Развитие головного мозга в ранние периоды онтогенеза

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Онтогенез. Эмбриогенез

1.1 Продолговатый мозг

1.2 Мост

1.3 Мозжечок

1.4 Средний мозг

2. Онтогенез постэмбриональный

2.1 Продолговатый мозг

2.2 Мост

2.3 Мозжечок

2.4 Средний мозг

3. Современные методы исследования заболеваний головного мозга

4. Церебральный паралич, причины и последствия

Список использованных источников



Введение

Эмбриональный и постэмбриональный периоды онтогенеза играют исключительно важную роль в развитии головного мозга. Развитие и свойства этого органа определяются, прежде всего, генетическими факторами. Генетические исследования выявили гены, мутации которых вызывают изменения важных поведенческих реакций, установили, что способности к обучению у млекопитающих определяются не одним, а многими генами. Эти факты твердо установлены, в то же время расшифровка конкретных механизмов, которыми генотип высших животных, в том числе человека, регулирует развитие, определяет свойства мозга, особенности его интеллекта и психики, потребует еще много усилий исследователей.

Отметим, что определены принципы генетического контроля важнейших элементарных процессов, из которых слагается формирование мозга в эмбриональном периоде. К таким процессам относятся:

дифференцировка части клеток эктодермы в нейроэктодерму.

размножение клеток нейроэктодермы и их дифференцировка в нейробласты. (предшественники нервных клеток - нейронов) и глиобласты (предшественники вспомогательных клеток мозга - глиоцитов).

миграция их в зоны окончательного нахождения.

образование из этих клеток различных типов нейронов и глиальных клеток.

установление синаптических связей между нейронами.

запрограммированная гибель части клеток.

Различное соотношение указанных процессов определяет массу мозга и его частей, количество и характер связей между нейронами, соотношения между нейронами и глиальными клетками, отдельными типами нейронов, функциональные особенности органа.

Нормальное развитие мозга может нарушаться под влиянием многих факторов. Это определяется как высокой чувствительностью мозга в критические периоды развития, так и необратимостью некоторых из последствий таких воздействий. Последнее зависит от многих причин.

Одна из них состоит в том, что зрелые нервные клетки (нейроны) не обладают способностью к делению. В связи с этим любые факторы, которые приводят к уменьшению их численности к моменту рождения, делают головной мозг необратимо "малонейронным". Причиной этого может быть уменьшение интенсивности деления нейробластов или увеличение числа погибающих нейробластов и нейронов. При этом автоматически отклоняется от нормального процесс формирования связей между нейронами - образование синапсов, меняется пространственная организация межнейронных взаимодействий. Кроме того, некоторые свойства нейронов, определяющие их функциональные особенности после рождения (например, наличие тех или иных рецепторов), также могут необратимо программироваться в эмбриогенезе.

Установлено также, что некоторые вещества (алкоголь, наркотики, никотин) действуя на нейроны в эмбриональном периоде, приводят к формированию в этих клетках стойкий изменений, сохраняющихся и после рождения. Кроме того показано, что патологические агенты, действующие на головной мозг эмбриона, влияют не только на нейроны, но вызывают также стойкие изменения и во вспомогательных клетках - глиоцитах, а также в кровеносных сосудах. Наиболее тяжелые и грубые изменения головного мозга человека возникают при действии различных повреждающих агентов на 3-4 неделях эмбриогенеза. Значимость поражения мозга в эмбриогенезе усиливается в связи с тем, что его развитие идет особенно интенсивно именно в данный период онтогенеза. Отражением этого является высокая относительная масса органа у эмбрионов и новорожденных. Так, у новорожденных детей масса мозга составляет около 10% от массы тела, у взрослого - менее 2%.

Необходимо отметить, что в эмбриональном периоде головной мозг не только готовится к функционированию после рождения, но и участвует в регуляции развития эндокринных желез, реагирует на тактильные, звуковые, вкусовые раздражители, в это время им осуществляется формирование рефлекторных реакций.

Высокий динамизм развития мозга присущ и ранним этапам постэмбрионального периода онтогенеза. Если его масса у новорожденных детей около 350-380 грамм, то к 12 месяцам она приближается к 1 кг, а к 5-7 годам - к величинам, характерным для взрослого, которые составляют в среднем 1375 г у мужчин, 1275 г у женщин.



1. Онтогенез. Эмбриогенез

Мозг человека развивается из эмбриональной эктодермы, лежащей над хордой. С 11-го дня внутриутробного развития, начиная с головного конца зародыша, происходит закладка нервной пластинки, которая впоследствии (к 3 неделе) замыкается в трубку.

Нервная трубка отшнуровывается от эктодермального слоя и оказывается погруженной под него. Одновременно с образованием нервной трубки под слоем эктодермы закладываются парные полоски, из которых формируются ганглионарные пластинки (нервные гребни).

Первой смыкается та часть нервной трубки, из которой образуется задний мозг.

Смыкание трубки в переднем направлении происходит медленнее, чем в заднем, из-за ее большей толщины. Последним закрывается отверстие на переднем конце нервной трубки. Сформированная нервная трубка расширяется на переднем конце, на месте формирования будущего головного мозга.

В первичной закладке головного мозга появляются два перехвата и образуются три первичных мозговых пузыря: передний (prosencephalon), средний (mesencephalon) и задний (rhombencephalon) (рис.1, А). У трехнедельного эмбриона намечается разделение первого и третьего пузырей еще на две части, в связи, с чем наступает следующая, пятипузырная стадия развития (рис.1,Б). Из переднего пузыря выпячивается вперед и в стороны парный вторичный пузырь - конечный мозг (telencephalon), из которого развиваются большие полушария и некоторые базальные ядра, а задняя часть переднего пузыря получает название промежуточного мозга (diencephalon). С каждой стороны промежуточного мозга вырастает глазной пузырь, в стенке которого формируются нервные элементы глаза. Из заднего пузыря развивается задний мозг (metencephalon), включающий мозжечок и мост, и добавочный (myelencephalon) [1, с.27].

Средний мозг сохраняется как единое целое, но в процессе развития в нем происходят значительные изменения, связанные с образованием специализированных рефлекторных центров, имеющих отношение к зрению и слуху, а также к тактильной, температурной и болевой чувствительности.

Первичная полость мозговой трубки тоже изменяется. В области конечного мозга полость расширяется в парные боковые желудочки; в промежуточном мозге превращается в узкую сагиттальную щель - третий желудочек; в среднем мозге остается в форме канала - водопровода мозга; в ромбовидном пузыре она не делится при переходе в пятипузырную стадию и превращается в общий для заднего и добавочного мозга четвертый желудочек. Полости мозга выстланы эпендимой (разновидностью нейроглии) и заполнены цереброспинальной жидкостью.

Вследствие быстрого и неравномерного роста отдельных частей конфигурация головного мозга сильно усложняется.

Он образует три изгиба: передний - теменной изгиб - в области среднего мозга и задний - затылочный - в области добавочного (на границе со спинным мозгом) выпуклостью обращены назад и появляются к 4 неделе. Средний - мостовой изгиб - в области заднего мозга обращен выпуклостью вперед, формируется в течение 5 недели.

На данной стадии развития закладка мозга представляет собой пять следующих за другим отделов первоначальной медуллярной трубки: myelencephalon, metencephalon (задний мозг), mesencephalon (средний мозг), diencephalon (промежуточный мозг) и telencephalon (конечный мозг) [1, с.33]. Эти мозговые пузыри разделяются между собой сужениями, среди которых особенно хорошо распознается сужение между конечным мозгом и мозгом промежуточным, идущих друг за другом отделов первоначальной медуллярной трубки.



Рисунок 1- Развитие головного мозга в пренатальный период:

А - 3 недели; Б - 5 недель; В - 5 месяцев, Г - 6 месяцев; Д - новорожденный: а - передний, б - средний и в - задний пузыри; г - спинной мозг; д - конечный, е - промежуточный, ж - задний и з - добавочный мозг; 1 - глазной пузырь; 2 - слуховой пузырек; 3 - сердце; 4 - нижнечелюстной отросток; 5 - обонятельный бугорок; 6 - большое полушарие; 7 - средний мозг; 8 - мозжечок; 9 - продолговатый мозг; 10 - спинной мозг; 11 - гортань; 12 - нижняя прецентральная, 13 - центральная, 14 - латеральная, 15 - постцентральная, 16 - межтеменная и 17 - верхняя височная борозды; 18 - островок.



1.1 Продолговатый мозг

Myelencephalon (пятый мозговой пузырь, или заможье) представляет собой непосредственное продолжение спинномозговой закладки в собственно головной мозг. Каудально он ограничивается первым спинномозговым нервом, краниально-краем области моста [2, с.19].

Как в закладке спинного мозга, так и в заможье распознаются латеральные, сильно утолщенные стенки, а также вентральная и дорсальная (базальная и сводчатая) пластинки. Боковые стенки делятся посредством пограничной борозды(sulcus lamitans) на дорсальную (крылатую) и вентральную (базальную) части.

В ходе дальнейшего развития заможье, особенно ее латерально-вентральная (базальная) часть, разрастается и распростирается в плоскости, образуя при этом основание будущего продолговатого мозга и дно четвертого желудочка. Боковые отделы затем срастаются между собой по средней линии этого основания, включая в себя при этом также базальную (основную) пластинку. На этом месте, на разрезе видны швы, а на внутренней стороне - желобок, проходящий вдоль по средней линии - срединная борозда - sulcus medianus [2, с.21].

На основании продолговатого мозга (в задней части ромбовидной ямки fossa rhomboides) образуются сегментно расположенные, поперечные валикообразные утолщения (невромеры, или ромбомеры), которые, по мнению некоторых авторов, являются головными продолжениями сегментов узловой (ганглиевой) пластинки, а другие авторы считают их, наоборот, вторичными образованиями.

В этих местах образуются ядра краниальных (мозговых) нервов, причем уже в стадии заднего мозгового пузыря, то есть в стадии ромбовидного мозга (ядра V-XII нервов), при этом к области собственно продолговатого мозга относятся только ядра IХ-XII нервов. Из оболочечного слоя исходных вентро-латеральных отделов пятого мозгового пузыря, располагающихся теперь на основании, дифференцируется ядро средней части дорсального пучка (нежное ядро) - nucleus partis medialis fasciculi dorsalis (nucleus gracilis), ядро боковой части дорсального пучка (кожное ядро) - nucleus partis lateralis fasciculi dorsalis (nucleus cuneatus) и оливное ядро (nuclei olivae). Большинство волокон двиrательного (пирамидного) пути по своему ходу образует на вентральной стенке продолговатого мозга так называемый пирамидный выступ. Чувствительные ядра пятого мозгового пузыря взаимосвязываются с двигательными ядрами при помощи так называемого ретикулярного образования (fonnatio reticularis).

Кроме того, постепенно осуществляется связь с центрами, расположенными в спинном мозгу ниже (нисходящая связь). Связь возникает также с мозжечком и с промежуточным мозгом (восходящая связь). Дорсальная (сводчатая) пластинка, образованная слоем эпендимных клеток является тонкой; разрастаясь в ширину, она перекрывает основание пятого мозгового пузыря и четвертого желудочка.

Выше этого эпендимного слоя располагается тонкий мезенхимиый слой - мягкая оболочка (pia mater), в которую врастают сосуды. Таким путем возникает сосудистая покрышка четвертого желудочка (tela chorioidea ventriculi quarti), которая многократно впячивается в полость четвертого желудочка, образуя тем самым сосудистое сплетение четвертого желудочка (plexus chorioideus ventriculi quarti). В нем возникают отверстия, соединяющие четвертый желудочек с подпаутинным (субарахноидальным) пространством.

1.2 Мост

В продолжении вентро-латеральной (базальной) части пятого мозгового пузыря на основании четвертого желудочка образуются двигательные ядра V, VI и VII нервов, а также чувствительное ядро V нерва, улитковые и вестибулярные (преддверные) ядра VIII мозгового нерва. В результате вторичного утолщения и соединения базальных отделов заднего мозга по средней линии на вентральной поверхности возникает варолиев мост (pons Yaroli) с многочисленными более мелкими мостовыми ядрами серого вещества. Через варолиев мост проходят некоторые нервные волокна (особенно пирамидный путь), кроме того через него идут также важные пути, осуществляющие связь с мозжечком и с двигательной областью коры головного мозга [3, с.54].

Следующее вторичное образование закладывается на дорсальной стороне заднего мозга. Речь идет о мозжечке (cerebellum), возникновение которого филогенетически связано с развитием органов равновесия и мышечного тонуса. Мозжечок образуется из дорсолатеральных отделов (крыловидных частей) заднего мозга в области его покрытия,

Эти отделы, утолщаясь, превращаются в поперечно расположенную мозжечковую пластинку.

В формировании мозжечка в значительной степени участвуют дорсолатеральные (крыловидные) отделы заднего мозга, которые участвуют в образовании мозжечковых ядер, а также отчасти дают начало возникновению чувствительных ядер V ,VII и VIII мозговых нервов.

Кроме того, они также участвуют в образовании с каждой стороны трех ножек мозжечка к четверохолмию (brachia conjunctiva). Мозжечковая пластинка связана с покрытием заднего мозга при помощи двух пластинок белого вещества клювовидного и хвостового мозговых парусов (velum medullare rostrale et caudale). Дорсолатеральные (крыловидные) отделы заднего мозга (мозжечковой пластинки) начинают интенсивно утолщаться и сближаться между собой по средней линии [4, с.101].

Таким образом, вначале возникает закладка непарного мозжечкового червячка (vermis cerebelli), а затем по бокам начинают значительно выдаваться закладки обоих мозжечковых полушарий.

В результате изгибания мозжечковой поверхности червячок и полушария мозжечка впоследствии характерным образом гирифицируются (покрываются бороздами и извилинами), причем также и вторично, в связи, с чем в разрезе мозжечок имеет характерное очертание, известное под названием "дерево жизни" - arbor vitae [3, с.55].

К концу пятого месяца формирование базальной структуры мозжечка в основном завершается. Вторично, в результате миграции клеток оболочечного слоя через краевую зону на поверхность червячка и полушарий образуется кора мозжечка (cortex cerebelli). В области первоначального оболочечного слоя из невробластов дифференцируются мозжечковые ядра (зубчатое ядро nucleus dentatus, и ядро палатки - nucleus fastigii).

От мозжечка по направлению к варолиеву мосту возникают ручки моста, ручки мозжечка к мосту (brachia pontis, crus cerebelli ad pontem), по направлению к продолговатому мозгу образуются веревчатые тела (corpora restiformia, crus cerebelli ad medullam), а по направлению к среднему мозгу возникают ручки мозжечка к четверохолмию (brachia conjunctiva, crus cerebelli ad cerebrum). Клювовидный мозговой парус (velum medullare rostrale) соединяет мозжечковый червячок с закладкой для четверохолмия (corpora quadrigemina), располагающегося в области среднего мозга.

1.3 Мозжечок

Мозжечок развивается из утолщений дорсальных частей алярных пластинок. Первоначально мозжечковые утолщения проецируются в четвертый желудочек (рис.2Б). По мере увеличения мозжечковых утолщений они сливаются по средней линии и нарастают на ростральную половину четвертого желудочка (рис.2В).

Кора в эмбриогенезе формируется относительно поздно. Гладкая на ранних стадиях развития область закладки мозжечка в последующем становится складчатой. Борозды и извилины на разрезе имеют характерную для мозжечка картину - "древо жизни". От эпендимного слоя матричных клеток нервной трубки путем миграции по отросткам радиальных глиоцитов формируется наружный клеточный слой мозжечка [5, с.42]. Отсюда клетки, дифференцируясь в нейробласты, мигрируют в обратном направлении, встречаясь с нейробластами следующей волны миграции из эпендимного слоя.

Рисунок 2 - А - развивающийся головной мозг в конце 5-й недели; Б - поперечный разрез через метэнцефалон (развивающийся мост и мозжечок); В и Г - продольные разрезы через задний мозг в 6 и 17 недель

1 - изгиб среднего мозга, 2 - развивающийся мозжечок, 3 - pontine flexure, 4 - медулла, 5 - кровеносный сосуд, 6 - спинной мозг, 7 - шейный изгиб, 8 - соматические афферентные волокна, 9 - общие висцеральные афферентные, 10 - общие висцеральные эфферентные, 11 - мягкая оболочка, 12 - эпендимная крыша, 13 - развивающийся мозжечок, 14 - pontine nucleus, 15 - соматические эфферентные, 16 - специальные висцеральные эфферентные, 17 - средний мозг, 18 - развивающаяся передняя доля мозжечка, 19 - nodule, 20 - хороидальное сплетение, 21 - tela choroidea, 22 - мост, 23 - передняя доля (paleocerebellum), 24 - церебральный водопровод, 25 - первичная щель, 26 - задняя доля (neocerebellum), 27 - floculo-nodular



Такая встречная миграция двух потоков нейробластов способствует по мере их созревания формированию послойной структуры коры мозжечка и образованию характерных для нее внутренних межнейрональных связей.

1.4 Средний мозг

На дорсальной стороне среднего мозга (крыша tectum) в результате утолщения его покрытия и дорсолатеральных (крыловидных) отделов сначала образуются два бугорка (двоехолмие corpora bigemina), которые несколько позже, приблизительно в конце четвертого месяца, делятся на четыре бугорка (четверохолмие corpora quadrigemina) [6, с.94].

Эта область является центром зрительных и: слуховых связей. Клювовидные бугорки пластинки четверохолмия (colliculi rostrales laminae quadrigeminae) представляют собой первичные рецептивные центры для зрительного тракта (tractus opticus), а хвостовые бугорки пластинки четверохолмия: (colliculi caudales laminae quadrigeminae) связаны с улитковыми ядрами моста.

В вентролатеральных (базальных) частях среднего мозга, значительно утолщающихся, из оболочечного слоя дифференцируются двигательные ядра для III и IV мозговых нервов, далее покрышка (tegmentum), которая образует прямое продолжение ретикулярной формации из ниже расположенных отделов мозга, и, наконец, красное ядро (nucleus гubег) и черное ядро (nucleus niger, substantia nigra Soemmeringi) [4, с.63].

На основании боковых стенок в результате утолщения образуются два косо проходящих валика, которые ведут к мосту и по своему ходу сближаются, осуществляя связь моста с конечным мозгом (ножки мозга pedunculi cerebri).

Основание между ними остается тонким и образует межберцовое продырявленное вещество (substantia perforata intercruralis). В результате утолщения стенок и относительно более медленного роста среднего мозга первоначально широкая полость среднего мозга превращается в узкий канал, aquaeductus mesencephali (Sylvii) водопровод среднего мозга (сильвиев). Средний мозг у человека представлен сравнительно коротким отделом мозга и в значительной части перекрыт массивным конечным мозгом. Средний мозг простирается от сосковых тел вплоть до перешейка среднего мозга.



2. Онтогенез постэмбриональный

2.1 Продолговатый мозг

Его длина порядка двадцати восьми миллиметров, а ширина, постепенно увеличиваясь, достигает двадцати четырех миллиметров. Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга и в основном сохраняет его форму и строение (рис.3):

Рисунок 3 - Продолговатый мозг (горизонтальный разрез на уровне оливы).

1 - нижний мозговой 12 парус; 2 - сетчатое образование; 3 - ядро спинномозгового пути тройничного нерва; 4 - двоякое ядро; 5 - оливо-спинномозговой путь; 6 - медиальное добавочное оливное ядро; 7, 16 - оливное ядро; 8 - добавочный нерв; 9 - пирамида; 10 - подъязычный нерв; 11 - олива; 12 - ворота оливного ядра; 13 - покрышечно-спинномозговой путь; 14 - блуждающий нерв; 15 - красноядерно - спинномозговой путь; 17 - нижняя ножка мозжечка; 18 - медиальный продольный пучок; 19 - ядро подъязычного нерва.

Продолговатый мозг имеет вид луковицы. Верхний расширенный конец его граничит с мостом, а нижней границей служит уровень большого отверстия затылочной кости. На передней поверхности продолговатого мозга расположена передняя срединная щель. По бокам от нее находятся пирамиды, состоящие из двигательных пирамидных путей, соединяющих головной мозг со спинным. Составляющие пирамиды пучки нервных волокон частично перекрещиваются в глубине срединной щели на границе со спинным мозгом, после чего опускаются в боковом канатике на противоположной стороне спинного мозга. На вентральной стороне, вокруг срединной щели, проходят пучки волокон прямого пирамидного пути, которые не перекрещиваются и спускаются в переднем канатике спинного мозга. Латерально от пирамид лежит овальное возвышение - олива. На задней поверхности продолговатого мозга расположена задняя срединная борозда. По ее сторонам находятся ядра тонкого и клиновидного пучков, располагающиеся в одноименных бугорках. На задней поверхности находится нижняя часть ромбовидной ямки, где лежат ядра черепно-мозговых нервов (IX-XII пары). С боков ромбовидную ямку ограничивают ножки мозжечка.

Продолговатый мозг возник в связи с развитием органов гравитации и слуха. Поэтому в нем заложены ядра серого вещества, имеющие отношение к равновесию, координации движений, регуляции обмена веществ, дыхания и кровообращения. Серое вещество продолговатого мозга представлено дыхательным центром, сосудодвигательным центром, ядрами четырех пар (IX-XII) черепных нервов, ядром оливы и ретикулярной формацией. Ядро оливы имеет вид изогнутой пластинки серого вещества, связано с зубчатым ядром мозжечка и является промежуточным ядром равновесия. Ретикулярная формация представляет собой совокупность клеток и нервных волокон, расположенных в стволе мозга и образующих сеть. Ретикулярная формация связана со всеми органами чувств, двигательными и чувствительными областями коры большого мозга, таламусом и гипоталамусом, спинным мозгом. Она регулирует уровень возбудимости и тонуса различных отделов ЦНС, включая кору большого мозга, участвует в регуляции уровня сознания, эмоций, сна и бодрствования, вегетативных функций, целенаправленных движений.

Белое вещество продолговатого мозга содержит длинные и короткие пути. К длинным относятся проходящие в передних канатиках спинного мозга нисходящие пирамидные пути, которые частично перекрещиваются в области пирамид. Кроме того, в задних канатиках проходят восходящие чувствительные пути. К коротким путям относятся пучки нервных волокон, соединяющие отдельные ядра серого вещества продолговатого мозга с соседними отделами головного мозга, а также между собой. Необходимость реализации жизненно важных функций, ядра которых располагаются в продолговатом мозге, с момента рождения ребенка определяют степень зрелости его структур уже в период новорожденности. К 7 годам созревание ядер продолговатого мозга в основном заканчивается [5, с.140].

Продолговатый мозг выполняет многообразные функции, многие из которых являются жизненно важными. Рефлекторные соматические реакции направлены на поддержание позы. Эти рефлексы связаны с рецепторами вестибулярного аппарата и полукружных каналов. Различают две группы рефлексов позы: статические и статокинетические. Статические рефлексы разделяются на рефлексы положения и рефлексы выпрямления. Рефлексы положения обеспечивают изменение тонуса мышц при перемене положения тела в пространстве. Рефлексы выпрямления определяют перераспределение тонуса мышц, приводящее к восстановлению естественной позы в случае ее изменения. Наиболее сложный характер имеют статокинетические рефлексы, направленные на сохранение позы и ориентацию в пространстве при изменении скорости движения. Кроме осуществления двигательных рефлексов активация вестибулярного аппарата приводит к возбуждению вегетативных центров. Возникающие при этом вестибуловегетативные рефлексы приводят к изменениям дыхания, частоты сердечных сокращений, деятельности желудочно-кишечного тракта ("морская болезнь"). Для ядер продолговатого мозга характерны двигательные пищевые рефлексы: жевание и проглатывание пищи.

Вегетативные ядра продолговатого мозга относятся к парасимпатическому отделу нервной системы и осуществляют рефлекторный контроль дыхания, деятельности сердца, тонуса сосудов, функции пищеварительных желез. Нервные клетки дыхательного центра находятся в ретикулярной формации в области четвертого желудочка головного мозга. Повреждение этой зоны приводит к остановке дыхания. Вторым жизненно важным центром ретикулярной формации продолговатого мозга являются центры, регулирующие деятельность сердца и тонус сосудов. Раздражение одних участков ретикулярной формации вызывает увеличение тонуса сосудов и повышение артериального давления, раздражение других - расширение сосудов и падение артериального давления.

Продолговатый мозг новорожденного (вместе с мостом) имеет вес порядка восьми грамм. У новорожденного в продолговатом мозге продолжается процесс уменьшения клеточных масс, о чем можно судить по сокращению количества нейронов на единицу площади [5, с.142].

У полуторагодовалого ребенка клетки продолговатого мозга организованы в четко определяемые ядра и имеют почти все признаки дифференцировки. У ребенка 7 лет нейроны продолговатого мозга неотличимы от нейронов взрослого даже по тонким морфологическим признакам.

2.2 Мост

У новорожденного лучше развиты филогенетически более старые отделы мозга. Масса ствола мозга равна 10 г, что составляет 2,7 % массы тела (у взрослого 2%).

Мост мозга (варолиев мост) лежит ниже его ножек. Спереди он резко отграничен от них и от продолговатого мозга. Мост мозга образует резко очерченный выступ благодаря наличию направляющиеся в мозжечок поперечных волокон ножек мозжечка. С задней стороны моста находится верхняя часть IV желудочка. С боков она ограничена средними и верхними ножками мозжечка. В передней части моста проходят в основном проводящие пути, а в его задней части залегают ядра.

К проводящим путям моста относятся [3, с.164]: 1) двигательный корково-мышечный путь (пирамидный); 2) пути от коры к мозжечку (лобно-мостомозжечковый и затылочно-височно-мостомозжечковый), которые перекрещиваются в собственных ядрах моста; от ядер моста перекрещивающиеся волокна этих путей идут через средние ножки мозжечка к его коре; 3) общий чувствительный путь (медиальная петля), который идет от спинного мозга к зрительному бугру; 4) пути от ядер слухового нерва; 5) задний продольный пучок.

В варолиевом мосту находятся несколько ядер: двигательное ядро отводящего нерва (VI пара), двигательное ядро тройничного нерва (V пара), два чувствительных ядра тройничного нерва, ядра слухового и вестибулярного нервов, ядро лицевого нерва, собственные ядра моста, в которых перекрещиваются корковые пути, идущие в мозжечок.

Варолиев мост и продолговатый мозг в течение первых 2 лет жизни принимают более наклонное положение по сравнению с тем, какое они имеют у новорожденных. Кроме того, наблюдается как бы некоторое опускание и отодвигание кзади варолиева моста по отношению к турецкому седлу. Приблизительно к 5 годам варолиев мост принимает то положение, которое он обычно занимает у взрослого человека [5, с.154]. Эти изменения положения наблюдаются до окончательного роста черепа и связаны с развитием клиновидной и затылочной костей.



2.3 Мозжечок

У новорожденного лучше развиты филогенетически более старые отделы мозга. Масса ствола мозга равна 10,0-10,5 г, что составляет примерно 2,7 % от массы тела (у взрослого около 2 %), а мозжечка - 20 г (5,4 % от массы тела). К 5 месяцем жизни масса мозжечка увеличивается в 3 раза, к 9 мес - в 4 раза (ребенок умеет стоять, начинает ходить). Наиболее интенсивно развиваются полушария мозжечка.

У новорожденного червь мозжечка развит больше, чем его полушария, а весь мозжечок в среднем весит 21-23 г. Особенно интенсивно он растет в первые годы жизни, достигая к одному году 84-94 г, в 15 лет - 150 г. Это также связано с развитием координации движений. С возрастом уменьшается относительное количество серого вещества и увеличивается количество белого, которое у школьников и взрослых преобладает над серым [5, с.169]. Зубчатое ядро особенно интенсивно растет на первом году жизни. Нейроны коры мозжечка заканчивают свое развитие в разные сроки: корзинчатые нейроны наружного молекулярного слоя - к одному году, нейроны Пуркинье - к 8 годам. Толщина молекулярного слоя увеличивается с возрастом больше, чем толщина зернистого.

Ножки мозжечка развиваются неодновременно и неравномерно. Нижние ножки усиленно растут на первом году жизни, затем происходит замедление их роста. С 1 до 7 лет происходит значительное увеличение связи нижних ножек с полушариями мозжечка. Средние ножки (самые развитые), переходящие в варолиев мост, интенсивно растут до 2 лет. Верхние ножки, начинающиеся в зубчатом ядре и заканчивающиеся в красном ядре среднего мозга, в составе которых проходят центростремительные и центробежные волокна, связывающие мозжечок со зрительными буграми, полосатыми телами и корой головного мозга, полностью формируются в школьном возрасте.

Размеры полушарий мозжечка сильно увеличиваются в течение первых лет жизни ребенка. При этом высота мозжечка увеличивается, а длина относительно уменьшается. Одновременно с этим задняя черепная ямка становится глубже [5, с.172].

Борозды мозжечка с возрастом становятся глубже, белое вещество обрисовывается яснее. Средние отделы мозжечка отстают в развитии по сравнению с сильно увеличивающимися полушариями. При изучении возрастной морфологии мозжечка было установлено, что до 3 месяцев жизни ребенка сохраняется зародышевый слой. Молекулярный слой и клетки Пуркинье, а также их корзинки, дендриты и оплетающие их лиановидные волокна развиты слабо. Дифференцировка всех элементов мозжечка происходит в возрасте от 3 мес. до 1 года. Изменения, происходящие после 1 года, выражаются в разрастании старых ветвей дендритов клеток Пуркинье и в развитии новых. Зернистый слой коры мозжечка у новорожденных заметно развит и относительно мало увеличивается в процессе дальнейшего развития. Значительно энергичнее растут на протяжении 1-го года жизни молекулярный слой и клетки Пуркинье. Ядерное вещество клеток Пуркинье с возрастом уменьшается. В процессе развития организма после рождения вплоть до полового созревания заметно относительное уменьшение белого вещества мозжечка и увеличение серого.

2.4 Средний мозг

Вентральную часть составляют массивные ножки мозга, основную часть которых занимают пирамидные пути. Между ножками находится межножковая ямка, fossa interpeduncularis, из которой выходит III (глазодвигательный) нерв. В глубине межножковой ямки - заднее продырявленное вещество (substantia perforata posterior) [6, с.286].

Дорсальная часть - пластинка четверохолмия, две пары холмиков, верхние и нижние (culliculi superiores & inferiores). Верхние, или зрительные холмики несколько крупнее нижних, или слуховых. Холмики связаны со структурами промежуточного мозга - коленчатыми телами, верхние - с латеральными, нижние - с медиальными. С дорсальной стороны на границе с мостом отходит IV (блоковый) нерв, сразу же огибает ножки мозга, выходя на переднюю сторону. Четкой анатомической границы с промежуточным мозгом нет, за ростральную границу принята задняя комиссура.

Внутри нижних холмиков находятся слуховые ядра, туда идет латеральная петля. Вокруг сильвиева водопровода - центральное серое веществоsubstantia grisea centralis.

В глубине покрышки среднего мозга (под четверохолмием) находятся ядра глазодвигательных нервов, красные ядра (nuclei rubri, управление движением), черное вещество (substantia nigra, инициация движений), ретикулярная формация.

Средний мозг является продолжением моста. На базальной поверхности головного мозга средний мозг отделяется от моста достаточно четко благодаря поперечным волокнам моста. С дорсальной стороны средний мозг отграничивается от моста мозга по уровню перехода IV желудочка в водопровод и нижних холмиков крыши. На уровне перехода IV желудочка в водопровод среднего мозга верхнюю часть IV желудочка формирует верхний мозговой парус, где образуют перекрест волокна блокового нерва и переднего спиномозжечкового пути.

В латеральных отделах среднего мозга в него входят верхние мозжечковые ножки, которые, постепенно погружаясь в него, образуют перекрест у средней линии. Дорсальная часть среднего мозга, расположенная кзади от водопровода, представлена крышей (tectum mesencephali) с ядрами нижних и верхних холмиков.

Строение ядер нижних холмиков простое: они состоят из более или менее гомогенной массы нервных клеток среднего размера, играя существенную роль в реализации функции слуха и сложных рефлексов в ответ на звуковые раздражения. Ядра верхних холмиков организованы более сложно и имеют слоистое строение, участвуя в осуществлении "автоматических" реакций, связанных со зрительной функцией, т.е. безусловных рефлексов в ответ на зрительные раздражения. Кроме того, эти ядра координируют движения туловища, мимические реакции, движения глаз, головы, ушей и т.д. в ответ на зрительные стимулы. Осуществляются эти рефлекторные реакции благодаря покрышечно-спиномозговому и покрышечно-бульбарному путям.

Вентральнее от верхних и нижних холмиков крыши находится водопровод среднего мозга, окруженный центральным серым веществом. В нижнем отделе покрышки среднего мозга располагается ядро блокового нерва, а на уровне среднего и верхнего отделов - комплекс ядер глазодвигательного нерва. Ядро блокового нерва, состоящее из немногочисленных крупных многоугольных клеток, локализуется под водопроводом на уровне нижних холмиков. Ядра глазодвигательного нерва представляют собой комплекс, в который входят главное ядро глазодвигательного нерва, крупноклеточное, сходное по морфологии с ядрами блокового и отводящего нервов, мелкоклеточное непарное центральное заднее ядро и наружное мелкоклеточное добавочное ядро. Ядра глазодвигательного нерва располагаются в покрышке среднего мозга у средней линии, вентрально отводопровода, на уровне верхних холмиков крыши среднего мозга.

Важными образованиями среднего мозга являются также красные ядра и черное вещество. Красные ядра (nucll. ruber) располагаются вентролатеральнее центрального серого вещества среднего мозга. В красных ядрах оканчиваются волокна передних мозжечковых ножек, корково-красноядерные волокна и волокна из образований стриопаллидарной системы. В красном ядре начинаются волокна красноядерно-спинномозгового, а также красноядерно-оливного путей, волокна, идущие в кору большого мозга. Таким образом, красное ядро является одним из центров, участвующих в регуляции тонуса и координации движений. При поражении красного ядра и его путей у животного развивается так называемая децеребрационная ригидность. Вентральнее от красного ядра располагается черное вещество (subst. nigra), которое как бы отделяет покрышку среднего мозга от его основания. Черное вещество также имеет отношение к регуляции мышечного тонуса.

Основание ножки среднего мозга состоит из волокон, которые соединяют кору большого мозга и другие образования конечного мозга с нижележащими образованиями мозгового ствола и спинного мозга. Большая часть основания занята волокнами пирамидного пути. При этом в медиальной части располагаются волокна, идущие из лобных областей полушарий большого мозга к ядрам моста и продолговатого мозга, латеральнее - волокна пирамидного пути, в самых латеральных отделах - волокна, идущие из теменной, височной и затылочной областей полушарий большого мозга к ядрам моста.

Средний мозг выполняет следующие функции: двигательную, сенсорную (зрение, слух), регулирующую в продолжительности актов жевания и глотания.

Его форма и строение у новорожденного почти не отличаются от взрослого. Ядро глазодвигательного нерва хорошо развито. Хорошо развито красное ядро, его крупноклеточная часть, обеспечивающая передачу импульсов из мозжечка к мотонейронам спинного мозга, развивается раньше, чем мелкоклеточная, через которую передается возбуждение от мозжечка к подкорковым образованиям мозга и к коре больших полушарий.

У новорожденного черная субстанция представляет собой хорошо выраженное образование, клетки которого дифференцированы. Но значительная часть клеток черной субстанции не имеет характерного пигмента (меланина), который появляется с 6 месяцев жизни и максимального развития достигает к 16 годам. Развитие пигментации находится в прямой связи с совершенствованием функций черной субстанции.



3. Современные методы исследования заболеваний головного мозга

Для распознавания заболеваний головного и спинного мозга сегодня применяется много различных инструментальных диагностических методов исследования.

Их разделяют на неинвазивные (атравматичные), не требующие прямого проникновения инструмента через кожные покровы обследуемого, и инвазивные, предусматривающие хирургический элемент воздействия, обычно в виде прокола кости и последующего выполнения определенных манипуляций.

Большинство этих методов применяется для получения объективной информации, обеспечивающей распознавание патологического процесса, многие также используются для контроля за ходом лечения, а некоторые инвазивные методы диагностики, в случае необходимости, могут трансформироваться в лечебные мероприятия.

Среди применяемого в настоящее время арсенала инструментальных методов диагностики различают [8 с.26]:

методы, которые представляют визуальную информацию о структурных изменениях в ЦНС, связанных с патологическим процессом;

методы, отражающие нарушения функций нервной системы или кровообращения в ней;

методы, одновременно объективизирующие структурные и функциональные изменения в мозге.

Неинвазивные методы исследования также разделяют на две группы. К первой относятся такие, которые для получения диагностической информации требуют незначительных, обычно безвредных для больного, кратковременных внешних энерговоздействий рентгенолучевого, радиоизотопного, ультразвукового и др. Вторая группа включает методы, позволяющие регистрировать изменения функций и энергопроцессов в нервной системе без внешних воздействий (электроэнцефалография, электромиография, тепловизиография, магнитометрия). При этом возможно применение различных функциональных нагрузок, выявляющих скрытые нарушения.

Современный инструментальный диагностический комплекс обследования больных с патологией центральной нервной системы включает различные электрофизиологические, биофизические, ультразвуковые и рентгенорадиологические методы исследования, которые, несмотря на значительные колебания их информативности, обеспечивают получение достаточно четкого представления о характере, локализации, распространенности патологического процесса в ЦНС и связанных с его развитием структурно-функциональных изменениях.

Формирование плана инструментального обследования (оптимальный набор диагностических методов и последовательность их применения) в каждом конкретном случае определяется получаемыми врачом ориентировочными клинико-неврологическими данными относительно вероятного вида патологии, общего состояния больного, а также наличием соответствующего диагностического оборудования в лечебном учреждении.

Естественным является стремление использовать неинвазивные методы обследования больных, которые могут обеспечить получение четкого, желательно визуального представления о местных структурных изменениях в ткани мозга и окружающих анатомических образованиях, о локальных и общих нарушениях кровообращения, метаболизма и функций головного мозга. Современная тенденция в развитии неинвазивных методов диагностики состоит в постепенном уменьшении удельного веса рентгеногенерирующей и радиологической аппаратуры наряду с увеличением количества методов с применением ультразвукового и биофизического оборудования.

Существенным требованием к диагностическим методам является возможность их безвредного повторного применения для получения представления о динамике структурных и функциональных изменений в зоне поражения и окружающих участках мозга.

При этом обеспечиваются условия для использования функциональных нагрузок и фармакологических проб, что имеет существенное значение для выбора последующей лечебной тактики.

При патологии ЦНС инструментальные методы диагностики позволяют решить принципиальные вопросы показанности консервативного или хирургического лечения [8, с.28].

Как правило, необходимость применения инвазивных диагностических исследований возникает тогда, когда оперативное вмешательство признано показанным и необходимо получение дополнительной информации для уточнения вопросов хирургической тактики. Следует отметить, что современные диагностические комплексы, которые применяются в нейрохирургии, характеризуются постепенным увеличением количества неинвазивных методов по отношению к инвазивным при условии повышения их информативности.

Из числа инструментальных методов, применяемых в настоящее время для диагностики заболеваний и повреждений центральной нервной системы, наиболее высокой информативностью обладают рентгено-компьютерная томография, ядерно-магнитно-резонансная (ЯМР) томография и ЯМР-спектроскопия, позитронно-эмиссионная томография, которые принято обозначать термином интраскопические методы [9, с.167].

Не останавливаясь на способах обычных рентгенологических исследований, диагностическая роль которых, особенно при травматических поражениях черепа и позвоночника, хорошо известна, приведем краткие сведения, характеризующие возможности перечисленных методов в распознавании невролого-нейрохирургичеокой патологии.

Компьютерная рентгенотомография (КТ) позволяет получать послойное изображение структур головного мозга в аксиальной проекции.

При этом компьютерная обработка изображения позволяет различать более ста степеней изменения плотности исследуемых тканей от нуля для воды, ликвора до ста и более для костей и кальцификатов, что дает возможность дифференцировать денситометрические различия нормальных и патологических участков тканей в пределах 0,5-1%, т.е. в 20-30 раз больше, чем на обычных рентгенограммах. Минимальная толщина поперечных срезов может достигать 2-5 мм [9, с.182]. Сопоставление изображений на серии последовательных срезов позволяет получить четкое представление об очаговом процессе в головном мозге (опухоль, абсцесс, киста, гематома), его локализации и величине, а также о реактивных изменениях окружающих структур (зоны отека-набухания мозга, очаги церебральной ишемии). Разрешающая способность современных томографов позволяет выявлять патологические очаги в мозге диаметром до 1 см, а при большой плотности до 0,5 см.

Денситометрические различия тканей могут быть существенно увеличены при проведении КТ на фоне предварительно введенных внутривенно рентгеноконтрастных веществ, что усиливает визуализацию зон повышенного кровенаполнения. Анализ получаемой информации позволяет дифференцировать доброкачественные и злокачественные внутричерепные опухоли, особенно четко менингиомы и глиобластомы. Диагностическая информативность при этом, в зависимости от локализации и величины опухоли, достигает 95н97%.

Большое значение для лечебной тактики имеет получение КТ-информации о выраженности перифокального отека-набухания мозга, о смещениях срединных церебральных структур, желудочковой системы мозга, месте блокады путей ликвороциркуляции, степени гидроцефалии.

Не менее существенны диагностические возможности КТ и при сосудистых заболеваниях головного мозга. Очаги кровоизлияния в виде участков повышенной плотности отчетливо выявляются непосредственно после геморрагического инсульта. Очаги инфаркта мозга при ишемическом инсульте обнаруживаются в течение первых суток в виде локального снижения плотности.

При черепно-мозговой травме отчетливо обнаруживаются эпи-, субдуральные и внутримозговые гематомы, а также очаги ушиба головного мозга, что позволяет объективно оценить степень тяжести травматического повреждения.

При воспалительных процессах обеспечивается возможность четкого выявления внутричерепных абсцессов и решения дифференциально-диагностических вопросов в случае очаговых энцефалитов. С большой степенью точности выявляются очаги паразитарного поражения мозга (цистицерки, кисты эхинококка).

Современный диагностический комплекс в нейрохирургии

Ультразвуковые методы

Эхоэнцефалография

Допплерография

Дуплексная допплерография

Транскраниальная допплерография

Радиоизотопные методы

Позитронно-эмиссионная томография

Энцефалосцинтиграфия

Энцефалоангиосцинтиграфия

Ядерно-магнитно-резонансные методы

ЯМР-томография

ЯМР-спектроскопия

Рентгенологические методы

Рентгенография черепа

Компьютерная томография

Ангиография (каротидная, вертебральная)

Электрофизиологические методы

Электроэнцефалография

Регистрация вызванных потенциалов

Реоэнцефалография

Электромиография

Ядерно-магнитно-резонансная томография (ЯМРТ) использует феномен кратковременного резонирования протонов в электромагнитном поле для визуализации тканей в зависимости от различий содержания в них воды. Исследования производят в двух режимах: Т1 спин-решетчатая релаксация и Т2 спин-спиновая релаксация, что позволяет получать дополнительную информацию о физико-химических свойствах различных участков исследуемых тканей [11, с.304]. Преимущество магнитно-резонансной томографии перед КТ состоит в ее более высокой разрешающей способности и большей контрастности изображений, а также в возможности получения срезов головного и спинного мозга в различных плоскостях. Это особенно важно для решения вопросов нейрохирургической тактики при опухолях и повреждениях в области основания черепа, кранио-вертебрального перехода, при локальной патологии межпозвонковых дисков.

В отличие от КТ, при ЯМРТ нет необходимости гамма-лучевого воздействия на больного, что важно при обследовании пациентов в загрязненных радионуклидами регионах.

Различная тональность черно-белого изображения на МРТ позволяет дифференцировать градацию оттенков от белого (жировая ткань) до черного (воздух, кости, кальцификаты, которые практически не отражают ЯМР-сигналов). По интенсивности серого цвета отчетливо различаются кора и белое вещество головного мозга, его ядра, спинной мозг с его структурами, сосудистые стенки, мышцы и соединительно-тканные образования.

ЯМР-томография, по сравнению с КТ, позволяет составить более четкое представление об объеме и неравномерностях распространения опухолей мозга, об очагах в стволе мозга, мозжечке, в спинном мозге, однако при этом менее отчетливо дифференцируется граница опухоли и перифокального отека. При очаговых ишемических поражениях мозга зона поражения на ЯМРТ выявляется четче и раньше (через несколько часов после инсульта), чем при КТ. Отчетливо визуализируются атеросклеротические бляшки в артериях мозга. Недостатком ЯМРТ является невозможность выявления очагов оссификации и кальцификации.

ЯМРТ-исследование высокоэффективно для диагностики многоочаговых поражений центральной нервной системы, дегенеративных, воспалительных и демиелинизирующих процессов. На ЯМР-томограммах выявляются сирингомиелические кисты в спинном мозге, обнаруживаются бляшки при рассеянном склерозе, идентифицируются лакунарные инфаркты и другие мелкоочаговые поражения, вызванные сосудистыми процессами и травматическими поражениями.

Диагностическая информативность ЯМРТ может быть повышена путем внутривенного введения магнитоусиливающих веществ (магневист, омнискан и др.).

С помощью применения специальных компьютерных программ возможно получение объемного трехмерного изображения мозга, используемого для решения многих вопросов при нейрохирургических вмешательствах. Современное программное обеспечение ЯМР-томографов позволяет производить ЯМР-ангиографию без пункции артерий и введения контрастного вещества, что открывает дополнительные возможности для неинвазивной диагностики внутричерепных артериальных аневризм, артерио-венозных мальформаций и артерио-синусных соустий.

Совершенствование ЯМР-томографов с применением более мощных магнитов позволило в клинических условиях производить магнитно-резонансную спектроскопию, которая основана на одинаковых с ЯМР-томографией физических принципах и позволяет с высокой точностью измерять спектры различных химических элементов, таких как водород (Н1), углерод (С13), кислород (o17), железо (fе19), натрий (nа23), калий (К39) и др. Благодаря этому, магнитно-резонансная спектроскопия создает возможность проследить за регионарными метаболическими изменениями в мозге путем количественного определения содержания аминокислот, АТФ, липидов, гликогена и др. продуктов обмена, а также сдвигов рН [9, с.210]. Такая информация особенно ценна для контроля и коррекции медикаментозной терапии ишемических поражений головного мозга (в остром периоде), черепно-мозговой травмы, перифокального отека при очаговых объемных церебральных процессах, а также для диагностики декортикации и смерти мозга.

Метод позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) позволяет одновременно получать томографические срезы и осуществлять регионарные исследования метаболизма и мозгового кровотока, что обеспечивается регистрацией элиминации предварительно введенных внутривенно короткоживущих радиоиндикаторов. Возможности использования ПЭТ, к сожалению, ограничиваются дороговизной таких томографов и необходимостью размещения их вблизи циклотрона для производства препаратов, содержащих быстро распадающиеся изотопы С11, n13, o15 и др., которые включаются в продукты церебрального метаболизма (глюкозу, аминокислоты и др.).

К числу методов диагностики патологии ЦНС, в которых используются радиоактивные индикаторы (обычно технеций), относятся энцефалосцинтиграфия и энцефалоангиосцинтиграфия. Информативность этих методов высока при внутричерепных хорошо васкуляризированных опухолях (менингиомах, глиомах с чертами злокачественности).

В настоящее время все большее распространение находят методы ультразвуковой локации, диагностическая информативность которых, благодаря техническому совершенствованию аппаратов, постоянно возрастает.

Для ориентировочной диагностики объемных очаговых внутричерепных процессов с успехом применяется эхоэнцефалография (ЭхоЭГ), которая позволяет отчетливо регистрировать смещение срединных структур мозга путем измерения (в мм) отклонений отраженных эхо-сигналов от средней линии в сторону противоположного по отношению к локализации объемного процесса полушария мозга [9, с.117]. Наряду с этим ЭхоЭГ дает представление о наличии и степени выраженности гидроцефалии по расширению т.н. желудочкового комплекса, представляющего собой группу сигналов, отраженных желудочковой системой головного мозга. Метод ЭхоЭГ имеет большое значение для ургентной диагностики внутричерепных гематом, а также их динамического наблюдения, что крайне важно для своевременного проведения хирургического вмешательства.

...