Ствол головного мозга представляет собой ключевую структуру, соединяющую спинной мозг с остальными частями мозга. Он состоит из трех основных компонентов: продолговатого мозга, моста и среднего мозга. Эти области отвечают за жизненно важные функции, такие как дыхание, сердечный ритм, артериальное давление, а также контроль над базовыми рефлексами, такими как глотание и жевание.
Ствол головного мозга также играет важную роль в передаче информации между различными частями центральной нервной системы и обеспечивает интеграцию сенсорных и моторных сигналов. Он содержит ядра черепных нервов, что делает его критически важным для выполнения двигательных и сенсорных функций лица и шеи. Нарушения в работе ствола могут приводить к серьезным неврологическим расстройствам.
Головной мозг
Функции головного мозга поражают воображение своей загадочностью и разнообразием; они основаны на миллиардах нейронов и их взаимосвязях. Все наши мысли, убеждения, воспоминания, действия и чувства имеют свое начало в этом органе. Головной мозг представляет собой центр, где сосредоточены разум и интеллект, а также механизм, управления всем организмом. Он отвечает за движения, ощущения, восприятие вкусов и запахов, а также за слух и зрение. Благодаря ему человечество может говорить, общаться, воспринимать и обрабатывать числовую информацию, создавать и наслаждаться музыкой, распознавать геометрические фигуры, планировать действия и фантазировать.
Головной мозг выполняет непрерывную проверку всех поступающих сигналов — от внутренних органов, кожи, глаз, ушей, носа и рта. В результате он регулирует следующие процессы:
- положение всего тела;
- движения рук и ног;
- работу внутренних органов;
- настроение;
- сознание и уровень концентрации.
Общая информация о головном мозге
Структурно головной мозг делится на большую полусферу, ствол и мозжечок. Каждое полушарие большого мозга разделено на отдельные доли.
Современные компьютеры до сих пор далеко не способны сравниться с возможностями человеческого мозга. Однако такая сложность требует постоянного питания. Головной мозг нуждается в регулярной подаче крови и кислорода в больших объемах — примерно 25% от общего объема сердечного кровообращения.
Общее энергопотребление головным мозгом в течение времени остается относительно стабильным, но некоторые его зоны способны требовать больше ресурсов в моменты повышенной активности (например, когда человек учит иностранный язык или осваивает новое занятие, как катание на коньках). Если поступление крови в головной мозг прерывается более чем на 10 секунд, это может привести к потере сознания.
Кислородное голодание или чрезмерно низкий уровень глюкозы в крови в течение 4 минут способны вызвать значительное повреждение мозга из-за недостатка энергии. Тем не менее, существуют защитные механизмы, которые помогают предотвратить подобные ситуации. Например, при уменьшении кровотока мозг мгновенно отправляет сигналы сердцу для повышения частоты и силы его сокращений, что помогает прокачать больше крови. Если содержание сахара в крови падает, он посылает команды надпочечникам для выброса адреналина, что активирует печень для освобождения запасов глюкозы.
Знаете ли вы, что:
- Головной мозг крайне редко образует новые нейроны, но может создавать новые глиальные клетки на протяжении всей жизни.
- Современные технологии не способны достичь уровня интеллекта, присущего человеческому мозгу.
- Около 25% крови от общего объема, который перекачивается сердцем, поступает в головной мозг.
Головной мозг дополнительно защищен гематоэнцефалическим барьером, состоящим из клеток, выстилающих сосуды мозга. Эти клетки контролируют, какие вещества могут добраться до мозга, в то время как другие остаются заблокированными.
Гематоэнцефалический барьер крайне важен, поскольку клетки, формирующие стенки капилляров мозга, значительно плотнее соединены, чем в остальных частях организма. Это помогает защитить мозг от воздействия токсинов и инфекций. Капилляры, как самые мелкие сосуды, транспортируют питательные вещества и кислород из крови в ткани. Из-за селективности барьера такие вещества, как пенициллин, многие химиопрепараты, ядовитые вещества и большинство белков, не способны пройти в мозг.
С другой стороны, некоторые вещества, такие как алкоголь, кофеин и никотин, могут легко достигать мозга. Определенные лекарства, такие как антидепрессанты, разрабатываются с учетом их способности пересекать этот барьер. Важно отметить, что необходимые для мозга компоненты, такие как глюкоза и аминокислоты, не проходят через барьер так просто.
Тем не менее, в гематоэнцефалическом барьере существуют транспортные механизмы, способствующие передаче необходимых веществ в мозг. При воспалении в мозге, вызванном определенными инфекциями или опухолями, целостность этого защитного барьера может нарушаться, становясь более проницаемой. Это позволяет некоторым веществам, которые обычно не могут попасть в мозг, проходить через барьер.
Деятельность головного мозга обусловлена электрическими импульсами, производимыми нейронами, которые осуществляют обработку и хранение информации. Эти импульсы проходят по нервным волокнам внутри мозга. Активность мозга определенного уровня и ее характер, а также расположение активных зон зависят от уровня сознания и выполняемой задачи.
Головной мозг имеет три основные части:
- Большой мозг
- Ствол головного мозга
- Мозжечок
Внутри мозга (медуллобластома)Изображение
Большой мозг
Большой мозг, представляющий собой наибольшую часть головного мозга, включает в себя несколько структур.
- Кора. Это извивающийся слой тканей, образующий внешнюю поверхность больших полушарий. Она состоит из тонкого слоя серого вещества, толщина которого достигает примерно 2–4 миллиметров. У взрослых в коре сосредоточено большинство нейронов нервной системы.
- Белое вещество. Основной компонент белого вещества — нервные волокна (аксоны), соединяющие нейроны коры между собой и с другими областями мозга и спинного мозга. Оно Включает в себя вспомогательные клетки (олигодендрити), производящие миелин для аксонов (что ускоряет передачу импульсов). Белое вещество располагается под корой.
- Подкорковые структуры. Эти структуры также находятся под корой и включают в себя базальные ганглии, таламус, гипоталамус, гиппокамп и лимбическую систему, к которой относятся миндалевидное тело и обонятельные пути.
Два полушария большого мозга делятся на левое и правое. Они соединены нервными волокнами, формирующими белый мост (мозолистое тело) в центральной части мозга. Каждое полушарие делится на доли:
- лобная доля;
- теменная доля;
- затылочная доля;
- височная доля.
Хотя каждая доля выполняет свои функции, для большинства действий требуется слаженная работа нескольких участков из разных долей обоих полушарий.
Основные функции лобных долей:
- Инициация произвольных действий, начиная от простого взгляда на интересный объект и до более сложных, таких как контроль мочевого пузыря.
- Контроль освоенных двигательных навыков, к которым относятся письмо, игра на инструменте и завязывание шнурков.
- Управление сложными интеллектуальными процессами, включая речь, мышление, внимание, решение задач и планирование.
- Управление выражениями лиц и движениями кистей и рук.
- Согласование мимики и жестов с эмоциями и чувствами.
Определенные участки лобных долей контролируют конкретные движения, обычно противоположной стороны тела. У большинства людей именно левая лобная доля отвечает за большинство речевых функций.
Теменные доли имеют такие функции:
- Интерпретация сенсорной информации, поступающей из других частей тела.
- Контроль за состоянием организма и положением конечностей.
- Объединение форм, текстур и веса в целостные восприятия.
- Влияние на математические способности и понимание языков, схожие с функциями соседних участков височных долей.
- Хранение пространственных воспоминаний, позволяющих ориентироваться в пространстве и воспринимать направление.
- Обработка информации о положении частей тела.
Затылочные доли выполняют следующие задачи:
- Обработка и интерпретация визуальной информации и определение форм объектов.
- Формирование зрительных воспоминаний.
- Создание зрительных образов на основе пространственной информации от соседних теменных долей.
Функции височных долей:
- Создание воспоминаний и эмоций.
- Фиксация недавних событий в краткосрочной и долгосрочной памяти.
- Воспроизведение и хранение долгосрочных воспоминаний.
- Обработка звуков и изображений, позволяющая распознавать людей и объекты, а также объединять слуховые и речевые сигналы.
Подкорковые структуры включают в себя значительные группы нейронов:
Строение ствола головного мозга
- Базальные ганглии, обеспечивающие координацию движений и их плавность.
- Таламус, структура, играющая ключевую роль в переработке сенсорных сигналов и их передачи к высшим участкам мозга (коре) и обратно, позволяет интегрировать ощущения, такие как боль, касание и изменения температуры.
- Гипоталамус, отвечающий за координацию ряда автоматических функций организма, таких как контроль за режимом сна и бодрствования, поддержание температуры тела, управление аппетитом и жаждой, а также контроль активности гормонов, вырабатываемых гипофизом.
Лимбическая система
Лимбическая система представляет собой комплекс подкорковых структур, включающих различные элементы и нервные волокна, находящиеся в глубине большого мозга. Основные компоненты этой системы — гипоталамус, миндалевидное тело, таламус, мамиллярные тела и гиппокамп. Она связывает гипоталамус с другими участками лобной и височной долей.
Лимбическая система отвечает за восприятие и выражение эмоций, мотивацию, память и процессы обучения, а также некоторые автоматические функции организма. Создавая эмоции (такие как страх, счастье, агрессия и печаль), лимбическая система позволяет человеку реагировать на внешние стимулы, что способствует выражению и переживанию психоэмоциональных состояний. Гиппокамп также имеет важное значение в процессе формирования и воспроизведения воспоминаний, так как его взаимодействие с лимбической системой связывает воспоминания с эмоциями, которые человек испытывает в момент их запечатления. Лимбическая система делает эмоциональные воспоминания более доступными для воспоминаний по сравнению с неэмоциональными. Она воздействует на другие участки мозга, такие как базальные ганглии, отвечающие за целенаправленные движения конечностей.
Ствол головного мозга
Ствол головного мозга, являющийся древнейшей частью центральной нервной системы, включает средний мозг, задний мозг (исключая мозжечок) и продолговатый мозг. В большинстве ядер ствола начинается или завершается путь черепно-мозговых нервов (исключая обонятельный нерв). Значительную часть пространства в стволе занимает ретикулярная формация. Здесь также располагаются нервные центры (например, регулирующие дыхание, кровообращение и пищеварение), контролирующие деятельность внутренних органов, а также проходят все восходящие и нисходящие пути, связывающие головной мозг и спинной. Ствол мозга отвечает за управление основными безусловными рефлексами и движениями.
Головной мозг
Головной мозг является основным органом регуляции в организме человека. Он находится в черепной коробке и надёжно защищён её костями. У взрослого человека вес головного мозга варьируется от 1100 до 1700 граммов.
Из головного мозга исходят 12 пар черепно-мозговых нервов, которые иннервируют ткани шеи и головы, а также органы чувств и внутренние органы.
Рис. 1. Черепномозговые нервы
Головной мозг делится на большие полушария и ствол мозга. Самым нижним участком ствола является продолговатый мозг, выше располагается мост, затем средний мозг, а самой крупной частью является промежуточный мозг.
Иногда мозжечок тоже относится к стволу.
Рис. 2. Отделы головного мозга: Продолговатый мозг и мост
Продолговатый мозг начинается на уровне затылочного отверстия черепа и соединяет спинной мозг с головным. У него нет четкого деления на белое и серое вещество. В сером веществе находятся ядра нейронов, которые образуют центры безусловных рефлексов для управления дыханием, кровообращением и пищеварением, а также защитными рефлексами (например, мышлением и кашлем). Это подтверждает, что продолговатый мозг выполняет важные рефлекторные функции.
Продолговатый мозг также играет роль проводника, так как через него проходят пути, связывающие спинной мозг с отделами мозга.
Над продолговатым мозгом располагается Варолиев мост, в который входят нервные волокна, связывающие спинной и продолговатый мозг с корой больших полушарий. Иногда мост объединяют с мозжечком, рассматривая его как часть заднего мозга.
Мозжечок расположен за продолговатым мозгом и состоит из двух полушарий с корой серого вещества и соединительной структуры (червя), образованного белым веществом, который связывает полушария и соединяет мозжечок с другими отделами головного мозга.
Корковая область мозжечка получает импульсы от мышц, сухожилий и двигательных центров коры, что позволяет ему контролировать баланс, управлять мышечным тонусом и поддерживать позу.
При повреждении мозжечка могут возникать проблемы с координацией движений, в результате чего походка становится неустойчивой, а движения конечностей — резкими.
Рис. 3. Проблемы с координацией движений при повреждении мозжечка: средний мозг и промежуточный мозг
В белом веществе среднего мозга находятся ядра, отвечающие за регулирование мышечного тонуса. В среднем мозге расположены рефлекторные дуги, обеспечивающие поддержание позы, линейные движения, вращения тела, спуски и подъемы. Средний мозг участвует в выполнении ориентировочных рефлексов на звуки и световые раздражители. Яркое свечение или громкий звук инициируют рефлекторные повороты головы и тела в направлении источника.
Промежуточный мозг включает таламус (зрительные бугры) и гипоталамус (подбугорная область).
Рис. 4. Промежуточный мозг
Через таламус проходят все нервные сигналы от органов чувств и ствола мозга, направляясь к чувствительным участкам коры полушарий. Здесь происходит первоначальная обработка информации и ее оценка. Наиболее значимые данные передаются от таламуса в соответствующие зоны коры больших полушарий.
Таламус принимает участие в регуляции сложных движений, а В бодрствовании и сне, а В формировании эмоциональных реакций. Рядом с таламусом располагается эпифиз — небольшая эндокринная железа.
Гипоталамус, расположенный в подбугорной области, контролирует вегетативную нервную систему, регулирует обмен веществ и поддерживает стабильность внутренней среды организма. Он взаимодействует с гипофизом, выполняя контроль над железами внутренней секреции.
Ядра черепных нервов
Одной из ключевых частей ствола головного мозга являются ядра черепных нервов, исходящие из его основания. Они размещаются между задними и продолговатыми участками, причем лишь небольшое количество ядер находится в мосту. Они состоят из нервных окончаний, которые оказывают принципиальное влияние на функции ствола, образуя ответвления, проходящие через его важные области.
Каждое ядро выполняет конкретные функции. Из этой области исходят такие нервы:
- Обонятельный;
- Зрительный;
- Глазодвигательный;
- Лицевой;
- Преддверно-улитковый;
- Блоковый;
- Отводящий;
- Тройничный;
- Языкоглоточный;
- Подъязычный;
- Добавочный;
- Блуждающий.
Их полноценная работа имеет критическое значение для здоровья человека. Проблемы с функциями любого из нервов могут привести к серьезным последствиям, негативно сказывающимся на качестве жизни и потенциально угрожающим жизни.
Ствол головного мозга выполняет важные роли. Он не только обеспечивает возможность слышать, чувствовать, видеть, двигаться и мыслить, но и является необходимым для нормального существования.
Если классифицировать функции по участкам ствола мозга, то получатся следующие результаты:
Ствол мозга состоит из четырех структур: продолговатого мозга, Варолиева моста, среднего и промежуточного мозга (рис. 34)
Ствол мозга состоит из четырех структур: продолговатого мозга, Варолиева моста, среднего и промежуточного мозга (рис. 34).
Рис. 34. Сагиттальный срез человеческого головного мозга
Строение продолговатого мозга
Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга в структуру головного мозга. Это самая задняя часть ствола. В процессе эмбрионального развития продолговатый мозг формируется из заднего мозгового пузыря.
Продолговатый мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество представлено ядрами (нервными центрами), а белое — нервными волокнами, связывающими спинной мозг с головным мозгом. В продолговатом мозге располагается нижняя часть четвертого желудочка.
На вентральной поверхности продолговатого мозга находятся медуллярные пирамиды, разделённые передней срединной щелью. Они образованы пучками нервных волокон пирамидных проводящих путей (кортикоспинальных). Эти пути частично перекрещиваются на границе между продолговатым и спинным мозгом (перекрест пирамид). На рис. 35 изображён этот перекрест, который продолжается в латеральный пирамидный тракт спинного мозга.
Рис. 35. Перекрест пирамид в продолговатом мозге
Стороны пирамид с каждой стороны содержат оливы (рис. 36). На дорсальной стороне продолговатого мозга располагается задняя срединная борозда, по бокам от которой находятся продолжения задних канатиков спинного мозга (пучки Голля и Бурдаха). Эти пучки завершаются в бугорках, содержащих ядра Голля и Бурдаха.
Рис. 36. Оливы продолговатого мозга
Серое вещество продолговатого мозга состоит из четырех видов ядер: 1) ядер черепно-мозговых нервов (VIII—XII пары) (см. рис. 24); 2) сенсорных ядер; 3) ретикулярной формации; 4) ядер вегетативной нервной системы.
Ядра черепно-мозговых нервов могут быть разных типов: двигательными, сенсорными и смешанными. Двигательные ядра отвечают за иннервацию скелетной мускулатуры, в то время как сенсорные ядра получают данные от экстерорецепторов. Смешанные ядра обладают как сенсорными, так и двигательными функциями, а также связаны с иннервацией внутренних органов. Информация о характеристиках ядер черепно-мозговых нервов продолговатого мозга представлена в таблице 3.
ЯДРА ЧЕРЕПНО-МОЗГОВЫХ НЕРВОВ ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА
