4.2. Головной мозг

В головном мозге различают шесть отделов: продолговатый мозг, варолиев мост, средний мозг, промежуточный мозг, мозжечок, большие полушария (рис. 11.2–11.5).

4.2.1. Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (medulla oblongata) располагается в полости черепа и является началом ствола мозга. На задней поверхности
находится борозда и два задних канатика, которые являются продолжением таких же канатиков спинного мозга.

Серое вещество продолговатого мозга располагается внутри в виде отдельных скоплений – ядер. Белое вещество находится снаружи.

Продолговатый мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции.

Рефлекторная функция. В продолговатом мозгу расположены центры сердечно-сосудистой деятельности, дыхания, многих пищеварительных и защитных рефлексов. Эти центры связаны с соответствующими органами посредством черепно-мозговых нервов.

Проводниковая функция продолговатого мозга связала с восходящими и нисходящими путями, по нервным волокнам которых импульсы передаются из спинного мозга в головной и обратно. Кроме того, имеются проводящие пути, связывающие ядра продолговатого мозга с другими отделами ЦНС.

К моменту рождения продолговатый мозг является наиболее сформировавшейся частью головного мозга, так как формирование ядер находится в прямой зависимости от становления в онтогенезе функций дыхания, кровообращения и пищеварения. Созревание ядер продолговатого мозга заканчивается к 7 годам.

4.2.2. Варолиев мост

Варолиев мост (pons Varolii) является продолжением продолговатого мозга (рис. 11.8). Он характеризуется массой поперечно идущих волокон и лежащими между ними ядрами. К дошкольному возрасту в связи с ростом черепа он несколько перемещается и занимает место на eго скате, как у взрослого.

В скоплениях серого вещества располагаются центры такого же рода, как и в спинном мозге, но центры мозгового моста более высокого порядка, чем спинномозговые. Они контролируют совместные сокращения мышц конечностей и туловища, возникающие при сложных движениях. Белое вещество является продолжением проводящих путей продолговатого мозга.

4.2.3. Мозжечок

Мозжечок (cerebellum) располагается над продолговатым мозгом и мостом (рис. 11.7). В нем различают два полушария, соединенных по средней линии анатомической структурой, которая называется червь. Состоит мозжечок из серого и белого вещества. Серое вещество образует снаружи сплошной слой – кору мозжечка. Под корой располагается белое вещество, внутри которого находятся ядра мозжечка.

Мозжечок связан с другими отделами головного мозга посредством нервных волокон, которые образуют утолщения – ножки мозжечка: верхние соединяют мозжечок со средним мозгом, средние – с мостом, нижние – с продолговатым мозгом.

Функционально мозжечок участвует в координации движений, обеспечивает их четкости и плавности, играет важную роль в сохранении равновесия тела в пространстве, оказывает влияние на тонус мышц. Мозжечок согласует силу, длительность и последовательность сокращений мышц. У больных с поражением мозжечка теряется плавность движений, нарушается равновесие, расстраивается речь, типичное нарушение работы мозжечка наблюдается под влиянием алкоголя. Академик Л.Л. Орбели установил вегетативно-трофическое влияние мозжечка на состав крови, работу желудка, кишечника, сосуды.

Деятельность мозжечка носит рефлекторный характер. У детей мозжечок отличается меньшим весом, размером и более высоким расположением. Усиленный рост и миелинизация нервных волокон мозжечка происходит в течение первого года жизни ребенка, когда
он учится сидеть, ползать, ходить, затем темпы роста снижаются.
Серое вещество мозжечка растет медленнее, чем белое вещество.
К 7 годам заканчивается развитие ножек мозжечка и устанавливаются связи мозжечка с другими отделами ЦНС. К 15 годам мозжечок достигает размеров мозжечка взрослого человека, причем раньше развивается червь, позже – полушария. При заболеваниях мозжечка у детей движения становятся неловкими, не рассчитанными. Ребенок ходит с поддержкой, широко расставляя ноги, высоко поднимая
и с силой опуская их вниз. В дальнейшем движения частично
восстанавливаются, что объясняется участием коры головного мозгa
в координации движений. При этом немалую роль играют зрительные ощущения, при закрытых глазах такие дети не могут сделать ни одного шага.

4.2.4. Средний мозг

Средний мозг (medulla media) занимает место выше моста.
К среднему мозгу относятся ножки мозга и крыша среднего мозга (рис. 11.8).

Образованиями среднего мозга являются ядра четверохолмия, ядра глазодвигательного и тройничного нервов, красное ядро и черная субстанция, в ножках мозга проходят восходящие и нисходящие пути.

Самыми крупными являются красные ядра – регуляторы тонуса скелетной мускулатуры. Они имеют многочисленные связи с мозжечком, ретикулярной формацией, промежуточным мозгом, корой головного мозга. От красных ядер идут двигательные руброспинальные пути, по которым нервные импульсы следуют к двигательным ядрам передних рогов спинного мозга и регулируют тонус мышц сгибателей. У новорожденных и детей первых месяцев жизни они являются высшими подкорковыми центрами и обеспечивают бессознательные, хаотические движения.

В крыше среднего мозга различают пластинку крыши – четверохолмие, состоящее из четырех возвышений холмиков (бугров). Ядра верхних бугров четверохолмия являются подкорковыми центрами

зрительного анализатора. Получая сигналы от сетчатки глаза, они обеспечивают зрительный ориентировочный рефлекс: движение глаз, поворот головы в сторону источника света, регуляцию величины зрачка и аккомодацию глаз.

Ядра нижних бугров четверохолмия являются подкорковыми центрами слухового анализатора, получая импульсы от ядер слухового нерва при действии звукового раздражителя, они обеспечивают ориентировочный слуховой рефлекс: поворот головы в сторону источника звука, вздрагивание и даже вскакивание с места. Таким образом, ядра четверохолмия в целом обеспечивают сторожевой рефлекс, он позволяют организму включаться в действие, требующее быстрой ответной реакции.

Черная субстанция участвует в координации актов жевания
и глотания, регулируя их последовательность, а также обеспечивает мелкие движения пальцев рук, требующих большой точности (например, при письме). Видимо поэтому у человека она развита
в большей степени, чем у животных.

В углублении между верхними холмиками лежит эпифиз –шишковидная железа (железа внутренней секреции), которая структурно и функционально связана с надбугорной областью промежуточного мозга и участвует в регуляции циркадного цикла организма, влияя на сон.

Между четверохолмием и ножками мозга расположен водопровод – полость среднего мозга, являющийся продолжением четвертого желудочка продолговатого мозга.

Средний мозг приобретает особое значение в регуляции мышечного тонуса – состояния длительного напряжения и небольшого укорочения мышц без выраженных признаков утомления. Рефлекторный тонус имеет значение при движении, подготавливая мышцы
к быстрому переходу из одного состояния в другое, мобилизуя их к деятельности. Тонус позволяет сохранять на длительное время определенное положение тела, головы и конечностей: в положении сидя, стоя, наклон головы при письме и чтении, удержание вытянутой или поднятой руки и т. д. Тонус мышц обусловливает плавность наших движений.

Развитие среднего мозга тесно связано с развитием других отделов мозгового ствола и формированием нервных путей к мозжечку
и коре головного мозга. У новорожденных и грудных детей хорошо выражен ориентировочный рефлекс: при неожиданных звуках наблюдается общая двигательная реакция с преобладанием тонуса сгибателей, вздрагивание, изменение ширины зрачка, частоты дыхания и сердцебиения.

4.2.5. Промежуточный мозг

Промежуточный мозг (medulla untermedia) расположен выше среднего мозга, под мозолистым телом. К нему относятся два зрительных бугра, надбугровая область, забугровая область, включающая коленчатые тела, и подбугровая область.

Зрительные бyгры (таламусы) состоят из нервных клеток, которые образуют многочисленные ядра, являющиеся подкорковыми центрами чувствительности. Почти все центростремительные импульсы (кроме обонятельных) поступают в зрительные бугры, где происходит их обработка и интеграция, после чего переработанная информация передается в кору головного мозга. Таламусы оказывают влияние
на эмоциональное поведение, что выражается в своеобразных жестах, мимике, изменениях функций внутренних органов. При сильных эмоциях учащается пульс, дыхание, повышается артериальное давление. При поражении таламуса появляются сильные головные боли, нарушается сон и усиливается или уменьшается общая чувствительность, движения становятся несоразмерными, не точными.

Коленчатые тела располагаются кзади от зрительных бугров, они образованы скоплением нервных клеток. Коленчатые тела являются подкорковыми центрами зрения и слуха.

Гипоталамус (подбугровая область) включает серый бугор, гипофиз, зрительный перекрест и сосцевидные тела. Гипоталамус является высшим подкорковым вегетативным центром. В нем находятся центры регуляции обмена веществ, температуры тела, голода
и насыщения, страха и ярости, удовольствия и неудовольствия.

Между гипоталамусом и гипофизом существуют обширные нервные и сосудистые связи. Нейросекреторные клетки гипоталамуса вырабатывают нейросекреты – нейрогормоны, которые регулируют деятельность гипофиза. Гипофиз непосредственно или через посредство других эндокринных желез регулирует вегетативные функции организма. Гипоталамус участвует в регуляции эмоций и формировании мотиваций.

Формирование отделов промежуточного мозга происходит неодновременно. Наиболее интенсивный рост и созревание ядер гипоталамуса происходит в первые 3 года жизни. Ядра зрительных бугров
созревают позднее – к 4 годам. В постнатальном онтогенезе происходит увеличение объема зрительных бугров за счет дальнейшего роста нервных клеток и развития нервных волокон,

К моменту рождения у ребенка плохо развиты центры терморегуляции, поэтому дети первого года жизни легко перегреваются и переохлаждаются при резких изменениях температуры окружающей среды. В целом развитие промежуточного мозга заканчивается к 13–
15 годам.

4.2.6. Ретикулярная формация

В стволе головного мозга (в средней части продолговатого, среднего и промежуточного) выделяют участки диффузных скоплений нервных клеток разных типов и размеров, которые переплетаются множеством волокон, идущих в различных направлениях. Эти участки
назвали ретикулярной формацией (сетевидное образование). Ретикулярная формация тесно связана и с другими нервными центрами головного и спинного мозга. Ретикулярные нейроны, в отличии от нейронов других отделов мозга, характеризуются высокой чувствительностью к различным химическим веществам (продуктам обмена,
гормонам, медиаторам).

Ретикулярная формация по нисходящим ретикуло-спинальным путям оказывает активирующее и тормозящее влияния на деятельность мотонейронов спинного мозга. Устранение этих влияний (при отделении спинного мозга от ретикулярной формации) приводит
к появлению спинномозгового шока.

По восходящим путям ретикулярная формация оказывает активирующее влияние на кору головного мозга. Импульсы от ретикулярной формации и неспецифических ядер таламуса поддерживают бодрствующее состояние корковых нейронов. При отделении коры
головного мозга от ретикулярной формации животное впадает в сонное состояние и почти не реагирует на внешние раздражители.
В свою очередь кора регулирует функции и активность ретикулярной формации. Активность ретикулярной формации поддерживается также нервными импульсами, идущими к коре головного мозга от внешних рецепторов, от органов опорно-двигательного аппарата
и от внутренних органов, из коры головного мозга, мозжечка.

4.2.7. Большие полушария головного мозга

Большие полушарии головного мозга или конечный мозг (telencеphalon) являются высшим отделом ЦНС и состоят из правого
и левого полушарий. Оба полушария соединены между собой мозолистым телом и другими спайками. У человека большие полушария достигают наибольшего развития и составляют почти 80 % от общей массы мозга. В каждом полушарии различают кору, покрывающую всю поверхность полушарий, белое вещество и базальные ядра – скопления серого вещества в нижних и боковых стенках полушарий.

Кора головного мозга представляет собой слой серого вещества (толщина 1,5–5 мм), образованного скоплениями нейронов, их количество составляет 12–18 млрд. Кора имеет многослойное строение
(6 слоев), в которых нейроны отличаются по форме тела (веретенообразные, пирамидные, звездчатые), величине и густоте расположения. Поверхность полушарий имеет сложный рисунок благодаря бороздам (углублениям), идущим в различных направлениях, и извилинам (складкам), что увеличивает ее площадь. Борозды делят кору на доли: лобную, теменную, височную, краевую (рис. 11.5). Самые глубокие основные борозды:

1) центральная борозда, отделяющую лобную долю от теменной.

2) боковая борозда, отделяющая височную долю от лобной и теменной долей полушария.

3) теменно-затылочная борозда, отделяющую теменную долю от затылочной.

Кора покрывает всю поверхность полушарий и заходит вглубь борозд. Каждая доля вторичными бороздами делится на дольки. По особенностям клеточного состава и строения вся кора подразделяется
на ряд участков, которые называют корковыми полями. Цитоархитектоническая карта, составленная Бродманом, насчитывает 52 поля, они выполняют различные функции. Несколько корковых полей объединены в зоны. Каждая зона выполняет какую-то общую функцию,
а поля, ее составляющие, – отдельные элементы этой функции. Различают сенсорные, ассоциативные и моторные зоны коры.

Сенсорные зоны представляют собой проекцию рецепторных полей и получают специфическую сенсорную информацию от различных рецепторов . К этим зонам относятся: зрительная, слуховая, соматосенсорная (кожной и мышечной чувствительности), вкусовая, обонятельная.

Ассоциативные зоны получают импульсы от всех зон коры, интегрируют всю полученную информацию, обеспечивают протекание психических функций, контролируют эмоции, поведенческие реакции. Особенно большое значение имеют лобные доли коры, которые
у человека составляют 25 % от общей площади коры больших полушарий (у человекообразных обезьян – 12 %).

Моторные зоны расположены в передней центральной извилине, связаны с ядрами ствола мозга и мотонейронами спинного мозга и регулируют произвольные движения.

Кора головного мозга выполняет тонкий анализ поступающих сигналов. В ней возникают ощущения, запоминается поступающая

информация, происходит процесс мышления. Кора головного мозга регулирует деятельность нижележащих отделов ЦНС, координирует рефлекторную деятельность всего организма.

Под корой находится белое вещество полушарий мозга, оно состоит из большого количества нервных волокон, проходящих в различных направлениях. Одни из них соединяют нейроны в пределах одного полушария, другие – нейроны левого и правого полушарий,
третьи – с нижележащими отделами ЦНС (подкорковыми отделами и спинным мозгом).

Роль каждого полушария в их совместной деятельности относительно неравнозначна, отмечается относительное доминирование одного из полушарий, т. е. межполушарная функциональная асимметрия. Левое доминирующее полушарие обеспечивает абстрактное,
логическое мышление, речевую функцию, письмо, счет, правое полушарие – образное, конкретное восприятие внешнего мира (распознавание сложных зрительных и слуховых сигналов, восприятие пространства, формы направления).

Мозговая ткань больших полушарий у новорожденных богата
водой. Поверхность коры сравнительно гладкая, имеются все борозды и извилины, но они мало выражены. Серое вещество почти
не отличается от белого вещества, так как не закончена миелинизация нервных волокон. Количество нейронов в коре больших полушарий такое же как у взрослых, но в морфофункциональном плане они еще не зрелые. Постепенно по мере роста и развития ребенка углубляются борозды, увеличиваются извилины (становятся крупнее
и длиннее), появляются мелкие борозды и извилины; усложняется строение нейронов и связи между ними; продолжается миелинизация нервных волокон и происходит четкое разграничение серого и белого вещества полушарий.

У новорожденных и детей дошкольного возраста головной мозг короче и шире, чем у детей школьного возраста и взрослых. К концу первого года жизни величина головного мозга удваивается, к трем
годам – утраивается. Наиболее интенсивное созревание коры происходит в первые пять лет и заканчивается к 18–20 годам. Заметно нарастает масса мозга к 7 годам.

В период от 7 до 10 лет интенсивно увеличиваются лобные и теменные доли коры больших полушарий, поэтому они преобладают над затылочной областью.

Процесс формирования корковых полей связан со становлением и развитием функций анализаторов. У ребенка, прежде всего, возникают рефлексы с вестибулярного, кожного, двигательного анализаторов, а затем – слухового и зрительного анализаторов. Рефлексы
слухового и зрительного анализаторов играют важную роль в развитии и становлении речи ребенка, что способствует совершенствованию корковых функций лобной, нижней теменной и височно-затылочной областей мозга. В период развития ребенка происходит совершенствование проводящих путей различных функциональных систем и их взаимосвязей.

В младшем школьном возрасте и в пубертатный период совершенствуются отдельные нервные клетки и развиваются новые нервные пути, происходит функциональное развитие всей нервной системы. В этот период заметно выявляется регулирующий контроль
со стороны коры больших полушарий над инстинктами и эмоциональными реакциями.