11. Строение и функции головного мозга

Определения и обозначения

Ствол мозга — нижняя часть мозга, соединяющая спинной мозг с вышележащими отделами и содержащая центры жизненно важных функций. Он служит главным путём для проведения импульсов и регулирует многие безусловные рефлексы. Поэтому без его нормальной работы невозможно поддержание дыхания и сердцебиения.

Мозжечок — отдел мозга, который координирует движения, поддерживает равновесие и мышечный тонус. Он сравнивает запланированное движение с его реальным выполнением и помогает исправлять неточности. Благодаря этому движения становятся плавными и точными.

Промежуточный мозг — отдел, участвующий в регуляции обмена веществ, температуры тела, сна и работы внутренних органов. Он связывает нервную регуляцию с деятельностью желез внутренней секреции. Это помогает сохранять постоянство внутренней среды организма.

Кора больших полушарий — слой серого вещества, обеспечивающий высшую нервную деятельность, сознание, мышление, речь и произвольные движения. В разных участках коры обрабатываются разные виды информации. Поэтому повреждение конкретной зоны может нарушить только определённую функцию.

Как это устроено

Головной мозг находится внутри черепа, который защищает его от ударов. Снаружи мозг покрыт тремя мозговыми оболочками, а между ними и в полостях мозга находится спинномозговая жидкость. Она смягчает сотрясения, поддерживает среду для нервных клеток и помогает обмену веществ. Такая защита особенно нужна, потому что ткань мозга очень чувствительна к повреждениям.

В мозге различают серое и белое вещество из-за различий в строении нейронов. Серое вещество образовано в основном телами нервных клеток и местами, где они принимают и обрабатывают сигналы. Белое вещество состоит преимущественно из длинных отростков нейронов, многие из которых покрыты миелином. Поэтому оно образует проводящие пути, связывающие отделы мозга между собой и со спинным мозгом.

Продолговатый мозг, мост и средний мозг образуют ствол мозга. Через ствол проходят восходящие и нисходящие нервные пути, поэтому он связывает головной мозг со спинным. В продолговатом мозге расположены центры дыхания, сердечной деятельности, глотания и защитных рефлексов. Мост и средний мозг участвуют в проведении импульсов, поддержании мышечного тонуса и ориентировочных реакциях.

Мозжечок получает сведения от мышц, суставов, органов равновесия и коры больших полушарий. Сопоставляя эту информацию, он уточняет силу, направление и последовательность сокращений мышц. Промежуточный мозг регулирует температуру, голод, жажду, сон и работу внутренних органов, поэтому участвует в поддержании постоянства внутренней среды. Подкорковые структуры помогают переключать и распределять нервные сигналы между отделами мозга.

Большие полушария принимают сигналы от органов чувств и анализируют их в коре. Участки коры специализируются на ощущениях, движениях, слухе, зрении и речи, но работают совместно. Лобные отделы участвуют в планировании и мышлении, а другие зоны обеспечивают запоминание, распознавание и понимание информации. Связи между полушариями позволяют им действовать согласованно, а не независимо.

Отделы головного мозга и их функции

Таблицу удобно читать по строкам: сначала определить отдел, затем вспомнить его строение и связать его с функциями. По столбцу функций можно быстро сравнить, чем отличаются ствол, мозжечок и кора. При объяснении работы мозга нужно учитывать, что отделы не действуют изолированно.

Разбор задач

Задача 1. Какой отдел регулирует дыхание, сердцебиение и глотание?

Нужно соотнести перечисленные процессы с функциями отделов мозга. Все они поддерживают жизнедеятельность и относятся к безусловным рефлексам. Значит, следует искать отдел, где расположены центры таких рефлексов.

1. Дыхание и сердцебиение должны регулироваться автоматически, без постоянного участия сознания.
2. Центры дыхания, сердечной деятельности и глотания находятся в продолговатом мозге.
3. Продолговатый мозг входит в состав ствола и связан со спинным мозгом проводящими путями.

Ответ: эти функции регулирует продолговатый мозг.

Задача 2. Почему при повреждении мозжечка сохраняется сила мышц, но теряется точность движений?

Сила мышц зависит прежде всего от способности двигательных нервов и мышечных волокон сокращаться. Мозжечок выполняет другую задачу: согласует работу мышц и исправляет отклонения движения. Поэтому нарушение его работы не обязательно сразу лишает человека мышечной силы.

1. Определяем, что сокращение мышц и координация — не одно и то же.
2. Вспоминаем функцию мозжечка: он отвечает за равновесие, точность и согласованность движений.
3. Делаем вывод: мышцы могут сокращаться, но их работа становится неточной, движения — неловкими, а походка — неустойчивой.

Ответ: после повреждения мозжечка сила мышц может сохраниться, но нарушается управление их согласованной работой.

Задача 3. Как сигнал от кожи приводит к осознанию прикосновения?

Рецептор кожи воспринимает раздражение и превращает его в нервный импульс. Далее сигнал должен пройти через проводящие отделы к коре, потому что именно там возникает осознанное ощущение. Каждый этап можно определить по его функции.

1. Рецептор кожи принимает прикосновение и формирует импульс.
2. По чувствительному нерву импульс поступает в спинной мозг, а затем по проводящим путям проходит через ствол мозга.
3. В коре больших полушарий сигнал анализируется, и человек осознаёт место и характер прикосновения.

Ответ: путь сигнала можно представить так: рецептор кожи → спинной мозг → ствол мозга → кора больших полушарий; осознание прикосновения происходит в коре.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что все отделы мозга выполняют одинаковые функции. Так думают, потому что мозг воспринимается как единый орган, но его части специализированы. Проверьте себя: сможете ли вы отдельно назвать роль ствола, мозжечка и коры?

Ошибка 2. Путать мозжечок с продолговатым мозгом. Оба относятся к головному мозгу, однако мозжечок координирует движения, а продолговатый мозг регулирует дыхание, сердцебиение и рефлексы. Для проверки свяжите мозжечок с равновесием, а продолговатый мозг — с жизненно важными функциями.

Ошибка 3. Называть кору больших полушарий белым веществом. Кора образована серым веществом, тогда как белое вещество лежит преимущественно глубже и состоит из проводящих отростков. Запомнить различие помогает правило: тела нейронов обрабатывают сигналы, отростки проводят их.

Ошибка 4. Считать левое и правое полушария полностью независимыми. Они действительно имеют особенности специализации, но соединены нервными волокнами и постоянно обмениваются информацией. Проверьте себя вопросом: как мозг смог бы согласовать речь, движения и ощущения без связи между полушариями?

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении нейрона, нервной системе, рефлексе и спинном мозге. Эти понятия объясняют, как возникают и передаются нервные импульсы.

Знания о головном мозге пригодятся при изучении высшей нервной деятельности, органов чувств, поведения и условных рефлексов. Кора связывает полученные сигналы с памятью, обучением и действиями человека.

Функции отделов мозга помогают объяснять последствия травм: повреждение разных участков может нарушить координацию, речь, память или движения. Это показывает связь строения органа с его работой.

Что запомнить

• Головной мозг — главный отдел центральной нервной системы.
• Ствол мозга соединяет головной и спинной мозг и регулирует важные рефлексы.
• Продолговатый мозг участвует в регуляции дыхания, сердцебиения и пищеварения.
• Мозжечок координирует движения и поддерживает равновесие.
• Промежуточный мозг регулирует многие вегетативные процессы и постоянство внутренней среды.
• Кора больших полушарий обеспечивает высшую нервную деятельность.
• Серое вещество связано с обработкой сигналов, а белое — с проведением нервных импульсов.