Строение
Функции разных отделов головного мозга. Человеческий мозг: строение, развитие и отличие мужского мозга от женского

Функции разных отделов головного мозга. Человеческий мозг: строение, развитие и отличие мужского мозга от женского

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА, орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных.

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА характеризуется высоким развитием больших полушарий; они составляют более двух третей его массы и обеспечивают такие психические функции, как мышление, научение, память. На этом поперечном срезе показаны и другие крупные структуры мозга: мозжечок, продолговатый мозг, мост и средний мозг.

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Она связана с различными частями тела периферическими нервами – двигательными и чувствительными. См. также НЕРВНАЯ СИСТЕМА.

Головной мозг – симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он – ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам.

Головной и спинной мозг защищены костными футлярами – черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная – твердая мозговая оболочка, внутренняя – мягкая, а между ними – тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами.

Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.

КЛЕТКИ МОЗГА

Клетки ЦНС называются нейронами; их функция – обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ мозга передают импульсы от аксона одной клетки к дендриту другой через очень узкую синаптическую щель; эта передача осуществляется с помощью химических нейромедиаторов.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков – дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).

Нервные импульсы. Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель – синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами – нейромедиаторами.

Нервный импульс обычно зарождается в дендритах – тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов.

В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга).

Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором.

С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается – происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация.

Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона – в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс).

Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, – кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.

Миелин и глиальные клетки. Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, – т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз.

Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие – на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов.

Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности.

На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга.

Большие полушария – самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.

КОРА МОЗГА покрывает поверхность больших полушарий с ее многочисленными бороздами и извилинами, за счет которых площадь коры значительно увеличивается. Различают ассоциативные зоны коры, а также сенсорную и моторную кору – области, в которых сосредоточены нейтроны, иннервирующие различные части тела.

Подкорковые структуры. Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус – это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии – это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их).

Гипоталамус – маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус – важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза (см. также ГИПОФИЗ). В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования.

Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга.

Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола – продолговатый мозг – непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника.

На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием.

Мозжечок расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.

Другие системы. Лимбическая система – широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга).

Ретикулярная формация – сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА

С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ мозга регистрируется с помощью электроэнцефалографа. Получаемые кривые – электроэнцефалограммы (ЭЭГ) – могут указывать на расслабленное бодрствование (альфа-волны), активное бодрствование (бета-волны), сон (дельта-волны), эпилепсию или реакцию на определенные стимулы (вызванные потенциалы).

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7–12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин «парадоксальный сон»). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию (см. ЭПИЛЕПСИЯ).

Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы – синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.

НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА

К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.

Действие нейромедиаторов. Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго «посредника», например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ – пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану.

Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины – небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли.

Психоактивные средства – вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие – на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов – блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия – торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина).

Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример – кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.

ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА

Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению.

Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы.

Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, – своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма «эксперимента» на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции.

Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы.

Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором – жизнедеятельность отдельных клеток.

При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне.

Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов.

В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации – позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) – дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов.

Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с «расщепленным» мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных.

С появлением новых методов исследования представления о функциях мозга, вероятно, будут видоизменяться. Применение аппаратов, позволяющих получать «карту» метаболической активности различных отделов мозга, а также использование молекулярно-генетических подходов должны углубить наши знания о протекающих в мозгу процессах. См. также НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ

У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным.

Среди позвоночных различия в устройстве мозга касаются главным образом соотношения отдельных его структур. Оценивая сходство и различия мозга рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих (в том числе человека), можно вывести несколько общих закономерностей. Во-первых, у всех этих животных строение и функции нейронов одни и те же. Во-вторых, весьма сходны устройство и функции спинного мозга и ствола головного мозга. В-третьих, эволюция млекопитающих сопровождается ярко выраженным увеличением корковых структур, которые достигают максимального развития у приматов. У земноводных кора составляет лишь малую часть мозга, тогда как у человека – это доминирующая структура. Считается, однако, что принципы функционирования мозга всех позвоночных практически одинаковы. Различия же определяются числом межнейронных связей и взаимодействий, которое тем выше, чем более сложно организован мозг.

Пожалуй, одним из самых главных органов человеческого организма является головной мозг . Благодаря своим свойствам, он способен регулировать все функции живого организма. Медики до сих пор не изучили этот орган до конца, а о его скрытых возможностях даже сегодня выдвигают различные гипотезы.

Из чего состоит головной мозг человека?

В составе головного мозга насчитывают более ста миллиардов клеток. Он покрыт тремя защитными оболочками. А благодаря своему объему мозг занимает около 95% всего черепа. Вес варьируется от одного до двух килограмм . Но интересным остается тот факт, что способности этого органа никак не зависят от его тяжести. Женский мозг примерно на 100 грамм меньше, нежели мужской.

Вода и жир

60% всего состава мозга человека – это жировые клетки, а лишь в 40% содержится вода. Он по праву считается самым жирным органом организма. Для того чтобы функциональное развитие мозга происходило надлежащим образом, человек должен правильно и рационально питаться.

Поступление «правильных жиров» в организм оказывает непосредственное влияние на человеческий мозг, это такая своеобразная подпитка. Очень жаль, что любители диет, забывают об этой специфике и стараются максимально исключить из своего рациона жирную пищу.

Строение мозга

Для того чтобы знать и исследовать все функции человеческого мозга, необходимо как можно детальней изучить его строение.

Весь мозг условно разделяют на пять разных частей:

Конечный мозг;
Промежуточный мозг;
Задний мозг (включает в себя мозжечок и мост);
Средний мозг;
Продолговатый мозг.

А теперь давайте подробней разберем, что собой представляет каждый отдел.

Конечный, промежуточный, средний и задний мозг

Конечный мозг – это основная часть всего головного мозга, на которую приходится около 80% от общего веса и объема.

В его состав входит правое и левое полушария, которые состоят из десятков различных бороздочек и извилин:

В свою очередь, каждое полушарие включает в себя:

мантию;
обонятельный мозг;
ядро.

Между полушариями находится углубление, которое заполнено мозолистым телом . Стоит отметить, что процессы, за которые отвечают полушария, отличаются между собой.

Для промежуточного мозга характерно наличие нескольких частей:

Промежуточный мозг принимает прямое участие во всех двигательных процессах. Это и бег, и ходьба, и приседание, и также различные положения тела в промежутках между движениями.

Средний мозг – часть всего головного мозга, в которой сосредоточены нейроны, отвечающие за слух и зрение. Именно они могут определять размер зрачку и кривизну хрусталика, а также отвечают за мышечный тонус. Этот отдел мозга также принимает участие во всех двигательных процессах организма. Благодаря ему человек может осуществлять резкие поворотные движения.

Задний мозг также имеет сложное строение и включает в себя два отдела:

Мост;
Мозжечок.

Мост состоит из дорсальной и центральной волокнистой поверхностей:

Второе название мозжечка – малый мозг:

Он расположился в задней ямке черепа и занимает всю ее полость.
Масса мозжечка не превышает 150 грамм.
От двух полушарий он отделен щелью и если посмотреть со стороны, то создается впечатление будто бы они нависают над мозжечком.
Именно в мозжечке присутствует белое и серое вещество.

Причем если рассматривать строение, то, видно, что серое вещество накрывает белое, формируя над ним дополнительный слой, который принято называть корой. Состав серого вещества – это молекулярный и зернистый слоя, а также нейроны, которые имеют грушевидную форму.

Белое вещество непосредственно выступает телом мозга, среди которого как тоненькие веточки дерева, растекается серое вещество. Именно сам мозжечок контролирует координацию движений опорно-двигательного аппарата.

Продолговатый мозг – это переходный отрезок спинного мозга в головной. Проведя детальное исследование, было доказано, что спинной и головной мозг имеет множество общих моментов в своем строении. Спинной мозг занимается контролем дыхания и кровообращения, а также влияет на обмен веществ.

Кора

Неотъемлемой частью головного мозга человека и большинства живых существ является кора. В результате эволюции она достигла высокого уровня развития и помогла человеку подняться выше других живых существ. Постоянная трудовая деятельность и регулярное развитие своих возможностей помогают улучшить мозговую деятельность организма и непосредственно функции коры.

В состав коры головного мозга входит более 15 миллиардов нейронов, каждый из которых имеет различную форму. Эти нейроны собраны в небольшие группы, которые, в свою очередь, формируют несколько слоев коры.

Всего кора мозга состоит из шести слоев , которые плавно переходят друг в друга и имеют ряд различных функций.

Давайте вкратце рассмотрим каждых из них начиная с самого глубокого и приближаясь к наружному:

Самый глубокий слой имеет название веретеновидный . В его составе выделяют фузиформные клетки, которые постепенно распространяются в белом веществе.
Следующий слой именуют вторым пирамидным . Такое название слой получил благодаря нейронам, по форме напоминающие пирамидки различных размеров.
Второй зернистый слой . Имеет также неофициальное название как внутренний.
Пирамидный . Его строение аналогично второму пирамидному.
Зернистый . Так как второй зернистый называет внутренним, то этот является наружным.
Молекулярный . Клеток в этом слое практически нет, а в составе преобладают волокнистые структуры, которые как ниточки переплетаются между собой.

Хотелось бы отметить, что строение коры не имеет единственной классификации и вызывает бесконечные споры среди ученых.

Кроме шести слоев, кору подразделяют на три зоны, каждая из которых выполняет свои функции:

Первичная зона, состоящая из специализированных нервных клеток, принимает импульсы от органов слуха и зрения. Если эта часть коры получит повреждения, то они могут привести к безвозвратным изменениям чувствительных и двигательных функций.
Во вторичной зоне происходит обработка полученной информации и ее анализ. Если же повреждения будут наблюдаться в этой части, то это приведет к нарушению восприятия.
Возбуждение третичной зоны провоцируется рецепторами кожи и слуха. Эта часть дает возможность человеку познавать окружающий мир.

Половые различия

Вроде бы один и тот же орган у мужчин и у женщин. И, казалось бы, какие могут быть различия. Но благодаря чудотехнике, а именно томографическому сканированию, было выяснено, что между мужским и женским головным мозгом есть ряд различий.

Первоначально было установлено, что для мозга мужчин характерно большее количество связей между зонами во внутренней части полушарий. В свою очередь, у женщин эти связи наблюдаются между самими полушариями. Также имеется точка зрения, что мужскому мозгу присущи моторные навыки в то время, когда у женщин наблюдается аналитический состав ума и развито интуитивное мышление.

Плюс ко всему по весовым категориям мозг женщин меньше примерно на 100 грамм , чем мужской. По статистическим данным специалистов, самое весомое половое различие наблюдается в возрасте от тринадцати до семнадцати лет . Чем старше становятся люди, тем меньше выделяются различия.

Развитие мозга

Развитие головного мозга человека начинается еще в период его внутриутробного формирования:

Процесс развития начинается из формирования нервной трубки, для которой характерно увеличение размера в области головы. Этот период именуют перинатальным. Для этого времени характерно его физиологическое развитие, а также формируются сенсорные и эффекторные системы.
В первые два месяца внутриутробного развития уже происходит формирование трех изгибов: среднемостового, мостового и шейного. Причем для первых двух характерно одновременное развитие в одном направлении, а вот третий начинает более позднее формирование совершенно в противоположном направлении.

Если оценить эволюционное развитие мозга, то смело можно заметить, что первоначально происходило формирование задней и средней части. Передняя же часть является более новым образованием и соответственно формируется в самую последнюю очередь. Развитие мозга не заканчивается после рождения малыша. Это довольно сложный и длительный процесс, который занимает многие годы.

После того, как кроха появился на свет, его мозг представляет собой два полушария и множество извилин .

Ребенок растет, и мозг подвергается множеству изменений:

Борозды и извилины становятся гораздо больше , они углубляются и изменяют свою форму.
Самой развитой зоной после рождения считается зона у висков , но она также поддается развитию на клеточном уровне.Если проводить сравнение между полушариями и затылочной частью, то можно без сомнения отметить, что затылочная часть гораздо меньше полушарий. Но, несмотря на этот факт, в ней присутствуют абсолютно все извилины и борозды.
Не ранее, чем к 5 годам развитие лобной части мозга доходит до уровня, когда эта часть может прикрыть островок мозга. Для этого момента должно произойти полное развитие речевых и двигательных функций.
В возрасте 2-5 лет созревают вторичные поля мозга . Они обеспечивают процессы перцепции и влияют на выполнение последовательности действий.
Третичные поля формируются в период от 5 до 7 лет . Первоначально заканчивается развитие теменно-височно-затылочной части, а затем префронтальной области. В это время формируются поля, которые отвечают за максимально сложные уровни переработки информации.

Головной мозг человека – это самый главный орган центральной нервной системы организма, с лишь частично изученным составом. Он обеспечивает работу всех остальных органов и систем, а также регулирует поведение человека. Именно благодаря мозгу человек становится социально активным существом; в противном случае, если мозг поврежден и не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние. Он перестает реагировать на внешние раздражители, ничего не чувствует и не совершает никаких действий.

Хотя мозг и изучен учеными достаточно подробно, многие его функции до сих пор не известны науке. Мы можем только лишь догадываться об огромном потенциале этого органа благодаря единичным случаям, описанным в медицинской литературе. В остальном, представляет собой существенный проблем в знаниях о человеческом организме.

И хотя в последние годы была проведена большая работа по изучению новых функций мозга, до сих пор доподлинно неизвестно, для чего еще может использоваться этот орган.

Общие сведения о головном мозге

Головной мозг – симметричный орган, что в целом отвечает всему строению тела человека. Располагается он в черепной коробке, причем это характерно для всех позвоночных. В нижней своей части головной мозг переходит в спинной мозг, который располагается в позвоночнике. У только что родившихся младенцев масса мозга составляет около 300 г, и в дальнейшем он растет вместе с организмом, достигая средней массы около 1,5 кг у взрослого человека.

Вопреки распространенному мнению (или, скорее, шутке), умственные способности человека абсолютно не зависят от размеров и массы его головного мозга. У взрослых людей вес мозга колеблется в пределах 1,2-2,5 кг, то есть различие может быть более чем в два раза. Более того, у людей с самым большим значением массы мозга (приближается к 3 кг) обычно диагностируется слабоумие.

Взвешивание мозга известных умерших ученых или деятелей искусства также подтвердило тот факт, что их способности не зависели от размеров этого органа. У женщин масса мозга в среднем чуть ниже, чем у мужчин, но это связано с тем, что слабый пол от природы меньше сильного. Никакой связи с интеллектуальными способностями здесь нет.

О важности мозга для человека говорит тот факт, что при наступлении экстремальных условий для организма большинство питательных веществ начинают поступать именно в мозг. При длительном голодании первыми расходуются жировые запасы, а затем наступает период расщепления мышечной ткани.

При снижении общей массы тела на половину масса мозга уменьшается на 10-15%, хотя у здорового человека мозг весит всего 2% от общей массы. Физическое истощение мозга невозможно, так как человек попросту не доживает до этого момента.

Состав головного мозга

Головной мозг у человека имеет довольно сложный состав. Это объясняется тем, что именно он является тем центром управления, который определяет деятельность всего организма. В настоящее время структура мозга изучена очень хорошо, чего не скажешь о многих его функциях и возможностях, неизвестных науке.

Внешняя оболочка головного мозга состоит из так называемой коры, которая представляет собой нервную ткань толщиной от 1,5 до 4,5 мм. В свою очередь, нервная ткань состоит из клеток-нейронов, количество которых в мозге взрослого человека составляет около 15 миллиардов. Другого вида клеток – глиальных - в коре в несколько раз больше, однако их функция заключается в заполнении пространства между нейронами и переносе питательных веществ. Функцию обработки и передачи информации осуществляют именно нейроны. Под корой располагаются следующие :

Большие полушария . Симметричный отдел мозга, который состоит из левой и правой части. На большие полушария приходится до 70% всей массы этого органа. Между собой оба полушария соединяются плотным пучком нейронов, обеспечивающим непрерывный обмен информацией между ними. В состав полушарий , затылочная, височная и теменная доли. Все они отвечают за различные функции человеческого организма: органы чувств, речь, память, двигательную активность и т.д.;
Таламус . Первый элемент зоны, которая называется промежуточным мозгом. Таламус отвечает за передачу нервных импульсов между корой и всеми органами чувств, кроме обоняния.

Гипоталамус . Второй элемент промежуточного мозга. Он имеет еще меньшие размеры, чем таламус, однако выполняет намного больше функций. Гипоталамус содержит большое количество клеток и связан со всеми отделами мозга. В его «ведении» находятся сон, память, половое влечение, чувства жажды и голода, тепла и холода, а также многих других состояний организма. Гипоталамус выполняет функцию регулятора, стараясь обеспечить для организма одинаковую среду в разных условиях. Делает это он, управляя выделением в кровь гормонов.
Средний мозг . Так называется отдел, расположенный ниже промежуточного мозга, и содержащий большое количество особых клеток. Он отвечает за слуховое и зрительное восприятие информации (в частности, бинокулярное зрение – это результат работы среднего мозга). К другим его функциям относят реакции на внешние раздражители, способность ориентировки в пространстве и связь с вегетативной нервной системой.
Варолиев мост . Также называется просто «мост». Такое название этому участку дано потому, что он является связующим звеном между головным и спинным мозгом, а также между другими отделами головного мозга.

Мозжечок. Этот небольшой участок мозга, расположенный рядом с мостом, в силу свое важности для организма часто называется вторым мозгом. Даже внешне он напоминает головной мозг человека, так как состоит из двух полушарий, покрытых корой. Мозжечок занимает долю всего в 10% от общего веса мозга, но зато от его работы полностью зависит координация и движение человека. Ярким примером нарушения работы мозжечка служит состояние алкогольного опьянения.
Продолговатый мозг. Последний отдел мозга, который расположен в пределах черепной коробки. Является связующим звеном при взаимодействии центральной нервной системы с остальным организмом. Помимо этого, продолговатый мозг отвечает за работы дыхательной и пищеварительной системы, а также за некоторые рефлексы – чихание, кашель и глотание, которые являются реакциями на внешние раздражители.

Видео

Изучение головного мозга

Долгое время ученым не удавалось изучить структуру мозга. Причиной тому было отсутствие должных методов анализа. Точнее, состав можно было определить в результате вскрытия, но вот выяснить назначение того или иного отдела не представлялось возможным.

Определенный прогресс был достигнут в результате применения абляционного метода, для чего отдельные части мозга удалялись, а затем врачи наблюдали изменения в поведении человека. Однако и эта методика не была эффективной, так как отвечали за жизненно важные функции, и человек погибал.

Современные методы исследования этого жизненно важного органа куда более гуманны и эффективны. Суть этих методов состоит в том, чтобы регистрировать малейшие изменения магнитного и электрического поля, так как работа головного мозга представляет собой непрерывный поток импульсов. И если раньше у ученых просто не было для регистрации столь малых значений поля, то сейчас это можно сделать так, что человек абсолютно ничего не почувствует.

Примерами таких исследований являются компьютерная томография и магнитно-резонансная томография (КТ и МРТ соответственно).

Болезни головного мозга

Как и любой другой орган, головной мозг человека подвержен болезням. Всего их насчитывается несколько десятков, поэтому для удобства их разбивают на несколько основных категорий:

Сосудистые заболевания . Головной мозг получает наибольшее количество кислорода и питательных веществ по сравнению с другими органами. Это значит, что стабильное кровообращение мозга играет существенную роль в его нормальном функционировании. Любое патологическое изменение рано или поздно приводит к плохим последствиям вплоть до летального исхода. Наиболее распространенными сосудистыми головного мозга , сосудистая дистония мозга и инсульт.
Опухоль мозга . Опухоли возникают в любом отделе мозга и могут быть доброкачественными и злокачественными. Последние развиваются очень быстро и приводят к скорой смерти пациента. Также они могут развиться на фоне проникновения раковых клеток из других органов или крови.
Дегенеративные поражения мозга . Эти заболевания приводят к нарушению основных функций организма: двигательной активности, координации, памяти, внимания и т.д. К этой категории Альцгеймера, Паркинсона, Пика и другие.
Врожденные патологии . Среди этих заболеваний процент смертности очень высок, а выжившие дети испытывают проблемы с умственным развитием.
Инфекционные заболевания . Поражение мозга является следствием поражения всего организма посторонними вирусами, бактериями или микробами.
Травмы головы. Лечение болезней головного мозга требует повышенного внимания и высокой квалификации врача. Ни в коем случае нельзя диагностировать и лечить их самостоятельно, а при проблемах со здоровьем следует записаться на обследование.

Головной мозг человека до сегодняшнего дня полностью не изучен, хотя и существует представление о его строении и общей функциональности. Если мозг представлять единым органом, то его можно назвать регулирующей системой всего организма, так как практически все процессы в той или иной степени зависят от сигналов, поступающих от серого вещества или 25 млрд нейронов. Если опираться на медицинскую формулировку, то головной мозг – часть нервной центральной системы переднего отдела, расположенного в черепной коробке.

Средний вес мозга взрослого человека составляет от 1100-2000 грамм и эти параметры абсолютно никак не влияют на умственные способности обладателя. Установлено, что у женщин масса этого отдела центральной нервной системы меньше, но это связано исключительно с тем, что средний вес мужчины больше, а не в интеллектуальных возможностях слабого пола.

Интересные факты: самый тяжелый головной мозг — 2850 грамм, но этот человек страдает идиотизмом или слабоумием. Самым «легким» мозгом (1100 грамм) обладает абсолютно успешный человек, с состоявшейся карьерой и имеющий семью. Есть данные о массе головного мозга великих и известных во всем мире людей, например, у Тургенева вес головной нервной системы составлял 2012 грамм, а Менделеева всего 1650 грамм.

Строение головного мозга и как все работает

Из чего состоит головной мозг в несколько словах объяснить затруднительно, так как это целый комплекс тканей, в основном нейронов, соединений и структур, разделенных на отделы, части и области. Для общего понимания строения принято выделять пять отделов:

Продолговатый;
Мост;
Средний мозг;
Промежуточный мозг;
Большие полушария и кора головного мозга.

Все отделы имеют особенности строения, расположения и назначения.

Продолговатый отдел является продолжением спинного мозга и по функциональности и структуре у этих тканей также много общего, только есть отличия в сером веществе. Оно представляет собой скопление ядер. Продолговатый мозг является своеобразным посредником, то есть он передает информацию с организма в общую часть ЦНС, а также и наоборот. Кроме этой функции отдел отвечает за некоторые рефлексы, к которым можно отнести чихание и кашель, а также контролирует дыхательную систему и пищеварительный комплекс, в том числе глотание.

Интересные факты: рефлекс глотания срабатывает только при раздражении слизистой оболочки, языка. Например, очень сложно сглотнуть 4 раза подряд, если во рту нет жидкости или другого раздражителя.

Мост

Мост относится к продолжению проводниковой части и помогает организовывать взаимосвязь между спинным мозгом, продолговатым и дальше в другие отделы, которые включает головной мозг. Представляет собой скопление волокон, которые можно встретить под названием Варлиев мост. Кроме передачи информации, мост учавствует в регулировании артериального давления, отвечает за рефлекторные действия, в том числе моргание, глотание, чихание и кашель. Мост переходит в следующую часть – средний мозг, который уже выполняет немного другие функции.

Средний мозг

Средний отдел представляет собой скопление особенных ядер, имеющих название бугры четверохолмия. Именно они отвечают за первичное восприятие информации через слух и зрение. Разделяют передние бугры, связанные со зрительными рецептарами, а также задние, несущие информацию, которая поступает через органы слуха и перерабатывается в определенные сигналы. Также есть взаимосвязь между средним мозгом и тонусом мышц, глазодвигательной реакцией, а также способностями человека ориентироваться в пространстве.

Интересные факты: средний отдел позволяет вспомнить предметы, которые человек видел, но не акцентировал на них внимание.

Промежуточный мозг

Если рассматривать промежуточный головной мозг более подробно, то его условно можно разделить на несколько частей, именуемых:

Таламус считается основным посредником передачи информации в другие отделы головного мозга. Таламус, в частности, ядра, обрабатывает и отправляет сигналы, полученные от различных органов чувств, кроме обонятельной системы. Зрительные данные, все, что воспринимает слуховой аппарат, тактильные ощущения перерабатываются этой частью промежуточной области и перенаправляются в большие полушария;
Гипоталамус. В этом участке концентрируется ряд рефлекторных систем, которые регулируют чувство голода, жажды. Сигнал о том, что нужно отдохнуть, чувство сна, а также информация о наступлении бодрствования обрабатывается и посылается именно гипоталамусом. Организм стремится поддерживать практически одинаковую среду, регулируя прохождение множества реакций, что происходит с участием этой части промежуточного отдела;
Гипофиз головного мозга, как бы «подвешен на ножке» под гипоталамусом и является железой внутренней секреции. Принимает непосредственное участие в формировании и регулировании эндокринной системы, а также его работа отражается на репродуктивной функции, обменных процессах всего организма.

Мозжечок находится с боку от моста и продолговатой области, часто его называют вторым или малым мозгом. Он имеет две части в виде полушария, поверхность которых полностью покрыта серым веществом или корой, поверхность имеет специфические борозды. Внутри располагается белое вещество или тело.

Координация движения напрямую зависит от работоспособности мозжечка, регулирующего последовательность функционирования групп мышц. Именно нарушения этого сравнительно небольшого отдела (средний вес 110-145гр) не позволяет нормально двигаться и сопоставить желаемое действие с координацией конечностей. Очевидным нарушением работы мозжечка является человек в алкогольном опьянении. В нормальном состоянии регулирование всех движений происходит практически автоматически. Установлено, что сознанием корректировать функции мозжечка невозможно.

Существует определение ствол, под которым понимается такие отделы головного мозга, как продолговатый мозг, мост, средний и промежуточный мозг. В зависимости от интерпретации строения, могут отличаться наименования областей, объединенных по тем или иным назначениям, функциям или другим характеристикам. От него выделяют отхождение 12 пар черепно-мозговых нервов, соединяющих железы, мышцы, рецепторы чувств, а также другие ткани, находящиеся на голове.

Большие полушария и кора

Большие полушария являются тканями, а именно серым веществом внутри белого, и занимает около 80% всей поверхности. Строение головного мозга предусматривает наличие сложного структурного слоя тканей, окружающего большие полушария и его принято называть корой. Скопление нейронов в головной коре составляет около 17 млрд, а наличие бороздок и извилин компенсирует площадь этого слоя, которая может составлять 2,5 м2. Ученые доказали, что именно головной мозг человека имеет особенно развитые большие полушария и кору, что лежит в основе отличий деятельности и чувств людей и животных.

По структуре кора содержит шесть слоев, которые в комплексе составляют около 3 мм. Каждый из них отличается по количеству нейронов, расположению и некоторым другим параметрам, поэтому кора полушарий обладает множественными функциями. Существуют определенные разграничения, относительно них кора подразделяется на древнюю, старую и новую. Первые два вида отвечает за инстинктивное поведение человека, восприятие ситуации в эмоциональном аспекте, врожденные поведенческие характеристики, гомеостаз. Испуг, радость и другие чувства идут именно от этих частей. Новая кора формирует основные отличия человека от других млекопитающих, так как у них она только намечается, но не имеет развития. Считается, что сознательное мышление, речь и другие интеллектуальные проявления людей формируются именно благодаря тому, что развита новая кора.

Кора больших полушарий делится основными тремя бороздами на отдельные зоны или доли, отвечающие за различные функции мозга. Борозды носят название: центральная, боковая, теменно-затылочная.

В связи с этим существует специфическое разделение и выделяют следующие доли:

Затылочная доля. Эту часть иногда называют центром зрительного анализатора, так как именно она участвует в сложном преобразовании всего увиденного;
Височная доля. Область несет ответственность за слуховое преобразование информации, а ее внутренняя часть помогает человеку ориентироваться во вкусовых данных, обоняние также относится к регулированию этой доли;
Теменная доля. Участок, находящийся вблизи теменной борозды. Кожно-мышечное чувство, а также способность к осязанию, вкусовая восприимчивость;
Лобная доля. Считается областью, от которой зависит способность человека к обучению и запоминанию. Интеллектуальная способность скрывается именно в лобной доли, так как она отвечает за качество и структуру мышления.

Головной мозг изучается и по сегодняшний день, так как все еще существует множество вопросов и предположений относительно взаимосвязей личности человека, физиологических, половых, возрастных и эмоциональных особенностей.

Как работает левое и правое полушарие

Каждое из полушарий имеет свои отличия относительно функционирования и что характерно для левого, то не соответствует правому. Анализируя определенные явления можно выделить следующие особенности левого полушария, отвечающего за: аналитическое и логическое мышление, лингвистические способности, последовательность. Левое полушарие контролирует манипуляции организма с правой стороны.

Для правого полушария характерно пространственное мышления, оно отвечает за музыкальные способности человека, развитость фантазии, эмоциональность, секс. За деятельность всей левой части организма отвечает правое полушарие.

Интересные факты: кора головного мозга у мужчин позволяет им лучше ориентироваться в пространстве, прокладывать маршруты, но труднее выразить свои мысли и освоиться в непривычной обстановке.

Головной мозг имеет полости, которые называются желудочками. Всего их четыре и они наполнены спинномозговой жидкостью, которая выполняет определенную амортизирующую роль, поддерживает оптимальную жидкую среду, ионный состав, участвует в удалении метаболитов.

Питание головного мозга

Кора больших полушарий и вся часть нервной системы функционирует за счет сосудов, через которые и происходит питание. Любые нарушения и сбои в системе питания приводят к нарушениям мозговой деятельности и инсульту, когда происходит мгновенное кровоизлияние. Если у человека уже имеются проблемы с сосудами, то вполне вероятно, то есть риск того, что недополучает должного питания.

Если сравнивать всю истраченную энергию организмом, то около 25% тратиться именно на мозговую деятельность. Это подтверждает, что, если человек занят трудом, связанным с мыслительным процессом, то есть вероятность сжигания энергии без физических усилий.

Оболочки головного мозга

Мозговая система окружена тремя оболочками, а именно твердой, паутинной, мягкой. Каждая из них имеет свое назначение и по отдельности его можно представить следующим образом:

Твердая оболочка имеет срастание с черепом и является в некоторой степени защитной. Ее прочность объясняется содержанием особенных клеток, в том числе коллагеновых волокон;
Паутинная или средняя оболочка. Характеризуется наличием спинномозговой жидкости, обеспечивающей амортизирующий эффект, спасая мозговое тело от умеренных травм;
Мягкая оболочка. Имеет скопление кровеносных сосудов, обеспечивающих питание мозга и окружающих тканей.

Строение головного мозга имеет сложнейшую структуру, ее подробное изучение требует уже особых профессиональных знаний. Ученые во всем мире не упускают возможности провести исследования на людях, обладающих нестандартными умственными способностями, особой деятельностью, выдающимися поступками, открытиями. Для кого то такие опыты покажутся негуманными, но именно они могут приоткрыть тайны головного мозга относительно многих психических и физиологических заболеваний, неординарных личностей и их талантов.

Чтение укрепляет нейронные связи:

doctor

сайт

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА, орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных.

Головной мозг - симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он - ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество - нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам.

Головной и спинной мозг защищены костными футлярами - черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная - твердая мозговая оболочка, внутренняя - мягкая, а между ними - тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами.

КЛЕТКИ МОЗГА

Клетки ЦНС называются нейронами; их функция - обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков - дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).

Нервные импульсы.

Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель - синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами - нейромедиаторами.

Нервный импульс обычно зарождается в дендритах - тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов.

С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается - происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация.

Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона - в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс).

Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, - кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.