Строение и функции отделов головного мозга - ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Головной мозг делится на пять отделов: продолговатый мозг, средний мозг, мозжечок, промежуточный мозг и большие полушария мозга.

От головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов (см. табл.).

Черепно-мозговые нервы и их функции

№	НАЗВАНИЕ	ФУНКЦИИ
I	Обонятельный	Афферентный обонятельный вход от рецепторов носа
II	Зрительный	Афферентный зрительный вход от клеток ганглиозного слоя сетчатки
III	Глазодвигательный	Эфферентный выход к четырем наружным мышцам глазного яблока
IV	Блоковый	Эфферентный выход к верхней косой мышце глаза
V	Тройничный	Основной афферентный вход от рецепторов лица
VI	Отводящий	Эфферентный выход к наружной прямой мышце глаза
VII	Лицевой	Эфферентный выход к мышцам лица и афферентный вход от части вкусовых рецепторов
VIII	Слуховой	Афферентный вход от рецепторов улитки внутреннего уха
IX	Языкоглоточный	Афферентный вход от части вкусовых рецепторов
X	Блуждающий	Основной нерв парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, кроме того, в его составе проходят эфферентные волокна к мышцам глотки и гортани, а также афферентные волокна от вкусовых рецепторов
XI	Добавочный	Эфферентный выход к мышцам шеи и затылка (трапециевидной, грудино-ключично-сосцевидной)
XII	Подъязычный	Эфферентный выход к мышцам языка

Продолговатый мозг является естественным продолжением спинного мозга, но сегментация у него выражена слабее, а нейронная организация более сложная, чем у спинного мозга.

Продолговатый мозг выполняет проводящую и рефлекторную функции. Через него проходят все пути, соединяющие нейроны спинного мозга с высшими отделами головного мозга, а также в нем лежат центры многих важнейших для жизни человека рефлексов. Так, в продолговатом мозге находится дыхательный центр. Его нейроны возбуждаются, посылая импульсы к мотонейронам спинного мозга; от них импульсы идут к межреберным мышцам и мышцам диафрагмы, заставляя их сокращаться. Происходит вдох. Здесь же, в продолговатом мозгу, расположен сосудодвигательный центр. Его нейроны, постоянно разряжаясь нервными импульсами, поддерживают оптимальный просвет артериальных сосудов, обеспечивая нормальное артериальное давление. Искусственное раздражение нейронов этого центра приводит к сужению артериальных сосудов и подъему давления, учащению сердцебиений.

В центральной части продолговатого мозга начинается ретикулярная формация ствола мозга — скопление огромного числа внешне хаотично расположенных нейронов. Нейроны ретикулярной формации имеют мощные связи со структурами переднего мозга — таламусом, гипоталамусом, лимбической системой, корой больших полушарий. Посылая импульсы в эти структуры, нейроны поддерживают передний мозг в бодрствующем состоянии. Поражение ретикулярной формации приводит к сонливости, потере сознания, летаргическому сну.

Мозжечок расположен на задней стороне ствола, позади продолговатого и среднего отделов мозга. Мозжечок состоит из червя (стволовой, наиболее древней части) и полушарий, разделенных бороздами на доли. Доли мелкими бороздками разделены на извилины. Полушария мозжечка покрыты трехслойной корой. В мозжечок поступает информация от всех двигательных систем и отделов больших полушарий, из среднего и спинного мозга. Основные функции мозжечка следующие:

1) регуляция позы тела и поддержание мышечного тонуса;

2) координация медленных произвольных движений с позой всего тела;

3) обеспечение точности быстрых произвольных движений.

При разрушении червя человек не может ходить и стоять, чувство равновесия нарушено. При поражениях полушарий мозжечка наблюдается снижение тонуса мышц, сильная дрожь конечностей, нарушение точности и быстроты произвольных движений, быстрая утомляемость. Нарушаются также речь и письмо.

Средний мозг, как и продолговатый, является частью ствола мозга. На поверхности его, обращенной к мозжечку, имеются 4 небольших бугорка — четверохолмие. Верхние бугры четверохолмия — центры первичной обработки зрительной информации, их нейроны реагируют на объекты, быстро передвигающиеся в поле зрения. Нижние бугры четверохолмия — центры первичной обработки слуховых стимулов. Нейроны этих центров реагируют на сильные, резкие звуки, приводя слуховую систему в состояние повышенной готовности. С буграми четверохолмия связан врожденный ориентировочный рефлекс на световой и звуковой раздражитель (поворот головы в стороны раздражителя).

В среднем мозге расположены важнейшие скопления нейронов, выполняющих двигательные функции — красное ядро и черная субстанция. Нейроны красного ядра вместе с нейронами мозжечка участвуют в поддержании тонуса мышц и координации позы тела. Нейроны черной субстанции содержат в качестве медиатора дофамин, а аксоны этих нейронов проходят в структуры переднего мозга. При тяжелом заболевании — паркинсонизме — нейроны черной субстанции перестают вырабатывать дофамин и разрушаются. При этом человек теряет способность начинать произвольные движения, делается заторможенным, страдает также и эмоциональная сфера, может развиться слабоумие.

Промежуточный мозг состоит из таламуса (бугра), гипоталамуса (подбугровой области) и надбугровой области, в состав которой входит железа внутренней секреции эпифиз. Книзу от гипоталамуса на тонкой ножке расположена другая железа внутренней секреции — гипофиз.

Таламус является центром анализа всех видов ощущений, кроме обонятельных. Несмотря на небольшой объем (около 19 см3) в таламусе насчитывается более 40 пар ядер (скоплений нейронов) с разнообразными функциями. Специфические ядра анализируют различные виды ощущений и передают информацию о них в соответствующие зоны коры больших полушарий. Некоторые ядра таламуса являются продолжением ретикулярной формации ствола мозга и необходимы для активации структур переднего мозга. Нижняя часть промежуточного мозга — гипоталамус — также выполняет важнейшие функции, являясь высшим центром вегетативных регуляций. Передние ядра гипоталамуса — центр парасимпатических влияний, задние — симпатических влияний. Медиальная часть гипоталамуса — главный нейроэндокринный орган, нейроны которого выделяют в кровь целый ряд регуляторов, влияющих на деятельность передней доли гипофиза. Кроме того, в этой области синтезируются важнейшие гормоны окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон). В гипоталамусе расположены также центры терморегуляции, голода и жажды (раздражение нейронов которых приводит к неукротимому поглощению пищи или воды), насыщения.

Таким образом, можно сказать, что гипоталамус необходим для обеспечения вегетативным сопровождением произвольной и непроизвольной соматической деятельности человека.

В толще белого вещества больших полушарий мозга расположен комплекс подкорковых мозговых ядер, получивших название лимбической системы. К лимбическим структурам относят гиппокамп, миндалевидный комплекс, перегородку. Лимбическая система является главным эмоциональным центром мозга, обеспечивающим эмоциональную оценку ситуации, оценку возможных последствий этой ситуации и выбор одной из альтернативных форм поведения. В результате правильного выбора линии поведения организм должен прийти в соответствие со своими потребностями, например избежать опасности или обеспечить себя пищей и т. д.

Гиппокамп по своему происхождению является древней корой. Его функции — участие в оценке и запечатлении новой информации, то есть запоминании и обучении. У людей с разрушенным гиппокампом запоминание новой информации затруднено. Миндалевидный комплекс ядер лежит в глубине височных долей и тесно связан с гипоталамусом. В этой области расположены скопления нейронов, раздражение которых приводит к необузданной ярости, паническому страху. Обнаружены также центры удовольствия, при раздражении которых в организме начинают вырабатываться вещества, сходные с морфином.

В основании больших полушарий расположены подкорковые ядра (базальные ганглии), обеспечивающие связь между двигательными зонами коры больших полушарий и другими двигательными центрами мозга (среднего мозга, мозжечка и др.). Важнейшая функция базальных ганглиев — запоминание сложных двигательных программ: ходьбы, бега, танцевальных движений, спортивных упражнений и т. д.

Филогенетически наиболее молодым образованием мозга является кора больших полушарий. Это слой серого вещества (то есть тел нейронов), покрывающий весь передний мозг. Многочисленные складки увеличивают поверхность коры. Общая поверхность коры человека составляет около 2400 см2, кошки — только 100 см2. Толщина коры — 1,5-4,5 мм, общий вес — 600 г. В состав коры входит около 109 нейронов, то есть большая часть всех нейронов нервной системы человека. Кора состоит из шести слоев, которые отличаются по составу клеток, функциям и т.д. Нейроны слоев с 1-го по 4-й главным образом воспринимают и обрабатывают информацию от других отделов нервной системы; 5-й слой является главным эфферентным и из-за своеобразной формы составляющих его нейронов называется внутренним пирамидным.

Глубокими бороздами кора каждого полушария делится на доли: лобную, теменную, затылочную и височную. Различные функции коры связаны с различными ее долями. Так, в области передней центральной извилины лобной доли расположены высшие центры произвольных движений, а в области задней центральной извилины — центры кожно-мышечной чувствительности. К настоящему времени кора подробно картирована и точно известны представительства каждой мышцы, каждого участка кожи в коре больших полушарий. Двигательные пути, идущие от правого и левого полушарий, перекрещиваются и управляют, следовательно, мышцами противоположной стороны тела.

В затылочной доле расположены высшие центры зрительных ощущений. Именно здесь формируется зрительное изображение. В этой доле расположены зрительные рецептивные поля различной сложности: нейроны одних реагируют на изменение освещенности, а других — анализируют контуры, перегибы и т. д.

В височных долях расположены высшие слуховые центры, содержащие различные виды нейронов: одни из них реагируют на начало звука, другие — на определенную частотную полосу звука, третьи — на определенный ритм и т. д.

Центры вкуса и обоняния расположены на внутренней поверхности височных долей.

В лобные доли приходит информация обо всех ощущениях. Здесь происходит ее суммарный анализ и создается целостное представление об образе. Поэтому эту зону коры называют ассоциативной. Именно с этой областью коры связана способность к обучению. Если лобная кора и гиппокамп разрушены, то не возникает ассоциаций между видом предмета и его названием, между изображением буквы и звуком, который она обозначает. Обучение становится невозможным.

Вся деятельность человека находится под контролем коры больших полушарий. Информация обо всем, что происходит в организме или вокруг него, в конечном итоге обязательно поступает в кору. Таким образом, кора больших полушарий обеспечивает взаимодействие организма с окружающей средой и является материальной базой для психической деятельности человека.