§ 50. Головной мозг: строение и функции

Определения и обозначения

Продолговатый мозг — отдел головного мозга, который переходит в спинной. Он проводит нервные импульсы между отделами нервной системы и участвует в регуляции дыхания, сердечной деятельности и безусловных рефлексов. Безусловные рефлексы — быстрые врождённые реакции организма, например глотание или кашель. Благодаря работе продолговатого мозга поддерживаются важные для жизни процессы.

Мозжечок — отдел головного мозга, участвующий в координации движений, поддержании равновесия и мышечного тонуса. Координация — согласование работы разных мышц во времени и силе. Мозжечок сравнивает сведения о движениях с тем, что происходит на самом деле, и помогает исправлять неточности. Поэтому движения становятся плавными и точными.

Промежуточный мозг — отдел, включающий таламус и гипоталамус. Таламус участвует в передаче и обработке сигналов от органов чувств, а гипоталамус регулирует температуру тела, голод, жажду и работу внутренних органов. Это помогает связывать ощущения с изменениями состояния организма. Например, при перегревании запускаются реакции, которые помогают охладить тело.

Большие полушария — наиболее крупная часть головного мозга, состоящая из коры и подкорковых структур. Кора — наружный слой полушарий, в котором происходит сложная обработка информации; подкорковые структуры находятся глубже и взаимодействуют с ней. Вместе они участвуют в мышлении, речи, запоминании и целенаправленных действиях. Их работа лежит в основе сложного поведения и высшей нервной деятельности.

Как это устроено

Головной мозг соединён со спинным мозгом, поэтому импульсы могут передаваться между мозгом, органами чувств и частями тела. Если двигаться от спинного мозга вверх, сначала находится продолговатый мозг, за ним — мост и средний мозг; выше расположены промежуточный мозг и большие полушария. Мозжечок лежит позади стволовой части мозга, рядом с мостом и продолговатым мозгом. Такое расположение помогает отделам обмениваться сигналами, а не работать изолированно.

Продолговатый мозг и мост образуют важные пути для проведения нервных импульсов между спинным мозгом и другими отделами. В продолговатом мозге находятся центры ряда безусловных рефлексов и регуляции дыхания и сердечной деятельности. Поэтому сигнал о попадании пищи в глотку может вызвать глотание, а раздражение дыхательных путей — кашель. Мост соединяет разные участки мозга и также участвует в регуляции рефлекторных реакций, помогая согласовать их работу.

Мозжечок получает сведения о положении тела и движениях от органов чувств, мышц и других отделов нервной системы. Эти сигналы нужны, чтобы сопоставлять запланированное движение с его фактическим выполнением. Если тело отклоняется или рука движется неточно, мозжечок помогает скорректировать работу мышц. Поэтому при его нарушении движения становятся менее согласованными, а удерживать равновесие и позу труднее.

Промежуточный мозг связывает обработку чувствительных сигналов с регулированием состояния организма. Таламус участвует в передаче многих сигналов от органов чувств к коре, где они осознаются и распознаются. Гипоталамус следит за условиями внутри организма и помогает поддерживать их в подходящих пределах: участвует в регуляции температуры, голода и жажды. Он также влияет на работу внутренних органов, поэтому ощущения и телесные реакции могут согласовываться.

Кора больших полушарий обрабатывает информацию сложнее, чем нижележащие отделы, и участвует в планировании и выполнении осознанных действий. Её поверхность покрыта бороздами и извилинами: они увеличивают площадь коры, позволяя разместить больше нервных клеток. В разных долях особенно важны разные функции: лобная связана с планированием и произвольными движениями, теменная — с обработкой чувствительности, височная — со слухом, затылочная — со зрением. Однако для сложной задачи обычно нужны сразу несколько участков и их связи.

Основные отделы головного мозга и их функции

Сначала найдите в таблице название отдела, затем сопоставьте его расположение с функцией. Это помогает не путать отделы, которые находятся рядом, но выполняют разные задачи. Для объяснения реакции организма можно проследить, какие отделы передают сигнал и какие участвуют в ответе.

Разбор задач

Задача 1. Человек сглотнул, а затем закашлялся, когда пища попала не туда. Нужно назвать отдел мозга, участвующий в этих рефлексах. В условии описаны две быстрые врождённые реакции, а не осознанное решение. Поэтому следует вспомнить, какой отдел регулирует глотание и кашель.

1. Определяем тип реакций: глотание и кашель относятся к безусловным рефлексам.
2. Вспоминаем функции отделов мозга: центры таких рефлексов находятся, в частности, в продолговатом мозге.
3. Соотносим описание с отделом, не принимая сам факт осознанного поведения за причину реакции.

Ответ: в глотании и кашле участвует продолговатый мозг. Эти рефлексы помогают перемещать пищу и защищать дыхательные пути.

Задача 2. После повреждения мозжечка у человека нарушились равновесие и точность движений. Нужно объяснить оба последствия. Необходимо связать каждое нарушение с функциями мозжечка и помнить, что он действует совместно с другими отделами нервной системы. Повреждение нарушает обработку сведений о движении и его корректировку.

1. Равновесие зависит от сведений о положении тела и согласованной работы мышц.
2. Мозжечок получает такие сведения и помогает корректировать позу, поэтому его повреждение затрудняет удержание равновесия.
3. Точность тоже требует согласования движений и своевременного исправления ошибок; при нарушенной работе мозжечка движения становятся менее точными.

Ответ: оба нарушения связаны с тем, что мозжечок участвует в поддержании равновесия и координации движений. Он не сокращает мышцы сам, а помогает согласовывать их работу с другими отделами нервной системы.

Задача 3. Пациент различает прикосновения, но ему трудно осознанно определить их место и характер; кроме того, затруднены целенаправленные действия. Нужно предположить, какие структуры стоит рассматривать. Различение самого факта прикосновения и его осознанное распознавание — не одно и то же. В сложном действии участвуют и обработка чувствительной информации, и управление движениями.

1. Учитываем, что чувствительные сигналы поступают в мозг, а их осознанное распознавание связано с корой больших полушарий, в том числе с теменной долей.
2. Трудности с целенаправленными действиями требуют рассматривать участки коры, связанные с планированием и произвольными движениями, а также подкорковые структуры.
3. Поскольку полушария состоят не только из коры, учитываем взаимодействие корковых и подкорковых отделов, а не ищем одну структуру для всех проявлений.

Ответ: следует рассматривать кору больших полушарий и связанные с ней подкорковые структуры. По описанию нельзя точно установить место повреждения, но нарушения осознанного распознавания и целенаправленных действий указывают на участие этих систем.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все отделы мозга выполняют одинаковые функции. Так думают, потому что отделы связаны между собой и часто участвуют в одной реакции. Но у каждого есть специализация: например, мозжечок координирует движения, а кора участвует в их осознанном планировании. Проверь себя: можешь ли ты назвать отдельную роль каждого отдела, не заменяя все функции словом «управляет»?

Ошибка — приписывать мозжечку самостоятельное управление мышцами. Поскольку его повреждение нарушает движения, можно решить, что именно он отдаёт мышцам все команды. На деле мозжечок помогает согласовывать и корректировать движения во взаимодействии с другими отделами. Проверь себя вопросом: он создаёт движение или помогает сделать его точным и согласованным?

Ошибка — путать промежуточный мозг со средним. Названия похожи, а оба отдела расположены между другими частями мозга, поэтому их легко смешать. Средний мозг участвует в ориентировочных реакциях и поддержании мышечного тонуса, промежуточный включает таламус и гипоталамус и связан с чувствительными сигналами и регуляцией внутренней среды. Чтобы проверить себя, сопоставь название каждого отдела с его особенностями и функциями.

Ошибка — считать, что большие полушария состоят только из коры. Кора заметна как наружный слой и часто упоминается при описании мышления, поэтому о расположенных глубже структурах могут забыть. Но подкорковые структуры тоже входят в состав полушарий и работают вместе с корой. Проверь себя: можешь ли ты назвать обе части и объяснить, что они взаимодействуют?

Связь с другими темами

Для понимания работы мозга нужно знать общий план строения нервной системы, а также понятия «нейрон», «нервный импульс» и «рефлекс». Нейроны передают сигналы, а импульсы связывают отделы мозга со спинным мозгом и органами. Знание рефлексов помогает понять, как мозг участвует в быстрых ответах организма.

Представление об отделах мозга пригодится при изучении анализаторов, высшей нервной деятельности и поведения. Оно также помогает разбираться в регуляции функций организма: одни сигналы обрабатываются и распознаются, другие запускают или корректируют ответ внутренних органов. Эти темы связаны, потому что организм воспринимает изменения и согласует свою работу с их помощью.

Что запомнить

• Головной мозг связан со спинным мозгом и состоит из нескольких отделов.
• Продолговатый мозг участвует в регуляции жизненно важных функций и безусловных рефлексов.
• Мозжечок обеспечивает координацию движений и равновесие.
• Промежуточный мозг участвует в обработке сигналов и регуляции внутренней среды организма.
• Большие полушария играют важную роль в сложных формах поведения и высшей нервной деятельности.
• Отделы мозга действуют согласованно, хотя каждый имеет свои функции.