Головной мозг человека

Материал из «Знание.Вики»
Головной мозг человека
лат. Encephalon
Rotating brain colored.gif
Система Центральная нервная
Кровоснабжение Артериальная система мозгового кровоснабжения образуется из двух сосудистых бассейнов: каротидного и вертебро-базиллярного
Венозный отток Отток венозной крови от мозга и его оболочек осуществляется во внутреннюю яремную вену – продолжение сигмовидного синуса
Каталоги
MeSH?—Gray?

Головно́й мозг (лат. encephalon, греч. ἐγκέφαλος) — интегративный высший отдел центральной нервной системы человека, состоящий из нескольких частей и осуществляющий контроль сознательной и бессознательной компонент жизнедеятельности человека[1].

Головной мозг располагается в мозговом черепе, благодаря чему форма органа в общих чертах повторяет очертания полости: верхняя поверхность выпуклая и повторяет свод черепа, нижняя поверхность — уплощена. В головном мозге выделяют, ствол головного мозга (лат. trunsus encephali), мозжечок (лат. cerebellum) и большой мозг (лат. cerebrum). Каждый из отделов функционально, анатомически и гистологически взаимосвязаны и определяют интегративность координирующей роли центральной нервной системы. Границей между спинным и головным отделами центральной нервной системы принято считать большое затылочное отверстие черепа[1].

В эмбриональное развитие мозг человека формируется ка расширение полости нервной трубки, сопровождающееся изгибами с формированием конечных отделов органа. Это сопровождается[2] образованием комплекса полостей (желудочков) и формированием сосудистых сплетений, продуцирующих спинномозговую жидкость (ликвор)[3].

Аналогично спинному мозгу, головной имеет оболочки и изолирован от кровеносной системы гематоэнцефалическим барьером. Функционально артериальное кровоснабжение головного мозга, осуществляется из двух бассейнов (позвоночной и внутренней сонной артерии), формирующих круг соединений (анастомозов) кровоснабжения головного мозга (Веллизиев круг). Такая система обеспечивает адекватное кровоснабжение отделов головного мозга при нарушении кровотока[2] в одной из артерий. Венозный отток осуществляется по системе венозных синусов, уникальных по строению дренажных сосудов, способствующих регуляции внутричерепного давления за счёт оттока постоянно формирующегося ликвора[3].

Характерной особенностью головного мозга является наличие функционально-анатомической связи с органами чувств, структурами лица (мышцы и кожа), внутренними органами за счёт черепно-мозговых нервов. Координирующую функцию головного мозга во многом определяет гистологическое разнообразие в клеточном составе с формированием активных центров возбуждения и торможения, а также наличием тесной связи с эндокринной системой[4]. Эволюционного развития головного мозга человека при антропогенезе связано с регуляцией не только главных жизненно важных функ­ций ор­га­низ­ма, нос и поведенче­ски­ми ре­ак­ция­ми, па­мя­ти и выс­шей нерв­ной дея­тель­ноью в целом[5].

По своей массе он в 50 раз превосходит спинной мозг. Масса головного мозга человека равняется в среднем 1375 грамм (колеблется от 1000 до 2200 грамм, при этом у женщин его вес в среднем достоверно меньше). Зависимость между массой и степенью одарённости данного человека не установлена[6]. Среди высокоодарённых людей встречаются люди как с большой, так и с малой массой мозга. Например, мозг Ивана Сергеевича Тургенева весил более 2000 грамм, а мозг Анатоля Франса — около 1000 грамм[7].

Развитие головного мозга

Внутриутробное развитие нервной системы человека начинается через 13 дней после оплодотворения, головной мозг формируется на 7 неделе в виде утолщения нервной трубки. Стенки нервной трубки утолщаются неравномерно, что определяет появление трёх первичных мозговых пузырей: ромбовидного, среднего и переднего[8]. Параллельное с развитием головного мозга происходит формирование черепа, что способствует возникновению изгибов: шейного, мостового и среднемозгового. Шейный изгиб со временем исчезает, мостовой изгиб разделяет отделы ствола и заднего мозга, среднемозговой изгиб сохраняется и формирует основу для последующего разделения и увеличения объёма промежуточного мозга и больших полушарий[9].

Следующей стадией развития головного мозга является стадия пяти мозговых пузырей, в которой ромбовидный и передний разделяются на две части с формированием основы будущих конечных отделов. Из стенок ромбовидного пузыря формируется продолговатый, мост и мозжечок, из переднего — промежуточный мозг, полушария переднего мозга, средний мозг остаётся без изменений. Эти глобальные изменения происходят на фоне активного развития нервной ткани головного мозга во всех отделах без исключения[3].

Очерёдность созревания и функциональной полноценности отделов определяется физиологической необходимостью. Так, первыми формируются системы продолговатого мозга, моста и среднего мозга, в том числе черепных нервов, которые определяют постоянство внутренней среды организма, регуляция обменных процессов, формирование сосательного рефлекса. К 6-7 месяцам внутриутробного развития мост завершает полноценное формирование центров равновесия[3].

Мозг четырёхнедельного эмбриона

Под воздействием центров равновесия, созревающих на начальном этапе, происходит развитие эволюционно более новых систем, формируются нейронные ансамбли и функциональные связи нейронов. Интересным является факт несоблюдения филогенетического порядка в развитии головного мозга, эволюционно более новые структуры формируются раньше старых, например, структуры больших полушарий. В эмбриогенезе у человека новая кора закладывается раньше старой и древней коры, но последние развиваются быстрыми темпами и достигают максимальной площади и развития. Последующее ускоренное развитие новой коры смещает сформировавшиеся центры старой и древней коры, часть из которых даже редуцируется (прогрессивно уменьшается в размерах). В структуре новой коры первыми формируются системы, функционально связанные с более древними центрами, например, лимбическая система, ассоциированная с обонянием. В то же время кора затылочной доли, как центр зрительного анализатора, закладывается на шестом месяце, а полное её созревание происходит к 7 годам[10].

На протяжении внутриутробного и внеутробного периодов развития происходи активное формирование нейронных связей, сопровождающееся изменениями на гистологическом уровне в виде активного участия глиальных клеток, как структур, способствующих повышению эффективности функциональных связей — миелинизация отростков нервных клеток[10].

У двухмесячного плода она равна примерно 3 грамм. За период до 3 месяцев масса мозга увеличивается примерно в 6 раз и составляет 17 грамм, к 6 месяцам — ещё в 8 раз: −130 грамм. У новорождённого масса мозга достигает: 370 грамм — у мальчиков и 360 грамм — у девочек. К 9 месяцам происходит её удвоение: 800 грамм. К 3 годам масса мозга увеличивается втрое. К 7 годам она достигает 1260 грамм — у мальчиков и 1190 грамм — у девочек. Максимальная масса мозга достигается в третьем десятилетии жизни. В старших возрастах она снижается[11].

Неблагоприятные факторы беременности (стресс, инфекции, соматические заболевания, вредные привычки и многое другое), несомненно, оказывают существенное влияние на развитие головного мозга, что может приводить к нарушениям неврологического и психического состояния не только в детском возрасте, но и более поздних периодах[11].

Строение головного мозга

На основании эмбрионального развития головной мозг делят на отделы, которые принято рассматривать от границы со спинным мозгом (большого затылочного отверстия)[12][13]:

Ромбовидный мозговой пузырь, разделяющийся в эмбриогенезе на два в конечном итоге образует:

Средний мозговой пузырь является зачатком среднего мозга.

Передний мозговой пузырь формирует:

Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (лат. myelencéphalon, medúlla oblongáta) является продолжением спинного мозга, сверху граничит с мостом. Этот отдел является частью ствола головного мозга[1]. Анатомическое строение частично напоминает анатомию спинного мозга: глубокая щель разделяет переднюю поверхность, по задней поверхности разделение на половины осуществляется менее глубокой бороздой[3]. В отличие от спинного мозга, продолговатый мозг, как отдел, подвергающийся в эмбриогенезе значительным изменениям, расширяется в верхней части. По задней поверхности в широком отделе продолговатого мозга полость центрального канала, продолжающегося из спинного мозга, вскрывается и трансформируется в часть дна четвёртого желудочка (одна из полостей головного мозга). Из-за анатомического расширения продолговатого мозга и соседства с мостом, форма этих отделов напоминает луковицу (лат. bulbus)[14][1][3].

Нарушения, связанные со структурами продолговатого мозга и моста в клинике называют бульбарными, представляют собой комплекс симптомов, который включает изменение звучности голоса (дисфонию), затруднения при глотании (дисфагию), замедленность речи, нарушение артикуляции (дизартрию), то есть симптомы, связанные с вовлечением мускулатуры языка, глотки, гортани и мягкого нёба[14][1][3].

Транзитом через продолговатый мозг проходят пути (тракты), проводящие импульсы из спинного мозга в головной мозг (восходящие) и из головного мозга в спинной (нисходящие)[1]. Среди этих путей выделяют два тракта, которые имеют либо переключение на ядрах (центрах) продолговатого мозга (путь мышечно-суставной чувствительности), либо переходят на противоположную сторону с разделением на две части (путь двигательной активности (пирамидный путь)[3]. Вследствие тесного развития продолговатого мозга с формированием иннервации внутренних органов и головы и шеи, данный отдел имеет центры (ядра) четырёх черепно-мозговых нервов: подъязычного, добавочного, блуждающего и языкоглоточного. В структуре продолговатого мозга располагается ретикулярная формация, которая начинается в верхних сегментах шейного отдела спинного мозга и представляет собой сеть нейронов с масштабными связями со всеми отделами головного мозга и широким спектром функций[14].

Средняя длина продолговатого мозга равна примерно 25 миллиметрам, наибольшая ширина у основания приблизительно равна 22 миллиметрам, толщина достигает 14 миллиметров, а средняя масса составляет около 6 грамм[8].

Мост

Мост (лат. pons) — самая бо́льшая часть ствола головного мозга, расположенная над продолговатым мозгом и ниже среднего мозга . Этот отдел анатомически и функционально определяет связь между головным мозгом и мозжечком, что отражается в названии отдела. На передней поверхности моста визуализируются поперечные волокна, которые одновременно являются средними ножками мозжечка[8]. Задняя поверхность моста является верхней половиной дна четвёртого желудочка (полость головного мозга). Внутреннее строение моста характеризуется присутствием центров равновесия и слуха (предвернно-слуховой нерв), а также лицевого, отводящего и тройничного нервов. Именно в мосту располагается начальный отдел слухового анализатора. Вестибулярные центры (ядра) характеризуются обильными связями не только с мозжечком, но и конечным мозгом, вегетативными центрами продолговатого мозга и моторными ядрами спинного мозга[15].

Мозжечок

Мозжечок (лат. cerebellum) — отдел заднего мозга лат. pons), располагающийся на уровне, но позади моста. Такое расположение определяет анатомическую функцию мозжечка как крышу четвёртого желудочка головного мозга. Относительно полушарий конечного мозга мозжечок располагается непосредственно ниже затылочной и височной долей конечного мозга[1]. Он отделён от этих долей намётом мозжечка, плотным слоем твёрдой мозговой оболочки. Исследователи отмечали сходство мозжечка с конечным мозгом, но меньших размеров, что отражено в названии отдела «маленький мозг». Аналогично конечному мозгу, мозжечок имеет два полушария, связанных между собой узкой срединной частью (червём, лат. vermis)[4]. По внутреннему строению мозжечок также напоминает полушария конечного мозга с наружным расположением коры из серого вещества, внутренним — белым веществом с наличием активных центров (ядер). В отличие от полушарий, структуру коры и белого вещества характеризует стереотипность строения вне зависимости от местоположения той или иной зоны проекции тела[16].

Внутренние скопления серого вещества (ядра) в толще белого вещества мозжечка сконцентрированы в четыре группы[15]:

Характерной особенностью мозжечка является наличие трех пар ножек — анатомических связей с отделами ствола головного мозга[16]:

  • верхние ножки связаны со средним мозгом;
  • средние — с мостом;
  • нижние — с продолговатым мозгом.

В ножках мозжечка располагаются волокна, определяющих тесную связь коры мозжечка и его ядер не только со структурами ствола, но и с конечным мозгом[8].

Средний мозг

Средний мозг (лат. mesencephalon) — отдел ствола мозга, который не подвергается глобальным изменениям в период эмбриогенеза. Анатомически это проявляется тем, что полостью среднего мозга является водопровод, соединяющий третий и четвёртый желудочки головного мозга и окружённый серым веществом. Сформированный в эмбриогенезе среднемозговой изгиб сохраняется, что определяет формирование угла между верхнележащими отделами (промежуточный мозг и конечный мозг) и ниже лежащими отделами (задний и продолговатый мозг). Это определяет изменения в описании анатомических отделов среднего мозга. Выше плоскости водопровода располагается крыша среднего мозга, ниже — ножки[16].

Ножки среднего мозга разделены на две части чёрной субстанцией (чёрное ядро) на покрышку и основание. Основание ножек визуализируется на основании головного мозга с углублением между ними. В целом конфигурация ствола головного мозга в виде расширения продолговатого мозга и моста, последующее разделение на уровне среднего мозга на ножки, соединяющееся с промежуточным мозгом массивные полушария объясняет исторически логику названий анатомических структур головного мозга[15].

Крыша среднего мозга разделена на четыре возвышения (холмики) разделённые бороздами: верхние и нижние. Эти образования являются активными центрами слухового (нижние холмики) и зрительного (верхние холмики) анализаторов[16]. Околоводопродное серое вещество среднего мозга является местоположением ядер двух нервов, определяющих моторику глаз: глазодвигательного и блокового. Близкое соседство центров слуха и зрения и контроля моторики глаз формирует основу древнего сторожевого рефлекса на громкий звук, вспышку света, запах сочетанным поворотом головы и глаз[14].

В структурах покрышек среднего мозга располагаются восходящие чувствительные пути (тракты): болевой, тактильной, мышечно — суставной чувствительности тела и головы, а также слуха[8]. Кроме этого, покрышки среднего мозга являются местоположением красного ядра — скопления нейронов, имеющих связи с филогенетически древними центрами конечного мозга, мозжечка и моторными центрами черепных нервов ствола мозга и спинного мозга[17].

В основании ножек мозга находятся нисходящие пути от полушарий конечного мозга к мосту и двигательным нейронам черепных нервов, иннервирующих мышцы головы, а также аналогичным нейронам спинного мозга, определяющих двигательную активность нашего тела[8].

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг (лат. diencephalon) это центральный отдел переднего мозга, располагающийся над средним мозгом. Он делится на четыре основные структуры[1]:

Центральная парная часть промежуточного мозга таламус (зрительный бугор) — яйцевидной формы образования представляют собой концентрацию нейронов, получающих импульсы за некоторым исключением от всех видов чувствительности. Кроме этого, многочисленные нервные волокна соединяют таламус с корой головного мозга. Полость между долями таламуса образует третий желудочек головного мозга[1].

Непарное образование эпиталамус, расположенный сверху и сзади от таламусов, образован эндокринной железой, эпифизом соединениями её с таламусом в виде поводков. Эпифиз (шишковидная железа) — орган эндокринной системы, определяющий активность организма в ответ на освещённость сетчатки. Поводки кроме соединительной и фиксирующей функции нервных волокон имеют в своей структуре активные нейроны[4].

Непарный отдел промежуточного мозга гипоталамус располагается снизу от таламусов и образует дно третьего желудочка. Воронкообразная полая форма гипоталамуса имеет в стенках активные центры с нейронными связями со стволом головного мозга и полушариями. Верхушка воронки гипоталамуса заканчивается ножкой, фиксирующей гипофиз. Такой анатомический комплекс определяет функцию гипоталамуса как центра вегетативной иннервации и регуляции эндокринной системы[8].

Парные структуры эпиталамуса представлены коленчатыми телами в виде возвышений по две под каждым таламусом. Анатомически и функционально коленчатые тела связаны со структурами крыши среднего мозга (верхними и нижними холмиками). Это определяет участие коленчатых тел в проведении импульсов слухового и зрительного анализаторов[9].

Конечный мозг

Конечный мозг представляет собой комплекс из отделов, развитых в эволюционно, различные периоды:

  • обонятельный мозг — древняя часть
  • базальные ядра — старая часть
  • кора полушарий — новая часть

В структуру конечного мозга входят два полушария, соединённых между собой мозолистым телом. В свою очередь комплекс полушарий представлен серым и белым веществом. Серое вещество покрывает белое вещество в виде коры (плаща) с образованием борозд и извилин.

Доли полушарий головного мозга: оранжевый — лобная, жёлтый — теменная, зелёный — височная, красный — затылочная.

Анатомически и функционально кора больших полушарий делится на доли, которые по названию соответствуют костям черепа:

  • лобная
  • теменная
  • височная
  • затылочная
  • островок

Островок — это пятая доля полушарий, погруженная в толщу полушарий и примыкающая к боковой поверхности таламуса, снаружи она не видна. Такое расположение формируется на стадии эмбриогенеза во время неравномерного развития коры больших полушарий. Являясь наиболее древней структурой коры, островковая доля тесно связана с лимбической системой анатомически и функционально.

Отличительной чертой коры больших полушарий является неоднородность клеточного состава на каждом участке, что обуславливает функциональную специализацию каждой доли.

Белое вещество головного мозга: синий — комиссуральные (соединительные) волокна мозолистого тела; красный — короткие ассоциативные волокна; фиолетовый — длинные ассоциативные волокна; зелёный — проекционные волокна

Белое вещество больших полушарий представлено тремя видами волокон:

  • комиссуральные (соединительные) — образуют взаимосвязь парных участков между полушариями. Кроме общеизвестного мозолистого тела, в переднем мозге соединительные волокна располагаются в структурах промежуточного мозга (межталамические соединения, поводки эпифиза), а также в подкорковых центрах.
  • ассоциативные волокна — соединяют участки коры полушарий: длинные ассоциативные волокна формируют связь между долями, короткие — между извилинами.
  • проекционные волокна — осуществляют связь между отделами центральной нервной системы в виде восходящих путей (трактов) к головному мозгу и нисходящих путей (трактов) от головного мозга.
Базальные ганглии

Базальные ядра (базальные ганглии или ядра, лат. nuclei basales) — парные скопления серого вещества полушарий, примыкающие к таламусу промежуточного мозга, разделены на четыре комплекса волокнами белого вещества и располагаются в соответствии с эволюционным развитием от периферии к центру:

Нейроны базальных ганглиев имеют обширные связи с отделами головного мозга, но не спинного мозга. Исследователи отмечают сходство базальных ганглий с ядрами мозжечка, с которыми их объединяет функциональные характеристики — контроль двигательной активности.

Обонятельный мозг (лат. rhinencephalon) у всех позвоночных, включая человека, эволюционно развивается в тесной связи с обонятельным анализатором, регламентирующий поведенческие реакции во все периоды своего формирования. Так, у рыб почти весь передний мозг является органом обоняния.

Обонятельный мозг

В результате обонятельный мозг человека содержит ряд образований различного происхождения, которые можно разделить на два отдела:

Периферический отдел представлен обонятельным нервом и структурами в полости черепа, формирующими пути импульсов обонятельного анализатора:

Центральный отдел сформирован структурами головного мозга, которые в процессе развития погружаются в толщу полушарий или располагаются на поверхности:

Ликворная система головного мозга

Ликвор (цереброспинальная жидкость) как биологическая среда организма, постоянно циркулирующая в желудочках, ликворопроводящих путях, субарахноидальном пространстве головного и спинного мозга. Цереброспинальная жидкость играет важную роль в обеспечении обменных процессов в центральной нервной системе, поддержании гомеостаза в ткани мозга, а также создаёт определённую механическую защиту мозга. Уравновешивая внутричерепное давления и кровенаполнение мозга, ликвор способствует нормальному функционированию артериальной и венозной сети.

Ликворная система головного мозга.
Желудочки головного мозга: зелёный — центральный канал спинного мозга и начального отдела продолговатого мозга, сиреневый — четвёртый желудочек, красный — водопровод среднего мозга, жёлтый — третий желудочек, голубой — боковые желудочки.

В головном мозге ликворная система представлена четырьмя желудочками и водопроводом, которые являются полостями отделов мозга и развиваются вследствие изменений канала нервной трубки в эмбриогенезе. Каждый желудочек содержит сосудистые сплетения, продуцирующие ликвор.

Четвёртый желудочек (непарный) образован спереди верхним отделом продолговатого мозга и мостом, а сзади прикрыт мозжечком. Особенностью этого желудочка является наличие отверстий и возможность оттока ликвора в субарахноидальное пространство.

Сильвиев водопровод находится в среднем мозге и соединяет четвёртый и третий желудочки.

Третий желудочек располагается между парными образованиями промежуточного мозга (таламусами) и сообщается с боковыми желудочками через отверстие Монро.

История изучения головного мозга

В 1700 годы до н. э. древние египтяне создали первые из дошедших до нас описаний мозга и черепно-мозговых травм и уловили связь между параличом и повреждением головного мозга. Эти заметки вместе с другими медицинскими наблюдениями вошли в сборник историй, известный как «Папирус Эдвина Смита»[18].

В 460—370 годы до н. э. древнегреческий медик Гиппократ предположил, что здоровье и поведение человека зависит от соотношения в теле четырёх жидкостей: крови, флегмы (слизи), жёлтой и чёрной желчи. Отсюда позже возникли названия темпераментов: сангвиник, флегматик, холерик и меланхолик. Гиппократ считал мозг железой, которая служит для удаления лишней жидкости из организма (например, при насморке). В то же время он настаивал, что именно мозг, а не сердце, отвечает за ощущения и интеллект и что в мозге стоит искать причину такой болезни, как эпилепсия[18].

В 335—280 годы до н. э. древнегреческий врач и анатом Герофил (внук Аристотеля) считал мозг центром нервной системы. Он впервые дифференцировал и описал мозжечок и другие отделы головного мозга, а также выделил «чувствительные» и «двигательные» нервы. Эти идеи развил и дополнил его современник Эразистрат[18].

В 177 году древнеримский медик и философ Гален выступил с речью о мозге. Он предположил, что мозжечок отвечает за мышцы, а мозг — за чувства. Гален показал, что мозг связан с остальным телом целой серией нервов: некоторые служат проводниками чувств и ощущений, а другие направляются к мышцам[18].

В 965—1039 годы рабский учёный Альхазен (Ибн аль-Хайсам) провёл аналогию между глазом и камерой-обскурой: свет попадает в неё через единственное отверстие стенке, а затем проецирует на дальней стенке перевёрнутый образ объекта. В 980—1037 годы персидский учёный, философ и врач Авиценна (Ибн Сина) считал, что мозг собирает информацию от разных органов и осмысливает её, и связывал психические расстройства с работой головного мозга и нервной системы[18].

в 1316 году итальянский врач, анатом и профессор хирургии Мондино де Луцци написал первый профессиональный анатомический текст «Анатомия человеческого тела». Там он привёл теорию о том, что мозг разделён на три пузыря: передний отвечает за чувства, средний за фантазии, задний за память[18].

В 1452—1519 годы итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи глубоко интересовался анатомией. Он исследовал мозг в моргах Флоренции, делал зарисовки и даже восковые слепки желудочков мозга. Он также выдвинул гипотезу, что душа человека лежит в перекрёсте зрительных нервов, около третьего желудочка мозга.

В 1543 году основоположник научной анатомии Везалий опубликовал богато иллюстрированную книгу «О строении человеческого тела». Он подробно описал и показал, как устроен мозг и нервная система. Он пришёл к выводу, что все основные нервы берут начало именно в головном мозге, а не в сердце, и исправил многие другие ошибки, которые допускали античные медики. В 1590 году с появлением микроскопа открылись новые способы изучения мозга. Это позволило определить его структуру и характер функционирования его клеток[18].

В 1649 году французский философ, математик и физиолог Рене Декарт в своей работе «Страсти души» описал то, что мы сегодня знаем как рефлекс. Учёный считал, что мозг и тело человека во многом функционирует как механическая система. Импульс от внешнего раздражителя приходит в мозг и автоматически отражается в мышцы, поэтому когда мы обжигаемся, мы непроизвольно одёргиваем руку. В том же трактате Декарт заявил, что шишковидное тело (эпифиз) служит коннектором между душой и телом[18].

В 1658 году швейцарский врач и патологоанатом Иоганн Якоб Вепфер в своей работе «Апоплексия» впервые описал симптомы и причины инсульта и сформулировал понятие о сосудистых заболеваниях мозга. В 1664 году британский анатом, психиатр и физиолог Томас Уиллис опубликовал труд «Анатомия головного мозга», где впервые ввёл термин «неврология». Уиллис пронумеровал и описал все 12 пар черепных нервов и обнаружил структуру, которая отвечает за кровоснабжение мозга. Этот комплекс артерий, виллизиев круг, назван в его часть[18].

В 1719 году итальянский врач и анатом Джованни Баттиста Морганьи доказал, что зрительные нервы перекрещиваются, так как пациент с нарушениями мозга может наполовину лишиться зрения сразу на обоих глазах.

В 1791 году итальянский врач и физик Луиджи Гальвани совершил случайное открытие, которое сделало его «отцом» электрофизиологии. Гальвани обнаружил, что лапы мёртвых лягушек можно искусственно заставить дёргаться с помощью электричества[18].

В 1796 году — Австрийский врач и анатом Франц Йозеф Галль разработал френологию — лженауку, которая связывает особенности психики со строением черепа. Галль считал, что мозг состоит из 27 сегментов, каждый из которых отвечают за определённую характеристику личности. Если эта черта у человека явно выражена, над сегментом мозга вырастает бугор, если недоразвита, в черепе образуется впадина[18].

В 1803 году итальянский анатом Джованни Альдини (племянник Гальвани) продемонстрировал лондонской публике «животное электричество»: он пускал ток по нервам казнённого убийцы, и мёртвое лицо начинало корчиться в гримасах. Скорее всего, именно этот «фокус» вдохновил Мэри Шелли на создание книги о Франкенштейне и монстре, ожившем от удара током[18].

В 1811 году французский физиолог Сезар Жюльен Жан Легаллуа сделал первое открытие, связанное с локализацией функций в мозге. Он обнаружил, что дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, который раньше считался частью спинного мозга. В 1817 году английский врач Джеймс Паркинсон подробно описал «дрожательный паралич» — неврологическое заболевание, которое мы сегодня знаем как болезнь Паркинсона[18].

В 1822 году французский физиолог Франсуа Мажанди установил закономерность в распределении нервов спинного мозга: чувствительные нервы передают сигналы к его задней части, а двигательные, отправляют ответные команды из передней. Чуть раньше к похожим выводам пришёл шотландский анатом Чарльз Белл. Сейчас открытая ими закономерность известна как закон Белла-Мажанди[18].

В 1823 году французский физиолог Мари-Жан-Пьер Флуранс опытным путём доказал, что мозжечок отвечает за двигательные функции, а повреждения разных его отделов ведут к различным нарушениям движений. В 1836—1837 годы микроскопы стали достаточно мощными, чтобы учёные могли рассмотреть клетки мозга. Немецко-швейцарский физиолог Габриэль Густав Валентин создал первое изображение нейрона, а год спустя чешский учёный Ян Эвангелист Пуркине сделал более точный и подробный рисунок[18].

В 1838 году Роберт Ремак описывает безмиелиновое нервное волокно, обнаруживая, что оно не имеет пустот, тем самым разбивает античный миф, существовавший ещё со времен Алкмеона Кротонского, что нервы представляют собой пустые трубки. В 1839 году Теодор Шванн и Маттиас Шлейден формулируют клеточную теорию. Теодор Шванн описывает клетки, отнесенные к глиальным элементам периферической нервной системы. Они имеют нейроэктодермальное происхождение и формируются так же, как и структуры периферической нервной системы[18].

В 1845 году Немецкие учёные братья Вебер открыли тормозящее влияние блуждающего нерва на деятельность сердца. Это положило начало представлению о торможении как особом физиологическом явлении. На следующий год немецкий учёный, один из основоположников клеточной теории Рудольф Вирхов обнаружил глиальные клетки — вспомогательные клетки нервной ткани, которые поддерживают жизнеспособность нейронов[18].

Одно из исторических событий в медицине зафиксировано в США в 1848 году. Вследствие взрыва на железной дороге голова рабочего Фрэнсиса Гейджа была пробита металлическим стержнем. Мужчина потерял большую часть лобной доли которая находилась в левом полушариии. Не смотря на этот факт, он выжил, вернувшись к активному образу жизни. Индивидуальность, характер и его поведение менялись до неузнаваемости. Этот случай дал начало дальнейшему исследованию функций отделов мозга[19].

В 1848 году Эмиль Дюбуа-Реймон установил, что возбужденный участок нерва электроотрицателен по отношению к невозбужденному. В 1850 году Герман фон Гельмгольц эмпирически измеряет скорость прохождения нервного импульса, фиксируя моменты возбуждения двигательного нерва ножной мышцы лягушки и последующей мышечной реакции[18].

В 1848 году в США произошёл один из самых необычных случаев в истории медицины. В результате взрыва при прокладке железной дороги голову рабочего Финеаса Гейджа пробило металлическим ломом. Несмотря на потерю большей части лобной доли левого полушария, мужчина выжил и смог вернуться к активному образу жизни, однако его личность, характер и поведение изменились до неузнаваемости. Случай Гейджа дал толчок к дальнейшему изучению функций разных отделов мозга[18].

В 1856 году Рудольф Вирхов называет клетки глии опорным скелетом и «клеточным цементом», поддерживающим и скрепляющим нервную ткань. Отсюда и название: в переводе с древнегреч. gloiÒj — клей. В 1856 году немецкие учёные Макс Шульце и Конрад Экхард описали сеть нейронов и сенсорных клеток, которые притягивают химические вещества из вдыхаемого воздуха. Их исследования показали, что информация от клеток носовой полости поступает в головной мозг[18].

В 1865 году Отто Дейтерс в своих исследованиях головного и спинного мозга человека, используя метод изоляции, находит, что из многочисленных отростков, отходящих от тела нервной клетки, один всегда идет не делясь, тогда как другие многократно делятся. Неделящийся отросток Дейтерс назвал «нервным» или «осевоцилиндрическим», а делящиеся — «протоплазматическими». Так Дейтерс сумел различить то, что мы сейчас называем аксоном и дендритами[20].

В 1860 году аглийский невролог Джон Хьюлингс Джексон впервые описал апраксию, нарушение, при котором человек не может выполнять целенаправленные действия (например, одеться или заправить кровать), хотя его двигательные навыки сохраняются. Джексон предположил, что мозг работает как некая пирамида, в которой интеллектуальные способности контролируют базовые функции. В 1865 году французский хирург и антрополог Поль Брока обнаружил участок головного мозга, который контролирует моторную организацию речи. При поражении этой области, зоны Брока, речь человека замедляется, он с трудом подбирает слова и может путаться во временах и падежах, но при этом легко понимает других людей[18].

В 1867 году немецкий анатом Густав Швальбе и шведский хирург Отто Лован при исследовании языка обнаружили вкусовые луковицы — комплексы клеток, которые реагируют на вкусовые раздражители. В 1870 году немецкие учёные Эдуард Гитциг и Густав Фритч установили зависимость между определёнными зонами головного мозга и моторными реакциями. Они использовали электричество для стимуляции отдельных участков мозга собаки и наблюдали за тем, какие мышцы сокращаются в ответ[18]. В этих же годах Британский психиатр Генри Модсли в своей работе «Тело и разум» предложил классификацию аффективных расстройств (расстройств настроения) в соответствии с эмоциональными симптомами пациентов. Он выделил три типа таких расстройств: одни ведут к мании, другие к депрессии, третьи к тревожности. Сегодня эти расстройства связывают с химической активностью мозга[18].

В 1872 году вышла работа английского натуралиста Чарльза Дарвина «Выражение эмоций у человека и животных», в которой учёный поднял вопрос о происхождении и развитии мимической активности. Дарвин выделил три принципа эволюции выражения эмоций, один из которых связан со строением нервной системы. В следующем году Итальянский учёный и врач Камилло Гольджи благодаря случайному инциденту разработал метод окрашивания нервной ткани для её изучения под микроскопом. Нервные клетки расположены очень плотно друг к другу, из-за чего было сложно определять их структуру. «Метод Гольджи» позволил окрашивать не всю ткань, а лишь небольшое число клеток и делать их хорошо видимыми[18].

В 1876 году итальянский физиолог Франц Болл при исследовании сетчатки глаз лягушки выделил светочувствительный пигмент, родопсин. Сегодня мы знаем, что это основной зрительный пигмент, который отвечает за адаптацию нашего зрения к темноте. В 1879—1885 годы французский невролог Жан-Мартен Шарко исследовал связь между гипнозом и истерией, которая раньше считалась женской болезнью, связанной с нарушением работы матки. Шарко сделал выводы о психогенной природе этого недуга и связал его с нарушении работы периферической нервной системы. Эксперименты Шарко оказали большое влияние на Зигмунда Фрейда будущего основателя психоанализа[18].

В 1881 годы немецкий физиолог Герман Мунк провёл эксперимент на собаках и сделал выводы о том, как мозг обрабатывает зрительную информацию. Учёный обнаружил, что после повреждения затылочной коры у собак восстанавливалась способность к зрению, но они переставали узнавать хорошо знакомые предметы. Мунк заключил, что зрительная кора накапливает представления о визуальных образах[18].

В 1884 году французский невролог Жорж Жиль де ла Туретт описал расстройство, которое характеризуется непроизвольным подергиванием мышц и голосовыми тиками, такими как цоканье языком. Синдром был назван в честь своего открывателя. В это же время Американский психолог Уильям Джеймс и датский медик Карл Ланге независимо друг от друга пришли к новому пониманию природы эмоций. Они предположили, что эмоции возникают тогда, когда мозг реагирует на физиологические изменения (то есть мы грустим, потому что плачем, а не наоборот)[18].

В 1886 году английский физиолог Дэвид Ферриер с помощью экспериментов над обезьянами доказал наличие моторной коры — области мозга, которая отвечает за планирование, контроль и выполнение произвольных движений. В 1894 году- Был составлен каталог кожных рецепторов, которые отвечают за распознавание широкого спектра стимулов (вибрации, холода и так далее). В тот же период было доказано, что каждый из чувствительных нервов, соединяющихся со спинным мозгом, собирает информацию от специфического участка кожи[18]. В 1893 году  Пауль Флексиг, исследуя процесс формирования миелиновой оболочки нервных волокон головного и спинного мозга, устанавливает последовательность миелинизации в онтогенезе различных участков ЦНС[18].

Ориентировочно в 1894 году, составлен каталог сенсорных рецепторов, которые оказывают помощь в распознавании широкого круга стимулов. В этом же периоде было установлено что чувствительные нервы, соединяются с спинной мозгом и получают информацию из специфических участков кожи[19].

В 1896 году британский терапевт Прингл Морган в своей статье «Врождённая словесная слепота» подробно описал дислексию, расстройство, при котором человек с трудом распознаёт слова и не может научиться читать, хотя в остальном хорошо обучается и имеет нормальный уровень интеллекта. В следующем году британский нейробиолог Чарльз Скотт Шеррингтон ввёл понятие синапса, контакта между нервными клетками. Учёный пришёл к выводу, что между нейронами есть просвет, через который возбуждение может передаваться от одной клетки к другой посредством химической реакции[18].

В 1901 году немецкий психиатр и невролог Алоис Альцгеймер обследовал 51-летнюю Августу Детер, которая страдала спутанностью сознания и говорила, что «потеряла себя». После смерти пациентки он обнаружил в её мозге странные отложения и в 1907 году впервые описал расстройство, которое мы знаем как болезнь Альцгеймера.

В 1903 году русский физиолог Иван Павлов благодаря опытам на собаках изучил формирование условных рефлексов и сформулировал принципы физиологии высшей нервной деятельности. В следующем году французские психологи Альфред Бине и Теодор Симон разработали метод оценки умственного развития детей — прообраз современных тестов для измерения коэффициента интеллекта (IQ). В 1908 году швейцарский психиатр Эйген Блейлер ввёл термин «шизофрения» (буквально — «расщепление сознания»). Одной из особенностей этого заболевания он назвал амбивалентность, то есть двойственное отношение к чему-либо, одновременное существование взаимоисключающих чувств или идей[18].

В 1909 году немецкий нейроанатом Корбиниан Бродман составил карты коры головного мозга. Он разделил кору на 11 областей, включающих 52 поля, которые отличаются по клеточному строению и отвечают за определённые функции в организме. В 1912 году Появились первые средства против приступов эпилепсии, которая раньше считалась неизлечимым заболеванием[18].

В 1914 году британский невролог Сэмюэл Уилсон с помощью опытов над обезьянами исследовал функции полосатого тела. Он выяснил, что эта структура мозга сглаживает сигналы, идущие к мышцам, и делает движения плавными и управляемыми (а не трясущимися, как при синдроме Туретта или болезни Паркинсона). В 1811 году, работая в Париже, Сезар Жюлен Жан Легаллюа сделал первый вывод о размещении функций мозга. Было обнаружено местонахождение дыхательного центра расположенный в продолговатом мозге, ранее считавшемся частью спинного мозга[18].

В 1921 году австрийско-немецкий и американский фармаколог Отто Лёви изучал влияние блуждающего нерва на сердце и обнаружил, что при возбуждение нерва высвобождается некое вещество, которое сохраняет своё действие даже в растворе. Так был открыт первый нейромедиатор — ацетилхолин. В 1924 году немецкий психиатр Ханс Бергер с помощью электродов, размещённых на голове пациента, получил первую электроэнцефалограмму (ЭЭГ) мозга человека. Сегодня ЭЭГ — один из главных методов исследования функционального состояния мозга[18].

В 1927 году португальский нейрохирург Эгаш Мониш разработал церебральную ангиографию — метод исследования сосудов головного мозга с помощью контрастной жидкости. Раствор вводится в артерию и делает кровеносные сосуды хорошо видимыми на рентгеновских снимках. Это позволяет выявить тромбы, опухоли и другие патологии[18].

В 1929 году американский физиолог и нейропсихолог Карл Спенсер Лешли в своей книге «Механизмы мозга и интеллект» выдвинул идею эквипотенциальности — способности здоровых части коры головного мозга брать на себя функции её повреждённых отделов. Однако чем больше размер и степень повреждений, тем сложнее здоровым частям восстановить утраченные функции[18].

В 1932 году американские исследователи, в частности физиолог Хэллоуэлл Дэвис, открыли нейрофизиологический механизм слуха. Они доказали, что ухо представляет собой серию датчиков, а ушная улитка преобразует акустическую волну в электрические сигналы, которые передаются в мозг[18].

В 1949 году канадский физиолог и нейропсихолог Дональд Хебб выдвинул гипотезу о том, что в результате частой стимуляции нервной системы между нейронами возникают прочные связи и образуются скоординированные ансамбли клеток. Именно так работает обучение: мозг выстраивает нейронную сеть, а повторяющееся возбуждение усиливает связи и не даёт усваиваемой информации стираться из памяти[18].

В 1949—1952 годы американский исследователь Пол Маклин сформулировал концепцию лимбической системы — части мозга, которая отвечает за формирование эмоций. В 1952 году английские биофизики Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли разработали математическую модель для описания электрических механизмов, которые отвечают за генерацию и передачу нервного импульса в нейронах. Они описали, как в возбуждении нервных клеток участвуют заряженные частицы — ионы натрия и калия[18].

В 1953 году американский нейрофизиолог Натаниэл Клейтман вместе со своим аспирантом Юджином Асеринским описал фазу быстрого сна и связал её со сновидениями. Это открытие во многом опиралось на труды советских физиологов М. Денисовой и Н. Фигурина, которые ещё в 1926 году зафиксировали движения глазных яблок у детей каждые 50 минут во время сна[18].

Середина 1950 годов наряду с лекарственными средствами для лечения расстройств настроения, таких как депрессия и тревожность, начала применяться когнитивно-поведенческая терапия. С помощью психологических упражнений мозг должен был обучаться новым способам реагирования на определённые стимулы и усваивать другие формы поведения, которые не ассоциированы с негативными чувствами[18].

В 1956 году в Дартмутском колледже в США прошёл двухмесячный семинар по вопросам искусственного интеллекта, который фактически положил начало новому направлению в науке. Учёные их разных областей задались вопросом: можно ли моделировать интеллектуальные и творческие процессы с помощью вычислительных машин? Сегодня искусственные нейронные сети могут обучаться и выполнять такие задачи, как распознавание и классификация образов[18].

В 1966 году американский психиатр и нейробиолог Эрик Кандел обнаружил, что в момент запоминания информации в мозге происходят биохимические изменения. Это стало первым доказательством теории обучения, которую выдвинул Дональд Хебб. В 1974 году двое профессоров нейрохирургии из Университета Глазго разработали Шкалу комы Глазго. Она позволяет измерить степень нарушения сознания с помощью трёх тестов: необходимо оценить открывание глаз, а затем речевую и двигательную реакции[18].

В 1976 году появился такой вид исследований, как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Современные ПЭТ-сканеры способны моделировать 3D-изображения мозга. В 1992 году Начала использоваться функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Она позволяет оценить активность мозга в режиме реального времени, в том числе при выполнении определённых заданий[18].

Кора больших полушарий реагирует на различные сигналы. И. М. Сеченов внес огромный вклад в понимание того, как работа мозга связана с психологическими явлениями и поведением. Его работы направлены на совершенствование идеи о реф­лек­тор­ной при­ро­де пси­хической дея­тель­но­сти («Реф­лек­сы го­лов­но­го моз­га», 1863)[19].

Франсуа Магжанди {{когда?}} указал на закономерность распределения нервов спинного мозга: обонятельне, зрительне и преддверно-улиточне нервы, подают сигналы к дистальной части. Двигательные нервы, в свою очередь — передают в ответ сигналы из передней части. Ранее к таким выводам пришел шотландский физиолог Чарльз Бэлл. Совместно, они открыли закономерность распределения двигательных и чувствительных волокон по названием «Закон Белла-Мажанди»[19].

Отоларинголог Хэллоуэл Дэвис, {{когда?}} открыл механизм нейрофизиологии слуха. Было доказано что ухо, является серией датчиков и передний отдел перепончатого лабиринта преобразует акустическую волну в электрический сигнал, который передается в мозг[18].


В наши дни исследования мозга и нервной системы не прекращаются и всё активнее переходят в прикладную плоскость. Например, разрабатываются всё более совершенные бионические протезы конечностей, которые управляются с помощью сигналов из мозга. В ближайшие годы мы наверняка услышим о новых громких открытиях и удивительных изобретениях.

Функциональная анатомия головного мозга

Наглядная иллюстрация демонстрирующая: Предний мозг (Forebrain), Задний мозг (Hindbrain), Средний мозг (Midbrain), Варолиев мост(Pons), Продолговатый мозг (Medullaoblongata), Спинной мозг (Spinal cord)

Согласно историческим данным развития головного мозга, выделяют 5 отделов: продолговатый (лат. myelencephalon), задний (лат. metencephalon), средний, промежуточный, и конечный мозг (большой, передний).

Всякий раз, когда я заглядываю в глубины чьего-то мозга, я думаю: «Вот, что делает человека таким, какой он есть. Эта структура содержит воспоминания. Все, что они когда-либо испытывали, прямо там». — Бен Карсон

Ствол мозга является непосредственным продолжением спинного мозга и расположен на основании черепа[21].

К стволу мозга (лат. truncus cerebri) относят продолговатый мозг, мост и средний мозг. При внешнем осмотре головного мозга ни среднего, ни продолговатого мозга отделить от соседних структур нельзя. Только на сагиттальном разрезе видны границы между этими отделами[22].

Промежуточный мозг, средний мозг, задний мозг и продолговатый мозг имеют относительно небольшой размер, а парные полушария переднего мозга превалируют над основными отделами. Относительно крупной структурой выглядит мозжечок, хотя и его размеры намного меньше, чем полушарий переднего мозга. При средней массе мозга 1310 грамм-масса ствола мозга обычно составляет 140—150 грамм[22].

Продолговатый мозг

Продолговатый мозг

Основная статья: Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (лат. myelencephalon, medulla oblongata) представляет собой продолжение спинного мозга в виде его утолщения. Продолговатый мозг имеет форму конуса или луковицы (отсюда одно из названий — лат. bulbus). Узкий конец конуса направлен вниз к спинному мозгу, расширенная часть (основание) направлена вверх к мосту и мозжечку заднего мозга. Границей между продолговатым и спинным мозгом считается выход 1-й пары корешков шейных нервов. Верхней границей продолговатого мозга с вентральной (брюшной, расположенный на брюшной поверхности или обращенной к ней[23]) стороны, является хорошо выраженная бульбарно-мостовая борозда. С дорсальной стороны верхняя граница представлена мозговыми полосками, которые традиционно называют слуховыми бороздками продолговатого мозга[24] . Борозды и ко­решки нервов расчленяют продолго­ватый мозг на три пары канатиков: передние, боковые и задние[17].

Средняя длина продолговатого мозга равна примерно 25 миллиметрам, наибольшая ширина у основания приблизительно равна 22 миллиметрам, толщина достигает 14 миллиметров, а средняя масса составляет около 6 грамм.

Продолговатый мозг — является дистальным участком головного мозга, непосредственное продолжение спинного мозга[25].

Задний мозг

Задний мозг (лат. metencephalon) pас­по­ло­жен ме­ж­ду сред­ним моз­гом и про­дол­го­ва­тым моз­гом, вме­сте с ко­то­ры­ми со­став­ля­ет ствол головного мозга[26], аналогично называют ромбовидным или нижним мозгом. К заднему мозгу относятся Варолиев мост, расположенный центрально, и лежащий позади него мозжечок[27].

Варолиев мост

Варолиев мост (лат. pons Varolii) от­дел ство­ла го­лов­но­го моз­га, со­став­ная часть зад­не­го моз­га[28]. Рас­по­ло­жен ме­ж­ду про­дол­го­ва­тым и сред­ним моз­гом, по бо­кам пе­ре­хо­дит в нож­ки моз­жеч­ка. Об­ра­зо­ван кле­точ­ны­ми и во­лок­ни­сты­ми струк­ту­ра­ми. Важ­ное функ­цио­наль­ное зна­че­ние обу­слов­ле­но рас­по­ло­же­ни­ем в нём ядер че­реп­но-моз­го­вых нер­вов (V—VIII пар), ре­ти­ку­ляр­ной фор­ма­ции, ядер са­мо­го мос­та, а так­же про­хо­ж­де­ни­ем че­рез не­го нер­вов, осу­ще­ст­в­ляю­щих дву­сто­рон­нюю связь ме­ж­ду го­лов­ным и спин­ным моз­гом[28].

Длина средней линии моста составляет 2,5 сантиметра, ширина может достигать от 3 до 3,5 сантиметров. Средняя толщина моста 2,5 сантиметров, а масса варьируется от 16 до 18 грамм.

Основная статья: Мозжечок

Мозжечок (лат. cerebellum) находится параллельно двум основным нервным путям. По первому пути мозжечок принимает сенсорные сигналы от всех рецепторов, которые активируются во время движения (связок, суставов, мышц, сетчатки, кортиева органа и кожи) и переправляют сигналы об этом в лобную, прецентральную и сомато-сенсорную кору, где эти сообщения анализируются[29].

Иллюстрация можечка, флокулонодулярная, передняя, и задняя доля

Второй эфферентный путь от моторных областей коры управляет движениями мышц головы и туловища. Таким образом, мозжечок получает копии всей афферентной информации, в основном от вестибулярных и чувствительных рецепторов к сенсомоторной коре и всю информацию, которая следует в эфферентном направлении от моторной коры к сегментам спинного мозга. Мозжечок получает также сигналы от многих других областей коры и подкорковых образований головного мозга[29].

Мозжечок располагается в задней черепной яме над продолговатым мозгом и прикрыт сверху отростком твердой мозговой оболочки — наметом мозжечка, который отделяет его от нависающих сверху затылочных долей[29].

В мозжечке различают 3 доли: флокулонодулярную (клочково-узелковую), переднюю, и заднюю. В связи с тем, что мозжечок осуществляет контроль над различными функциями и процессами в организме, такими как дыхание, сердцебиение, движение этот орган именуют как «маленький мозг».

Средний мозг

Средний мозг (лат. mesencephalon) может одновременно выполнять несколько сложных рефлекторных актов[30]. Анатомические границы среднего мозга условны[31]. Средний мозг связывает два передних отдела мозга с двумя задними отделами мозга, поэтому все нервные пути головного мозга проходят через эту область, составляющую часть ствола головного мозга. Крышу среднего мозга образует четверохолмие — является важной структурой среднего мозга. В этой области находятся центры зрачковых и слуховых рефлексов[32]. Верхние холмики обеспечивают организацию ориентировочного поведения на зрительные сигналы[33] . Верхняя пара бугорков четверохолмия получает сенсорные импульсы от глаз и мышц головы и контролирует зрительные рефлексы. Благодаря верхним холмикам осуществляется координация содружественных движений глазных яблок, необходимая для бинокулярного зрения (одновременная способность видеть объекты парой глаз), и ряд вегетативных реакций, связанных со зрением: сокращения гладких мышц глазного яблока, обеспечивающих аккомодацию (способность форусироваться на обьектах находящихся на разном расстоянии), зрачковые реакции на свет и другое. На поверхности холмиков имеется точная соматотопическая проекция сетчатки глаза; каждый холмик получает волокна из сетчатки обоих глаз, но больше — с противоположной стороны[33] .

Изображение среднего мозга и 3 частей: tectum(крыша мозга), tegmentum(покрышка мозга) и ventral tegmentum (вентральная область покрышки)

Нижняя пара бугорков четверохолмия получает импульсы от ушей и мышц головы и контролирует слуховые рефлексы[34]. В вентральной части среднего мозга расположены многочисленные центры или ядра, управляющие разнообразными бессознательными стереотипными движениями, таким как наклоны или повороты головы и туловища.

Условно средний мозг можно разделить на 3 части:

— крышу среднего мозга (лат. tectum mesencephali), расположенную дорсально;

— покрышку среднего мозга (лат. tegmentum mesencephali), расположенную под крышей среднего мозга;

— ножки мозга (лат. pedunculi cerebri), лежащие вентрально .

Внутри среднего мозга проходит узкий канал — водопровод мозга, который соединяет III желудочек промежуточного мозга и IV желудочек ромбовидного мозга[35].

Образования среднего мозга участвуют в осуществлении функций зрения и слуха, в регуляции движений и позы, мышечного тонуса, состояний бодрствования и сна, эмоционально-мотивационной активности и некоторыхрых других. Переработка сигналов, поступающих в ядра переднего двухолмия из зрительных трактов, определяет (путём влияния на глазодвигательного ядра) настройку оптической системы глаза, изменяя диаметр зрачка (зрачковый рефлекс) и фокусируя изображение на сетчатке. К клеткам переднего двухолмия поступают также сигналы из более высоко расположенных отделов мозга, включая корковые зоны, а также из ретикулярной формации, которые регулируют отбор зрительной информации[36].

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг (лат. diencephalon) это основной отдел переднего мозга, состоящий, прежде всего, из таламуса и гипоталамуса[37].

Промежуточный мозг, thalamus (таламус), hupothalamus(гипоталамус), pituiary gland (гипофиз)

Промежуточный мозг располагаясь непосредственно под корой больших полушарий и функционируя под её контролем, является коллектором всех видов чувствительности и служит важнейшим пунктом докорковой интеграции различных систем мозга. Участвует в осуществлении вегетативных функций, а также сна, памяти, инстинктивного поведения, психических реакций. Со структурами промежуточного мозга связано восприятие чувства боли, коррекция различных видов чувствительности, регуляция желез внутренней секреции, поддержание гомеостаза[38].

Наиболее крупным отделом промежуточного мозга является парный таламус (лат. thalamus), который также называется зрительным бугром[39]. Таламус имеет форму пространственного тела(овоидную), свободные медиальную и верхнюю поверхности, а латерально-нижней поверхностью он сообщается с другими отделами мозга. Серое вещество таламуса образовано ядрами, из которых переднее связано с обонятельным анализатором, заднее — со зрительным, а через латеральное ядро к коре головного мозга направляются все чувствительные проводники[40].

В верхнезадней части таламуса располагается надталамическая область, которая также называется эпиталамусом лат. epitalamus). Эпиталамус образует шишковидное тело, которое посредством поводков крепится к таламусу. Шишковидное тело (лат. corpus pineale) представляет собой железу внутренней секреции, которая отвечает за синхронизацию биоритмов организма с ритмами окружающей среды[41].

Позади таламуса располагаются медиальные коленчатые тела, являющиеся подкорковыми центрами слуха, латеральные коленчатые тела (легко распознаваемые структуры мозга), представляющие собой подкорковые центры зрения, а также заталамическая область, относящаяся к метаталамусу. Под таламусом располагается так называемый гипоталамус. Эта область включает в себя сосцевидные тела, являющиеся подкорковыми центрами обоняния, гипофиз, зрительный перекрест (лат. chiasma opticum), II пары черепных нервов, серый бугор, представляющий собой вегетативный центр обмена веществ и терморегуляции. В гипоталамусе содержатся ядра, контролирующие эндокринные и вегетативные процессы[41].

Структуры гипоталамуса ограничивают нижнюю часть полости промежуточного мозга, которая представляет собой щель между медиальными поверхностями таламуса и называется III желудочком (лат. ventriculus tertius)[41].

Спереди III желудочек ограничивается столбами свода, а сверху покрывается сосудистой оболочкой, которая через расположенное у переднего конца таламуса межжелудочковое отверстие проникает в боковые желудочки, являющиеся полостью конечного мозга, обеспечивая связь между боковыми желудочками и III желудочком[41].

Все эти отделы, кроме мозжечка, сообщаются с периферией при помощи черепных нервов и имеют общее название мозгового ствола (лат. truncus cerebri) [41].

В мозговом стволе на всем его протяжении содержатся нейроны ретикулярной формации, которые имеют слабо ветвящиеся дендриты (разветвлённые отростки нейрона) и сильно ветвящиеся аксоны (длинные цилиндрические отростки нервной клетки), идущие в различных направлениях. Благодаря ретикулярной формации (совокупности нервных структур) достигается необходимый уровень активности клеток коры полушарий большого мозга[41].

Конечный мозг

Конечный мозг

Конечный мозг (лат. telencephalon) — самый крупный отдел головного мозга, в состав которого входит большой мозг (лат. hemispherium), оба полушария; является высшим отделом центральной нервной системы, управляющим деятельностью нижележащих отделов головного и спинного мозга[42].

Большой мозг составляет крышу и стенки конечного мозга и достигает у человека крупных размеров, образуя левое полушарие головного мозга и правое полушарие головного мозга, покрывающие сверху большую часть головного мозга. Полушария большого мозга состоят из коры головного мозга и лежащей под ней центральной массы белого вещества головного мозга . Белое вещество состоит из проводящих путей. Левое и правое полушария соединены широким нервным трактом, который называется мозолистым телом[43] .

Доли мозга

Каждое полушарие состоит из пяти долей: лобной, теменной , височной , затылочной и островковой[44], отделенных друг от друга глубокими бороздами. Во фронтальной плоскости проходит центральная борозда (лат. sulcus centralis), которая отделяет лобную долю от теменной. Под углом к ней располагается латеральная борозда (лат. sulcus lateralis), отделяющая лобную и теменную доли от височной. Теменно-затылочная борозда (лат. sulcus parietooccipitalis) является границей медиальной поверхности затылочной доли, которая практически никак не отграничивается от соседних долей с выпуклой стороны. Доля, называемая островком (лат. insula), располагается в глубине боковой борозды. Более мелкие борозды разграничивают извилины. Поперечная щель большого мозга отделяет затылочные доли полушарий от мозжечка . Сзади и книзу от затылочных долей расположены мозжечок и продолговатый мозг, переходящий в спинной[44] .

Полушария большого мозга это самая развитая, крупная и функционально значимая часть мозга. Отделы полушарий, образующие его кору (плащ), в филогенетическом отношении наиболее новые. Масса полушарий конечного мозга (лат. hemispherium telencephali) при средней массе мозга в 1310 грамм обычно составляет от 78 до 90 % общей массы головного мозга, а площадь поверхности коры полушарий человека достигает около 450 тыс. квадратных сантиметров. Особенного развития у человека достигают лобные доли. Полушария большого мозга отделены друг от друга продольной щелью, в глубине которой видно соединяющее их мозолистое тело. Базальные (центральные) ядра полушарий большого мозга (конечного мозга) управляют двигательной системой и регулируют мышечный тонус[44].

Конечный мозг (лат. telencephalon), или большой мозг (лат. cerebrum), представляет собой наиболее массивный отдел головного мозга (85-90 % массы всего мозга) и занимает большую часть полости черепа[45].

Конечный мозг — наи­бо­лее ак­тив­но эво­лю­цио­ни­рую­щая часть го­лов­но­го моз­га человека, ус­лож­не­ние ко­то­рой свя­зы­ва­ют с раз­ви­ти­ем выс­ших форм нервной деятельности[46].

Органические заболевания головного мозга и методы их диагностики

МРТ головного мозга

Существуем множество заболеваний головного мозга. Самые распространенные демиелинизирующие заболевания, которые поражают нервную систему это инсульт, мигрень, нейродегенеративные (прогрессирующие) и редкие неврологические заболевания, а также рассеянный склероз.

Видеть мозг на макроуровне через волосы, кожу, кости черепа технологически не составляет больше проблему. С помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) с разрешением до 1 миллиметра можно наблюдать любые образования головного и спинного мозга, раскрашивая их в разные цвета, выявлять в трехмерном пространстве причудливый ход нервных пучков, уточнять при функциональных нагрузках локализацию речевых и двигательных зон, а при позитронно-эмиссионной томографии с помощью ультракороткоживущих радионуклидов представлять всю гамму метаболических процессов и кровоснабжения мозга. Эти и другие современные возможности исследования мозга не только существенно обогатили наши знания о строении и функционировании центральной нервной системы, но и полностью решили задачу распознавания очаговых внутричерепных поражений в клинике. В своем докладе директор Института нейрохирургии имени Николая Николаевича Бурденко, академик Александр Николаевич Коновалов раскрыл подробно данную тему[47].

Академик Александр Николаевич Коновалов научно обосновал, развил и внедрил в практику новое направление — микронейрохирургию, что позволило не только сделать доступным для хирургического вмешательства практически любое образование мозга и любую зону внутричерепного пространства, но и развить современную клиническую физиологию и патофизиологию гипоталамо-гипофизарной области и ствола мозга человека.[48]

Благодаря исследованиям Александра Николаевича Коновалова, его учеников и сотрудников, развито современное учение о компенсаторно-приспособительных процессах центральной нервной системы (ЦНС) при очаговых поражениях головного мозга, которое лежит в основе концепции эффективной системы восстановительного лечения[48].

При его личном участии и руководстве в последние годы достигнуты существенные успехи в хирургическом лечении сосудистых поражений головного мозга, труднодоступных опухолей ЦНС (опухолей основания черепа, хиазмально-диэнцефальной и пинеальной областей, краниофациальных локализаций), опуолей и хронических тематом ствола мозга[48].

За 50 лет активной хирургической деятельности им лично прооперированно более 10 000 больных с наиболее сложной нейрохирургической патологией. А. Н. Коновалов является создателем школы современных нейрохирургов»[48].

Важное открытие сделали физиологи из Института мозга человека РАН в Санкт-Петербурге. Они научились предсказывать, по крайней мере, за десять лет вероятность развития у человека в преклонном возрасте старческого слабоумия, в том числе Болезни Альцгеймера. Об этом можно судить с достаточной степенью достоверности по характеру электрической активности различных отделов мозга. Свое открытие ученые уже довели до практического использования: теперь каждый желающий, которого беспокоят ослабление памяти или снижение быстроты ума, может пройти обследование в лаборатории Института мозга человека и узнать, что ему грозит в будущем. В этом случае ещё не поздно с помощью врачей скорректировать образ жизни, умственные и физические нагрузки, чтобы в старости сохранить ясность ума. А можно использовать разработанные специалистами методики активации мозга[49].

Юрий Дмитриевич Кропотов, заведующий лабораторией Института мозга человека РАН, рассказывает, что это открытие было сделано по результатам 30-летней исследовательской работы с группой людей пожилого возраста. Физиологи сравнивали параметры электрической активности мозга участников группы с нормативной базой данных. В результате ученые нашли те отличия в энцефалограммах, которые четко показывают, столкнется ли человек в старости с проблемами умственного характера. Поскольку у всех нас сугубо индивидуальный характер энцефалограммы, то эти критические признаки у разных людей можно найти в различных отделах мозга[49].

Предпосылкой для исследования стали работы американского ученого Роя Джона, который создал новое направление в изучении мозга человека под названием «нейрометрика». Его суть состояла в том, чтобы создать базы данных различных параметров электрической активности мозга здоровых людей исравнивать полученные данные с параметрами больных людей. Этот метод можно применять для различных патологий и в том числе для Болезни Альцгеймера. Этот тяжелый недуг возникает из-за разрушения клеток мозга преимущественно в височных и теменных долях. Первые признаки болезни иногда могут развиваться уже после 55 лет[49].

Ученые Института наук о жизни и биомедицины Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и ДВО РАН разработали инновационный подход диагностики онкологии головного мозга. С его помощью специалисты могут одновременно изучать строение и механические свойства опухоли. Новый метод точный и быстрый, он позволяет исследовать характер онкологии всего за 40 минут, что необходимо для оперативного лечения заболевания. По словам ученых, такой подход к диагностике опухолей мозга открыт впервые в мире. Исследование проходит доклинические испытания и уже опубликовано в международном журнале «Biomedicines»[50].

Опухоль головного мозга является одним из самых серьёзных диагнозов в современной медицине. При подозрении на онкологию провести биопсию опухоли до операции невозможно, однако её результаты могут быть критически важны для определения дальнейшего медикаментозного или хирургического вмешательства. Именно поэтому разработка быстрых и точных методов диагностики опухолей головного мозга так необходима при лечении этого заболевания[50].

Литература

  1. Гусева Е.И., Гехт А.Б. Болезни мозга: проблемы и решения / Гусева Е.И., Гехт А.Б.. — Москва: ООО «Сам Полиграфист», 2021. — 416 с. — ISBN ББК 56.1.
  2. Алфёров Ж.И., Андреев А.Ф., Большаков В.Н., и др. «Вестник российской академии наук », научный и общественно-политический журнал (том 86 № 6) / Фортов В.Е. гл. ред., зам. гл. ред. Заикина Г.А., зав. ред. ВолодарскаяВ.В.. — Москва: Издательство “Наука”, 2016. — 575 с. — ISBN 0869-5873.
  3. Сапин М.Р., Чава С В., Никитюк Д Б., Николенко В.Н. Анатомия человека. Учебник. 2 том.. — . — М: ГЭОТАР-Медиа, 2022. — 464 с. — ISBN 978-5-9704-2595-4.
  4. Козлов В.И. Анатомия человека. Учебник / редактор Тульсанова Е. А.. — — М.: Практическая медицина, 2020. — 744 с. — ISBN 978-5-98811-493-2.

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 1. Сапин М.Р., Чава С В., Никитюк Д Б., Николенко В.Н. Анатомия человека. Учебник. 2 том. — . — М: ГЭОТАР-Медиа, 2022. — 464 с. — ISBN 978-5-9704-2595-4..
  2. ↑ 2,0 2,1 Головной мозг. Энциклопедический словарь Ф.А Бророкгауза и И.А. Ефрона. Дата обращения: 23 июля 2023.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И. Анатомия человека.. — — СПб: СПбМАПО, 2017. — 720 с. — ISBN 5-98037-028-5..
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Козлов В.И. Анатомия человека. Учебник / редактор Тульсанова Е. А.. — — М: Практическая медицина, 2020. — 744 с. — ISBN 978-5-98811-493-2.
  5. ↑ Головной мозг. Большая российская энциклопедия.
  6. ↑ Головной мозг. Атлас анатомии человека. Дата обращения: 23 июля 2023.
  7. ↑ Иваницкий М. Ф. Анатомия человека. — Издательство «Олимпия», 2008. — С. 166. — 624 с. — ISBN 978-5-903639-06-9.
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 Гайворонский И. В., Гайворонский А. И,Байбаков С. Е. Учебное пособие, атлас анатомических препаратов и прижизненные магнитно-резонансные томограммы головного мозга / под ред. Гайворонского И. В., Гайворонского А. И.Байбакова С. Е.. — СПб.: СпецЛит, 2010. — С. 24. — 215 с. — ISBN isbn = 978-5-299-00432-8.
  9. ↑ 9,0 9,1 Воронова H. В., Климова Н. M., Менджерицкий A. M. Анатомия центральной нервной системы. — «Аспект Пресс», 2005. — С. 21. — 128 с. — ISBN ISBN 5-7567-0388-8.
  10. ↑ 10,0 10,1 Харитонов В. М., Ожигова А. П., Година Е. З. Антропология. Учебник для вузов. — Владос, 2004. — 272 с. — ISBN 5-691-01068-9.
  11. ↑ 11,0 11,1 Сидорова И.С., Никитина Н.А., Унанян А.Л., Агеев М.Б. Развитие головного мозга плода и влияние пренатальных повреждающих факторов на основные этапы нейрогенеза.. Российский вестник акушера-гинеколога. Дата обращения: 24 июля 2023.
  12. ↑ Волькович Э.И. Общая и медицинская эмбриология. Учебное пособие для медицинских вузов. — СПб:: Фолиант, 2003. — 316 с.
  13. ↑ Данилов Р.К., Боровая Т.Г. Курс эмбриологии с основами тератологии. — СПб.: ВМА, 2016. — 316 с.
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 Козлов В.И. Анатомия человека. Учебник. — М.: Практическая медицина, 2020. — 744 с. — ISBN 978-5-98811-493-2.
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 Ничипорук Г. И., Гайворонский И. В., Колесников Л. Л. Анатомия человека. Учебник в 3-х томах. Том 3. ервная система. Органы чувств / Колесников Л. Л.. — ГЭОТАР-Медиа, 2015. — 216 с. — ISBN 978-5-9704-2886-3.
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 16,3 Синельников Р. Д., Синельников А. Я., Синельников Я. Р. Аннотация к книге «Атлас анатомии человека. В 4-х томах. Том 4. Учение о нервной системе и органах чувств» / Цыбулькин А. Г.. — Новая волна, 2021. — ISBN 978-5-7864-0202-6.
  17. ↑ 17,0 17,1 Курепина М.М., Ожигова А.П., Никитина А.А. Анатомия человека. — Гуманитарный издательский центр "ВЛАДОС", 2002. — С. 20. — 384 с.
  18. ↑ 18,00 18,01 18,02 18,03 18,04 18,05 18,06 18,07 18,08 18,09 18,10 18,11 18,12 18,13 18,14 18,15 18,16 18,17 18,18 18,19 18,20 18,21 18,22 18,23 18,24 18,25 18,26 18,27 18,28 18,29 18,30 18,31 18,32 18,33 18,34 18,35 18,36 18,37 18,38 18,39 18,40 18,41 18,42 18,43 18,44 Как изучали мозг: Краткая история исследований. Дата обращения: 7 декабря 2023.
  19. ↑ 19,0 19,1 19,2 19,3 Высшая нервная деятельность(ВНД). Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  20. ↑ Дорогина О. И. Нейрофизиология. Учебное пособие. — Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2019. — С. 8. — 100 с. — ISBN 978-5-7996-2619-8.
  21. ↑ Ствол головного мозга: общие сведения. Биология и Медецина. Дата обращения: 18 июля 2023.
  22. ↑ 22,0 22,1 Ствол головного мозга: общие сведения. Биология и медицина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  23. ↑ Вентральный. Биология и медицина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  24. ↑ Продолговатый мозг: общий план строения (Биология и медицина). Дата обращения: 17 июля 2023.
  25. ↑ Продолговатый мозг: общий план строения. Дата обращения: 17 июля 2023.
  26. ↑ Задний мозг. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  27. ↑ Билич Г.Л., Крыжановский В.А. Биология. Полный курс. Том 1. Анатомия. — ООО«Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2004. — 864 с. — ISBN ISBN 5-329-00375-Х ISBN 5-329-00601-5.
  28. ↑ 28,0 28,1 Варолиев мост. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  29. ↑ 29,0 29,1 29,2 Ерофеев Н. П. Физиология центральной нервной системы. — Санкт-Петербург: СпецЛит, 2014. — С. 104. — 191 с. — ISBN 978-5-299-00593-6.
  30. ↑ Физиология. Большая медицинкая энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  31. ↑ Анатомия и микроскопическое строение. Большая медецинская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  32. ↑ Средний мозг: общий план строения. Биология и медецина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  33. ↑ 33,0 33,1 Физиология. Большая медицинская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  34. ↑ Средний мозг (mesencephalon,midbrain). Биология и Медецина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  35. ↑ Средний мозг: общий план строения. Биология и медецина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  36. ↑ Средний мозг. Большая советская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  37. ↑ Промежуточный мозг. Оксфордский толковый словарь по психологии. Дата обращения: 17 июля 2023.
  38. ↑ Бабаев А. А., Винберг Г. Г., Заварзин Г. А. и др. Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров. — 1986.
  39. ↑ Промежуточный мозг. Атлас анатомии человека. Дата обращения: 17 июля 2023.
  40. ↑ Промежуточный мозг. Психомоторика словарь-справочник. Дата обращения: 17 июля 2023.
  41. ↑ 41,0 41,1 41,2 41,3 41,4 41,5 Промежуточный мозг. Атлас анатомии человека. Дата обращения: 17 июля 2023.
  42. ↑ Конечный мозг. Большая медицинская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  43. ↑ Конечный (большой) мозг: общий план строения. Биология и медецина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  44. ↑ 44,0 44,1 44,2 Полушария конечного (большого) мозга (hemispherium telencephali). Биология и медицина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  45. ↑ Конечный (большой) мозг: общий план строения. Биология и медицина. Дата обращения: 17 июля 2023.
  46. ↑ Конечный мозг. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 17 июля 2023.
  47. ↑ Лихтерман Леонид. Век мозга. Российская академия наук (11.02.2004).
  48. ↑ 48,0 48,1 48,2 48,3 Александр Николаевич коновалов. Текст научной статьи по специальности «История и археология». Cyberlenika. Дата обращения: 25 июля 2023.
  49. ↑ 49,0 49,1 49,2 Старческое слабоумие можно предсказать. Российская академия наук. Дата обращения: 17 июля 2023.
  50. ↑ 50,0 50,1 Ученые ДВФУ и ДВО РАН разработали принципиально новый метод диагностики опухолей мозга. Российская академия наук. Пресс-служба ДВФУ. Дата обращения: 17 июля 2023.

Ссылки

WLW Checked Off icon.svg Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Головной_мозг_человека&oldid=260746