Главная Обратная связь

Дисциплины:






РЕТИКУЛЯРНАЯ ФОРМАЦИЯ



ЯЗЫК

НЕРВНОЙ КЛЕТКИ

МОЗГ — удивительное творение приро­ды, сложнейший инструмент познания, центр регуляции жизнедеятельности нашего организма. Исследователей, постига­ющих тайны строения и функции мозга, не перестает удивлять сложность и многокомпонентность его химического состава, богат­ство энергетических ресурсов, пластичность, надежность его работы.

Каким же образом нервные клетки обща­ются друг с другом, передают необходимую информацию органам и тканям?

Прежде всего, вспомним, что нервная клетка, или нейрон, как и другие клетки организма, имеет ядро и окружающую его цитоплазму, поверхностный слой которой об­разует клеточную мембрану. От каждого нейрона отходят многочисленные ответвле­ния— дендриты и один длинный отро­сток— аксон, разветвляющийся на конце на тоненькие веточки, оплетающие другие нерв­ные клетки. Длина аксона одних нейронов составляет доли миллиметра, других — до­стигает 1—1,5 метра.

Химический состав клеток значительно отличается от состава окружающей их меж­клеточной жидкости.

Внутри нервной клетки в 30 раз больше ионов калия и в 10 раз меньше ионов натрия, чем в межклеточной жидкости; внутри клет­ки преобладают отрицательные заряды, вне ее — положительные. Так как мембрана ней­рона в покое фактически непроницаема для ионов, клетка в состоянии поддерживать разность концентрации этих ионов на опреде­ленном уровне. Но воздействующий на клет­ку раздражитель резко изменяет проница­емость мембраны, и ионы натрия устремля­ются внутрь клетки, а ионы калия — наружу. Это изменение полярности электрического заряда внутри и снаружи нервной клетки и представляет собой нервный импульс, кото­рый стремительно распространяется от одно­го нейрона к другому.

Нейрофизиолог может как бы воочию увидеть этот процесс. Достаточно ввести очень тонкий микро электрод в нервную клет­ку, соединить его с усилителем, и на светя­щемся экране осциллоскопа отчетливо про­явятся колебания электронного луча, отра­жающие стремительный ритм электрических импульсов. Микро электродом обычно служит тонкая пипетка диаметром 0,0005 миллимет­ра, заполненная солевым раствором, прово­дящим ток,— хлористым калием, например. Если такую пипетку ввести очень осторожно, то мембрана клетки быстро стягивается вок­руг кончика микро электрода и нейроны спо­собны нормально функционировать в тече­ние нескольких часов. Такой методический прием дал очень много для изучения элек­трической природы нервного импульса.

Итак, рождаясь в одной клетке, нервный импульс по ее отростку, как по телефонному кабелю, бежит по направлению к следующей клетке, чтобы передать дальше распоряже­ние центральной нервной системы органам и тканям организма. Электрический им­пульс— основной элемент кода в общении



нервных клеток. Но вот он достигает оконча­ния аксона в месте его соединения с другим нейроном и... исчезает, чтобы тотчас же возродиться в следующей нервной клетке.

Долгое время считали, что импульс про­сто-напросто перескакивает с клетки на клетку. Оказалось, что процесс этот гораздо сложнее. Электронный микроскоп раскрыл тонкую архитектуру соединения аксона с соседней нервной клеткой, а многочислен­ные исследования обнаружили здесь слож­ную мозаику химических процессов.

Аксон завершается колбообразным рас­ширением, так называемым синоптическим окончанием. Вот именно здесь-то и прячется нервный импульс, прежде чем передать свое­образную электроэстафету следующему нейрону.

Между синоптическим окончанием и так называемой постсинаптической мембраной соседней нервной клетки есть небольшое пространство (примерно 20 миллимик­рон)— синоптическая щель. Место контакта двух нервных клеток получило название синапса. Внутри синоптических окончаний ученые обнаружили мельчайшие пузырьки, заполненные медиаторами — химическими передатчиками нервных импульсов. А теперь представим себе, что происходит в синапсах в момент прохождения нервного импульса.

Как только импульс добегает до синоптического окончания, содержимое пузырьков изливается в синоптическую щель. Молеку­лы передатчика передвигаются к мембране соседнего нейрона и взаимодействуют с ее особыми белковыми или липидными компо­нентами— рецепторами.

Молекулы медиатора, «падая» неопреде­ленные участки постсинаптической мембра­ны нейрона, открывают в ней ворота для ионов натрия и калия. Возникает интенсив­ный поток ионов, который и вызывает к жизни новый нервный импульс.

Сложная «фабрика-переводчик», совер­шающая трансформацию электрического сиг­нала в химический, функционирует в каждом синапсе, в месте контакта отростка с приле­гающей к нему нервной клеткой.

Существование химического языка в об­щении нервных клеток ставит перед иссле­дователями проблему детального изучения химических «букв», из которых слагаются различные сообщения, принимаемые нейро­нами. Чтобы знать в подробностях принцип работы нервной клетки, нужно освоить хими­ческую азбуку синапсов. Какие медиаторы выделяются в синапсах центральной нервной системы при том или ином воздействии на организм? Как меняется работа нейрона под влиянием различных медиаторов? Ученые настойчиво ищут ответы на эти вопросы, в решении которых заинтересована как теоре­тическая, так и практическая медицина.

Уже выделено немало медиаторов, изу­чен характер их действия на нервные клетки различных животных. В синапсах обнаруже­ны такие вещества, как ацетилхолин, норад-реналин, серотонин, глицин, глютамат, гамма аминомасляная кислота и другие. Многие

медиаторы получены в настоящее время в виде чистых веществ; и ученые располагают возможностью выяснить особенности их вли­яния на работу отдельной нервной клетки с помощью специальных многоканальных элек­тродов. Специалисты проводят сравнитель­ный анализ ответа клеток на действия меди­аторов и других раздражителей.

Оказалось, что реакцию нейронов на сиг­налы из внешней среды можно усилить или ослабить с помощью различных химических веществ. Выяснилось также, что в опреде­ленных зонах коры мозга, в различных под­корковых структурах у разных животных нервные клетки отличаются по чувствитель­ности и типу реакции в ответ на воздействие разных медиаторов. Более того, определен­ную электрическую реакцию клетки можно нейтрализовать с помощью веществ, блоки­рующих действие медиатора. Исследовате­ли, например, умеют подавлять реакции не­которых нервных клеток на вспышки света, подводя к ним атропин.

Несмотря на то, что нейроны мозга осуще­ствляют одну важную функцию—управле­ние работой целого организма, «синоптическая кухня» каждой отдельной нервной клет­ки весьма своеобразна. Одна нервная клетка может быть взаимосвязана со множеством синапсов (до 10 тысяч), и каждому из них присущи свои химические превращения, оп­ределяющие электрический ответ клетки. Это качественное отличие составляет осно­ву химического языка нейронов.

Но есть и количественные критерии в оценке характера химической передачи ин­формации между нейронами. Медиатор вы­деляется в синоптическую щель небольшими порциями — квантами. И количество квантов химического вещества зависит от частоты электрических импульсов, распространя­ющихся по отростку нейрона. Небольшое количество медиатора, например, ацетилхолина, вызывает у некоторых клеток учаще­ние электрических разрядов. Если же коли­чество ацетилхолина увеличивается, то та же самая клетка отвечает уменьшением чис­ла импульсов.

Итак, электрический «разговор» нейро­нов— это результат действия химических «букв» — молекул различных медиаторов на рецепторы постсинаптической мембраны нервных клеток. Определенный тип реакции нейрона на разные по своему значению сигналы обусловлен работой определенного типа рецепторов. А режим электрической активности клеток определяется химической природой медиатора.

Исследование своеобразия химических реакций, протекающих в синапсах, преследу­ет не только сугубо научную, познаватель­ную цель. Выяснение особенностей синоптической передачи информации нервными клетками поможет понять механизм дей­ствия многих фармакологических веществ, а значит, наметить, в частности, дальнейшие пути совершенствования эффективности воздействия лекарственных препаратов на центральную нервную систему.

 

НЕЙРОН

 

 

Трудно представить себе орган более сложный, чем головной мозг человека. Однако мозговая ткань, как и любая другая, соткана из клеток. Правда, совершенно особых, нервных клеток, или нейронов. Именно с их работой связано все многообразие наших мыс­лей, чувств, действий, именно они обеспечивают регуляцию всех процес­сов жизнедеятельности организма.

Как у любой клетки, у нейрона есть тело, заключенное в оболочку — на­ружную мембрану. Если рассматри­вать его под электронным микроско­пом, то примерно в центре клетки можно увидеть темное пятно округлой формы — ядро, генетический аппарат нейрона. А цитоплазма клетки «на­фарширована» различными органеллами. Одна из важнейших—грануляр­ный эндоплазматический ретикулум. Это своеобразная фабрика, где синте­зируются различные белки, в том чис­ле нейроспецифические.

Но есть у нейрона и свои, характер­ные только для нервной клетки обра­зования, имеющие непосредственное отношение к его функции. Ведь глав­ная задача нейрона получить ин­формацию, «осмыслить» ее и передать дальше. Для этого нейрон снабжен многочисленными дендритами, по ко­торым различная информация посту­пает в клетку, и одним-единственным аксоном: по нему обработанная инфор­мация покидает нейрон, передаваясь дальше по нервной цепочке. На неко­тором расстоянии от тела клетки ак­сон начинает ветвиться, посылая свои отростки к другим нервным клеткам, а также к их дендритам. Каждый такой отросток оканчивается особым утол­щением—синоптической бляшкой, за­полненной пузырьками, в которых хра­нятся различные химические веще­ства— медиаторы. Без них было бы практически невозможно общение между нейронами, ведь язык моз­га— это язык импульсов, не только электрических, но и химических.

Нервные импульсы, покидающие нейрон и передающиеся по аксону, представляют собой специфические электрические сигналы. Сам же аксон можно сравнить с электрическим про­водом, центральная часть которого образована нервными волокнами и сверху покрыта особой изоля­цией— миелиновой оболочкой. Она обеспечивает высокую скорость про­ведения электрических импульсов по нервному волокну, изолируя его от электрохимических влияний других нервных волокон.

Электрический импульс, добежав по аксону до синоптической бляшки, запускает здесь химические реакции, в результате которых высвобождают­ся и выбрасываются в синоптическую щель (микро пространство, разделя­ющее две мембраны: синоптическую и постсинаптическую) медиаторы. Моле­кулы медиатора взаимодействуют с рецепторами, встроенными в постси­наптическую мембрану, благодаря че­му в клетке открываются каналы для ионов калия и натрия. Возникший ин­тенсивный поток ионов приводит нерв­ную клетку в состояние возбуждения, рождает в ней электрический импульс, который передается следующему ней­рону и так далее.

Однако этот процесс не бесконечен. Если бы возбуждение начало распро­страняться по всем каналам межней­ронных связей, подобная цепная реак­ция неизбежно привела бы к дезорга­низации работы мозга и даже гибели организма. Этого не происходит благо­даря тому, что наряду с возбуждением существует торможение. Специалисты настойчиво пытаются понять природу торможения, ведь роль тормозных им­пульсов в работе головного мозга так же важна, как и возбуждающих. Когда нарушаются процессы торможения и нейроны начинают «разговаривать» одновременно и безостановочно, это становится причиной развития тех или иных психических расстройств.

Изучая сложные механизмы пере­дачи нервных импульсов, специалисты установили, что число ветвлений отро­стков нейрона меняется на протяже­нии жизни, благодаря чему и происхо­дят рост и развитие головного мозга. Ведь зрелая нервная клетка не спо­собна к делению и воспроизведению себе подобных. Те 10—14 миллиардов нейронов (по данным разных авторов), которые формируются к моменту рож­дения ребенка, затем не увеличивают­ся ни на одну единицу. А вот число дендритов, так же как и ветвлений аксона, постоянно меняется. Особенно интенсивный рост этих элементов на­блюдается в первые пять—семь лет жизни ребенка. Соответственно ра­стет и число синоптических связей нейронов; по наблюдениям специали­стов, до 80% поверхности нервной клетки может быть покрыто синап­сами.

В последние годы ученым удалось узнать много нового об организации межнейронных связей. В частности, они обнаружили, что количество си­напсов, свидетельствующих о количе­стве связей нейрона, у разных нервных клеток сильно варьирует.

Еще не так давно считалось, что синоптическая связь существует толь­ко между аксоном и его ветвлениями одного нейрона и телом или дендритами другого. С помощью электронного микроскопа исследователи обнаружи­ли контакты между аксонами двух нейронов, даже между их телами. Установлена также динамичность синоптических связей: одни из них спо­собны исчезать, другие—возникать. И здесь очень важное значение имеет та функциональная нагрузка, которую по­лучают либо, напротив, не получают нейроны.

Когда здоровых эксперименталь­ных животных с момента рождения содержали в абсолютной темноте, у них не развивались синоптические связи тех нейронов зрительного центра головного мозга, которые вос­принимают и обрабатывают только световую информацию (так называ­емые моно сенсорные нейроны). В ре­зультате, несмотря на то, что все другие элементы органа зрения, в том числе зрачок, сетчатая оболочка гла­за, нервные проводящие пути, у них были сохранны, животные оставались слепыми. Чем меньше был срок содер­жания животных в темноте, тем легче и в большей степени удавалось восста­новить у них функцию моно сенсорных нейронов и вернуть им зрение. Подоб­ные эксперименты проводились и с нейронами слуховых центров — ре­зультаты оказались сходными.

Эксперименты еще раз убеждают в том, что нейроны всех центров голов­ного мозга — зрительных, слуховых, двигательных и других—для нормаль­ного своего развития нуждаются в притоке информации, в адекватной функциональной нагрузке. Лишь в этом случае формируются многосто­ронние межнейронные связи, в значи­тельной степени определяющие на­дежность и пластичность всех меха­низмов центральной нервной системы, включая механизмы адаптации, обуче­ния, запоминания.

По многочисленным просьбам читателей открываем рубрику «Познайте свой организм», материалы которой будут рассказывать о строении и функциях органов и систем организма человека.

 

 

Головной мозг

 

Головной мозг — пожалуй, самое удивительное творение природы. Это материальный субстрат мысли, уни­кальный инструмент познания окружа­ющего мира, средоточие духовной де­ятельности человека. Мозг непрерыв­но перерабатывает, анализирует, ко­дирует, сопоставляет информацию, поступающую извне, а также от раз­личных органов и тканей, регулирует работу отдельных органов и систем, интегрирует их деятельность.

В головном мозге человека выделя­ют эволюционно древнюю часть., со­стоящую из мозгового ствола, мозжеч­ка, и более позднее образование — по­лушария большого мозга.

Мозговой ствол включает продол­говатый мозг (1), мост (2), средний мозг (3) и промежуточный мозг (4). Здесь локализуются многочисленные скоп­ления нервных клеток — ядер, облада­ющих разнообразными функциями. Так, например, комплекс ядер, распо­ложенных в продолговатом мозге, вы­полняет функции дыхательного центра, регулирующего как вдох, так и выдох. Одни ядра среднего мозга представляют собой первичные зри­тельные, другие - слуховые центры, третьи — центры мышечного тонуса...

Особо следует выделить ретику­лярную, или сете видную, формацию мозгового ствола. Она образована крупными и мелкими ядрами, которые соединены между собой густой сетью нервных волокон. Эта структура вы­полняет функции связного между раз­личными частями центральной нерв­ной системы. Ей также отводится роль энергетического центра мозга, непре­рывно как бы подзаряжающего энер­гией и активизирующего кору больших полушарий.

Промежуточный мозг расположен на границе с полушариями большого мозга. В него входят правый и левыйталамусы, или зрительные бугры (5), являющиеся как бы последней инстан­цией, через которую проходят все чув­ствительные нервные пути, направля­ющиеся в кору больших полушарий.

В промежуточном мозге находится и гипоталамус, или подбугорье (6).

На весьма небольшом участке мозга, ко­торый занимает гипоталамус, сосредо­точено более сорока различных ядер; обычно их делят на передние, средние и задние. Это центры вегетативной нервной системы, регулирующие об­мен веществ в организме (воды, солей, белков, углеводов и т.д.), температуру тела, работу органов сердечно-сосу­дистой, пищеварительной, выдели­тельной и других систем.

Гипоталамус имеет связь практиче­ски со всеми отделами мозга, но осо­бенно тесно и анатомически и функци­онально он связан с лежащим рядом гипофизом (7). В организме нет другой железы, которая по многообразию сво­его действия могла бы сравниться с гипофизом. В нем различают три доли: переднюю, промежуточную и заднюю. И каждая доля секретирует, выделяет свои гормоны. Роль их в жизнеде­ятельности организма необычайно ве­лика. Например, передняя доля гипо­физа продуцирует соматотропный гор­мон, называемый еще гормоном роста, ибо он оказывает самое непосред­ственное влияние на рост и развитие организма. А гонадотропные гормоны, вырабатываемые здесь же, способ­ствуют половому созреванию, нор­мальной деятельности половых желез.

Сзади и сверху к мозговому стволу примыкает мозжечок(8), крупными пучками нервных волокон соединя­ющийся с продолговатым и спинным мозгом, с ядрами моста, среднего, про­межуточного мозга, с большими полу­шариями. Состоит мозжечок из двух полушарий, которые, подобно полуша­риям большого мозга, покрыты склад­чатой корой толщиной 1—2,5 милли­метра, и заключенного между ними участка, так называемого червя. Моз­жечок участвует в организации двига­тельных актов, главным образом сложных, требующих четкой координа­ции, тонкой дифференцированное™. При поражениях мозжечка координа­ция движений резко нарушается, чело­век теряет способность сохранять рав­новесие.

Большой мозг представлен двумя полушариями, правым (9) и левым(10). Полушария разделены глубокой продольной щелью. А соединены меж­ду собой спайками, самая большая из которых—мозолистое тело. По нерв­ным волокнам, образующим эти спай­ки, идет обмен информацией и осуще­ствляется связь между полушариями, благодаря чему обеспечивается на­дежная и точная работа мозга как единого органа.

Поверхность полушарий, словно плащом, покрыта корой —серым веще­ством толщиной от одного до пяти миллиметров. Кора, сотканная более чем из 15 миллиардов нервных кле­ток— нейронов, имеет складчатый рельеф. Наиболее глубокие извилины делят 'каждое полушарие на доли: лобную, височную, теменную, заты­лочную и островковую.

В зависимости от функциональной специализации и закономерностей распределения нейронов в коре разли­чают сенсорные зоны, моторные, или двигательные, а также ассоциативные зоны. Нейронами этих зон и осуще­ствляется высший, тонкий анализ всей информации, поступающей из внешне­го мира и внутренней среды организма. И на основе результатов

 

анализа при­нимаются решения, реализуемые че­рез посредство приказов различным органам. Недаром великий физиолог И. П. Павлов назвал кору «распоряди­телем и распределителем всей де­ятельности организма».

В глубине полушарий располагают­ся крупные скопления серого веще­ства— базальные (подкорковые) ядра, функции которых связаны с организа­цией сложных движений и эмоций.

Между полушариями и базальными ядрами находится белое вещество, об­разованное нервными волокнами про­водящих путей головного мозга.

В толще всех отделов головного мозга располагаются его поло­сти—желудочки. Сосудистые сплете­ния желудочков продуцируют спинно­мозговую жидкость (ликвор), постоян­но оттекающую в пространство под паутинной оболочкой головного и спинного мозга, а затем в венозную сеть.

КОРА

БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ

ГОЛОВНОГО МОЗГА

 

«Распорядителем и распределите­лем всей деятельности организма» на­звал великий русский ученый И. П. Павлов большие полушария го­ловного мозга. Большие полушария, словно плащом, покрыты корой—се­рым веществом толщиной от 1 до 5 миллиметров. Площадь коры у челове­ка колеблется от 1468 до 1670 квад­ратных сантиметров, что значительно превышает внутреннюю поверхность черепной коробки. Поэтому, чтобы вместиться в сравнительно небольшой объем, кора собрана в складки, обра­зующие борозды и извилины. Наибо­лее глубокие извилины делят каждое полушарие на дол и: лобную, височную, теменную, затылочную, островковую. Количество извилин у всех людей при­мерно одинаково, а вот рисунок, кото­рый они образуют, столь же различен, как и капиллярные линии пальцев руки.

Основной структурной и функци­ональной единицей нервной ткани яв­ляется нейрон. В коре нейроны распо­лагаются послойно, причем каждый слой составлен главным образом из нейронов однотипной конфигурации. Исключение составляет самый верх­ний, волокнистый слой: он образо­ван не нервными клетками, а их от­ростками.

Такой слоистый принцип организа­ции нейронов присущ коре головного мозга всех млекопитающих, различа­ется лишь число слоев. Кроме того, нейроны коры как бы выстраиваются друг под другом, образуя анатомо-функциональные единицы в виде вер­тикальных колонок. Колонки обычно бывают составлены из нейронов с простыми рецептивными полями, кото­рые специализируются на восприятии какого-либо одного сигнала, например, звукового, и нейронов со сложными рецептивными полями, воспринима­ющих и анализирующих сочетание раз­личных сигналов, скажем, звукового и зрительного. Варианты сочетаний ней­ронов в колонке могут быть самые разнообразные, и работать такие «вер­тикали» могут как самостоятельно, так и в комплексе с другими.

В зависимости от функциональной специализации и закономерностей распределения нейронов в коре разли­чают сенсорные, или чувствительные, зоны, моторные, или двигательные, а также ассоциативные зоны.

Нейроны чувствительных зон полу­чают и обрабатывают информацию от органов чувств, причем каждый орган имеет в коре свое представительство, так называемый корковый конец ана­лизатора (в анализатор входит пери­ферический, или наружный, конец, представленный различными рецепто-1ами, нервные проводящие пути и центральный, или корковый, конец). Нейроны двигательных зон анализируют сигналы, поступающие от мышц, свя­зок, сухожилий, костей, и управляют сложными движениями, координа­цией. Интересно, что чем большую роль играет данный орган в жизнеде­ятельности целого организма, тем большая площадь ему предоставляет­ся в коре головного мозга. Например, в двигательной зоне, место за­нимает представительство правой и левой рук, причем у большин­ства людей представительство правой руки в левом полушарии головного мозга несколько больше, нежели ле­вой руки в правом полушарии. Обус­ловлено это ведущей ролью правой руки в трудовой деятельности.

Нейроны ассоциативных зон не свя­заны непосредственно нервными про­водящими путями ни с органами чувств, ни с мышечным аппаратом: они осуществляют связь в пределах коры. Кстати, наиболее сложно устроенные колонки располагаются как раз в ассо­циативных зонах: в них преобладают нейроны со сложными рецептивными полями.

Очень многое для понимания меха­низмов работы корковых анализато­ров, их взаимосвязей дали не только специальные исследования физиоло­гов, но и наблюдения клиницистов-невропатологов, нейрохирургов, опе­рировавших на головном мозге. Важ­ные данные о деятельности коры были получены в эксперименте, в частности с помощью электрофизиологических методов исследования. Регистрируя у животных электрические потенциалы нейронов различных участков мозга, специалисты установили, что яркая световая вспышка неизменно вызыва­ет отчетливый электрический ответ нейронов затылочной доли мозга. На звуковой сигнал реагируют нейроны височной доли, на запах—нейроны лобной доли коры. Так, используя раз­личные раздражители (зрительные, звуковые, обонятельные, вкусовые), специалисты проследили путь от пери­ферического конца анализатора, пред­ставленного специализированными нервными приборами—рецепторами, до его высшего отдела, расположенно­го в коре.

Нанося на «карту» коры правого и левого больших полушарий головного мозга местоположение различных ана­лизаторов, ученые установили: нес­мотря на то, что полушария однотипны по своему строению, анализаторы представлены в них неодинаково. На­пример, было подмечено, что полная-

-

 

 

или частичная потеря речи развивает­ся только при поражениях левого по­лушария. Когда страдает правое полу­шарие, речь, как правило, остается сохранной. Эти наблюдения заставили предположить, что именно в левом полушарии находится центр речи, и дальнейшие тонкие исследования пол­ностью подтвердили предположение. Многие ученые склонны объяснять ло­кализацию речевого центра в левом полушарии тем, что здесь же находит­ся представительство правой руки. А как известно, труд и членораздельная речь—главные стимулы, под влия­нием которых развивался мозг че­ловека.

В процессе эволюции под эгидой левого полушария оказались и такие высшие корковые функции, как пись­мо, счет, чтение, поэтому долгое время его называли главным, или доминант­ным. Сейчас стало ясно: правое полу­шарие вносит в нервную деятельность не менее существенный вклад, чем левое. Здесь нет центра речи, зато есть так называемый музыкальный центр, который придает речи эмоци­ональность, выразительность, интона­ционную окраску. Когда по какой-либо причине страдает та область правого полушария, где расположен музыкаль­ный центр, речь человека становится не только монотонной, бесцветной, но он перестает различать речевые инто­нации, не может определить, с каким выражением произносится слово, фра­за, перестает узнавать знакомые ме­лодии, не может напеть их.

Такое неодинаковое распределе­ние анализаторов в коре больших по­лушарий головного мозга заставило заговорить о функциональной асим­метрии головного мозга и более при­стально изучать природу специализа­ции полушарий. Выяснилось, что лево­му полушарию принадлежит ведущая роль в логическом абстрактном мыш­лении, а правому—в конкретном об­разном мышлении. Функциональная специализация сказалась и на харак­тере памяти. Левое полушарие легко запоминает все то, в основе чего ле­жит слово: стихотворные строчки, те­оретические сведения, различные пра­вила. Правое прочно фиксирует обра­зы: картины природы, рисунки, геомет­рические фигуры. Но работают полу­шария содружественно, взаимно обо­гащая и дополняя друг друга. Это и лежит в основе интеллектуаль­ной, эмоциональной деятельности че­ловека.

ПОДКОРКА

 

Мозг человека работает как единое целое, но в нем существуют структуры, получившие свое развитие на разных этапах эволюции. Специалисты счита­ют, что каждый новый уровень цен­тральной нервной системы надстра­ивался над уже существующим, как бы погружая в глубину мозга эволюционно более старые его отделы. Для челове­ка таким новым и самым важным образованием является кора боль­ших полушарий (см. «Здоровье» № 2; 1986 г.). Венчая «здание» мозга, она выполняет наиболее ответственные функции, обеспечивает высшую нерв­ную деятельность. Но отсюда вовсе не следует, что более древние структуры полностью утратили свою роль в жизнедеятельности организма. Те от­делы мозга, которые носят название подкорковых образований, или под­корки, продолжают выполнять слож­ные и многообразные функции.

Например, в значительной мере именно благодаря подкорковым обра­зованиям поддерживается постоян­ство внутренней среды организма. В частности, здесь, в подбугорье, распо­лагается центр терморегуляции, обес­печивающий поддержание температу­ры нашего тела в определенных пре­делах (в норме 36,6—37°). Когда в эксперименте у животных разрушали этот отдел подбугорья, у них неизмен­но расстраивались процессы тепло­продукции и теплоотдачи, извраща­лись реакции на температурные воз­действия.

Здесь же, в подбугорье, почти ря­дом с центром терморегуляции рас­полагается и другой важнейший центр—насыщения. Повреждение это­го центра приводит к тому, что чело­век либо становится совершенно нена­сытным, он то способен есть и есть без конца, не испытывая чувства сытости, либо, напротив, у него появляется отвращение к еде, он даже может погибнуть от голода, если его не кор­мить насильно.

Как выяснилось в последние годы, в ведении подкорки находятся и такие важные процессы, как сон и бодрство­вание. Сравнительно недавно многие специалисты полагали, что сон есть пассивный процесс, обусловленный преобладанием процессов торможе­ния в головном мозге. Сегодня можно обоснованно заявить, что сон—про­цесс активный. Его нормальное тече­ние, как говорят специалисты, структу­ру, обеспечивает ряд подкорковых об­разований. Одни из этих образований включаются и активно работают в период засыпания и сна. Другие слу­жат своеобразным будильником: они как бы пробуждают к деятельности механизмы бодрствования. Например, так называемая восходящая сетевид-ная формация вместе с подбугорье имеют самое непосредственное отно­шение к регуляции длительности сна Когда в эксперименте у животного повреждали эти структуры, оно погру­жалось в сон и могло спать сколько

угодно. А пробудить его можно было лишь воздействием на другое подкор­ковое образование — краевую систе­му. В настоящее время специалисты стремятся досконально изучить меха­низмы отделов мозга, ответственных за возникновение сна и бодрствова­ния; ищут эффективные пути воздей­ствия на них, а значит, и возможности лечения различных нарушений сна.

Так уж повелось, что организацию эмоций, поведения, то, что принято называть высшей формой приспособ­ления человека к условиям окружа­ющей среды, всегда приписывали коре больших полушарий. Спору нет, ни­кто не посмеет отнять у нее пальму первенства. Но настойчивые поиски показали, что и в этой высшей сфере подкорка играет далеко не последнюю роль. Есть здесь структура, называ­емая перегородкой. Она действитель­но словно преграда на пути агрессии, злобы; стоит ее разрушить, и животное становится немотивированно агрес­сивным, любые попытки войти с ним в контакт воспринимает буквально в штыки. А вот разрушение миндали­ны—другой структуры, также распо­ложенной в подкорке, напротив, дела­ет животное чрезмерно пассивным, спокойным, почти ни на что не реагиру­ющим; кроме того, у него нарушается и половое поведение, половая деятель­ность. Словом, каждая подкорковая структура имеет самое непосредствен­ное отношение к тому или иному эмо­циональному состоянию, участвует в формировании таких эмоций, как ра­дость и печаль, любовь и ненависть, агрессивность и равнодушие. Объеди­ненные в одну целостную систему «эмоционального мозга», эти структу­ры в значительной мере определяют индивидуальные особенности характе­ра человека, его реактивность, то есть отклик, ответ на то или иное воздей­ствие.

Как выяснилось, самое непосред­ственное участие принимают образо­вания подкорки и в процессах запоми­нания. Прежде всего это относится к гиппокампу. Его образно называют ор­ганом колебаний и сомнений, посколь­ку здесь постоянно, непрерывно и неу­станно идут сравнение и анализ всех раздражений, воздействий на орга­низм. Гиппокамп в значительной мере определяет, что стоит организму за­помнить, а чем можно пренебречь, какие сведения надо запомнить нена­долго, а какие—на всю жизнь.

Надо сказать, что большинство об­разований подкорки в отличие от коры не связаны напрямую через нервные

коммуникации с внешним миром, по­этому они не могут непосредственно «судить» о том, какие раздражители и факторы действуют на организм в каждый конкретный момент. Всю ин­формацию они получают не через спе­циальные системы мозга, а опосредо­ванно, через такие, как, например, ретикулярная формация. Сегодня многое еще остается неясным во вза­имоотношении этих систем с образованьями подкорки, так же как, впрочем, и во взаимодействии коры и подкорки. Но то, что подкорковые образования имеют существенное значение в об­щем анализе обстановки, несомнен­но. Клиницисты подметили, что при нарушении деятельности определен­ных образований подкорки теряется способность выполнять целенаправ­ленные движения, вести себя в со­ответствии с конкретными особен­ностями обстановки; возможно даже появление насильственных дрожа­тельных движений, как при болезни Паркинсона.

Даже при весьма беглом обзоре функций, выполняемых различными образованьями подкорки, становится совершенно очевидным, сколь важна ее роль в жизнедеятельности организ­ма. Может даже возникнуть вопрос: если подкорка столь успешно справля­ется с многочисленными своими обя­занностями, к чему ей регулирующие и направляющие влияния коры больших полушарий? Ответ на этот вопрос дал великий русский ученый И.П.Павлов, сравнивавший кору со всадником, ко­торый управляет конем—подкоркой, областью инстинктов, влечений, эмо­ций. Важна твердая рука всадника, однако и без коня далеко не уедешь. Ведь подкорка поддерживает тонус коры больших полушарий, сообщает о насущных потребностях организма, создавая эмоциональный фон, обо­стряет восприятие, мышление. Неоп­ровержимо доказано, что работоспо­собность коры поддерживается с по­мощью сетчатого образования средне­го мозга и заднего отдела подбугорной области. Они же, в свою очередь, регулируются корой больших полуша­рий, то есть происходит как бы ее настройка на оптимальный режим ра­боты. Таким образом, без подкорки немыслима никакая деятельность ко­ры больших полушарий. И задачей современной науки является все бо­лее глубокое проникновение в меха­низмы деятельности ее структур, вы­яснение, уточнение их роли в организа­ции тех или иных процессов жизнеде­ятельности организма.

МОЗЖЕЧОК

Пожалуй, нет ни одного отдела цен­тральной нервной системы, на изучение которого было бы потрачено и тратится по сей день столько усилий, как на исследова­ние такого относительно самостоятельного образования мозга, каким является мозже­чок. Каких только функций ему не приписы­вали! Ученые полагали, что это «орган любви и размножения». Считалось, что мозжечок управляет деятельностью веге­тативной нервной системы и всех внутрен­них органов. Были даже предположения о том, что мозжечок—это дополнительный мозг, функционирующий параллельно с го­ловным мозгом.

В наши дни загадка мозжечка во многом разрешена. Большой вклад в выявление истинной его роли внесли академик Л.А.Орбели и его сотрудники.

Мозжечок расположен непосредственно под затылочными долями больших полуша­рий головного мозга, над IV желудочком мозга. Состоит он из средней доли, называ­емой из-за большой поперечной складчато­сти червем, и примыкающих к нему полуша­рий. Поверхность мозжечка на разрезе очень похожа на крону дерева, из-за чего ученые в прошлом часто называли его «древом жизни».

Строение мозжечка напоминает стро­ение полушарий головного мозга. Он также имеет кору, находящееся под ней белое вещество, состоящее из волокон, в массе которого располагаются мозжечковые яд­ра. Мозжечок, будучи самостоятельным анатомическим образованием, тесно свя­зан практически со всеми отделами голов­ного мозга, включая кору и подкорку, а также со спинным мозгом.

Эти связи осуществляются через три пары ножек мозжечка, по которым к нему стекается информация как от перифериче­ских нервных аппаратов и центров нервной системы, так и от коры больших полушарий. Через эти же три пары ножек мозжечок, в свою очередь, посылает сигналы ко всем отделам центральной нервной системы и на периферию. Особенно мощные связи моз­жечок имеет со спинным мозгом: через него он получает сведения о состоянии суста­вов, мышц, об их тонусе (напряжении), положении конечностей.

Ученые пытаются составить представ­ление о том, в какие области мозжечка приходит вся эта информация. Надо ска­зать, что в коре мозжечка нет таких четких

проекций периферии, как в коре больших полушарий, где точно определены зоны локализации, например, зрительного, вку­сового или слухового анализаторов, двига­тельные и другие области. Известно толь­ко, что передняя часть мозжечка получает информацию преимущественно от рук, а задняя—от ног, в верхней части червя «представлены» голова, лицо, глотка и гортань. Сигналы от туловища поступают в остальные участки червя.

Давно было отмечено в эксперименте на животных, что удаление или полное разру­шение- у них мозжечка сопровождается резким ослаблением напряжения мышц туловища и конечностей: они не могут ни стоять, ни сидеть, ни ходить. Снижение тонуса мышц при повреждениях мозжечка, возникающих вследствие некоторых заболеваний, наблюдается и у человека.

Следует сказать, что в регуляции тонуса мышц участвует не только мозжечок, но и многие другие образования мозга. Считает­ся, что мозжечок отвечает преимуществен­но за тонус мышц-разгибателей. И когда его функция нарушается, возникают характер­ные изменения, обозначаемые термином «мозжечковый синдром». В его основе ле­жит не только изменение напряжения мышц-разгибателей, рассогласование де­ятельности сгибателей и разгибателей, но также еще и нарушение работы мышц, действующих содружественно. Внешне это выражается в том, что у человека появля­ется шаткая походка, он широко расставля­ет ноги, раскачивается из стороны в сторо­ну. Движения становятся неточными, пре­рывистыми—«ступенчатыми», больной двигает рукой или ногой как бы рывками. Ему трудно сохранить равновесие, позу, он жалуется на головокружение, что обуслов­лено ослаблением связей мозжечка с ве­стибулярным аппаратом. Нарушается и речь: человек говорит как бы по слогам, его речь скандирована.

Однако, несмотря на нарушение тонуса мышц и координации движений, сами дви­жения возможны. Этот факт заставляет думать, что наряду с мозжечком в регуля­ции двигательных актов принимает участие какая-то другая структура мозга. Есть осно­вания считать, что ею является кора больших полушарий, поскольку имен­но к ней поступает вся информация с периферии.

Возникает вопрос: за какие функции при осуществлении движения ответственна ко­ра, а за какие мозжечок? Специалисты полагают, что кора больших полуша­рий—главное звено рефлекторного двига­тельного акта. А уточнением его величины, силы и других деталей занимается мозже­чок на основании собственной информации, полученной им с периферии, с учетом «ука­заний» коры больших полушарий. В силу этого роль мозжечка в движении многие ученые считают дополнительной, соподчи­ненной.

Поскольку мозжечок так тесно связан с функцией мышечной системы, небезынте­ресно знать, имеет ли он отношение к регуляции деятельности гладкой мускула­туры, то есть мышц внутренних органов. Эксперименты на животных показали, что мозжечок принимает участие в регуляции движений петель кишечника. Более того, была обнаружена тесная его связь с вегета­тивной нервной системой, что открывает возможности для поиска путей воздей­ствия этого образования мозга на функции внутренних органов. Однако предположе­ние о том, что мозжечок—главный орган регуляции функций вегетативной нервной системы, не подтвердилось.

Не увенчалась успехом и попытка отве­сти мозжечку роль «органа любви и размно­жения», бездоказательным осталось мне­ние, что мозжечок является одним из регу­ляторов трофики (питания) тканей организ­ма. А вот тонизирующее, стимулирующее влияние мозжечка на деятельность коры больших полушарий, аналогичное тому, ко­торое оказывают на нее другие подкорко­вые образования мозга, доказано.

Таким образом, на данном этапе разви­тия науки о мозге можно с уверенностью сказать, что мозжечок имеет отношение к осуществлению многих важных функций организма, и прежде всего к поддержанию тонуса мышц, координации движений, сто­янию и ходьбе, а также, вероятно, и к некоторым вегетативным функциям, вклю­чая регуляцию уровня артериального дав­ления. Однако мозжечок не «маленькая дополнительная система», как думали раньше, а образование со многими важны­ми и сложными обязанностями, работа­ющее в тесном единстве с другими отдела­ми центральной нервной системы и образу­ющее вместе с ними единую целостную систему—мозг человека.

РЕТИКУЛЯРНАЯ ФОРМАЦИЯ

Среди многочисленных структур мозга особое положение занимает ре­тикулярная формация. Ее называют также сетевидным образованием, так как составляющие ее нервные волок­на под микроскопом имеют вид сеточки.

Ретикулярная формация располо­жена в трех отделах центральной нервной системы: в продолговатом мозге, в варолиевом мосту и в среднем мозге.

Нервные клетки сетевидного обра­зования неоднородны: их тела и отро­стки имеют разную длину, толщину. Морфологическая структура ретику­лярной формации приспособлена как к быстрому, так и к медленному прове­дению самых разных импульсов, и она выполняет обязанности связного меж­ду различными отделами центральной нервной системы.

Такие важнейшие функции ретикулярной формации, как дыхательная и сосудодвигательная, были подробно изучены еще в прошлом столетии. А вот на вопрос о том, какое влияние оказывает она на функции коры боль­ших полушарий, ответ был получен значительно позже.

Около 40 лет назад ученые обнару­жили интересную закономерность. Когда в область мозга животного, где расположена ретикулярная формация, вживлялись электроды, то при их сти­муляции спящее животное пробужда­лось. Переход от сна к бодрствованию в период раздражения сетевидного образования отчетливо проявляется не только в поведенческих реакциях. При этом изменяется и электрическая активность коры больших полушарий, о чем свидетельствуют данные энце­фалографии: правильные колебания большой амплитуды сменяются низ­ковольтными частыми колебаниями. Причем подобные изменения на энце­фалограмме, сопровождающие пове­денческую реакцию пробуждения, ре­гистрируются не в каком-либо одном участке коры, а в большинстве ее

областей. Это свидетельствует о том, что активизирующее влияние ретику­лярной формации распространяется на всю кору больших полушарий.

Надо отметить, что степень воздей­ствия сетевидного образования на ко­ру больших полушарий головного моз­га может значительно снижаться под влиянием некоторых фармакологиче­ских веществ. Есть основания предпо­лагать, что именно этим определяется снотворное и наркотическое действие барбитуратов. А во время сна рети­кулярная формация осуществляет контроль за сознанием и эмоциями. Ее «сторожевой» функцией обусловлена, например, реакция спящей матери, ко­торая изо всех доносящихся до нее звуков чутко выделяет плач своего ребенка и мгновенно просыпается.

В продолговатом мозге есть об­ласть, включающая в себя определен­ную часть ретикулярной формации, повреждение которой приводит к оста­новке дыхания. Эту область называют дыхательным центром. В нем выделя­ют два полуцентра: экспираторный (выдыхательный) и инспираторный (вдыхательный).

Нейроны, образующие дыхательный центр, обладают высокой химической чувствительностью. Особенно активно реагируют они на изменение содер­жания в крови углекислого газа. Опы­ты показывают, что повышение уровня углекислого газа в крови автоматиче­ски стимулирует деятельность дыха­тельного центра.

С ретикулярной формацией тесно связана функция не только дыхатель­ной, но и сердечно-сосудистой систе­мы. Если в эксперименте, перерезать ствол мозга сразу же за продолгова­тым мозгом, то у животного расширяются

сосуды, ослабевает сердечная деятельность, резко падает артери­альное давление, то есть развивается коллапс. Перерезка мозга выше про­долговатого не сопровождается по­добными нарушениями деятельности сердечно-сосудистой системы. Этот факт еще в прошлом столетии привел исследователей к мысли о том, что в стволовой части продолговатого моз­га, в расположенной здесь ретикуляр­ной формации есть сосудодвигательный центр, который поддерживает нормальный тонус сосудов и соответ­ственно нормальный уровень артери­ального давления.

Ученые выявили здесь две группы нейронов. Нейроны одной группы уси­ливают свою активность при повыше­нии артериального давления, а нейро­ны другой—при его снижении.

Для нервных клеток сосудодвигательного центра, как и для нейронов дыхательного центра, характерна вы­сокая химическая чувствительность. Их активность зависит от состава по­ступающей в продолговатый мозг кро­ви. Когда содержание адреналина в ней увеличивается, а сосуды сужива­ются и артериальное давление повы­шается, активизируются сосудорасши­ряющие нейроны, и артериальное дав­ление снижается.

Известна и еще одна очень важная функция ретикулярной формации: осу­ществление контроля за положением тела в пространстве, за поддержанием тонуса мышц в покое. Ведь скелетные мышцы не расслабляются даже тогда, когда мы сидим или лежим. Их можно сравнить с натянутыми струнами ро­яля, а «настройщиком», поддержива­ющим их в постоянном тонусе, являет­ся ретикулярная формация.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...