14. Структура и функция отделов головного мозга.

Через затылочное отверстие спинной мозг сообщается с головным. Не существует четкой границы перехода.

Состоит головной мозг из последующих отделов: продолговатый мозг, мозжечок, мост, средний мозг, промежуточный, а также большие полушария головного мозга. Последние зачастую называют полушариями большого мозга, в отличие от полушарий мозжечка, малого мозга.

Строение и функции отделов головного мозга

Продолговатый мозг по своим функциям и строению схож со спинным мозгом, с которым имеет непосредственную нижнюю границу. На рисунке мы можем наблюдать эту границу

В продолговатом мозге располагаются ядра блуждающего нерва, которые иннервируют сердце и иные внутренние органы. В ядрах серого вещества продолговатого мозга располагаются центры защитных рефлексов — рвотного и мигательного, рефлексов чихания и кашля, некоторых иных. Другая группа центров связана с дыханием и питанием — это центры выдоха и вдоха, глотания, слюноотделения, и отделения желудочного сока. Через продолговатый мозг проложены пути, которые соединяют с мозжечком спинной мозг, средний мозг и с его иными отделами, включительно до коры больших полушарий.

Функции продолговатого точно такие же, как у спинного мозга, - проводящие и рефлекторные.

Мост также состоит из белого и серого вещества. Серое вещество предоставлено  отдельными ядрами. В ядрах расположены центры, которые связаны с мимикой, движением глазных яблок. На рисунке  мы наблюдаем, как выглядят серое и белое вещество

Мозжечок состоит из средней, самой древней части и полушарий, которые имеют кору. Располагается он над продолговатым мозгом и связывается со всеми отделами мозга. Особенно тесная связь мозжечка со средним мозгом. На рисунке  вы можете увидеть, где расположен мозжечок

Осуществляет мозжечок координацию движений, преображает их в плавные,  соразмеренными и точными, удаляет лишние движения, к примеру, образованные в силу инерции. Бывает это, когда сопротивление исчезает неожиданно или водитель изменяет скорость.

15. Классификация связей отделов мозга. Иерархия функций отделов мозга.

Иерархия функций отделов мозга.

При изучении формирования мозга в процессе эволюции сложилось представление о трех мозговых уровнях: высший уровень — передний отдел мозга (к нему относятся кора больших полушарий, подкорковые базальные узлы, обонятельный мозг и диэнцефальный отдел, или промежуточный мозг); средний уровень — средний отдел мозга; низший уровень — задний отдел мозга (он состоит из так называемого варолиева моста, мозжечка и продолговатого мозга, являющегося продолжением спинного мозга). «Верховное командование» принадлежит высшим отделам головного мозга — коре больших полушарий и подкорковым образованиям. Им подчиняются средний и низший уровни мозга. Все они взаимосвязаны, и ни один отдел мозга никогда не действует в одиночку.

Смысл иерархического принципа управления функциями организма заключается в распределении задач между несколькими уровнями. Рассмотрим для примера механизм управления каким-либо движением. Известно, что выполнение любого двигательного акта требует координированной работы большого числа разнообразных мышц, причем каждая группа мышц, каждое мышечное волокно должны получать специальную информацию. Высший уровень управления (кора больших полушарий) ставит лишь общую задачу: «встать со стула», «подойти к столу» и т.п., но не контролирует действия отдельных мышечных единиц, участвующих в осуществлении поставленной задачи. Детализация команды происходит на более низких уровнях мозга.

Иногда же все управление движениями формируется в нижележащих уровнях, находящихся в различных отделах спинного мозга. Речь идет о так называемых рефлекторных (не зависимых от сознания) движениях, например отдергивание руки при неожиданном прикосновении к горячему предмету, быстрое зажмуривание при прикосновении к глазу пылевой частицы, мошки. Последовательность нервных импульсов для осуществления такого рода бессознательных стереотипов движений заключена в «памяти» низших уровней головного мозга.

Система формирования и регуляция движения

Нервная система осуществляет регуляцию физиологических процессов организма. Для осуществления простых рефлекторных реакций зачастую достаточно исполнительных нейронов, тела которых лежат в спинном мозге. Они формируют нервные импульсы к мышцам, обеспечивая срабатывание безусловных рефлексов. Формирование произвольных двигательных актов целиком зависит от работы головного мозга. Он управляет сложными движениями – от простой ходьбы до игры на фортепиано и выполнения любых трудовых навыков. Высшие двигательные центры расположены в коре больших полушарий. Отдельные участки коры в пределах двигательного центра руководят какими-то определенными реакциями. Одни участки отвечают за простые реакции – за сокращение отдельных групп мышц, другие – за более сложные движения, требующие одновременного участия многих мышц, третьи – за самые сложные движения, вроде тонких движений пальцев. Свои влияния высшие двигательные центры направляют в глубокие отделы головного мозга, в мозжечок и к исполнительным клеткам спинного мозга.  Многие отделы головного мозга участвуют в создании программ сложных  двигательных актов. Команды же для выполнения конкретных движений формируются в спинном мозге. Считается, что при управлении  движениями, существует  так называемая латентная стадия, за которой функционально закреплены процессы планирования, программирования и формирования двигательного действия. В настоящее время в биомеханике принята трехуровневая система управления движениями, связывающая процессы управления (центральная нервная система) и исполнения (мышцы) в многозвенных биохимических системах. Первый уровень задает положение цели и запускает движение. Второй уровень (межсуставного  взаимодействия) определяет  задания для отдельных суставов. Третий уровень осуществляет движение, определяя усилия мышц конкретного сустава. При этом управляющие сигналы формируются индивидуально для каждого сустава при движении многозвенной конечности, но без учета командных сигналов, поступивших в это время к другим суставам.  Существует немало задач,  при решении которых,  нервная система корректирует механические степени свободы, уменьшая их число.  Н.А. Бернштейн видел в качестве основного пути решения этой задачи использовании сигналов обратной связи. Предполагается, что на  втором  уровне управления проводится параллельный  для всех суставов расчет угловых скоростей, суммируются все сигналы от суставов, необходимые для определения положения осей суставов и положения рабочей точки. В результате мышца в системе мышц работает не по своему максимуму, а в режиме, навязанном двигательной задачей всей биокинематической цепи.  По характеру выполняемых функций нервная система подразделяется на соматический (анимальный) и вегетативный (автономный) отделы.  Соматический отдел осуществляет связь организма с внешней средой, обуславливает чувствительность и регуляцию движений  скелетной мускулатуры.  Вегетативный отдел регулирует деятельность внутренних органов, важнейших жизненных функций человека: дыхания, обмена веществ, кровообращения, выделения.  Действие вегетативной нервной системы не зависит от нашей воли. Мы не можем изменить по своему желанию обмен веществ, работу органов кровообращения и другое, а на действие скелетной мускулатуры мы можем влиять.

Физические нагрузки способствуют нормализации взаимодействия соматического и вегетативного отделов нервной системы. В мышцах человека имеются нервные окончания (рецепторы), которые воспринимают изменения напряжения мышц. Сигналы от этих чутких приборов идут в ЦНС -  головной и спинной мозг. Здесь они перерабатываются в сигналы для вегетативной нервной системы, которая в соответствии с этим регулирует  обмен веществ, деятельность остальных систем и т.д.

Вегетативная нервная система включает в себя симпатический и парасимпатический отделы. Стимуляция этих отделов вызывает в органах  тела противоположный эффект. Возбуждение симпатической системы позволяет организму мобилизовать все наличные резервы и выстоять в трудной ситуации. Симпатическая система стимулирует сердечную деятельность, повышает кровяное давление, усиливая кровоток в мышцах, учащает дыхание, что влечет за собой ускорение процесса обмена веществ. А парасимпатическая  система изменяет деятельность внутренних органов в противоположном направлении. Центры вегетативной нервной системы не только обеспечивают возможность выполнения поведенческих реакций, но и сами способны их запускать, вызывая эмоции удовольствия, ярости, страха и др.

Под влиянием мышечной деятельности происходит гармоничное развитие всех отделов центральной нервной системы. При этом важно, чтобы физические нагрузки были систематическими, разнообразными и не вызывали переутомления.  В высший отдел нервной системы поступают сигналы от органов чувств и от скелетных мышц. Кора головного мозга  перерабатывает огромный поток информации и осуществляет точную регуляцию деятельности организма. Физические упражнения благотворно влияют на развитие таких функций нервной системы, как сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов. Даже напряженная умственная деятельность невозможна без движения.

Физические упражнения вызывают повышенную потребность организма в кислороде. В результате чего увеличивается жизненная емкость легких (ЖЕЛ), улучшается подвижность грудной клетки. Легкие при систематических занятиях физическими упражнениями увеличиваются в объеме, дыхание становится более редким и глубоким, что имеет большое значение для вентиляции легких. В результате недостаточной двигательной активности в организме человека нарушаются нервно- рефлекторные  связи, заложенные природой и закрепленные в процессе тяжелого физического труда, что приводит к расстройству регуляции деятельности  сердечно-сосудистой и других систем, нарушению обмена веществ и развитию дегенеративных заболеваний (атеросклероз и др.).  Для нормального функционирования человеческого организма и сохранения здоровья необходима определенная доза двигательной активности.

Мышцы человека являются мощным генератором энергии. Они посылают сильный поток нервных импульсов для поддержания оптимального  тонуса центральной нервной системы, облегчают движение венозной крови по сосудам к сердцу («мышечный насос»), создают необходимое напряжение  для нормального функционирования двигательного аппарата.  Наиболее общий эффект тренировки заключается в расходе  энергии, прямо пропорциональном длительности и интенсивности мышечной деятельности, что позволяет компенсировать дефицит энергозатрат. Один из важнейших эффектов физической тренировки – урежение частоты сердечных сокращений в покое (брадикардия)  как проявление экономизации сердечной деятельности и более низкой потребности миокарда в кислороде.