Сенсорные центры коры полушарий большого мозга. Строение и функции головного мозга — общее описание. Истоки эмбрионального развития

«Сердце» каждой личности – это его мозг, стоящий во главе центральной нервной системы (ЦНС). Подобно любой высшей власти, строение головного мозга строго упорядоченно. Расположен в черепе и покрыт тремя оболочками – наружной твердой, мягкой и, расположенной между ними, паутинной, которая является продолжением оболочек.

Спинномозговая жидкость, по-другому называемая ликвором, располагаясь между всеми оболочками, представляет собой некий биологический противоударный амортизатор мозга. Он состоит из 25 миллиардов нервных клеток - нейронов, которые делят его вещество на белое и серое. Орган является центральным регулятором организменных функций, поэтому его поражение .

Спинной мозг содержится в костях позвоночного столба, но способен передавать сигналы в тело и из его тела через его связи со спинномозговыми нервами. Поперечное сечение спинного мозга выглядит как белый овал с серой бабочкой. Миелинизированные аксоны составляют «белое вещество», в то время как тела нейронов и глиальных клеток составляют «серое вещество». Серые вещества также состоят из интернейронов, которые соединяют два нейрона, каждый из которых расположен в разных частях тела. Аксоны и клеточные тела в спинном спинном мозге передают в основном сенсорную информацию от тела к мозгу.

Головной мозг составляют 5 частей:

Таблица строения

Отделы головного мозга	Структурные особенности	Главные функции
Конечный	80% от всего веса мозга человека; Имеет два полушария – левого и правого, испещренных многочисленными углублениями – бороздами и извилинами; Делится на доли – лобную, теменную, височную и затылочную; Полушария соединены некой субстанцией – мозолистым телом; Сверху покрыт 3-х миллиметровым слоем серого вещества – корой, являющейся самым высшим центром регуляции; Полушария простираются от лобной до затылочной кости.	Регуляция движений; Формирование условных рефлексов; Осуществление речевой деятельности; Кожно-мышечные ощущения; Зрительная функция; Обонятельное, вкусовое, слуховое чувство.
Промежуточный	Составляют две части – вентральная (гипоталамус) и дорсальная (таламус, метаталамус и эпиталамус).	Контролирует работу эндокринных желез; Регулирует обмен веществ; Стабилизирует цикл сна и бодрствования.
Средний	Вместилище восходящих и нисходящих нервных путей; Имеет в своем составе ножки и четыре холмика - 2 зрительных и 2 слуховых бугра.	Обработка образов слуха и зрения; Регуляция мышечной силы и тонуса; Обеспечивает возможностью ходить и стоять посредством выпрямительных рефлексов.
Задний (Варолиев мост) Мозжечок	Имеет форму валика; Поверхности – дорсальная и вентральная или волокнистая; Вентральные волокна располагаются поперечно и впадают в среднюю мозжечковую ножку; Вес около 150 г; Разделяется на два мини-полушария, соединенных червем.	Осуществляет передачу информации из спинного в головной мозг. Пространственные координационные движения.
Продолговатый	Является фактическим продолжением спинного мозга, плавно переходящего в головной.	Центр дыхания, кровообращения и регуляции обмена веществ; Осуществляет чихание и кашель.

Средний вес мужского составляет около 1400 г, женский – 1300 г. Однако общепринятый стереотип «чем больше весит мозг, тем человек умнее» не совсем правдив, масса не влияет на умственные способности. История человечества не раз сталкивалась с гениями, имеющими малый размер и с интеллектуально отсталыми, чей мозг превышал по весу средние величины. Так же, как и больший вес мужского мозга по сравнению с женским, не является доказательством умственного превосходства сильного пола.

Аксоны и клеточные тела в вентральном спинном мозге в основном передают сигналы, контролирующие движение от мозга к телу. Сечение спинного мозга: поперечное сечение спинного мозга показывает серое вещество и белое вещество. Спинной мозг также контролирует двигательные рефлексы. Эти рефлексы являются быстрыми, бессознательными движениями, такими как автоматическое удаление руки из горячего объекта. Рефлексы настолько быстры, потому что они связаны с локальными синаптическими соединениями. Например, рефлекс колена, который врач тестирует во время обычного физического состояния, контролируется одним синапсом между сенсорным нейроном и моторным нейроном.

Истоки эмбрионального развития

Человеческий головной мозг в материнской утробе начинает развиваться из нервной трубки и в процессе своего становления проходит через несколько этапов:

Трёхпузырная стадия - четвертая неделя эмбриогенеза начинается формированием мозговой пузырной части из нервной трубки и образованием предшественников переднего, среднего и заднего;
Пятипузырная стадия - девятая неделя внутриутробного ростп вносит очередной штрих в развитии отделов. Передний мозг полностью делится на конечный и промежуточный, а также появляется продолговатый.
Стадия формирования – период с 3 по 7 неделю развития характеризуется появлением трех изгибов: среднемозгового, шейного и мостового. Итогом этих метаморфозов служит предание изначально линейной формы.

Большие полушария

Самый высокоорганизованный и эволюционно наиболее молодой отдел мозга – это его кора (плащ). Она расположена над большими полушариями в . Толщина варьирует от 2 до 4 мм и представлена шестью слоями. Благодаря ей человеческое поведение имеет отточенную совершенную организацию, которая строится на базе врожденных и приобретенных функций.

Хотя рефлекс может потребовать только одного или двух синапсов, синапсы с интернейронами в позвоночнике передают информацию в мозг, чтобы передать, что произошло. Поскольку спинной мозг является информационной супермагистралью, соединяющей мозг с телом, повреждение спинного мозга может привести к параличу. Степень паралича зависит от местоположения травмы вдоль спинного мозга и полного отделения спинного мозга. Например, если спинной мозг поврежден на уровне шеи, он может вызвать паралич с шеи вниз, тогда как повреждение позвоночника в нижней части может ограничивать паралич ног.

Кора делает возможным взаимосвязь между работой всех отделов нервной системы, а также исправление нарушений в их функционировании. Каждый участок имеет свою строгую специализацию:

Сенсорные зоны, которые располагают центральными отделами анализаторов - зрительная, расположенная в затылочной, слуха - в височной.

Зона вкуса в теменной коре больших полушарий, а обонятельная - в гиппокампе и височной доле. Также сюда относят соматосенсорную, расположенную в задней центральной извилине, куда поступают сигналы от рецепторов мышц, сухожилий, суставов, температурные и тактильные ощущения;

Повреждения спинного мозга, как известно, трудно поддаются лечению, потому что спинномозговые нервы не регенерируют, хотя проведенные исследования показывают, что трансплантация стволовых клеток может действовать как мост для восстановления разъединенных нервов. Исследователи также рассматривают способы предотвращения воспаления, которое ухудшает повреждение нерва после травмы. Одним из таких способов является перекачивание тела с помощью холодного солевого раствора для индукции гипотермии. Это охлаждение может предотвратить отек и другие процессы, которые, как считается, ухудшают травмы спинного мозга.

Моторные осуществляют двигательную функцию человеческого тела. Расположены они в передней центральной извилине. Нарушение в работе этого участка чревато двигательными патологиями;
Ассоциативные расположены поблизости от сенсорных. Их поражение ведет к проблемам в обучении и снижению памяти.

Функции долей мозга

Правое, и левое полушарие, значительно выступают над поверхностью мозга по строению и отвечают за свои специфические функции, отличающие их друг от друга, и в то же время позволяя выполняться слаженной работе словно паззл.

Центральная нервная система, состоящая из мозга и спинного мозга, отвечает за то, как функционируют наши тела. Как развиваются наши мозги, это потрясающая история. Это обзор некоторых основных структур и событий в развитии нашей Центральной нервной системы.

После прекращения распространения нейроны становятся незаменимыми. Однако может произойти некоторая более поздняя реорганизация функции некоторых нейронов. Например, когда инсульт вызывает смерть нейронов, другие нейроны могут выполнять функции мертвых клеток и некоторое восстановление движения или речи. Функция обычно не будет такой гладкой и хорошо скоординированной, как оригинал.

Функции левого полушария головного мозга:

Толкование информации в устной форме;
Возможность изучения и понимания иностранных языков;
Регуляцию речевой деятельности;
Контроль навыков чтения и письма;
Память на факты, имена и даты;
Логическое и аналитическое мышление;
Распознавание чисел и математических символов.

Если это должно было произойти, обычно возникает аномально небольшой размер мозга для тела. Это состояние называется микроцефалией и обычно ассоциируется с умеренной и умеренной умственной отсталостью. Миграция начинается через 6-8 недель беременности через 8 месяцев беременности. Считается, что движение клеток происходит по миграционным путям, различные группы клеток, идущие в разных местах. Например, какая-то клетка переместится на внешнюю поверхность головного мозга, образуя кору головного мозга толщиной 3 мм.

Миграция начинается с самого внутреннего слоя и затем продвигается к самому внешнему слою. Например, кортикальный слой 5 предназначен для управления движением тела, тогда как слой 4 принимает информацию от чувств. Чтобы усложнить ситуацию, кора головного мозга не только организована по слоям, но также организована в виде столбцов. Ячейки внутри столбца будут иметь функциональную функцию, отличную от функций ячеек в столбце рядом с ним. Глиальные клетки также называются «клеящими» клетками и обеспечивают вспомогательную структуру во время серии изменений. В конце концов, информация из клеток в отдельных слоях и столбцах коры головного мозга принимается, обрабатывается, трансформируется и затем отправляется в другие области мозга. Во-первых, клетка меняется от нейробласта к нейрону и выравнивается с радикальной глиальной клеткой. В процессе миграции некоторые группы клеток мигрируют, чтобы образовать возвышенности, и некоторые формы, похожие на бороздки, которые развиваются в привычный вид холма и долины, который вы видели на снимках мозга. Конфигурация мозга и долины мозга способствует значительному увеличению площади поверхности головного мозга. Это позволяет большому количеству нейронов, содержащихся в головном мозге, входить в череп. Другая группа мигрирующих клеток создает мозоль тела, «мост», который соединяет два полушария головного мозга. Доли обычно относятся к костям черепа, которые их покрывают: лобной, теменной, височной и затылочной. Исключением является лимбическая доля, которая включает в себя часть трех других долей.

Кора головного мозга содержит 6 слоев клеток.
Слои коры головного мозга предназначены для приема или отправки информации.
Процесс миграции можно рассматривать как автоматическую конвейерную ленту.
Во-вторых, нейронная клетка движется по поверхности глиальной клетки.
Когда он достигает места назначения, нейрон отделяется от глиальной клетки.
Холмы и долины называются свертками.
Мозолистое тело позволяет сообщать информацию между правым и левым полушариями.
Кора головного мозга с ее шестью слоями делится на доли.
Нынешнее мышление о функциях разных долей заключается в следующем.

Фронтальная доля связана с интеллектуальными функциями, такими как рассуждение и абстрактное мышление, агрессия, сексуальное поведение, запах, добровольное движение и артикуляция речи.

Функции правого полушария головного мозга:

Восприятие информации в виде образов и символов;
Возможность мечтать, воображать и фантазировать;
Таланты к музыкальным и изобразительным наклонностям;
Синхронный анализ информации;
Способность выделять главное, без помощи анализа.

Женский и мужской мозг отличаются друг от друга не только весом, но и строением. Женский мозг работает более интегрированно, а мужской склонен к дифференцированному восприятию, разные участки перерабатывают информацию самостоятельно вне согласованности с другими областями. Но левое полушарие и мужского, и женского мозга, отвечает за определение цели, а правое за ее реализацию.

Париетальная доля, связанная с чувством сознания тела, использование символов для общения, абстрактное мышление и визуализация тела. Временная часть доли этой доли лимбична и связана с формированиями эмоций. Нелибальная часть лепестка связана с интерпретацией языка, осознанием и дискриминацией звука и представляет собой основную область обработки памяти.

Затылочная доля, связанная с получением, интерпретацией и распознаванием зрительных стимулов из оптического тракта и ассоциацией этих зрительных импульсов с другими кортикальными областями. Если в миграции нейронов происходит серьезное нарушение, то результаты включают аномальные диаграммы мозговых гироскопов и коллекции нейронов в ненормальных местах. Это, как правило, редкие расстройства.

Каждое полушарие по строению разделено на пять участков. Четыре из них точно соответствуют прилегающим к ним костям черепа: лобная, теменная, затылочная и височная. А пятая расположена обособлено из-за своего глубоко расположения в большом мозге, - закрытая или островковая.

С помощью борозд каждая их них отделена друг от друга:

Дети, рожденные преждевременно, доставляются в течение более поздней части миграционного периода. Дети, страдающие черепно-мозговой травмой в этот период, могут иметь нарушения или позднюю миграцию. При этих условиях происходит разрушение радикальных глиальных волокон, которые затем отходят от поверхности коры. Если вы помните из нашего обсуждения выше, нейроны могут идти только туда, где глиальные клетки направляют их. Когда происходит разрушение «конвейерной ленты», нейроны становятся скрученными.

Некоторые исследователи считают, что расстройства поздней миграции могут способствовать нарушению координации, зрительным перцепционным проблемам и изъятиям, которые испытывают многие дети, рожденные преждевременно, которые не показывают признаков другой черепно-мозговой травмы.

Центральная отделяет лобную;
Латеральная – височную
Теменнозатылочная борозда разделяет теменную и затылочную.

Лобная доля лежит перед большими полушариями, занимая около 30% коры. Благодаря ей возможно осуществление произвольных движений, мыслительной и речевой работы. Теменная доля - в верхнем боковом положении в каждом полушарии. Позволяет различать чувствительные ощущения: тактильные, вес, мышечно-суставные и двигательные.

Организация начинается через 6 месяцев беременности и продолжается после рождения. После образования и на месте нейроны начинают прорастать ветви, называемые аксонами и дендритами. На этом этапе большинство нейронов состоят из трех частей. Аксоны клеточного тела - нервные волокна, которые посылают сигналы от тела клетки к другим нейронам. Нейроны обычно имеют только один аксон. дендриты - несколько коротких древовидных ветвей, которые получают сигналы от других нейронов. Нейрон может иметь сотни дендритов. . Как только образуются аксоны и дендриты, они начинают общаться.

Нижнее боковое положение и левого и правого полушария, . Ее функции: ощущать вкус, слышать и обонять. Следит за речевым восприятием, психической деятельностью и работой памяти. Левая височная доля содержит в себе слуховой центр Вернике, при его поражении человека ждет словесная глухота: он не сможет говорить и понимать чужую речь, и, хотя слух при этой патологии сохраняется, больной не в состоянии узнать слова и записать их.

Этот процесс похож на эстафету. Сообщение, которое передает сообщение между аксоном посылающего нейрона и дендритом принимающего нейрона, называется синапсом. Синапс позволяет проводить электрохимические импульсы среди большого числа нейронов почти одновременно.

Первоначально создается больше синапсов, чем необходимо; однако выживут только те, кто используется. Так же, как мы обрезаем дерево, которое заросло, мозг «вырезает» синапсы, которые не используются. Как и у нейронов, мозг начинает создавать больше синапсов, чем когда-либо понадобится. Со временем те ячейки, которые не нужны, умрут. Важно отметить, что мозг не является жестким и негибким даже после подросткового возраста. Недавняя мысль об этом процессе заключается в том, что по-прежнему существует гибкость нейронов в ответ на опыт на протяжении всего жизненного цикла.

Функции заднего участка полушарий головного мозга, который по строению находится в затылочной доле, делает возможным зрительное восприятие окружающего, принимая и анализируя информацию, поступающей от глаз. Глубоко скрытая пятая доля или островок отвечает за вкус.

Взрослые могут по-прежнему создавать новые синаптические связи для нового обучения. Миелинизация начинается через 6 месяцев беременности и продолжается во взрослую жизнь. Глиальные клетки продуцируют миелин. Милин - жирное покрытие, которое в конечном итоге покрывает и изолирует многие аксоны, чтобы обеспечить быструю передачу импульсов. У головного мозга есть как внешний слой, так и внутренний слой. В мозговом мозге содержится много пучков миелинизированных аксонов, которые придают ему белый вид.

Миелинированные аксоны стреляют быстрее и эффективнее, чем немиелированные волокна. Рекомендации для дополнительного чтения. В статье обзора литературы «Изменение и непрерывность развития нейроповедения: уроки исследования нейробиологии и нейронной пластичности», опубликованной в журнале «Поведение и развитие детей», Чарльз Нельсон попытался решить эти вопросы. Он заключил, что события, которые происходят, чтобы формировать и лепить мозг, не всегда ограничиваются первыми годами жизни и зависят от активности.

Видео

Головной мозг

Рефлекторная функция спинного мозга

n Мотонейроны спинного мозга иннервируют все скелетные мышцы (за исключением мышц лица)

n Спинной мозг осуществляет элементарные двигательные рефлексы – сгибательные и разгибательные, ритмические (шагательные, чесательные) рефлексы, возникающие при раздражении кожи или проприорецепторов мышц и сухожилий, а также посылают постоянную импульсацию к мышцам, поддерживая тонус

n Специальные мотонейроны иннервируют дыхательную мускулатуру (межреберные мышцы и диафрагму) и обеспечивают дыхательные движения

n Вегетативные нейроны иннервируют все внутренние органы (сердце, сосуды, потовые железы, железы внутренней секреции, пищеварительный тракт, мочеполовую систему).

Проводниковая функция спинного мозга связана с:

n Передачей в вышележащие отделы нервной системы получаемого с периферии потока информации;

n С проведением импульсов из головного мозга в спинной.

Головной мозг расположен в полости черепа. Он развивается из головного отдела нервной трубки и первоначально состоит из трех мозговых пузырей, которые называются передним , средним и задним .

Из переднего мозгового пузыря развиваются полушария большого мозга, базальные ядра, гипоталамус и таламус.

Из среднего мозга - средний мозг.

Из заднего мозгового пузыря - мост, продолговатый мозг и мозжечок.

Средний мозг, мост, продолговатый мозг входит в состав ствола мозга.

Большой мозг заполняет передневерхнюю часть полости черепа, а также переднюю и среднюю черепные ямки. Он представлен двумя полушариями , состоящими из нервных клеток (серое вещество) и волокон (белое вещество). Они разделены между собой глубокой продольной щелью. В глубине этой щели находится мозолистое тело - широкая дугообразно изогнутая пластинка белого вещества, соединяющая полушария между собой и состоящая из поперечно ориентированных нервных волокон (Рис. 11).

Области большого мозга . При помощи глубоких латеральной и центральной борозд каждое полушарие делится на: лобную, височную, теменную и затылочную доли (Рис. 12).

Тонкий слой серого вещества, покрывающий каждое полушарие, называется корой.

Кора представляет собой тонкий слой (1,3-4,5 мм) серого вещества на поверхности полушарий. Поверхность коры в процессе эволюции увеличивалась за счет появления борозд и извилин. Площадь коры у взрослого человека 2200-2600 см 2 . На нижней и внутренней поверхности коры находятся старая и древняя кора (архи – и палеокортекс). Они функционально связаны с гипоталамусом, миндалиной, некоторыми ядрами среднего мозга и все вместе образуют лимбическую систему, которая играет важнейшую роль в формировании эмоций и внимания, памяти и обучения Лимбическая система участвует в регуляции пищевого и питьевого поведения, цикла бодрствование-сон, агрессивно-оборонительных реакций и в ней находятся центры удовольствия и неудовольствия, беспирчинной радости, тоски, страха.

На наружной поверхности коры расположена новая кора – неокортекс. Вся кора имеет 6-7 слоев, различающихся формой, величиной и расположением нейронов (Рис. 13). Между нервными клетками всех слоев коры в процессе их деятельности возникают постоянные и временные связи.

Рис.11. Среднесагиттальный разрез головы человека

Рис. 12. Области большого мозга

Основные типы клеток коры – пирамидные и звездчатые нейроны.

Звездчатые – воспринимают раздражения и объединяют деятельность различных пирамидных нейронов.

Пирамидные – осуществляют эфферентную функцию коры и взаимодействия между различными зонами коры.

Рис. 13. Перечень слоёв коры (начиная с поверхностного): молекулярный слой (I), наружный зернистый слой (II), пирамидный слой (III), или слой средних пирамид, внутренний зернистый слой (IV), ганглионарный слой (V), или слой крупных пирамид, слой полиморфных клеток (VI).

Под корой располагается белое вещество больших полушарий, которое состоит из ассоциативных, комиссуральных и проекционных волокон. Ассоциативные волокна связывают отдельные участки одного и того же полушария, а короткие ассоциативные волокна – отдельные извилины и близкие поля. Комиссуральные волокна – связывают симметричные части обоих полушарий, большая их часть проходит через мозолистое тело. Проекционные волокна выходят за пределы полушарий, входят в состав нисходящих и восходящих путей. По которым осуществляется двусторонняя связь коры с нижележащими отделами ЦНС.

Известны случаи рождения детей без коры больших полушарий головного мозга (анэнцефалы). Они живут несколько дней (максимум 3 -4 года). Один такой ребенок почти все время спал, у него были некоторые врожденные реакции (сосание, глотание). Поэтому сделали вывод, что в процессе филогенеза происходит кортиколизация функций (все, что приобретается организмом в течение индивидуальной жизни, связано с корой больших полушарий - вся высшая нервная деятельность).

В коре есть 3 типа областей – сенсорные, моторные и ассоциативные (Рис.14).

· Сенсорные ( расположены позади центральной борозды). Каждому рецепторному аппарату в коре соответствует определенная область, которую Павлов назвал корковым ядром анализатора. Именно к корковому ядру анализатора по афферентным волокнам приходят сигналы от рецепторов органов чувств. В сенсорных зонах выделяют первичные и вторичные проекционные поля. Нейроны проекционных первичных полей выделяют отдельные признаки сигнала (например, контур, цвет, контраст). Вторичные – формируют их в целостный образ. Сенсорные зоны локализованы в определенных частях коры: зрительная – в затылочной области, слуховая – в височной, вкусовая – в нижней части теменных областей, соматосенсорная зона (анализирующая импульсацию с рецепторов мышц, суставов, сухожилий и кожи) располагается в области задней центральной извилины.

· Моторные – зоны, раздражение которых вызывает двигательную реакцию, расположены впереди центральной борозды. В моторной коре тело человека спроецировано как бы вверх ногами, то есть ближе к латеральной борозде находятся области, обеспечивают функционирование мышц головы, а у противоположного конца предцентральной извилины - мышц нижней конечности (Рис.15).

· Ассоциативные – не имеют прямых афферентных и эфферентных связей с периферией. Они связаны с моторными и сенсорными зонами. Здесь расположены центры, связанные с речевой деятельностью. Функции ассоциативных зон –

А) обработка и хранение поступающей информации

Б) переход от наглядного восприятия к абстрактным символическим процессам.

В) Мышление (внутренняя речь) возможно только при совместной деятельности различных сенсорных систем, объединение информации от которых происходит в ассоциативных полях.

Г) Целенаправленное поведение человека, формирование намерений и планов, программ произвольных движений

Д) Отвечают за согласованную работу обеих полушарий мозга. Как правило, одно из полушарий является ведущим – доминантным. У большинства если ведущая рука – правая, доминантное полушарие – левое. Левое лучше снабжается кровью, в нем больше взаимосвязей нейронов, в нем находится моторный центр речи, отвечающий за произнесение слов и сенсорный центр речи, отвечающий за понимание слов. У человека есть три формы межполушарной функциональной асимметрии, т.е. неодинакового вклада полушарий: моторная, сенсорная и психическая. Моторная и сенсорная – это когда у человека с ведущей правой рукой, главным является левый глаз или левое ухо. Причем в каждом полушарии есть центры, которые контролируют оба уха, оба глаза и т.д. Это дает возможность совмещать функции двух полушарий в одном, при повреждении. Психическая асимметрия проявляется в виде специализации полушарий. Левое больше отвечает за аналитические процессы, абстрактное мышление, логическое мышление, предвосхищение событий. Правое обрабатывает информацию целиком, не расчленяя на детали, преобладает предметное мышление, художественное, а функции связаны с прошлым, т.е. обработка информации на основе прошлого опыта.

В коре полушарий большого мозга выделяют также высшие центры осознанного поведения, морали, воли и интеллекта.