Красное ядро. Средний мозг: строение, функции и развитие Красные ядра обеспечивают функцию

Для каждого человека важно знать, как он устроен. И одним из самых интересных органов для изучения является головной мозг, который до сих пор не удалось познать полностью. Немногие после курса школьной биологии помнят функции среднего мозга и назначение. Приходит необходимость разобраться в сложных медицинских терминах уже в зрелом возрасте, когда человек начинает посещать врачей или сам собирается поступить в медицинский ВУЗ.

Если вы желаете узнать, что такое средний мозг и его расположение, необязательно изучать сложные медицинские энциклопедии и учиться в медицинском институте. Сознательные пациенты перед походом в медучреждение желают больше узнать о недуге, и какие функции выполняет больной орган. Тогда больничные процедуры не будут казаться такими пугающими и непонятными.

Базовые сведения

Центральная нервная система содержит нейроны с отростками и глия. Головной мозг имеет всего пять отделов. Первый

– продолговатый – продолжение спинного. Он передает информацию в другие отделы и обратно. Выполняет регулирующую функцию по отношению к координации движений.
Второй
– мост – здесь находятся центры среднего мозга, отвечающие за усвоение аудиоинформации и видеоинформации. Данный отдел выступает за координацию движений.
Третий
– мозжечок – соединяет задний и передний отделы.
Четвертый
– средний – ответственен за мимику, движения глазных яблок, через него проходят слуховые пути. Именно его и будем рассматривать.
Пятый
– передний – нормализует психическую деятельность.

Это интересно. Связи между размером мозга и умственными способностями у человека не существует. Гораздо важнее количество нервных связей.

Ствол мозга

Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга и содержит двигательные и чувствительные ядра, исполняющие моторные и сенсорные функции для лица и головы тем же самым путём, которым спинной мозг выполняет эти же функции по отношению к шее, туловищу и конечностям. В то же время ствол мозга выполняет множество специальных функций (в том числе функции контроля: дыханиясердечно-сосудистой системыЖКТмногих стереотипных движений теларавновесиядвижения глаз) и служит как бы узловой станцией для «командных сигналов» от вышележащих центров. В контроле над движениями тела и его равновесием важную роль играют вестибулярные и ретикулярные ядра ствола мозга.

 Ретикулярныеядра

. На рис. 14–3В показано расположение ретикулярных ядер. Их подразделяют на ретикулярные ядра моста и ретикулярные ядра продолговатого мозга. Эти две системы ядер функционируют антагонистически по отношению друг к другу:
ядрамоставозбуждаютантигравитационные мышцы
,
ядрапродолговатогомозга тормозятих
.

 Ретикулярныеядрамоста

передают возбуждающие сигналы в спинной мозг через
мосторетикулоспинальныйтракт
, локализованный в переднем столбе спинного мозга. Волокна этого тракта активируют мотонейроны спинного мозга, которые посылают возбуждающие импульсы к мышцам позвоночного столба и разгибательным мышцам конечностей. Ретикулярные ядра моста имеют высокую возбудимость. Вдобавок они получают возбуждающие импульсы как от вестибулярных ядер, так и от глубоких ядер мозжечка. Таким образом возбуждающая ретикулярная система моста вызывает мощную активацию антигравитационных мышц всего тела.

 Ретикулярныеядрапродолговатогомозга

передают тормозящие сигналы к тем же самым антигравитационным нейронам спинного мозга, но через другой путь —
ретикулоспинальныйтрактпродолговатогомозга
, расположенный в боковых столбах спинного мозга. Ретикулярные ядра продолговатого мозга получают коллатерали из кортикоспинального тракта, руброспинального тракта и других двигательных путей. Нормальная активность тормозной ретикулярной системы продолговатого мозга поддерживает равновесие с активностью возбуждающей системы ретикулярной формации моста, в результате мускулатура тела не имеет чрезмерного напряжения. Команды из верхних отделов мозга могут прервать тормозное влияние системы продолговатого мозга, когда мозгу необходимо возбуждение системы моста для контроля вертикального положения тела. Возбуждение ретикулярной системы продолговатого мозга может затормозить антигравитационные мышцы в некоторых частях тела для выполнения каких-либо необходимых движений.

Возбуждающие и тормозящие ретикулярные ядра — обязательная часть контролирующей системы, которой управляют сигналы из моторной коры; кроме того, эти ядра создают основной уровень тонического сокращения для противостояния силам гравитации и могут тормозить отдельные группы мышц для обеспечения других функций.

 Вестибулярныеядра

функционально связаны с ретикулярными ядрами моста, возбуждая антигравитационные мышцы.
Латеральныевестибулярныеядра
передают сильные возбуждающие сигналы в латеpальный и медиальный пpеддвеpно–спинномозговой путь. Без участия вестибулярных ядер ретикулярная система моста значительно ослабляет своё возбуждающее влияние на гравитационную мускулатуру шеи, спины, верхних и нижних конечностей. Специфическая роль вестибулярных ядер заключается в селективном контроле возбуждающих сигналов, поступающих из вестибулярного аппарата к различным антигравитационным мышцам для поддержания равновесия.

Важно Оценка неврологического статуса в условиях скорой помощи

Для каждого человека важно знать, как он устроен. И одним из самых интересных органов для изучения является головной мозг, который до сих пор не удалось познать полностью

Немногие после курса школьной биологии помнят функции среднего мозга и назначение. Приходит необходимость разобраться в сложных медицинских терминах уже в зрелом возрасте, когда человек начинает посещать врачей или сам собирается поступить в медицинский ВУЗ.

Если вы желаете узнать, что такое средний мозг и его расположение, необязательно изучать сложные медицинские энциклопедии и учиться в медицинском институте. Сознательные пациенты перед походом в медучреждение желают больше узнать о недуге, и какие функции выполняет больной орган. Тогда больничные процедуры не будут казаться такими пугающими и непонятными.

Как развивается средний мозг

Находящиеся в чреве своей матери дети должны пройти множество стадий развития. В течение эмбриональной стадии, средний головной мозг вырастает из небольшого пузырька и остается целостным на протяжении всей жизни. На всем протяжении развития в этой части появляются все новые клетки, они сжимают мозговой водопровод. При нарушениях на этом этапе, может развиться проблемы с мозговым водопроводом – частичная или полная закупорка Одно из опаснейших последствий – такая опасная болезнь, как гидроцефалия.

Полезная информация.

Каждый раз после того, как человек запоминает информацию, формируются нейронные связи. Это означает, что структуры различных отделов, в том числе, среднего мозга, постоянно меняется, он не замирает в определенном состоянии.

Симптомы нарушения работы базальных ядер

При повреждении или нарушении функции базальных ядер возникают симптомы, связанные с нарушением координации и точности движений. Такие явления именуются собирательным понятием «дискинезия», которое, в свою очередь, подразделяется на два подвида патологий: гиперкинетические и гипокинетические нарушения. К симптомам нарушения деятельности базальных ганглиев относится:

• акинезия;
• обеднение движений;
• произвольные движения;
• замедленные движения;
• повышение и понижение тонуса мышц;
• тремор мускулов в состоянии относительного покоя;
• десинхронизация движений, отсутствие между ними координации;
• обеднение мимики, скандированный язык;
• беспорядочные и аритмические движения мелких мышц кисти или пальцев, всей конечности или части целого тела;
• патологические непривычные для больного позы.

В основе большинства проявлений патологической работы базальных ядер лежит нарушения нормального функционирования нейромедиаторных систем мозга, в частности – дофаминэргической модулирующей системы мозга. Кроме этого, однако, причинами возникновения симптомов служат перенесенные инфекции, механические травмы головного мозга или врожденные патологии.

Какую роль играет

Именно средний отдел регулирует мышечный тонус. Его роль соответствует его промежуточному положению. За счет того, что средний мозг имеет особое строение, в его функции входит передача информации. У него масса разных предназначений:

• сенсорные
  – чтобы передавать тактильные ощущения;
• двигательные
  – координация зависит от данной части среднего мозга;
• рефлекторные
  – например, глазодвигательная, реакция на свет и звук.

За счет работы среднего отдела, человек может стоять и ходить. Без него человек бы не смог полноценно перемещаться в пространстве. Также, работа вестибулярного аппарата управляется на уровне среднего мозга.

Устройство органа

Известно, что средний мозг человека имеет различные части, каждая из которых выполняет свою роль. Четверохолмия – структура представляет собой парные холмы. Верхние – это визуальные и нижние – аудиальные.

В ножках располагается черное вещество. Благодаря ему человек не только лежит, а может осуществлять точные движения кистями рук и принимать пищу. В определенный момент средний отдел обрабатывает информацию о том, когда нужно поднести ложку ко рту, как прожевать пищу и какая функция позволит проглотить ее.

Полезно узнать: Головной мозг: функции, строение

Глазной двигательный нерв берет свое начало между ножек, откуда и выходит. Он отвечает за сужение зрачка и некоторые двигательные функции глазного яблока. Чтобы понять строение среднего мозга, необходимо узнать где он находится. Составлен он из промежуточного и больших полушарий большого мозга, устроен несложно и имеет всего два отдела. Четверохолмие на располагающихся неподалеку двух парных двухолмиях, которые образуют верхнюю стенку. Напоминают по внешнему виду пластину. Ножки – там располагаются проводящие каналы, идущие к полушариям переднего отдела и соединяющие его с нижними участками нервной системы.

Что собой представляют базальные ядра

Базальные ядра головного мозга – это функционально и анатомически связанные скопления серого вещества в глубоких отделах мозга. Эти структуры углублены в белое вещество, выполняющее функцию передатчика информации. Еще в эмбрионе базальные ядра развиваются из ганглиозного бугорка, формируясь затем в зрелые мозговые структуры, выполняющие строго специфические функции в нервной системе.

Важно Серое вещество мозга: из чего состоит и за что отвечает

Базальные ганглии расположены на линии основания головного мозга, находясь сбоку от таламуса. Анатомически высокоспецифичные ядра входят в совокупность переднего мозга, что располагается на грани лобных долей и стволовым отделом мозга. Часто под термином «подкорка» специалисты подразумевают именно набор базальных ядер головного мозга.

Анатомы различают три сосредоточения серого вещества:

• Полосатое тело. Под этой структурой разумеется набор двух не совсем дифференцированных частей: Хвостатое ядро головного мозга. Имеет утолщенную головку, образующую спереди одну из стенок бокового желудочка мозга. Тонкий же хвост ядра прилегает ко дну латерального желудочка. Также хвостатое ядро граничит с таламусом.
• Чечевицеобразное ядро. Эта структура идет параллельно предыдущему скоплению серого вещества и ближе к окончанию с ним же и сливается, образуя полосатое тело. Чечевицеобразное ядро состоит из двух белых прослоек, каждая из которых получило свое название (бледный шар, скорлупа).

Corpus striatum получило такое свое название из-за чередования расположения на его сером веществе белых полосок. В последнее время чечевицеобразное ядро утратило свой функциональный смысл, и называют его исключительно в топографическом разумении. Чечевицеобразное ядро, как функциональную компиляцию, называют стриопаллидарной системой.

• Ограда или claustrum – это малая тонкая серая пластинка, расположенная у скорлупы полосатого тела.
• Миндалевидное тело. Это ядро расположено под скорлупой. Также эта структура относится лимбической системе мозга. Под миндалиной разумеют, как правило, несколько отдельных функциональных образований, но их объединили по причине близкого расположения. Такая область мозга обладает множественной связной системой с другими структурами мозга, в частности с гипоталамусом, таламусом и черепно-мозговыми нервами.

Сосредоточением из белого вещества является:

• Внутренняя капсула — белое вещество между таламусом и чечевицеобразным ядром
• Наружная капсула — белое вещество между чечевицей и оградой
• Самая наружная капсула — белое вещество между оградой и островком

Внутренняя капсула делится на 3 части и содержит следующие проводящие пути:

Передняя ножка:

• Фронтоталамический путь — связь между корой лобной доли и медиадерзальным ядром таламуса
• Фронтомостовой путь — связь между корой лобной доли и мостом головного мозга

Колено:

Корково-ядерный путь — связь между ядрами двигательной коры и ядрами двигательно-черепных нервов

Задняя ножка:

• Корково-спинномозговой путь — проводит двигательные импульсы от коры большого мозга к ядрам двигательных рогов спинного мозга
• Таламо-теменные волокна — Аксоны нейронов таламуса связаны с постцентральной извилинной
• Височно-теменно-затылочно-мостовой пучок — связывает ядра моста с долями головного мозга
• Слуховая лучистость
• Зрительная лучистость

Сколько частей имеет средний отдел

Всего существует три части.

Дорсальная – крыша срединного отдела. Она разделяется на 4 холмика с помощью канавок, пересекающихся попарно. Два верхние холма – подкорковые центры регуляции зрения, а оставшиеся нижние – слуховые. Вентральная – это так называемые ножки мозга. Здесь базируются проводящие каналы к переднему отделу. Внутреннее пространство мозга – имеет вид полого канала.

Полезная информация.

Если человек не будет дышать кислородом более пяти минут, мозг будет поврежден необратимо, что приведет к смерти.

Ядра

Внутри бугорков четверохолмия скапливается серое вещество, скопления которого называют ядрами. В качестве основной функции ядер называют иннервацию глаз. Они бывают следующих видов.

Ретикулярной формации – принимает участие в стабилизации работы скелетных мышц. Активизируют клетки коры мозга головы, а на спинной оказывают тормозящее действие. Глазодвигательного нерва – содержат волокна, иннервирующие сфинктер и глазные мышцы. Блокового нерва – снабжают нервами косую мускулу органа зрения. Черное вещество – окрас связан с пигментом меланином. Нейроны этого веществ сами синтезируют дофамин. Координируют мышцы лица, мелкие движения. Красные ядра среднего мозга – активируют нейроны мышц-сгибателей и мышц-разгибателей

Роль красных ядер

Роль их заключается в том, чтобы обеспечить переход эфферных сигналов от самого ядра до других нейронов по специальному пути. После успешного прохождения сигнала, двигательные мышцы конечностей получают всю необходимую информацию. Через специальный тракт, красные ядра помогают упростить начало процесса активной работы мотонейронов, а также нейроны способствуют регуляции моторных способностей спинного мозга.

Но что же будет, если произойдет повреждение этого пути? После нарушений связей с красным ядром среднего мозга начинают развиваться ниже представленные синдромы, которые чреваты в большинстве случаев смертью.

Профилактика патологий

Мозг без интеллектуальной деятельности и физических нагрузок не может функционировать правильно. Обычно сбои в работе ЦНС наблюдаются у людей старше 70 лет. Но заболевания данной группы диагностируют у тех, кто после выхода на пенсию перестает поддерживать свое здоровье и вести здоровый образ жизни. Однако, бывают и врожденные патологии в среднем мозге, заболеть можно в любом возрасте.

Полезно узнать: Функции и строение моста головного мозга, его описание

Регулярно заниматься спортом в меру физических возможностей, гулять на свежем воздухе, делать гимнастику по утрам. Отказаться от табака и спиртных напитков. Перейти на здоровое питание, употреблять как можно больше свежих овощей и фруктов. Не есть продукты с консервантами и эмульгаторами. Тренировать ум – для этого можно читать книги, решать кроссворды, играть в шахматы, получать новые знания в интересующей области.

Избавиться от авитаминоза – принимать витамины и антиоксиданты. Поскольку мозг на 60% состоит из жиров, нельзя отказываться от масла, но оно должно быть натуральным. К примеру, отлично подойдет оливковое. Избегать стрессовых ситуаций. Не заниматься монотонной работой слишком часто, делать перерывы, переключаясь на другие занятия. Следить за уровнем АД – гипертония может стать причиной инсульта.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Полосатое тело помогло диагностировать шизофрению автоматически

Ang Li et al. / Nature Medicine, 2020
Ученые из Китая разработали алгоритм, который на основании особенностей активности полосатого тела диагностирует шизофрению с точностью более 80 процентов.

• Симптомы нарушения работы базальных ядер
• Диагностика и прогноз патологии
• Что собой представляют базальные ядра
• Ствол мозга
• Как развивается средний мозг
• Физиология
• Патологии при поражении
• Функции
• Патологические состояния базальных ядер

Также этот анализ позволяет прогнозировать восприимчивость пациента к терапии антипсихотическими препаратами.

Аномалии функционирования полосатого тела коррелируют с работой дофаминергическиой системы и экспрессией генов, которые связаны с риском развития шизофрении. в журнале Nature Medicine

.

Диагностирование шизофрении осложняется очень широкой симптоматикой и тем, что причины этого заболевания изучены слабо. Основная гипотеза о механизме шизофрении заключается в нарушении дофаминового баланса.

Дофамин — нейромедиатор с широким спектром функций, он тесно связан с системой поощрения в мозге.

При шизофрении в основном назначают антипсихотики, которые блокируют дофаминовые рецепторы и снижают активность этого медиатора.

Ученые полагают, что структура, которая играет центральную роль в развитии шизофрении — это полосатое тело, — группа базальных ядер полушарий головного мозга. У больных в этой структуре зачастую повышена дофаминергическая активность.

Ань Ли (Ang Li) и его коллеги из Китайской академии наук решили использовать аномалии функционирования полосатого тела как маркер для диагностики шизофрении. Для этого провели фМРТ мозга 560 больным шизофренией и 540 здоровым людям.

Затем ученые обучили классификатор на основе метода опорных векторов определять диагноз (здоров или болен шизофренией) по трем характеристикам работы полосатого тела: амплитуде низкочастотных колебаний, активности связей внутри полосатого тела и с внешними структурами мозга (всего более 12 тысяч элементов).

Кроме того, ученые провели перекрестную проверку алгоритма, протестировав его на данных из разных медицинских центров и разных аппаратов МРТ.

Также вычислили и коэффициент аномальности полосатого тела для пациентов с другими психическими заболеваниями.

Ученые проверили, связаны ли отклонения работы полосатого тела с повышением активности дофаминергической системы и с экспрессией генов, которые ассоциируют с шизофренией.

Для этого использовали результаты позитронно-эмиссионной томографии и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии здоровых добровольцев. Также проанализировали данные об активности 43 генов, которые связаны с шизофренией.

Пространственную экспрессию маркеров дофаминергичекой системы и выбранных генов сравнили с распределением амплитуд низкочастотных колебаний в полосатом теле.

Исследователи обнаружили ряд различий в работе полосатого тела между людьми с шизофренией и здоровыми добровольцами. Например, у больных была увеличена амплитуда низкочастотных колебаний, а также отличались (по сравнению с контрольной группой) связи полосатого тела с другими областями.

Алгоритм, который обучили на этих данных, отличал больных шизофренией с точностью более 80 процентов. Показатель не отличался от контрольных групп для всех исследованных психических заболеваний кроме биполярного расстройства — у людей с таким диагнозом коэффициент был ниже, чем в контроле.

Ang Li et al. / Nature Medicine, 2020

Различия во внешних проекциях стриатума больных шизофренией и здоровых людей. Синий – проекции у больных были выражены слабее, красный – сильнее

Ang Li et al. / Nature Medicine, 2020

Коэффициент аномальности полосатого тела значительно различался среди больных. Оказалось, что этот показатель связан с восприимчивостью к лечению антипсихотическими препаратами. Это наблюдение может помочь индивидуально подбирать терапию, так как зачастую невосприимчивость к антипсихотикам обнаруживают только после неудачи с несколькими препаратами и их концентрациями.

Как маркеры дофаминергической системы, так и гены, которые связаны с риском шизофрении, были активны в тех же зонах полосатого тела, в которых амплитуда низкочастотных колебаний была высока. Значит, оба эти механизма могут лежать в основе изменений активности полосатого тела при шизофрении.

Ученые давно ищут структурные и молекулярные особенности мозга, характерные для шизофрении. Выявили всего 413 генов, которые связаны с этим заболеванием.

Кроме полосатого тела, в участии в развитии шизофрении подозревают мозолистое тело, а изменения эта болезнь вызывает и в ряде других отделов мозга.

Подробно про шизофрению, ее причины, симптомы и лечение можно почитать в материале «Безумие в наследство» (здесь его продолжение).

Алиса Бахарева

Анатомия

Это удлиненное колбасовидное образование простирается в покрышке ножки мозга от гипоталамуса промежуточного мозга до нижнего двухолмия, где от него начинается важный нисходящий тракт, tractus rubrospinal , соединяющий красное ядро с передними рогами спинного мозга. Пучок этот после выхода из красного ядра перекрещивается с аналогичным пучком противоположной стороны в вентральной части срединного шва — вентральный перекрест покрышки . Красное ядро содержит пигмент, в состав которого входит железо , придающий ему специфический цвет.

Физиология

Nucleus ruber

является весьма важным координационным центром экстрапирамидной системы , связанным с остальными её частями. К нему проходят волокна от мозжечка в составе верхних ножек последнего после их перекреста под крышей среднего мозга , вентрально от
aqueductus cerebri
, а также от
pallidum
— самого нижнего и самого древнего из подкорковых узлов головного мозга, входящих в состав экстрапирамидной системы. Благодаря этим связям мозжечок и экстрапирамидная система через посредство красного ядра и отходящего от него tractus rubrospinal оказывают влияние на всю скелетную мускулатуру в смысле регуляции бессознательных автоматических движений. Красное ядро имеет проекции к моторным ядрам спинного мозга, ведающим движением передних и задних конечностей и находится под контролем коры головного мозга .
Nucleus ruber
— важная промежуточная инстанция интеграции влияний переднего мозга и мозжечка при формировании двигатальных команд к нейронам спинного мозга .

Участие в кортикорубральном тракте

Красное ядро получает большое число нервных волокон непосредственно от первичной моторной коры через кортикорубральный тракт, а также множество коллатералей от кортикоспинального тракта , когда он проходит через средний мозг . Эти волокна формируют синапсы в нижней, крупноклеточной (магноцеллюлярной) части красного ядра, где находятся крупные нейроны, по размерам схожие с клетками Беца в моторной коре. Эти нейроны дают начало руброспинальному тракту, который переходит на противоположную сторону в нижней части ствола мозга и спускается в боковые столбы спинного мозга, следуя в непосредственной близости к кортикоспинальному тракту и впереди него .

Функции красных ядер

Главная их функция заключается в том, чтобы обеспечить связь и переход информации, поступающей от мозжечка и головного мозга, точнее его коры, во все низлежащие структуры. В некотором смысле это можно назвать регуляцией бессознательных автоматических движений. Кроме главной функции, красные ядра выполняют другие, не менее важные задачи:

• Обеспечение открытого пути между экстрапирамидной системой и спинным мозгом.
• Поддержка активной работы всех скелетных мышц тела.
• Координация движений вместе с мозжечком.
• Контроль автоматических движений, например, изменение положения тела во сне.

Патофизиология

При поражении красного ядра и его путей у животного развивается так называемая децеребрационная ригидность. При повреждениях красного ядра возникают различные типы синдромов:

Синдром Клода — альтернирующий синдром при локализации патологического очага в покрышке среднего мозга, обусловленный поражением нижней части красного ядра, через которую проходит корешок III нерва, а также денто-рубральных связей, проходящих через верхнюю ножку мозжечка . На стороне патологического процесса – признаки поражения глазодвигательного нерва (птоз верхнего века, расширение зрачка, расходящееся косоглазие), а на противоположной стороне – интенционное дрожание, гемиатаксия , мышечная гипотония . Описал в 1912 г. французский невропатолог Н.Claude .

Синдром Бенедикта — (M. Benedict, 1835-1920, австрийский невропатолог) альтернирующий синдром возникает при поражении среднего мозга на уровне красного ядра и мозжечково-красноядерного пути: сочетание паралича глазодвигательного нерва на стороне поражения с хореоатетозом и интенционным дрожанием на противоположной стороне .