Эволюционное развитие
В современном школьном курсе биологии рассматриваются темы от простых к сложным. Сначала речь идет о клетках, о простейших, бактериях, растениях, грибах. Позднее происходит переход к животным и человеку. В какой-то степени это отображает предположительный ход эволюции. Рассматривая строение, например, червей, легко заметить, что оно гораздо проще, чем у человека или высших животных. Но у этих организмов есть кое-что важное — нервный узел, выполняющий функции мозга.
Нервная система вообще крайне сложна. В нее входит не только головной и спинной мозг, но и многочисленные отростки, состоящие из специальных клеток, а также все органы чувств. Благодаря этой системе человеческая жизнь возможна в том виде, как она существует. И, разумеется, главным органом в ней все-таки является мозг, который даже сам по себе имеет достаточно сложную структуру.
Из чего все это сделано?
Как уже ранее было сказано, центральная нервная система человека состоит из головного и спинного мозга. Основной структурно-функциональной единицей является нейрон. Организация нейронов и их связь между собой осуществляется посредством коротких и длинных отростков – аксонов и дендритов. Они отвечают за информационный обмен в теле, требуемый в конкретный момент времени. Это обеспечивается физиологией нейронов – электрохимическими процессами, возникающими вследствие обмена нейромедиаторов. Немаловажную роль в деятельности нервной системы играют витамины группы B, выступающие в роли коферментов.
В среднем, взрослый человек имеет массу мозга равную 1500 г. В основном всю эту массу составляют нейроны и их отростки, а также клетки, питающие этот сложный комплекс – нейроглия. Он имеет 3 оболочки: твердую, паутинную и мягкую. Анатомия человека описывает следующие системы мозга:
- Передний.
- Промежуточный.
- Средний.
- Задний.
Строение и состав
Традиционно различают пять крупных частей мозга: мост, мозжечок, продолговатый, средний мозг и большие полушария. Но есть и другой метод разделения. Он включает в себя понятия ствол, задний, средний и передний мозг. Последний как раз и представляет наибольший интерес, поскольку он развился последним — у низших позвоночных такого деления на полушария не наблюдается.
При этом состав мозга довольно прост. Более чем наполовину его вещество состоит из воды. Остальное — липиды, минеральные вещества и белки. Даже странно, какой тривиальный химический состав имеет такой сложный орган, как головной мозг.
Что образует передний мозг и какие функции он выполняет
Передний мозг, является самым ростральным отделением нервной системы. В его состав входят большие полушария (кора) и базальные ганглии. Последние, находясь в коре, расположены между лобными частями мозга и промежуточным мозгом. В состав этих ядерных структур входят хвостатое ядро, скорлупа, которые вместе составляют полосатое тело. Свое название оно получило вследствие чередования серого вещества, состоящего из нервных клеток, и белого. Эти элементы головного мозга вместе с бледным шаром, который называют паллидум, образуют стриопаллидарную систему. Эта система у млекопитающих, в том числе и у человека, является основным ядерным аппаратом и участвует в процессах двигательного поведения и других важных функциях.
В состав базальных ганглиев входят подкорковые ядра, имеющие очень разнообразный клеточный состав. В бледном шаре расположены большие и мелкие нейроны. Полосатое тело имеет похожую клеточную организацию. К нейронам стриопаллидарной системы идут импульсы от коры полушарий, таламуса, стволовых ядер.
Какие функции выполняют подкорковые ядра?
Ядра стриопаллидарной системы участвуют в координации движений и двигательной активности. Раздражение хвостатого ядра, вызывает повороты головы стереотипного характера и дрожательные движения рук или передних конечностей у животных. В процессе изучения полосатого тела, выяснено, что оно имеет значение в процессах запоминания движений. Раздражающее воздействие на эту структуру нарушает процессы памяти и обучения. Стриопаллидарная система оказывает тормозящее действие на двигательную активность и её эмоциональные компоненты, например на агрессивные реакции.
Кора мозговых полушарий
Передний мозг включает в себя образование, которое называют корой. Она считается самым молодым образованием головного мозга. Морфологически, кора состоит из серого вещества, которое покрывает весь мозг и имеет большую площадь из-за многочисленных складок и извилин. Серое вещество состоит из громадного числа нервных клеток. Благодаря этому число синоптических связей очень велико, этим обеспечиваются процессы хранения и переработки получаемой информации. Исходя из появления и эволюции, выделяют древнюю, старую и новую кору. В период эволюции млекопитающих новая кора развивалась особенно быстро. Древняя кора в своём составе имеет обонятельные луковицы и тракты, обонятельные бугорки. В состав старой входит поясная извилина, миндалина и извилина гипокампа. Оставшиеся области принадлежат новой коре.
Нервные клетки коры полушарий расположены послойно и упорядоченно, в своём составе образуя шесть слоёв:
1-й — называется молекулярным, образован сплетением нервных волокон и содержит минимальное количество нервных клеток.
2-й — называют наружным зернистым. Он состоит из мелких нейронов разной формы, похожих на зёрна.
3-й — состоит из пирамидных нейронов.
4-й — внутренний зернистый, подобно наружному слою, состоит из мелких нейронов.
5-й — содержит клетки Беца (гигантские пирамидные клетки). Отростки этих клеток (аксоны)образуют пирамидный тракт, который достигает каудальных участков и переходит в передние корешки спинного мозга.
6-й — мультиформный, состоит из нейронов треугольной и веретенообразной формы.
Хотя нейронная организация коры имеет много общего, более детальное её изучение показало различия, появляющиеся в ходе волокон, размерах и количестве клеток и ветвлении их детритов. Изучая мозг человека, была составлена карта коры, которая включает 11 областей и 52 поля.
За что отвечает передний мозг?
Очень часто древнюю и старую кору объединяют. Они образуют обонятельный мозг. Передний мозг также отвечает за настораживание и внимание, участвует в вегетативных реакциях. Система принимает участие в инстинктивном поведении и формировании эмоций. В опытах на животных, при раздражающем воздействии на старую кору, появляются эффекты, связанные с пищеварительной системой: жевание, глотание, перистальтика. Также раздражающее действие на миндалины вызывает изменение функции внутренних органов (почек, матки, мочевого пузыря). Некоторые области коры участвуют в процессах запоминания.
Совместно гипоталамус, лимбическая область и передний мозг (древняя и старая кора), образуют лимбическую систему, которая сохраняет гомеостаз и обеспечивает сохранение вида.
Передний мозг
Если попросить кого-нибудь нарисовать содержимое черепной коробки человека, скорее всего, будут схематично изображены полушария. Это действительно одна из самых заметных и больших частей. Но передний мозг также вмещает в себя продолговатый. В целом их структура довольно сложна. А если принять во внимание более подробное деление, то можно и вовсе назвать все отделы переднего мозга:
- лимбическая система;
- гиппокамп;
- базальные ганглии;
- большой мозг.
Безусловно, есть и еще более подробное деление, но, как правило, оно интересно только специалистам. Ну а тем, кто просто занимается расширением своего кругозора, будет гораздо более занимательным узнать, чем же заняты все эти отделы. Итак, каковы функции переднего мозга? И почему есть различия между мышлением правшей и левшей?
Функции
Передний мозг включает в себя части, развившиеся самыми последними. И это значит, что именно благодаря им человек обладает теми качествами, что у него есть. И если промежуточный мозг занимается в основном регуляцией обмена веществ, примитивными рефлексами и потребностями, а также простой двигательной активностью, то полушария — это то самое место, где зарождаются осознанные мысли, где происходит обучение и запоминание информации, а также создается нечто новое.
Полушария также условно делятся на несколько частей-зон: теменную, лобную, заднюю и височную. И здесь располагаются клетки, которые занимаются в том числе анализом поступающей извне информации: зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые и осязательные центры.
Самое интересное, что с функциональной точки зрения левое и правое полушарие различны. Конечно, известны случаи, когда при повреждении одной части мозга другая брала на себя ее задачи, то есть определенная взаимозаменяемость есть, но в обычном случае ситуация может быть такой: левое полушарие занимается анализом интонации речи другого человека, а правое — интерпретацией смысла сказанного. Именно поэтому левши и правши, у которых более развиты различные части, думают немного по-разному.
Также функции переднего мозга включают в себя память, различную реакцию на внешние раздражители, планирование и построение будущих сценариев и ситуаций. Также тут располагается речевой центр. Здесь происходит вся высшая нервная деятельность: творчество, размышления, идеи.
Довольно интересно и то, что передний мозг активно развивается не только во внутриутробном периоде, но и в первые несколько лет жизни. Каждое новое умение и навык, выученное слово, любая важная информация — все это формирует новые нейронные связи. И эта своеобразная карта уникальна для каждого человека.
Составляющие и его функции
Полушария головного мозга. Одни из важных составляющих, которые разделены заднепередней впадиной. Части соединены мозолистым телом – это стенка белого цвета. Сам же верхний шар закрыт оболочкой из нейронов и вещества серого цвета, размещающихся в столбики в несколько слоев. Поверхность полушарий имеет вид складок, извилин и углублений, которые называются борозды. Именно эти углубления разделяют мозг на височную, лобную, теменную и затылочную части. Называются они от тех костей, к которым примыкают. В нейронах и производится анализ нервных соединений, которые попадают из вне, это и визуальные, и слуховые, и отвечающие за мышечную активность нейроны. Вкусовые нейроны и нейроны обоняния образуют отделы в височной доле, а нейроны, отвечающие за поведение в передних участках серого вещества. Центральная зона ответственна за активность человека.
Главная особенность полушарий в том, что они существенно отличаются друг от друга. Для правшей, в левом располагаются нейроны, отвечающие за речь, а правое полушарие в ответе за действия, логические цепи, распознавание лиц, песен, картин и прочего. Под воздействием внешних раздражителей, создается и скапливается опыт. В полушариях, если подвести итог и сказать кратко, образуются главные центры, взаимодействующие со сложнейшими моделями поведения, инстинктами и памятью.
Промежуточный мозг состоит из трех частей: нижняя, верхняя и центральная. Все хотя бы раз слышали слово таламус – это как раз и есть верхний участок промежуточных мозгов. Он в свою очередь из желудочка и парных образований. Именно сюда поступает вся информация из вне, происходит первичная оценка и после проходит дальше в кору человеческого интеллекта. Гипоталамус – это нижняя часть, которая выполняет функцию обмена веществ и происходит регуляция мозговой энергии. В центрах гипоталамуса есть ядра, которые отвечают за различные ощущения. В комплексе с составляющими серого вещества в импульсах, подаваемых для двигательной активности.
Полезно узнать: Извилины и борозды находящиеся в головном мозге: строение, функции и описание
к содержанию ^
Интересные факты
- Мыслительные способности не зависят от массы мозга, но коррелируют с такой величиной, как количество извилин.
- Скорость сигналов между нейронами достигает 288 километров в час. К старости этот показатель снижается.
- Мозг потребляет самое большое количество энергии среди человеческих органов — около 20%. Это огромный показатель, учитывая, что его масса по отношению к телу составляет лишь 2%. Также для его нормальной работы необходимо достаточное количество жидкости в организме.
- Утверждение о том, что мозг использует свои ресурсы лишь на 10% — это миф. Одновременно действительно может работать не так много центров, но так или иначе они задействуются все.
Задний мозг
Мост и мозжечок следует относить к заднему мозгу. Некоторые специалисты в этот же отдел включают ствол мозга – одну из его важнейших зон. Дело в том, что в стволе залегают центры, регулирующие все жизненно важные процессы – сердцебиение, дыхание. При повреждениях ствола мозга может наступить мгновенная смерть.
В мосте залегают ядра черепно-мозговых нервов и ретикулярная фармация. Благодаря особенностям его строения и соединению с продолговатым мозгом, через эту долю проходят все пути от спинного мозга к переднему, к мозжечку и структурам ствола. Поражение на каком-либо участке может привести к параличам, потери чувствительности и другим неврологическим осложнениям.
Мозжечок состоит из двух полушарий и червя. Полушария покрыты корой, в которой имеются глубокие борозды. Из-за специфичности и функции мозжечка он связан с вестибулярной системой, спинным мозгом, корой больших полушарий, т.к. главной функцией мозжечка является способность к прямохождению и равновесие.
