В процессе изучения того, как изменялся мозг в ходе эволюции, было выработано представление о наличии трех его уровней. Первым из них (высшим) является передний отдел. К нему относятся базальные подкорковые узлы, кора больших полушарий, диэнцефальный отдел и обонятельный мозг. Средний отдел относится к среднему уровню. А к низшему принадлежит задний отдел, который состоит из продолговатого мозга, мозжечка и варолиева моста.
Средний мозг, функции и строение которого мы подробно рассмотрим, развивается в основном под влиянием зрительного рецептора в процессе филогенеза. Следовательно, важнейшие его образования относятся к иннервации глаза.
Также в нем сформировались центры слуха, в дальнейшем вместе с центрами зрения разросшиеся и образовавшие 4 холмика крыши среднего мозга. Строение его мы подробно рассмотрим чуть ниже. А функции среднего головного мозга описаны во второй половине этой статьи.
Развитие среднего мозга
Зрительные и слуховые центры, находящиеся в нем, стали подкорковыми, промежуточными, попав в подчиненное положение с появлением у человека и высших животных коркового конца зрительного и слухового анализаторов в коре переднего мозга. Развитие у человека и высших млекопитающих переднего мозга привело к тому, что проводящие пути, связывающие кору конечного со спинным, стали проходить через средний мозг, функции которого несколько изменились. В результате этого в последнем имеются:
- подкорковые слуховые центры;
- зрительные подкорковые центры, а также ядра нервов, которые иннервируют мышцы глаза;
- все нисходящие и восходящие проводящие пути, которые связывают со спинным мозгом кору головного и проходят через средний транзитно;
- пучки белого вещества, соединяющие средний мозг с различными отделами ЦНС.
Строение
Средний мозг, функции и строение которого нас интересуют, является самым просто устроенным и наименьшим отделом (на фото выше он обозначен коричневым цветом). В нем выделяются следующие 2 основные части:
- ножки, где в основном проходят проводящие пути;
- подкорковые центры зрения и слуха.
Крыша среднего мозга
Крыша среднего мозга, дорсальная часть, скрыта под мозолистым телом (его задним концом). Она подразделяется на 4 располагающихся попарно холмика посредством двух канавок (поперечной и продольной), идущих крест-накрест. Два верхних холмика - подкорковые центры зрения, а два нижних - слуха. Между верхними бугорками в плоской канавке находится шишковидное тело. Ручка холмика направлена латерально, кверху и кпереди, к промежуточному мозгу. В нее переходит каждый холмик. Ручка верхнего холмика идет под подушкой таламуса в направлении к латеральному коленчатому телу. Ручка нижнего исчезает под коленчатым медиальным телом. Коленчатые тела, названные выше, относятся уже не к среднему, а к промежуточному мозгу.
Ножки мозга
Продолжаем описывать средний мозг человека, функции и строение. Следующее, на чем мы остановимся, - его ножки. Что же это такое? Это вентральная часть, в которой находятся все проводящие пути, ведущие к переднему мозгу. Отметим, что ножки представляют собой два полуцилиндрических толстых белых тяжа, расходящихся под углом от края моста и погружающихся в полушария.
Что такое полость среднего мозга?
Множество терминов можно найти в таком разделе, как анатомия среднего мозга. Строение, функции его требуют при описании строгой научной точности. Мы опустили сложные латинские названия, оставили лишь основные термины. Для первого знакомства этого достаточно.
Скажем пару слов о полости среднего мозга. Она представляет собой узкий канал и именуется водопроводом. Канал этот выстлан эпендимой, он узок, его длина составляет 1,5-2 см. Водопровод мозга соединяет четвертый желудочек с третьим. Покрышка ножек ограничивает его вентрально, а дорсально - крыша среднего мозга.
Части среднего мозга на поперечном разрезе
Продолжим наш рассказ. Особенности среднего мозга человека можно лучше понять, рассматривая его и на поперечном срезе. В этом случае следующие 3 основные части различают в нем:
- пластинку крышки;
- покрышку;
- вентральный отдел, то есть основание ножки.
Ядра среднего мозга
Под воздействием зрительного рецептора соответственно тому, как развит средний мозг, в нем находятся различные ядра. Функции ядер среднего мозга относятся к иннервации глаза. Верхнее двухолмие у низших позвоночных является главным местом, в котором оканчивается зрительный нерв, а также основным зрительным центром. У человека и млекопитающих с переносом в передний мозг зрительных центров связь, остающаяся между верхним холмиком и зрительным нервом, имеет значение лишь для рефлексов. В коленчатом медиальном теле, а также в ядре нижнего холмика оканчиваются волокна слуховой петли. Крыша среднего мозга соединяется со спинным двусторонней связью. Пластинку этой крыши можно считать рефлекторным центром для движений, которые возникают в основном под влиянием слуховых и зрительных раздражений.
Водопровод мозга
Его окружает вещество центральное серое, по своей функции относящееся к вегетативной системе. Под вентральной его стенкой, в покрышке ножки мозга, находятся ядра двух черепных двигательных нервов.
Ядро глазодвигательного нерва
В его состав входят несколько отделов иннервации различных мышц глазного яблока. Кзади и медиально от него расположено парное небольшое добавочное вегетативное ядро, а также срединное непарное. Непарное срединное и добавочное ядро иннервируют мышцы глаза, являющиеся непроизвольными. Мы относим данную часть глазодвигательного нерва к парасимпатической системе. Ростральнее (выше) ядра нерва глазодвигательного располагается в покрышке ножки мозга ядро продольного медиального пучка.
Ножки мозга
Они делятся на основание ножки (вентральную часть) и покрышку. Черное вещество служит границей между ними. Своим цветом оно обязано меланину - черному пигменту, который содержится в нервных клетках, составляющих его. Покрышка среднего мозга - это его часть, находящаяся между черным веществом и крышей. От нее отходит центральный покрышечный путь. Это нисходящий проекционный нервный путь, который расположен в покрышке среднего мозга (центральной ее части). В его составе - волокна, которые идут от красного ядра, бледного шара, ретикулярной формации мозга среднего и таламуса к оливе и ретикулярной формации мозга продолговатого. Этот путь является частью экстрапирамидной системы.
Функции среднего мозга
Он играет очень важную роль в образовании выпрямительных и установочных рефлексов, которые делают возможными ходьбу и стояние. Кроме того, средний мозг функции имеет следующие: он регулирует мышечный тонус, принимает участие в его распределении. А это необходимое условие для осуществления координированных движений. Еще одна функция - благодаря ему происходит регуляция целого ряда вегетативных процессов (глотание, жевание, дыхание, давление крови). За счет сторожевых слуховых и зрительных рефлексов, а также увеличения тонуса мышц-сгибателей средний мозг (на фото выше он выделен красным цветом) готовит организм к тому, чтобы дать ответ на внезапно появившееся раздражение. Статокинетические и статические рефлексы реализуются на его уровне. Тонические рефлексы обеспечивают восстановление равновесия, позы, которая была нарушена в результате изменения положения. Они появляются, когда положение головы и тела в пространстве меняется из-за возбуждения проприорецепторов, а также находящихся на коже тактильных рецепторов. Все эти функции среднего мозга свидетельствуют о том, что он играет важную роль в организме.
Мозжечок
Перейдем теперь к рассмотрению мозжечка. Что же это такое? Это структура ромбовидного мозга. Он образуется в онтогенезе из мозгового ромбовидного пузыря (его дорзальной стенки). Он связан с различными отделами нервной системы, контролирующими наши движения. Его развитие происходит по пути улучшения связей со спинным мозгом, а также ослабления их с вестибулярной системой.
Исследования Луиджи Лючиани
Функции среднего мозга и мозжечка изучал Луиджи Лючиани, итальянский физик. В 1893 году он поставил эксперименты на животных с полностью или частично удаленным мозжечком. Он также провел анализ его биоэлектрической активности, зарегистрировав ее при раздражении и в покое.
Оказалось, что тонус мышц-разгибателей повышается, когда удаляется половина мозжечка. Вытягиваются конечности животного, туловище изгибается, а голова отклоняется в оперированную сторону. Происходят движения по кругу ("манежные движения") в оперированную сторону. Описанные нарушения постепенно сглаживаются, однако определенная дискоординация движений сохраняется.
Если удалить весь мозжечок, возникают выраженные расстройства движения. Они сглаживаются постепенно за счет того, что активизируется кора мозга (ее двигательная зона). Однако животное все равно остается с нарушением координации. Наблюдаются неточные, неловкие, размашистые движения, шаткая походка.
Вклад академика Орбели
В 1938 году академик Орбели обнаружил, что мозжечок также оказывает влияние на рецепторный аппарат, на вегетативные процессы. Кроме того, наблюдается его связь с состоянием мускулатуры внутренних органов. Изменения состава крови, кровообращения, дыхания, пищеварения, которые наступают под влиянием мозжечка, направлены на обеспечение (трофическое) деятельности скелетных мышц.
Академик Орбели мозжечок рассматривал не только в качестве помощника коры головного мозга в регулировании мышечных движений и тонуса, но и как адаптационно-трофический центр. В этой роли он оказывает воздействие на все отделы головного мозга через нервную систему (симпатический отдел). Так регулируется обмен веществ, а ЦНС приспосабливается к условиям среды. Было установлено, что деятельность мозжечка неразрывно связана с корой полушарий мозга и происходит под ее контролем.
Заключение
Итак, мы вкратце рассмотрели мозжечок и средний мозг человека. Функции их были описаны нами. Теперь вы знаете, какую важную роль играют они. Наш организм вообще устроен так, что все его органы выполняют свою работу, все они необходимы. Функции продолговатого и среднего мозга, как и других частей организма, следует знать.
И в заключение еще несколько слов. Головной мозг - сложный агрегат, состоящий из миллиардов работающих совместно клеток. Он поддерживает жизнь гибким и уникальным, но неизменным способом и способен реагировать на меняющиеся стимулы, ориентиры поведения и потребности. По мере того как в течение жизни мы переходим от младенчества к детству, а затем к юности, зрелости и старости, тот же путь проделывает с нами наш организм. Соответственно, головной мозг меняется. Он следует, с одной стороны, жестко запрограммированным эволюционным и онтогенетическим схемам развития. Но с другой стороны, он способен приспосабливаться к изменению взаимодействий между внешней средой и организмом.
