Функциональные блоки мозга
Таблица 1.
Строение и функции головного мозга
| Название отдела | Структуры отдела и строение | Функции |
| Продолговатый мозг | ||
| Мост | ||
| Мозжечок | ||
| Средний мозг | ||
| Промежуточный мозг | Таламус | |
| Гипоталамус | ||
| Конечный мозг: большие полушария |
Задание 2. Используя словарь по теме «Локальные системы мозга и их функциональная организация», заполните таблицу:
Таблица 2.
Локальные системы мозга и их функциональная организация
| Доли коры больших полушарий головного мозга | Функциональные зоны коры (сенсорные, моторные, ассоциативные) | Характерные нарушения при поражении данной доли мозга |
| Затылочная доля | ||
| Височная доля | ||
| Теменная доля | ||
| Лобная доля |
Головной мозг, его строение и функции
Строение мозга
Спинной мозг, находящийся в позвоночном столбе, регулирует простейшие автоматизированные мышечно-двигательные реакции, он переходит в продолговатый отдел головного мозга.
Головной мозг – передний отдел центральной нервной системы позвоночных, расположенный в полости черепа; главный регулятор всех жизненных функций организма и материальный субстрат его высшей нервной деятельности. Наиболее высоко головной мозг развит у человека за счет увеличения массы и усложнения строения коры больших полушарий.
Головной мозг
Снаружи головной мозг покрыт соединительнотканными оболочками, в которых проходят кровеносные сосуды. Полости мозга – желудочки –являются продолжением спинномозгового канала и заполнены жидкостью – ликвором. В головном мозге, как и в спинном, есть белое и серое вещество. Проводящие пути, связывающие головной мозг со спинным, образуют белое вещество. Они соединяют также разные отделы головного мозга. Серое вещество головного мозга располагается в виде отдельных скоплений – ядер – внутри белого вещества. Кроме того, серое вещество покрывает полушария мозга и мозжечка, образует кору больших полушарий и кору мозжечка. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.
Таблица 1. Отделы головного мозга
| Задний мозг | Средний мозг | Передний мозг |
| продолговатый мозг мост мозжечок | первичные центры зрения и слуха ретикулярная формация | промежуточный мозг большие полушария |
Продолговатый мозг, варолиев мост и средний мозг образуютствол мозга.
Продолговатый мозг представляет собой продолжение спинного мозга и связывает его с вышележащими отделами головного мозга. Анатомическим положением продолговатого мозга определяется его проводниковая функция. Через продолговатый мозг проходят все восходящие и нисходящие пути, связывающие центры головного и спинного мозга. Продолговатый мозг регулирует различные процессы жизнеобеспечения в организме – ритм сердца, дыхание, кровяное давление; кашель, мигание, слезоотделение, рвота, сосание, глотание и др.
Центральную часть продолговатого мозга занимает ретикулярная формация(от лат. reticulum – сеточка) – диффузная сеть сильно ветвящихся интернейронов. Она распространяется до таламуса. Ретикулярная формация ствола мозга выполняет интегративно-координационные функции. Она участвует в регуляции возбудимости и поддержании тонуса всех отделов ЦНС, в том числе коры больших полушарий. Активность самой ретикулярной формации поддерживают импульсы, приходящие от восходящих сенсорных путей. В свою очередь, кора больших полушарий оказывает нисходящие тормозящие влияния на ретикулярную формацию ствола. Ретикулярная формация получает также нисходящие влияния от мозжечка, подкорковых ядер, лимбической системы. Ретикулярные нейроны участвуют в регуляции сердечно-сосудистой системы (в поддержании кровяного давления, в регуляции дыхания.
Мост(варолиев мост) действует как переключающий центр между отделами мозга, а также между спинным и головным мозгом и поэтому играет важную роль в интеграции. Через ядра моста кора больших полушарий оказывает влияние на мозжечок – это основной канал их связи. Варолиев мост содержит дыхательный центр, который вместе с дыхательным центром продолговатого мозга регулирует дыхание. Ретикулярная формация моста (вместе с продолговатым мозгом) участвует в регуляции тонуса мышц, поддержании позы, ориентации тела в пространстве. Здесь находятся вестибулярные ядра. В ретикулярной формации моста находятся центры, управляющие быстрыми движениями глаз – саккадами.
Констанцио Варолий (1543-1575) – итальянский анатом, профессор, лейб-медик папы Григория XIII. Выполнил большое количество исследований в области анатомии мозга и черепномозговых нервов.
Мозжечок состоит из червя и двух полушарий, поверхность которых образует сильно складчатая многослойная кора, образованная несколькими видами нейронов (клетки Пуркинье, звездчатые, корзинчатые и др.). В глубине полушарий залегают скопления нейронов – ядра. От ядер мозжечка часть волокон идет к двигательным ядрам ствола мозга, другая часть направляется к таламусу (промежуточный мозг), а через него к коре больших полушарий. Мозжечок регулирует двигательные акты. При нарушении его нормальной работы теряется способность к точным согласованным движениям и сохранению равновесия. Функции червя мозжечка связаны с вестибулярным аппаратом. К мозжечку поступает информация от других сенсорных систем: зрительной, слуховой, соматосенсорной.
Пурькинье Ян Евангелиста (1787-1869) – чешский естествоиспытатель, профессор, член-корр. Петербургской АН и пр., один из основоположников учения о клеточном строении растений и животных.
Средний мозг входит в ствол мозга, он соединяет задний мозг с передним, через него проходят все нервные пути от органов чувств к большим полушариям. К среднему мозгу относя четверохолмие и ножки мозга. Средний мозг регулирует работу органов чувств. Проявление врожденных ориентировочных рефлексов (прислушивание, всматривание). Структуры среднего мозга участвуют в регуляции движений и мышечного тонуса, регуляции актов жевания, глотания, их последовательности, обеспечивают точные движения рук, например, при письме. Ядра передних бугров четверохолмия являются первичными зрительными подкорковыми центрами, ядра задних бугорков – слуховыми. Нейроны передних бугров четверохолмия реагируют на смену света и темноты, с этой частью мозга связан поворот головы в направлении зрительного и слухового стимулов.
В среднем мозге находится продолжающееся из продолговатого мозга образование – ретикулярная формация. Импульсы от органов чувств как бы заряжают эту формацию, и она оказывает активизирующее (тонизирующее) влияние на деятельность головного мозга. Ретикулярная формация среднего мозга играет важную роль в регуляции бодрствования и состояния непроизвольного внимания.
Промежуточный мозг – расположен над средним мозгом. Включает в себя таламус(зрительный бугор), гипоталамус(подбугорную область),надбугорную область, лимбическую систему и контролирует разные виды чувствительности (соматическую, болевую, зрение, слух), сложные витальные (жизненно важные) реакции, питание, защиту, размножение, психические реакции (сон, память), поддержание гомеостаза. С промежуточным мозгом структурно и функционально связаны две железы внутренней секреции – гипофиз и эпифиз.
Таламус – сложное полифункциональное образование, включающее специфические ядра, где переключается афферентация от органов чувств в соответствующие области коры больших полушарий, ассоциативные ядра, где эта афферентация взаимодействует и частично обрабатывается, и неспецифические ядра, через которые проходят импульсные потоки из ретикулярной формации. Эти группы ядер связаны между собой и системой двусторонних связей с большими полушариями. Таламус связан с ретикулярной формацией ствола мозга, гипоталамусом и корой больших полушарий. Строение и многочисленные связи таламуса обеспечивают его участие в организации сложных двигательных реакций, таких как сосание, жевание, глотание, смех и др.
Гипоталамус – центр регуляции деятельности внутренних органов, эндокринной системы, обмена веществ, температуры тела, цикла «бодрствование – сон». Гипоталамус через гипофиз управляет работой желез внутренней секреции и благодаря этому участвует в регуляции эмоций и формировании мотиваций.
Подкорковые образования, регулируя врожденную безусловно-рефлекторную деятельность, являются областью тех процессов, которые субъективно ощущаются в виде эмоций.
Структуры мозга человека содержат «опыт», накопленные в процессе эволюционного развития.
Конечный мозг: базальные ганглии (ядра) и кора больших полушарий.
Базальные ганглии– комплекс подкорковых ядер, погруженный в белое вещество больших полушарий и окруженный волокнами, связывающими их с корой больших полушарий.
Особенно развита у человека кора больших полушарий – орган высших психических функций. Кора больших полушарий представляет собой слой серого вещества, образованный скоплениями нейронов. В коре каждого из полушарий выделяют 4 доли или области: лобную, теменную, височную и затылочную. Они делятся на более мелкие поля, отличные друг от друга по своей структуре и назначению. В соответствии с наиболее распространенной классификацией, предложенной К.Бродманом, кору головного мозга делят на 11 областей и 52 поля.
Разные поля коры характеризуются особенностями нейрохимического состава. Так, норадреналин встречается в нейронах коры повсюду, но больше его в соматосенсорной коре. Он играет особую роль в восприятии тактильной информации. Вещества, усиливающие накопление норадреналина в нейронах (например, кокаин), могут вызвать галлюцинации. Другое вещество – дофамин – в больших количествах обнаружено в передних отделах лобной доли, в префронтальном поле.
В лобной доле расположена зона устной речи, центры эмоций, памяти; центр логического мышления, координирует двигательные механизмы речи.
В теменной – центры кожно-мышечного восприятия, пространственная ориентация, память, связанная с речью и обучением, центр соматической чувствительности.
В височной – центры слухового восприятия, контроль речи, пространственный анализ, центр памяти.
В затылочной – центры зрительного восприятия.
Функциональные зоны коры. Особенностью их организации является то, что сигналы от рецепторов проецируются не на один нейрон, а на группу нейронов. В результате сигнал фокусируется не только в одной точке (в одном поле), а распространяется на некоторое расстояние и захватывает совокупность нейронов. Это обеспечивает анализ сигнала и возможность его передачи в другие структуры мозга. Их первичных сенсорных зон импульсы распространяются к ассоциативным и моторным областям.
Сенсорные зоны коры получают специфическую сенсорную информацию: зрительную (затылочная), слуховую (височная), мотасенсорную и вкусовую (теменная). Соматосенсорная зона коры – область мышечной и кожной чувствительности – располагается в заднецентральной извилине, позади центральной борозды. При ее раздражении возникает ощущение прикосновения, покалывания, онемения. Самую большую площадь занимает сенсорная область руки, а затем голосового аппарата и лица, наименьшие размеры имеют сенсорные области туловища, бедра, голени, т.е. области с более низкой чувствительностью.
Схема Пенфилда. Уильбер Грейвс Пенфилд (1891-1976, Нобелевская премия, канадский невролог и нейрохирург) совместно с И. Рамуссеном создал знаменитые рисунки: «Чувствительный «гомонкулюс» и «Двигательный «гомонкулюс» – корковый центр общей чувствительности и двигательная область коры больших полушарий.
«Homúnculus» лат. – человечек, по представлениям средневековых алхимиков – некое существо, которое можно получить искусственно (в колбе).
· Сенсорная зрительная кора расположена в затылочной области коры.
· Сенсорная слуховая зона находится в височной области.
· Зона вкусовых ощущений располагается в теменной области.
· Зона обонятельной чувствительности располагается в старой коре.
Моторные (двигательные, афферентные) зоны находятся в переднецентральной извилине лобной доли.
Ассоциативные зоны получают импульсы от всех зон коры. К ассоциативной относится лимбическая кора. Лимбическая система мозга интегрирует три вида информации: 1) о работе внутренних органов, 2) от чувствительных, двигательных и ассоциативных зон коры, 3) от обонятельных рецепторов.
Основной структурой больших полушарий является новая кора, покрывающая их поверхность. В глубине больших полушарий располагается старая кора – гиппокамп и различные крупные ядерные образования (базальные ганглии), связанные с осуществлением психических функций. Существует также древняя кора, имеющая всего один слой клеток, не полностью отделенный от подкорковых структур. Площадь новой, старой и древней коры: ~ 96% , ~ 3% , ~ 1%.
Функциональные блоки мозга
А.Р.Лурия создал структурно-функциональную модель локализации высших психических функций человека. Каждая такая функция выполняется за счет работы трех мозговых блоков.
Выделяют три функциональные блока коры мозга
| Блок регуляции уровня общей и избирательной активации мозга | Блок приема, переработки и хранения информации | Блок программирования, регуляции и контроля деятельности |
Первый блок – блок регуляции уровня общей и избирательной активации мозга включает такие структуры, как ретикулярная формация среднего мозга, неспецифические ядра таламуса, гиппокамп и хвостатое ядро (одно из базальных ганглиев. Образован неспецифическими структурами ретикулярной формации ствола мозга, структурами среднего мозга, диэнцефальных отделов ствола, лимбической системы, медиобазальными отделами коры лобных и височных долей мозга.
Второй блок – блок приема, переработки и хранения информации – отделы мозга, осуществляющие обработку информации, поступающей от различных рецепторов (зрительных, слуховых, кожных, двигательных); все корковые зоны этого блока функционируют в иерархической взаимосвязи.
Блок приема, переработки и хранения модально-специфической информации образован основными анализаторными системами (зрительной, слуховой, кожно-кинестезической), корковые зоны которых расположены в задних отделах больших полушарий.
Первичные зоны осуществляют раздробление, первичный анализ поступающей сенсорной информации, вторичные – выполняют функцию синтеза, интегрирования поступающей информации одной и той же модальности, третичные – объединение информации, поступающей от отдельных анализаторов.
Модальность – понятие, обозначающее качество ощущений, возникающих под действием определенных раздражителей. Модальностью ощущений обычно называют их вид (зрение, слух, равновесие, осязание, вкус, обоняние), а термином «качество» характеризуют различные параметры соответствующих ощущений (яркость, контраст, движение, величина, цвет; высота, тембр; сила тяжести, вращение; давление, вибрация; сладкий и кислый, горький и соленый вкус; цветочный, фруктовый, мускусный, пикантный запах).
Проекционные сенсорные зоны, включающие первичные, вторичные и корковые поля, принимают и обрабатывают информацию определенной модальности от органов чувств противоположной половины тела (корковые концы анализаторов по И.П.Павлову). К их числу относятся зрительная кора (расположена в затылочной доле), слуховая (в височной), соматосенсорная (в теменной).
Третий блок – блок программирования, регуляции и контроля деятельности – передние отделы мозга. Обеспечивает формирование мотивов деятельности и контроль за результатами деятельности посредством большого числа двусторонних связей с корковыми и подкорковыми структурами, образован моторными, премоторными и префронтальными отделами коры больших полушарий.
Таким образом, на основе вышеизложенного, функции коры больших полушарий можно обобщить следующим образом:
– сенсорная функция – в коре находятся высшие отделы всех сенсорных систем (зрительной, слуховой, тактильной и др.);
– ассоциативная функция связана с лобными долями, большей частью теменной и височной, благодаря этому образ или явление воспринимается во всем многообразии;
– двигательная функция – двигательная область коры контролирует активность мотонейронов и, следовательно, произвольные движения.
Структуры разного уровня – гиппокамп, гипоталамус, некоторые ядра таламуса и области коры объединяются в т.н. лимбическую систему мозга, являющуюся важной составной частью регуляторного контура (система структур, оказывающих влияние на протекание нервных процессов). Лимбическая система участвует в когнитивных, аффективных и мотивационных процессах.