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 образуют ствол 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.