Самые крупные части головного мозга. Строение и развитие человеческого мозга, и чем отличается мужской мозг от женского? Строение коры головного мозга

Головной мозг является главным регулятором всех функций живого организма. Он представляет собой один из элементов центральной нервной системы. Строение и функции головного мозга — предмет изучения медиков до сих пор.

Общее описание

Человеческий мозг состоит из 25 млрд. нейронов. Именно эти клетки представляют собой серое вещество. Мозг покрыт оболочками:

• твердой;
• мягкой;
• паутинной (по ее каналам циркулирует так называемый ликвор, который является спинномозговой жидкостью). Ликвор является амортизатором, защищающим головной мозг от ударов.

Несмотря на то, что мозг женщин и мужчин одинаково развит, он имеет разную массу. Так у представителей сильного пола его масса в среднем составляет 1375 г, а у дам – 1245 г. Вес мозга составляет около 2% от веса человека нормального телосложения. Установлено, что уровень умственного развития человека никак не связан с его весом. Он зависит от количества связей, созданных головным мозгом.

Клетки мозга – это нейроны, генерирующие и передающие импульсы и глии, выполняющие дополнительные функции. Внутри мозга есть полости, называемые желудочками. От него в разные отделы тела отходят парные черепно-мозговые нервы (12 пар). Функции отделов головного мозга бывают самыми разными.От них полностью зависит жизнедеятельность организма.

Строение

Строение головного мозга картинки которого представлены ниже, можно рассматривать в нескольких аспектах. Так в нем выделяют 5 главных отделов мозга:

• конечный (80% общей массы);
• промежуточный;
• задний (мозжечок и мост);
• средний;
• продолговатый.

Также головной мозг разделяют на 3 части:

• большие полушария;
• ствол мозга;
• мозжечок.

Строение головного мозга: рисунок с названием отделов.

Конечный мозг

Строение головного мозга кратко нельзя описать, поскольку без изучения его структуры невозможно понять его функции. Конечный мозг протянулся от затылочной до лобной кости. В нем различают 2 большие полушария: левое и правое. Он отличается от других отделов мозга наличием большого количества извилин и борозд. Строение и развитие головного мозга тесно взаимосвязаны. Специалисты различают 3 вида коры мозга:

• древнюю, к которой относятся обонятельный бугорок; продырявленное переднее вещество; полулунная, подмозолистая и боковая подмозолистая извилина;
• старую, к которой относят гиппокамб и зубчатую извилину (фасцию);
• новую, представленную всей остальной частью коры.

Строение полушарий головного мозга: они разделены продольной бороздой, в глубине которой расположен свод и . Они соединяют полушария мозга. Мозолистое тело — это новая кора, состоящая из нервных волокон. Под ним находится свод.

Строение больших полушарий головного мозга представляется в качестве многоуровневой системы. Так в них различают доли (теменную, лобную, затылочную, височную), кору и подкорку. Большие полушария головного мозга выполняют много функций. Правое полушарие управляет левой половиной тела, а левое — правой. Они дополняют друг друга.

Кора

Гипоталамус — это подкорковый центр, в котором происходит регуляция вегетативных функций. Его влияние происходит через железы внутренней секреции и нервную систему. Он участвует в регуляции работы некоторых эндокринных желез и обмене веществ. Под ним находится гипофиз. Благодаря ему происходит регуляция температуры тела, пищеварительной и сердечнососудистой систем. Гипоталамус регулирует бодрствование и сон, формирует питьевое и пищевое поведение.

Задний мозг

Этот отдел состоит из расположенного спереди моста и находящегося позади него мозжечка. Строение моста головного мозга: дорсальная поверхность его накрыта мозжечком, а вентральная имеет волокнистое строение. Эти волокна направлены поперечно. Они с каждой стороны моста переходят в мозжечковую среднюю ножку. Сам мост имеет вид белого толстого валика. Он располагается над продолговатым мозгом. В бульбарно-мостовой борозде выходят корешки нервов. Задний головной мозг: строение и функции -на фронтальном разрезе моста заметно, что он состоит из большой вентральной (передней) и маленькой дорсальной (задней) части. Граница между ними — трапециевидное тело. Его толстые поперечные волокна относят к слуховому пути. Задний мозг обеспечивает проводниковую функцию.

Часто называемый малым мозгом, располагается сзади моста. Он прикрывает ромбовидную ямку и занимает практически всю заднюю ямку черепа. Его масса составляет 120-150 г. Над мозжечком сверху нависают большие полушария, отделенные от него поперечной щелью мозга. Нижняя поверхность мозжечка прилежит к продолговатому мозгу. В нем различают 2 полушария, а также верхнюю и нижнюю поверхность и червя. Граница между ними называется глубокой горизонтальной щелью. Поверхность мозжечка изрезана множеством щелей, между которыми расположены тоненькие валики (извилины) мозгового вещества. Группы извилин, находящиеся между глубокими бороздками являются дольками, которые, в свою очередь, составляют доли мозжечка (переднюю, клочково-узелковую, заднюю).

В мозжечке различают 2 вида вещества. Серое находится на периферии. Оно образует кору, в которой есть молекулярный, грушевидных нейронов и зернистый слой. Белое вещество головного мозга всегда находится под корой. Так и в мозжечке оно образует мозговое тело. Оно проникает во все извилины в виде белых полосок, покрытых серым веществом. В самом белом веществе мозжечка есть вкрапления серого вещества (ядра). На разрезе их соотношение напоминает дерево. От функционирования мозжечка зависит наша координация движения.

Средний мозг

Этот отдел располагается от переднего края моста до сосочковых тел и зрительных трактов. В нем выделяют скопление ядер, которые называются буграми четверохолмия. Средний мозг отвечает за скрытое зрение. Также в нем расположен центр ориентировочного рефлекса, обеспечивающий поворот тела в сторону резкого шума.

Что за таинственная субстанция находится в нашей голове? Она позволяет нам двигаться, видеть, чувствовать, понимать и мечтать. Но как этому хитросплетению нейронов и синапсов удается руководить нашим телом и нашей мыслью?
Раздел сайта «Головной мозг » приглашает вас в увлекательное путешествие внутрь самих себя, в таинственную и удивительную вселенную человеческого мозга...

На этом рисунке разными цветами выделены важнейшие части головного мозга. Красная полоса — лобная область. Здесь обретаются такие способности, как дальновидность, фантазия, творческое начало, чувство ответственности и склонность к самоанализу. Светло-зеленая полоса — передняя центральная извилина. Здесь расположен центр, управляющий всеми мышцами, которые подчиняются нашей воле. Голубая полоса — задняя центральная извилина. Она дополняет переднюю центральную извилину. Сюда стекается и здесь анализируется вся информация об ощущениях, испытываемых нашим телом (давление, боль, температура и т.д.). Голубым пятном отмечен центр, отвечающий за нашу ориентировку в пространстве. Эта часть головного мозга различает левую и правую стороны и осуществляет вычисления. Фиолетовым цветом закрашена затылочная доля. Обрабатывая сигналы, поступившие из сетчатки глаз, эта часть мозга воссоздает картину окружающего нас мира. Оранжевое пятно — речевой центр, а желтое — слуховой. Он не только воспринимает речь, но и понимает ее.

Через отверстие в черепной коробке, большое затылочное отверстие, нервные пути проникают в череп. Именно здесь спинной мозг и продолговатый мозг — утолщение, напоминающее луковицу, — переходят в ствол головного мозга , где сосредоточено множество нейронов. Они образуют два жизненно важных центра головного мозга: дыхательный и регулирующий кровообращение. При повреждении этой части мозга человек умирает. Над этими центрами располагается сетевидная субстанция ствола головного мозга — невообразимо густое переплетение нейронов. Эта зона мозга — его крупнейшая информационная «биржа». Здесь оканчиваются 10 млн. нервных путей, идущих от спинного мозга. Они соединяют все части тела с головным мозгом. Сигналы, поступающие в головной мозг , стекаются сюда, здесь анализируются, а затем переправляются в тот или иной отдел мозга.

Один из таких специализированных отделов мозга — мозжечок . Расположен он над стволом головного мозга. Лишь тонкая мозговая оболочка отделяет его от затылочной кости. Этот небольшой, величиной с мандарин, орган изрезан глубокими бороздками. Мозжечок непрерывно принимает тысячи сообщений: о положении рук и ног, о направлении взгляда, о том, как разместились изображения на сетчатке глаз и как движется жидкость в лабиринте внутреннего уха, и т.д. Все эти сведения запоминаются, анализируются, сравниваются — на подобную работу уходят считанные доли секунды. Как только мозжечок заметит какую-либо опасность, он тут же отдаст приказ мышцам, и они изменят положение тела, чтобы предотвратить беду. Кроме того, мозжечок посылает «донесения» в большой мозг. Из них ясно, как чувствует себя человек, двигается он или отдыхает, нервничает или радуется.

Ствол головного мозга — не цельный орган, он состоит из двух сросшихся посредине половин — левой и правой. Это раздвоение особенно заметно там, где между отростками ствола головного мозга разместился один из четырех мозговых желудочков, заполненных спинномозговой жидкостью. Парные отростки называются промежуточным мозгом. Этот самый древний отдел мозга хранит опыт эволюции, копившийся миллионы лет. Нижний отдел промежуточного мозга — гипоталамус пристально следит за событиями, от которых зависит благополучие человека или которые грозят ему бедой. По его команде резко меняется настроение человека. Именно здесь, в гипоталамусе, рождаются чувства: голод, жажда, агрессия, ярость, страх и неудержимое половое влечение. Кроме того, гипоталамус управляет гипофизом: он заставляет эту железу выделять гормоны, которые влияют на жизненно важные процессы, протекающие в нашем организме.

Верхний отдел промежуточного мозга называется таламусом. Сюда стекаются сообщения из самых разных частей организма. Таламус оценивает, насколько они важны для человека. Когда они и впрямь значительны, мы ощущаем беспокойство. Промежуточный мозг играет большую роль в жизни каждого из нас. Здесь таятся темные, смутные эмоции: беспричинный страх, необузданная ярость... Призывы к разуму, объективности, миролюбию встречают отпор именно в этой части мозга. Промежуточный мозг цепко держится за печальный опыт прошлого. Реальные следы деятельности этого отдела мозга— эгоизм, ненависть, воинственность и бессмысленная жажда разрушения. Эти недобрые чувства вновь и вновь зарождаются в душе человека и порой начинают управлять его жизнью.

Что такое большой мозг

Да, промежуточный мозг играет роковую роль, но не будем больше задерживать на нем свое внимание. Итак, сверху его покрывает большой мозг. В нижних его слоях находятся те центры, которые определяют главенствующее настроение человека, его темперамент, расположение духа. Они спрятаны под корой головного мозга, испещренной бороздками.

Многочисленные опыты над животными, а также наблюдения за больными людьми помогли ученым составить точную схему коры головного мозга , показать, где формируются основные способности человека.

Именно в этих центрах раз и навсегда решается, каким будет человек — вялым или энергичным, будет ли он стремиться ко многому или довольствоваться малым, будет ли он оптимистом или пессимистом, видящим все в черном цвете. Эта часть головного мозга определяет отношение человека к жизни, что отражается в особенностях строения его лица, рук, проявляется в голосе, походке и почерке. Но лишь у маленьких детей выражение лица бывает неподдельно искренним. Взрослые — благодаря опыту или воспитанию — маскируют свои чувства и потому ведут себя «неестественно». Сверху большой мозг окутан корой головного мозга, напоминающей складчатую мантию. По большому счету именно эта часть мозга и делает человека человеком. Все его способности и возможности сосредоточены здесь — в трехмиллиметровом слое нейронов.

Глубокая борозда делит кору головного мозга на две половины — переднюю и заднюю. Задняя часть коры воспринимает и анализирует зрительные и звуковые сигналы, а также чувственные ощущения. Передняя половина, наоборот, размышляет и командует. Опыты над животными и наблюдения за больными людьми помогли составить точную схему коры головного мозга. Уникальной — и потому самой интересной — его частью оказалась лобная область. Ничего подобного нет ни у одного из животных. Здесь сосредоточены все те качества, что присущи именно человеку: дальновидность, фантазия, творческое начало, склонность к самоанализу и чувство ответственности. Здесь родились понятия «я» и «ты». В этой области мозга (площадь ее всего лишь с ладонь), словно в зеркале, отражается вся Природа, и в этом отражении проступают непостижимые глубины. Многие считают, что здесь запечатлен сам Господь бог.

Головной мозг – важнейший орган ЦНС, с точки зрения физиологии, состоящий из множества нервных клеток и отростков. Орган представляет собой функциональный регулятор, отвечающий за выполнение всевозможных процессов, которые происходят в организме человека. На данный момент продолжается изучение структуры и функций, но и сегодня нельзя сказать о том, что орган изучен хотя бы наполовину. Схема строения самая сложная, если сравнивать с другими органами человеческого организма.

Мозг состоит из серого вещества, представляющего собой грандиозное количество нейронов. Он покрыт тремя различными оболочками. Вес варьируется от 1200 до 1400 г. (у маленького ребенка – примерно 300-400 г). Вопреки распространенному мнению, размеры и вес органа никак не влияют на интеллектуальные способности индивида.

Интеллектуальные способности, эрудиция, работоспособность – всё это обеспечивается качественные насыщением сосудов мозга полезными микроэлементами и кислородом, что орган получает исключительно с помощью кровеносных сосудов.

Все отделы головного мозга должны работать максимально слажено и без нарушений, потому что от качества этой работы будет зависеть и уровень жизни человека. В этой области повышенное внимание отведено клеткам, передающим и формирующим импульсы.

Кратко можно рассказать о следующих важных отделах:

• Продолговатый. Регулирует обмен веществ, проводит анализ нервных импульсов, обрабатывает полученную информацию от глаз, ушей, носа и других органов чувств. В данном отделе находятся центральные механизмы, отвечающие за формирование голода и жажды. Отдельно стоит отметить координацию движений, которая также находится в зоне ответственности продолговатого отдела.
• Передний. В состав этого отдела входят два полушария с серым веществом коры. Данная зона отвечает за множество важнейших функций: высшая психическая деятельность, формирование рефлексов на раздражители, демонстрация человеком элементарных эмоций и создание характерных эмоциональных реакций, сосредоточение внимания, деятельность в сфере познания и мышления. Также принято считать, что здесь располагаются центры удовольствия.
• Средний. В состав входят большие полушария, промежуточный мозг. Отдел несет ответственность за двигательную активность глазных яблок, формирование мимики на лице человека.
• Мозжечок. Выступает в качестве связующей части между мостом и задним мозгом, выполняет множество важных функций, о которых будет сказано далее.
• Мост. Большой отдел мозга, включающий в себя центры зрения и слуха. Он выполняет огромное количество функций: настройка кривизны хрусталика глаза, размеры зрачков в различных условиях, поддержание равновесия и устойчивости тела в пространстве, формирование рефлексов при воздействии раздражителей для защиты организма (кашель, рвота, чихание и т.д.), контроль над сердцебиением, работа сердечно-сосудистой системы, помощь в функционировании других внутренних органов.
• Желудочки (всего 4 штуки). Наполнены спинномозговой жидкостью, защищают наиболее важные органы ЦНС, создают ликвор, стабилизируют внутренний микроклимат ЦНС, выполняют фильтрующие функции, контролируют циркуляцию ликвора.
• Центры Вернике и Брока (отвечают за речевые способности человека – распознавание речи, ее понимание, воспроизведение и т.д.).
• Мозговой ствол. Выделяющийся отдел, который представляет собой достаточно длинное образование, продолжающее спинной мозг.

Все отделы в целом отвечают также за биоритмы – это одна из разновидностей спонтанной фоновой электрической активности. Подробно рассмотреть все доли и отделы органа можно с помощью фронтального среза.

Распространено мнение, что мы используем возможности своего мозга на 10 процентов. Это заблуждение, т.к. те клетки, которые не участвуют в функциональной деятельности, попросту отмирают. Поэтому мозг нами используется на 100%.

Конечный мозг

В состав конечного мозга принято включать полушария с уникальным строением, огромным числом извилин и борозд. Принимая во внимание асимметрию мозга, каждая гемисфера имеет в своем составе ядро, мантию, обонятельный мозг.

Гемисферы представлены в виде многофункциональной системы с множеством уровней, в состав которой входят свод и мозолистое тело, соединяющие полушария между собой. Уровнями этой системы являются: кора, подкорка, лобная, затылочная, теменная доли. Лобная необходима для обеспечения нормальной двигательной активности конечностей человека.

Промежуточный мозг

Специфика строения головного мозга сказывается на структуре его основных отделов. К примеру, промежуточный мозг также состоит из двух основных частей: вентральной и дорсальной. Дорсальный отдел включает в себя эпиталамус, таламус, метаталамус, а вентральная – гипоталамус. В структуре промежуточной зоны принято различать эпифиз и эпиталамус, которые регулируют приспособление организма к перемене биологического ритма.

Таламус является одной из важнейших частей, потому что он необходим человеку для обработки и регуляции различных внешних раздражителей и возможности приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды. Основное предназначение – сбор и анализ разных чувственных восприятий (за исключением обоняния), передача соответствующих импульсов в большие гемисферы.

Учитывая особенности строения и функции головного мозга, стоит отметить гипоталамус. Это специальный отдельный подкорковый центр, полностью сосредоточенный на работе с различными вегетативными функциями организма человека. Воздействие отдела на внутренние органы и системы осуществляется с помощью ЦНС и желез внутренней секреции. Гипоталамус выполняет также следующие характерные функции:

• создание и поддержка режимов сна и бодрствования в повседневной жизни.
• терморегуляция (поддержка нормальной температуры тела);
• регулирование сердечного ритма, дыхания, давления;
• контроль работы потовых желез;
• регулирование перистальтики кишечника.

Также гипоталамус обеспечивает начальную реакцию человека на стресс, несет ответственность за сексуальное поведение, поэтому его можно охарактеризовать в качестве одного из наиболее важных отделов. При совместной работе с гипофизом гипоталамус оказывает стимулирующее воздействие на формирование гормонов, помогающих нам адаптировать организм к стрессовой ситуации. Тесно связан с работой эндокринной системы.

Гипофиз имеет сравнительно малые размеры (примерно с семечко подсолнуха), но отвечает за продукцию огромного количества гормонов, в том числе за синтез половых гормонов у мужчин и женщин. Располагается за носовой полостью, обеспечивает нормальный обмен веществ, контролирует функционирование щитовидной, половой желез, надпочечников.

Головной мозг, находясь в спокойном состоянии, расходует огромный объем энергии – примерно в 10-20 раз больше, чем мышцы (относительно своей массы). Потребление находится в пределах 25% от всей имеющейся энергии.

Средний мозг

Средний мозг имеет сравнительно простую структуру, небольшие размеры, включает в себя две основных части: крыша (расположены центры слуха и зрения, находящиеся в подкорковой части); ножки (размещают в себе проводящие пути). Также в структуру одела принято включать черное вещество и красные ядра.

Центры подкорки, которые входят в состав этого отдела, работают на поддержание нормального функционирования центров слуха и зрения. Также здесь расположены ядра нервов, обеспечивающие работу мышц глаз, височные доли, обрабатывающие различные слуховые ощущения, превращающие их в привычные для человека звуковые образы, и височно-теменной узел.

Выделяют также следующие функции мозга: контролирование (вместе с продолговатым отделом) возникающих рефлексов при воздействии раздражителя, помощь при ориентации в пространстве, формирование соответствующей реакции на раздражители, поворот тела в желаемом направлении.

Серое вещество в этой части – это высокая концентрация нервных клеток, которые формируют ядра нервов внутри черепа.

Мозг активно развивается в возрасте от двух до одиннадцати лет. Наиболее эффективным методом улучшения своих интеллектуальных способностей является занятие незнакомой деятельностью.

Продолговатый мозг

Важный отдел ЦНС, который в различных медицинских описаниях называют бульбусом. Располагается он между мозжечком, мостом, спинным отделом. Бульбус, будучи частью ствола ЦНС, отвечает за функционирование дыхательной системы, регулирование артериального давления, что для человека является жизненно важным.

В связи с этим, если данный отдел будет поврежден каким-то образом (механическое повреждение, патологии, инсульты и т.д.), то высока вероятность смерти человека.

Наиболее важными функциями продолговатого отдела являются:

• Совместная работа с мозжечком для обеспечения равновесия, координации человеческого тела.
• В состав отдела входит блуждающий нерв с вегетативными волокнами, который способствует обеспечению работы пищеварительной и сердечно-сосудистой систем, кровообращения.
• Обеспечение глотания пищи и жидкости.
• Наличие рефлексов кашля и чихания.
• Регулирование работы органов дыхания, кровоснабжения отдельных органов.

Продолговатый мозг, строение и функции которого отличаются от спинного мозга, имеет с ним множество общих структур.

Мозг содержит около 50-55% жира и по этому показателю он намного опережает остальные органы человеческого тела.

Мозжечок

С точки зрения анатомии в мозжечке принято различать задний и передний край, нижнюю и верхнюю поверхность. В этой зоне есть средний отдел и полушария, разделенные на три доли бороздами. Это одна из важнейших структур мозга.

Главной функцией этого отдела считается регулирование работы скелетных мышц. Вместе с корковым слоем мозжечок принимает участие в координации произвольных движений, что происходит за счет наличия связей отдела с рецепторами, которые заложены в скелетных мышцах, сухожилиях, суставах.

Мозжечок оказывает также воздействие на регулирование равновесия тела при активности человека и во время ходьбы, что осуществляется совместно с вестибулярным аппаратом полукружных каналов внутреннего уха, которые передают в ЦНС информацию о положении тела и головы в пространстве. Это является одной из наиболее важных функций головного мозга.

Мозжечок обеспечивает координацию движений скелетных мышц с помощью проводящих волокон, которые проходят от него к передним рогам спинного мозга в место, где начинаются периферические двигательные нервы скелетных мышц.

На мозжечке могут образоваться опухоли в результате ракового поражения отдела. Диагностируется заболевание с помощью



ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА
орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Она связана с различными частями тела периферическими нервами - двигательными и чувствительными.
См. также НЕРВНАЯ СИСТЕМА . Головной мозг - симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он - ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество - нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам. Головной и спинной мозг защищены костными футлярами - черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная - твердая мозговая оболочка, внутренняя - мягкая, а между ними - тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами. Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.
КЛЕТКИ МОЗГА
Клетки ЦНС называются нейронами; их функция - обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков - дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).
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.
Миелин и глиальные клетки. Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, - т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз. Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.
КАК РАБОТАЕТ МОЗГ
Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие - на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов. Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности. На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга. Большие полушария - самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.
Подкорковые структуры. Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус - это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии - это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их). Гипоталамус - маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус - важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза (см. также ГИПОФИЗ). В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования. Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга. Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола - продолговатый мозг - непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника. На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. Мозжечок расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.
Другие системы. Лимбическая система - широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга). Ретикулярная формация - сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА
С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7-12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин "парадоксальный сон"). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию
(см. ЭПИЛЕПСИЯ). Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы - синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.
НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА
К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.
Действие нейромедиаторов. Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго "посредника", например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ - пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану. Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины - небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли. Психоактивные средства - вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие - на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов - блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия - торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина). Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример - кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.
ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА
Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению. Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы. Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, - своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма "эксперимента" на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции. Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы. Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором - жизнедеятельность отдельных клеток. При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне. Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов. В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации - позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) - дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов. Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с "расщепленным" мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных. С появлением новых методов исследования представления о функциях мозга, вероятно, будут видоизменяться. Применение аппаратов, позволяющих получать "карту" метаболической активности различных отделов мозга, а также использование молекулярно-генетических подходов должны углубить наши знания о протекающих в мозгу процессах.
См. также НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ .
СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ
У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным. Среди позвоночных различия в устройстве мозга касаются главным образом соотношения отдельных его структур. Оценивая сходство и различия мозга рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих (в том числе человека), можно вывести несколько общих закономерностей. Во-первых, у всех этих животных строение и функции нейронов одни и те же. Во-вторых, весьма сходны устройство и функции спинного мозга и ствола головного мозга. В-третьих, эволюция млекопитающих сопровождается ярко выраженным увеличением корковых структур, которые достигают максимального развития у приматов. У земноводных кора составляет лишь малую часть мозга, тогда как у человека - это доминирующая структура. Считается, однако, что принципы функционирования мозга всех позвоночных практически одинаковы. Различия же определяются числом межнейронных связей и взаимодействий, которое тем выше, чем более сложно организован мозг. См. также АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ .
ЛИТЕРАТУРА
Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. М., 1988

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Смотреть что такое "ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА" в других словарях:

Головной мозг взрослого мужчины в разрезе. Головной мозг человека (лат. encephalon) является о … Википедия

Человек летает в космос и погружается в морские глубины, создал цифровое телевидение и сверхмощные компьютеры. Однако сам механизм мыслительного процесса и орган, в котором происходит умственная деятельность, как и причины, побуждающие нейроны взаимодействовать, до сих пор остаются загадкой.

Головной мозг – важнейший орган человеческого организма, материальный субстрат высшей нервной деятельности. От него зависит, что человек чувствует, делает, о чем думает. Мы слышим не ушами и видим не глазами, а соответствующими участками коры головного мозга. Он же вырабатывает гормоны удовольствия, вызывает прилив сил и утоляет боль. В основе нервной деятельности лежат рефлексы, инстинкты, эмоции и другие психические явления. Научное понимание работы мозга все еще отстает от понимания функционирования всего организма в целом. Это, безусловно, связано с тем, что мозг – гораздо более сложный орган по сравнению с любым другим. Мозг – самый сложный объект в известной нам вселенной.

Справка

У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2%. А если поверхность этого органа разгладить, получится примерно 22 кв. метра органики. Мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Чтобы вы могли представить себе это количество, напомним: 100 миллиардов секунд – это примерно 3 тысячи лет. Каждый нейрон контактирует с 10 тысячами других. И каждый из них способен к высокоскоростной передаче импульсов, поступающих от одной клетки к другой химическим путем. Нейроны могут одновременно взаимодействовать с несколькими другими нейронами, в том числе находящимися в удаленных отделах мозга.

Только факты

• Мозг – лидер по энергопотреблению в организме. На него работает 15% сердца, и он потребляет около 25% кислорода, захватываемого легкими. Для доставки кислорода к мозгу работают три крупные артерии, которые предназначены для его постоянной подпитки.
• Около 95% тканей мозга окончательно формируются к 17 годам. К концу пубертатного периода мозг человека составляет полноценный орган.
• Головной мозг не чувствует боли. В мозге нет болевых рецепторов: зачем они, если разрушение мозга приводит к смерти организма? Дискомфорт может чувствовать оболочка, в которую заключен наш мозг, – так мы испытываем головную боль.
• У мужчин мозг обычно больше, чем у женщин. Средний вес головного мозга взрослого мужчины – 1375 г, взрослой женщины – 1275 г. Они также различаются размерами различных областей. Однако учеными доказано, что это не имеет отношения к интеллектуальным способностям, а самый большой и тяжелый мозг (2850 г), который описывали исследователи, принадлежал пациенту психиатрической больницы, страдающему идиотизмом.
• Человек использует практически все ресурсы своего мозга. То, что мозг работает всего на 10%, – миф. Ученые доказали, что имеющиеся резервы мозга человек задействует в критических ситуациях. Например, когда кто-то убегает от злой собаки, он может перепрыгнуть через высокий забор, который в обычных условиях он ни за что не преодолел бы. В экстренный момент в мозг вливаются определенные вещества, которые стимулируют действия того, кто оказался в критической ситуации. По сути, это допинг. Однако проделывать такое постоянно опасно – человек может умереть, потому что исчерпает все свои резервные возможности.
• Мозг можно целенаправленно развивать, тренировать. Например, полезно заучивать тексты наизусть, решать логические и математические задачи, изучать иностранные языки, познавать новое. Также психологи советуют правшам периодически «главной» рукой делать левую, а левшам – правую.
• Мозг обладает свойством пластичности. Если поражен один из отделов нашего важнейшего органа, другие через некоторое время смогут компенсировать его утраченную функцию. Именно пластичность мозга играет исключительно важную роль в овладении новыми навыками.
• Клетки головного мозга восстанавливаются. Синапсы, связывающие нейроны, и сами нервные клетки важнейшего из органов регенерируются, но не так быстро, как клетки других органов. Пример тому – реабилитация людей после черепно-мозговых травм. Ученые обнаружили, что в отделе мозга, отвечающего за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны. В нужный момент они помогают «починить» травмированный мозг. Ежедневно в его коре могут образовываться десятки тысяч новых нейронов, однако впоследствии может прижиться не больше десяти тысяч. Сегодня известны две области активного прироста нейронов: зона памяти и зона, ответственная за движения.
• Мозг активно работает во время сна. Человеку важно иметь память. Она бывает долгосрочная и краткосрочная. Перевод информации из краткосрочной в долгосрочную память, запоминание, «раскладывание по полочкам», осмысление информации, которую человек получает в течение дня, происходит именно во сне. А чтобы тело не повторяло в реальности движения из сна, мозг выделяет особый гормон.

Мозг способен значительно ускорять свою работу. Люди, пережившие ситуации угрозы для жизни, говорят, что за миг перед их глазами «пролетела вся жизнь». Ученые считают, что мозг в момент опасности и осознания грозящей смерти в сотни раз ускоряет работу: ищет в памяти аналогичные обстоятельства и способ помочь человеку успеть себя спасти.

Всестороннее изучение

Проблема исследования мозга человека – одна из самых захватывающих задач науки. Поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось: и атом, и галактика, и мозг животного – было проще мозга человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь главное средство познания не приборы и не методы, им остается наш человеческий мозг.

Существуют различные методы исследования. В первую очередь в практику ввели клинико-анатомическое сопоставление – смотрели, какая функция «выпадает» при повреждении определенной области мозга. Так, французский ученый Поль Брока 150 лет назад обнаружил центр речи. Он заметил, что у всех больных, которые не могут говорить, поражена определенная область мозга. Электроэнцефалография изучает электрические свойства мозга – исследователи смотрят, как электрическая активность разных участков мозга меняется в соответствии с тем, что делает человек.

Электрофизиологи регистрируют электрическую активность «мыслительного центра» организма с помощью электродов, позволяющих записывать разряды отдельных нейронов, или с помощью электроэнцефалографии. При тяжелейших заболеваниях мозга тонкие электроды могут вживляться в ткань органа. Это позволило получить важную информацию о механизмах работы мозга по обеспечению высших видов деятельности, были получены данные о соотношении коры и подкорки, о компенсаторных возможностях. Еще один метод изучения мозговых функций – электрическая стимуляция отдельных областей. Так канадским нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом был исследован «моторный гомункулус». Было показано, что, стимулируя определенные точки в моторной коре, можно вызвать движение разных частей тела, и установлено представительство различных мышц и органов. В 1970-е годы, после изобретения компьютеров, представилась возможность еще более полно исследовать внутренний мир нервной клетки, появились новые методы интроскопии: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. В последние десятилетия активно развивается метод нейровизуализации (наблюдение за реакцией отдельных частей мозга после введения определенных веществ).

Детектор ошибок

Очень важное открытие было сделано в 1968 году – ученые обнаружили детектор ошибок. Это механизм, который дает нам возможность производить рутинные действия, не задумываясь: например, умываться, одеваться и одновременно думать о своих делах. Детектор ошибок в подобных обстоятельствах все время следит, правильно ли вы действуете. Или, например, человек внезапно начинает чувствовать себя некомфортно – он возвращается домой и обнаруживает, что забыл выключить газ. Детектор ошибок позволяет нам даже не задумываться о десятках задач и решать их «на автомате», сходу отметая недопустимые варианты действий. За последние десятилетия наука узнала, как устроены многие внутренние механизмы человеческого организма. Например, путь, по которому зрительный сигнал доходит от сетчатки до мозга. Для решения более сложной задачи – мышления, опознания сигнала – задействована большая система, которая распространена по всему мозгу. Однако «центр управления» пока не найден и даже неизвестно, есть ли он.

Гениальный мозг

С середины XIX века ученые делали попытки изучения анатомических особенностей мозга людей с выдающимися способностями. На многих медицинских факультетах Европы хранились соответствующие препараты, в том числе и профессоров медицины, которые еще при жизни завещали свой мозг науке. От них не отставали русские ученые. В 1867 году на Всероссийской этнографической выставке, устроенной Императорским обществом любителей естествознания, было представлено 500 черепов и препаратов их содержимого. В 1887 году анатом Дмитрий Зернов опубликовал результаты исследования мозга легендарного генерала Михаила Скобелева. В 1908 году академик Владимир Бехтерев и профессор Рихард Вейнберг исследовали подобные препараты покойного Дмитрия Менделеева. Аналогичные препараты органов Бородина, Рубинштейна, математика Пафнутия Чебышева сохранены в анатомическом музее Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. В 1915 году нейрохирург Борис Смирнов подробно описал мозг химика Николая Зинина, патолога Виктора Пашутина и писателя Михаила Салтыкова-Щедрина. В Париже был исследован мозг Ивана Тургенева, вес которого достигал рекордных 2012 г. В Стокгольме работали с соответствующими препаратами знаменитых ученых, в том числе Софьи Ковалевской. Специалисты Московского института мозга тщательно исследовали «мыслительные центры» вождей пролетариата: Ленина и Сталина, Кирова и Калинина, изучали извилины великого тенора Леонида Собинова, писателя Максима Горького, поэта Владимира Маяковского, режиссера Сергея Эйзенштейна... Сегодня ученые убеждены в том, что, на первый взгляд, мозг талантливых людей ничем не выделяется из ряда среднестатистических. Эти органы различаются структурой, размерами, формой, однако от этого ничего не зависит. Мы до сих пор не знаем, что именно делает человека талантливым. Можем только предполагать, что мозг таких людей немножко «сломан». Он может делать то, чего не могут нормальные, а значит, он не такой, как все.