Функции больших полушарий головного мозга

Патологии полушарий головного мозга

При поражении коры любой доли больших полушарий головного мозга возникают различные неврологические симптомы и синдромы.

Причинами развития таких состояний являются:

1. травмы головы;
2. онкологические заболевания (доброкачественные и злокачественные опухоли головного мозга);
3. атрофические заболевания головного мозга (болезнь Пика, болезнь Альцгеймера);
4. врожденные нарушения (недостаточное развитие структур нервной системы);
5. родовые травмы черепа;
6. гидроцефалия;
7. инфекционно-воспалительные процессы в оболочках мозга (менингит, энцефалит);
8. нарушение кровообращения в сосудах головного мозга.

Нарушения в коре лобной доли

При поражении коры лобной доли, в зависимости от локализации, возникают следующие симптомы:

• лобная атаксия – нарушение равновесия, шаткость походки;
• повышенный мышечный тонус в конечностях (пассивные движения ограничены или затруднены);
• паралич конечности/конечностей с одной стороны;
• тонические/клонические судороги;
• припадки (тонико-клонические или эпилептические);
• затруднение речи (человек не может подобрать синонимы, падеж, время действия) – афазия Брока;
• симптомы лобной психики (человек ведет себя дурашливо, раскрепощенно, может появляться ярость без причины);
• «лобные знаки» (появление примитивных рефлексов, таких как у младенца – хоботкового, хватательного и др.);
• утрата обоняния с одной стороны.

Кроме выраженных симптомов лобной психики, больной может вести себя апатично, безразлично, не вступать в контакт с окружающими. В тяжелых случаях может возникнуть склонность к аморальным общественным поступкам: драки, дебоши, поджоги.

Патологические нарушения в коре теменной доли

При поражении коры теменной доли возникают нарушения чувствительности и окружающего восприятия. Характерны следующие симптомы:

• нарушения кожной чувствительности;
• постуральность (изменения положения в пространстве, пассивные движения, которые больной ощущает, но с ним этого не происходит);
• отсутствие восприятия частей своего тела;
• неспособность или отказ реагировать на воздействие раздражителей в зонах поверхностной и глубокой чувствительности;
• утрата навыков чтения, письма, счета;
• неспособность находить знакомые места;
• при исследовании предметов с закрытыми глазами больной не может распознать знакомую вещь.

Патологические нарушения в коре височной доли

Основными проявлениями поражения височной доли являются:

• корковая глухота (утрата слуха, при которой нет травмы уха);
• афазия Вернике – утрата способности воспринимать речь, музыку и т.д;
• шум в ушах;
• подобные сну состояния (больной вспоминает то, чего раньше не видел и не слышал, но утверждает, что это было с ним наяву, а не во сне);
• возникновение слуховых галлюцинаций;
• кратко- или долговременная утрата памяти (амнезия);
• возникновение моментов дежавю;
• сочетанные галлюцинации (слуховые + зрительные, слуховые + обонятельные);
• височные припадки.

Патологические нарушения в коре затылочной доли

Повреждения коры данного участка сопровождаются проблемами со зрительным анализатором. Развиваются такие состояния, как:

• корковая слепота (полная утрата зрения без повреждения зрительного анализатора);
• утрата зрения, при которой больной утверждает, что он не потерял зрение;
• гемианопсия – выпадение полей зрения с одной из сторон;
• неспособность вспомнить предмет, цвет или лицо человека;
• изменения окружающих предметов, которые кажутся маленькими – зрительные иллюзии;
• зрительные галлюцинации – вспышки света, зигзаги, индивидуальные для каждого глаза.

При поражении лимбической системы происходит утрата памяти или спутанность воспоминаний, наблюдаются отсутствие возможности создавать и запоминать яркие моменты жизни, низкая эмоциональная лабильность, отсутствие обоняния, утрата способности анализировать и принимать решения, а также овладевать новыми умениями.

Большие полушария выполняют огромную функциональную роль в организме человека. Умения писать, читать, анализировать информацию, воспринимать и ориентироваться в пространстве, чувствовать, слышать, видеть, обонять помогают организму приспособиться к окружающему миру. При повреждении определенных участков коры возникают патологические синдромы и симптомы, с помощью которых можно указать локализацию пораженного участка.

Клетки головного мозга

Мозг состоит из двух типов клеток: нервных клеток (нейронов) и глиальных клеток.

Нервная клетка

Существует множество размеров и форм нейронов, но все они состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейрон передает информацию посредством электрических и химических сигналов. Попробуйте представить себе электрическую проводку в вашем доме. Электрическая цепь состоит из многочисленных проводов, соединенных таким образом, что при включении выключателя света будет светиться лампочка. Возбужденный нейрон будет передавать свою энергию нейронам, находящимся в непосредственной близости от него.

Нейроны передают свою энергию, или “говорят”, друг другу через крошечный промежуток, называемый синапсом (рис. 12). У нейрона есть много рук, называемых дендритами, которые действуют как антенны, собирающие сообщения от других нервных клеток. Эти сообщения передаются в тело ячейки, которое определяет, следует ли передавать сообщение вместе.

Важные сообщения передаются в конец аксона, где мешочки, содержащие нейротрансмиттеры, открываются в синапс. Молекулы нейротрансмиттера пересекают синапс и помещаются в специальные рецепторы на принимающей нервной клетке. Это стимулирует клетку передавать сообщение.

Рисунок 12. Нервные клетки состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейроны взаимодействуют друг с другом, обмениваясь нейротрансмиттерами через крошечный промежуток, называемый синапсом.

 Глиальные клетки

Glia (греческое слово, означающее клей) – это клетки головного мозга, которые обеспечивают нейроны питанием, защитой и структурной поддержкой. Существует примерно в 10-50 раз больше glia, чем нервные клетки и являются наиболее распространенным типом клеток, участвующих в опухолях головного мозга.

Астроглии или астроциты являются хранителями-они регулируют гематоэнцефалический барьер, позволяя питательным веществам и молекулам взаимодействовать с нейронами. Они контролируют гомеостаз, защиту и восстановление нейронов, образование рубцов, а также влияют на электрические импульсы.

Клетки олигодендроглии создают жировое вещество под названием миелин, которое изолирует аксоны-позволяя электрическим сообщениям перемещаться быстрее.

Эпендимальные клетки выстраивают желудочки и выделяют спинномозговую жидкость (ЦСЖ).

Микроглии-это иммунные клетки головного мозга, защищающие его от захватчиков и очищающие от мусора. Они также обрезают синапсы.

Приглашаю в нашу группу в Vk.com Присоединяйтесь!

Характеристика

Анатомия человека – раздел, в котором рассматриваются отделы головного мозга. Мозговое вещество человека весит около 1250 г. У мужчин объем мозгового вещества на 8-15% больше, чем у женщин. Масса мозгового вещества составляет около 2% от веса всего тела. При этом мозг потребляет 25% всего поступающего в организм кислорода и 17% глюкозы, которая служит энергетическим ресурсом для живых тканей.

Мозговая ткань представлена серым и белым веществом, у которых различаются функции и химический состав. Доля воды в сером составляет 84%, в белом – 70%. Липидные (жировые) фракции в белом занимают 50% сухого остатка, в белом – 30% сухого остатка. Также в мозговой ткани содержатся белки (8-9% массы сырой ткани) и минеральные вещества (1-2% массы сырой ткани).

Вещество головного мозга покрыто 3-мя оболочками – мягкой, затем паутинной и твердой, причем последняя состоит из 2 слоев, образованных соединительной тканью, однако на вопрос, сколько всего оболочек, принято отвечать, что три. Паутинная представлена тонкой мембраной, сформированной из соединительной ткани. Мягкая прилегает к мозговому веществу, она обильно оснащена кровеносными сосудами и нервными окончаниями.

Мозг состоит из нейронов и глиальных клеток, образующих нервную ткань, какая составляет основу ЦНС и поддерживает ее функции. Нервная ткань представлена системой специализированных структур, взаимодействующих между собой. Внешние стимулы (световые, звуковые, тактильные раздражители) преобразуются рецепторами в нервные импульсы, которые по нейрональной системе поступают в отделы головного мозга, в анатомии выделяют афферентные и эфферентные пути передачи.

В первом случае импульсы поступают в центральные части системы головного мозга, во втором от систем управления (ассоциативные центры) к периферическим структурам нервной системы, расположенным в мышцах, железах, исполнительных органах. В составе мозговой ткани насчитывается около 100 млрд. нейронов, объединенных в сложную нейрональную сеть.

Нейроны окружены глиальными клетками, которые выполняют трофическую (питательную) и поддерживающую функции. Число глиальных клеток превышает количество нейронов. В анатомической структуре, образованной нервными клетками, присутствует межклеточное пространство, представленное жидкостью, содержащей соли, углеводы, жировые и белковые фракции, и питающей ткань головного мозга.

Головной мозг находится внутри черепной коробки, где у человека преобладает мозговая часть над висцеральной (лицевой). Человеческий мозг состоит из 3-х крупных сегментов – гемисфер, мозжечка и стволового отдела, от чего отходит спинной мозг. Самый большой сегмент мозга – гемисферы (полушария), вторая во величине часть – мозжечок. Ствол занимает 3-е место по величине.

Полушария разделены между собой щелью, что четко видно на фото (вид сверху). В глубине щели находится спайка – мозолистое тело, которое связывает воедино обе гемисферы. На фотографии мозга, отображающей нижнюю поверхность, отчетливо просматриваются сегменты – весь участок ствола, мозжечок, нижняя сторона полушарий, черепные нервы, отходящие от мозгового вещества. На картинке, отражающей вид сбоку, преимущественно виден корковый слой, покрывающий большие полушария.

Схема строения предполагает разделение крупных частей на отдельные сегменты, к примеру, в составе ствола головного мозга выделяют продолговатый и средний отделы, варолиев мост, часто к стволу относят мозжечок, который отвечает за двигательную координацию человека, и промежуточный отдел.

Вертикальный разрез человеческого мозга показывает мозолистое тело, варолиев мост, мозжечок, продолговатый отдел, гипофиз, эпифиз. На общем плане строения различимы 5 основных отделов головного мозга (с учетом особенностей эмбрионального развития) – продолговатый, задний, средний, промежуточный и передний.

Существует теория, что мозг – это орган центрального отдела нервной системы, который работает по принципу двоичного кода в процессе генерации или передачи нервных импульсов. Благодаря нейрональным сетям, по которым осуществляется передача нервных импульсов, все мозговые структуры работают слаженно.

Строение больших полушарий

Поверхность конечного отдела ЦНС покрывает кора, которая занимает около 44% объема больших полушарий. Площадь этой структуры у обычного человека примерно равна 2200 см², причем большая ее часть залегает в глубоких бороздах или как их еще называют – мозговых извилинах. Благодаря наличию борозд и извилин площадь коры значительно увеличивается.

Величина и форма извилин зависит от индивидуальных особенностей человека – как известно головной мозг различных людей и даже полушария одного индивида между собой визуально отличаются. Это явление среди специалистов носит название «функциональная асимметрия полушарий головного мозга».

Согласно наблюдениям такая особенность сказывается на психике человека: например, некоторым людям легче дается изучение точных наук, а другие больше используют творческий подход при решении насущных проблем.

В коре происходит подготовка к осознанным движениям, формируется речь, происходит мышление и запоминание наиболее значимой информации. Также она отвечает за условные рефлексы – приобретенные ответные реакции организма на перемены.

Кора формируется из скопления тел нейронов, которые формируют ее слои. С их помощью большие полушария осуществляют свои функции. Количество слоев коры на разных участках не равнозначно: в зависимости от места расположения зоны и ее типа их может быть от 2 до 6.

Специалисты выделяют в коре на 4 вида поверхностей: древнюю (палеокортекс), старую (архикортекс), новую (неокортекс) и промежуточную кору, которая состоит из промежуточной древней и промежуточной старой коры.

По последним подсчетам количество нейронов коры варьируется в пределах 10-14 млрд. единиц. Они связаны между собой при помощи синапсов – специальных связей, которые позволяют моментально передавать импульсы от одного нейрона к другому. Передача сигнала по синапсу происходит химическим путём с помощью активных химических элементов или электрическим путём, посредством прохождения ионов.

Под корой располагается белое вещество. Его формируют скопление пучков аксонов нейронов коры, которые покрыты миелином. Химическое строение оболочки отростков нервных клеток позволяет передавать импульс между нейронами в 5—10 раз быстрее, чем по немиелинизированным связям.

Ниже белого вещества, в стволе располагаются центры бессознательных рефлексов и контролирующие структуры внутренних органов и систем органов.

Участки полушарий

Всю поверхность коры больших полушарий условно делят на несколько зон. Каждая из них выполняет определенные функции. Границы зон обозначены наиболее выдающимися извилинами.

Зоны не являются какими-то отдельными участками мозга, в которых происходят только конкретные психические и физиологические процессы, так как они постоянно взаимодействуют между собой, что подтверждается многочисленными исследованиями в области психики.

Топографически выделяют следующие участки коры полушарий:

• Затылочная. Отвечает за восприятие и хранение данных получаемых от органов зрения.
• Височная. Ее функции основаны на восприятии, анализе и воспроизведении речи и звуков, понятием слуховой информации, и данных поступающих от органов вкуса и обоняния. Участвует в запоминании информации, а именно накапливает ее.
• Теменная доля БП головного мозга. В этой зоне располагаются функциональные центры анализатора окружающей среды. Она отвечает за расположение частей тела в пространстве.
• Лобная. Является самым большим участком, с помощью которого мозг выполняет следующие функции:

1. движение и регуляция направленных действий;
2. письмо;
3. речь, а именно выговор отдельных звуков, тембр, интонацию;
4. программирование сложных поведенческих реакций, принятие решений, планирование, анализ полученного результата, а также спонтанного поведения;
5. лобной зоне располагается обонятельный нервный центр.

Таким образом все зоны: теменная, затылочная, лобная и височная, занимаются восприятием информации из окружающей среды, а также определяют поведение человека во время наиболее значимых изменений.

Некоторые участки могут выполнять сразу несколько функций. Это становится особенно заметно при повреждении соответствующих зон мозга в результате ЧМТ – со временем их функция частично восстанавливается, так как соседние берут на себя работу утраченных центров.

Оболочки головного и спинного мозга: твердая, паутинная и мягкая

В строении головного и спинного мозга человека различают три оболочки: твердую, паутинную и мягкую. Оболочки защищают мозговое вещество от вредных воздействий. Твердая оболочка с ее отростками и паутинные цистерны осуществляют механическую защиту мозга. Паутинная и мягкая оболочки обеспечивают циркуляцию спинномозговой жидкости и питание вещества мозга. Оболочки спинного и головного мозга также защищают паренхиму мозга от инфекционных и токсических веществ.

Твердая оболочка мозга является наружной оболочкой мозга и состоит из двух слоев:

• Наружный слой образует внутреннюю надкостницу костей черепа
• Внутренний — состоит из плотной фиброзной ткани, покрывающей мозг

В полости черепа оба слоя твердой оболочки головного мозга прилегают друг к другу и отдают отростки:

• Серп большого мозга (falx cerebri)
• Серп мозжечка (falx cerebelli)
• Намет мозжечка (tentorium cerebelli)
• Диафрагма седла (diafragma sellae)

В местах их расхождения образуются полости с преимущественно треугольным сечением — синусы, заполненные венозной кровью. Наиболее крупные из них — верхний сагиттальный синус, нижний сагиттальный синус, поперечный синус, прямой синус. Венозная кровь головного мозга из синусов оттекает во внутреннюю яремную вену.

Паутинная оболочка мозга находится под твердой оболочкой и отделена от нее субдуралъным пространством. Под паутинной оболочкой находится субарахноидальное пространство, заполненное спинномозговой жидкостью. В связи с неровным рельефом поверхности головного мозга подпаутинное пространство местами расширяется, образуя цистерны.

Мягкая оболочка покрывает головной мозг, тесно связана с ним, очень богата сосудами и нервами и глубоко проникает в вещество мозга, следуя вдоль сосудов. Она также проникает в желудочки мозга и участвует в образовании сосудистых сплетений, вырабатывающих спинномозговую жидкость — ликвор. Ликвор циркулирует между паутинной и мягкой оболочками в субарахноидальном пространстве.

Твердая оболочка спинного мозга отделена от позвоночного столба эпидуральным пространством. Средняя, паутинная оболочка мозга отделяется от твердой субдуральным пространством, а от мягкой — подпаутинным. Субарахноидальное пространство ниже спинного мозга (в области конского хвоста) образует терминальный желудочек, заполненный спинномозговой жидкостью.

На этих фото строения мозга человека показаны твердая, паутинная и мягкая оболочки:

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.

Другие отделы ГМ и их функции

В строении головного мозга человека выделяют несколько отделов.

Формирование мозговой активности происходит во время внутриутробного развития благодаря ромбовидному, среднему, переднему мозгу.

Отделы нашего головного мозга отвечают за различные задачи, характеризуются конечным и продолговатым, промежуточным и средним, а также задним мозгом, варолиевым мостом и мозжечком.

Их функции показывает таблица:

Анатомические, физиологические параметры ГМ изучаются учеными не один десяток лет, у каждого человека они различные, ведь не существует даже двух людей, думающих одинаково. Эти и другие тайны мозга экспертам со временем предстоит раскрыть.

Из чего состоит и как работает головной мозг

Нейроны — это главная составляющая структура головного мозга (ГМ), с помощью их импульсов осуществляется работа ЦНС. Совокупность вспомогательных клеток нервной ткани (глия или нейроглия) поддерживает работу каждого нейрона. Глия составляет около 40% объема ЦНС. У каждого нейрона имеется тело с двумя видами отростков: по аксонам импульс передается, а по разветвленным нейронам импульс принимается. Серая субстанция, из которой состоит кора, сформирована телами нейронов. Белая субстанция находится под корковой областью и сформирована аксонами, сплетенными в нервную ткань, по которой происходит передача импульсов к подкорковому слою.

С наружной стороны человеческий мозг защищен черепными костями, а с внутренней — окружен тремя оболочками, между которыми происходит циркуляция спинномозгового ликвора, выполняющего амортизационную функцию при микротравмах. Части мозга взаимосвязаны и исполняют конкретные задачи. Чтобы уяснить, как выполняются функции головного мозга, строение его следует подробно изучить.

Зоны ответственности локализованы в корковом слое белой субстанции. Церебральные структуры полые: состоят из четырех желудочков, разделяемых протоками, где циркулирует церебральный ликвор.

Благодаря когнитивным функциям мозга, человек контролирует свои действия, воспроизводит и запоминает информацию, образно и ассоциативно мыслит.

ГМ взрослых весит примерно 1,5 кг (2% от общего веса). Для нормальной работы мозгом поглощается 20% кислорода, поступающего к легким. Если человек потерял вес 50%, то ГМ потеряет всего 15% от массы тела.

ГМ работает даже ночью, а у больных, находящихся в коматозном состоянии, не перестают работать некоторые его части. Основные мозговые функции выполняются двумя полушариями разных размеров. Правое больше левого, ответственно за визуальное восприятие, благодаря активности этой зоны человек творчески мыслит. За способность мыслить логически и анализировать, ответственно левое полушарие.

Отделы головного мозга человека

Существуют несколько основных отделов головного мозга:

• большие полушарные части;
• средний с продолговатым и промежуточным мозгом;
• мозжечок;
• корковая область;
• варолиев мост.

Все эти отделы исполняют конкретные задачи.

Оболочки ГМ

С наружной стороны ГМ защищен черепными костями, под которыми покрыт тремя оболочками:

1. Твердой, имеющей пленочную структуру, одна сторона которой примыкает к черепным костям, а другая — к корковому слою.
2. Мягкой. Имеет разрыхленную тканевую структуру, этой оболочкой тесно обволакиваются полушария и извилины головного мозга. Она кровоснабжает ГМ.
3. Паутинной, находящейся между двумя оболочками, которой осуществляется циркуляция цереброспинальной жидкости, защищающей церебральные структуры от микротравм.