нервной системы животных и человека.

Функции коры головного мозга — осуществление сложных рефлекторных реакций, составляющих основу высшей нервной деятельности (поведения) человека. Не случайно у него она получила наибольшее развитие. Исключительным свойством коры являются сознание (мышление, память), вторая сигнальная система (речь), высокая организация труда и жизни в целом.

Белое вещество

Оно представлено в виде многочисленных волокон. Их разделяют на три группы:

• Проекционные. Эта категория представлена пучками эфферентных и афферентных волокон. Посредством них существуют связи между проекционными центрами и базальными, стволовыми и спинномозговыми ядрами.
• Ассоциативные. Эти волокна обеспечивают соединение корковых участков в границах одного полушария. Они разделены на короткие и длинные.
• Комиссуральные. Эти элементы связывают корковые зоны противоположных полушарий. Комиссуральными образованиями считаются: мозолистое тело, задняя и передняя спайка и спайка свода.

Поверхность плащевого элемента

В каждом сегменте эта часть мозга разделена на доли посредством глубоких борозд и щелей. Первичные относят к постоянным образованиям органа. Формируются они на эмбриональном этапе (на пятом месяце). К наиболее крупным щелям относят продольную (разделяет сегменты) и поперечную (отделяет от затылочных долей мозжечок). Вторичными и в особенности — третичными образованиями определяется индивидуальный рельеф сегментов (он просматривается на фото). Мозг человека развивается не только во внутриутробный период. К примеру, вторичные и третичные борозды формируются до 7-8 лет после рождения. Рельеф, который имеет конечный мозг, местонахождение постоянных образований и крупных извилин у большинства людей схожи. В каждом сегменте выделяют по шесть долей: лимбическую, островковую, височную, затылочную, теменную и лобную.

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.