Функциональная анатомия головного мозга.
Головной мозг
Головной мозг (encephalon) развивается из переднего отдела нервной трубки. На третьей неделе внутриутробного развития головной мозг представлен ромбовидным, средним и мозговыми пузырями. На пятой неделе внутриутробного развития из переднего мозга развивается конечный и промежуточный мозг, из ромбовидного – продолговатый и задний. Остатками полостей мозговых пузырей являются мозговые желудочки.
Головной мозг является высшим отделом центральной нервной системы.
Головной мозг располагается в полости черепа. Его верхне-боковая поверхность выпуклая, а вентральная поверхность - основание головного мозга – утолщена и неровна. В области основания от головного мозга отходят 12 пар черепномозговых нервов (ЧМН).
Масса мозга взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г. Мозг новорожденного весит в среднем 330 – 340 г. В эмбриональном периоде и в первые годы жизни головной мозг интенсивно растет, но только к 20 годам достигает окончательной величины.
Абсолютная масса мозга не позволяет судить об интеллекте человека.Так масса головнолго мозга у Тургенева была 2012 г, уБайрона 2238, у Некрасова 980.
В головном мозге различают: конечный мозг (большие полушария - наиболее новую в эволюционном развитии часть) и ствол с мозжечком.
Мозговой ствол – это филогенетически древняя часть, в которой располагаются структуры, относящиеся к сегментарному аппарату головного мозга, подкорковые центры слуха, зрения, обоняния и тактильной чувствительности. В состав мозгового ствола входят: продолговатый мозг, мост и средний мозг. С ними анатомически и функционально связаны 10 пар черепных нервов: III – XII. II пара черепных нервов – зрительный нерв, связана с промежуточным мозгом; I пара черепных нервов – обонятельные нервы – с конечным.
Самая развитая, крупная и филогенетически значимая часть мозга - это полушария большого мозга. В процессе эволюции большой мозг возник позднее других отделов головного мозга, но достиг у человека наивысшего развития. По своей массе и величине он значительно превосходит все другие отделы головного мозга.
Большой мозг
Большой мозг(cerebrum) состоит из двух полушарий – левого и правого, разделенных продольной щелью, в глубине которой лежит пластинка белого вещества, состоящая из волокон, соединяющих два полушария, - мозолистое тело. Масса полушарий оставляет 70% от общей массы головного мозга.
На каждом полушарии различают три поверхности: верхнелатеральную – выпуклую, медиальную – плоскую и нижнюю – неровную, лежащую на основании черепа.
Наиболее выступающие кпереди и кзади участки полушария получили название полюсов: лобный полюс, затылочный полюс и височный полюс.
Поверхности полушарий неровные, они имеют борозды и извилины. Извилины представляют собой валики (возвышения) мозгового вещества, а борозды – углубления между ними. Наличие борозд увеличивает поверхность коры полушарий большого мозга без увеличения его объема. Величина и форма борозд и извилин подвержены значительным индивидуальным колебаниям. Однако существует несколько постоянных борозд, которые ясно выражены у всех и раньше других появляются в процессе развития у зародыша. Ими пользуются для разделения полушарий на большие участки, называемые долями. Каждое полушарие делят на 5 долей: лобную, теменную, затылочную, височную и скрытую долю или островок, расположенный в глубине боковой борозды.
Границей между лобной и теменной долями является центральная борозда, между теменной и затылочной – теменно-затылочная. Височная доля отделена от остальных боковой бороздой. В глубине латеральной борозды расположена скрытая доля.
На верхне-латеральной поверхности полушарий в лобной доле различают предцентральную борозду, отделяющую предцентральную извилину, и две лобные борозды: верхнюю и нижнюю, делящие остальную часть лобной доли на верхнюю, среднюю и нижнюю лобные извилины. В теменной доле проходит постцентральная борозда, отделяющая постцентральную извилину, и внутритеменная борозда, делящая остальную часть теменной доли на верхнюю и нижнюю теменные дольки. На медиальной поверхности хорошо видны борозда мозолистого тела и поясная, между которыми находится поясная извилина. Между теменной и затылочной долей проходит теменно-затылочная борозда, а позади – шпорная борозда. На нижней поверхности, отделяя полушарие от ствола мозга, проходит глубокая борозда морского конька, кнаружи от которой находится одноименная извилина.
В состав каждого полушария входят:
- плащ, или мантия, pallium;
- обонятельный мозг, rhinencephalon ;
- узлы основания.
Два последних отдела составляют наиболее старую в эволюционном развитии часть полушария. Полостями конечного мозга являются боковые желудочки.
Передний мозг, из которого выделяется конечный, вначале возникает в связи с обонятельным рецептором (обонятельный мозг), а затем он становится органом управления поведения животного, причем в нем возникают центры инстинктивного поведения, основанного на видовых реакциях (безусловные рефлексы), - подкорковые узлы, и центры индивидуального поведения, основанного на индивидуальном опыте (условные рефлексы), - кора большого мозга.
Кроме отмеченных для животных двух форм поведения, у человека возникает третья форма – коллективное поведение, основанное на опыте человеческого коллектива, создающего в процессе трудовой деятельности человека и общения людей с помощью речи. Эта форма поведения связана с развитием самых молодых поверхностных слоев мозговой коры, составляющих материальный субстрат так называемой второй сигнальной (словесной) системы действительности (И.П.Павлов).
Каждое полушарие образовано серым и белым веществом. Сплошной слой серого вещества на поверхности полушарий называется корой большого мозга. Толщина этого слоя от 1,5 до 5 мм. Площадь коры около 0,2 – 0,25 м2 и содержит от 14 до 17 млрд. нейронов, большая часть которых (90%) сгруппирована в шесть слоев и образует высший интегративный отдел соматической нервной системы. Из этих шести слоев нейронов нижние (V и VI слои) являются преимущественно началом эфферентных путей; в частности V слой состоит из гигантских пирамидных клеток Беца, дендриты которых достигают поверхностных слоев, а самые длинные аксоны образуют пирамидный тракт, достигающий спинного мозга, аксоны же клеток VI слоя образуют кортикоталамические пути. В первом и четвертом слоях происходит восприятие и обработка поступившей в кору информации. Второй и третий слои обеспечивают кортико-кортикальные ассоциативные связи.
Распределение нейронов различается в определенных областях коры. Это позволило К. Бродману выделить 52 цитоархитектонических поля. Созданы цитоархитектонические карты коры мозга человека. Кроме того, по функциональным признакам нейроны коры объединяются в специальные модули – «колонки», расположенные вертикально. Каждая колонка отвечает за определенный вид информации. Она связана с соседними колонками реципрокными отношениями – возбуждение одной приводит к торможению соседних. Так, например, каждая колонка связана с определенным суставом и от нее идет команда к мышцам.
Функции коры большого мозга: 1) кора осуществляет взаимодействие организма с окружающей средой за счет безусловных и условных рефлексов;
2) она является основой высшей нервной деятельности (поведения) организма;
3) за счет деятельности коры осуществляются высшие психические функции : мышление и сознание;
4) кора регулирует и объединяет работу всех внутренних органов и регулирует обмен веществ.
С появлением коры большого мозга она начинает контролировать все процессы, протекающие в организме, а также всю деятельность человека, то есть происходит кортиколизация функций. И.П.Павлов, характеризуя значение коры, указывал, что она является распорядителем и распределителем всей деятельности животного и человеческого организма.
Локализация функций в коре больших полушарий. Роль отдельных участков коры большого мозга впервые была изучена в 1870 году немецкими исследователями Г.Фричем и Е.Гитцигом. Опытным путем они показали, что разные участки коры ведают определенными функциями. Было создано учение о локализации функций в коре большого мозга.
И.П.Павлов рассматривал кору полушарий большого мозга как сплошную воспринимающую поверхность, как совокупность корковых концов анализаторов. Он доказал, что корковый конец анализатора - это не какая-либо строго очерченная зона. В коре большого мозга различают ядро и рассеянные элементы. Ядро – это место концентрации нейронов коры, составляющих точную проекцию всех элементов определенного рецептора, где происходит высший анализ, синтез и интеграция функций. Рассеянные элементы могут располагаться как по периферии ядра, так и на значительном расстоянии от него. В них совершаются более простые анализ и синтез. Наличие рассеянных элементов при разрушении (повреждении) ядра отчасти позволяет компенсировать нарушенную функцию.
Для изучения функций в коре больших полушарий головного мозга применяются различные методы: частичное удаление коры, электрическое и химическое раздражение, запись биотоков мозга и метод условных рефлексов.