§ 38. Головной мозг. Строение и функции переднего мозга

Что общего в строении мозжечка и большого мозга человека? Чем отличаются движения человека от движений животных?

Строение и функции промежуточного мозга. Особый отдел мозга, над которым расположен большой мозг, называется промежуточным мозгом. Он обладает более сложным строением, чем ствол головного мозга. Структурными частями промежуточного мозга являются таламус и гипоталамус (ил. 104 а).

Таламус (зрительные бугры) — это парный орган яйцевидной формы, сращенный с полушариями большого мозга боковой поверхностью. Он содержит многочисленные ядра серого вещества, занимающие основную массу промежуточного мозга и имеющие связи с ядрами других отделов и корой большого мозга. Основная функция таламуса — проведение чувствительных импульсов от рецепторов всех органов чувств (за исключением обонятельных) к коре большого мозга. В этой части промежуточного мозга сигналы анализируются и сортируются: одни из них тормозятся, другие — пропускаются, некоторые — усиливаются. В таламусе находятся центры болевой чувствительности.

Гипоталамус (подбугорье) расположен под таламусом. В толще белого вещества гипоталамуса содержится значительное количество ядер серого вещества, являющихся высшими центрами регуляции температуры тела, обмена веществ, деятельности сердца, сосудов, пищеварительных желез. Ядра гипоталамуса, получая информацию из рецепторов кровеносных и лимфатических сосудов, определяют характер и степень нарушения гомеостаза и с помощью нервных и гуморальных механизмов влияют на исправление ситуации. Гипоталамус участвует в формировании таких ощущений, как голод, жажда, страсть, и соответствующего их удовлетворению приспособительного поведения.

Гипоталамус ножкой связан с гипофизом — железой внутренней секреции. Гипоталамус регулирует деятельность гипофиза, а через него — и других желез внутренней секреции. Кроме того, определенные ядра гипоталамуса способны самостоятельно вырабатывать биологически активные вещества и осуществлять гуморальную регуляцию функций организма.

Строение большого мозга. Большой, или конечный, мозг (ил. 104 а) состоит из двух больших полушарий (правого и левого), соединенных мозолистым телом, которое образовано из нервных волокон. Через мозолистое тело широким трактом проводящих путей осуществляется связь между обоими полушариями (ил. 104 б).

Полушария покрыты корой, состоящей из серого вещества. От нее внутрь мозга отходят отростки нейронов (белое вещество), которые вместе с нервными волокнами, направленными к коре, образуют нисходящие и восходящие проводящие пути основания полушарий, соединяющие кору со всеми отделами нервной системы. Под корой большого мозга в белом веществе основания полушарий находятся скопления нервных клеток — подкорковые ядра (узлы) серого вещества. Они передают импульсы от коры к промежуточному мозгу. Подкорковые ядра участвуют в координации сложной двигательной активности (вспомогательных движений при ходьбе, мимических движений и т. п.), регуляции тонуса скелетных мышц и осуществлении ориентировочных, защитных, пищевых рефлексов, а также влияют на формирование поведения человека.

Микроскопическое строение коры головного мозга впервые описал в 1874 г украинский ученый Владимир Бец.

Толщина коры большого мозга составляет 1,3-4,5 мм.

Считается, что она состоит из более 27 млрд нейронов, расположенных в 6 слоев. Площадь поверхности коры 2 000-2 500 см². На ней расположены борозды и извилины. Глубокие борозды коры большого мозга (центральная, боковая и затылочно-теменная) делят каждое полушарие на четыре доли: лобную, теменную, височную и затылочную (ил. 106). Каждая доля имеет большое количество меньших борозд, между которыми расположены извилины.

Количество борозд и извилин у людей примерно одинаковое, но рельеф, ими образуемый, у каждого человека свой.

Функции коры головного мозга. Кора отвечает за восприятие и анализ всей информации (зрительной, слуховой, вкусовой, обонятельной и осязательной), поступающей в мозг, руководит сложными движениями. Кора — центр всех высших функций организма (сознательного восприятия сигналов из внешней среды, абстрактного мышления, памяти, интеллекта).

В зависимости от функций кора делится на специфические функциональные зоны: чувствительныеполучают импульсы от рецепторов и анализируют их; двигательныепосылают импульсы к рабочим органам (мышцам); ассоциативныесочетают деятельность двигательных и чувствительных зон и обеспечивают взаимодействие всех ощущений. В коре затылочной доли находится чувствительная зрительная зона, в височной — слуховая зона. Вблизи боковой борозды расположена вкусовая, а у основания полушарий — обонятельная зоны (ил. 107). Поражение этих чувствительных зон ведет к нарушению работы соответствующих органов чувств. Позади центральной борозды в теменной доле расположена зона кожнойи мышечно-суставной чувствительности.

Спереди от центральной борозды в лобной доле расположена двигательная(моторная) зона, обеспечивающая движение мышц тела (ил. 107). Нервные импульсы этой зоны обусловливают сокращение определенных групп мышц и обеспечивают четкие двигательные реакции.

Ассоциативные зоныохватывают большую часть коры (ил. 107). В них анализируется, сохраняется и преобразуется информация, полученная от чувствительных зон.

Ассоциативные зоны помогают координировать произвольные движения. С деятельностью этих зон связаны также и психические функции: память, речь, мышление, сознание и поведение. Участки, отвечающие за речь, находятся в коре височной, лобной и теменной долей. Их поражение вызывает расстройство речи.

Кора функционирует как единое целое. Она является материальной базой психической деятельности человека.

UaJoficufiofiHOe исследование

Тема. Изучение строения головного мозга человека (продолжение).

Цель: выяснить особенности строения переднего отдела головного мозга.

Оборудование и материалы: разборные модели и муляжи головного мозга человека, пластинчатые препараты мозга человека.

Ход исследования

1.    Разделите модель головного мозга человека на две части. Найдите правое и левое большие полушария, мозолистое тело, их соединяющее, и промежуточный мозг.

2.    Рассмотрите большие полушария головного мозга, борозды и извилины коры полушарий. Определите расположение больших борозд — центральной, боковой, затылочно-теменной.

3.    Найдите доли большого мозга (лобную, теменную, височную, затылочную), на которые его разделяют глубокие борозды. Как влияет на площадь коры большого мозга наличие борозд и извилин?

4.    Определите функциональные чувствительные зоны коры — зрительную, слуховую, обонятельную, кожной и мышечно-суставной чувствительности.

5.    На пластинчатых препаратах рассмотрите расположение серого и белого веществ в определенных частях больших полушарий конечного мозга. Чем оно обусловлено?

Сделайте вывод: в чем заключается связь строения больших полушарий головного мозга с выполняемыми ими функциями?

Роль коры головного мозга в регуляции произвольных движений человека. Все движения человека делятся на рефлекторные и произвольные. Вам уже известно, что рефлекторные двигательные реакции возникают в ответ на раздражение и происходят при участии спинного мозга и ствола головного мозга. Произвольные движения осуществляются сознательно, целенаправленно; они выполняются при участии различных отделов центральной нервной системы и обязательно коры большого мозга (ил. 108).

Двигательная зона коры может возбуждаться импульсами, поступающими к ней от органов чувствительными путями через спинной мозг, ствол мозга, мозжечок и таламус. Возбуждение в двигательной зоне может возникать и под влиянием сознательной мысли или намерения. Импульсы передаются двигательным нейронам (мотонейронам) этой зоны коры головного мозга, аксоны которых пучками идут вниз и сочетаются с двигательными нейронами ядер черепно-мозговых или спинномозговых нервов. Нервы посылают сигналы в группы мышц, сокращения которых вызывают или координируют сложные и точные произвольные движения. Длительные движения постоянно корректируются нервными импульсами из мозжечка.

Размеры возбужденного участка двигательной зоны зависят не от массы мышц, а от сложности и точности движений. Особенно велика площадь участка, руководящего движениями кисти руки, языком, мимическими мышцами. Ранения или другие повреждения коры двигательной зоны приводят к параличу (потере способности двигаться) мышц тела.

Промежуточный мозг: таламус, гипоталамус. Большой (конечный) мозг. Полушария и доли большого мозга. Кора головного мозга и ее зоны: чувствительные, двигательные, ассоциативные. Произвольные движения

Корковые центры мышц конечностей, туловища и шеи расположены в двигательной зоне в такой последовательности: в нижнем отделе находятся участки, отвечающие за движения головы, туловища, а в верхнем отделе — за нижние конечности.

Нейроны всех шести слоев коры головного мозга, расположенных друг над другом, имеют тесную связь и функционируют как единое целое. Каждый слой коры состоит из нейронов определенного вида. Только внешний (на рисунке он верхний) образован короткими отростками нервных клеток. Главная часть информации поступает в кору к звездчатым и пирамидальным клеткам 3-го и 4-го слоев. Нейроны коры взаимодействуют так, что передача информации в горизонтальном направлении неэффективна. Это связано с большим количеством коротких аксонов. Изучая анатомические связи между нейронами и их взаимодействие, исследователи предположили, что кора в вертикальном направлении разделена на определенные столбцы (колонки), являющиеся определенными функциональными единицами.

Вокруг верхней части ствола головного мозга расположена лимбическая система (от лат. limbus[лимбус] — кайма), образующая его край, или лимб. В нее входят структуры, являющиеся наиболее древними по происхождению частями коры головного мозга. Поэтому лимбическую систему называют еще первобытным, или эмоциональным, мозгом. Лимбическая система определяет подсознательное (инстинктивное) поведение, в частности получение пищи, защиту, ориентирование, размножение. Она участвует в регуляции психической активности, формировании мотивов, эмоций, памяти; определяет влияние настроения, а также внутренних изменений в организме на поведение человека. Восприятие запаха, света, формирование памяти тоже находятся под влиянием лимбической системы.

1. Из каких частей состоит промежу точный мозг? Каковы их функции?

2. Охарактеризуйте строение коры головного мозга человека. 3. Назовите основные части и функциональные зоны коры большого мозга. 4. Объясните роль борозд и извилин коры головного мозга. 5. Раскройте роль коры большого мозга в обеспечении произвольных движений.

6. Известно, что работают лишь около 4 % клеток головного мозга, остальные находятся в резерве. Каждый час погибает более тысячи нейронов. Как вы считаете, почему? Можно ли остановить этот процесс? 7. Объясните выражение Мишеля де Монтеня: «Мозг, хорошо устроенный, стоит больше, чем мозг, хорошо наполненный».

8. Докажите, что головной мозг регулирует работу центров спинного мозга. Во время опыта необходимо наклоняться вперед, не сгибая ног в коленях. Что наблюдаете? Воспроизведите и обоснуйте цепочку действий по поддержанию равновесия тела головным мозгом.

Это материал учебника Биология 8 класс Мищук