Головний мозок

Головний мозок шимпанзе

Головни́й мо́зок — головний відділ центральної нервової системи всіх хребетних та великого числа безхребетних тварин.

Вступ

Деякі примітивні тварини, такі як медузи та морські їжаки, мають децентралізовану нервову систему без мозку, тоді як губки загалом не мають нервової системи. У черепних (хребетних та міксин) мозок розташований в захищеній черепом голові (саме в цьому випадку він називається головним), поруч з головними органами відчуття: зору, слуху, рівноваги, смаку і нюху.

Головний мозок може бути дуже складним. Так, головний мозок людини містить біля 100 млрд. нейронів, кожний зв'язаний до 10 тис. синаптичних зв'язків. Ці нейрони спілкуються один з одним за допомогою довгих волокон, аксонів, що передають сигнальні імпульси у вигляді потенціалу дії як до інших частин мозку, так і до інших частин тіла.

Мозок є головним органом, що відповідає за поведінку тварини, що у свою чергу забезпечує її добробут. Головний мозок контролює поведінку або за рахунок активації м'язів, або за допомогою секреції хімічних речовин, таких як гормони. Проте головний мозок не є єдиною структурою, що визначає поведінку, навіть одноклітинні організми здатні відповідати на зовнішні стимули, а губки, що не мають нервової системи, здатні до координованого руху частин тіла. У хребетних спинний мозок має нейронні мережі, здатні до генерації рефлекторної відповіді та простих рухових послідовностей, таких як ходьба та плавання. Однак, складніші картини поведінки на основі аналізу складного сенсорного впливу вимагають можливостей головного мозку.

Незважаючи на великий науковий прогрес в дослідженні мозку, багато деталей його роботи залишаються невідомими. Тоді як організація індивідуальних нейронів та синапсів вивчена дуже добре, яким чином здійснюється кооперація тисяч або мільйонів з них визначити дуже важко. Методи спостереження, такі як електроенцефалографія або нейровізуалізація, показують високий рівень організації в роботі мозку, але ці методи не мають роздільної здатності для візуалізації окремих нейронів. Таким чином, навіть деякі найфундаментальніші принципи роботи мозку, такі як пам'ять, все ще нерозшифровані та вимагають дослідження.

Головний мозок людини

Головний мозок (encephalon) людини є не лише субстратом психічної діяльності, а й регулятором усіх процесів, які відбуваються в організмі. Прогресивний розвиток головного мозку у вищих приматів, зумовлений трудовою діяльністю й виразною мовою, дав змогу людині якісно виділитись у тваринному світі.

Серед приматів абсолютна маса мозку людини є найбільшою. Велике значення має відносна маса мозку, тобто відношення абсолютної маси мозку до маси тіла. Відносна маса мозку найбільша в людини (винятки: дрібні співучі птахи та деякі мавпи Нового Світу).

Індивідуальні коливання маси головного мозку сучасної людини, незалежно від її обдарованості, досить значні (найчастіше 1100 — 1700 г.). У таких межах була маса мозку І. П. Павлова (1653 г.), Д. І. Менделєєва (1571 г.) та інших великих людей. Поряд з цим маса мозку І. С. Тургенева (2012 г.), Байрона (1807 г.), І. Ф. Шіллера (1785 г.) перевищила максимальну масу, а мозок Анатоля Франса (1017 г.) мав мінімальну масу, відому для сучасної людини.

Головний мозок міститься в порожнині черепа і в цілому повторює його форму.

Будова

У головному мозку людини розрізняють три частини, відмінні щодо еволюційного минулого та функціонального значення:

1. найдавнішу — стовбур головного мозку (truncus encephali) (охоплює довгастий мозок, міст і середній мозок);
2. мозочок, черв'як якого також належить до стародавніх утворів,
3. передній мозок, який у процесі еволюції хребетних сформувався найпізніше.

Головний мозок розсікають дві глибокі щілини:

• поздовжна, яка ділить великий мозок (cerebrum) на праву й ліву півкулі (hemispherium cerebri),
• поперечна, яка відокремлює півкулі великого мозку від мозочка (cerebellum).

У кожній півкулі розрізняють

• лобовий, потиличний і скроневий полюси
• верхньобічну, присередню и нижню поверхні,
• верхній, нижньоприсередній і нижньобічний краї.

Поверхня півкуль має велику кількість борозен (sulci cerebri) та звивин (gyri cerebri).

Верхньобічна поверхня кожної півкулі відповідно до рельєфу склепіння черепа випукла, а присередня пласка, що добре видно при розрізі головного мозку вздовж поздовжньої щілини. В глибині цієї щілини помітно велику спайку головного мозку — мозолисте тіло (corpus callosum). Мозолисте тіло являє собою широку серединну структуру білої речовини мозку, яка з'єднує півкулі мозку. Вона формує нижню стінку міжпівкульної борозни та дах третього шлуночка. Це найпотужніше міжпівкульне з'єднання, що містить більше 300 мільйонів аксонів та відіграє важливу роль у координації інформації та обміні сенсорними стимулами між півкулями.

Нижня поверхня головного мозку нерівна і є ніби відбитком внутрішньої основи черепа.

• Задня частина її — це поверхня стовбура головного мозку (головним чином моста й довгастого мозку)
• Передня — поверхня лобових часток, розділена поздовжною щілиною, з боків її виступають донизу і вперед скроневі частки півкуль.

На нижній поверхні лобових часток помітні веретеноподібної форми нюхові цибулини (bulbi olfactorii), що назад продовжуються спочатку в нюхові шляхи, а ще далі — в нюхові трикутники Позаду кожного нюхового трикутника визначається передня продірявлена речовина (substantia perforata anterior), яка має багато маленьких отворів для проходження дрібних судин у речовину мозку (це добре видно під час видалення м'якої оболонки мозку). Між правою та лівою пронизаною речовинами розташоване зорове перехрестя (chiasma opticum), нервові волокна якого ззаду переходять у правий та лівий зорові шляхи, що діляться на присередній і бічний корінці.

Позаду зорового перехрестя міститься сірий горб (tuber cinereum), що нижче і спереду переходить у лійку (infundibulum), на кінці якої ніби підвішений hypophysis. На основі черепа він міститься в гіпофізарній ямці турецького сідла.

Далі, прилягаючи одне до одного, лежать соскоподібні тіла (corpora mamillaria), вкриті білою мозковою речовиною. Всередині їх містяться ядра нюхового мозку. Безпосередньо за соскоподібними тілами розташована міжніжкова ямка (fossa interpeduncularis), обмежена з боків ніжками великого мозку (pedunculi cerebri). Дно ямки пронизане багатьма отворами і дістало назву задньої продірявленої речовини (substantia perforata posterior). З присередньої борозни кожної ніжки мозку мипнцйрипиотірітовьлпа еречною посмугованістю й обмежений спереду від ніжок великого мозку і ззаду від довгастого мозку глибокими борознами. З боків міст поступово переходить у середні мозочкові ніжки. З кожної мозочкової ніжки виходять корінці трійчастого нерва. Огинаючи ніжки мозку згори донизу і ззаду наперед, справа та зліва виходить дуже тонкий стовбур блокового нерва.

Позаду моста розташований перший відділ мозку — довгастий мозок (medulla oblongata), який продовжується в спинний мозок. По середній лінії довгастого мозку проходить передня серединна щілина, яка відділяє одну від одної праву й ліву піраміди довгастого мозку. Назовні й назад від кожної піраміди розташований овоїдної форми утвір — олива (oliva). У борозні між пірамідою довгастого мозку та мостом з кожного боку виходить відвідний нерв, назовні від нього — лицевий та присінково-завитковий нерви. За оливою видно корінці язико-глоткового, блукаючого й додаткового нервів. Нарешті, з передньої латеральної борозни між оливою та пірамідою виходить під'язиковий нерв. Сіра речовина довгастого мозгу утворена ядрами 9-12 пар черепо-мозкових нервів, зверху біла речовина. Тут міститься сіткоподібний утвір — ретикулярна формація, яка регулює збудливість і тонус усіх відділів ЦНС. Функції довгастого мозгу:

1. Довгастий мозок містить центри дихання, ковтання, чхання, ссання, кашлю, моргання, блювання, сльозовиділення, потовиділення, серцевої діяльності, судинно-руховий центр.
2. Довгастий мозок здійснює тонічні рефлекси (положення тіла)
3. Ретикулярна формація регулює збудливість і тонус усіх відділів ЦНС.

Другий відділ — задній мозок Складається з моста і мозочка. Міст є тільки у ссавців. Тут проходять шляхи нервових імпульсів з нижче розташованих відділів до вищих і навпаки.

Позаду і з боків від моста й довгастого мозку розташований мозочок. Бічні відділи мозочка — півкулі мозочка (hemispherium cerebelli dextrum et sinistrum) — детально можна вивчити з боку нижньої поверхні головного мозку. Півкулі мозочка ніби порізані багатьма щілинами, які ділять поверхні півкуль на масу листочків.

Мозочок

Мозочок (cerebellum) розташований під потиличною часткою великого мозку в задній черепній ямці. Він складається з правої та лівої півкуль (hemispherii cerebelli), що добре розвинулися лише у ссавців, та закладеного між ними черв'яка (vermis cerebelli), який є давнішим утвором мозочка.

Поверхня мозочка ніби порізана великою кількістю щілин (fissurae cerebelli), що ділять його речовину на багато плоских дугоподібних зігнутих листків (folia cerebells). Найбільша горизонтальна щілина (fissura honzontalis) проходить по екватору мозочка i ділить його поверхню на верхню i нижню. У межах кожної поверхні розрізняють частки й часточки мозочка. Однойменні часточки обох півкуль відмежовуються однією й тією самою борозною i їм відповідає певна часточка черв'яка.

Мозочок складається з білої i сірої речовини. Біла речовина (мозочкове тіло) залягає в товщі мозочка та у вигляді білих смужок проникає в кожну часточку. Сіра речовина утворює кору мозочка (cortex cerebelli), а також ізольовані парні клітинні скупчення, закладені в товщі білої речовини, — ядра мозочка: зубчасте ядро (nucl. dentatus), коркоподібне (nucl. emboliforims), кулясте (nucl. globosus) i ядро вершини (nucleus fastigii) (присереднє ядро мозочка).

Мозочок зв'язаний з розташованими вище та нижче нього частинами центральної нервової системи за допомогою трьох пар ніжок.

Нижні ніжки мозочка (pedunculi cerebellares inferiores) з'єднують мозочок з довгастим мозком. В них проходять: задній спинно-мозочковий шлях (до кори черв'яка); дорсальні та вентральні зовнішні дугоподібні волокна (до кори півкулі); волокна оливо-мозочкового шляху (до зубчастого ядра) і волокна присінково-мозочкового шляху (переважно до ядра намету).

Верхні ніжки мозочка (pedunculi cerebellares superiores) зв'язують мозочок з середнім мозком і мають вигляд правого та лівого тяжів, які йдуть, розходячись від мозочка до середнього мозку. В їхній товщі проходять волокна шляхів: переднього спинно-мозочкового (до кори черв'яка); мозочково-горбкового та мозочково-червоноядерного.

Середні ніжки мозочка (pedunculi cerebellares medii) — масивні тяжі, які несуть у своєму складі численні волокна, що йдуть від ядер моста до кори мозочка. Ці волокна є другою ланкою зв'язків кори (плаща) великого мозку з мозочком. Функції мозочка:

1. Координація рухів.
2. Рівновага і рух м'язів шиї, тулуба, кінцівок.
3. Тонус м'язів.
4. В мозочку міститься один з центрів автономної нервової системи.

Щоб легше зрозуміти будову й краще оцінити взаємозв'язок окремих частин головного мозку, доцільно розглянути утворення цих частин в онтогенезі.

Третій відділ мозку — середній. Розташований між відділами заднього і проміжного мозку. Тут розміщені ядра двох пар черепно-мозкових нервів. У середньому мозку розрізняють дах і ніжки мозку. Поверхня даху розділена двома канавками, що перехрещуються на чотири горбики (чотиригорбикове тіло): верхні два горбики містять підкіркові центри зору, нижні два — слуху. Це первинні зоровий та слуховий центри . Ніжки мозку утворені нервовими волокнами, між якими містяться скупчення нейронів — ядра, найбільші з них — червоне ядро і чорна субстанція, ядра третьої і четвертої пар черепно-мозкових нервів. Чорна субстанція поділяє ніжки мозку на основу і покриття. Функції середнього мозку:

1. Забезпечує морфологічний і функціональний зв'язок заднього і проміжного мозку.
2. У середньому мозку розміщені підкіркові центри зору, слуху, тонусу м'язів.
3. Первинні слуховий та зоровий центри забезпечують виникнення сторожових рефлексів, що проявляються у повороті голови у відповідь на адекватне подразнення. Отже, середній мозок — центр орієнтувальних рефлексів.
4. Чорна субстанція мозку є нервовим центром, який зв'язаний з ядрами сірої речовини кори великого мозку. При її ураженні збіднюються рухи мімічних м'язів, порушується координація рухів кінцівок, що спричинює хворобу Паркінсона.
5. Середній мозок є основним центром регуляції рухів.

Наступним відділом мозку є проміжний мозок. Це кінцевий відділ стовбура мозку (стовбур складається з довгастого мозку, моста, мозочка, середнього та проміжного мозку). Проміжний мозок складається з таламуса (зоровий горб),епіталамуса(шишкоподібне тіло, епіфіз),гіпоталамуса(пілзоровогорбова ділянка). Гіпоталамус включає в себе сірий горб, сосковидне тіло й лійку, на кінці якої розташований гіпофіз. Функції проміжного мозку:

1. Таламус — центр всіх видів чутливості, окрім нюхової.
2. Епіталамус — ендокринна залоза, регулює обмін шкіри, регулює роботу наднирників.
3. Гіпоталамус регулює роботу всіх ендокринних залоз (гуморальна регуляція).
4. У зоровому горбі міститься вищий центр больової чутливості, який лише проектується в кору великого мозку.

П'ятим відділом мозку є великий мозок.Він складається з правої та лівої півкулі, що складаються з сірої речовини — кори і білої речовини з ядрами сірої(базальні ганглії). Кора вкриває півкулі і містить борозни:

1. Бічна — відділяє скроневу частку від лобової та тім'яної.
2. Центральна — відділяє лобову частку від тім'яної.
3. Потилично-тім'яна — відділяє потиличну частку від тім'яної.

Всередині півкуль є порожнини — шлуночки мозку, заповнені рідиною — ліквором. На корі є звивини:

1. Передня центральна (спереду від центральної борозни). Тут знаходиться моторна зона, при пошкодженні якої відбувається параліч або парез.
2. Задня центральна (ззаду від центральної борозни). Це зона шкірно-м'язової чутливості. При пошкодженні — анестезія (втрата чутливості).
3. В скроневій частці. Слухова зона, аналізує нервові імпульси, які виникають в рецепторах завитки внутрішнього вуха. При пошкодженні — глухота.
4. В потиличній частці. Зорова зона — аналізує нервові імпульси, які виникають у фоторецепторах сітківки ока. При пошкодженні — сліпота.
5. Біля бічної борозни. Смакова зона — аналізує нервові імпульси, які виникають у рецепторах язика.
6. На внутрішній поверхні скроневої частки. Нюхова зона — аналізує нервові імпульси, які виникають у рецепторах носової порожнини.

Мовна зона як така не існує, але її можна виділити у корі скроневої частки, нижньої лобової звивини зліва, на ділянці тім'яної частки. При пошкодженні цих часток спостерігаються розлади мовлення.

Див. також

• Клітинні нейронні мережі
• Церебралізація

Посилання

1. Які продукти слід вживати для поліпшення діяльності мозку? Газета МОЗ України «Ваше здоров'я»

Література

• Людина. / Навч. посібник з анатомії та фізіології. Львів. 2002. 240 с.
• «Анатомія людини», О. І. Свіридов, Київ, Вища школа, 2001.