Биология

Урок 6: Головной мозг

Головной мозг

Из чего состоит головной мозг, какие он выполняет функции? А также поговорим о том, какие болезни нервной системы бывают и какова их профилактика

План урока:

Головной мозг: строение и функции

Болезни нервной системы и их профилактика

 

Головной мозг: строение и функции

В головном мозге нейроны организованы в различные структуры: продолговатый мозг, мост, мозжечок, таламус и другие. Все они работают совместно. Представление о том, что головной мозг человека активен на 5 – 10% – это всего лишь миф.

В работе мозга присутствует строгая иерархия. Например, зрительная информация обрабатывается в нескольких центрах: среднем мозге, таламусе, но только в коре больших полушарий формируется окончательное изображение и его понимание. Центры, которые лежат ниже коры, называют подкорковыми.

1 moszhechok

 

Продолговатый мозг, мост, мозжечок

Продолговатый мозг развивался в связи с восприятием гравитации и звуков. Также он имеет эволюционные связи с жаберным аппаратом, который участвует в дыхании и кровообращении. Поэтому в продолговатом мозге находятся центры, которые отвечают за равновесие, дыхание, кровообращение и регуляцию обмена веществ. Повреждение продолговатого мозга смертельно опасно.

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, между ними даже нет чёткой границы. Через продолговатый мозг проходят все пути, которые связывают спинной мозг с высшими центрами головного мозга.

Основные функции продолговатого мозга:

  • Регуляция дыхания
  • Регуляция кровообращения
  • Регуляция обмена веществ
  • Участие в слюноотделении, сосании, жевании, глотании
  • Участие в защитных рефлексах: чихание, кашель, рвота, слёзоотделение, мигание
  • Поддержание равновесия
  • Связь спинного мозга с высшими центрами головного мозга

В мосту находятся пути, которые связывают кору больших полушарий с корой мозжечка. Здесь находятся волокна слухового пути.

Мозжечок развивался в связи с адаптацией к гравитации. К мозжечку поступают сигналы от мышц, суставов, вестибулярных ядер (скоплений нейронов, которые обрабатывают информацию о положении тела), коры мозга. Из мозжечка идут волокна к разным отделам ЦНС.

Функции мозжечка:

  • Поддержание равновесия
  • Координация движений
  • Делает движения плавными и точными.
  • Координация работы нейронов двигательной зоны коры мозга и двигательных нейронов спинного мозга.

 

Средний мозг

Средний мозг развивался под влиянием зрения. Здесь находятся ядра, которые управляют движением глаз, обрабатывают зрительную информацию. Также здесь образовались подкорковые центры слуха. Средний мозг запускает бессознательные автоматические движения в ответ на зрительные и слуховые импульсы.

Продолговатый мозг, мост и средний мозг часто называют «стволом мозга». Некоторые авторы включают в его состав промежуточный мозг (таламус, гипоталамус).

2 stvol mozga

Brainstem – ствол мозга

Midbrain – средний мозг

Pons – мост

Medulla – продолговатый мозг

Basilarartery – базилярная артерия

Vertebralarteries – позвоночные артерии

 

Промежуточный мозг

В таламус входят пути от всех органов чувств, кроме обоняния. Это подкорковый центр почти всех видов чувствительности.

Гипоталамус управляет вегетативными процессами и отвечает за постоянство внутренней среды. Его нейроны воспринимают изменения в крови и спинномозговой жидкости. Это температура, концентрация солей, концентрация гормонов. Нейросекреторные клетки гипоталамуса под влиянием нервных импульсов вырабатывают гормоны. Они воздействуют на гипофиз, с которым связан гипоталамус. Гипофиз управляет дальнейшей работой эндокринной системы. Также гипоталамус контролирует температуру тела и повышает её при инфекционных заболеваниях.

3 mozg cheloveka

К промежуточному мозгу относят эпифиз. Эпифиз – самая загадочная структура головного мозга. Он регулирует циклические процессы в организме, например, цикл «сон – бодрствование».

 

Передний мозг

Передний мозг развивался в связи с обонянием. В нём сформировались два главных образования: базальные ядра и кора больших полушарий.

Полушария головного мозга относят к конечному мозгу. Два полушария мозга соединены мозолистым телом и покрыты тонким слоем серого вещества – корой. Под ней находится белое вещество, в его глубине находятся скопления серого вещества – базальные ядра.

 

Базальные ядра

Базальные ядра иначе называют «подкоркой». Они имеют свои связи с корой, таламусом, ядрами ствола мозга. Базальные ядра регулируют тонус мышц и обеспечивают автоматические движения: бег, ходьбу.

4 talamus

 

Кора больших полушарий

В коре больших полушарий находятся высшие центры, которые управляют всей деятельностью человека. В сенсорных областях коры анализируется вся информация об окружающем мире и ощущениях, возникающих внутри тела. В моторных областях коры располагаются высшие центры, управляющие произвольными движениями. В ассоциативных областях происходит анализ информации.

В каждом полушарии выделяют пять долей: лобную, теменную, затылочную, височную, островковую (островок). В одном процессе участвуют разные участки коры, но можно выделить ключевые функции долей.

5 otdel kory

Самые большие «представительства» в коре имеют пальцы рук и лицо. Это касается чувствительных и двигательных нейронов. Ведь человек совершает самые сложные движения пальцами рук. А речь – это комплекс сложных движений, в которых участвуют язык, мышцы гортани и лица.

Если изобразить человека пропорционально тому, как много нейронов отвечают за чувствительность или движения различных частей тела, то получатся так называемые чувствительный гомункулюс и двигательный гомункулюс.

6 stroenie i funkcii golovnogo mozga

 

Черепные нервы

От мозга отходят 12 пар черепных нервов. Благодаря им, мозг воспринимает информацию от окружающей среды, управляет движениями глаз, языка, мышцами лица, а также активностью слёзных, слюнных желёз и желёз ротовой полости.

Ход черепных нервов очень сложен. Подробно эта тема изучается в медицинском вузе, причём это одна из самых трудных тем курса анатомии. Но если говорить о черепных нервах кратко, то:

I – обонятельный нерв – проводит информацию о запахах в мозг;

II – зрительный нерв – передаёт зрительную информацию в мозг;

III, IV, VI нервы управляют движениями глаз;

V – тройничный нерв – передаёт чувствительные сигналы от лица, управляет работой желёз лица и жевательных мышц;

VII – лицевой нерв – управляет движениями мимических мышц лица, воспринимает вкусовые ощущения;

VIII – преддверно-улитковый нерв – проводит информацию о звуках и сигналы о положении тела (ускорение и замедление, повороты головы);

X – блуждающий нерв – иннервирует органы шеи, грудной и брюшной полостей. Он участвует в образовании голоса, проводит сигналы от внутренних органов к мозгу и от мозга к внутренним органам.

XII – подъязычный нерв – управляет движениями языка.

Общая схема функций черепных нервов

7 shema funkcii cherepnyh nervov

 

Ретикулярная формация

Ретикулярная формация – это скопление нейронов, представительство древнего сетевидного типа строения нервной системы. Ретикулярная формация проходит через продолговатый мозг, мост, средний мозг и заканчивается в таламусе. Ретикулярная формация поддерживает мозг в состоянии бодрствования. При поражении ретикулярной формации наступают сонливость, потеря сознания или летаргический сон. Также ядра ретикулярной формации участвуют в регуляции дыхания и кровообращения.

 

Желудочки мозга

Если внутри спинного мозга находится полость, заполненная спинномозговой жидкостью, то в головном мозге эти полости устроены сложнее. Они называются желудочками головного мозга и сообщаются между собой. В них вырабатывается и содержится спинномозговая жидкость.

Желудочки мозга

8 stroenie mozga

9 mozg v razreze

(Словарь для обоих рисунков)

Lateralventricles – боковые желудочки

Thirdventricle – третий желудочек

Thalamus – таламус

Cerebralaqueduct – водопровод мозга

Fourth ventricle – четвёртый желудочек

Central canal of spinal cord – спинномозговой канал

Cerebral Spinal Fluid (CSF) – спинномозговая жидкость

Brain – мозг

Skull – череп

 

Оболочки головного мозга

Головной мозг покрыт оболочками. К костям черепа прилежит прочная твёрдая оболочка. Глубже неё находится паутинная оболочка. Самая внутренняя – мягкая оболочка – покрывает мозг, заходит во все борозды и щели его поверхности. Между мягкой и паутинной оболочками находится спинномозговая жидкость.

10 obolochki mozga
Оболочки головного мозга

Meninges – оболочки головного мозга

DuraMater – твёрдая оболочка

Arachnoid – паутинная оболочка

PiaMater – мягкая оболочка

11 tverdaya obolochka mozga
Твёрдая оболочка головного мозга

 

Болезни нервной системы и их профилактика

Существуют много типов заболеваний нервной системы. Какие-то из них можно предупредить, а какие-то – нет.

Есть врождённые синдромы, обусловленные случайными генетическими дефектами. Они проявляются множественными пороками и умственной отсталостью разной степени тяжести. Например, в большинстве случаев синдром Дауна возникает, если в генетическом наборе появляется лишняя 21 хромосома. Одни люди с синдромом Дауна могут работать и писать стихи, другие с трудом готовят еду или одеваются. Предупредить синдром Дауна невозможно. Известно лишь, что риск его появления выше у детей, которые родились у матерей в возрасте старше 35 лет. Синдром Дауна строго не наследуется.

Существуют заболевания нервной системы, которые передаются по наследству. Например, хорея Гентингтона возникает в семьях, где передаётся мутация гена 4-ой хромосомы. Болезнь обычно начинается в 30 – 45 лет, проявляется неуправляемыми движениями рук и ног, гримасами и нарастающим снижением памяти, мышления.

Единственный способ предупреждения наследственных болезней – знание о вероятности наследования мутации. Есть мутации, которые передаются не в каждом поколении, да и выраженность симптомов может быть разной. Поэтому таким семьям нужно знать свою родословную. При планировании семьи требуется консультация врача-генетика, который составляет оценивает риск передачи изменённых генов.

 

Детский церебральный паралич

Детский церебральный паралич возникает при повреждении мозга до рождения, во время или сразу после рождения. ДЦП бывает разной степени тяжести. Одни люди с трудом учатся обычным действиям, а другие могут получить образование и работать. Причин у него много, среди них заболевания матери, влияющие на беременность, возможные аномалии нервной системы будущего ребёнка.

Воздействие алкоголя, курения и наркотических веществ нарушает созревание нервной системы плода. Важно заботиться о своём здоровье во время беременности, избегать общения с людьми, больными инфекционными заболеваниями. Также важно знать о том, как проходят роды и как правильно себя вести во время рождения ребёнка.

 

«Возрастные» заболевания нервной системы

С возрастом происходит гибель нейронов, поэтому у пожилых людей снижается память, внимание, им требуется больше времени на размышления. Иногда они становятся капризными и плаксивыми.

Одна из причин таких изменений – ухудшение кровоснабжения головного мозга. С возрастом в сосудах откладываются отложения жиров – атеросклеротические бляшки. Они сужают просвет сосудов и в мозг поступает меньше крови. Самый трагический вариант, если сосуд закупоривается или разрывается, это становится причиной инсульта. Из-за резкого нарушения кровоснабжения гибнут нейроны в том участке, который питает этот сосуд. В зависимости от того, какие нейроны погибли, будут развиваться дальнейшие событий. У кого-то возникают лёгкие временные проблемы с речью, а кто-то теряет способность ходить. В самом тяжёлом случае человек погибает.

Основные способы профилактики: диета с большим содержанием овощей, фруктов, морепродуктов и адекватная физическая активность. Также замечено, что люди, которые всю жизнь занимаются интеллектуальным трудом, дольше сохраняют хорошую память и ясное мышление, да и в целом реже болеют.

Отдельное место занимает болезнь Альцгеймера. При ней человек теряет профессиональные навыки, память и собственную личность гораздо быстрее. Её причины до конца не изучены, в некоторых случаях наблюдается наследственная предрасположенность.

 

Эпилепсия и мигрень

Эпилепсия и мигрень – это хронические заболевания головного мозга, которые встречаются не так уж редко. Что интересно, причины у них разные, а проявления имеют схожие черты: приступ, который развивается по определённому сценарию. Как правило, при эпилепсии возникают судороги, а при мигрени – приступы головной боли. Часто болит половина головы и лица. Однако похожие боли встречаются при серьёзных аномалиях сосудов головного мозга или болезнях позвоночника. Поэтому диагноз всегда ставит врач-невролог.

Перед приступом бывает состояние ауры – изменение восприятия внешнего мира, необычные ощущения, по которым человек догадывается о наступающем приступе. После приступа возникает чувство усталости и разбитости.Если приступ длится слишком долго, это состояние становится опасным для жизни, требуется вызвать машину скорой помощи.

Считается, что эпилепсией болели Цезарь, Достоевский. Симптомы мигрени описаны у Цезаря, Ньютона, Бетховена, Чайковского, Достоевского, Чехова. Но поставить точный современный диагноз по историческим документам сложно.

Типичные черты эпилепсии и мигрени

12 cherty epilepsii

 

Болезни с комплексом причин

Рассеянный склероз – хроническое заболевание, при котором происходит разрушение миелиновой оболочки[1]. Нервный импульс проводится всё хуже. Это проявляется по-разному: нарушение чувствительности, движений и походки, трудности с памятью и при решении интеллектуальных задач.

Вероятно, рассеянный склероз начинается, когда на организм с генетической предрасположенностью воздействуют некоторые вирусы и бактерии. Микробы запускают ответ иммунной системы, который приводит к разрушению миелиновой оболочки аксонов.

Боковой амиотрофический склероз (БАС). Среди его причин рассматривают вирусы, генетические мутации, аномалии в работе иммунной системы, нарушение обмена веществ в нервной ткани. Со временем человек утачивает способность двигаться и даже разговаривать.

Но при всей трагичности заболевания жизнь британского астрофизика и космолога Стивена Хокинга – уникальный пример, как можно вопреки болезни прожить интересную жизнь и многое дать миру.

После 20 лет у него стали появляться первые симптомы БАС. Неизлечимая болезнь перевернула его отношение к жизни: «Перспектива рано умереть заставила меня понять, что жизнь стоит того, чтобы её прожить». В 43 года он утратил способность говорить, его кресло оборудовали синтезатором речи. В 65 лет он совершил полёт в невесомости на самолёте Zero Gravity. Стивен Хокинг умер в 2018 году в возрасте 76 лет.

Широко известны его научно-популярные книги «Краткая история времени», «Кратчайшая история времени», «Чёрные дыры и молодые вселенные», «Мир в ореховой скорлупке».

13 stiven hoking
Стивен Хокинг

14 hoking v nevesomosti
Стивен Хокинг в невесомости 
Источник

 

Инфекционные болезни

Некоторые болезнетворные микробы (вирусы, бактерии, грибы) способны поражать нервную систему. Самые опасные заболевания – это менингит (воспаление мозговых оболочек) и энцефалит (воспаление мозга). Иногда они возникают внезапно, но в некоторых случаях их можно предотвратить.

Клещевой энцефалит. Вызывается вирусом, который переносят клещи в Сибири, на Дальнем Востоке, на Урале. Клещи активны весной и осенью. Вирус передаётся через укус клеща. Также им можно заразиться при употреблении в пищу сырого молока или продуктов, приготовленных из молока заражённых коров и коз.

Не следует посещать лес в этих районах весной и летом. Следует одеваться так, чтобы клещ не заполз под одежду: длинные закрытые рукава; штаны, заправленные в сапоги. Одежду лучше обработать средствами, отпугивающими клещей. После возвращения из леса нужно себя осмотреть. Если клещ присосался к телу, не следует его самостоятельно вытаскивать. Необходимо обратиться в больницу (желательно инфекционную), где клеща извлекут и проверят, является ли он переносчиком вируса. Там же начнут лечение и введут иммуноглобулин против вируса клещевого энцефалита.

Редко бывает, что энцефалит становится осложнением кори, ветряной оспы, гриппа.

 

Самые опасные инфекционные болезни нервной системы

15 infekcionnye bolezni nervnoi sistemy

 

Полиомиелит

Вызывается вирусом полиомиелита может привести к параличам. Заразиться можно при контакте с выделяющим вирус человеком, а также через пищу и воду. Эффективная профилактика – вакцинация в детстве.

 

ВИЧ-инфекция

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) вызывает поражение нервной системы несколькими путями:

  • Поражает клетки нейроглии[2] (подробнее о них в уроке по теме «Нервная система») и вызывает агрессию иммунной системы на клетки организма.
  • Ослабляет иммунную систему, поэтому возникают необычные инфекционные поражения нервной системы. Например, мозг может быть поражён цитомегаловирусом, вирусом герпеса, токсоплазмой Toxoplasmagondii, грибом Cryptococcusneoformans (правильное название не «грибок», а «гриб»).

У людей с ВИЧ-инфекцией или СПИДом возможны замедление психических процессов, снижение концентрации внимания, памяти; нарушение походки, неловкость в руках, изменения чувствительности.

Ситуации, в которых высок риск заражения ВИЧ:

  • Незащищённые половые контакты (без презерватива, но и он не даёт 100% защиты)
  • Использование нестерильных медицинских инструментов (инъекции, тату, пирсинг, маникюр, педикюр в салонах, где неправильно стерилизуют инструменты).
  • От матери ребёнку во время беременности и родов, если не проводилось специального лечения (грудное вскармливание отменяют и заменяют искусственными смесями).

 

Череп, треугольник смерти и мозг

Многие структуры черепа сообщаются между собой, поэтому бактерии из очага гнойной инфекции могут легко добраться до мозга. Гнойный очаг может находиться на коже лица (фурункул), в пазухах носа (гайморит), в глазнице, челюсти. Поэтому при подобных состояниях нужно сразу обращаться к врачу.

Крайне опасен фурункул на лице, особенно в так называемом «треугольнике смерти». «Треугольник смерти» - это участок от переносицы до губ.

Если фурункул на лице будет выдавлен, велика вероятность, что его содержимое уйдёт внутрь и по кровеносным сосудам и доберётся до мозга. В таком случае возрастает риск смерти от нарушения кровообращения мозга и менингита. Поэтому фурункулы и высыпания («прыщи») на лице выдавливать и вскрывать самостоятельно нельзя. Правильно вылечить их может только врач.

16 treugolnik smerti
Треугольник смерти

Русский композитор Александр Николаевич Скрябин умер после того, как выдавил фурункул над губой.

17 aleksandr nikolaevich skryabin

 

Словарь

1. Миелиновая оболочка – оболочка аксона, образованная шванновскими клетками или олигодендроцитами.

2. Нейроглия – клетки нервной ткани, которые нужны для правильной работы нейронов.

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
«Треугольник смерти»
1Область между переносицей и верхней губой
2Все нагноения в этой области должен лечить врач
3Гнойное содержимое из него легко добирается до мозга
4Нельзя лишний раз его трогать руками
5Все ответы правильные
Ответить
5
Вопрос: 2
Вирус иммуннодефицита человека (ВИЧ)
1Поражает нервную систему
2Ослабляет иммунную систему
3Возможно заражение через нестерильные медицинские инструменты
4Возможно заражение при незащищённых половых контактах
5Все ответы правильные
Ответить
5
Вопрос: 3
Ретикулярная формация
1Есть в стволе мозга, активирует работу мозга
2Находится в коре
3Выделяет гормоны
4Работает сама по себе и не влияет на весь мозг
5Состоит из нескольких слоёв нейронов
Ответить
1
Вопрос: 4
Принципы работы головного мозга
1Каждый отдел работает автономно и выполняет только одну задачу: восприятие света, цвета, горячего, холодного, движение влево или вправо
2За движение отвечает только мозжечок, за зрение и слух только средний мозг
3Отделы головного мозга работают совместно друг с другом, есть высшие и подкорковые центры
4Головной мозг и спинной мозг работают отдельно друг от друга
5От головного мозга отходит 10 пар черепных нервов, которые передают информацию об окружающем мире
Ответить
3
Вопрос: 5
Опасные инфекции нервной системы
1Вирус бешенства передаётся со слюной больного животного
2Ботулотоксин может находиться в грибных консервах домашнего приготовления
3Столбняк может возникнуть после загрязнения раны землёй
4Вакцину против бешенства нужно вводить как можно раньше после вероятного заражения
5Все ответы правильные
Ответить
5
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

«Треугольник смерти»
1) Область между переносицей и верхней губой 2) Все нагноения в этой области должен лечить врач 3) Гнойное содержимое из него легко добирается до мозга 4) Нельзя лишний раз его трогать руками 5) Все ответы правильные
2 вопрос:

Вирус иммуннодефицита человека (ВИЧ)
1) Поражает нервную систему 2) Ослабляет иммунную систему 3) Возможно заражение через нестерильные медицинские инструменты 4) Возможно заражение при незащищённых половых контактах 5) Все ответы правильные
3 вопрос:

Ретикулярная формация
1) Есть в стволе мозга, активирует работу мозга 2) Находится в коре 3) Выделяет гормоны 4) Работает сама по себе и не влияет на весь мозг 5) Состоит из нескольких слоёв нейронов
4 вопрос:

Принципы работы головного мозга
1) Каждый отдел работает автономно и выполняет только одну задачу: восприятие света, цвета, горячего, холодного, движение влево или вправо 2) За движение отвечает только мозжечок, за зрение и слух только средний мозг 3) Отделы головного мозга работают совместно друг с другом, есть высшие и подкорковые центры 4) Головной мозг и спинной мозг работают отдельно друг от друга 5) От головного мозга отходит 10 пар черепных нервов, которые передают информацию об окружающем мире
5 вопрос:

Опасные инфекции нервной системы
1) Вирус бешенства передаётся со слюной больного животного 2) Ботулотоксин может находиться в грибных консервах домашнего приготовления 3) Столбняк может возникнуть после загрязнения раны землёй 4) Вакцину против бешенства нужно вводить как можно раньше после вероятного заражения 5) Все ответы правильные
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: Все ответы правильные
2 вопрос: Все ответы правильные
3 вопрос: Есть в стволе мозга, активирует работу мозга
4 вопрос: Отделы головного мозга работают совместно друг с другом, есть высшие и подкорковые центры
5 вопрос: Все ответы правильные