Головной мозг. Нейроны и глиальные клетки

На протяжении долгого времени, ученые исследуют структуру, развитие и деятельность головного мозга человека. Головной мозг - это орган человеческой системы жизнедеятельности, являющийся ключевым органом в теле человека.

Именно он координирует все основные процессы, происходящие в организме. На сегодняшний день существует множество открытий, которые раскрыли особенности его нейронов и их связей, однако как происходит взаимодействие этих клеток и функционирование головного мозга, до сих пор до конца не изучено.

Рассмотрим подробнее строение и функции этого органа.

Масса головного мозга занимает практически все черепное пространство. Кости черепа позволяют дополнительно защитить мозговое вещество от механических повреждений. Цвет головного мозга имеет розоватый оттенок, а его структура гелеобразную консистенцию. Сам мозг образован нервными и глиальными клетками, а также сосудами.

Состав головного мозга главным образом составляют нервные клетки мозга, которые выполняют функции генерирования и передачи импульсов.

Внутри мозга локализуются желудочковые полости. Также от него в различные отделы отходят парные нервы. Функции, которые выполняют отделы, различны, так как каждая область обладает своей структурной характерностью.

Масса мозга у взрослых мужчин составляет в среднем 1350 г, а женщин – 1225г. Показатели веса редко превышают отметку в 2000г. Однако известны случаи, когда вес достигал 2850г. Также ученым не удалось обнаружить зависимость размера головы и мозга между интеллектуальными способностями человека. Поэтому чаще всего, если весовая отметка снижается ниже 1000 г или превышает 2000г, то это говорит о наличии патологического процесса в мозговых отделах.

Оболочки и основные отделы

Система мозга окружается 3 оболочками – твердой, паутинной и сосудистой. Каждая оболочка выделяется определенным назначением и исходя из выполняемых ими функций. Выделяют следующие виды оболочек мозга:

• Твердая оболочка срастается с костью черепа и выполняет дополнительную защитную роль головного мозга. Ее прочность обуславливается тем, что в ее состав входят особенные клетки и также коллагеновые волокна
• Паутинная. Эта оболочка имеет в своем составе ликвор, который обеспечивает амортизирующий эффект, сохраняя мозговое тело от незначительных травм
• Сосудистая. Характеризуется наличием плотного скопления сосудистых сплетений, которые обеспечивают мозг и окружающие его ткани питательными веществами

В целях доступного понимания из чего состоит головной мозг, принято выделять 5 отделов:

• Продолговатый
• Задний
• Средний
• Промежуточный
• Конечный (большие полушария)

Продолговатый

Данный отдел головы и мозга является продолжением спинномозгового отдела. Функции и структуры данных тканей во многом схожи, единственное явное отличие наблюдается в сером веществе.

Продолговатый отдел выступает посредником, который организует передачу данных с организма в ЦНС и наоборот. Кроме данной функции отдел отвечает за ряд рефлексов, например, кашель, чихание, а регулирует дыхание и пищеварительные функции.

Задний

Задний отдел головы и мозга включает в себя 2 основные части:

• Варолиев мост
• Мозжечок

Варолиев мост является продолжением проводниковой части и позволяет сформировать связь между отделами. Кроме того, что мост выполняет функции передатчика, он также участвует в регуляции артериального давления, а также контролирует рефлексы.

Мозжечок располагается с боковой стороны от продолговатого участка и моста. Мозжечок имеет практически идентичную анатомическую структуру, что и головной мозг. То есть его структура составляет 2 маленьких полушария, которая покрывается корой. Выполняет такие функции, как:

• Координация двигательных возможностей
• Регулирование последовательности функционирования мышечных групп

Средний

Этот отдел головы и мозга представляется скоплением специфических ядер, именующиеся буграми четверохолмия. Данные маленькие холмики отвечают за возможность первичного восприятия от органов слуха и зрения.

Также выделяют передние бугры, которые связываются со зрительными рецепторами и задние бугры, перенаправляющие информацию в слуховой и зрительный отделы, где она впоследствии перерабатывается в характерные сигналы.

Также существует прямая связь между средним мозгом и мышечным тонусом, реакциями двигательной активности глаз, а также средний отдел отвечает за возможность ориентироваться в пространстве.

Промежуточный

Данный отдел головы и мозга характеризуется наличием нескольких ключевых частей, а именно:

• Таламус. Является ключевым посредником передачи информации в другие мозговые отделы. Его ядра обрабатывают и передают сигналы, получаемые от различных чувствительных органов, исключение составляет обонятельная система. Слуховые, тактильные и другие ощущения перерабатываются данной частью промежуточного участка и направляются в полушария
• Гипоталамус. В этой области сконцентрирован ряд рефлекторных систем, регулирующих чувства жажды и голода. Сигнал о том, что необходимо успокоить свой организм, информация о наступлении сна или бодрствования полностью ложиться на плечи гипоталамуса
• Гипофиз. Занимает ключевое значение в формировании и регуляции эндокринной системы, а также его деятельность влияет на репродуктивные функции и обменные процессы

Большие полушария

Данные крупные полушария представляются тканями, с расположением серого вещества внутри белого. Эти полушария занимают 80% всего черепного пространства. Анатомическое устройство головного мозга выделяется сложной (послойной) структурной тканью – корой, которая обволакивает большие полушария. Скопление нервных клеток в этой коре составляет примерно 18 млрд.

Многочисленные исследования показывают, что большие полушария и кора являются наиболее развитыми частями головного мозга. Выделяют следующие виды мозга, а именно его корковой части:

• Древняя
• Старая
• Новая

Первые 2 типа отвечают за инстинкты, эмоции, врожденные поведенческие качества, гомеостаз. Именно такие реакции, как радость, испуг и ряд других чувств исходит из этих корковых частей. Новая кора главным образом формирует типичные отличия человеческого мозга от других живых существ, у которых данный тип коры не развивается. Речь, интеллект, а также сознательное мышление формируются новой корой.

Кора конечного мозга ограничивается тремя бороздами, которые подразделяют кору на зоны и доли.

Вследствие этого специалисты выделяют доли, которые входят в корковый состав мозга, головного мозга:

• Затылочная. Выступает как главный зрительный анализирующий центр. Также принимает поступающие сведения, которые перерабатываются и незамедлительно посылаются в гиппокамп, где образовывается в память. Благодаря этому процессу мы запоминаем увиденное и происходящее вокруг
• Височная. Этот участок ответственен за преобразование слуховой информации, а ее внутреннее устройство мозга позволяет ориентироваться во вкусе
• Теменная. Область, находящаяся рядом с теменной бороздой. Регулирует кожную чувствительность, а также осязание и вкусовую восприимчивость
• Лобная. Данная область отвечает за возможность усвоения новых навыков и запоминанию. Умственные способности образованы именно в этой доле

Головной мозг - это главный контролирующий орган центральной нервной системы (ЦНС), над изучением его строения и функций уже более 100 лет трудятся большое количество специалистов различных направлений, таких как психиатрия, медицина, психология и нейрофизиология. Несмотря на хорошее изучение его структуры и составляющих, остается еще много вопросов о работе и процессах, проходящих ежесекундно.

Головной мозг относится к центральной нервной системе и расположен в полости черепной коробки. Снаружи он надежно защищен костями черепа, а внутри заключен в 3 оболочки: мягкую, паутинную и твердую. Между этими оболочками циркулирует спинномозговая жидкость - ликвор, которая служит амортизатором и предотвращает сотрясение этого органа при небольших травмах.

Головной мозг человека представляет собой систему, состоящую из связанных между собой отделов, каждая часть которых отвечает за выполнение конкретных задач.

Для понимания функционирования недостаточно кратко описать головной мозг, поэтому, чтобы понять как он работает, для начала нужно детально изучить его строение.

За что отвечает головной мозг

Этот орган, как и спинной мозг, относятся к центральной нервной системе и исполняет роль посредника между окружающей средой и организмом человека. С его помощью осуществляется самоконтроль, воспроизведение и запоминание информации, образное и ассоциативное мышление, и другие когнитивные психологические процессы.

Согласно учению академика Павлова, образование мысли - функция мозга, а именно коры больших полушарий, которые является высшими органами нервной деятельности. За разные виды памяти отвечают мозжечок, лимбическая система и некоторые участки коры головного мозга, но так как память бывает разной, невозможно выделить какой-то определенный участок, отвечающий за эту функцию.

Он отвечает за управление вегетативных жизненно важных функций организма: дыхание, пищеварение, эндокринная и выделительная системы, контроль температуры тела.

Чтобы ответить на вопрос какую функцию выполняет головной мозг, для начала следует условно поделить его на участки.

Специалисты выделяют 3 основные части головного мозга: передний, средний и ромбовидный (задний) отдел.

1. Передний выполняет высшие психиатрические функции, такие как способность к познанию, эмоциональная составляющая характера человека, его темперамент и сложные рефлекторные процессы.
2. Средний отвечает за сенсорные функции и обработку поступившей информации от органов слуха, зрения и осязания. Центры, находящиеся в нем, способны регулировать степень болевых ощущений, так как серое вещество при определенных условиях, способно вырабатывать эндогенные опиаты, которые повышают или понижают болевой порог. Также он играет роль проводника между корой и нижележащими отделами. Эта часть управляет телом посредством различных врожденных рефлексов.
3. Ромбовидный или задний отдел, отвечает за тонус мышц, координацию тела в пространстве. Через него осуществляется целенаправленное движение различных групп мышц.

Устройство головного мозга нельзя просто кратко описать, поскольку каждая из его частей включает несколько отделов, каждый из которых выполняет определенные функции.

Как выглядит мозг человека

Анатомия головного мозга сравнительно молодая наука, так как длительное время находилась под запретом из-за законов, запрещающих вскрытие и исследование органов и головы человека.

Изучение топографической анатомии мозгового отдела в области головы, нужно для точной диагностики и успешной терапии различных топографических анатомических нарушений, например: травм черепа, сосудистых и онкологических заболеваний. Чтобы представить, как выглядит ГМ человека, для начала необходимо изучить их внешний вид.

По внешнему виду ГМ представляет собой студенистую массу желтоватого цвета, заключенную в защитную оболочку, как и все органы человеческого тела, они состоят на 80% из воды.

Большие полушария занимают практически объем этого органа. Они покрыты серым веществом или корой - высшим органом нервно психической деятельности человека, а внутри - из белого вещества, состоящего из отростков нервных окончаний. Поверхность полушарий имеет сложный рисунок, из-за идущих в разные стороны извилин и валиков между ними. По этим извилинам принято делить их на несколько отделов. Известно, что каждая из частей выполняет определенные задачи.

Для того чтобы понять, как выглядят мозги человека, недостаточно исследовать их внешний вид. Существует несколько методик изучения, которые помогают изучить головной мозг изнутри в разрезе.

• Сагиттальный разрез. Представляет собой продольный разрез, который проходит через центр головы человека и делит его на 2 части. Является наиболее информативным методом исследования, с его помощью диагностируют различные заболевания этого органа.
• Фронтальный разрез головного мозга выглядит как поперечный разрез больших долей и позволяет рассмотреть свод, гиппокамп и мозолистое тело, а также гипоталамус и таламус, контролирующие жизненно важные функции организма.
• Горизонтальный разрез. Позволяет рассмотреть строение этого органа в горизонтальной плоскости.

Анатомия мозга, также как анатомия головы и шеи человека, достаточно трудный объект для изучения по ряду причин, в том числе из-за того, что для их описания требуется изучить большое количество материала и иметь хорошую клиническую подготовку.

Как устроен мозг человека

Ученые всего мира изучают головной мозг, его строение и функции, которые он выполняет. За последние несколько лет сделано много важных открытий, однако, эта часть тела остается изученной не до конца. Это явление объясняется сложностью изучения строения и функций головного мозга отдельно от черепной коробки.

В свою очередь, строение структур мозга обуславливает функции которые выполняют его отделы.

Известно, что этот орган состоит из нервных клеток (нейронов), соединенных между собой пучками нитевидных отростков, но как происходит одномоментно их взаимодействие в качестве единой системы непонятно до сих пор.

Исследовать отделы и оболочки поможет схема строения головного мозга, основанная на изучении сагиттального разреза черепной коробки. На этом рисунке можно рассмотреть кору, медиальную поверхность больших полушарий, структуру ствола, мозжечка и мозолистого тела, которое состоит из валика, ствола, колена и клюва.

ГМ надежно защищен снаружи костями черепа, а внутри 3 мозговыми оболочками: твердой паутинной и мягкой. Каждая из них имеет собственное устройство и выполняет определенные задачи.

• Глубокая мягкая оболочка охватывает и спинной, и головной мозг, при этом заходит во все щели и борозды больших полушарий, а в ее толще находятся кровеносные сосуды, питающие этот орган.
• Паутинная оболочка отделена от первой подпаутинным пространством, заполненным ликвором (цереброспинальная жидкость), в нем также расположены кровеносные сосуды. Эта оболочка состоит из соединительной ткани, от которой отходят нитевидные ветвистые отростки (тяжи), они вплетаются в мягкую оболочку и с возрастом их количество увеличивается, тем самым упрочняя связь. Между ними. Ворсинистые выросты паутинной оболочки выпячиваются в просвет синусов твердой мозговой оболочки.
• Твердая оболочка или пахименинкс, состоит соединительно-тканного вещества и имеет 2 поверхности: верхнюю, насыщенную кровеносными сосудами и внутреннюю, которая гладкая и блестящая. Этой стороной пахименинкс прилегает к мозговому веществу, а внешней – черепной коробке. Между твердой и паутинной оболочкой существует узкое пространство, заполненное незначительным количеством жидкости.

В мозгах здорового человека циркулирует около 20% всего объема крови, которая поступает через задние мозговые артерии.

Мозг визуально можно разделить на 3 основные части: 2 большие полушария, ствол и мозжечок.

Серое вещество образует кору и покрывает поверхность больших полушарий, а его небольшое количество в виде ядер находится в продолговатом мозге.

Во всех мозговых отделах есть желудочки, в полости которых перемещается ликвор, который образуется в них. При этом жидкость из 4 желудочка попадает в подпаутинное пространство и омывает его.

Развитие мозга начинается еще во время внутриутробного нахождения плода, а окончательно он формируется к 25-летнему возрасту.

Основные отделы головного мозга

картинка кликабельна

Из чего состоит головной мозг и изучить состав мозга обычного человека можно по картинкам. Строение головного мозга человека можно рассматривать несколькими способами.

Первый делит его на составляющие, из которых состоит головной мозг:

• Конечный, представлен 2 большими полушариями, объединенных мозолистым телом;
• промежуточный;
• средний;
• продолговатый;
• задний граничит с продолговатым мозгом, от него отходит мозжечок и мост.

Также можно выделить основной состав мозга человека, а именно в него входят 3 большие структуры, которые начинают развиваться еще во время эмбрионального развития:

1. ромбовидный;
2. средний;
3. передний мозг.

В некоторых учебных пособиях кору головного мозга принято делить на отделы, так, чтобы каждый из них играла определенную роль в высшей нервной системе. Соответственно выделяют следующие отделы переднего мозга: лобную, височную, теменную и затылочную зону.

Большие полушария

Для начала рассмотрим строение полушарий головного мозга.

Конечный мозг человека руководит всеми жизненно важными процессами и разделен центральной бороздой на 2 больших полушария головного мозга, покрытых снаружи корой или серым веществом, а внутри состоят из белого вещества. Между собой в глубине центральной извилины они объединены мозолистым телом, которое служит соединяющим и передающим информацию звеном между другими отделами.

Строение серого вещества сложно составное и в зависимости от участка состоит из 3 или 6 слоев клеток.

Каждая доля отвечает за выполнение определенных функций и координирует движение конечностей со своей стороны, например, правая часть обрабатывает невербальную информацию и отвечает за пространственную ориентацию, когда как левая специализируется на мыслительной деятельности.

В каждом из полушарий специалисты выделяют 4 зоны: лобную, затылочную, теменную и височную, они выполняют определенные задачи. В частности, теменная часть коры больших полушарий отвечает за зрительную функцию.

Наука, изучающая детальное строение коры больших полушарий головного мозга, называется архитектоникой.

Продолговатый мозг

Этот отдел входит в состав ствола головного мозга и служит связующим звеном спинного с мостом конечного отдела. Так как является переходным элементом, сочетает в себе черты спинного и особенности строения головного мозга. Белое вещество этого отдела представлено нервными волокнами, а серое - в виде ядер:

• Ядро оливы, является дополняющим элементом мозжечка, отвечает за равновесие;
• Ретикулярная формация связывает все органы чувств с продолговатым мозгом, частично отвечает за работу некоторых отделов нервной системы;
• Ядра нервов черепа, к ним относятся: языкоглоточный, блуждающий, добавочный, подъязычный нервы;
• Ядра дыхания и кровообращения, которые связаны с ядрами блуждающего нерва.

Такое внутреннее строение обусловлено функциями ствола головного мозга.

Он отвечает за защитные реакции организма и регулирует жизненно важные процессы, такие как сердцебиение и кровообращение, поэтому повреждение этой составляющей приводит к мгновенной смерти.

Варолиев мост

В состав головного мозга входит варолиев мост, он служит связующим звеном между корой больших полушарий, мозжечком и спинным мозгом. Состоит из нервных волокон и серого вещества, кроме того, мост служит проводником главной артерии, питающей головной мозг.

Средний мозг

Эта часть имеет сложное строение и состоит из крыши, среднемозговой части покрышки, Сильвиева водопровода и ножек. В нижней части граничит с задним отделом, а именно с варолиевым мостом и мозжечком, а вверху его расположен промежуточный мозг, соединенный с конечным.

Крыша состоит из 4 холмов, внутри которых расположены ядра, они служат центрами восприятия информации полученной от глаз и органов слуха. Таким образом, эта часть входит в зону, отвечающую за получение информации, и относится к древним структурам, составляющих строение мозга человека.

Мозжечок

Мозжечок занимает практически всю заднюю часть и повторяет основные принципы строения мозга человека, то есть состоит из 2 полушарий и непарного образования соединяющего их. Поверхность долек мозжечка покрыта серым веществом, а внутри они состоят из белого, кроме этого, серое вещество в толще полушарий образует 2 ядра. Белое вещество с помощью трех пар ножек соединяет мозжечок со стволом головного и спинного мозга.

Этот мозговой центр является ответственным за координацию и регулировку двигательной активности мышц человека. Также с его помощью осуществляется поддержание определенной позы в окружающем пространстве. Отвечает за мышечную память.

Кора

Строение коры головного мозга достаточно неплохо изучено. Так, она представляет собой сложную слоистую структуру 3-5 мм в толщину, которая покрывает белое вещество больших полушарий.

Кору образуют нейроны с пучками нитевидных отростков, афферентные и эфферентные нервные волокна, глии (обеспечивают передачу импульсов). В ней выделяют 6 слоев, разных по структуре:

1. зернистый;
2. молекулярный;
3. наружный пирамидальный;
4. внутренний зернистый;
5. внутренний пирамидальный;
6. последний слой состоит из веретено видных клеток.

Она занимает около половины объема полушарий, а ее площадь у здорового человека составляет около 2200 кв. см. Поверхность коры испещрена бороздами, в глубине которых залегает треть всей ее площади. Величина и форма борозд обоих полушарий строго индивидуальна.

Кора сформировалась сравнительно недавно, но является центром всей высшей нервной системы. Специалисты выделяют в ее составе несколько частей:

• неокортекс (новая) основная часть охватывает более 95%;
• архикортекс (старая)– около 2%;
• палеокортекс (древняя) – 0,6%;
• промежуточная кора, занимает 1,6% от всей коры.

Известно, что локализация функций в коре зависит от места расположения нервных клеток, улавливающих один из видов сигналов. Поэтому выделяют 3 основные области восприятия:

1. Сенсорная.
2. Двигательная.
3. Ассоциативная.

Последний район занимает более 70% коры, а ее центральное предназначение - согласовывать активность двух первых зон. Также она отвечает за получение и переработку данных из сенсорной зоны, и целенаправленное поведение, вызванное этой информацией.

Между корой больших полушарий и продолговатым мозгом находится подкорка или по-другому - подкорковые структуры. В ее состав входят зрительные бугры, гипоталамус, лимбическая система и другие нервные узлы.

Основные функции отделов головного мозга

Главные функции головного мозга заключаются в переработке данных полученных из окружающей среды, а также контроле движений тела человека и его мыслительной деятельности. Каждый из отделов мозга отвечает за выполнение определенных задач.

Продолговатый мозг контролирует выполнение защитных функций организма, таких как моргание, чиханье, кашель и рвота. Также он управляет другими рефлекторными жизненно важными процессами - дыхание, секреция слюны и желудочного сока, глотание.

С помощью Варолиева моста осуществляется скоординированное движение глаз и мимических морщин.

Мозжечок контролирует двигательную и координационную активность организма.

Средний мозг представлен ножкой и четверохолмием (два слуховых и два зрительных бугра). С его помощью осуществляется ориентации в пространстве, слух и четкостью зрения, отвечает за мышцы глаз. Отвечает за рефлекторный поворот головы в сторону раздражителя.

Промежуточный мозг состоит из нескольких частей:

• Таламус отвечает за формирование чувств, например, боль или вкус. Кроме того, он заведует тактильными, слуховыми, обонятельными ощущениями и ритмами жизнедеятельности человека;
• Эпиталамус состоит из эпифиза, который контролирует суточные биологические ритмы, разделяя световой день на время бодрствования и время здорового сна. Обладает способностью обнаруживать световые волны сквозь кости черепа, в зависимости от их интенсивности, вырабатывает соответствующие гормоны и контролирует обменные процессы в организме человека;
• Гипоталамус отвечает за работу сердечных мышц, нормализацию температуры тела и артериального давления. С его помощью дается сигнал на выделение стрессовых гормонов. Отвечает за чувство голода, жажды, удовольствия и сексуальности.

Задняя доля гипофиз находится в области гипоталамуса и отвечает за выработку гормонов, от которых зависит половое созревание и работа репродуктивной системы человека.

Каждое полушарие отвечает за выполнение своих особенных задач. Например, правое большое полушарие накапливает в себе данные об окружающей среде и опыт общения с ней. Контролирует движение конечностей с правой стороны.

В левом большом полушарии находится речевой центр, отвечающий за речь человека, также оно контролирует аналитическую и вычислительную деятельность, а в его коре формируется абстрактное мышление. Аналогично правой части контролирует движение конечностей со своей стороны.

Строение и функция коры головного мозга напрямую зависят друг от друга, так извилины условно делят ее на несколько частей, каждая из которых выполняет определенные операции:

• височная доля, контролирует слух и обаяние;
• затылочная часть регулирует за зрение;
• в теменной формируются осязание и вкус;
• лобные части отвечают за речь, движение и сложные мыслительные процессы.

Лимбическая система состоит из обонятельных центров и гиппокампа, который отвечает за адаптацию организма к переменам и регулировку эмоциональной составляющей организма. С ее помощью создаются устойчивые воспоминания благодаря ассоциации звуков и запахов с определенным периодом времени, в течение которого происходили чувственные потрясения.

Кроме того, она контролирует за спокойный сон, сохранение данных в краткосрочной и долгосрочной памяти, за интеллектуальную деятельность, управление эндокринной и вегетативной нервной системой, участвует в образовании инстинкта размножения.

Как работает мозг человека

Работа головного мозга человека не прекращается даже во сне, известно, что у людей, находящихся в коме тоже функционируют некоторые отделы, о чем свидетельствуют их рассказы.

Основная работа этого органа производится с помощью больших полушарий, каждое из которых отвечает за определенную способность. Замечено, что полушария неодинаковы по размеру и функциям - правая часть отвечает за визуализацию и творческое мышление обычно больше левой части, отвечающей за логику и техническое мышление.

Известно, у мужчин масса мозга больше чем у женщин, но эта особенность не влияет на умственные способности. Например, этот показатель у Эйнштейна был ниже среднего, но его теменная зона, которая отвечает за познание и создание образов, была больших размеров, что позволило ученому разработать теорию относительности.

Некоторые люди наделены сверх способностями, это тоже заслуга этого органа. Эти особенности проявляются в высокой скорости письма или чтения, фотографической памяти и других аномалий.

Так или иначе, деятельность этого органа имеет огромное значение в осознанном управлении телом человека, а присутствие коры отличает человека от других млекопитающих.

Что, по мнению ученых постоянно возникает в головном мозге человека

Специалисты, изучающие психологические возможности мозга считают, что выполнение познавательных и мыслительных функций происходит в результате биохимических токов, однако, эта теория на настоящий момент подвергается сомнению, потому что этот орган - биологический объект и принцип механического действия не позволяет познать его природу окончательно.

Головной мозг является своеобразным штурвалом всего организма, выполняя ежедневно огромное количество задач.

Анатомо-физиологические особенности строения головного мозга является предметом изучения уже много десятилетий. Известно, что этот орган занимает особое место в строении ЦНС (центральной нервной системе) человека, а его характеристики для каждого человека разные, поэтому нельзя найти 2 абсолютно одинаково мыслящих людей.

Видео

Голова человека состоит из 22 костей, из которых выделяют черепные и лицевые. Череп в свою очередь состоит из 8 костей: лобная кость, две теменных и две височных кости, затылочная кость сзади решетчатая кость за носом и клиновидная кость. Лицо состоит из 14 костей, в которые входят верхняя и нижняя челюсти.

Череп защищает мозг , который у среднего взрослого весят 1375 г. Мозг русского писателя Тургенева весил 2021 г, мозг Бисмарка 1807 г, а мозг французского государственного деятеля Гамбетта - всего 1294 г. Мозг женщин несколько меньше мозга мужчин. Самый большой зафиксированный мозг женщины весил 1742 г. Эйнштейна: 1230 г.

Мозг слона весит 5000 г, а кита 10000 г. По отношению к телу, у кита мозг намного меньше чем у человека. Это давало человеку преимущество, пока не было найдено, что 1 г мозга карликовой обезьяны управляет 27 г тела, а у обезьяны капуцин 1 г мозга на 17,5 г тела, в то время как 1 г мозга человека управляет 44 г его тела.

Мозг человека состоит из более чем 100 миллиардов нейронов (нервные клетки), через которые команды от мозга передаются в форме электрических импульсов. Эти импульсы путешествуют по телу со скоростью более 400 км/ч, производя электричество достаточного, чтобы зажечь электрическую лампочку. Мозг поглощает энергии больше какого-либо другого органа, сжигая пятую часть еды, которую мы потребляем.

Установлено, что умственные способности 100 летнего человека с прекрасной памятью можно сравнить с компьютером с мощностью от 10 до 15 бит (один петабит). С сегодняшними тенденциями в развитии компьютерных кристаллов, эта цифра может достигнуть 35 лет. Как бы там ни было, она выражает лишь объем памяти, но не огромное множество мыслительных процессов и эмоций.

Но, учтите то, что со всем тем множеством процессов, которые выполняет мозг, лишь одна мысль может приходить к вам за один момент времени . Так сделайте же эту мысль позитивной.

Факты

Когда вы рождаетесь, у вас 300 костей, но к зрелости остается лишь 206.

Четверть мозга контролирует глаза. Фактически мы видим нашим мозгом, используя глаза как камеры.

Большинство ученых считают, что "фотографическая память" - миф. Умные люди развивают свой мозг для запоминания всего.

В черепе много маленьких дырочек в его основе, позволяющие черепным нервным клеткам путешествовать в места своего назначения.

Размер мозга ни в коем случае НЕ МОЖЕТ указывать на умственные способности животных либо людей.

На протяжении долгого времени, ученые исследуют структуру, развитие и деятельность головного мозга человека. Головной мозг - это орган человеческой системы жизнедеятельности, являющийся ключевым органом в теле человека.

Именно он координирует все основные процессы, происходящие в организме. На сегодняшний день существует множество открытий, которые раскрыли особенности его нейронов и их связей, однако как происходит взаимодействие этих клеток и функционирование головного мозга, до сих пор до конца не изучено.

Рассмотрим подробнее строение и функции этого органа.

Масса головного мозга занимает практически все черепное пространство. Кости черепа позволяют дополнительно защитить мозговое вещество от механических повреждений. Цвет головного мозга имеет розоватый оттенок, а его структура гелеобразную консистенцию. Сам мозг образован нервными и глиальными клетками, а также сосудами.

Состав головного мозга главным образом составляют нервные клетки мозга, которые выполняют функции генерирования и передачи импульсов.

Внутри мозга локализуются желудочковые полости. Также от него в различные отделы отходят парные нервы. Функции, которые выполняют отделы, различны, так как каждая область обладает своей структурной характерностью.

Масса мозга у взрослых мужчин составляет в среднем 1350 г, а женщин – 1225г. Показатели веса редко превышают отметку в 2000г. Однако известны случаи, когда вес достигал 2850г. Также ученым не удалось обнаружить зависимость размера головы и мозга между интеллектуальными способностями человека. Поэтому чаще всего, если весовая отметка снижается ниже 1000 г или превышает 2000г, то это говорит о наличии патологического процесса в мозговых отделах.

Оболочки и основные отделы

Система мозга окружается 3 оболочками – твердой, паутинной и сосудистой. Каждая оболочка выделяется определенным назначением и исходя из выполняемых ими функций. Выделяют следующие виды оболочек мозга:

• Твердая оболочка срастается с костью черепа и выполняет дополнительную защитную роль головного мозга. Ее прочность обуславливается тем, что в ее состав входят особенные клетки и также коллагеновые волокна
• Паутинная. Эта оболочка имеет в своем составе ликвор, который обеспечивает амортизирующий эффект, сохраняя мозговое тело от незначительных травм
• Сосудистая. Характеризуется наличием плотного скопления сосудистых сплетений, которые обеспечивают мозг и окружающие его ткани питательными веществами

В целях доступного понимания из чего состоит головной мозг, принято выделять 5 отделов:

• Продолговатый
• Задний
• Средний
• Промежуточный
• Конечный (большие полушария)

Продолговатый

Данный отдел головы и мозга является продолжением спинномозгового отдела. Функции и структуры данных тканей во многом схожи, единственное явное отличие наблюдается в сером веществе.

Продолговатый отдел выступает посредником, который организует передачу данных с организма в ЦНС и наоборот. Кроме данной функции отдел отвечает за ряд рефлексов, например, кашель, чихание, а регулирует дыхание и пищеварительные функции.

Задний

Задний отдел головы и мозга включает в себя 2 основные части:

• Варолиев мост
• Мозжечок

Варолиев мост является продолжением проводниковой части и позволяет сформировать связь между отделами. Кроме того, что мост выполняет функции передатчика, он также участвует в регуляции артериального давления , а также контролирует рефлексы.

Мозжечок располагается с боковой стороны от продолговатого участка и моста. Мозжечок имеет практически идентичную анатомическую структуру, что и головной мозг. То есть его структура составляет 2 маленьких полушария, которая покрывается корой. Выполняет такие функции, как:

• Координация двигательных возможностей
• Регулирование последовательности функционирования мышечных групп

Средний

Этот отдел головы и мозга представляется скоплением специфических ядер, именующиеся буграми четверохолмия. Данные маленькие холмики отвечают за возможность первичного восприятия от органов слуха и зрения.

Также выделяют передние бугры, которые связываются со зрительными рецепторами и задние бугры, перенаправляющие информацию в слуховой и зрительный отделы, где она впоследствии перерабатывается в характерные сигналы.

Также существует прямая связь между средним мозгом и мышечным тонусом, реакциями двигательной активности глаз, а также средний отдел отвечает за возможность ориентироваться в пространстве.

Промежуточный

Данный отдел головы и мозга характеризуется наличием нескольких ключевых частей, а именно:

• Таламус. Является ключевым посредником передачи информации в другие мозговые отделы. Его ядра обрабатывают и передают сигналы, получаемые от различных чувствительных органов, исключение составляет обонятельная система. Слуховые, тактильные и другие ощущения перерабатываются данной частью промежуточного участка и направляются в полушария
• Гипоталамус. В этой области сконцентрирован ряд рефлекторных систем, регулирующих чувства жажды и голода. Сигнал о том, что необходимо успокоить свой организм, информация о наступлении сна или бодрствования полностью ложиться на плечи гипоталамуса
• Гипофиз. Занимает ключевое значение в формировании и регуляции эндокринной системы , а также его деятельность влияет на репродуктивные функции и обменные процессы

Большие полушария

Данные крупные полушария представляются тканями, с расположением серого вещества внутри белого. Эти полушария занимают 80% всего черепного пространства. Анатомическое устройство головного мозга выделяется сложной (послойной) структурной тканью – корой, которая обволакивает большие полушария. Скопление нервных клеток в этой коре составляет примерно 18 млрд.

Многочисленные исследования показывают, что большие полушария и кора являются наиболее развитыми частями головного мозга. Выделяют следующие виды мозга, а именно его корковой части:

• Древняя
• Старая
• Новая

Первые 2 типа отвечают за инстинкты, эмоции, врожденные поведенческие качества, гомеостаз. Именно такие реакции, как радость, испуг и ряд других чувств исходит из этих корковых частей. Новая кора главным образом формирует типичные отличия человеческого мозга от других живых существ, у которых данный тип коры не развивается. Речь, интеллект, а также сознательное мышление формируются новой корой.

Кора конечного мозга ограничивается тремя бороздами, которые подразделяют кору на зоны и доли.

Вследствие этого специалисты выделяют доли, которые входят в корковый состав мозга, головного мозга:

• Затылочная. Выступает как главный зрительный анализирующий центр. Также принимает поступающие сведения, которые перерабатываются и незамедлительно посылаются в гиппокамп, где образовывается в память. Благодаря этому процессу мы запоминаем увиденное и происходящее вокруг
• Височная. Этот участок ответственен за преобразование слуховой информации, а ее внутреннее устройство мозга позволяет ориентироваться во вкусе
• Теменная. Область, находящаяся рядом с теменной бороздой. Регулирует кожную чувствительность, а также осязание и вкусовую восприимчивость
• Лобная. Данная область отвечает за возможность усвоения новых навыков и запоминанию. Умственные способности образованы именно в этой доле

Если выход iPhone этого года и научил нас чему-то, так это тому, что мы представляем собой общество, жаждущее новых технологий и хватающееся за любой шанс заменить устройства, ставшие техническим прорывом в прошлом на году, на те, что на миллиметр тоньше. Однако мы часто забываем, что…

Уже обладаем самым динамичным и эффективным механизмом из когда-либо созданных: головным мозгом.

Супер компьютер в нашей черепной коробке, вес которого примерно 1400 гр., одновременно обрабатывает факты и образы, архивирует воспоминания, устраняет токсины, контролирует движения и речь и принимает решения. И за последние несколько лет, отчасти благодаря достижениям в области технологий нейровизуализации, ученые, совершая новые открытия, все больше убеждаются в том, насколько поразительным на самом деле является наш мозг.

Итак, что же нам известно о головном мозге на сегодняшний день? Ниже перечислены 43 факта об удивительном, таинственном и невероятно могущественном головном мозге человека:

1. В человеческом головном мозге от 80 до 100 миллиардов нейронов (нервных клеток). Выглядят они приблизительно так:

Графический материал: YouTube

2. В левом полушарии почти на 200 миллионов нейронов больше, чем в правом.

3. Размер нейронов может колебаться от 4 до 100 микрон в ширину. Небольшая справка для того, чтобы получить представление о том, насколько нейроны крошечные: размер точки в конце этого предложения составляет в окружности 500 микрон, а это значит, что внутри нее может поместиться более 100 самых маленьких нейронов.

4. Несмотря на крошечный размер нервных клеток, ученым удается измерять степень активности отдельно взятых нейронов, вводя микроэлектроды в головной мозг. Этот процесс называется «регистрацией отдельных единиц (нейронов)», и часто используется для уточнения диагноза «эпилепсия».

5. Половые различия между головным мозгом мужчин и женщин пока еще являются предметом споров, однако согласно результатам исследования, проведенного в 2014 году и опубликованного в The Journal of Neuroscience, у женщин серое вещество составляет больший процент от общей массы головного мозга.

Графический материал: OpenStax College посредством Wikimedia Commons

6. Больший процент серого вещества может объяснять лучшие показатели при выполнении задач, связанных с языком и речью.

7. Хотите больше серого вещества - отправляйтесь на пробежку. Исследования говорят о том, что регулярные физические упражнения могут приводить к увеличению количества серого вещества в гиппокампе.

8. Серое вещество, составляющее 40% от общей массы головного мозга, становится серым только после смерти человека.

9. Головной мозг живого человека имеет скорее розоватый оттенок, а на ощупь, по словам ученых, напоминает тофу.

10. Возможно, у мужчин не так много серого вещества, как у женщин, однако у них больше белого вещества и спинномозговой жидкости.

Графический материал: Rick Madonick посредством Getty Images. Волокна белого вещества (слева)
и полученные при помощи фМРТ снимки головного мозга корреспондента Jennifer Wells от 25 апреля 2014 года.

11. Белое вещество (составляющее оставшиеся 60% от общей массы головного мозга) имеет такой цвет благодаря миелину, который служит изолирующим материалом для аксонов и увеличивает скорость передачи электрических импульсов.

12. Жир может вредить сердцу, но для головного мозга он полезен. Более половины головного мозга, включая миелин, состоит из жира.

13. Если говорить о потреблении топлива, головной мозг можно сравнить с Хаммером в корпусе изящной машины. Веся примерно 1400 гр., головной мозг составляет всего 2-3% от общей массы тела, однако потребляет 20% поступающего в организм кислорода и по разным подсчетам от 15% до 20% имеющихся запасов глюкозы.

14. Также головной мозг вырабатывает огромное количество энергии. Мозг спящего человека может служить источником энергии для 25-ваттной лампочки.

15. Наш нейронный жесткий диск может вмещать от 1000 гигабайтов (это примерно 50 копий альбома «1989» Тэйлор Свифт, для тех, кому интересно) до 2,5 миллиона гигабайт (это 125 миллионов копий). Все зависит от того, кого спрашивать - когда дело касается объема памяти головного мозга, ученые расходятся во мнениях.

16. Число глиальных клеток в нашем головном мозге заткнет за пояс наши 80+ миллиардов нейронов. Глии («глия» означает «клей» в переводе с греческого) как минимум в десять раз больше. Двадцать лет назад ученые полагали, что глия всего лишь удерживает нервные клетки вместе, однако сегодня исследователи считают, что определенные разновидности глиальных клеток, такие как астроциты, играют роль в сложном мышлении.

17. В головном мозге Альберта Эйнштейна насчитывалось необычно высокое количество астроцитов. Обнаружили это исследователи из Национальных Институтов Здравоохранения, изучавшие кусочки мозговой ткани ученого через 40 лет после его смерти. У Эйнштейна также было очень толстое мозолистое тело, судя по посмертным фотографиям его головного мозга, которые считались пропавшими в течение более чем 50 лет.

Графический материал: Miguel Medina/AFP посредством Getty Images. Модель головного мозга Альберта Эйнштейна,
экспонируемая во время предварительного просмотра крупной выставки «Brains: Mind of Matter»
в музее «Wellcome Collection», Лондон, 27 марта 2012 года.

18. Тем не менее, головной мозг известного физика-теоретика свидетельствует о том, что размер не имеет значения. Головной мозг Эйнштейна весил немного меньше, чем в среднем, а именно 1200 гр.

19. В действительности головной мозг человека как биологического вида со временем уменьшился, однако стал более эффективным. Конечно, некоторые ученые убеждены, что мы становимся все глупее, так как благодаря общественным достижениям, можем быть достаточно бестолковыми и все равно выживать.

20. Если все аксоны в головном мозге выстроить в одну линию, протяженность этой линии составит 100 000 миль. Это четыре раза вокруг земли.

21. В головном мозге нет болевых рецепторов, вот почему нейрохирурги могут оперировать на коре головного мозга пациентов, находящихся в полном сознании.

Графический материал: AIIMS/Barcroft India/Getty Images. Хирурги извлекают деревянную щепку
длиной 8 см из глаза 11-летнего мальчика Рахула Дэва в процессе шестичасовой операции,
Дели, Индия, 28 апреля 2010 года.

22. Префронтальная кора головного мозга поразительно устойчива, отчасти потому, что в областях фронтальных долей много избыточности. Когда один участок повергается травме, другой может его компенсировать.

Графический материал: BodyParts3D посредством Wikimedia Commons.
Левая лобная доля (закрашена красным) головного мозга.

23. Однако если лобные доли могут справляться с множеством неприятностей, то ствол головного мозга нет. Даже повреждение умеренной степени тяжести может оказаться смертельным.

24. Это потому, что головной мозг развивался постепенно. Более древние области мозга, которые контролируют процессы, поддерживающие жизнедеятельность организма, такие как дыхание, менее выносливые по сравнению с новыми областями.

25. В действительности человек может жить всего с половиной головного мозга.

Графический материал: YouTube. Видео-фрагмент Today Show, в котором рассказывается о девочке, живущей с половиной головного мозга.

26. Однако удаление определенных частей головного мозга может иметь такие последствия, которых не ожидают даже нейрохирурги. У одной женщины после перенесения операции по удалению амигдалы в целях лечения тяжелой эпилепсии развилась повышенная эмпатия, что было неожиданным, учитывая роль амигдалы в распознавании эмоций. Удаление этой миндалевидной структуры предположительно должно было лишить женщину чувства сострадания, однако, даже 13 годами позже, она продолжает остро ощущать каждую эмоцию вокруг нее, удивляя ученых по всему миру.

27. Не верьте в глупый миф о 10 процентах - мы используем наш головной мозг почти на 100%. Не обессудьте, создатели «Области тьмы», «Люси» и других фильмов, кассовым сборам которых способствовала идея о перспективах «раскрытия всех возможностей головного мозга».

Графический материал: YouTube. Брэдли Купер постигает глубину своего ума в фильме «Области тьмы».

28. Текстура имеет значение, причем немалое, согласно мнению специалистов. «Морщины» нашего мозга, называемые извилинами, увеличивают площадь его поверхности, позволяя нам иметь большее количество сохраняющих воспоминания и рождающих мысли нейронов. (Складки между извилинами называются бороздами). Здесь можно найти фото абсолютно гладкого головного мозга, недавно обнаруженного одним фотографом в шкафу со старыми мозгами (в буквальном смысле слова) в Техасском университете, Остин.

29. Хотите больше извилин? Попробуйте медитировать. Годы работы над внутренней умиротворенностью связывают с более активным образованием извилин в области мозга, которая связана с концентрацией, самоанализом и эмоциональным контролем.

Графический материал: Bloomberg посредством Getty. Удаление кровеносных сосудов
и мембран из головного мозга человека в лаборатории лучевых исследований
центра по изучению головного мозга при Калифорнийском Университете, Сан-Диего, 19 апреля 2011 год.

30. Пробиотические, или «хорошие» кишечные бактерии, возможно, имеют потенциал в изменении биохимии нервной системы и могут способствовать снижению уровней гормона стресса кортикостерона.

32. Тем не менее, даже уставший головной мозг работает достаточно продуктивно. Некоторые специалисты заявляют, что у нас возникает 70000 мыслей в день, тогда как другие настаивают на том, что эта цифра гораздо больше. Все зависит от того, как определять мысль. Здесь можно найти одну формулу.

33. Информация проходит по нейронам различных типов на различной скорости, колеблющейся от 1 мили в час (женщины на каблуках ходят быстрее) до примерно 270 миль в час (это сопоставимо со скоростью самой быстрой машины в мире).

34. Наш мозг может сканировать и обрабатывать сложные образы (например, образ платформы станции метро в час пик) всего за 13 миллисекунд, согласно недавно опубликованному исследованию, проведенному Массачусетским технологическим институтом. Это довольно быстро, учитывая, что глазу требуется несколько сотен миллисекунд, чтобы моргнуть один раз.

35. Гематоэнцефалитический барьер (между кровью и цереброспинальной жидкостью) не позволяет различным частицам попадать в головной мозг, и защищает его от травм и заболеваний, однако он также значительно затрудняет лечение неврологических нарушений.

36. Тем не менее, ученые в области наномедицины работают над созданием устройств размером менее одной миллиардной метра, позволяющих лекарственным препаратам миновать защитные структуры головного мозга.

37. Область головного мозга, контролирующая срыгивание (называется она пострема) - это единственная область, обладающая невосприимчивостью к гематоэнцефалитическому барьеру. Эта полезная особенность позволяет нашему мозгу обнаруживать в крови (и инициировать удаление из организма посредством срыгивания) вредных веществ.

38. Игра на музыкальном инструменте, которая эквивалентна для головного мозга тренировке на все тело, заставляет согласованно работать зрительную, слуховую и двигательную кору. Играете ли вы на фортепиано как Моцарт, или на басу как Фли, это развивает лингвистические и математические навыки в левом полушарии, творческие навыки в правом полушарии и навыки мелкой моторики в обоих полушариях.

39. Головному мозгу не очень хорошо удается сохранять беспристрастный вид. Некоторые нейроюристы выступают за идею использования в зале суда снимков, полученных при помощи фМРТ, хотя эта идея очень провокационная. Возможно, снимки головного мозга могут помочь необъективным по природе людям лучше определять виновность или невиновность, однако присяжные продолжают ошибаться.

40. Независимо от того, что вы пишите в своем резюме, головной мозг большинства людей не способен к многозадачности. В действительности исследователи связывают одновременное восприятие медиа-источников с понижением плотности серого вещества в передней части поясной извилины коры головного мозга, области, вовлеченной в когнитивные и эмоциональные процессы.

41. Однако наш головной мозг - это отличный навигатор. В октябре ученые, открывшие сложную сеть клеток, которую уже окрестили «внутренним GPS навигатором» головного мозга, получили нобелевскую премию.

42. Да, подростки хуже всех, однако это не обязательно их вина - их головной мозг все еще меняется. Лет 15 назад ученые считали, что большая часть процесса развития головного мозга происходит в течение первых нескольких лет жизни человека. Однако при помощи исследований с использованием структурной и функциональной МРТ было обнаружено, что в подростковый период в головном мозге, в особенности в префронтальной коре и лимбической системе, которые вовлечены в процесс принятия социальных решений, контроль побуждений и обработку эмоциональной информации, происходят критические изменения. Узнать больше можно из этого выступления на TED talks:

43. Когда дело касается нашего головного мозга, задержка в развитии - это абсолютно нормально. Конечно, подростковый период по закону заканчивается в 18. Однако основываясь на визуализирующих исследованиях тысяч молодых людей, неврологи заявляют, что головной мозг продолжает оставаться незрелым до 25 лет. Если перенестись на несколько десятилетий вперед, там может таиться еще один период развития, однако результаты исследований в этой области еще неоднозначные. Следите за новостями.

Тело человека является невероятно сложной и запутанной системой, которая до сих пор сбивает с толку врачей, исследователей, несмотря на тысячи лет медицинских знаний. В результате появляются причудливые и порой невероятные факты нашего организма.

Мозг является наиболее сложной и наименее понятной частью человеческой анатомии. О нем, может быть, мы многого не знаем, но вот несколько очень интересных фактов, о которых известно.

Факты о скорости импульсов в мозге

Нервные импульсы путешествуют по мозгу со скоростью 273 км в час.

Вы никогда не задумывались, почему реагируете так быстро на происходящее вокруг Вас? Почему пораненный палец болит сразу? Это связано с чрезвычайно быстрым движением нервных импульсов от мозга к частям Вашего тела и наоборот. В результате чего скорость реакции нервных импульсов сравнима со скоростью мощного роскошного спортивного автомобиля.

Факты об энергии головного мозга

Мозг вырабатывает энергию эквивалентную лампочке 10 Ватт. Мультфильмы, где над героями весит лампочка над головой во время мыслительного процесса, не слишком далеки от истины. Ваш мозг генерирует столько энергии, сколько употребляет небольшая лампочка, даже когда Вы спите.

Между тем мозг является органом с самым большим потреблением энергии. Он забирает из организма около 20% энергии, при этом составляет 2% от общего веса тела. Большая часть этой энергии тратится на обмен информацией между нейронами, а также между нейронами и астроцитами (тип клеток).

Факты о памяти мозга

Человеческие клетки мозга могут хранить в 5 раз больше информации, нежели Британская или другая энциклопедии.

Ученым еще предстоит узнать окончательные цифры, однако предположительно емкость мозга в электронных терминах составляет около 1000 терабайт.

К примеру, национальный архив Великобритании, содержащий исторические летописи за 900 лет занимает всего 70 терабайт. Это делает человеческую память впечатляюще вместительной.

Факты о кислороде в головном мозге

Ваш мозг использует 20% кислорода, которым Вы дышите. Несмотря на маленькую массу мозга, он употребляет больше кислорода, чем какой-либо другой орган в теле человека.

Это делает мозг очень чувствительным к повреждениям, связанным с лишением кислорода. Поэтому ему нравится, когда Вы дышите глубоко.

Если приток кислорода к мозгу увеличить, то начнут активизироваться те области мозга, которые не функционировали при слабом кровяном течении и процесс старения, отмирания клеток замедлится.

Интересный факт! Сонные артерии имеют разветвления в мельчайшие сосуды внутри черепа, образуя запутанную и удивительную сеть капилляров. Это очень тонкие кровеносные тоннели, которые обеспечивают доступ крови к малейшим участкам мозга, обеспечивая необходимым количеством нейронов и кислорода.

Факты о работе мозга во сне

Мозг более активен ночью, чем днем. Логически можно предположить, что мыслительные процессы, сложные расчеты и задачи мы совершаем в течение рабочего дня, для чего потребовалось бы большей деятельности мозга, чем, скажем лежа в постели.

Оказывается верно и обратное. Как только Вы засыпаете, мозг продолжает работать. Ученые до конца пока не знают, почему так, но за все сны Мы должны быть признательны именно этому органу.

Интересный факт! В раннем детстве нет разницы между сном и бодрствованием. Объясняют это местом мышления в мозге. Именно в детстве почти все мыслительные процессы происходят в правом полушарии. Ребенок познает мир образами. Поэтому воспоминания у ребенка похожи на сны по своей структуре.

Повзрослевшего ребенка учат уже готовыми и определенными понятиями, чем «забивают» наш мозг. Поэтому происходит ассиметрия нашего мозга. Левое полушарие перегружается за время дневной работы. Ситуация как бы выравнивается во время сна, когда левое полушарие «засыпает», а правое начинает активно действовать, погружая нас в мир образного мышления.

Факты о работа мозга во время мечтаний

Ученые утверждают, что чем выше I.Q. человека, тем больше он мечтает.

Это конечно может быть правдой, но не стоит воспринимать такое утверждение как нехватку мыслей, если Вы не можете вспомнить свои мечты. Большинство из нас не помнят многих мечтаний. Ведь время большинства мечтаний, о которых мы думаем всего 2-3 секунды, а этого едва хватает, чтобы мозг их зафиксировал.

Интересный факт! Ученые провели эксперимент, в результате которого было обнаружено, что мозг намного активнее у человека, когда он мечтает, а не сосредоточен на однотонной работе.

В момент начала процесса мечтания большая часть отделов головного мозга начинает работать усиленно. Поэтому можно сделать заключение, что мечты помогают в разрешении всех важных проблем.

Факты о количестве нейронов в мозге

Количество нейроны в мозге продолжают расти на протяжении всей человеческой жизни.

В течение многих лет ученые и врачи считали, что мозг и нервная ткань не может расти или восстанавливаться. Но оказалось, что мозг работает так же, как и ткани многих других частей тела. Поэтому количество нейронов может расти постоянно.

К сведению! Нейроны - это основа любой нервной системы. Это специальные клетки, у которых древовидные отростки расходятся во все стороны, соприкасаясь с соседними клетками, у которых такие же отростки. Все это формирует огромную химическую и электрическую сеть, что и является нашим мозгом.

Именно нейроны позволяют мозгу совершать разные действия намного эффективнее и быстрее, чем любая созданная машина.

Факты о боли: Мозг не чувствует боль!

Сам мозг не может чувствовать боль. В то время как мозг является центром обработки боли, когда вы порезали палец, или обожглись, сам он не имеет болевых рецепторов и не чувствует боль.

Однако мозг окружен множеством тканей, нервов и кровеносных сосудов, которые очень восприимчивы к боли и могут создать Вам головную боль.

Тем не менее, головные боли имеют различные виды, и точные причины возникновения многих остаются неясными.

Человеческий мозг и вода

80% мозга состоит из воды. Ваш мозг – это не сплошная серая масса, которую показывают по телевизору. Он представляет собой мягкую и розовую ткань благодаря пульсирующей там крови и высокому содержанию воды.

Так, что когда Вы чувствуете жажду это, то в том числе, потому что мозг требует воды.

Интересный факт! В среднем мозг человека весит 1,4 кг и он чрезвычайно чувствителен к потере воды. Если мозг будет обезвожен продолжительное время, то его правильное существование прекратится.

Возможно, Вы видели в кино или слышали о том, что мозг человека используется им лишь на 10%. Кстати, данное утверждение приписывается даже Альберту Эйнштейну, который указывал на якобы малую деятельность нашего мозга. Но на самом деле это не соответствует действительности (если бы Эйнштейн знал, что на него наговаривают, то наверняка бы очень удивился).

Вот если эта цифра была бы 100%, то тогда люди обладали бы сверхспособностями. Так уверяют нас непонятно откуда взявшиеся слухи.

Почему же этот миф так долго живет и продолжает распространяться?

Мифы и заблуждения людей о мозге

Результаты исследований показывают, что 65% опрошенных людей считают этот миф правдой; а 5% думают, что эта цифра увеличивается, веря в эволюцию.

Даже телешоу «Разрушители мифов» несколько лет назад ошибочно исправило миф о 10% задействованного мозга на 35%.

Как и большинство легенд, происхождение этого вымысла не ясно, хотя есть некоторые догадки. Истоки идут от нейробиолога Сэма Вана (Sam Van) из Пристона автора книги «Добро пожаловать в Ваш мозг».

Возможно, это был Уильям Джеймс (William James), который вначале 20 века считался одним из самых влиятельных мыслителей психологии. Он говорил: «У людей есть неиспользовавшийся интеллектуальный потенциал».

Это вполне разумное утверждение позже возродилось в искаженной форме писателем Лоуэллом Томасом (Lowell Thomas) в 1936 году в своем предисловии к книге «Как завоевывать друзей и оказывать влияние на людей».

«Профессор Уильям Джеймс из Гарварда говорил, что средний человек развивает только 10 процентов его скрытой психической способности», пишет Томас. Похоже на то, что он или кто-то еще в свое время упомянул просто понравившееся ему число.

Указание на 10% явно является ложным по нескольким причинам.

На сколько процентов работает мозг человека?

Всем известен тот факт , что весь мозг активен все время . Мозг является органом. Его живые нейроны и клетки, которые в свою очередь поддерживаются этими нейронами, всегда вызывают активность. Вы когда-нибудь слышали про то, что селезенка используется лишь на 10%? Наверняка нет.

Вот как объясняет работу головного мозга человека профессор неврологии и психологии в Университете Нью-Йорка Джо Лед. Допустим, Вы смотрите видео изображение в сканере магнитно-резонансной томографии.

Некоторые участки мозга, отвечающие за слух или визуализацию, к примеру, сейчас активны больше чем другие участки. Их деятельность будет изображена в виде цветных пятен.

Эти сгустки значимой деятельности, как правило, занимают небольшие части мозга, даже меньше 10%. Поэтому может показаться не знающему человеку, что остальная часть мозга работает на «холостом ходу».

Однако Джо Лед утверждает, что мозг при небольших действиях определенных функций все равно работает на все 100%.

На самом деле утверждения «только определенная часть мозга» являются ошибочными. Когда наш мозг работает над обработкой информации, поступающей из глаз, ушей, органов обоняния, то сначала он думает каким участком обрабатывать эту информацию.

Все это говорит о том, что у мозга множество участков, отвечающих за определенную специализацию. Работать эти участки могут, в том числе и одновременно, что вполне может составлять до 100% работы мозга. Мозг - это сложная, многозадачная сеть ткани.

Разговоры о том, что в мозгу постоянно работает только одна часть, а остальные являются застоявшейся желейной массой, глупы.

Факты обмана: Мозг можно обмануть!

Хотелось бы вам изменить ваше видение мира или испытать галлюцинации? Люди, как правило, ассоциируют такие явления с приемом наркотиков, таких как ЛСД. Однако есть способы расширить свои границы восприятия и без того чтобы прибегать к запрещенным веществам. Все что нужно - это понять, как работает наш мозг.

Наш разум - это не зеркало того, что происходит вокруг. Большая часть того, что мы видим во внешнем мире исходит изнутри и является побочным продуктом того, как мозг обрабатывает ощущения. За последние годы ученые нашли несколько способов, которые раскрывают обманчивость наших органов чувств, и вот некоторые из них.

1. Процедура Ганцфелда

На первый взгляд это может показаться плохим розыгрышем. Процедура Ганцфелда является мягкой техникой сенсорной изоляции, которая впервые была предложена в экспериментальной психологии в 1930-х годах. Для этого эксперимента нужно настроить радио на помехи, лечь на диван и с помощью лейкопластыря прикрепить на глаза по половинке шариков от настольного тенниса. В течение минуты человек начинает испытывать галлюцинации. Некоторые люди видят лошадей, бегущих в облаках, другие слышат голос умершего родственника.

Все дело в том, что наш разум зависим от ощущений и когда их становится очень мало, наш мозг начинает изобретать свои собственные .

2. Уменьшение боли

Если вы вдруг слегка поранились, посмотрите на поврежденную часть с помощью перевернутого бинокля . В этом случае, боль должна уменьшиться.

Ученые из Оксфордского университета в эксперименте продемонстрировали, что если смотреть на раненную руку через дальний конец бинокля, это визуально уменьшает размер руки, а также боль и припухлость.

Это говорит о том, что даже основные ощущения такие как боль зависят от нашего видения.

3. Иллюзия Пиноккио

Для этого опыта нужно два стула и повязка на глаза. Человек с повязкой садится на заднем сидении, направив взгляд в направлении впереди сидящего человека. Затем тот, у кого завязаны глаза, протягивает руку и помещает ее на нос того, кто сидит впереди.

В то же время другой рукой он касается своего носа и начинает слегка поглаживать оба носа. Примерно через минуту, больше 50 процентов людей заявляют, что их нос удлиняется . Это называется эффект Пиноккио или проприорецепция.

4. Обман мышления

Поднимите правую ногу на несколько сантиметров от пола и начните двигать ее в направлении часовой стрелки. Пока вы это делаете, используйте указательный палец правой руки, чтобы нарисовать в воздухе цифру 6. Ваша нога начнет поворачиваться против часовой стрелки, и вы ничего не сможете с этим поделать.

Левая половина мозга, которая контролирует правую часть тела, отвечает за ритм и синхронность. Она не может справиться с работой двух противоположных движений в одно и то же время и сочетает их в одно движение.

5. Обман слуха

Этот трюк можно проделать с тремя людьми, один из которых будет подопытным, а другие два – наблюдателями. Также вам нужны будут наушники, присоединенные к двум пластиковым трубкам с двух сторон. Попросите испытуемого сесть на стул на равном удалении между двумя наблюдателями. Каждый наблюдатель по очереди говорит в трубку с соответствующей стороны. Слушатель в этом случае правильно определяет направление звука.

Если же поменяться трубками и начать говорить, то слушатель запутается, и будет указывать противоположное от звука направление .

Слуховая локализация - это способность человека определять направление на источник звука. Слуховая система человека наделена ограниченными возможностями определять расстояние источника звука, и основывается на межзвуковой разнице во времени. Когда вы меняете трубки, то задействуется восприятие нейронов с противоположной стороны мозга и человек не может определить источник звука.

6. Иллюзия резиновой руки

Больше десяти лет назад психологи обнаружили иллюзию, которая позволяет убедить человека в том, что резиновая рука является его собственной. Для этого опыта нужна резиновая рука или надутая резиновая перчатка, кусок картона и две кисточки. Поместите резиновую руку на стол перед собой, а свою руку спрячьте за картон. Попросите кого-то одновременно поглаживать настоящую и резиновую руку, используя одни и те же движения кисточками.

Через несколько минут у вас появится ощущение, будто искусственная рука стала вашей плотью . Если попросить другого человека ударить резиновую руку, человек почувствует беспокойство и боль, так как мозг убежден, что резиновая рука настоящая.

7. Звук, который слышен тем, кому до 20-ти

Этот звук – синусоида частотой 18 000 Герц слышна тем, кому еще нет 20-ти лет. Он используется некоторыми подростками в качестве рингтона на мобильном телефоне, чтобы другие люди не смогли услышать, звонит ли телефон.

По мере того, как человек становится старше, он теряет способность слышать звуки более высоких тонов и поэтому только молодые люди младше 20 способны его уловить.

8. Эффект Пуркинье

Ян Пуркинье – основатель современной нейронауки, будучи еще ребенком, обнаружил интересную галлюцинацию. Он закрыл глаза, повернул голову в сторону солнца и начал быстро водить рукой вперед-назад перед закрытыми глазами.

Через несколько минут, Пуркинье заметил разноцветные фигуры, которые становились все более замысловатыми.

Впоследствии ученые создали специальные очки, на которых загорался свет в определенной частоте. Такая стимуляция создает короткое замыкание в визуальной коре мозга, и клетки начинают «загораться» непредсказуемым образом, что ведет к появлению выдуманных изображений.

9. Обман восприятия света

Посмотрите в центральную точку (знак плюса) черно-белого изображения в течение, по крайней мере, 30-ти секунд, а затем отведите взгляд на стену, и вы увидите яркое пятно. Поморгайте несколько раз. Что вы видите?

Посмотрите на глаз красного попугая, пока медленно считаете до 20-ти, и затем быстро посмотрите в одну точку в пустой клетке. У вас перед глазами должно появиться туманное изображение сине-зеленой птицы в клетке. То же самое можно проделать с зеленым кардиналом и в клетке появится неотчетливый силуэт птицы пурпурного цвета.

Когда мы смотрим на изображение на протяжении какого-то времени, а затем заменяем его белым фоном, то появляется остаточный образ. Это объясняется тем, что фоторецепторы (палочки и колбочки) глаз устают, возникает дисбаланс информации и появляется послеобраз.

10. Иллюзия вращающегося силуэта

Посмотрите на вращающийся силуэт девушки. Вы видите, как он вращается по часовой или против часовой стрелки? Как правило, если вы видите как силуэт вращается в одном направлении, скажем против часовой стрелки, то вам сложно увидеть его в противоположном направлении.

На самом деле, это двухмерное изображение не вращается в каком-либо направлении, а сдвигается вперед - назад . Но наш мозг воспринимает его как трехмерное изображение и интерпретирует соответственно.

Если вы посмотрите вокруг изображения, сфокусировавшись на тени или другой части, вы сможете заставить свою визуальную систему перестроиться на другое направление.

Головной мозг - это орган в виде грецкого ореха, защищенный костями черепа и состоящий из огромного количества нервных клеток. Тела этих нервных клеток называют серым веществом, а их волокна - белым. Глубокие бороздки на поверхности головного мозга составляют огромную площадь поверхности - 324 квадратных дюйма (2,090 см2). Мозг мужчины обычно тяжелее мозга женщины: мозг взрослого мужчины весит около 3 фунтов (1,4 кг), мозг взрослой женщины весит около 2,8 фунта (1,3 кг). Однако нет прямых указаний на взаимосвязь размеров мозга и интеллекта.

Факты о мозге

. Один головной мозг потребляет пятую часть всего объема кислорода, необходимого организму.

Мозг человека достигает своего полного размера к 6 годам.

Мозг является источником эмоций и настроения, а также местом нахождения разума.

Головной мозг

Головной мозг - это главная часть центральной нервной системы, которая также включает спинной мозг. Он контролирует все процессы, происходящие в организме. Большинство сигналов от головного мозга передаются организму через спинной мозг.

Структура головного мозга

Мозг разделен на три основных участка:

1 Передний мозг, где находятся память, разум и интеллект. Он также участвует в движениях тела, получении ощущений, речи, слухе и зрении.

2 Средний мозг, который выполняет функцию ретрансляционной станции для сообщений к и от головного мозга. Здесь контролируются движения глаз.

3 Ромбовидный мозг, который координирует сложные движения тела, особенно рук и ног.

Передний мозг

Возвышаясь над мозговым стволом (тонким стержнем в верхней части спинного мозга), мозг заполняет все пространство в передней части черепа. Передний мозг, или собственно головной мозг, состоит из двух полушарий (а) . Внутри мозга находится мозолистое тело (б) , соединяющее два полушария, таламус (в) и гипоталамус (г) . Таламус (зрительный бугор) и гипоталамус также являются частью участка мозга, называемого промежуточным мозгом.

Средний мозг

Средний мозг (д) - это самый короткий и самый высокий участок мозгового ствола (в который еще входит ромбовидный мозг). Средний мозг - это ретрансляционная станция между ретикулярной системой (ниже по мозговому стволу) и передним мозгом над ней. Средний мозг также участвует в контроле движений глаз и размера зрачков.

Ромбовидный мозг

Сюда входят все основные структуры под средним мозгом, включая варолиев мост (е) , продолговатый мозг (ж) и мозжечок (з) . Варолиев мост и продолговатый мозг являются основной частью мозгового ствола, соединяющегося со спинным мозгом. Продолговатый мозг отвечает за контроль дыхания, сердечный ритм и другие жизненно важные процессы. Варолиев мост - это соединение между мозжечком и остальной частью мозга. Мозжечок координирует движения тела.

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА
орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Она связана с различными частями тела периферическими нервами - двигательными и чувствительными.
См. также НЕРВНАЯ СИСТЕМА . Головной мозг - симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он - ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество - нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам. Головной и спинной мозг защищены костными футлярами - черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная - твердая мозговая оболочка, внутренняя - мягкая, а между ними - тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами. Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.
КЛЕТКИ МОЗГА
Клетки ЦНС называются нейронами; их функция - обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков - дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).
Нервные импульсы. Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель - синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами - нейромедиаторами. Нервный импульс обычно зарождается в дендритах - тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов. В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга). Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором. С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается - происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация. Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона - в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс). Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, - кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.
Миелин и глиальные клетки. Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, - т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз. Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.
КАК РАБОТАЕТ МОЗГ
Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие - на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов. Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности. На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга. Большие полушария - самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.
Подкорковые структуры. Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус - это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии - это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их). Гипоталамус - маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус - важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза (см. также ГИПОФИЗ). В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования. Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга. Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола - продолговатый мозг - непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника. На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. Мозжечок расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.
Другие системы. Лимбическая система - широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга). Ретикулярная формация - сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА
С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7-12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин "парадоксальный сон"). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию
(см. ЭПИЛЕПСИЯ). Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы - синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.
НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА
К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.
Действие нейромедиаторов. Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго "посредника", например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ - пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану. Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины - небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли. Психоактивные средства - вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие - на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов - блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия - торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина). Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример - кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.
ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА
Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению. Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы. Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, - своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма "эксперимента" на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции. Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы. Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором - жизнедеятельность отдельных клеток. При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне. Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов. В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации - позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) - дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов. Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с "расщепленным" мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных. С появлением новых методов исследования представления о функциях мозга, вероятно, будут видоизменяться. Применение аппаратов, позволяющих получать "карту" метаболической активности различных отделов мозга, а также использование молекулярно-генетических подходов должны углубить наши знания о протекающих в мозгу процессах.
См. также НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ .
СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ
У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным. Среди позвоночных различия в устройстве мозга касаются главным образом соотношения отдельных его структур. Оценивая сходство и различия мозга рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих (в том числе человека), можно вывести несколько общих закономерностей. Во-первых, у всех этих животных строение и функции нейронов одни и те же. Во-вторых, весьма сходны устройство и функции спинного мозга и ствола головного мозга. В-третьих, эволюция млекопитающих сопровождается ярко выраженным увеличением корковых структур, которые достигают максимального развития у приматов. У земноводных кора составляет лишь малую часть мозга, тогда как у человека - это доминирующая структура. Считается, однако, что принципы функционирования мозга всех позвоночных практически одинаковы. Различия же определяются числом межнейронных связей и взаимодействий, которое тем выше, чем более сложно организован мозг. См. также

Содержание статьи

орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных.

Головной мозг – симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он – ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам.

Головной и спинной мозг защищены костными футлярами – черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная – твердая мозговая оболочка, внутренняя – мягкая, а между ними – тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами.

Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.

КЛЕТКИ МОЗГА

Клетки ЦНС называются нейронами; их функция – обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков – дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).

Нервные импульсы.

Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель – синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами – нейромедиаторами.

Нервный импульс обычно зарождается в дендритах – тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов.

В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга).

Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором.

С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается – происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация.

Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона – в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс).

Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, – кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.

Миелин и глиальные клетки.

Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, – т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз.

Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие – на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов.

Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности.

На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга.

Большие полушария

– самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.

Подкорковые структуры.

Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус – это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии – это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их).

Гипоталамус – маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус – важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза . В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования.

Ствол мозга

расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга.

Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола – продолговатый мозг – непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника.

На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка.

Мозжечок

расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.

Другие системы.

Лимбическая система – широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга).

Ретикулярная формация – сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА

С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7–12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин «парадоксальный сон»). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию (см. ЭПИЛЕПСИЯ).

Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы – синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.

НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА

К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.

Действие нейромедиаторов.

Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго «посредника», например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ – пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану.

Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины – небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли.

Психоактивные средства

– вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие – на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов – блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия – торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина).

Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример – кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.

ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА

Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению.

Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы.

Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, – своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма «эксперимента» на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции.

Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы.

Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором – жизнедеятельность отдельных клеток.

При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне.

Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов.

В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации – позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) – дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов.

Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с «расщепленным» мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ

У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным.