Головной мозг человека. Головной мозг Какое строение имеет мозг

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.

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.

Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение . М., 1988

Найти "ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА " на

Содержание статьи

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.

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.

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 . 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 мозжечка.

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.

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.

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.

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.

Задай вопрос врачу о своей ситуации

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.

Также дополнительную информацию вы можете найти в нашей аналогичной статье .

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. Читайте подробнее о том, . 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.

– 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.

Содержание статьи

КЛЕТКИ МОЗГА

Нервные импульсы.

Миелин и глиальные клетки.

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Большие полушария

Подкорковые структуры.

Ствол мозга

Мозжечок

Другие системы.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА

НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА

Действие нейромедиаторов.

Психоактивные средства

ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА

СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ

Что за таинственная субстанция находится в нашей голове? Она позволяет нам двигаться, видеть, чувствовать, понимать и мечтать. Но как этому хитросплетению нейронов и синапсов удается руководить нашим телом и нашей мыслью?
Раздел сайта «Головной мозг » приглашает вас в увлекательное путешествие внутрь самих себя, в таинственную и удивительную вселенную человеческого мозга...

На этом рисунке разными цветами выделены важнейшие части головного мозга. Красная полоса — лобная область. Здесь обретаются такие способности, как дальновидность, фантазия, творческое начало, чувство ответственности и склонность к самоанализу. Светло-зеленая полоса — передняя центральная извилина. Здесь расположен центр, управляющий всеми мышцами, которые подчиняются нашей воле. Голубая полоса — задняя центральная извилина. Она дополняет переднюю центральную извилину. Сюда стекается и здесь анализируется вся информация об ощущениях, испытываемых нашим телом (давление, боль, температура и т.д.). Голубым пятном отмечен центр, отвечающий за нашу ориентировку в пространстве. Эта часть головного мозга различает левую и правую стороны и осуществляет вычисления. Фиолетовым цветом закрашена затылочная доля. Обрабатывая сигналы, поступившие из сетчатки глаз, эта часть мозга воссоздает картину окружающего нас мира. Оранжевое пятно — речевой центр, а желтое — слуховой. Он не только воспринимает речь, но и понимает ее.

Через отверстие в черепной коробке, большое затылочное отверстие, нервные пути проникают в череп. Именно здесь спинной мозг и продолговатый мозг — утолщение, напоминающее луковицу, — переходят в ствол головного мозга , где сосредоточено множество нейронов. Они образуют два жизненно важных центра головного мозга: дыхательный и регулирующий кровообращение. При повреждении этой части мозга человек умирает. Над этими центрами располагается сетевидная субстанция ствола головного мозга — невообразимо густое переплетение нейронов. Эта зона мозга — его крупнейшая информационная «биржа». Здесь оканчиваются 10 млн. нервных путей, идущих от спинного мозга. Они соединяют все части тела с головным мозгом. Сигналы, поступающие в головной мозг , стекаются сюда, здесь анализируются, а затем переправляются в тот или иной отдел мозга.

Один из таких специализированных отделов мозга — мозжечок . Расположен он над стволом головного мозга. Лишь тонкая мозговая оболочка отделяет его от затылочной кости. Этот небольшой, величиной с мандарин, орган изрезан глубокими бороздками. Мозжечок непрерывно принимает тысячи сообщений: о положении рук и ног, о направлении взгляда, о том, как разместились изображения на сетчатке глаз и как движется жидкость в лабиринте внутреннего уха, и т.д. Все эти сведения запоминаются, анализируются, сравниваются — на подобную работу уходят считанные доли секунды. Как только мозжечок заметит какую-либо опасность, он тут же отдаст приказ мышцам, и они изменят положение тела, чтобы предотвратить беду. Кроме того, мозжечок посылает «донесения» в большой мозг. Из них ясно, как чувствует себя человек, двигается он или отдыхает, нервничает или радуется.

Ствол головного мозга — не цельный орган, он состоит из двух сросшихся посредине половин — левой и правой. Это раздвоение особенно заметно там, где между отростками ствола головного мозга разместился один из четырех мозговых желудочков, заполненных спинномозговой жидкостью. Парные отростки называются промежуточным мозгом. Этот самый древний отдел мозга хранит опыт эволюции, копившийся миллионы лет. Нижний отдел промежуточного мозга — гипоталамус пристально следит за событиями, от которых зависит благополучие человека или которые грозят ему бедой. По его команде резко меняется настроение человека. Именно здесь, в гипоталамусе, рождаются чувства: голод, жажда, агрессия, ярость, страх и неудержимое половое влечение. Кроме того, гипоталамус управляет гипофизом: он заставляет эту железу выделять гормоны, которые влияют на жизненно важные процессы, протекающие в нашем организме.

Верхний отдел промежуточного мозга называется таламусом. Сюда стекаются сообщения из самых разных частей организма. Таламус оценивает, насколько они важны для человека. Когда они и впрямь значительны, мы ощущаем беспокойство. Промежуточный мозг играет большую роль в жизни каждого из нас. Здесь таятся темные, смутные эмоции: беспричинный страх, необузданная ярость... Призывы к разуму, объективности, миролюбию встречают отпор именно в этой части мозга. Промежуточный мозг цепко держится за печальный опыт прошлого. Реальные следы деятельности этого отдела мозга— эгоизм, ненависть, воинственность и бессмысленная жажда разрушения. Эти недобрые чувства вновь и вновь зарождаются в душе человека и порой начинают управлять его жизнью.

Что такое большой мозг

Да, промежуточный мозг играет роковую роль, но не будем больше задерживать на нем свое внимание. Итак, сверху его покрывает большой мозг. В нижних его слоях находятся те центры, которые определяют главенствующее настроение человека, его темперамент, расположение духа. Они спрятаны под корой головного мозга, испещренной бороздками.

Многочисленные опыты над животными, а также наблюдения за больными людьми помогли ученым составить точную схему коры головного мозга , показать, где формируются основные способности человека.

Именно в этих центрах раз и навсегда решается, каким будет человек — вялым или энергичным, будет ли он стремиться ко многому или довольствоваться малым, будет ли он оптимистом или пессимистом, видящим все в черном цвете. Эта часть головного мозга определяет отношение человека к жизни, что отражается в особенностях строения его лица, рук, проявляется в голосе, походке и почерке. Но лишь у маленьких детей выражение лица бывает неподдельно искренним. Взрослые — благодаря опыту или воспитанию — маскируют свои чувства и потому ведут себя «неестественно». Сверху большой мозг окутан корой головного мозга, напоминающей складчатую мантию. По большому счету именно эта часть мозга и делает человека человеком. Все его способности и возможности сосредоточены здесь — в трехмиллиметровом слое нейронов.

Глубокая борозда делит кору головного мозга на две половины — переднюю и заднюю. Задняя часть коры воспринимает и анализирует зрительные и звуковые сигналы, а также чувственные ощущения. Передняя половина, наоборот, размышляет и командует. Опыты над животными и наблюдения за больными людьми помогли составить точную схему коры головного мозга. Уникальной — и потому самой интересной — его частью оказалась лобная область. Ничего подобного нет ни у одного из животных. Здесь сосредоточены все те качества, что присущи именно человеку: дальновидность, фантазия, творческое начало, склонность к самоанализу и чувство ответственности. Здесь родились понятия «я» и «ты». В этой области мозга (площадь ее всего лишь с ладонь), словно в зеркале, отражается вся Природа, и в этом отражении проступают непостижимые глубины. Многие считают, что здесь запечатлен сам Господь бог.