Головной мозг человека представляет собой уникальную сложно устроенную систему. За счет нее организм не только может координировать работу всех органов и заставлять работать их как единое целое. Деятельность высокоорганизованных церебральных структур позволяет человеку являться социальным существом, способным к обучению и познанию, проявлять многоуровневые эмоции, иметь собственное суждение о происходящем вокруг. В большей степени это определено значительным развитием коры больших полушарий и ряда подкорковых образований, составляющих понятие передний мозг (или prosencephalon).
Передний мозг является наиболее ростральным церебральным отделом и включает в свое строение две гемисферы с серым веществом коры, субкортикальными структурами и нервными волокнами-проводниками.
Функции переднего мозга включают высшую психическую деятельность, сложные рефлекторные акты, способность к познанию, особенности эмоциональных реакций человека и его социализацию. Более того, церебральные структуры передних отделов могут предопределить, какие особенности характера и темперамента будут присущи индивиду.
В процессе онтогенеза передний мозг формируется на стадии трех мозговых пузырей уже на 3-4 неделе эмбрионального развития. Это происходит путем отчленения его от среднего мозга (mesencephalon).
Ближе всего к спинному мозгу расположен мозговой пузырь, дающий начало заднему мозгу (rhombencephalon). Последний в свою очередь дифференцируется на два отдела – metencephalon (из которого формируется мост и мозжечок) и myeltncephalon (образующий продолговатый мозг). В некоторых источниках metencephalon ошибочно называют передним мозгом, учитывая, что анатомия этого образования предопределяет его расположение кпереди от продолговатого мозга. Точнее будет рассматривать metencephalon как передний отдел заднего мозга.
К концу 4 недели гестации из переднего мозгового пузыря prosencephalon образуются промежуточный (diencephalon) и конечный мозг (telencephalon), а также полость третьего желудочка.
Общие сведения
Образован из переднего конца первичной нервной трубки. В эмбриогенезе делится на 2 части, одна из которых порождает конечный мозг, вторая – промежуточный.
Согласно модели Александра Лурии, состоит из 3-х блоков:
- Блок регуляции уровни активности мозга. Обеспечивает осуществление определённых видов деятельности. Отвечает за эмоциональное подкрепление активности на основе прогнозирования ее результатов (успех – неудача).
- Блок приёма, переработки и хранения входящей информации. Участвует в формировании представления о способах реализации деятельности.
- Блок программирования, регуляции и контроля за организацией психической деятельности. Сравнивает полученный результат с исходным намерением.
Передний мозг принимает участие в работе всех блоков. На основе обработки информации он управляет поведением. Администратор высших психологических функций: восприятия, памяти, воображения, мышления, речи.
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:
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?
Анатомия
Строение живой особи описать непросто. Тем более такой его составляющей, как мозг. Эта существующая в каждом вселенная продолжает скрывать свои тайны. Но это не значит, что в них не стоит разбираться.
Развитие
Передний мозг формируется на 3-4 неделе пренатального развития. К концу 4 недели эмбриогенеза из переднего мозгового пузыря образуются конечный и промежуточный мозг, полость третьего желудочка.
Промежуточный мозг
Состоит из таламической и гипоталамической областей, которые располагаются по бокам третьего желудочка между полушариями и средним мозгом.
Таламическая область объединяет:
- таламус – яйцевидное образование, расположенное глубоко под корой больших полушарий. Древнейшее, самое крупное (3-4 см) образование промежуточного мозга;
- эпиталамус разместился над таламусом. Знаменит тем, что в нем расположен эпифиз. Раньше полагали, что здесь живёт душа. Йоги связывают эпифиз с седьмой чакрой. Разбудив орган, можно открыть «третий глаз», став ясновидящим. Железа малюсенькая, всего 0,2 г. Но польза для организма огромная, хотя ранее считалась рудиментом;
- субталамус – образование, расположенное ниже таламуса;
- метаталамус – тела, расположенные в задней части таламуса (ранее считались отдельной структурой). Вместе со средним мозгом определяют работу зрительного и слухового анализаторов;
Гипоталамическая область включает:
- гипоталамус. Расположен под таламусом. Весит 3-5 г. Состоит из специализированных групп нейронов. Связан со всеми отделами. Управляет гипофизом;
- заднюю долю гипофиза – центрального органа эндокринной системы массой 0,5 г. Расположен в основании черепа. Задняя доля вместе с гипоталамусом образуют гипоталамо-гипофизарный комплекс, управляющий деятельностью эндокринных желёз.
Конечный мозг
Объединяет:
- покрытые корой полушария. Кора появилась на поздних этапах развития животного мира. Занимает половину объёма полушарий. Поверхность ее может превышать 2000 см2;
- мозолистое тело – нервный тракт, соединяющий полушария;
- полосатое тело. Расположено сбоку от таламуса. На срезе имеет вид повторяющихся полос белого и серого вещества. Содействует регуляции движений, мотивации поведения;
- обонятельный мозг. Объединяет структуры, различные по назначению, возникновению. Среди них центральный отдел обонятельного анализатора;
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.
Анатомические особенности
Промежуточный
Таламус похож на яйцо серо-коричневого цвета. Структурная единица – ядра, которые классифицируются по функциональному и композиционному признакам.
Эпиталамус состоит из нескольких единиц, самая известная из которых — серовато-красноватого цвета эпифиз.
Субталамус – небольшая область из ядер серого вещества, соединённых с белым.
Гипоталамус состоит из ядер. Их около 30. Большинство парные. Классифицируются по месторасположению.
Задняя доля гипофиза. Гипофиз – образование округлой формы, месторасположение — гипофизарная ямка турецкого седла.
Конечный
Объединяет полушария, мозолистое и полосатое тела. Наибольший по объёму отдел.
Полушария покрыты серым веществом толщиной 1-5 мм. Масса полушарий составляет около 4/5 массы головного мозга. Извилины и борозды значительно увеличивает площадь коры, содержащей миллиарды нейронов и нервных волокон, выстроенных по определённому порядку. Под серым веществом лежит белое — отростки нервных клеток. Около 90% коры имеет типичное шестислойное строение, где нейроны связаны через синапсы друг с другом.
С точки зрения филогенеза кору полушарий делят на 4 типа: древняя, старая, промежуточная, новая. Основную часть коры у человека составляет неокортекс.
Мозолистое тело по форме напоминает широкую полосу. Состоит из 200—250 миллионов нервных волокон. Самая большая конструкция, соединяющая полушария.
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.
Функции
Миссия – организация психической деятельности.
Промежуточный
Участвует в координации работы органов, регулировании движения тела, поддержании температуры, метаболизма, эмоционального фона.
Таламус. Главная задача – сортировка информации. Работает как реле – обрабатывает и направляет в мозг данные, поступающие от рецепторов и проводящих путей. Таламус влияет на уровень сознания, внимания, сон, бодрствование. Поддерживает функционирование речи.
Эпиталамус. Взаимодействие с другими структурами происходит посредством мелатонина – гормона, вырабатываемого эпифизом в тёмное время суток (поэтому не рекомендуется спать при свете). Производное серотонина – «гормона счастья». Мелатонин – участник регуляции суточных ритмов, являясь природным снотворным, влияет на память и когнитивные процессы. Воздействует на локализацию кожных пигментов (не путать с меланином), половое созревание, подавляет рост ряда клеток, включая раковые. Через связи с базальными ядрами эпиталамус участвует в оптимизации двигательной активности, через связи с лимбической системой – в регуляции эмоций.
Субталамус. Контролирует мышечные ответы организма.
Гипоталамус. Образует с гипофизом функциональный комплекс, руководит его работой. Комплекс управляет эндокринной системой. Вырабатываемые ее гормоны помогают справляться с дистрессом, поддерживают гомеостаз.
В гипоталамусе расположены центры жажды и голода. Отдел координирует эмоции, поведение человека, сон, бодрствование, терморегуляцию. Здесь найдены сходные по действию с опиатами эндорфины, которые помогают перенести боль.
Конечный мозг
Полушарии
Действуют совместно с подкорковыми структурами и мозговым стволом. Основное предназначение:
- Организация взаимодействия организма с окружающей средой через его поведение.
- Консолидация организма.
Мозолистое тело
На мозолистое тело обратили внимание после операций по его рассечению при лечении эпилепсии. Операции избавляли от припадков, при этом изменяя личность человека. Было выявлено, что полушарии приспособлены работать независимо. Однако для координации деятельности необходим обмен информацией между ними. Мозолистое тело – основной передатчик информации.
Полосатое тело
- Снижает мышечный тонус.
- Вносит вклад в координацию функционирования внутренних органов и поведение.
- Участвует в становлении условных рефлексов.
Обонятельный мозг объединяет центры, контролирующие обоняние.
Кора больших полушарий
Руководитель психических процессов. Управляет чувствительными и двигательными функциями. Состоит из 4-х слоев.
Древний слой отвечает за элементарные ответы (например, агрессию), характерные человеку и животным.
Старый слой участвует в формировании привязанности, заложении основ альтруизма. Благодаря слою мы веселимся или гневаемся.
Промежуточный слой — образование переходного типа, так как модификация старых образований в новые осуществляется постепенно. Обеспечивает активность новой и старой коры.
Новая кора концентрирует информацию от подкорковых структур и ствола. Благодаря ей живые существа мыслят, разговаривают, помнят, творят.
5 церебральных долей
Затылочная доля – центральный отдел зрительного анализатора. Обеспечивает распознавание зрительных образов.
Теменная доля:
- управляет движениями;
- ориентирует во времени и пространстве;
- обеспечивает восприятие информации от кожных рецепторов.
Благодаря височной доле живые существа воспринимают многообразие звуков.
Лобная доля регулирует произвольные процессы, движения, моторную речь, абстрактное мышление, письмо, самокритику, координирует работу других областей коры.
Островковая доля отвечает за становление сознания, формирование эмоционального отклика и поддержку гомеостаза.
Взаимодействие с другими структурами
Головной мозг в ходе онтогенеза созревает неравномерно. При рождении сформированы безусловные рефлексы. По мере созревания особи развиваются условные рефлексы.
Отделы головного мозга анатомически-функционально взаимосвязаны. Ствол совместно с корой участвуют в подготовке и реализации различных форм поведения.
Взаимодействие таламуса, лимбической системы, гиппокампа помогает воспроизводить образ событий: звуки, запахи, место, время, пространственное расположение, эмоциональный окрас. Взаимосвязи таламуса с областями височной доли коры способствуют узнаванию знакомых мест, предметов.
Таламус, гипоталамус, кора имеют обоюдные связи с продолговатым мозгом. Таким образом, продолговатый мозг вносит вклад в оценку активности рецепторов и нормализацию деятельности опорно-двигательного аппарата.
Кооперация ретикулярной формации ствола и коры вызывает возбуждение или торможение последней. Сотрудничество ретикулярной формации продолговатого мозга и гипоталамуса обеспечивает работу сосудодвигательного центра.
Рассмотрев строение и назначение, мы на шаг приблизились к пониманию живой сущности.
Мозг человека — это чрезвычайно сложная система. Благодаря этому органу люди достигли того уровня развития, который наблюдается сейчас. Что же он собой представляет?
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.
