Головной мозг: строение и функции, общее описание. Отделы мозга и их функции: строение, особенности и описание
В анализе структуры коры участвовали многие ученые (Экономо, Бец, Фогт, Бейли и др.) Их карты полей коры различаются между собой количеством полей, отсутствием четких пограничных линий, большой индивидуальной вариабельностью. Наиболее признаны карты К. Бродмана, который выделил 52 поля на поверхности коры полушарий ( , ).
И.П. Павлов считал, что кору полушарий можно представить как совокупность центров различных анализаторов. Считается, что центр состоит из ядра, имеющего определенную локализацию в коре, между которыми находятся рассеянные элементы, относящиеся к разным анализаторам. Это позволяет говорить о динамической локализации функций в коре полушарий большого мозга. При этом функции полей коры связаны с противоположной половиной организма человека, т.к. все пути их связывающие обязательно перекрещиваются. И. П. Павлов разделил все центры анализаторов на две сигнальные системы.
К ПЕРВОЙ СИГНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ (SI)
он отнес те центры, которые воспринимают
сигналы от внешней или внутренней среды в виде ощущений, впечатлений, представлений
(за исключением речи и слова
). Эти центры имеются как у животных, так и у
человека. Они расположены в обоих полушариях, даны от рождения и не восстанавливаются
при разрушении. К ним относятся (рис. 26 , 27):
1, 2, 3
- ядра общей чувствительности (температурной, болевой, осязательной
и проприоцептивной).
4, 6
- ядро двигательного анализатора. В нем развиты клетки 5
слоя
коры, которые иннервируют мышцы противоположной половины тела. Мышцы тела спроецированы
на переднюю центральную извилину (моторное поле) и околоцентральную дольку как бы
вверх ногами (двигательный гомункулус).
8
- премоторное поле.
46
- сочетанный поворот головы и глаз. Это ядро принимает импульсы от рецепторов
мышц глазного яблока и от представительства в коре сетчатки глаза (от поля 17).
5, 7
- стереогнозии. В этот центр проецируются рецепторы верхней конечности
для узнавания предметов на ощупь.
40
- праксии. Осуществление всех сложных комбинированных движений, приобретенных
в результате практической деятельности, преимущественно профессиональной.
41, 42, 52
- ядро слухового анализатора (на извилинах Гешля), к его клеткам
подходят волокна от левого и правого уха, поэтому одностороннее поражение ядра не
приводит к полной утрате слуха:
41
- первичное поле, оно воспринимает импульсы,
42
- психологическое поле, слуховая память,
52
- оценочное поле, с его помощь ориентируемся
в пространстве.
17, 18, 19
- ядро зрительного анализатора, к его клеткам подходят волокна
от латеральной стороны сетчатки глаза своей половины тела, а также от медиальной
сетчатки глаза противоположной половины тела. Поэтому полная корковая наступает
при поражении центров обоих полушарий:
17
- первичное поле,
18
- психологическое,
19
- оценочное.
А, Е, 11
- ядро обонятельного анализатора, расположено в наиболее древних
структурах коры больших полушарий (в крючке и гиппокампе)
43
- ядро вкусового анализатора. Как отмечал В. М. Бехтерев, этот анализатор
тесно взаимосвязан с обонятельными полями обоих полушарий.
Таким образом, "психологические" зоны коры (19, 42, 5 и 7) вызывают оценку или ассоциацию
различной информации. Они окружают надкраевую (маргинальную) дольку и тесно взаимосвязаны
с ней, поэтому нарушение в этой дольке влияет на обобщение информации и его понимание.
Рис. 28. Цитоархитектонические поля коры полушарий (верхнелатеральная поверхность)
Рис. 29. Цитоархитектонические поля коры полушарий (медиальная поверхность)
ВТОРАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА (SII) имеется только у человека. Она обусловлена
развитием речи и, как считал И. П. Павлов, является "сигналами сигналов". Они представляют
собой отвлечение от действительности, допускают обобщение информации и составляют
основу высшего мышления. Речевые и мыслительные функции выполняются при участии
всей коры. Однако можно выделить определенные поля, которым присущи строго определенные
речевые функции. Речевые центры развиваются после рождения, как правило, в левом
полушарии (исключения имеются для левшей). При их потере человек может снова развить
речевые центры, но в этом случае их функцию на себя возьмут другие поля.
44
- ядро двигательного анализатора письменной речи, иннервирует тонкие мышцы
кисти и пальцев. У левшей данный центр находится в правом полушарии. При разрушении
данного центра происходит потеря способности писать - агрофия.
45
- ядро двигательного анализатора устной речи (Брока). Иннервирует мышцы
гортани, языка, губ и др. участвующие в артикуляции. Двигательная афазия - потеря
способности произносить слова.
47
- речевой анализатор пения, позволяет произносить слова нараспев Используется
для восстановления речи у детей с
Где обитает мысль?
«ЗНАНИЕ - СИЛА» №5-6.2000.
Российские ученые доказали, что задние отделы обоих полушарий мозга отвечают за четкость выражения мысли, передние же отделы за связь отдельных элементов мысли в единое целое. Таким образом, результаты исследований опровергают традиционные представления о роли различных отделов мозга в формировании высказывания.
Речевые зоны человеческого мозга
28.12.2000. www.pereplet.ru
Как известно, в человеческом мозге есть две основные речевые зоны (на самом деле
их три, но что делает и зачем нужна третья - нигде не указывается). Обе
расположены в левом полушарии. Первая - зона Вернике
- расположена в основании
левой височной доли - примерно на пол-пути от виска к затылку. Может чуть выше. Зона Вернике ответственна за восприятие чужой речи, её семантический
(смысловой) анализ, а также за организацию "содержания" нашей собственной речи.
Не за подбор конкретных слов, но, скорее, за формулировку идей, формирование
основного замысла наших высказываний. Зона Вернике мыслит в масшатбах "фраз".
Далее информация передаётся одновременно в зону Брока
(вторичную речевую зону) и
в глубину височной доли, где "хранится" наш словарный запас. Височная доля
выдаёт в зону Брока подобранные слова, подходящие к заказанному смыслу, - уже в
их фонетической структуре. Зона Брока, жонглируя словами, формирует предложения,
организует грамматику и синтаксис - чтобы переправить уже готовый текст в
ближайшую к ней артикуляционную моторную зону. И мы говорим.
Ученые установили, как мозг воспринимает время
27.02.2001. Reuters
Американские ученые определили участок головного мозга, в
котором находятся биологические часы
человека. Выяснилось, что за
восприятие времени отвечают так называемые базальные ядра и теменная часть
коры больших полушарий
. Это открытие поможет в лечении нервных болезней,
связанных с нарушением чувства времени и расстройством координации
движений, сообщает Reuters.
Специалисты из медицинского колледжа Висконсина
(Wisconsin) сканировали при подаче звуковых сигналов головной мозг 17
здоровых добровольцев. Испытуемым требовалось оценить интервал времени
между двумя сигналами и определить разницу в высоте тона
. Во время
выполнения этих заданий обнаружена повышенная активность базальных ядер и
правой теменной доли коры мозга.
Базальные ядра обеспечивают координацию движений, которая
расстроена при болезни Паркинсона и хорее Гентингтона. При этих
прогрессирующих заболеваниях также наблюдается нарушение чувства времени.
Подобные расстройства выявляются и при синдроме минимальной мозговой
дисфункции, характеризующемся дефицитом внимания, которым, по некоторым
оценкам, страдает до 20 процентов детей школьного возраста.
Результаты исследования были опубликованы в свежем номере
журнала Nature Neuroscience.
Серое вещество любит классику
25.06.2001. Yтро.Ru
Медики лондонской больницы Модсли исследовали связь вкуса и мозговой деятельности. Медики пришли к выводу, что любовь к классической музыке требует большей мозговой энергии.
Согласно их исследованию, пациенты, страдающие утратой ряда функций мозга, предпочитают поп-музыку. Чем больше в мозге серого вещества, тем больше вероятность, что человек отдаёт предпочтение классической музыке. Исследования продолжаются.
Карта мозга поможет в диагностике болезней
29.07.03
НТВ и РТР
Группа ученых из шести стран мира создала самый
подробный компьютерный атлас сложнейшего человеческого органа -
мозга. Достижение исследователей стало результатом их десятилетней
работы. Для того чтобы составить «карту мозга», ученым потребовалось
просканировать 7 тыс. психически здоровых людей в возрасте от 7 до
90 лет, среди которых было 300 пар близнецов.
В ходе исследований специалисты были поражены тем, что, помимо
различия формы и размеров этого органа, каждый человеческий мозг
отличается от другого и особенностями своей работы. Было
установлено, что одинаковые функции организма (к примеру, речь)
могут управляться у разных людей различными частями мозга.
Главным итогом исследования стало то, что новая компьютерная
программа содержит сведения не только о структуре мозга, но и о
принципах его функционирования. Электронная многомерная карта
человеческого мозга уже стала эталоном для нейрохирургов и других
специалистов, изучающих деятельность мозга.
В то же время, карта, являющаяся обобщенной картиной мозга,
позволяет уже на ранних этапах определить предрасположенность
человека к некоторым заболеваниям. Эксперименты показали, что за
каждую из болезней несет ответственность определенный участок
головного мозга. Сравнив снимок головного мозга пациента с
трехмерным изображением атласа, теперь медики смогут безошибочно
определить, каким психическим недугом страдает пациент. Речь идет о
существенном упрощении диагностики даже таких сложных заболеваний,
как шизофрения, аутизм и болезнь Альцгеймера.
Сейчас научный коллектив продолжает работать над детализацией
карты. В последнее время к этой работе подключились многочисленные
госпитали и больницы мира - ежедневно они направляют создателям
карты новые данные, позволяющие улучшать и уточнять карту
человеческого мозга.
Создан атлас для чтения
мыслей
11.08.2003.
RussianNY .
Международное объединение
врачей-нейрохирургов и психиатров создало первый в истории
медицины "атлас" человеческого мозга - пока еще не очень
точный, но уже дающий возможность заглянуть в сознание любого
из нас и в какой-то степени даже прочитать наши мысли, хотя и
весьма приблизительно.
Как известно, в мозгу человека есть
особые
центры, отвечающие за ту или иную эмоцию, мыслительную или
моторную деятельность
. До сих пор врачи, лечившие людей с
проблемами с психикой, при определении диагноза
руководствовались своим опытом или данными редких
экспериментов, в ходе которых врачи в буквальном смысле слова
"нащупывали" специальными электродами определенные участки
мозга, при этом определяя реакцию пациента.
Около десяти лет назад была организована
международная группа ученых - психиатров и нейрохирургов, в
задачи которой входило создание своего рода "атласа"
активности тех или иных частей человеческого мозга
. И вот
программа дала первые результаты: в ходе "прощупывания"
электрической активности мозга 7 тыс. подопытных обоих полов в
возрасте от 20 до 40 лет (как здоровых людей, так и людей,
страдающих болезнью Альцгеймера, аутизмом, шизофренией и др.),
был создан "атлас" мозга человека.
Чисто теоретически, этот атлас предоставляет
возможность "читать мысли" - определять (в будущем, возможно,
и дистанционно), какие эмоции испытывает человек, и какие
центры его мозга задействованы в конкретный момент.
Специалисты монреальского института неврологии вычерчивают карту
мозга
Исследователи института неврологии (MNI ) и больницы города Монреаля изучают самый
загадочный орган человека - его мозг.
Ученые всего мира, представляющие самые разнообразные отрасли знания -
терапевты, психологи, нейрохирурги, физики и специалисты в области
информатики, объединились под эгидой центра McConnell Brain Imaging Centre
(BIC ) монреальского неврологического института для
совершенствования знаний о мозге. Каждая из представленных дисциплин
служит существенным источником информации о мозге и способна значительно
расширить знания о нем, будь то в области хирургии мозга или основ
формирования личности. Хотя эта группа объединяет очень непохожих
специалистов, у них общий масштабный предмет исследований - загадочное
серое вещество.
|
|
"Где еще можно встретить подобное разнообразие целей исследований? - подчеркнул д-р Колин Холмс, специалист отделения SGI Advanced Systems Marketing. - В лаборатории по созданию карты мозга специалист по компьютерным технологиям, занимающийся базами данных, трудится бок о бок с нейрохирургом, который каждый день проводит операции на мозге, специалистом по радиационной химии, работающим на циклотроне и психологом, изучающим феномены сознания. Слияние столь широких интересов уникально для исследований мозга. Этот таинственный орган отвечает за каждую функцию нашего организма, и поэтому мы должны приложить все свои знания, все мастерство, чтобы понять, как функционирует мозг здорового человека. Тогда мы сможем многое сделать, чтобы исправить возможные отклонения". Подобно древним мореплавателям, исследователи сегодняшнего дня один за другим закрывают белые пятна на карте человеческого мозга.
Начиная с 1984 года, для создания карты или модели мозга в BIC применяются такие технологии, как метод магнитного резонанса (MRI) позитронная эмиссионная томография (PET). Значение карты очень велико, так как она позволяет ученым определить, какие участки мозга отвечают за те или иные функции. Это помогает в лечении заболеваний или отклонений от нормы, а также открывает новые горизонты для понимания такого неуловимого предмета, как разум.
Разумеется, формирование карты мозга куда сложнее издания атласа автомобильных дорог. В распоряжении ученых должны быть все возможности высокопроизводительных вычислений - и здесь на помощь им приходит SGI. С 1986 года для анализа сложных данных, получаемых при изучении мозга, BIC применяет технологию Silicon Graphics. Обеспечение совместного использования основанных на технологии SGI средств визуализации и анализа имеет решающее значение в развертывании международного сотрудничества на базе BIC. А в числе участников этого проекта - Albert Einstein College медицинского университета Medicine of Yeshiva University , Institut fur Neuroanatomie университета Heinrich-Heine-Universitat, больница Massachusetts General Hospital штата Массачусетс и Гарвардский университет , центр Research Imaging Center в Health Sciences Center университета штата Техас и лаборатория UCLA Laboratory of Neuro Imaging , факультет Wellcome Department of Cognitive Neurology, лондонский University College , Fukui Medical School и другие исследовательские центры всего мира.
Маршрутами мысли, или как работает мозг?
Задача формирования структурной карты
мозга может потребовать для своего решения всех ресурсов даже самого
крупного вычислительного центра. При помощи процесса, известного как
функциональная обработка изображений, за считанные секунды можно
формировать наборы данных исключительно большого размера (от 1 до 3
Гбайт). Эти методы добавляют четвертое измерение в массивы трехмерных
изображений, которые и без того отличаются чрезвычайной сложностью.
Извлечение компьютерными средствами критически важных характеристик, таких
как извилины мозга, может занять дни или даже недели только для одного
исследуемого образца. Для того чтобы понять важные изменения в этих
данных, хорошо проработанные карты мозга нормальных людей должны
сопровождаться стандартными списками ссылок или атласами. С тем, чтобы
увеличить эффективность этих методов, требуется еще большая вычислительная
мощь, способная позволить исследователям модифицировать и расширять свои
эксперименты, так чтобы получать результаты немедленно, пока не завершено
сканирование мозга того или иного пациента.
Высокий объем требований к вычислительным возможностям, функциям визуализации и памяти приводит к тому, что небольшие исследовательские центры или независимые ученые оказываются не в состоянии проводить столь масштабные исследования самостоятельно. С тем, чтобы расширить доступ к необходимым ресурсам, BIC и его партнеры в научных кругах опираются на опыт SGI в области хранения, управления и манипуляции обширными архивами данных для создания вычислительных сред, которые могут совместно использовать участники международных исследований. Серверы SGI Origin 3800, архитектура SGI NUMA, семейство графических подсистем SGI InfiniteReality - вот ключевые технологии, на которые опираются усилия ученых всего мира, работающих над проблемами мозга.
"Создание карты мозга - работа, которая ставит сложнейшие вычислительные задачи, в том числе обработку огромных массивов данных и обеспечение абсолютного визуального реализма, - заявил д-р Элмос Елекес, директор Medical Industry Marketing. - SGI намерена и впредь прикладывать усилия для решения этих проблем и предоставлять все необходимые ресурсы ученым, проводящим эти актуальнейшие исследования". Таким образом, в то время как интернациональная группа исследователей BIC раскрывает все новые тайны мозга - вместилища нашего разума, SGI продолжает совершенствовать программные и аппаратные средства, необходимые для этой работы.
К тайнам мозга - строго по карте?
06.09.2003. Российская Газета
Завершено создание "путеводителя" для нейрохирургов и невропатологов. Над этой картой работали ученые из шести стран мира. Данные для нее
получены во время сканирования семи тысяч человек.
В ходе исследований ученые обнаружили множество удивительных явлений:
например, выяснилось, что одна и та же функция речи у разных людей может
управляться различными областями мозга
. В настоящее время научный
коллектив продолжает работу - речь идет о детализации карты. С просьбой
прокомментировать значение этой работы мы обратились к директору Института
мозга человека Российской академии наук Святославу МЕДВЕДЕВУ:
- Мозг состоит из большого количества отдельных образований
. Для
ученого очень важно знать, в каком образовании происходят некоторые
процессы, какая структура мозга отвечает за определенную функцию.
Все существующие анатомические атласы делаются таким образом: берется
мозг одного человека, режется послойно с интервалом, скажем, полсантиметра
или три миллиметра, и рисуется его схема. Потом берется мозг другого
человека, режется перпендикулярно первому срезу, и получается другая
схема. Такая процедура повторяется три раза.
Но даже если попытаться внести соответствия между различными срезами,
то "единого мозга" все равно не сделать. Есть и еще одна трудность: в
мозге некоторых людей существуют определенные образования, но у других
людей они могут отсутствовать. Поэтому стандартный атлас мозга не имеет
очень четкой корреляции с тем, что мы видим у конкретного человека
.
Электронный атлас мозга по замыслу тех, кто над этим работает,
позволяет идти дальше - в частности, определять вероятность того, что
данная точка с такими-то координатами соответствует определенной
структуре.
Это вещь интересная, но абсолютно рутинная. Месяц назад я был в
Нью-Йорке на ежегодной конференции "Brain Mapping" ("Конструирование карты
мозга"), и там о ней специально не говорилось. Исходя из чего я могу
утверждать, что появившееся сообщение почти наверняка не сенсация.
Даже самые простые сети нейронов в головном мозге состоят из миллионов соединений, и изучение этих огромных сетей имеет решающее значение для понимания того, как работает мозг. Ученые уже давно пытаются изучить микроскопические процессы, стоящие за теми или иными реакциями мозга на внешние возбудители.
В последнем выпуске журнала Nature была опубликована статья, авторы которой сделали важный шаг к пониманию работы нейронных сетей. Международная группа ученых провела наиболее полное на сегодняшний день исследование сети нейронов коры головного мозга, в которой происходит активная обработка внешних сигналов-возбудителей. В результате было обнаружено несколько важных особенностей того, как организованы нейронные сети. По сути,
ученые создали первую в мире карту нейронов мозга, на которой совмещена информация об электрической мозговой активности и схема физического соединения нейронов между собой.
До сих пор на протяжении десятилетий ученые исследовали эти области по отдельности, будучи не в состоянии связать их между собой.
Так, совсем недавно было опубликовано , авторы которого при помощи метода магнитно-резонансной томографии построили карту нейронных связей в головном мозге человека и выяснили, как образ жизни влияет на количество этих связей. Тем не менее в этой работе была отражена лишь физическая сущность нейронных связей.
В текущей работе ученые исследовали зрительную кору мозга мыши. Сначала они определили, какие нейроны откликаются на определенные зрительные стимулы, например на вертикальные или горизонтальные полосы на экране. Затем были получены детальные изображения срезов головного мозга с миллионами интересующих нейронов и синапсов — контактов между нейронами — или получающими нейронный сигнал клетками другого типа. В дальнейшем по этим плоским изображениям была построена трехмерная карта нейронных сетей мозга.
По словам ученых, уникальность их исследования состоит в том, что в своей работе они совместили методы оптической томографии и электронной микроскопии. До сегодняшнего дня макроскопические методы изучения мозговой активности и микроскопические методы изучения нейронов и их синапсов, которые имеют размеры порядка нанометров, были не связаны между собой. Между тем очень важно понять, какие именно микроскопические механизмы стоят за процессами активности мозга.
«Мы получили микроскопические данные беспрецедентного масштаба и детализации, — говорит один из авторов работы, Р. Клэй Рид из Института наук о мозге Аллена (США).
— Сначала мы определяли, какую функцию выполняет конкретный нейрон, а затем смотрели, как он соединяется с похожими нейронами и с нейронами другого типа».
«Это исследование стало кульминацией исследовательской программы, которая началась почти десять лет назад, — добавляет Клэй Рид. — Мозговые сети слишком велики и сложны для понимания по частям, поэтому мы использовали методы высокой пропускной способности для сбора огромных массивов данных мозговой активности и взаимосвязей нейронов».
Анализируя полученные данные, ученые пришли к следующим выводам. Во-первых, они подтвердили гипотезу о том, что нейроны, отвечающие за один вид активности, чаще связаны друг с другом, чем нейроны, выполняющие разные функции. Во-вторых, соединения между такими нейронами прочнее, несмотря на то что они перепутаны со многими другими нейронами, которые выполняют совершенно разные функции.
«Мы обнаружили первые свидетельства наличия модульной архитектуры сети нейронов коры головного мозга и определили структурную основу функциональной связи между нейронами,
Несмотря на то что это исследование является знаковым моментом нашей работы, это только начало. Теперь у нас есть инструменты для того, чтобы создать более точную компьютерную модель мозга, зная связи между схемами соединений нейронов и сетевых вычислений». «Это как симфонический оркестр, музыканты которого сидят в случайном порядке, — добавляет Клэй Рид. — Если вы будете слышать только тех музыкантов, которые сидят рядом с вами, в этом не будет никакого смысла. А вот если вы услышите всех, вы поймете музыку — она даже станет проще».
Авторы работы уверены, что их достижение окажет огромную помощь всем ученым, которые занимаются исследованиями мозга и созданием искусственных нейронных сетей, — отдел науки «Газеты.Ru» уже о том, как суперкомпьютер позволил ученым смоделировать работу тысяч нейронов. Однако для того, чтобы успешно симулировать работу мозга, необходимо лучше понять, как работают нейронные сети в реальных живых организмах.
Головной мозг - это главный контролирующий орган центральной нервной системы (ЦНС), над изучением его строения и функций уже более 100 лет трудятся большое количество специалистов различных направлений, таких как психиатрия, медицина, психология и нейрофизиология. Несмотря на хорошее изучение его структуры и составляющих, остается еще много вопросов о работе и процессах, проходящих ежесекундно.
Головной мозг относится к центральной нервной системе и расположен в полости черепной коробки. Снаружи он надежно защищен костями черепа, а внутри заключен в 3 оболочки: мягкую, паутинную и твердую. Между этими оболочками циркулирует спинномозговая жидкость - ликвор, которая служит амортизатором и предотвращает сотрясение этого органа при небольших травмах.
Головной мозг человека представляет собой систему, состоящую из связанных между собой отделов, каждая часть которых отвечает за выполнение конкретных задач.
Для понимания функционирования недостаточно кратко описать головной мозг, поэтому, чтобы понять как он работает, для начала нужно детально изучить его строение.
За что отвечает головной мозг
Этот орган, как и спинной мозг, относятся к центральной нервной системе и исполняет роль посредника между окружающей средой и организмом человека. С его помощью осуществляется самоконтроль, воспроизведение и запоминание информации, образное и ассоциативное мышление, и другие когнитивные психологические процессы.
Согласно учению академика Павлова, образование мысли - функция мозга, а именно коры больших полушарий, которые является высшими органами нервной деятельности. За разные виды памяти отвечают мозжечок, лимбическая система и некоторые участки коры головного мозга, но так как память бывает разной, невозможно выделить какой-то определенный участок, отвечающий за эту функцию.
Он отвечает за управление вегетативных жизненно важных функций организма: дыхание, пищеварение, эндокринная и выделительная системы, контроль температуры тела.
Чтобы ответить на вопрос какую функцию выполняет головной мозг, для начала следует условно поделить его на участки.
Специалисты выделяют 3 основные части головного мозга: передний, средний и ромбовидный (задний) отдел.
- Передний выполняет высшие психиатрические функции, такие как способность к познанию, эмоциональная составляющая характера человека, его темперамент и сложные рефлекторные процессы.
- Средний отвечает за сенсорные функции и обработку поступившей информации от органов слуха, зрения и осязания. Центры, находящиеся в нем, способны регулировать степень болевых ощущений, так как серое вещество при определенных условиях, способно вырабатывать эндогенные опиаты, которые повышают или понижают болевой порог. Также он играет роль проводника между корой и нижележащими отделами. Эта часть управляет телом посредством различных врожденных рефлексов.
- Ромбовидный или задний отдел, отвечает за тонус мышц, координацию тела в пространстве. Через него осуществляется целенаправленное движение различных групп мышц.
Устройство головного мозга нельзя просто кратко описать, поскольку каждая из его частей включает несколько отделов, каждый из которых выполняет определенные функции.
Как выглядит мозг человека
Анатомия головного мозга сравнительно молодая наука, так как длительное время находилась под запретом из-за законов, запрещающих вскрытие и исследование органов и головы человека.
Изучение топографической анатомии мозгового отдела в области головы, нужно для точной диагностики и успешной терапии различных топографических анатомических нарушений, например: травм черепа, сосудистых и онкологических заболеваний. Чтобы представить, как выглядит ГМ человека, для начала необходимо изучить их внешний вид.
По внешнему виду ГМ представляет собой студенистую массу желтоватого цвета, заключенную в защитную оболочку, как и все органы человеческого тела, они состоят на 80% из воды.
Большие полушария занимают практически объем этого органа. Они покрыты серым веществом или корой - высшим органом нервно психической деятельности человека, а внутри - из белого вещества, состоящего из отростков нервных окончаний. Поверхность полушарий имеет сложный рисунок, из-за идущих в разные стороны извилин и валиков между ними. По этим извилинам принято делить их на несколько отделов. Известно, что каждая из частей выполняет определенные задачи.
Для того чтобы понять, как выглядят мозги человека, недостаточно исследовать их внешний вид. Существует несколько методик изучения, которые помогают изучить головной мозг изнутри в разрезе.
- Сагиттальный разрез. Представляет собой продольный разрез, который проходит через центр головы человека и делит его на 2 части. Является наиболее информативным методом исследования, с его помощью диагностируют различные заболевания этого органа.
- Фронтальный разрез головного мозга выглядит как поперечный разрез больших долей и позволяет рассмотреть свод, гиппокамп и мозолистое тело, а также гипоталамус и таламус, контролирующие жизненно важные функции организма.
- Горизонтальный разрез. Позволяет рассмотреть строение этого органа в горизонтальной плоскости.
Анатомия мозга, также как анатомия головы и шеи человека, достаточно трудный объект для изучения по ряду причин, в том числе из-за того, что для их описания требуется изучить большое количество материала и иметь хорошую клиническую подготовку.
Как устроен мозг человека
Ученые всего мира изучают головной мозг, его строение и функции, которые он выполняет. За последние несколько лет сделано много важных открытий, однако, эта часть тела остается изученной не до конца. Это явление объясняется сложностью изучения строения и функций головного мозга отдельно от черепной коробки.
В свою очередь, строение структур мозга обуславливает функции которые выполняют его отделы.
Известно, что этот орган состоит из нервных клеток (нейронов), соединенных между собой пучками нитевидных отростков, но как происходит одномоментно их взаимодействие в качестве единой системы непонятно до сих пор.
Исследовать отделы и оболочки поможет схема строения головного мозга, основанная на изучении сагиттального разреза черепной коробки. На этом рисунке можно рассмотреть кору, медиальную поверхность больших полушарий, структуру ствола, мозжечка и мозолистого тела, которое состоит из валика, ствола, колена и клюва.
ГМ надежно защищен снаружи костями черепа, а внутри 3 мозговыми оболочками: твердой паутинной и мягкой. Каждая из них имеет собственное устройство и выполняет определенные задачи.
- Глубокая мягкая оболочка охватывает и спинной, и головной мозг, при этом заходит во все щели и борозды больших полушарий, а в ее толще находятся кровеносные сосуды, питающие этот орган.
- Паутинная оболочка отделена от первой подпаутинным пространством, заполненным ликвором (цереброспинальная жидкость), в нем также расположены кровеносные сосуды. Эта оболочка состоит из соединительной ткани, от которой отходят нитевидные ветвистые отростки (тяжи), они вплетаются в мягкую оболочку и с возрастом их количество увеличивается, тем самым упрочняя связь. Между ними. Ворсинистые выросты паутинной оболочки выпячиваются в просвет синусов твердой мозговой оболочки.
- Твердая оболочка или пахименинкс, состоит соединительно-тканного вещества и имеет 2 поверхности: верхнюю, насыщенную кровеносными сосудами и внутреннюю, которая гладкая и блестящая. Этой стороной пахименинкс прилегает к мозговому веществу, а внешней – черепной коробке. Между твердой и паутинной оболочкой существует узкое пространство, заполненное незначительным количеством жидкости.
В мозгах здорового человека циркулирует около 20% всего объема крови, которая поступает через задние мозговые артерии.
Мозг визуально можно разделить на 3 основные части: 2 большие полушария, ствол и мозжечок.
Серое вещество образует кору и покрывает поверхность больших полушарий, а его небольшое количество в виде ядер находится в продолговатом мозге.
Во всех мозговых отделах есть желудочки, в полости которых перемещается ликвор, который образуется в них. При этом жидкость из 4 желудочка попадает в подпаутинное пространство и омывает его.
Развитие мозга начинается еще во время внутриутробного нахождения плода, а окончательно он формируется к 25-летнему возрасту.
Основные отделы головного мозга
картинка кликабельна
Из чего состоит головной мозг и изучить состав мозга обычного человека можно по картинкам. Строение головного мозга человека можно рассматривать несколькими способами.
Первый делит его на составляющие, из которых состоит головной мозг:
- Конечный, представлен 2 большими полушариями, объединенных мозолистым телом;
- промежуточный;
- средний;
- продолговатый;
- задний граничит с продолговатым мозгом, от него отходит мозжечок и мост.
Также можно выделить основной состав мозга человека, а именно в него входят 3 большие структуры, которые начинают развиваться еще во время эмбрионального развития:
- ромбовидный;
- средний;
- передний мозг.
В некоторых учебных пособиях кору головного мозга принято делить на отделы, так, чтобы каждый из них играла определенную роль в высшей нервной системе. Соответственно выделяют следующие отделы переднего мозга: лобную, височную, теменную и затылочную зону.
Большие полушария
Для начала рассмотрим строение полушарий головного мозга.
Конечный мозг человека руководит всеми жизненно важными процессами и разделен центральной бороздой на 2 больших полушария головного мозга, покрытых снаружи корой или серым веществом, а внутри состоят из белого вещества. Между собой в глубине центральной извилины они объединены мозолистым телом, которое служит соединяющим и передающим информацию звеном между другими отделами.
Строение серого вещества сложно составное и в зависимости от участка состоит из 3 или 6 слоев клеток.
Каждая доля отвечает за выполнение определенных функций и координирует движение конечностей со своей стороны, например, правая часть обрабатывает невербальную информацию и отвечает за пространственную ориентацию, когда как левая специализируется на мыслительной деятельности.
В каждом из полушарий специалисты выделяют 4 зоны: лобную, затылочную, теменную и височную, они выполняют определенные задачи. В частности, теменная часть коры больших полушарий отвечает за зрительную функцию.
Наука, изучающая детальное строение коры больших полушарий головного мозга, называется архитектоникой.
Продолговатый мозг
Этот отдел входит в состав ствола головного мозга и служит связующим звеном спинного с мостом конечного отдела. Так как является переходным элементом, сочетает в себе черты спинного и особенности строения головного мозга. Белое вещество этого отдела представлено нервными волокнами, а серое - в виде ядер:
- Ядро оливы, является дополняющим элементом мозжечка, отвечает за равновесие;
- Ретикулярная формация связывает все органы чувств с продолговатым мозгом, частично отвечает за работу некоторых отделов нервной системы;
- Ядра нервов черепа, к ним относятся: языкоглоточный, блуждающий, добавочный, подъязычный нервы;
- Ядра дыхания и кровообращения, которые связаны с ядрами блуждающего нерва.
Такое внутреннее строение обусловлено функциями ствола головного мозга.
Он отвечает за защитные реакции организма и регулирует жизненно важные процессы, такие как сердцебиение и кровообращение, поэтому повреждение этой составляющей приводит к мгновенной смерти.
Варолиев мост
В состав головного мозга входит варолиев мост, он служит связующим звеном между корой больших полушарий, мозжечком и спинным мозгом. Состоит из нервных волокон и серого вещества, кроме того, мост служит проводником главной артерии, питающей головной мозг.
Средний мозг
Эта часть имеет сложное строение и состоит из крыши, среднемозговой части покрышки, Сильвиева водопровода и ножек. В нижней части граничит с задним отделом, а именно с варолиевым мостом и мозжечком, а вверху его расположен промежуточный мозг, соединенный с конечным.
Крыша состоит из 4 холмов, внутри которых расположены ядра, они служат центрами восприятия информации полученной от глаз и органов слуха. Таким образом, эта часть входит в зону, отвечающую за получение информации, и относится к древним структурам, составляющих строение мозга человека.
Мозжечок
Мозжечок занимает практически всю заднюю часть и повторяет основные принципы строения мозга человека, то есть состоит из 2 полушарий и непарного образования соединяющего их. Поверхность долек мозжечка покрыта серым веществом, а внутри они состоят из белого, кроме этого, серое вещество в толще полушарий образует 2 ядра. Белое вещество с помощью трех пар ножек соединяет мозжечок со стволом головного и спинного мозга.
Этот мозговой центр является ответственным за координацию и регулировку двигательной активности мышц человека. Также с его помощью осуществляется поддержание определенной позы в окружающем пространстве. Отвечает за мышечную память.
Кора
Строение коры головного мозга достаточно неплохо изучено. Так, она представляет собой сложную слоистую структуру 3-5 мм в толщину, которая покрывает белое вещество больших полушарий.
Кору образуют нейроны с пучками нитевидных отростков, афферентные и эфферентные нервные волокна, глии (обеспечивают передачу импульсов). В ней выделяют 6 слоев, разных по структуре:
- зернистый;
- молекулярный;
- наружный пирамидальный;
- внутренний зернистый;
- внутренний пирамидальный;
- последний слой состоит из веретено видных клеток.
Она занимает около половины объема полушарий, а ее площадь у здорового человека составляет около 2200 кв. см. Поверхность коры испещрена бороздами, в глубине которых залегает треть всей ее площади. Величина и форма борозд обоих полушарий строго индивидуальна.
Кора сформировалась сравнительно недавно, но является центром всей высшей нервной системы. Специалисты выделяют в ее составе несколько частей:
- неокортекс (новая) основная часть охватывает более 95%;
- архикортекс (старая)– около 2%;
- палеокортекс (древняя) – 0,6%;
- промежуточная кора, занимает 1,6% от всей коры.
Известно, что локализация функций в коре зависит от места расположения нервных клеток, улавливающих один из видов сигналов. Поэтому выделяют 3 основные области восприятия:
- Сенсорная.
- Двигательная.
- Ассоциативная.
Последний район занимает более 70% коры, а ее центральное предназначение - согласовывать активность двух первых зон. Также она отвечает за получение и переработку данных из сенсорной зоны, и целенаправленное поведение, вызванное этой информацией.
Между корой больших полушарий и продолговатым мозгом находится подкорка или по-другому - подкорковые структуры. В ее состав входят зрительные бугры, гипоталамус, лимбическая система и другие нервные узлы.
Основные функции отделов головного мозга
Главные функции головного мозга заключаются в переработке данных полученных из окружающей среды, а также контроле движений тела человека и его мыслительной деятельности. Каждый из отделов мозга отвечает за выполнение определенных задач.
Продолговатый мозг контролирует выполнение защитных функций организма, таких как моргание, чиханье, кашель и рвота. Также он управляет другими рефлекторными жизненно важными процессами - дыхание, секреция слюны и желудочного сока, глотание.
С помощью Варолиева моста осуществляется скоординированное движение глаз и мимических морщин.
Мозжечок контролирует двигательную и координационную активность организма.
Средний мозг представлен ножкой и четверохолмием (два слуховых и два зрительных бугра). С его помощью осуществляется ориентации в пространстве, слух и четкостью зрения, отвечает за мышцы глаз. Отвечает за рефлекторный поворот головы в сторону раздражителя.
Промежуточный мозг состоит из нескольких частей:
- Таламус отвечает за формирование чувств, например, боль или вкус. Кроме того, он заведует тактильными, слуховыми, обонятельными ощущениями и ритмами жизнедеятельности человека;
- Эпиталамус состоит из эпифиза, который контролирует суточные биологические ритмы, разделяя световой день на время бодрствования и время здорового сна. Обладает способностью обнаруживать световые волны сквозь кости черепа, в зависимости от их интенсивности, вырабатывает соответствующие гормоны и контролирует обменные процессы в организме человека;
- Гипоталамус отвечает за работу сердечных мышц, нормализацию температуры тела и артериального давления. С его помощью дается сигнал на выделение стрессовых гормонов. Отвечает за чувство голода, жажды, удовольствия и сексуальности.
Задняя доля гипофиз находится в области гипоталамуса и отвечает за выработку гормонов, от которых зависит половое созревание и работа репродуктивной системы человека.
Каждое полушарие отвечает за выполнение своих особенных задач. Например, правое большое полушарие накапливает в себе данные об окружающей среде и опыт общения с ней. Контролирует движение конечностей с правой стороны.
В левом большом полушарии находится речевой центр, отвечающий за речь человека, также оно контролирует аналитическую и вычислительную деятельность, а в его коре формируется абстрактное мышление. Аналогично правой части контролирует движение конечностей со своей стороны.
Строение и функция коры головного мозга напрямую зависят друг от друга, так извилины условно делят ее на несколько частей, каждая из которых выполняет определенные операции:
- височная доля, контролирует слух и обаяние;
- затылочная часть регулирует за зрение;
- в теменной формируются осязание и вкус;
- лобные части отвечают за речь, движение и сложные мыслительные процессы.
Лимбическая система состоит из обонятельных центров и гиппокампа, который отвечает за адаптацию организма к переменам и регулировку эмоциональной составляющей организма. С ее помощью создаются устойчивые воспоминания благодаря ассоциации звуков и запахов с определенным периодом времени, в течение которого происходили чувственные потрясения.
Кроме того, она контролирует за спокойный сон, сохранение данных в краткосрочной и долгосрочной памяти, за интеллектуальную деятельность, управление эндокринной и вегетативной нервной системой, участвует в образовании инстинкта размножения.
Как работает мозг человека
Работа головного мозга человека не прекращается даже во сне, известно, что у людей, находящихся в коме тоже функционируют некоторые отделы, о чем свидетельствуют их рассказы.
Основная работа этого органа производится с помощью больших полушарий, каждое из которых отвечает за определенную способность. Замечено, что полушария неодинаковы по размеру и функциям - правая часть отвечает за визуализацию и творческое мышление обычно больше левой части, отвечающей за логику и техническое мышление.
Известно, у мужчин масса мозга больше чем у женщин, но эта особенность не влияет на умственные способности. Например, этот показатель у Эйнштейна был ниже среднего, но его теменная зона, которая отвечает за познание и создание образов, была больших размеров, что позволило ученому разработать теорию относительности.
Некоторые люди наделены сверх способностями, это тоже заслуга этого органа. Эти особенности проявляются в высокой скорости письма или чтения, фотографической памяти и других аномалий.
Так или иначе, деятельность этого органа имеет огромное значение в осознанном управлении телом человека, а присутствие коры отличает человека от других млекопитающих.
Что, по мнению ученых постоянно возникает в головном мозге человека
Специалисты, изучающие психологические возможности мозга считают, что выполнение познавательных и мыслительных функций происходит в результате биохимических токов, однако, эта теория на настоящий момент подвергается сомнению, потому что этот орган - биологический объект и принцип механического действия не позволяет познать его природу окончательно.
Головной мозг является своеобразным штурвалом всего организма, выполняя ежедневно огромное количество задач.
Анатомо-физиологические особенности строения головного мозга является предметом изучения уже много десятилетий. Известно, что этот орган занимает особое место в строении ЦНС (центральной нервной системе) человека, а его характеристики для каждого человека разные, поэтому нельзя найти 2 абсолютно одинаково мыслящих людей.
Видео
Многие познания, которые мы приобретаем с изучением окружающего мира, не смогут сравниться в степени сложности с человеческим мозгом. Тысячи учёных занимаются изучением головного мозга, являя миру много интересных фактов и открытий. Если ваша деятельность связана с нейрофизиологией или каким-либо образом пересекается с изучением человеческого мозга, то вам открылась возможность для знакомства с трехмерной картой человеческого мозга.
Карта была создана канадскими и немецкими учеными, работавшими в рамках проекта Big Brain («Большой мозг»). Результаты их работы, продолжавшейся почти 10 лет, опубликованы в свежем выпуске журнала Science.
Для того чтобы начать работать с 3D картой мозга – необходимо зарегистрировать аккаунт на сайте проекта BigBrain LORIS Database .
«Наша карта подобна картам Google Earth, вы можете разглядеть такие детали, которые было нельзя увидеть до появления этой трехмерной реконструкции », утверждает Катрин Амунтс, одна из участников проекта.
А для тех, кто только начинает свое «знакомство с мозгом», будет интересно почитать занимательные факты о мозге:
За счёт способностей своего мозга человек способен запомнить лишь 7 объектов одновременно. Это не совсем так. И вот почему: имея в своём «арсенале» сенсорную память, способную сохранять информацию до 10 секунд, краткосрочную и долгосрочную память (эти формы памяти можно сравнить с компьютерной памятью, краткосрочная – это оперативная память, а долгосрочная память хранит большие объёмы информации, сравнимые с данными, хранящимися на жёстком диске), человек средних способностей запомнит до семи объектов за раз, но человеку с тренированной памятью легко запомнить девять и более предметов сразу;
Глаз человека различает синие, зелёные и красные цвета за счёт рецепторов, имеющихся в нём. Но это не значит, что информация о цвете, воспринимаемом глазом, будет воспринята мозгом. Мозг получает лишь информацию о светлой, либо тёмной формах. К примеру, жёлтый цвет вообще расположен в промежуточных частотах видимого спектра. Может быть, поэтому с помощью жёлтого цвета повышается уровень запоминания, а записи советуют вести именно этим цветом;
Подсознание в значительной мере управляет человеком. Если человек осознанно совершает лишь до 30% своих поступков, то в остальном за его действия «повинно» его подсознание. Вы думаете, что ленью управляете самостоятельно? Да её вообще не существует. Это Ваше подсознание, сопротивляясь, «провоцирует» конфликт между Вами и подсознанием, сопротивляясь намеченным Вами поступкам. Одолеть своё подсознание – задача невыполнимая;
Умственная работа помогает избежать утомления. Состав крови, текущей в системе кровообращения организма человека бывает разным. Доказано, что состав венозной крови дополнен «токсином утомления», а состав крови, снабжающей головной мозг, неизменен в течение всей жизни человека. Данный факт говорит об утомляемости, как о состоянии, возникающем вследствие эмоционального, либо психического состояния организма;
Непрерывно работая, мозг избегает риска заболевания мозга. По крайней мере, синдрому Альцгеймера постоянная мозговая активность противостоит точно. Развиваясь, в мозгу активируются процессы роста дополнительных клеток, замещающих заболевшие. Познание чего-то нового, общение с интеллектуально развитыми собеседниками являются наилучшими способами развития головного мозга;
Мозг фиксирует в сознании человеческую тень, как продолжение тела. Тень также является для мозга дополнительным источником информации, сообщающим ему о положении тела в пространстве относительно окружающих его тел;
Большое количество воды необходимо мозгу, так как 76% мозга составляет именно вода. В связи с этим, опасность потери работоспособности головного мозга подстерегает тех любителей похудения, которые бесконтрольно принимают лекарственные препараты для похудения. Принимать средства для похудения стоит только по назначению лечащего врача;
Загрузка мозга происходит не сразу, а постепенно, напоминая компьютер. Это действительно так. После пробуждения мозгу нужно некоторое время на «загрузку», тогда как физическая готовность тела в норме практически с первых мгновений, прошедших после сна. Процессы метаболизма в мозгу «запустить» лучше всего с чтения, либо решения определённой задачи. Но телевизор и радио здесь точно не помощник;
Для мозга существует разница в восприятии между женщиной и мужчиной. В том смысле, что женский голос более эмоционально произносится на высоких частотах, и понимание сути сказанного женщиной мозгу приходится «расшифровывать». Даже людям, имеющим слуховые галлюцинации, более всего «слышится» мужской голос.
