Головной мозг человека, как он устроен

Головной мозг-это удивительный трехфунтовый орган, который контролирует все функции организма. Он интерпретирует информацию из внешнего мира и воплощает в себе сущность разума и души. Интеллект, творчество, эмоции и память-это лишь некоторые из многих вещей, управляемых мозгом. Защищенный внутри черепа, мозг состоит из большого мозга, мозжечка и ствола головного мозга.

Головной мозг получает информацию через наши пять органов чувств: зрение, обоняние, осязание, вкус и слух — часто одновременно. Он собирает сообщения таким образом, которые имеют для нас значение, и может хранить эту информацию в нашей памяти. Этот важный орган управляет нашими мыслями, памятью и речью, движением рук и ног, а также работой многих органов внутри нашего тела.

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система (ПНС) состоит из спинномозговых нервов, ответвляющихся от спинного мозга, и черепных нервов, ответвляющихся от головного мозга.

Анатомия головного мозга (Строение и отделы)

Головной мозг состоит из большого мозга, мозжечка и ствола головного мозга (рис. 1).

Большой мозг: состоит из правого и левого полушарий. Он отвечает за зрение, слух, осязание, речь, рассуждения, эмоции, обучение и точный контроль движения.

Мозжечок: расположен под головным мозгом. Его функция заключается в координации движений мышц, поддержании осанки и равновесия.

Ствол головного мозга: действует как ретрансляционный центр, соединяющий головной мозг и мозжечок со спинным мозгом. Он выполняет множество автоматических функций. Это-дыхание, частота сердечных сокращений, температура, циклы бодрствования и сна, пищеварение, чихание, кашель, рвота и глотание.

Большие полушария головного мозга

Полушария головного мозга ответственны за наши познавательные способности и сознательный опыт. Они состоят из коры головного мозга и сопутствующего белого вещества, а также подкорковых структур базальных ганглиев, миндалины и гиппокампа. Кора головного мозга-самая большая и наиболее заметная часть мозга. Она состоит из двух полушарий (буквально двух полусфер) и придает мозгу характерный серый и извитый вид; складки и канавки коры называются извилинами и бороздками. Головной мозг делится на две половины: правое и левое полушария (рис. 2).

Левое и правое полушарие головного мозга

Левое и правое полушария соединены между собой пучком волокон, называемых мозолистым телом. Оно передает информирующие сигналы с одной стороны на другую. Каждое полушарие управляет противоположной стороной тела. Если инсульт происходит в правой части мозга, ваша левая рука или нога может быть слабой или парализованной.

Функции полушарий головного мозга.

Не все функции полушарий являются общими. Как правило, левое полушарие контролирует: речь, понимание, арифметику и письмо. 

Правое полушарие отвечает за: творческие, пространственные способности, художественные и музыкальные навыки.

Левое полушарие доминирует в использовании рук и речи примерно у 92% людей.

За что отвечает левое и правое полушария головного мозга

В целом, левое полушарие головного мозга отвечает за язык и речь и называется «доминирующим» полушарием. Правое полушарие играет большую роль в интерпретации зрительной информации и пространственной обработке. 

Примерно у трети людей, которые являются левшами, речевая функция может располагаться в правом полушарии головного мозга. Левши могут нуждаться в специальном тестировании, чтобы определить, находится ли их речевой центр на левой или правой стороне до любой операции в этой области.

Афазия-это нарушение речи, влияющее на производство речи, понимание, чтение или письмо. Происходит из–за травмы головного мозга-чаще всего от инсульта или травмы. Тип афазии зависит от поврежденной области головного мозга.

Область Брока: лежит в левой лобной доле (Рис.3). Если эта область повреждена, человек может испытывать трудности с перемещением языка или лицевых мышц, чтобы производить звуки речи. Человек все еще может читать и понимать устную речь, но испытывает трудности в разговоре и письме (т. е. формирует буквы и слова, не пишет в строках)–называется афазия Брока. 

Область Вернике: лежит в левой височной доле (Рис.3). Повреждение этой области вызывает афазию Вернике. Человек может говорить длинными предложениями, которые не имеют смысла, добавлять ненужные слова и даже создавать новые слова. Они могут издавать звуки речи, однако у них есть трудности с пониманием речи и поэтому они не знают о своих ошибках.

Доли полушарий головного мозга

Два полушария головного мозга имеют четкие границы, которые делят мозг на доли. 

Каждое полушарие имеет 4 доли: лобную, височную, теменную и затылочную (рис. 3). 

Каждая доля может быть разделена, еще раз, на области, которые служат очень специфическим функциям. 

Важно понимать, что каждая доля головного мозга функционирует не в одиночку. Существуют очень сложные взаимоотношения между долями головного мозга и между правым и левым полушариями.

Лобная доля

• Личность, поведение, эмоции;
• Суждение, планирование, решение проблем;
• Речь: говорение и письмо (область Брока);
• Движение тела (прокладка мотора);
• Интеллект, концентрация, самосознание.

Теменная доля

• Интерпретирует язык, слова;
• Осязание, боль, температура (сенсорная полоска);
• Интерпретирует сигналы от зрения, слуха, мотора, сенсорики и памяти;
• Пространственное и зрительное восприятие.

Затылочная доля

• Интерпретирует зрение (цвет, свет, движение).

Височная доля

• Понимание языка (область Вернике);
• Память;
• Слух;
• Последовательность и организация.

Кора больших полушарий головного мозга

Поверхность головного мозга называется корой головного мозга. Она имеет сложенный внешний вид с холмами и долинами. Кортекс содержит 16 миллиардов нейронов (мозжечок имеет 70 миллиардов = 86 миллиардов всего). Все они расположены в определенных слоях.

Тела нервных клеток окрашивают кору головного мозга в серо-коричневый цвет, давая ему свое название – серое вещество (рис. 4). Под корой головного мозга находятся длинные нервные волокна (аксоны), которые соединяют области мозга друг с другом — так называемое белое вещество.

Эта часть мозга содержит нейроны (серое вещество), которые соединены с другими областями мозга аксонами (белым веществом). Кора больших полушарий головного мозга имеет сложенный вид. Складка называется извилиной, а линия между ними-бороздой.

Складчатость кортекса увеличивает площадь поверхности мозга позволяющая больше нейронов приспосабливать внутри черепа и включающая более высокие функции. Каждая складка называется извилиной, а каждая борозда между складками называется бороздкой. Есть названия для складок и бороздок, которые помогают определить конкретные области мозга.

Строение и функции коры головного мозга

Пути, называемые трактами белого вещества, соединяют области коры головного мозга друг с другом. Сообщения могут передаваться от одной извилины к другой, от одной доли к другой, от одной стороны мозга к другой и к структурам глубоко в мозге. Рис 5.

Гипоталамус: расположен в полу третьего желудочка и является главным регулятором работы вегетативной системы. Он играет определенную роль в управлении поведением, таким как голод, жажда, сон и сексуальные реакции. Он также регулирует температуру тела, кровяное давление, эмоции и секрецию гормонов.

Гипофиз: лежит в небольшом костном кармане у основания черепа, называемом Sella turcica. Гипофиз соединен с гипоталамусом головного мозга стеблем гипофиза. Известный как” главная железа», он контролирует другие эндокринные железы в организме. Он выделяет гормоны, которые контролируют сексуальное развитие, способствуют росту костей и мышц, а также отвечают на стресс.

Пинеальная железа: находится за третьим желудочком. Он помогает регулировать внутренние часы организма и циркадные ритмы, выделяя мелатонин. Оно имеет некоторую роль в сексуальном развитии.

Таламус: служит ретрансляционной станцией для почти всей информации, которая поступает и поступает в кору головного мозга. Он играет определенную роль в болевом ощущении, внимании, бдительности и памяти.

Базальные ганглии: включает хвостатый, путамен и бледный глобус. Эти ядра работают с мозжечком для координации мелких движений, таких как движения кончиков пальцев.

Лимбическая система — это центр наших эмоций, обучения и памяти. В эту систему входят поясные извилины, гипоталамус, миндалина (эмоциональные реакции) и гиппокамп (память).

Память и головной мозг

Память-это сложный процесс, который включает в себя три фазы: кодирование (принятие решения о том, какая информация является важной), хранение и воспроизведение. Различные области мозга задействованы в различных типах памяти. Ваш мозг должен обратить внимание и репетировать, чтобы событие перешло из кратковременной памяти в долговременную-так называемое кодирование. Рис 6.

Префронтальная кора кратковременно удерживает в кратковременной памяти последние события. Гиппокамп отвечает за кодирование долговременной памяти.

Кратковременная память, также называемая рабочей памятью, возникает в префронтальной коре головного мозга. Он хранит информацию в течение примерно одной минуты, и его емкость ограничена примерно 7 пунктов. Например, он позволяет вам набрать номер телефона, который кто-то только что сказал вам. Он также вмешивается во время чтения, чтобы запомнить предложение, которое вы только что прочитали, так что следующий имеет смысл.

• Долговременная память обрабатывается в гиппокампе височной доли и активируется, когда вы хотите запомнить что-то на более длительное время. Эта память имеет неограниченную емкость содержания и продолжительности. Содержит личные воспоминания, а также факты и цифры.
• Память навыка обрабатывается в мозжечке, который передает информацию в базальные ганглии. Он хранит автоматические заученные воспоминания, такие как завязывание обуви, игра на инструменте или езда на велосипеде.

Желудочки и спинномозговая жидкость

Мозг имеет полые заполненные жидкостью полости, называемые желудочками (рис. 7). Внутри желудочков находится лентообразная структура, называемая хориоидальным сплетением, которое делает прозрачной бесцветную спинномозговую жидкость (CSF). CSF протекает внутри и вокруг головного и спинного мозга, чтобы помочь смягчить его от травмы. Она обеспечивает циркуляцию жидкость постоянно  поглощается и пополняется.

CSF производится внутри желудочков глубоко в головном мозге. Жидкость CSF циркулирует внутри головного и спинного мозга, а затем наружу в субарахноидальное пространство. Общие места обструкции: 1) отверстие Монро, 2) Акведук Сильвия и 3) obex.

В глубине полушарий головного мозга есть два желудочка, называемых боковыми желудочками. Они оба соединяются с третьим желудочком через отдельное отверстие, называемое отверстием Монро. Третий желудочек соединяется с четвертым желудочком через длинную узкую трубу, называемую акведуком Сильвия. Из четвертого желудочка CSF поступает в субарахноидальное пространство, где он омывает и смягчает мозг. CSF перерабатывается (или поглощается) специальными структурами в верхнем сагиттальном синусе, называемом арахноидальными ворсинками.

Баланс поддерживается между количеством CSF, которое поглощается, и количеством, которое производится. Нарушение или закупорка в системе может вызвать накопление CSF, что может привести к увеличению желудочков (гидроцефалия) или вызвать сбор жидкости в спинном мозге (сирингомиелия).

Череп: доли, функции и строение

Цель костного черепа-защитить мозг от травм. Череп сформирован из костей, которые сливаются вместе по линиям шва. К этим костям относятся лобная, клиновидная, решетчатая, носовая, слезная, верхняя челюсть, нижняя челюсть,теменная, затылочная, височная, скуловая. Рис.8.

Внутри черепа имеются три отчетливые области: передняя ямка, средняя ямка и задняя ямка. Врачи иногда называют расположение опухоли этими терминами, например, менингиома средней ямки. Рис.9.

Вид черепных нервов в основании черепа с удаленным мозгом. Черепные нервы исходят из ствола головного мозга, выходят из черепа через отверстия, называемые фораминами, и перемещаются к частям тела, которые они иннервируют. Ствол головного мозга выходит из черепа через большое затылочное отверстие. Основание черепа разделено на 3 области: переднюю, среднюю и заднюю окаменелости.

Подобно кабелям, выходящим из задней части компьютера, все артерии, вены и нервы выходят из основания черепа через отверстия, называемые фораминами. Большое отверстие в середине (foramen magnum) — это то место, где выходит спинной мозг.

Черепные нервы

Мозг взаимодействует с телом через спинной мозг и двенадцать пар черепных нервов (рис. 9). Десять из двенадцати пар черепных нервов, управляющих слухом, движением глаз, ощущениями лица, вкусом, глотанием и движением мышц лица, шеи, плеча и языка, берут свое начало в стволе головного мозга. Черепные нервы для обоняния и зрения берут свое начало в головном мозге.

 Функции двенадцати черепных нервов:

Мозговая оболочка

Головной и спинной мозг покрыт и защищен тремя слоями ткани, называемыми мозговыми оболочками. От самого внешнего слоя внутрь они являются: твердая мозговая оболочка, паутинная мозговая оболочка и pia mater.

Твердая мозговая оболочка: это прочная, толстая мембрана, которая плотно прилегает к внутренней поверхности черепа; два ее слоя, надкостничная и менингеальная твердая оболочка, сливаются и отделяются только для образования венозных синусов. Твердая мозговая оболочка создает небольшие складки или отсеки. Есть две специальные дуральные складки, Фальк и Тенториум. Фалкс отделяет правое и левое полушария головного мозга, а Тенториум отделяет головной мозг от мозжечка.

Паутинная материя: это тонкая, похожая на паутину мембрана, которая покрывает весь мозг.  Пространство между твердой мозговой оболочкой и паутинными мембранами называется субдуральным пространством.

Паутинная материя: обнимает поверхность мозга, следуя его складкам и бороздкам. Pia mater имеет много кровеносных сосудов которые достигают глубоко в мозг. Пространство между паутиной и мягкой мозговыми оболочками головного и спинного мозга называется субарахноидальным пространством. Это пространство заполнена спинномозговой жидкостью (ликвором). Именно здесь спинномозговая жидкость омывает и смягчает мозг.

Кровоснабжение головного мозга

Кровь поступает в головной мозг по двум парным артериям-внутренней сонной артерии и позвоночным артериям. Внутренние сонные артерии снабжают большую часть головного мозга.

Рисунок 10. Общая сонная артерия проходит вверх по шее и делится на внутреннюю и внешнюю сонные артерии. Переднее кровообращение головного мозга питается внутренними сонными артериями, а заднее кровообращение-позвоночными артериями (ва). Эти две системы соединяются в круге Виллиса (зеленый круг).

Позвоночные артерии снабжают мозжечок, ствол головного мозга и нижнюю часть головного мозга. После прохождения через череп правая и левая позвоночные артерии соединяются вместе, образуя базилярную артерию. 

Базилярная артерия и внутренние сонные артерии “общаются » друг с другом в основании головного мозга, называемом кругом Виллиса (рис. 11). 

Связь между внутренней сонной и позвоночно-базилярной системами является важной функцией безопасности головного мозга. Если один из главных сосудов блокируется, то коллатеральный кровоток может пересечь круг Виллиса и предотвратить повреждение головного мозга.

Рисунок 11. Вид сверху на круг Виллиса. Внутренняя сонная и позвоночно-базилярная системы соединены передней сообщающейся (Acom) и задней сообщающейся (Pcom) артериями.

Венозное кровообращение головного мозга очень отличается от кровообращения всего остального организма. Обычно артерии и вены идут вместе, поскольку они поставляют и сливают определенные области тела. Таким образом, можно было бы подумать, что будет пара позвоночных вен и внутренних сонных вен. Однако в головном мозге это не так. 

Основные венозные коллекторы интегрированы в твердую мозговую оболочку с образованием венозных синусов — не путать с воздушными синусами в области лица и носа. 

Венозные синусы собирают кровь из головного мозга и передают ее во внутренние яремные вены. Верхние и нижние сагиттальные синусы дренируют головной мозг, кавернозные синусы дренируют переднее основание черепа. Все пазухи в конечном итоге стекают в сигмовидные пазухи, которые выходят из черепа и образуют яремные вены. Эти две яремные вены по существу являются единственным дренажом головного мозга.

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.

 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!