Головний мозок людини: функції, будова, оболонки

1. Погляд в історію і сучасність
2. ембріональний розвиток
3. анатомія
4. захист мозку
5. оболонки
6. Основні відділи мозку і їх функції
7. Продовгуватий мозок
8. мозочок
9. варолиев міст
10. середній мозок
11. Проміжний мозок (Diencephalon)
12. функція таламуса
13. функція гіпоталамуса
14. функція епіталямуса
15. функція гіпофіза
16. кінцевий мозок
17. області кори
18. Області лобової частки
19. Області тім'яної частки
20. Області потиличної частки
21. Області скроневої частки
22. мовна область
23. Латеральність півкуль
24. базальні ганглії
25. цереброспинальная рідина
26. функції

Головний мозок людини - це 1,5-кілограмовий орган м'якої губчастої щільності. Мозок складається з 50-100 млрд. Нервових клітин ( нейронів ), Пов'язаних більш ніж більярдом з'єднань. Це робить людський головний мозок (ГМ) найскладнішою і - в даний час - досконалої відомою структурою. Його функція полягає в інтеграції і управління всією інформацією, стимулами з внутрішнього і зовнішнього середовища. Основний компонент - ліпіди (близько 60%). Харчування здійснюється за рахунок постачання кров'ю і збагачення киснем. На вигляд ГМ людини нагадує волоський горіх.

Погляд в історію і сучасність

Спочатку органом думок і почуттів вважалося серце. Однак з розвитком людства була визначена зв'язок між поведінкою і ГМ (відповідно зі слідами проведення трепанації на знайдених черепах). Ця нейрохірургія, ймовірно, використовувалася для лікування головного болю, переломів черепа, психічних захворювань.

З точки зору історичного розуміння, мозок в центр уваги потрапляє в давньогрецькій філософії, коли Піфагор, а пізніше Платон і Гален, розуміли його, як орган душі. Значні просування у визначенні мозкових функцій забезпечили висновки лікарів, які, виходячи з розтинів, досліджували анатомію органу.

Сьогодні для дослідження ГМ і його активності лікарі використовують ЕЕГ - пристрій, що записує мозкову активність за допомогою електродів. Метод також застосовується для діагностики церебральної пухлини.

Для усунення новоутворення сучасна медицина пропонує неінвазивний спосіб (без розрізу) - стереохірургію. Але її застосування не виключає використання хімічної терапії.

ембріональний розвиток

ГМ розвивається під час ембріонального розвитку від передньої частини нервової трубки, що виникає на 3-му тижні (20-27 день розвитку). В головному кінці нейронної трубки формуються 3 первинні церебральні везикули - передній, середній, задній. У той же час створюються потилична, лобова область.

На 5-му тижні розвитку дитини формуються вторинні мозкові везикули, що утворюють основні частини дорослого мозку. Фронтальний мозок поділяється на проміжний і кінцевий, задній - на Варолиев міст, мозочок.

У камерах утворюється цереброспінальної рідина.

анатомія

ГМ як енергетичний, контрольний, організаційний центр нервової системи зберігається в нейрокраніум. У дорослих людей його обсяг (вага) становить близько 1500 р Однак, спеціалізована література показує велику мінливість маси ГМ (як у людини, так і у тварин, наприклад, у мавп). Найменший вага - 241 г і 369 г, а також найбільший вагу - 2850 г були знайдені у представників популяції з важкою розумовою відсталістю. Відрізняється і обсяг між статями. Вага чоловічого мозку приблизно на 100 г більше, ніж жіночого.

Розташування мозку в голові видно на зрізі.

Головний мозок, поряд зі спинним, утворює ЦНС. Мозок розташований в черепі, захищений від пошкодження рідиною, якої заповнена черепна порожнина, цереброспинальной рідиною. Будова головного мозку людини дуже складне - воно включає кору, що ділиться на 2 півкулі, які функціонально розрізняються.

Функція правої півкулі полягає у вирішенні творчих завдань. Воно відповідає за вираження емоцій, сприйняття зображень, квітів, музики, розпізнавання осіб, чутливість, є джерелом інтуїції. Коли людина вперше стикається з завданням, проблемою, починає працювати саме це півкуля.

Ліва півкуля домінує при завданнях, з якими людина вже навчився справлятися. Метафорично ліва півкуля можна назвати науковим, оскільки воно включає логічне, аналітичне, критичне мислення, підрахунок і використання мовних навичок, інтелект.

У складі мозку є 2 речовини - сіра і біла. Сіра речовина на поверхні мозку виробляє кору. Біла речовина складається з великої кількості аксонів з мієлінових оболонками. Воно знаходиться під сірою речовиною. Зв'язки білої речовини, що проходять через центральну нервову систему, називаються нервовими трактами. Ці тракти забезпечують передачу сигналів іншим структурам ЦНС. Залежно від функції шляху діляться на аферентні і еферентні:

• аферентні шляхи приносять сигнали до сірій речовині з іншої групи нейронів;
• еферентні шляхи утворюють аксони нейронів, що призводять сигнали до інших клітин ЦНС.

захист мозку

Захист ГМ включає череп, оболонки (менінгіт), спинномозкову рідину. Крім тканини, нервові клітини ЦНС також захищені від впливу шкідливих речовин з крові гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ). Гематоенцефалічний бар'єр - це суміжний шар ендотеліальних клітин, тісно пов'язаних між собою, що перешкоджають проходженню речовин через міжклітинні простору. У патологічних станах, таких як запалення (менінгіт), цілісність гематоенцефалічний бар'єр буває порушеною.

оболонки

Головний і спинний мозок покривають 3 шари оболонок - тверда, павутинна, м'яка. Складові компоненти оболонок - сполучні тканини мозку. Загальна їхня функція полягає в захисті ЦНС, кровоносних судин, що постачають ЦНС, збір цереброспинальной рідини.

Основні відділи мозку і їх функції

ГМ розділяється на кілька частин - відділів , Що виконують різні функції, але працюють разом, утворюючи головний орган. Скільки відділів в ГМ і який мозок відповідає за певні здібності організму?

З чого складається мозок людини - відділи:

• Задній мозок містить продовження спинного - довгастий і 2 інші частини - Варолиев міст і мозочок. Міст і мозочок разом утворюють задній мозок у вузькому сенсі.
• Середній.
• Передній містить проміжний і кінцевий мозок.

Поєднанням довгастого, середнього мозку, моста утворюється мозковий стовбур. Це - найстаріший ділянку людського мозку.

Продовгуватий мозок

Довгастий мозок - це продовження спинного мозку. Він розташований в задній частині черепа.

функції:

• вхід і вихід черепних нервів;
• передача сигналів в центри ГМ, хід низхідних і висхідних нейронних шляхів;
• місце формації - координація діяльності серця, зміст вазомоторного центру, центру безумовних рефлексів (гикавка, слиновиділення, ковтання, кашель, чхання, блювота);
• при порушенні функції відбувається розлад рефлексів, серцевої діяльності (тахікардія та інші проблеми аж до інсульту).

мозочок

Мозочок формує 11% загальної частки мозку.

функції:

• центр координації рухів, контролю фізичної активності - координаційний компонент пропріорецептивної іннервації (керівництво м'язовим тонусом, точністю і координацією м'язових рухів);
• підтримка балансу, постави;
• при порушенні функції мозочка (в залежності від ступеня розладу) відбувається м'язова гіпотонія, повільність при ходьбі, нездатність підтримувати рівновагу, порушення мови.

Контролюючи активність руху, мозочок оцінює інформацію, отриману з статокінетичного апарату (внутрішнє вухо), і пропріорецепторов в сухожиллях, пов'язаних з положенням і рухом тіла в даний момент. Мозочок також отримує інформацію про заплановані рухах від моторної кори ГМ, порівнює її з поточними рухами тіла і, в кінцевому підсумку, направляє сигнали в кору. Вона потім наводить руху так, як вони були заплановані. Використовуючи таку зворотний зв'язок, кора може відновлювати команди, відправляти їх прямо в спинний мозок. В результаті людина може робити добре скоординовані дії.

варолиев міст

Він утворює поперечну хвилю над довгастим мозком, пов'язаний з мозочком.

функції:

• площа виходу нервів голови і осадження їх ядер;
• передача сигналів в високі і більш низькі центри ЦНС.

середній мозок

Це - найменша мозкова частина, філогенетично старий мозковий центр, частина мозкового стовбура. Верхню частину середнього мозку формує четверохолмие.

Функції четверохолмия:

• верхні пагорби беруть участь в зорових шляхах, працюють як зоровий центр, беруть участь в візуальних рефлексах;
• нижні горби беруть участь в слухових рефлексах - забезпечують рефлексивні реакції на звуки, гучність, рефлексивне звернення за звуком.

Проміжний мозок (Diencephalon)

Проміжний мозок в значній мірі закритий кінцевим. Це - один з 4-х основних мозкових частин. Складається з 3 пар структур - таламуса, гіпоталамуса, епіталямуса. Окремі частини обмежують III шлуночок. До гіпоталамусу через воронку приєднаний гіпофіз.

функція таламуса

Таламус становить 80% від проміжного мозку, є основою для бічних стінок шлуночка. Ядра таламуса переорієнтують сенсорну інформацію від тіла (спинного мозку) - біль, дотик, візуальні або слухові сигнали - в певні мозкові області. Будь-яка інформація, котра направляється в кору головного мозку, повинна переорієнтуватися в таламусі - це ворота в мозкову кору. Інформація в таламусі активно обробляється, змінюється - він збільшує або зменшує сигнали, призначені для кори. Деякі з ядер таламуса рухові.

функція гіпоталамуса

Це нижня частина проміжного мозку, на нижньому боці якої знаходяться перетину зорових нервів (chiasma opticum), у напрямку вниз розташований гіпофіз, секретуючий велику кількість гормонів. У гіпоталамусі зберігається велика кількість ядер сірої речовини, функціонально він є головним центром для управління органами тіла:

• контроль вегетативної нервової системи (parasympaticus і sympaticus);
• контроль емоційних відповідей - частина лімбічної системи включає в себе область для страху, гніву, сексуальної енергії, радості;
• регулювання температури тіла;
• регулювання голоду, спраги - області концентрації сприйняття поживних речовин;
• управління поведінкою - контроль мотивації для споживання їжі, визначення кількості з'їденої їжі;
• контроль циклу сон-неспання - відповідає за час циклу сну;
• моніторинг ендокринної системи (гіпоталамо-гіпофізарна система);
• формування пам'яті - отримання інформації з гіпокампу, участь в створенні пам'яті.

функція епіталямуса

Це найбільш задня частина проміжного мозку, що складається з шишкоподібної залози - епіфіза. Секретує гормон мелатонін. Мелатонін сигналізує тілу про підготовку до циклу сну, впливає на біологічний годинник, настання статевої зрілості і т.д.

функція гіпофіза

Ендокринна залоза, аденогипофиз - виробництво гормонів (СТГ, АКТГ, ТТГ, ЛГ, ФСГ, пролактин); нейрогипофиз - секреція гормонів, що виробляються в гіпоталамусі: АДГ, окситоцин.

кінцевий мозок

Цей елемент будови мозку - найбільша частина людської ЦНС. Його поверхня складається з сірої кори. Нижче знаходиться біла речовина і базальні ганглії.

півкулі:

• кінцевий мозок складається з півкуль, що становлять 83% від загальної мозкової маси;
• між 2 півкулями знаходиться глибока поздовжньо орієнтована борозна (fissura longitudinalis cerebri), що тягнеться до мозкової м'язи (corpus callosum), що з'єднує півкулі і опосредующей між ними співпрацю;
• на поверхні знаходяться борозенки і звивини.

Церебральна кора:

• контроль нервової системи - місце людської свідомості;
• формується сірою речовиною - утворюється з тіл нейронів, їх дендритів і аксонів; не містить нервових шляхів;
• має товщину 2-4 мм;
• становить 40% загального обсягу ГМ.

області кори

На поверхні півкуль присутні постійні борозни, що ділять їх на 5 часткою. Лобова частка (lobus frontalis) лежить перед центральною борозною (sulcus centralis). Потилична частка простягається від центральної до тім'яно-потиличної борозни (sulcus parietooccipitalis).

Області лобової частки

Основна моторна область - розташована перед центральною борозною, де знаходяться пірамідальні клітини, аксони яких утворюють пірамідальний (корковий) шлях. Ці шляхи забезпечують точні і зручні руху тіла, особливо передпліч, пальців, лицьових м'язів.

Премоторная кора. Ця область розташована перед основною моторної областю, контролює складніші рухи вільної активності, що залежать від сенсорної зворотного зв'язку - захоплення предметів, переміщення над перешкодами.

Центр мови Брока - знаходиться в нижній частині, як правило, лівого або домінуючого півкулі. Центр Брока в лівій півкулі (якщо воно домінує) контролює мова, в правій півкулі - підтримує емоційне забарвлення сказаного слова; ця область також бере участь в короткочасної пам'яті слів і мови. Центр Брока пов'язаний з переважним використанням однієї руки для роботи - лівої чи правої.

Зорова область - це моторна частина, яка контролює необхідні швидкі рухи очей при перегляді рухомій цілі.

Нюхова область - знаходиться на підставі лобових часток, відповідає за сприйняття запаху. Нюхова кора з'єднується з нюховими областями в нижніх центрах лімбічної системи.

Префронтальна кора - велика область лобної ділянки, що відповідає за когнітивні функції: мислення, сприйняття, свідоме запам'ятовування інформації, абстрактне мислення, самосвідомість, самоконтроль, завзятість.

Області тім'яної частки

Чутлива область кори - знаходиться прямо за центральною борозною. Відповідає за сприйняття загальних тілесних відчуттів - сприйняття шкіри (дотик, тепло, холод, біль), смаку. Цей центр здатний локалізувати просторове сприйняття.

Соматочувствітельная область - розташована за чутливою. Бере участь у визнанні предметів в залежності від їх форми, грунтуючись на попередньому досвіді.

Області потиличної частки

Основна зорова область - розташована в кінці потиличної частки. Вона отримує візуальну інформацію від сітківки ока, обробляє інформацію з обох очей разом. Тут сприймається орієнтація об'єктів.

Асоціативна зорова область - знаходиться перед основною, сприяє з нею для визначення кольору, форми, руху об'єктів. Вона також сприяє з іншими частинами мозку через передні і задні шляху. Передній шлях проходить уздовж нижнього краю півкуль, бере участь в розпізнаванні слів під час читання, розпізнаванні осіб. Задній шлях проходить в тім'яну частку, бере участь в просторових зв'язках між предметами.

Області скроневої частки

Зона слуху і вестибулярна область - розташовані в скроневій частці. Різниться основна і асоціативна область. Основна - сприймає гучність, висоту тону, ритм. Асоціативна - заснована на запам'ятовуванні звуків, музики.

мовна область

Область мови - велика область, пов'язана з промовою. Домінує ліва півкуля (у правшів). На сьогоднішній день було ідентифіковано 5 областей:

• зона Брока (формування мови);
• зона Верніке (розуміння мови);
• бічна префронтальная кора перед і під зоною Брока (аналіз мови);
• область скроневої частки (координація слухових і зорових аспектів мови);
• внутрішня частка - артикуляція, розпізнавання ритму, озвученого слова.

Права півкуля не бере участі в мовному процесі у правшів, але працює над інтерпретацією слів і їх емоційним забарвленням.

Латеральність півкуль

Існують відмінності у функціонуванні лівого і правого півкуль. Обидва півкулі координують протилежні частини тіла, мають різні когнітивні функції. У більшості людей (90-95%) ліва півкуля контролює, особливо, мовні навички, математику, логіку. Навпаки, права півкуля управляє візуальними просторовими здібностями, мімікою, інтуїцією, емоціями, художніми та музичними здібностями. Права півкуля працює з великим зображенням, а ліве - з невеликими деталями, які потім логічно пояснює. У решті частини населення (5-10%) функції обох півкуль протилежні, або обидві півкулі мають однаковий ступінь когнітивної функції. Функціональні відмінності між півкулями, як правило, вище у чоловіків, ніж у жінок.

базальні ганглії

Базальні ганглії знаходяться глибоко в білій речовині. Вони працюють як складна нервова структура, яка сприяє з корою для контролю рухів. Вони починають, зупиняють, регулюють інтенсивність вільних рухів, контрольовані корою головного мозку, можуть вибирати відповідні м'язи або руху для певного завдання, гальмувати протистоять м'язи. При порушенні їх функції розвивається хвороба Паркінсона, хвороба Хантінгтона.

цереброспинальная рідина

Цереброспинальная рідина - це прозора рідина, що оточує мозок. Обсяг рідини становить 100-160 мл, склад схожий на плазму крові, з якої вона виникає. Однак цереброспінальної рідина містить більше іонів натрію і хлориду, менше білків. У камерах міститься лише невелика частина (близько 20%), найбільший відсоток знаходиться в субарахноїдальному просторі.

функції

Цереброспинальная рідина формує рідку оболонку, полегшує структури ЦНС (зменшує масу ГМ до 97%), захищає від пошкоджень власною вагою, шоку, живить мозок, видаляє відходи нервових клітин, допомагає передавати хімічні сигнали між різними частинами ЦНС.