Физиология головного мозга

Физиология головного  мозга.

Лекция 8

Непосредственным  продолжением спинного мозга является продолговатый мозг. Продолговатый  мозг и мост мозга (варолиев мост) вместе со средним и промежуточным мозгом образуют ствол мозга. В состав ствола мозга входит большое количество ядер, восходящих и нисходящих путей. Важное функциональное значение имеет находящаяся в стволе мозга ретикулярная формация.

В продолговатом  мозге нет четкого сегментарного  распределения серого и белого вещества.

Скопление нервных клеток приводит к образованию  ядер, являющихся центрами более или  менее сложных рефлексов. Из 12 пар  черепных нервов, связывающих головной мозг с периферией организма, восемь пар (V—XII) берут свое начало в продолговатом мозге.

Продолговатый мозг выполняет две функции — рефлекторную и проводниковую.

Рефлекторная функция продолговатого мозга. За счет деятельности продолговатого мозга осуществляются: 1) защитные рефлексы (мигание, слезоотделение, чиханье, кашлевой и рвотный рефлексы); 2) установочные рефлексы, обеспечивающие тонус мускулатуры, необходимый для поддержания позы и осуществления рабочих актов; 3) лабиринтные рефлексы, способствующие правильному распределению мышечного тонуса между отдельными группами мышц и установке той или иной позы тела; 4) рефлексы, связанные с функциями систем дыхания, кровообращения, пищеварения.

Проводниковая функция продолговатого мозга. Через продолговатый мозг проходят восходящие пути от спинного мозга к головному и нисходящие пути, связывающие кору больших полушарий со спинным мозгом.

Рефлекторные центры продолговатого мозга. В продолговатом мозге располагается ряд жизненно важных центров: дыхательный, сердечно-сосудистый и пищевой центры.

Продолговатый мозг регулирует работу спинного мозга.  

Средний мозг.

К образованиям среднего мозга относят ножки  мозга, ядра III (глазодвигательный) и IV (блоковый) пар черепных нервов, пластинку  крыши (четверохолмие), красные ядра и черное вещество. В ножках мозга  проходят восходящие и нисходящие нервные  пути.

Передние  бугры пластинки крыши получают импульсы от сетчатой оболочки глаз. Задние бугры пластинки крыши – от ядер слуховых нервов

Красные ядра участвуют в регуляции мышечного тонуса и в проявлении установочных рефлексов, обеспечивающих сохранение правильного положения тела в пространстве. Приотделении заднего мозга от среднего тонус мышц-разгибателей повышается, конечности животного напрягаются и вытягивается, голова запрокидывается.

Черное вещество также регулирует мышечный тонус и поддержание позы, участвует в регуляции актов жевания, глотания, артериального давления и дыхания, т.е. деятельность черного вещества тесно связана с работой продолговатого мозга.

Таким образом, средний мозг регулирует тонус мышц, что является необходимым условием координированных движений.

Тонические  рефлексы делят на две группы: статические  и статокинетические. Статические рефлексы возникают при изменении положения тела, особенно головы, в пространстве.Статокинетические рефлексы проявляются при перемещении тела в пространстве, при изменении скорости движения (вращательного или прямолинейного).

За счет среднего мозга расширяется рефлекторная деятельность организма (появляются ориентировочные  рефлексы на звуковые и зрительные раздражения). 

Промежуточный мозг.

Промежуточный мозг — часть переднего отдела ствола мозга. Основными образованиями  промежуточного мозга являются зрительные бугры (таламус) и подбугровая область(гипоталамус).

Зрительные бугры — массивное парное образование, они занимают основную массу промежуточного мозга. Через зрительные бугры к коре головного мозга поступает информация от всех рецепторов нашего организма, за исключением обонятельных.

При повреждении зрительных бугров у человека наблюдается полная потеря чувствительности или ее снижение на противоположной стороне, выпадает сокращение мимической мускулатуры, которое сопровождает эмоции, могут возникать расстройства сна, понижение слуха, зрения и т. д.

Гипоталамическая (подбугровая) область участвует в регуляции различных .видов обмена веществ (белков, жиров, углеводов, солей, воды), регулирует теплообразование и теплоотдачу, состояние сна и бодрствования. В ядрах гипоталамуса происходит образование ряда гормонов, которые затем депонируются в задней доле гипофиза. Передние отделы гипоталамуса являются высшими центрами парасимпатической нервной системы, задние — симпатической нервной системы. Гипоталамус участвует в регуляции многих вегетативных функций организма. 

Базальные ядра.

К подкорковым,- или базальным, ядрам относят  три парных образования: хвостатое  ядро и скорлупу чечевицеобразного  ядра ( или полосатое тело) и бледный  шар. Базальные ядра расположены  внутри больших полушарий, в нижней их части, между лобными долями и  промежуточным мозгом.

Полосатое тело регулирует сложные двигательные функции, безусловнорефлекторные реакции цепного характера: бег, плавание, прыжки. Кроме того, полосатое тело через гипоталамус регулирует вегетативные функции организма, а также вместе с ядрами промежуточного мозга обеспечивает осуществление сложных безусловных рефлексов цепного характера — инстинктов.

Бледный шар является центром сложных двигательных рефлекторных реакций (ходьба, бег), формирует сложные мимические реакции, участвует в обеспечении правильного распределения мышечного тонуса. При поражении бледного шара движения теряют свою плавность, становятся неуклюжими, скованными.

Ретикулярная формация ствола мозга.

Ретикулярная формация ствола мозга занимает центральное положение в продолговатом мозге, мосту мозга, среднем и промежуточном мозге.

Ретикулярная  формация ствола мозга оказывает  восходящее влияние на клетки коры большого мозга и нисходящее на мотонейроны спинного мозга. 

Мозжечок.

Мозжечок  — непарное образование; располагается  позади продолговатого мозга и моста  мозга, сверху прикрыт затылочными  долями больших полушарий.

Двигательные  расстройства при удалении мозжечка: атония — исчезновение или ослабление мышечного тонуса; астения — снижение силы мышечных сокращений; астазия— потеря способности к слитным тетаническим сокращениям.

Весь  комплекс двигательных расстройств  при поражении мозжечка получил  название мозжечковой атаксии.

Свое  влияние мозжечок реализует через  ядерные образования среднего и  продолговатого мозга, а также двигательные нейроны спинного мозга. 

Кора большого мозга.

Кора  большого мозга является высшим отделом  центральной нервной системы.

У взрослого  человека толщина коры в большинстве  областей составляет около 3 мм. Кора состоит  из 14—17 млрд. нервных клеток, их отростков  и нейроглии.

Отростки  нервных клеток, соединяющие между  собой различные участки одного и того же полушария, называются ассоциативными, связывающие одинаковые участки двух полушарий —комиссуральными и обеспечивающие контакты коры большого мозга с другими отделами центральной нервной системы и через них со всеми органами и тканями тела — проводящими(центробежными).

Клетки  нейроглии выполняют ряд важных функций: они являются опорной тканью, участвуют в обмене веществ ГМ, регулируют кровоток внутри мозга, выделяют нейросекрет, который регулирует возбудимость нейронов КГМ.

Функции КГМ:

1) кора  осуществляет взаимодействие организма  с окружающей средой за счет  безусловных и условных рефлексов;

2) она  является основой высшей нервной  деятельности (поведения) организма;

3) За  счет деятельности коры осуществляются  высшие психические функции: мышление  и сознание;

4) кора  регулирует и объединяет работу  всех внутренних органов и  регулирует обмен веществ.

Локализация функций в коре больших  полушарий:

1. двигательная зона – передняя центральная извилина, отвечает за выполнение простейших двигательных реакций в ответ на простой раздражитель; лобная зона отвечает за более сложные функции, в том числе письмо и речь.
2. чувствительная зона – задняя центральная извилина, контролирующая общую чувствительность, расположенные за ней участки отвечают за более сложные ощущения, в том числе тонкое осязание и моторные навыки. Клетки этой области воспринимают импульсы от тактильных, болевых и температурных рецепторов кожи.
3. зрительная зона – затылочная доля, отвечает за зрение и связанные с ним более сложные функции – чтение, письмо, узнавание предметов;
4. слуховая зона – височная область отвечает за слух и связанные с ним более сложные функции – восприятие речи, распознавание различных звуков;
5. обонятельная зона – расположена в лимбической системе (крючок, гиппокамп) коры большого мозга. Эта область получает нервные импульсы от вкусовых рецепторов слизистой оболочки полости рта.
6. В коре больших полушарий обнаружено несколько зон, ведающих функцией речи. В лобной области левого полушария располагается моторный центр речи (центр Брока). У левшей он локализуется в правом полушарии. При поражении этого центра речь затруднена или даже невозможна. В височной области находится сенсорный центр речи (центр Вернике). Повреждение этой области приводит к расстройствам восприятия речи: больной не понимает значение слов, хотя способность произносить слова сохранена. Взатылочной доле коры большого мозга имеются зоны, обеспечивающие восприятие письменной (зрительной) речи. При поражении этих областей больной не понимает письменный текст.
7. теменная область обеспечивает сложные познавательные функции:

- позволяет  распознавать расположение объектов

- позволяет  оценивать биологическую значимость раздражителей

- участвует  в образовании двигательных реакций, а именно произвольных движений.

Для нормальной работы ЦНС необходимо одновременное  функционирование обоих полушарий  головного мозга. Это достигается  с помощью нескольких механизмов:

1. анатомических – импульсы переходят от одного полушария к другому через спайки
2. физиологических – принцип распространения возбуждения, принцип сопряженности.

Однако  при этом в работе полушарий имеются  различия. Левое полушарие доминирует в отношении абстрактного мышления, памяти, слуха, письма, счета; правое доминирует в отношении познавательных процессов, конкретного мышления, эмоционального поведения, зрительной памяти.

Причины асимметрии:

1. наследственная предрасположенность;
2. неравномерное снабжение кровью
3. развитие в процессе обучения.

Биоэлектрическая активность головного  мозга и методы ее изучения.

Деятельность  головного мозга оценивается  по особенностям его электрической  активности. Запись электрических колебаний  головного мозга - электроэнцефалография, а кривая, отражающая изменения биопотенциалов ГМ – электроэнцефалограмма (ЭЭГ).

Различают четыре основных типа ритмов ЭЭГ:

Альфа-ритм — регулярный ритм синусоидальной формы, с частотой 8 — 13 колебаний в 1 с и амплитудой 20 — 80 мкВ. Альфа-ритм регистрируется при отведении биопотенциалов от всех зон коры большого мозга, но более постоянно — от затылочной и теменной областей. Альфа-ритм регистрируется у человека в условиях физического и умственного покоя, при закрытых глазах и отсутствии внешних раздражений.

Бета-ритм имеет частоту колебаний 14 — 35 в 1 с. Бета-ритм низкоамплитудный (10 — 30 мкв), может быть зарегистрирован при отведении потенциалов от любых областей коры большого мозга, но более выражен в лобных долях.

При нанесении  различных раздражений, открывании глаз, умственной работе альфа-ритм быстро сменяется бета-ритмом. Это явление  смены редкого ритма на более  частый получило название реакции активации (десинхронизации)

Дельта-ритм характеризуется медленными колебаниями потенциалов с частотой 0,5 — 3 в 1 с, амплитуда его высокая — 250 — 300 мкВ, может быть до 1000 мкВ. Обнаруживается при отведении биопотенциалов от всех зон коры большого мозга во время глубокого сна, при наркозе. У детей до 7 лет дельта-ритм может быть зарегистрирован и в бодрствующем состоянии.

Тета-ритм имеет частоту 4 — 7 колебаний в 1 с, его амплитуда 100 — 150 мкВ, наблюдается в состоянии неглубокого сна, при кислородном голодании организма, при умеренном по глубине наркозе.