Строение ЦНС и ее возрастные особенности.

Спинной мозг взрослого человека размешается в позвоночном канале и представляет собой цилиндрический тяж длиной 40-45 см и общей массой 34-38 г.

Несмотря на то что спинной мозг новорожденного является наиболее зрелой частью ЦНС, его окончательное развитие заканчивается только к 20 годам. За этот период масса мозга увеличивается в 8 раз.

В спинном мозге выделяют шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый сегменты, от которых отходит 31 пара спинно-мозговых нервов, иннервирующих скелетную мускулатуру и кожу. Каждый сегмент стоит из серого и белого вещества. Серое вещество расположено в центре сегмента и в нем различают задние, боковые и передние рога. Серое вещество – это тела нервных клеток, а белое вещество – это аксоны нервных клеток покрытые миелиновой оболочкой, имеющей белый цвет.

Спинной мозг выполняет две основные функции рефлекторную ипроводниковую. Рефлекторная функция заключается в осуществлении спинномозговых рефлексов, а проводниковая в проведении нервных импульсов от рецепторов нашего тела в головной мозг и от головного мозга к сегментам спинного мозга. Проводниковая функция спинного мозга осуществляется за счет проводящих путей, образующих белое вещество спинного мозга. Различают восходящие и нисходящие проводящие пути.

Среди нисходящих путей есть один пирамидный и 4 экстрапирамидных. Пирамидный путь является прямым однонейронным путем и через него осуществляются наши произвольные движения. Экстрапирамидные пути являются многонейронными и через них осуществляется регуляция тонуса мышц и общие двигательные акты (поворот головы, движение всей конечностью).

Спинной мозг содержит два утолщения: шейное и поясничное, которые начинают формироваться в первые годы жизни ребенка. Шейное утолщение связано с регуляцией движений верхних конечностей, поясничное – нижних.

Головной мозг состоит из ствола мозга и конечного мозга, включающего большие полушария.

От основания головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов, которые связывают головной мозг со многими внутренними органами, мышцами лица, шеи, языка, глаз, а также обеспечивают поступление в головной мозг сенсорной информации от зрительных, вкусовых, слуховых и обонятельных рецепторов, вестибулярного аппарата, тактильных рецепторов кожи лица.

Основные части головного мозга выделяются уже к 3-му месяцу эмбрионального развития, а к 5 месяцу эмбриогенеза уже хорошо заметны основные борозды больших полушарий.

К моменту рождения общая масса головного мозга составляет около 400 г. Наиболее интенсивно головной мозг человека развивается в первые два года жизни. Затем темпы его развития немного снижаются, но продолжают оставаться высокими до 6-7 лет, к этому моменту масса мозга достигает уже 4/5 массы взрослого человека.

Развитие головного мозга идет гетерохронно. Прежде всего, созревают те нервные структуры, от которых зависит нормальная жизнедеятельность организма на данном возрастном этапе. Функциональной полноценности достигают, прежде всего, стволовые, подкорковые и корковые структуры, регулирующие вегетативные функции организма. Эти отделы приближаются по своему развитию к мозгу взрослого человека уже к 2-4 годам постнатального развития.

К стволовой части относят продолговатый мозг, задний мозг (варолиев мост и мозжечок), средний мозг и промежуточный. В филогенетическом отношении это наиболее древние нервные структуры, и поэтому их функции тесно связаны с регуляцией примитивных функциональных процессов.

Отделы ствола мозга выполняют проводящие и рефлекторные функции. В продолговатом мозге находятся центры жизненно важных рефлексов: дыхательных и сердечных, а также здесь есть центры многих защитных рефлексов: чихания, кашля, мигания, закрытия век. Средний мозг содержит первичные зрительные центры и принимает участие в осуществлении зрачкового рефлекса, аккомодации, конвергенции и зрительного ориентировочного рефлекса, а также здесь есть первичные слуховые центры, принимающие участие в осуществлении слухового ориентировочного рефлекса, в регуляции сложных двигательных рефлексов, в ориентации тела в пространстве. В промежуточноммозге выделяют подбугровую область (гипоталамус) и зрительные бугры (таламус).

Гипоталамус является высшим вегетативным центром. Он регулирует обмен веществ, температуру тела, чувство голода и жажды, деятельность всех внутренних органов. Таламус является своего рода воротами, через которые все сенсорные сигналы, кроме обонятельных, поступают в кору больших полушарий большого мозга. Основная функция мозжечка заключается в координации всех двигательных актов путем согласования скорости сокращения различных мышц, участвующих в данном конкретном двигательном акте. Кроме того, мозжечок обеспечивает двигательный акт вегетативным компонентом, т.е. приспосабливает дыхание, работу сердца к данному конкретному двигательному акту.

Ретикулярная формация, или сетчатая состоит из нейронов различной формы и размеров и расположена в центральной части ствола мозга. Ретикулярная формация оказывает влияние на спинной мозг, большие полушария и мозжечок. На спинной мозг ретикулярная формация оказывает как активирующее, так и тормозящее влияние. На большие полушария и мозжечок оказывает активирующее влияние, которое называют неспецифической активацией. При уменьшении неспецифической активации большие полушария переходят в состояние пониженной возбудимости и человек засыпает.

Конечный мозг состоит из больших полушарий и расположенных внутри них подкорковых, или базальных ганглиев.

Конечный мозг человека является наиболее молодым в филогенетическом отношении образованием. Подкорковые ганглии принимают участие в регуляции сложных половых и поведенческих реакций, имеют важное значение в организации оптимальной двигательной деятельности.

Большие полушария головного мозга – парные образования. Это основная часть конечного мозга. У человека они достигают наибольшего развития и составляют почти 80 % от общей массы мозга. В функциональном отношении большие полушария являются высшим отделом ЦНС, регулирующим все нижележащие отделы. Кроме того, большие полушария являются основой нашего мышления и сознания. Поверхность больших полушарий покрыта извилинами, которые представляют собой складки поверхностного слоя.

I этап. У новорожденного вес спинного мозга 10 г., а отношение спинного мозга к головному 1:100 (у взрослых 1:50). В это время спинной мозг растет быстро, а дифференцировка его нейронов выражена слабо. Проводящие пути и спинномозговые нервы не покрыты миелиновой оболочкой. Отсюда широкая иррадиация возбуждения по сегментам спинного мозга, генерализация спинномозговых рефлексов.

У новорожденного вес головного мозга около 400 г. В течение первого года вес увеличивается в 2,5 раза и к концу года достигает 1000 г. Однако формообразование на этом этапе идет медленными темпами и большие полушария по своей форме значительно отличаются от взрослого человека. Так, у детей первого года жизни слабо развит лобный отдел больших полушарий, борозды и извилины малы, мелки. В связи с незрелостью коры больших полушарий, функция ее несовершенна, контроль над корковыми образованиями слабый. Отсутствие корковых влияний на сегменты спинного мозга в первые месяцы жизни приводит к хаотичности движений.

Продолговатый мозг и варолиев мост растут быстро и все основные их центры сформированы. Однако их функция еще несовершенна, так как их регуляция осуществляется в основном за счет безусловных рефлексов, т. е. по принципу отклонения.

Средний мозг по отношению к взрослым составляет 40 %. Нейроны не дифференцированы. Функции среднего мозга не совершенны, движения не точны из-за несогласованности двигательного и тонического компонентов. Конвергенция и аккомодация глазных яблок не совершенны и не координированы. У новорожденного глазные яблоки могут даже двигаться одновременно в разные стороны. Отсутствует координация сокращений и перераспределения тонуса мышц пальцев рук.

Ретикулярная формация ствола мозга занимает относительно меньший объем, чем у взрослых. Нейроны расположены тесно, их аксоны не покрыты миелиновой оболочкой. Активация больших полушарий слабая и их возбудимость понижена (новорожденный спит до 22 часов в сутки).

Мозжечок у новорожденного весит 20 г, а к концу года – 90 г. Дифференцировка слоев начинается уже с первых месяцев после рождения, но к концу года все еще остается много недифференцированных нейронов. Функции мозжечка несовершенны, движения не координированы, так как нет согласования скорости сокращения различных мышц и обеспечения движения тоническим и вегетативным компонентом.

Промежуточный мозг растет относительно медленно. В гипоталамусе не закончена дифференцировка ядер, нейроны различных ядер почти не отличаются по форме, нет миелинизации их аксонов. Отсюда несовершенство функций. Нет четкости в передаче информации в кору больших полушарий, отсутствует контроль со стороны высших вегетативных центров, имеется несовершенство терморегуляции.

Подкорковые ядра составляют 20% по отношению к взрослым. Дифференцировка нейронов слабая, миелинизация проводящих путей неполная. Несовершенство функций проявляется в генерализации и неловкости движений.

II этап. На втором этапе развития ребенка продолжается рост и дифференцировка всех отделов ЦНС. Вес спинного мозга достигает 14 г. На этом этапе заканчивается миелинизация всех спинномозговых нервов и афферентных (восходящих) проводящих путей спинного мозга. Нисходящие проводящие пути еще не полностью покрыты миелиновой оболочкой. Следствием этого является неточность координации спинномозговых рефлексов. Так, в 2 года нет еще дифференцировки ходьбы и бега. Ребенок быстро перебирает ногами, шаги у него короткие. Только к концу этапа наступает дифференцировка ходьбы и бега.

Продолговатый мозг и варолиев мост продолжают дифференцировку. К концу этапа их нейроны приобретают форму взрослого человека, отличаясь только размерами. Все черепномозговые нервы к концу этапа покрываются миелиновой оболочкой и их функция почти такая же, как у взрослых.

Средний мозг по отношению к взрослому составляет 50%. Заканчивается дифференцировка III и IV пары черепно-мозговых нервов и нейронов четверохолмия. Однако нисходящие пути среднего мозга еще не полностью покрыты миелиновой оболочкой и поэтому функции еще несовершенны.

Нейроны ретикулярной формации ствола мозга к концу этапа заканчивают дифференцировку, но миелинизация нисходящего пути формации еще не закончена. В связи с этим остается неточность облегчающих и тормозящих влияний ретикулярной формации на спинномозговые рефлексы. В то же время восходящие активирующие влияния на этом этапе уже достаточно интенсивны и качественно не отличаются от взрослых.

Мозжечок растет равномерно, его клетки заканчивают дифференцировку. Однако по размерам нейроны мозжечка еще меньше, чем у взрослых. Чувствительные пути мозжечка уже покрыты миелиновой оболочкой, а двигательные еще нет, поэтому имеется не тосчная координация тонуса мышц.

В зрительных буграх происходит дифференцировка нейронов на две группы ядер: переключающие и ассоциативные. Миелиновая оболочка нейронов еще не полностью сформирована. Отсюда несовершенен еще корковый анализ и синтез. У детей этого этапа развития активное внимание практически отсутствует. Функции гипоталамуса также несовершенны. Слабый контроль над вегетативной нервной системой, недостаточная терморегуляция.

Подкорковые ядра по отношению к взрослым составляют 40%, нейроны их еще не закончили дифференцировку, а аксоны не покрыты миелиновой оболочкой. В связи с этим сохраняется неловкость движений.

К концу 3-го года жизни вес головного мозга увеличивается до 1200 г. Формообразование больших полушарий и дифференцировка на этом этапе идет значительно большими темпами в сравнении с предыдущим. Поверхность больших полушарий становится похожей на таковую у взрослых, хотя борозды и извилины все еще остаются более мелкими. Относительно мало развит лобный отдел больших полушарий.

В связи с большим морфологическим и функциональным созреванием нейронов больших полушарий значительно совершенствуется и функция коры головного мозга. Так, благодаря корковому контролю над спинным мозгом более совершенными становятся произвольные движения. (ребенок ходит, бегает, прыгает).

Однако кора больших полушарий ребенка все еще остается функционально незрелой, контроль ее над нижележащими отделами ЦНС несовершенен. Особенно это касается эмоциональной сферы ребенка. Нет контроля над эмоциями.

III этап. На этом этапе развития полностью заканчивает свое развитие спинной мозг с его проводящими путями. К концу этапа заканчивается развитие также продолговатого мозга и варолиева моста.

Средний мозг сотавляет 90% от взрослого. К концу этапа заканчивается дифференцировка почти всех отделов среднего мозга. Однако еще имеет место несовершенство в координации движений пальцев рук и ребенку с большим трудом даются такие двигательные навыки как рисование, письмо.

На III этапе заканчивается дифференцировка ретикулярной формации ствола мозга и заканчивает свое развитие мозжечок.

В промежуточном мозге дифференцировка еще не закончена. Подкорковые ядра составляют 80% от взрослых и в них также не закончена дифференцировка нейронов и миелинизация аксонов.

Вес головного мозга достигает 1250 г. По своей форме большие полушария почти такие же, как у взрослых. Отличие заключается в том, что лобные доли еще относительно меньше развиты. На этом этапе заканчивается дифференцировка тел и дендритов корковых нейронов. Однако их аксоны еще не полностью покрыты миелиновой оболочкой. Функциональная незрелость коры больших полушарий проявляется в относительной слабости процессов торможения и в относительной легкости иррадиации процессов возбуждения (ребенок быстро перевозбуждается во время игры, плохо засыпает, спит беспокойно). Нет еще контроля коры над эмоциями.

IV этап.На протяжении IV этапа развития ребенка заканчивается дифференцировка и миелинизация всех отделов ЦНС и проводящих путей, которые еще не закончили своего развития на предыдущем этапе. К концу этапа все отделы ЦНС морфологически такие же, как у взрослых людей.

К 9-10 годам все головного мозга достигает 1350 г (у взрослых 1400-1600 г). На этом этапе еще имеется относительная недоразвитость лобных долей больших полушарий. В этом возрасте мышление у детей все еще остается конкретным, хотя они уже начинают пользоваться абстрактными понятиями. Поэтому преподавание должно строиться не только на словесном логическом объяснении, но обязательно с использованием наглядностей (таблицы. рисунки, опыты), с обязательным знакомством ребенка с конкретными явлениями и предметами. Несмотря на морфологическую и функциональную незрелость больших полушарий, данный этап характеризуется довольно совершенной функцией коры головного мозга. Кора больших полушарий берет под контроль эмоции.

V этап. В 12-13 лет вес головного мозга достигает 1400 г. Отмечается усиленный рост лобных долей. Процессы возбуждения преобладают над процессами торможения. Только к 13-16 годам заканчивается рост лобных долей, вес головного мозга достигает массы взрослого. Усиливаются процессы торможения. К 17-18 годам морфологическое развитие больших полушарий заканчивается, но функциональное совершенствование продолжается и у взрослых людей.