Анатомия головного мозга
(c) Shutterstock
Головной мозг состоит из четырех долей, каждая доля выполняет свою функцию.
Лобная доля расположена в передней и верхней части головного мозга. Она отвечает за высокий уровень человеческого мышления и поведения, такой как планирование, суждения, принятие решений, контроль и внимание.
Теменная доля находится в верхней части головного мозга, позади лобной доли. Она несет ответственность за принятие сенсорной информации. Теменная доля головного мозга отвечает за понимание чьей-то позиции в их среде.
Височная доля находится в нижней передней части головного мозга. Она связана с визуальной памятью, языком и эмоциями.
И, наконец, затылочная доля расположена в задней части головного мозга и обрабатывает то, что человек видит.
Наряду с долями головной мозг включает мозжечок и ствол головного мозга.
Ствол головного мозга управляет жизненно важными функциями, такими как дыхание, кровообращение, сон, пищеварение и глотание. Эти непроизвольные функции находятся под контролем вегетативной нервной системы. Ствол мозга также контролирует рефлексы.
Мозжечок находится в задней нижней части головного мозга, позади ствола головного мозга.
Описание заднего мозга. Мост и мозжечок
Головной мозг, с окружающими его оболочками находится в полости мозгового черепа. Верхняя вентральная поверхность головного мозга по форме соответствует внутренней вогнутой поверхности свода черепа. Нижняя поверхность – основание головного мозга, имеет сложный рельеф, соответствующий черепным ямкам внутреннего основания черепа.
Масса мозга взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г. На протяжении от 20 до 60 лет масса и объем остаются максимальным и постоянным для каждого индивидуума.
При осмотре препарата головного мозга хорошо заметны три его наиболее крупные составные части. Это парные полушария большого мозга, мозжечок и мозговой ствол.
Задний и продолговатый мозг образовались в результате деления ромбовидного мозгового пузыря.
Задний мозг, metencephalon, включает мост, расположенный спереди (вентрально), и мозжечок, который находится позади моста. Полостью заднего мозга, а вместе с ним и продолговатого, является IV желудочек.
В глубокой поперечной борозде, отделяющей мост от пирамид продолговатого мозга, выходят корешки правого и левого отводящих нервов. В латеральной части этой борозды видны корешки лицевого (VII пара) и преддверноулиткового (VIII пара) нервов.
На вентральной поверхности моста, которая в полости черепа прилежит к скату, clivus, заметна широкая, но неглубокая базилярная (основная) борозда, sulcus basildris. В этой борозде лежит одноименная артерия.
На поперечном разрезе моста видно, что образующее его вещество неоднородно. В центральных отделах среза моста заметен толстый пучок волокон, идущий поперечно и относящийся к проводящему пути слухового анализатора – трапециевидное тело, coгрus trapezoideum. Это образование делит мост на заднюю часть, или покрышку моста, и переднюю (базилярную) часть. Между волокнами трапециевидного тела располагаются переднее и заднее ядра трапециевидного тела, nuclei coгрoris trapezoidei ventralis et dorsalis (anterior et posterior). В передней (базилярной) части моста (в основании) видны продольные и поперечные волокна. Продольные волокна моста, fibrae pontis longitudindles, принадлежат пирамидному пути (корково-ядерные волокна, fibrae corticonucledres). Здесь же имеются корково-мостовые волокна, fibrae corticopontinae, которые заканчиваются на ядрах (собственных) моста, nuclei pontis, располагающихся между группами волокон в толще моста. Отростки нервных клеток ядер моста образуют пучки поперечных волокон моста, fibrae pontis transuersae. Последние направляются в сторону мозжечка, образуя средние мозжечковые ножки.
В задней (дорсальной) части (покрышка моста), помимо волокон восходящего направления, которые являются продолжением чувствительных проводящих путей продолговатого мозга, находятся очаговые скопления серого вещества – ядра, V, VI, VII, VIII пар черепных нервов. Непосредственно над трапециевидным телом залегают волокна медиальной петли, lemniscus medidlis, и латеральное от них – спинномозговой петли, lemnis cus spindlis. Над трапециевидным телом, ближе к срединной плоскости, находится ретикулярная формация, а еще вышезадний продольный пучок, fasciculus longitundindlis dorsalis (posterior). Сбоку и выше медиальной петли залегают волокна латеральной петли.
Мозжечок (малый мозг), cerebellum, располагается кзади (дорсальное) от моста и от верхней (дорсальной) части продолговатого мозга. Он лежит в задней черепной ямке. Сверху над мозжечком нависают затылочные доли полушарий большого мозга, которые отделены от мозжечка поперечной щелью большого мозга, fissura transversa cerebrdlis.
В мозжечке различают верхнюю и нижнюю поверхности, границей между которыми является задний край мозжечка, где проходит глубокая горизонтальная щель, fissura homontalis.
Она начинается у места вхождения в мозжечок его средних ножек. Верхняя и нижняя поверхности мозжечка выпуклые. На нижней поверхности имеется широкое углубление – долинка мозжечка, vallecula cerebelli; к этому углублению прилежит дорсальная поверхность продолговатого мозга. В мозжечке различают два полушария, hemispheria cerebelli (neocerebellum, кроме клочка), и непарную срединную часть – червь мозжечка, vermis cerebelli (филогенетически старая часть). Верхняя и нижняя поверхности полушарий и червя изрезаны множеством поперечных параллельно идущих щелей мозжечка, fissura cerebelli, между которыми находятся длинные и узкие листки (извилины) мозжечка, folia cerebelli. Группы извилин, отделенные более глубокими бороздами, образуют дольки мозжечка, lobuli cerebelli. Борозды мозжечка идут, не прерываясь, через полушария и через червь, и каждой дольке червя соответствует две (правая и левая) дольки полушарий. Более изолированной и филогенетически старой долькой каждого из полушарий является клочок, flocculus. Он прилежит к вентральной поверхности средней мозжечковой ножки. С помощью длинной ножки клочка, pedunculus flocculi ffloccularis, клочок соединяется с червем мозжечка, с его узелком, nodulus. С соседними отделами мозга мозжечок соединяется тремя парами ножек. Нижние мозжечковые ножки (веревчатые тела), pedunculi cerebellares cauddles (inferiores), направляются вниз и соединяют мозжечок с продолговатым мозгом. Средние мозжечковые ножки, pedunculi cerebellares medii, самые толстые, они идут кпереди и переходят в мост. Верхние мозжечковые ножки, pedunculi cerebellares craniales (superiores), соединяют мозжечок со средним мозгом. В мозжечковых ножках проходят волокна проводящих путей, соединяющих мозжечок с другими отделами головного мозга и со спинным мозгом.
Полушария мозжечка и червь состоят из расположенного внутри мозгового тела, coгрus medullare, белого вещества и тонкой пластинки серого вещества, покрывающего белое вещество по периферии коры мозжечка, cortex cerebelli. В толще листков мозжечка белое вещество имеет вид тонких белых полосок (пластинок), laminae albae.
В белом веществе мозжечка залегают парные ядра мозжечка, nuclei cerebelli cerebellaris. Наиболее значительное из них – зубчатое ядро, nucleus dentatus. На горизонтальном разрезе мозжечка это ядро имеет форму тонкой изогнутой серой полоски, которая своей выпуклой частью обращена латерально и назад. В медиальном направлении серая полоска не замкнута, это место называется воротами зубчатого ядра, hilum nuclei dentdti, заполнено волокнами белого вещества, образующими верхнюю мозжечковую ножку. Кнутри от зубчатого ядра, в белом веществе полушария мозжечка, расположены пробковидное ядро, nucleus emboliformis, и шаровидное ядро, nucleus globosus. Здесь же, в белом веществе червя, находится самое медиальное ядро – ядро шатра, nucleus fastigii.
Белое вещество червя, окаймленное корой и разделенное по периферии многочисленными глубокими и мелкими бороздами, на сагиттальном разрезе имеет причудливый рисунок, напоминающий ветвь дерева, отсюда его название «дерево жизни».
Серое вещество моста представлено ядрами V, VI, VII, VIII пар черепных нервов, обеспечивающих движения глаз, мимику, деятельность слухового и вестибулярного аппаратов; ядрами ретикулярной формации и собственными ядрами моста, участвующими в связях коры полушарий большого мозга с мозжечком и передающими импульсы из одних отделов мозга в другие через мост. В дорсальных отделах моста следуют восходящие чувствительные проводящие пути, а в вентральных – нисходящие пирамидные и экстрапирамидные пути. Здесь же имеются системы волокон, обеспечивающие двустороннюю связь коры большого мозга с мозжечком. В мозжечке есть ядра (центры), обеспечивающие координацию движений, поддержание равновесия тела. Деятельность мозжечка находится под регулирующим влиянием коры полушарий большого мозга благодаря корково-мозжечковым связям, которые осуществляются через ядра моста.
Нарушения деятельности мозжечка характеризуются ярко выраженными дискоординациями движений и диссонансами в работе внутренних органов. Особенно сильно страдают точные целенаправленные движения, требующие согласованной работы многих мышц и органов равновесия. Наблюдаются также нарушения речи и почерка. Почерк отличается неровностью и крупными буквами.
Ретикулярная формация представляет собой скопление нервных клеток, расположенных в центральной части ствола головного мозга. Это своеобразный «аккумулятор» мозговой энергии. Импульсы из ретикулярной формации поднимаются к коре больших полушарий и способны подавлять или стимулировать её деятельность (восходящие влияния). Нисходящие влияния ретикулярной формации способны изменять интенсивность двигательных реакций и вегетативных функций организма. Широкие изменения в организме, вызванные деятельностью ретикулярной формации, дали основание называть её «неспецифической системой» мозга, т.е. отделом мозга, влияние которого не имеет «точного адресата» и направлено ко всем высшим и подкорковым нервным структурам. Однако исследования последних лет показали, что помимо неспецифических влияний ретикулярная формация может оказывать и специфические, т.е. направленные к строго локализованным нервным центрам. Функции ретикулярной формации многочисленны: регуляция состояния сна и бодрствования, простых и инстинктивных форм поведения, участие в протекании рефлекторных реакций, регуляция сознательного и бессознательного состояния.
В процессе онтогенеза созревание структур стволовой части головного мозга происходит наиболее интенсивно в первые два года постнатального развития. Окончательное формирование этих структур, и особенно промежуточного мозга, завершается только в 13-16 лет, когда заканчивается и половое развитие подростков.
Многие особенности низшей и высшей нервной деятельности у детей подросткового возраста объясняются функциональными свойствами промежуточного мозга и некоторых других подкорковых структур головного мозга. Психические процессы, согласно современным представлениям, не локализованы в определённых структурах мозга. Они формируются на основе системной иерархической организации структур мозга, каждая из которых специализированно участвует в осуществлении определённых операций, а их взаимодействие обеспечивает осуществление целостной функции.
Функции мозжечка:
Координация движения
. Большинство движений тела требуют координации нескольких групп мышц. Мозжечок позволяет телу двигаться плавно.
Поддержание баланса
. Мозжечок обнаруживает изменения в балансе движения. Он посылает сигналы телу, чтобы приспособиться к движению.
Координация движения глаз
.
Мозжечок помогает организму научиться движениям, которые требуют практики и тонкой настройки. Например, мозжечок играет определенную роль в изучении движений, необходимых для езды на велосипеде.
Исследователи полагают, что мозжечок влияет на мышление и связан с языком и настроением, но эти функции еще достаточно не изучены.
Масса мозга
Масса человеческого мозга колеблется от 1000 до более чем 2000 граммов, что в среднем составляет приблизительно 2 % массы тела. Мозг мужчин имеет массу в среднем на 100—150 граммов больше, чем мозг женщин[2]. Широко распространено мнение, что от массы мозга зависят умственные способности человека: чем больше масса мозга, тем одарённее человек. Однако очевидно, что это далеко не всегда так[3]. Например, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г[4][5], а мозг Анатоля Франса — 1017 г[6]. Самый тяжёлый мозг — 2850 г — был обнаружен у индивида, который страдал эпилепсией и идиотией[7][8]. Мозг его в функциональном отношении был неполноценным. Поэтому прямой зависимости между массой мозга и умственными способностями отдельного индивида нет.
Однако на больших выборках в многочисленных исследованиях обнаруживается положительная корреляция между массой мозга и умственными способностями, а также между массой определённых отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей[9][10]. Ряд учёных[кто?
], однако, предостерегает от использования этих исследований для обоснования вывода о низких умственных способностях некоторых этнических групп (таких как австралийские аборигены), у которых средний размер мозга меньше[11]. Ряд исследований указывает, что размер мозга, почти полностью зависящий от генетических факторов, не может объяснить бо́льшую часть различий в коэффициенте интеллекта[12][13][14]. В качестве аргумента, исследователи из Университета Амстердама указывают на существенную разницу в культурном уровне между цивилизацией Месопотамии и Древнего Египта и их сегодняшними потомками на территории Ирана и современного Египта[15].
Степень развития мозга может быть оценена, в частности, по соотношению массы спинного мозга к головному. Так, у кошек оно — 1:1, у собак — 1:3, у низших обезьян — 1:16, у человека — 1:50. У людей верхнего палеолита мозг был заметно (на 10—12 %) крупнее мозга современного человека[16] — 1:55—1:56.