Головной мозг - КАК ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ОРГАНИЗМА - ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА КАК САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ

Постановка проблемы урока

Факт 1. Если рассматривать мозг лягушки, легко можно увидеть все его отделы.

Факт 2. Если рассматривать мозг человека, то будут хорошо видны только большие полушария.

• В чём состоит разница? Предложите свой вариант основного вопроса к уроку и сравните с формулировкой авторов (с. 332).

Повторение необходимых знаний

• Как устроен спинной мозг и каковы его функции? (§ 17 - 18)

• Что такое периферическая нервная система? (§ 17 - 18)

• Какова роль вегетативной нервной системы? (§ 17 - 18)

Решение проблемы

С помощью текста и рисунков ответьте на вопросы.

• В чём человек превосходит животных, а в чём уступает им?

• Что свидетельствует об отсутствии жёсткого разделения функций между отдельными структурами мозга?

• Из каких отделов состоит мозг и с какими функциями они связаны?

• Какие отделы мозга отвечают за вегетативные (бессознательные) функции, а какие функции подчиняются нашей воле?

Удивительный мозг

Наш мозг обладает удивительными свойствами. Мы умеем мыслить, разговаривать, решать очень сложные задачи, создавать конструкции, которых никогда не было в природе. И всё это благодаря мозгу. Сравнивая структуру и функции мозга человека и животных (рис. 19.1), попытаемся ответить на вопрос, в чём же уникальность человеческого мозга. Мы не умеем плавать, подобно дельфину, и нам далеко до точности прыжков серны. Зато мы лучше других справляемся с такими задачами, как наблюдение, анализ и синтез, при решении очень сложных проблем.

19.1. Мозг лягушки и человека

• Какие отделы мозга человека особенно развиты?

Эти задачи под силу не каждому. И действительно, мозг человека — чрезвычайно сложная структура, которую образуют более 100 млрд нервных клеток. Они собраны в округлые скопления — ядра, расположенные между белым веществом, или покрывают относительно тонким слоем поверхность каких - то отделов мозга — и тогда их называют корой.

Функционирование мозга - результат сложного взаимодействия многих его структур

Нейроны каждого ядра и участков коры образуют свойственный только этой структуре набор клеток разной формы, которые связаны друг с другом совершенно определённым образом. Изучая клеточное строение мозга под микроскопом, по картине расположения нейронов можно узнать, что это за структура.

Многие годы учёные пытаются понять, какова “специализация” каждой из структур. И вот что удивительно. Вот уже более полувека, например, известно, какие структуры мозга связаны с управлением движениями, но как они работают в тот момент, когда человек движется, и какая структура “принимает решение” о том, какое движение нужно совершить, так и остается неясным. Учёные пришли к выводу, что функции мозга, будь то организация движений или элементы поведения, - результат сложного взаимодействия многих его структур, каждая из которых работает по - своему. В отличие от других систем органов человеческого тела, например, кровеносной, где мы можем достаточно точно определить, какую часть общей работы выполняют сердце или сосуды, для заключений о функциях структур мозга у человечества пока недостаточно знаний. Можно только сказать, в выполнении какой общей задачи они принимают участие. Поэтому, когда мы будем говорить о функциях того или иного отдела мозга, необходимо помнить, что, во - первых, это не единственная, а главная на данный момент известная функция и, во - вторых, в её выполнении принимают участие и многие другие отделы мозга.

19.2. Желудочки мозга

Строение головного мозга

Глядя на головной мозг человека (рис. 19.3), трудно поверить, что это расширенный передний конец спинного мозга, уж очень велико расширение. Но тем не менее это так. Три оболочки — твёрдая, мягкая и паутинная — продолжаются со спинного мозга на головной, образуя единый покров, а спинномозговой канал продолжается в головной мозг и образует внутренние полости мозга — желудочки (рис. 19.2), заполненные жидкостью. В головном мозге выделяют пять основных отделов: продолговатый мозг, задний мозг, средний мозг, промежуточный мозг, передний мозг. Отделы, примыкающие к спинному мозгу, сходны с ним по строению, но, чем дальше, тем это сходство меньше.

19.3. Строение головного мозга

Продолговатый мозг - “начальник” вегетативной нервной системы

Продолговатый мозг по строению похож на спинной. Так же, как и через спинной мозг, через продолговатый идут проводящие пути, связывающие все структуры головного мозга со спинным и периферической нервной системой. Борозды спинного мозга продолжаются и на продолговатый, однако серое вещество не образует сплошного тяжа, а расположено отдельными скоплениями — ядрами. Продолговатый мозг выполняет значительную часть работы по управлению независимыми от нашего сознания функциями организма. Он обеспечивает автоматическую работу дыхательной, сердечно - сосудистой, пищеварительной и других систем с помощью вегетативной нервной системы. Не случайно серьёзные повреждения продолговатого мозга приводят к смерти.

Задний мозг - “редактор” поз и движений

Две основные структуры заднего мозга — мост и мозжечок.

Мост — анатомическое и функциональное продолжение продолговатого мозга. Через мост, как и через продолговатый мозг, также идут проводящие пути, и в нём есть ядра. Мост также принимает участие в регуляции жизненных функций организма и играет важную роль в переключении двигательных сигналов, идущих из коры больших полушарий в мозжечок.

Мозжечок расположен позади продолговатого мозга и моста, под затылочными долями больших полушарий. Этот отдел нервной системы связан со всеми структурами мозга, имеющими отношение к управлению движениями. Он получает информацию от вестибулярной системы и системы мышечной чувствительности. Мозжечок участвует в управлении точными согласованными движениями, отвечает за сохранение равновесия, развитие двигательных навыков, когда движение из контролируемого нашим сознанием при многократных повторах переходит в разряд “автоматических”, выполняемых без участия или почти без участия сознания. Вспомните, как трудно научиться ездить на двух колёсном велосипеде - сначала приходится контролировать каждое своё движение, но затем наступает момент, когда вы перестаёте думать о том, как скоординировать свои движения, и просто наслаждаетесь быстрой ездой. Да и ходить, и бегать, не теряя равновесия, мы учимся не один год. Мозжечок хранит память о ранее заученных движениях. Например, при переходе ручейка по бревну мозжечок активирует все известные нам механизмы сохранения равновесия и правильного положения тела. Снаружи мозжечок покрыт тонким слоем серого вещества - корой, а в глубине структуры можно видеть ядра. Остальное пространство заполнено белым веществом.

Средний мозг - регулятор активности

Спереди от мозжечка находится средний мозг. Верхняя часть среднего мозга состоит из четверохолмия — четырёх небольших бугорков. Это зрительные и слуховые центры, направляющие потоки зрительной и слуховой информации в кору больших полушарий и принимающие участие в управлении мускулатурой глаз. Другие ядра среднего мозга участвуют в регуляции состояний бодрствований и сна, двигательной и эмоциональной активности.

Черепно-мозговые нервы

От продолговатого мозга, моста и среднего мозга, так же, как и от спинного, отходят парные нервы. Поскольку они выходят через отверстия в черепе, их называют черепно-мозговыми. Каждая из 12 пар этих нервов имеет не только номер и собственное название, но и выполняет специфическую, присущую только ей функцию. Так, черепно-мозговые нервы 1, 2 и 8 - й пары обслуживают соответственно обоняние, зрение и слух, а нервы 5 - й пары связаны с кожной и мышечной чувствительностью головы. Другие нервы обслуживают вкусовую чувствительность, глазные мышцы, мышцы языка и ротовой полости, кожу головы, мимические мышцы и т.д. Особого внимания заслуживают нервы 10 - й пары. Эти два нерва принадлежат вегетативной нервной системе. Их не случайно называют блуждающими: многочисленные ветви этих нервов идут к сердцу, лёгким, кишечному тракту, органам шеи.

Промежуточный мозг

Ключевые структуры промежуточного мозга — это таламус и гипоталамус. Таламус — ещё один центр переключения нервных импульсов зрительных и слуховых путей. Это своего рода ворота, через которые в кору больших полушарий поступает информация об окружающих нас внешних условиях и о состоянии нашего тела.

Под таламусом расположен гипоталамус — главный центр, принимающий участие в контроле и управлении вегетативной нервной системой. Передние области гипоталамуса — зона парасимпатических влияний, а задние — симпатических. В гипоталамусе расположено большое количество нейронов, реагирующих на изменение состояния внутренней среды организма. Так, при понижении концентрации глюкозы в крови возбуждается находящийся здесь центр голода и насыщения. В гипоталамусе находятся центры жажды и терморегуляции, а также запуска положительных и отрицательных эмоциональных реакций, страха, агрессии и др.

Нервная и эндокринная системы регулируют работу организма. Роль координатора в значительной степени принадлежит гипоталамусу. Через гипофиз — главную эндокринную железу — он оказывает влияние практически на все железы внутренней секреции.

Большие полушария - “верховный главнокомандующий” организма

Даже при первом взгляде на мозг сразу видны два крупных образования — большие полушария. Покрывающее их серое вещество называют корой больших полушарий.

Далеко не все сигналы от рецепторов достигают коры. Многие задачи решаются другими структурами автоматически, как было отмечено в предыдущем параграфе. Если автоматический ответ не приводит к желаемому результату, включается механизм сознательной регуляции. Например, ощутив боль, мы начинаем искать причину, её вызвавшую, а затем и способ её устранения.

Поверхность полушарий собрана в складки. Выступающие части поверхности коры образуют извилины, а углубления - борозды. За счёт борозд и извилин поверхность мозга, а значит, и площадь коры увеличиваются в 30 раз. В результате возрастает и число её нейронов. Детальный анализ строения коры показал, что в разных её участках оно неодинаково. Это связано с различными функциями участков коры. Её участки, выполняющие различные функции, носят названия полей или зон коры (рис. 19.4). Каждое поле связано с выполнением определённых задач. В коре есть большое количество зон, отвечающих за обработку сигналов от органов чувств. Это чувствительные или сенсорные поля — зрительные, слуховые, тактильные. Здесь же, в коре, имеются поля, обеспечивающие управление движением, отвечающие за положение тела в пространстве, а также зоны с более сложными функциями — речи, узнавания лиц и др. Под корой полушарий головного мозга, состоящей из серого вещества, лежит слой белого вещества. В нём находятся большие ядра, которые по расположению там называют — подкорковые. Они получают информацию практически от всех областей коры и, по - видимому, играют значительную роль в принятии решений о двигательных командах, обучении и, вероятно, в сознательной деятельности мозга.

19.4. Поля коры: 1 - центр рассудочной деятельности; 2 - двигательный центр; 3 - центр тактильной чувствительности; 4 - центр речи; 5 - центр слуха; 6 - центр обоняния; 7 - центр анализа устной речи; 8 - центр анализа письменной речи; 9 - зрительный центр

Внешне полушария очень похожи, но функции их различны. Левое полушарие управляет органами правой стороны тела, а правое - левой стороны. Кроме того, левое полушарие связано с логическим, а правое — с образным мышлением.

Левое и правое полушария соединяет мозолистое тело — толстая перемычка из белого вещества, состоящая из миллионов нервных волокон. Эти волокна позволяют объединять, сопоставлять и анализировать информацию, полученную каждым из полушарий.

Формулирование вывода

Продолговатый и промежуточный мозг участвует в управлении работой вегетативной нервной системы. Мозжечок - одна из структур двигательной системы - участвует в организации точных согласованных движений и сохранении равновесия. Средний мозг - один из центров в цепи переработки информации от органов зрения и слуха. Большие полушария - кора и подкорковые ядра - высший отдел центральной нервной системы - ведают сознательной деятельностью человека и формированием автоматических программ в процессе обучения.

Головной мозг, продолговатый мозг, мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг, гипоталамус, большие полушария мозга,

кора больших полушарий

Применение знаний

1. Почему большие полушария мозга человека закрывают все остальные отделы мозга?

2. Что такое кора?

3. С выполнением каких функций связаны разные отделы головного мозга?

4. Как вы думаете, почему ткани мозга нечувствительны к боли?

5. Как вы думаете, отчего так трудно точно определить, какую роль в работе мозга играет та или иная структура?

6. Поработайте в паре: пусть один называет отделы головного мозга, а второй - их функцию.