Нервная система у детей

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Нервная система у детей

Нервная система объединяет и регулирует жизнедеятельность всего организма. Высший её отдел - головной мозг является органом сознания, мышления.

В мозговой коре осуществляется психическая деятельность. В коре больших полушарий происходит установление новых, приобретаемых в течение жизни нервных связей, замыкание новых рефлекторных дуг, процесс образования условных рефлексов (дуги врождённых, т. е. безусловных рефлексов, проходят в нижерасположенных частях головного мозга и в спинном мозгу). В коре больших полушарий складываются понятия и происходит мышление. Здесь осуществляется деятельность сознания. Психика человека зависит от степени развития, состояния и особенностей нервной системы и в первую очередь коры больших полушарий. Развитие речи и трудовой деятельности человека тесно, связано с усложнением и совершенствованием деятельности мозговой коры, а вместе с тем и психической деятельности.

Ближайшие к мозговой коре подкорковые центры и центры мозгового ствола осуществляют сложную безусловно рефлекторную деятельность, высшими формами которой являются инстинкты. Вся эта деятельность находится под постоянными регулирующими влияниями мозговой коры.

Нервная ткань обладает свойством не только возбуждения, но и торможения. Несмотря на свою противоположность, они всегда сопутствуют одно другому, постоянно сменяются и переходят одно в другое, представляя собой различные фазы единого нервного процесса. Возбуждение и торможение находятся в постоянном взаимодействии и являются основой всей деятельности центральной нервной системы. Возникновение возбуждения и торможения зависит от воздействия на центральную нервную систему и прежде всего на головной мозг окружающей человека среды и внутренних процессов, происходящих в его организме. Изменения внешней среды или условий трудовой деятельности вызывают возникновение новых условных связей, создающихся на основе имеющихся у человека безусловных рефлексов или старых, упроченных ранее приобретённых связей, и влекут за собой торможение других условных связей, которые при новой ситуации не имеют данных для своего действия. При возникновении в какой-либо части коры больших полушарий более или менее значительного возбуждения происходит торможение в других её частях (отрицательная индукция). Возбуждение или торможение, возникнув в той или иной части коры больших полушарий, передаётся далее, как бы разливается с тем, чтобы снова сосредоточиться в каком-либо одном месте (иррадиация и концентрация).

Процессы возбуждения и торможения имеют весьма существенное значение в деле обучения и воспитания, поскольку понимание этих процессов и умелое использование их даёт возможность развивать и совершенствовать новые нервные связи, новые ассоциации, навыки, умения, знания. Но сущность воспитания и обучения, конечно, не может быть ограничена одним лишь образованием условных рефлексов, хотя бы весьма тонких и сложных. Кора больших полушарий человека обладает свойствами разностороннего восприятия явлений окружающей жизни, образования понятий, закрепления их в сознании (усвоение, память и др.) и сложных психических функций (мышление). Все эти процессы имеют своим материальным субстратом кору больших полушарий головного мозга и неразрывно связаны со всеми функциями нервной системы.

В познание законов высшей нервной деятельности (поведения) животных и человека русская физиологическая школа в лице её гениальных основоположников - И. М. Сеченова, Н. Е. Введенского и особенно И. П. Павлова с их учениками внесла блестящий вклад. Благодаря этому стало возможным материалистическое изучение психологии.

Развитие нервной системы, и в первую очередь головного мозга, у детей и подростков представляет весьма большой интерес, в связи с тем, что на всём протяжении детства, отрочества и юности происходит формирование психики человека. Формирование и совершенствование психики протекает на основе развития коры больших полушарий и при непосредственном её участии. К моменту рождения у ребёнка центральная и периферическая нервная система далеко ещё не развита (особенно кора больших полушарий и ближайшие к ней подкорковые узлы).

Вес головного мозга новорождённого относительно велик, он составляет 1/9 веса всего тела, а у взрослого это отношение составляет всего лишь 1/40. Поверхность больших полушарий у детей в первые месяцы их жизни сравнительно гладка. Главные борозды, хотя и намечены, но неглубоки, а борозды второй и третьей категории ещё не сформировались. Извилины ещё слабо выражены. Нервных клеток в больших полушариях у новорождённого имеется столько же, сколько и у взрослого, но они ещё очень примитивны. Нервные клетки у маленьких детей имеют простую веретенообразную форму с очень небольшим количеством нервных разветвлений, а дендриты ещё только начинают оформляться.

Процесс усложнения строения нервных клеток с их отростками, т. е. нейронов, протекает очень медленно и не заканчивается одновременно с завершением развития других органов и систем организма. Этот процесс продолжается вплоть до 40 лет и даже позднее. Нервные клетки, в отличие от других клеток организма, не способны размножаться, регенерировать, и общее количество их к моменту рождения остаётся неизменным на всю последующую жизнь. Но в процессе роста организма, а также в последующие годы нервные клетки увеличиваются в размерах, постепенно развиваются, нейриты и дендриты удлиняются, а последние, кроме того, по мере их развития образуют древовидные разветвления.

Большая часть нервных волокон у маленьких детей ещё не покрыта белой миелиновой оболочкой, вследствие чего при разрезе большие полушария, а равно и мозжечок и продолговатый мозг не делятся резко на серое и белое вещество, как это имеет место в последующие годы.

В функциональном отношении из всех частей головного мозга у новорождённого наименее развита кора больших полушарий, вследствие чего все жизненные процессы у маленьких детей регулируются главным образом подкорковыми центрами. По мере развития коры больших полушарий у ребёнка совершенствуются как восприятия, так и движения, которые постепенно становятся более дифференцированными и сложными. Вместе с тем всё более и более уточняются, а также усложняются и корковые связи между восприятиями и движениями, всё больше начинает сказываться приобретаемый в течение развития жизненный опыт (знания, умения, двигательные навыки и т. п.).

Наиболее интенсивно происходит созревание коры больших полушарий у детей в течение ясельного возраста, т. е. в течение первых 3 лет жизни. У 2-летнего ребёнка уже имеются все основные черты развития внутрикорковых систем, и общая картина строения головного мозга относительно мало отличается от головного мозга взрослого. Дальнейшее его развитие выражается в совершенствовании отдельных корковых полей и различных слоев мозговой коры и увеличении общего числа миелиновых и внутрикорковых волокон.

Во второй половине первого года жизни развитие условных связей у детей происходит со всех воспринимающих органов (глаза, уши, кожа и др.) всё более интенсивно, но всё же медленнее, чем в последующие годы. С развитием коры больших полушарий в этом возрасте увеличивается продолжительность периодов бодрствования, что благоприятствует образованию новых условных связей. В этот же период закладывается основа будущих речевых звуков, которые связываются с определёнными стимуляциями и являются их внешним выражением. Всё формирование речи у детей происходит по законам образования условно-рефлекторных связей.

В течение 2-го года у детей одновременно с развитием коры больших полушарий и усилением их деятельности образуются всё новые и новые условно-рефлекторные системы и отчасти различные формы торможения. Особенно интенсивно в функциональном отношении развивается кора больших полушарий в течение 3-го года жизни. В этот период у детей значительно развивается речь, и к концу этого года у ребёнка запас слов в среднем достигает 500.

В последующие годы дошкольного возраста (от 4 до 6 лет включительно) у детей наблюдается закрепление и дальнейшее развитие функций коры больших полушарий. В этом возрасте у детей значительно усложняется как аналитическая, так и синтетическая деятельность коры больших полушарий. Одновременно происходит дифференциация эмоций. В силу свойственных детям этого возраста подражания и повторения, содействующих образованию новых корковых связей, у них быстро развивается речь, которая постепенно усложняется и совершенствуется. К концу этого периода у детей появляются единичные абстрактные понятия.

В младшем школьном возрасте и в период полового созревания у детей продолжается дальнейшее развитие головного мозга, совершенствуются отдельные нервные клетки и развиваются новые нервные пути, происходит функциональное развитие всей нервной системы. При этом отмечается усиление роста лобных долей. Это влечёт за собой улучшение у детей точности и координации движений. В этот же период заметно выявляется регулирующий контроль со стороны коры больших полушарий над инстинктивными и низшими эмоциональными реакциями. В связи с этим приобретает особое значение планомерное воспитание поведения детей, разносторонне развивающее регулирующие функции головного мозга.

В период полового созревания, особенно к концу его - в юношеском возрасте, увеличение массы головного мозга незначительно. В это время происходят главным образом процессы усложнения внутреннего строения мозга. Это внутреннее развитие характеризуется тем, что нервные клетки коры больших полушарий оканчивают своё формирование, и происходит особенно энергичное структурное развитие, окончательное формирование извилин и развитие ассоциативных волокон, которые осуществляют связь отдельных областей коры между собой. Количество ассоциативных волокон особенно увеличивается у юношей и девушек в возрасте 16-18 лет. Всё это создаёт морфологическую основу для процессов ассоциативного, логического, отвлечённого и обобщающего мышления.

На развитие и физиологическую деятельность головного мозга в период полового созревания оказывают определённое влияние те глубокие изменения, которые происходят в железах внутренней секреции. Усиление деятельности щитовидной железы, а также половых желез сильно повышает возбудимость центральной нервной системы и в первую очередь коры больших полушарий. «Вследствие повышенной реактивности и создающейся неустойчивости, в особенности эмоциональных процессов, все неблагоприятные окружающие условия: психические травмы, сильные нагрузки и так далее - легко ведут к развитию корковых неврозов» (Красногорский). Это должны иметь в виду педагоги, проводящие учебно-воспитательную работу среди подростков и молодёжи.

В течение юношеского периода к 18-20 годам в основном завершается функциональная организация головного мозга, и становятся возможными наиболее тонкие и сложные формы аналитической и синтетической его деятельности. В последующие зрелые годы жизни продолжается качественное совершенствование головного мозга и дальнейшее функциональное развитие коры больших полушарий. Однако основа развития и совершенствования функций коры больших полушарий закладывается у детей в дошкольные и школьные годы.

Продолговатый мозг у детей уже к моменту рождения вполне развит и созрел в функциональном отношении. Мозжечок, наоборот, у новорождённых развит в слабой мере, борозды его неглубоки и размеры полушарий малы. Начиная с первого года жизни мозжечок растёт очень быстро. К 3 годам мозжечок у ребёнка по своим размерам приближается к мозжечку взрослого человека, в связи с чем развивается способность сохранения равновесия тела и координации движений.

Что касается спинного мозга, то он растёт не столь быстро, как головной мозг. Однако к моменту рождения у ребёнка достаточно развиты проводящие пути спинного мозга. Миелинизация внутричерепных и спинномозговых нервов у детей заканчивается к 3 месяцам, а периферических - только к 3 годам. Рост миелиновых влагалищ продолжается и в последующие годы.

Развитие функций вегетативной нервной системы у детей происходит одновременно с развитием центральной нервной системы, хотя уже с первого года жизни она в основном оформилась в функциональном отношении.

Как известно, высшими центрами, объединяющими вегетативную нервную систему и управляющими её деятельностью, являются подкорковые узлы. Когда по тем или иным причинам у детей и подростков расстраивается или ослабевает контролирующая деятельность коры больших полушарий, деятельность подкорковых узлов и, следовательно, вегетативной нервной системы становится более ярко выраженной.

Как показали исследователи А. Г. Иванова-Смоленского, Н. И. Красногорского и других, высшая нервная деятельность детей, при всём разнообразии индивидуальных особенностей, обладает некоторыми характерными чертами. Кора больших полушарий у детей дошкольного и младшего школьного возраста в функциональном отношении является недостаточно устойчивой. Чем моложе ребёнок, тем больше у него выражено преобладание процессов возбуждения над процессами внутреннего активного торможения. Длительное возбуждение коры головного мозга у детей и подростков может привести к перевозбуждению и к развитию явлений так называемого «запредельного» торможения.

Процессы возбуждения и процессы торможения у детей легко иррадиируют, т. е. распространяются по коре больших полушарий, что нарушает работу головного мозга, требующую большой концентрации этих процессов. С этим связаны и меньшая устойчивость внимания и большая истощаемость нервной системы у детей и подростков, особенно при неправильной постановке учебно-воспитательной работы, при которой имеет место чрезмерно большая нагрузка умственной работой. Если учесть, что детям и подросткам в процессе учения приходится значительно напрягать деятельность центральной нервной системы, то становится очевидной необходимость особенно внимательного гигиенического отношения к нервной системе учащихся.

мозг кровообращение моторный

2. Кора больших полушарий головного мозга

Общий план организации коры. Кора больших полушарий является высшим отделом центральной нервной системы, который в процессе филогенетического развитияпоявляется позже всего и формируется в ходе индивидуального (онтогенетического) развития позже других отделов мозга. Кора представляет собой слой серого вещества толщиной 2--3 мм, содержащий в среднем около 14 млрд. (от 10 до 18 млрд.) нервных клеток, нервные волокна и межуточную ткань (нейроглию). На поперечном ее срезе по расположению нейронов и их связей различают 6 горизонтальных слоев. Благодаря многочисленным извилинам и бороздам площадь поверхности коры достигает 0,2 м2. Непосредственно под корой находится белое вещество, состоящее из нервных волокон, которые передают возбуждение в кору и из нее, а также от одних участков коры другим.

Корковые нейроны и их связи. Несмотря на огромное число нейронов в коре, известно очень немного их разновидностей. Основными типами их являются пирамидные извездчатые нейроны.

В афферентной функции коры и в процессах переключения возбуждения на соседние нейроны основная роль принадлежит звездчатым нейронам. Они составляют у человека более половины всех клеток коры. Эти клетки имеют короткие ветвящиеся аксоны, не выходящие за пределы серого вещества коры, и короткие ветвящиеся дендриты. Звездчатые нейроны участвуют в процессах восприятия раздражении и объединении деятельности различных пирамидных нейронов.

Пирамидные нейроны осуществляют эфферентную функцию коры и внутрикорковые процессы взаимодействия между удаленными друг от друга нейронами. Они делятся на крупные пирамиды, от которых начинаются проекционные, или эфферентные, пути к подкорковым образованиям, и мелкие пирамиды, образующие ассоциативные пути к другим отделам коры. Наиболее крупные пирамидные клетки -- гигантские пирамиды Беца -- находятся в передней центральной извилине, в так называемой моторной зоне коры. Характерная особенность крупных пирамид -- их вертикальная ориентация в толще коры. От тела клетки вертикально вверх к поверхности коры направлен наиболее толстый (верхушечный) дендрит, через который в клетку поступают различные афферентные влияния от других нейронов, а вертикально вниз отходит эфферентный отросток -- аксон.

Многочисленность контактов (например, только на дендритах крупной пирамиды их насчитывают от 2 до 5 тыс.) обеспечивает возможность широкой регуляции деятельности пирамидных клеток со стороны множества других нейронов. Это позволяет координировать ответные реакции коры (в первую очередь ее моторную функцию) с разнообразными воздействиями из внешней среды и внутренней среды организма.

Для коры больших полушарий характерно обилие межнейронных связей. По мере развития мозга человека после его рождения увеличивается число межцентральных взаимосвязей, особенно интенсивно до 18 лет.

Функциональной единицей коры является вертикальная колонка взаимосвязанных нейронов. Вытянутые по вертикали крупные пирамидные клетки с расположенными над ними и под ними нейронами образуют функциональные объединения нейронов. Все нейроны вертикальной колонки отвечают на одно и то же афферентное раздражение (от одного и того же рецептора) одинаковой реакцией и совместно формируют эфферентные ответы пирамидных нейронов.

Распространение возбуждения в поперечном направлении--от одной вертикальной колонки к другой -- ограничено процессами торможения. Возникновение активности в вертикальной колонке приводит к возбуждению спинальных мотонейронов и сокращению связанных с ними мышц. Этот путь используется, в частности, при произвольном управлении движениями конечностей.

Первичные, вторичные и третичные поля коры. Особенности строения и функционального значения отдельных участков коры позволяют выделить отдельные корковые поля.

Различают три основные группы полей в коре: первичные, вторичные и третичные поля.

Первичные поля связаны с органами чувств и органами движения на периферии, они раньше других созревают в онтогенезе, имеют наиболее крупные клетки. Это так называемые ядерные зоны анализаторов, по И. П. Павлову (например, поле болевой, температурной, тактильной и мышечно-суставной чувствительности в задней центральной извилине коры, зрительное поле в затылочной области, слуховое поле в височной области и двигательное поле в передней центральной извилине коры) (рис. 54). Эти поля осуществляют анализ отдельных раздражений,поступающих в кору от соответствующих рецепторов. При разрушении первичных полей возникают так называемая корковая слепота, корковая глухота и т. п. Рядом расположены вторичные поля, или периферические зоны анализаторов, которые связаны с отдельными органами только через первичные поля. Они служат для обобщения и дальнейшей обработки поступающей информации. Отдельные ощущения синтезируются в них в комплексы, обусловливающие процессы восприятия. При поражении вторичных полей сохраняется способность видеть предметы, слышать звуки, но человек их не узнает, не помнит их значения. Первичные и вторичные поля имеются и у человека, и у животных.

Наиболее далеки от непосредственных связей с периферией третичные поля, или зоны перекрытия анализаторов. Эти поля есть только у человека. Они занимают почти половину территории коры и имеют обширные связи с другими отделами коры и с неспецифическими системами мозга. В этих полях преобладают наиболее мелкие и разнообразные клетки. Основным клеточным элементом здесь являются звездчатые нейроны. Третичные поля находятся в задней половине коры -- на границах теменных, височных и затылочных ее областей и в передней половине -- в передних частях лобных областей. В этих зонах оканчивается наибольшее число нервных волокон, соединяющих левое и правое полушария, поэтому роль их особенно велика в организации согласованной работы обоих полушарий. Третичные поля созревают у человека позже других корковых полей, они осуществляют наиболее сложные функции коры. Здесь происходят процессы высшего анализа и синтеза. В третичных полях на основе синтеза всех афферентных раздражении и с Учетом следов прежних раздражении вырабатываются цели и задачи поведения. Согласно им происходит программирование двигательной деятельности. Развитие третичных полей у человека связывают с функцией речи. Мышление (внутренняя речь) возможно только при совместной деятельности анализаторов, объединение информации от которых происходит в третичных полях.

При врожденном недоразвитии третичных полей человек не в состоянии овладеть речью (произносит лишь бессмысленные звуки) и даже простейшими двигательными навыками (не может одеваться, пользоваться орудиями труда и т. п.).

Воспринимая и оценивая все сигналы из внутренней и внешней среды, кора больших полушарий осуществляет высшую регуляцию всех двигательных и эмоционально-вегетативных реакций.

Функции коры больших полушарии. Кора больших полушарий выполняет наиболее сложные функции организации приспособительного поведения организма во внешней среде. Это прежде всего функция высшего анализа и синтеза всех афферентных раздражении.

Афферентные сигналы поступают в кору по разным каналам, в разные ядерные зоны анализаторов (первичные поля), а затем синтезируются во вторичных и третичных полях, благодаря деятельности которых создается целостное восприятие внешнего мира. Этот синтез лежит в основе сложных психических процессов восприятия, представления, мышления. Кора больших полушарий представляет собою орган, тесно связанный с возникновением у человека сознания и регуляцией его общественного поведения. Важной стороной деятельности коры больших полушарий является замыкательная функция -- образование новых рефлексов и их систем (условные рефлексы, динамические стереотипы--см. главу XV).

Благодаря необычайно большой продолжительности сохранения в коре следов прежних раздражении (памяти) в ней накапливается огромный объем информации. Это имеет большое значение для сохранения индивидуального опыта, который используется по мере необходимости.

Электрическая активность коры больших полушарии. Изменения функционального состояния коры отражаются на характере ее биопотенциалов. Регистрация электроэнцефалограммы (ЭЭГ), т. е. электрической активности коры, производится непосредственно с ее обнаженной поверхности (в опытах на животных и при операциях на человеке) или через неповрежденные покровы головы (в естественных условиях на животных и человеке). Современные электро-энцефалографы усиливают эти потенциалы в 2--3 млн. раз и дают возможность исследовать ЭЭГ от многих точек коры одновременно.

В ЭЭГ различают определенные диапазоны частот, называемые ритмами ЭЭГ (рис. 55). В состоянии относительного покоя чаще всего регистрируется альфа-ритм (8--12 колебаний в 1 сек.), в состоянии активного внимания -- бета-ритм (выше 13 колебаний в 1 сек.), при засыпании, некоторых эмоциональных состояниях -- тэта-ритм (4--7 колебаний в 1 сек.), при глубоком сне, потере сознания, наркозе -- дельта-ритм (1--3 колебания в 1 сек.).

В ЭЭГ отражаются особенности взаимодействия корковых нейронов при умственной и физической работе. Отсутствие налаженной координации при выполнении непривычной или тяжелой работы приводит к так называемой десинхронизации ЭЭГ -- быстрой асинхронной активности (см. рис. 55). По мере формирования двигательного навыка происходит сонастраивание активности отдельных связанных с данным движением нейронов и отключение посторонних.

В ЭЭГ при этом возникают различные формы синхронизации (см. рис. 55, ж, з). Выполнение освоенного и автоматизированного движения может протекать при незначительной активности очень небольшого числа корковых нейронов, находящихся в ограниченных областях коры. При этом почти на всей остальной поверхности коры восстанавливается исходный ритм колебаний -- альфа-ритм (см. рис. 55, з).

В процессе спортивной тренировки происходит перестройка и совершенствование функций коры больших полушарий. С ростом спортивного мастерстваувеличиваются амплитуда и регулярность проявления фоновой активности -- альфа-ритма в состоянии покоя. При развитии качества быстроты (например, у баскетболистов) повышается частота волн альфа-ритма, что способствует ускорению произвольных движений.

В процессе мышечной работы значительно усиливается по сравнению с состоянием относительного покоя взаимосвязанность (синхронность и синфазность)электрической активности различных областей коры. Это облегчает функциональные взаимодействия между различными корковыми центрами. Процесс формирования двигательного навыка сопровождается концентрацией взаимосвязанной активности в ограниченных зонах коры, наиболее важных для текущей деятельности. Между этими зонами устанавливается общий ритм активности. В такие характерные системы взаимодействующих корковых зон включаются не только первичные поля (моторные, зрительные и др.), но и вторичные (например, премоторные и др.) и особенно третичные поля: передние -- программирующие лобные области и задние -- зоны афферентного синтеза (нижнетеменные и др.).

2. Большие полушария -- это филогенетически наиболее молодой отдел ЦНС, развивающийся из конечного мозга. Кора -- это поверхностный слой серого вещества больших полушарий, который состоит из нервных клеток с их отростками и промежуточной ткани (нейроглия, кровеносные и лимфатические сосуды).

Кора больших полушарий делится на три типа :

архикортекс (древняя кора гиппокампа),

палеокортекс (старая кора грушевидной доли),

неокортекс.

Функции коры БП.

1. сенсорная -- отвечает за восприятие сигналов из окружающей среды и внутренней среды, их обработка, ибо каждый анализатор имеет корковую часть.

2. условно-рефлекторная -- отвечает за осуществление условных рефлексов.

3. психическая -- отвечает за возникновение ощущений, восприятий, за способность к мыслительной деятельности, абстрактное мышление и запоминание, осознание сигналов из окружающей среды, осознание личностью взаимоотношения с окружением, является структурной основой осознания и интеллекта, за психические свойства личности : интересы, темперамент, характер и т. д.

Структурное развитие коры идет с увеличением нервных элементов и возникновение многослойного строения коры ( у амфибий -- 1 слой, у птиц -- 3 слоя, у селовека -- 6 слоев).

Параллельно происходит усовершенствование связей как в пределах самой коры, так и её связь с другими отделами ЦНС :

коллатеральные пути, образованные отростками нервных клеток, идущих параллельно поверхности коры и обеспечивающих взаимодействие и связь между клетками разных слоёв одного полушария.

2. ассоциативные пути, связывают разные области одного полушария.

3. комисуральные пути, связывают разные области обоих полушарий, обеспечивая их согласованную деятельность,

4. проекционные пути, связывают кору БП с нижележащими отделами ЦНС и с рецепторами.

В процессе эволюции происходит увеличение площади поверхности коры за счет образования борозд и извилин и теперь она (S пов.) составляет примерно 2,5 м2.

В коре ядерный тип строения нижележащих отделов ЦНС сменяется экранным типом, а именно в коре клетки лежат в одной плоскости, а также увеличивается количество чувствительных нервных клеток по сравнению с двигательными ( в спинном мозге соотношение чувствительных и двигательных нейронов составляет 15 : 1, а в коре -- 20 : 1).

в процессе эволюции увеличивается ёмкость черепа, нарастает масса мозга, что не определяет умственных способностей, а имеет отношение к изменению массы тела( у слона m = 5 кг, отношение к массе тела составляет 1/500, у обезьян -- 1/50, у человека -- 1/40). Вес мозга у людей широко варьирует, но как уже отмечалось, умственные способности не зависят от массы мозга. Так были проведены измерения массы мозга у гениальных людей в разные периоды истории : Тургенев -- 2012 г (самый большой мозг), Байрон -- 1807 г, Бехтерев -- 1720 г, Павлов -- 1653 г, А. Франс -- 1017 г.

Важным является соотношение между отдельными долями больших полушарий : затылочная доля у обезьян составляет 30-40%, у человека -- 12%, нижние теменные доли 0,7% и 0,8%, лобные доли 10% и 20%.

В ходе эволюции происходит специализация центров и кортиколизация функций.

Методы изучения функций КБП :

1. экстирпация -- частичное или полное удаление коры, сопровождаемое наблюдениями за изменениями функций.

2. раздражение определенных зон коры, ответственных за реализацию данной функции.

3. метод условных рефлексов.

4. электроэнцефалография -- регистрация биопотенциалов.

5. клинико-анатомические исследования позволяют сопоставить прижизненные изменения функций в связи с заболеваниями и последующим морфологическим обследованием после смерти.

6. компьютерная томография использует рентгеновское излучение для получения изображения структур мозга, суть метода заключается в том, что поглощение рентгеновских лучей разными структурами мозга определяется специальными детекторами, расположенными под разными углами при движении источника излучения, данный метод позволяет получить прижизненное изображение мозга.

7. ядерно-магнитный резонанс определяет радиоволны, которые испускают ядра атомов водорода при помещении обследуемого в сильное магнитное поле, компьютер выдает прижизненное изображение структур мозга.

8. позитронно-эмисионная томография позволяет определить степень метаболической активности в разных отделах мозга, при этом исследуемый получает радионуклиды, глюкозу, которые испускают поток позитронов и вступают в обменные процессы в мозге. Получение объекта ?- лучами и их взаимоотношение с потоками позитронов позволяет получить изображение изменений обменных процессов.

3. Зоны мозга

Ну, продолжим. Борозды и извилины коры большого мозга увеличивают ее поверхность без увеличения объема полушарий, что, согласитесь, актуально в ограниченном пространстве нашего черепа. Кроме того, самые крупные борозды еще и «делят» каждое полушарие нашего мозга на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную.

Но, кроме такого вот географического, а точнее топографического деления, кору головного мозга принято еще разграничивать и по функциональному признаку.

Сейчас поясню: каждая из наших сенсорных систем, например, зрительная, слуховая, осязательная, отправляет свою информацию в определенные участки коры. Так же свой участок коры выделен для контроля движения частей тела - т.е. моторных реакций. Остальная же часть коры, не являющаяся ни сенсорной, ни моторной, выделена нам матушкой природой под ассоциативные зоны, которые отвечают за память, мышление, речь, и занимают, кстати, большую часть мозговой коры.

Вот и получается, что по своим функциям участки коры делятся на сенсорные, моторные (двигательные) и ассоциативные зоны.



Конечно же, сенсорные и моторные зоны располагаются на обоих полушариях, но есть и такие функции, которые представлены только на одной, как правило, левой стороне мозга. К ним относятся зона Брока и зона Вернике, участвующие в порождении и понимании речи, а так же угловая извилина, соотносящая зрительную и слуховую формы слова.

Еще не задались вопросом, почему я написал «как правило, на левом полушарии»? А все дело то в том, что у правшей речевые центры действительно расположены в левом полушарии, а вот у левшей - в правом.

Но, есть и другое разделение коры головного мозга - так называемая картаполей Бродмана. В 1903 году германский анатом, физиолог, психолог и психиатр К. Бродман опубликовал описание пятидесяти двухцитоархитектонических полей, которые представляют собой участки коры головного мозга, различные по своему клеточному строению. Каждое такое поле отличается по величине, форме, расположению нервных клеток и нервных волокон и, конечно же, различные поля связаны с различными функциями головного мозга. На основании описания этих полей и была составлена карта полей Бродмана

4. Сенсорные области

Корковые концы анализаторов имеют свою топографию и на них проецируются определенные афференты проводящих систем. Корковые концы анализаторов разных сенсорных систем перекрываются. Помимо этого, в каждой сенсорной системе коры имеются полисенсорные нейроны, которые реагируют не только на «свой» адекватный стимул, но и на сигналы других сенсорных систем.

Кожная рецептирующая система, таламокортикальные пути проецируются на заднюю центральную извилину. Здесь имеется строгое соматотопическое деление. На верхние отделы этой извилины проецируются рецептивные поля кожи нижних конечностей, на средние -- туловища, на нижние отделы -- руки, головы.

На заднюю центральную извилину в основном проецируются болевая и температурная чувствительность. В коре теменной доли (поля 5 и 7), где также оканчиваются проводящие пути чувствительности, осуществляется более сложный анализ: локализация раздражения, дискриминация, стереогноз.

При повреждениях коры более грубо страдают функции дистальных отделов конечностей, особенно рук.

Зрительная система представлена в затылочной доле мозга: поля 17, 18, 19. Центральный зрительный путь заканчивается в поле 17; он информирует о наличии и интенсивности зрительного сигнала. В полях 18 и 19 анализируются цвет, форма, размеры, качества предметов. Поражение поля 19 коры большого мозга приводит к тому, что больной видит, но не узнает предмет (зрительная агнозия, при этом утрачивается также цветовая память).

Слуховая система проецируется в поперечных височных извилинах (извилины Гешля), в глубине задних отделов латеральной (сильвиевой) борозды (поля 41, 42, 52). Именно здесь заканчиваются аксоны задних бугров четверохолмий и латеральных коленчатых тел.

Обонятельная система проецируется в области переднего конца гиппокампальной извилины (поле 34). Кора этой области имеет не шести-, а трехслойное строение. При раздражении этой области отмечаются обонятельные галлюцинации, повреждение ее ведет к аносмии (потеря обоняния).

Вкусовая система проецируется в гиппокампальной извилине по соседству с обонятельной областью коры (поле 43).

5. Моторные области

Впервые Фритч и Гитциг (1870) показали, что раздражение передней центральной извилины мозга (поле 4) вызывает двигательную реакцию. В то же время признано, что двигательная область является анализаторной.

В передней центральной извилине зоны, раздражение которых вызывает движение, представлены по соматотопическому типу, но вверх ногами: в верхних отделах извилины -- нижние конечности, в нижних -- верхние.

Спереди от передней центральной извилины лежат премоторные поля 6 и 8. Они организуют не изолированные, а комплексные, координированные, стереотипные движения. Эти поля также обеспечивают регуляцию тонуса гладкой мускулатуры, пластический тонус мышц через подкорковые структуры.

В реализации моторных функций принимают участие также вторая лобная извилина, затылочная, верхнетеменная области.

Двигательная область коры, как никакая другая, имеет большое количество связей с другими анализаторами, чем, видимо, и обусловлено наличие в ней значительного числа полисенсорных нейронов.



6. Ассоциативные области

Все сенсорные проекционные зоны и моторная область коры занимают менее 20% поверхности коры большого мозга (см. рис. 4.14). Остальная кора составляет ассоциативную область. Каждая ассоциативная область коры связана мощными связями с несколькими проекционными областями. Считают, что в ассоциативных областях происходит ассоциация разносенсорной информации. В результате формируются сложные элементы сознания.

Ассоциативные области мозга у человека наиболее выражены в лобной, теменной и височной долях.

Каждая проекционная область коры окружена ассоциативными областями. Нейроны этих областей чаще полисенсорны, обладают большими способностями к обучению. Так, в ассоциативном зрительном поле 18 число нейронов, «обучающихся» условнорефлекторной реакции на сигнал, составляет более 60% от числа фоновоактивных нейронов. Для сравнения: таких нейронов в проекционном поле 17 всего 10--12%.

Повреждение поля 18 приводит к зрительной агнозии. Больной видит, обходит предметы, но не может их назвать.

Полисенсорность нейронов ассоциативной области коры обеспечивает их участие в интеграции сенсорной информации, взаимодействие сенсорных и моторных областей коры.

В теменной ассоциативной области коры формируются субъективные представления об окружающем пространстве, о нашем теле. Это становится возможным благодаря сопоставлению соматосенсорной, проприоцептивной и зрительной информации.

Лобные ассоциативные поля имеют связи с лимбическим отделом мозга и участвуют в организации программ действия при реализации сложных двигательных поведенческих актов.

Первой и наиболее характерной чертой ассоциативных областей коры является мультисенсорность их нейронов, причем сюда поступает не первичная, а достаточно обработанная информация с выделением биологической значимости сигнала. Это позволяет формировать программу целенаправленного поведенческого акта.

Вторая особенность ассоциативной области коры заключается в способности к пластическим перестройкам в зависимости от значимости поступающей сенсорной информации.

Третья особенность ассоциативной области коры проявляется в длительном хранении следов сенсорных воздействий. Разрушение ассоциативной области коры приводит к грубым нарушениям обучения, памяти. Речевая функция связана как с сенсорной, так и с двигательной системами. Корковый двигательный центр речи расположен в заднем отделе третьей лобной извилины (поле 44) чаще левого полушария и был описан вначале Даксом (1835), а затем Брока (1861).

Слуховой центр речи расположен в первой височной извилине левого полушария (поле 22). Этот центр был описан Вернике (1874). Моторный и слуховой центры речи связаны между собой мощным пучком аксонов.

Речевые функции, связанные с письменной речью, -- чтение, письмо -- регулируются ангулярной извилиной зрительной области коры левого полушария мозга (поле 39).

При поражении моторного центра речи развивается моторная афазия; в этом случае больной понимает речь, но сам говорить не может. При поражении слухового центра речи больной может говорить, излагать устно свои мысли, но не понимает чужой речи, слух сохранен, но больной не узнает слов. Такое состояние называется сенсорной слуховой афазией. Больной часто много говорит (логорея), но речь его неправильная (аграмматизм), наблюдается замена слогов, слов (парафазии).

Поражение зрительного центра речи приводит к невозможности чтения, письма.

Изолированное нарушение письма -- аграфия, возникает также в случае расстройства функции задних отделов второй лобной извилины левого полушария.

В височной области расположено поле 37, которое отвечает за запоминание слов. Больные с поражениями этого поля не помнят названия предметов. Они напоминают забывчивых людей, которым необходимо подсказывать нужные слова. Больной, забыв название предмета, помнит его назначения, свойства, поэтому долго описывает их качества, рассказывает, что делают этим предметом, но назвать его не может. Например, вместо слова «галстук» больной, глядя на галстук, говорит: «это то, что надевают на шею и завязывают специальным узлом, чтобы было красиво, когда идут в гости».

Распределение функций по областям мозга не является абсолютным. Установлено, что практически все области мозга имеют полисенсорные нейроны, т. е. нейроны, реагирующие на различные раздражения. Например, при повреждении поля 17 зрительной области его функцию могут выполнять поля 18 и 19. Кроме того, разные двигательные эффекты раздражения одного и того же двигательного пункта коры наблюдаются в зависимости от текущей моторной деятельности.

Если операцию удаления одной из зон коры провести в раннем детском возрасте, когда распределение функций еще не жестко закреплено, функция утраченной области практически полностью восстанавливается, т. е. в коре имеются проявления механизмов динамической локализации функций, позволяющих компенсировать функционально и анатомически нарушенные структуры.

Важной особенностью коры большого мозга является ее способность длительно сохранять следы возбуждения.

Следовые процессы в спинном мозге после его раздражения сохраняются в течение секунды; в подкорково-стволовых отделах (в форме сложных двигательно-координаторных актов, доминантных установок, эмоциональных состояний) длятся часами; в коре мозга следовые процессы могут сохраняться по принципу обратной связи в течение всей жизни. Это свойство придает коре исключительное значение в механизмах ассоциативной переработки и хранения информации, накопления базы знаний.

Сохранение следов возбуждения в коре проявляется в колебаниях уровня ее возбудимости; эти циклы длятся в двигательной области коры 3--5 мин, в зрительной -- 5--8 мин.

Основные процессы, происходящие в коре, реализуются двумя состояниями: возбуждением и торможением. Эти состояния всегда реципрокны. Они возникают, например, в пределах двигательного анализатора, что всегда наблюдается при движениях; они могут возникать и между разными анализаторами. Тормозное влияние одного анализатора на другие обеспечивает сосредоточенность внимания на одном процессе.

Реципрокные отношения активности очень часто наблюдаются в активности соседних нейронов.

Отношение между возбуждением и торможением в коре проявляется в форме так называемого латерального торможения. При латеральном торможении вокруг зоны возбуждения формируется зона заторможенных нейронов (одновременная индукция) и она по протяженности, как правило, в два раза больше зоны возбуждения. Латеральное торможение обеспечивает контрастность восприятия, что в свою очередь позволяет идентифицировать воспринимаемый объект.

Помимо латерального пространственного торможения, в нейронах коры после возбуждения всегда возникает торможение активности и наоборот, после торможения -- возбуждение -- так называемая последовательная индукция.

В тех случаях когда торможение не в состоянии сдерживать возбудительный процесс в определенной зоне, возникает иррадиация возбуждения по коре. Иррадиация может происходить от нейрона к нейрону, по системам ассоциативных волокон I слоя, при этом она имеет очень малую скорость -- 0,5--2,0 м/с. В другом случае иррадиация возбуждения возможна за счет аксонных связей пирамидных клеток III слоя коры между соседними структурами, в том числе между разными анализаторами. Иррадиация возбуждения обеспечивает взаимоотношение состояний систем коры при организации условнорефлекторного и других форм поведения.

Наряду с иррадиацией возбуждения, которое происходит за счет импульсной передачи активности, существует иррадиация состояния торможения по коре. Механизм иррадиации торможения заключается в переводе нейронов в тормозное состояние под влиянием импульсов, приходящих из возбужденных участков коры, например, из симметричных областей полушарий.

6. Электрические проявления активности коры большого мозга

Электрическая активность структур нервной системы - это электромагнитные явления, сопровождающие вероятностныефункции структур нервной системы. Электромагнитные явления распространяются по тканям организма к поверхности тела и за его пределы, вызывая изменения электрического поля и магнитного поля в любых точках поверхности тела и его среды. Процесс регистрации этих изменений называется электроэнцефалографией и магнитоэнцефалографией, а результатрегистрации электроэнцефалограммой или магнитоэнцефалограммой.

Электроэнцефалография является электрофизиологическим методом оценки функции нервной системы и ее структур.

Различают фоновую электрическую активность структур нервной системы и вызванную электрическую активность структур нервной системы. Фоновая электрическая активность проявляется без специальных внешних воздействий. Фоновая электрическая активность регистрируется в виде фоновой электроэнцефалограммы (фоновая ЭЭГ). Вызванная электрическая активность регистрируется как электроэнцефалографические вызванные ответы (ЭЭГ-вызванные ответы) и проявляется в ответ на специальные внешние воздействия, как правило в форме единичного импульса (вспышки света, щелчки звука, электрические импульсы). Вызванная электрическая активность накладывается на фоновую электрическую активность.

Как и любые другие соматические функции, и фоновая, и вызванная электрическая активность структур нервной системы по своей сущности являются частично регулярными функциями. Любая частично регулярная функция имеет две главных компоненты: полностью регулярную (систематическую) составляющую и стохастическую составляющую. Полностью регулярная составляющая электроэнцефалографической активности называется ритмом электрической активности, или ритмом электроэнцефалограммы. Ритм электроэнцефалограммы - это полностью регулярные колебания электроэнцефалограммы определенной полосы частот. Ритмы электроэнцефалограммы могут быть искусственно выделены. Различают следующие пять основных типов полностью регулярных составляющих, или ритма электроэнцефалограммы: дельта_активность, тета_активность, альфа_активность, мю_активность, бета_активность (см ниже схему Классификация полностью регулярных составляющих электроэнцефалограммы). Существуют и другие ритмы электроэнцефалограммы.

Оценка функционального состояния коры большого мозга человека является трудной и до настоящего времени нерешенной задачей. Одним из признаков, косвенно свидетельствующем о функциональном состоянии структур головного мозга, является регистрация в них колебаний электрических потенциалов.

Каждый нейрон имеет заряд мембраны, который при активации уменьшается, а при торможении -- чаще увеличивается, т. е. развивается гиперполяризация. Глия мозга также имеет заряд клеток мембран. Динамика заряда мембраны нейронов, глии, процессы, происходящие в синапсах, дендритах, аксонном холмике, в аксоне -- все это постоянно изменяющиеся, разнообразные по интенсивности, скорости процессы, интегральные характеристики которых зависят от функционального состояния нервной структуры и суммарно определяют ее электрические показатели. Если эти показатели регистрируются через микроэлектроды, то они отражают активность локального (до 100 мкм в диаметре) участка мозга и называются фокальной активностью.

В случае, если электрод располагается в подкорковой структуре, регистрируемая через него активность называется субкортикограммой, если электрод располагается в коре мозга -- кортикограммой. Наконец, если электрод располагается на поверхности кожи головы, то регистрируется суммарная активность как коры, так и подкорковых структур. Это проявление активности называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ) (рис. 4.15).

Все виды активности мозга в динамике подвержены усилению и ослаблению и сопровождаются определенными ритмами электрических колебаний. У человека в покое при отсутствии внешних раздражений преобладают медленные ритмы изменения состояния коры мозга, что на ЭЭГ находит отражение в форме так называемого альфа-ритма, частота колебаний которого составляет 8--13 в секунду, а амплитуда -- приблизительно 50 мкВ.

Переход человека к активной деятельности приводит к смене альфа-ритма на более быстрый бета-ритм, имеющий частоту колебаний 14--30 в секунду, амплитуда которых составляет 25 мкВ.

Переход от состояния покоя к состоянию сосредоточенного внимания или ко сну сопровождается развитием более медленного тета-ритма (4--8 колебаний в секунду) или дельта-ритма (0,5--3,5 колебаний в секунду). Амплитуда медленных ритмов составляет 100--300 мкВ (см. рис. 4.15).

Когда на фоне покоя или другого состояния мозгу предъявляется новое быстрое нарастающее раздражение, на ЭЭГ регистрируются так называемые вызванные потенциалы (ВП). Они представляют собой синхронную реакцию множества нейронов данной зоны коры.

Латентный период, амплитуда ВП зависят от интенсивности наносимого раздражения. Компоненты ВП, количество и характер его колебаний зависят от адекватности стимула относительно зоны регистрации ВП.

ВП может состоять из первичного ответа или же из первичного и вторичного. Первичные ответы представляют собой двухфазные, позитивно-негативные колебания. Они регистрируются в первичных зонах коры анализатора и только при адекватном для данного анализатора стимуле. Например, зрительная стимуляция для первичной зрительной коры (поле 17) является адекватной (рис. 4.16). Первичные ответы характеризуются коротким латентным периодом (ЛП), двухфазностью колебания: вначале положительная, затем -- отрицательная. Первичный ответ формируется за счет кратковременной синхронизации активности близлежащих нейронов.

Вторичные ответы более вариабельны по ЛП, длительности, амплитуде, чем первичные. Как правило, вторичные ответы чаще возникают на сигналы, имеющие определенную смысловую нагрузку, на адекватные для данного анализатора стимулы; они хорошо формируются при обучении

7. Мозговое кровообращение.

Гоовной мозг: m=1,5 кг (2% mтела), 20% всего поступающего в организм О2, глюкозы - 70%. 15% серд. выброса (покой). Оч.чув. к ишемии: прекращение кровотока на 5с =>потеря сознания; неск.минут =>необр.повреждение тканей.

Артерии: 2 системы:

1. Артериальная сеть в паутинной оболочке (радиально отходят в в-во мозга внутримозг.артерии;

2. Сосуд.система подкорк.образований, промежут.мозга и ствола - артерии, отход.непосредств. от сосудов основания мозга ~>в бел.в-во.

Строение: тонкая стенка, наружная эластическая мембрана =>снижает толчки пульсовой волны. Капилляры не только оплетают, но и пронизывают нейроны. В сером веществе более узкие =>лучше условия для обмена между нерв.тканью икровью. Плотность капиллярной сети зависит от поверхности нейронов и интенсивности функционирования. Резервных капилляров нет.

Вены - тонкая стенка; мыш.слой; эласт.мембрана. Много анастомозов - В норме не функ-ют непрерывно (важны при закупорке сосудов) =>Виллизиев круг. Гемато-энцефал.барьер. В эндотелии нет пор =>меньше проницаемость. Препятствует проникновению в клетки мозга гидрофил.полярн.в-в. Есть система спец.переносчиков глюкозы, не препятствуют диффузии О2 и СО2. Защита от нарушения ионного равновесия, воздействия гормонов. Вывод: Хим. состав внеклет. пространства мозга регул-ся независимо от состава плазмы. Есть зоны, в которых ГЭБ нарушен - триггер-зона рвотного центра в продолговатом мозге.

Череп - ригидная конструкция: увеличение притока => увеличение оттока.

Объем крови и экстраваскулярн. жидкости отн. постоянны, зависят друг от друга. Задача организма - поддержание постоянства кровотока в мозге.

Нервная регуляция - симпат.и парасимп. система. Реакция сосудосуживающих симп.нервов - важный защитный механизм, предохраняет мозг.сосуды от избыточного пассивного растяжения при внезапном значительном увеличении АД. Изменение АД от 60 до 160 мм рт.ст не влияет на мозг.кровоток (за счет ауторегуляции). АД <60 мм Hg =>vкровотока =>обморок; АД >160 мм Hg =>^проницаемости ГЭБ =>отек мозга. Локальный кровоток меняется в завис. от активности разных зон мозга (накопления метаболитов, ^СО2 etc) - функциональная гиперемия.

...