анатомия. Анатомия, физиология различных отделов цнс школьников
 Скачать 32.58 Kb.
|
|
Анатомия, физиология различных отделов ЦНС школьников. Вопросник. 1. Строение спинного мозга детей школьного возраста. 2. Отделы головного мозга. Ответы: Спинной мозг представляет собой длинный тяж. Он заполняет полость позвоночного канала и имеет сегментарное строение, соответствующее строению позвоночника. В центре спинного мозга расположено серое вещество — скопление нервных клеток, окруженное белым веществом, образованным нервными волокнами. В спинном мозге находятся рефлекторные центры мускулатуры туловища, конечностей и шеи. С их участием осуществляются сухожильные рефлексы в виде резкого сокращения мышц (коленный, ахиллов рефлексы), рефлексы растяжения, сгибательные рефлексы, разные рефлексы, направленные на поддержание определенной позы. Рефлексы мочеиспускания и дефекации, рефлекторного набухания полового члена и извержения семени у мужчин (эрекция и эякуляция) связаны с функцией спинного мозга. Спинной мозг осуществляет и проводниковую функцию. В первые годы жизни происходит значительное нарастание массы головного и спинного мозга. Развитие спинного мозга начинается раньше, чем развитие других отделов нервной системы. Длина спинного мозга в 10 лет составляет 28–32 см. В школьные годы у детей наблюдается увеличение размеров нервных клеток спинного мозга. Спинной мозг непосредственно переходит в стволовую часть головного мозга, расположенную в черепе Прямым продолжением спинного мозга является продолговатый мозг, который вместе с мостом мозга (варолиев мост) образует задний мозг. его нервные клетки образуют нервные центры регулирующие рефлекторные функции сосания, глотания, пищеварения, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также ядра V-XII пар черепных нервов и парасимпатических нервных волокон, идущих в их составе. Необходимость реализации перечисленных жизненно важных функций с момента рождения ребенка определяет степень зрелости структур продолговатого мозга уже в период новорожденности. К 7 годам созревание ядер продолговатого мозга в основном заканчивается. На уровне продолговатого мозга начинается ретикулярная формация, состоящая из сети нервных клеток, с которыми контактируют афферентные и эфферентные пути. Аксоны различных нейронов образуют множественные коллатерали, контактируя с огромным числом ретикулярных клеток. Один аксон может взаимодействовать с 27 500 нейронов. Ретикулярная формация распространяется на уровень среднего и промежуточного мозга. В ретикулярной формации выделяют нисходящую систему, регулирующую, под влиянием воздействия из высших отделов ЦНС, рефлекторную деятельность спинного мозга и мышечный тонус. К ней относятся передняя часть продолговатого мозга и средняя часть варолиева моста. Восходящая система — структуры ствола, среднего и промежуточного мозга — получает импульсы из спинного мозга и сенсорных систем, оказывает общее неспецифическое влияние на вышележащие отделы головного мозга. Ей, как будет показано дальше, принадлежит важнейшая роль в регуляции уровня бодрствования и организации поведенческих реакций. В состав среднего мозга входят ножки мозга и крыша мозга. Здесь расположены скопления нервных клеток в виде верхних и нижних бугров четверохолмия, красного ядра, черной субстанции, ядер глазодвигательного и блокового нервов, ретикулярной формации. В верхних и нижних буграх четверохолмия замыкаются простейшие зрительные и слуховые рефлексы и осуществляется их взаимодействие (движение ушей, глаз, поворот в сторону раздражителя). Черная субстанция участвует в сложной координации движений пальцев рук, актов глотания и жевания. Красное ядро имеет непосредственное отношение к регуляции мышечного тонуса. Позади продолговатого мозга и моста расположен мозжечок. Мозжечок— орган, регулирующий и координирующий двигательные функции и их вегетативное обеспечение. Информация от различных мышечных, вестибулярных, слуховых и зрительных рецепторов, сигнализирующая о положении тела в пространстве и характере выполнения движений, интегрируется в мозжечке с влияниями от вышележащих отделов головного мозга, что обеспечивает реализацию плавного координированного двигательного акта, основанного на принципе обратной связи. Удаление мозжечка не влечет за собой потерю способности к движению, но нарушает характер выполняемых действий. Усиленный рост мозжечка отмечается на первом году жизни ребенка, что определяется формированием в течение этого периода дифференцированных и координированных движений. В дальнейшем темпы его развития снижаются. К 15 годам мозжечок достигает размеров взрослого. Важнейшие функции выполняют структуры промежуточного мозга, включающего в себя зрительный бугор (таламус) и подбугровую область (гипоталамус). Гипоталамус, несмотря на небольшие размеры, содержит десятки высокодифференцированных ядер. Гипоталамус связан с вегетативными функциями организма и осуществляет координационно-интегративную деятельность симпатического и парасимпатического отделов. Пути из гипоталамуса идут к среднему, продолговатому и спинному мозгу, оканчиваясь на нейронах — источниках преганглионарных волокон. Вегетативные эффекты гипоталамуса, разных его отделов имеют неодинаковые направленность и биологическое значение. Задние отделы приводят к возникновению эффектов симпатического типа, передние— парасимпатического. Восходящие влияния этих отделов также разнонаправлены: задние оказывают возбуждающее влияние на кору больших полушарий, передние — тормозящее. Связь гипоталамуса с одной из важнейших желез внутренней секреции — гипофизом — обеспечивает нервную регуляцию эндокринной функции. В клетках ядер переднего гипоталамуса вырабатывается нейросекрет, который по волокнам гипоталамо-гипофизарного пути транспортируется в нейрогипофиз. Этому способствуют и обильное кровоснабжение, и сосудистые связи гипоталамуса и гипофиза. Гипоталамус и гипофиз часто объединяют в гипоталамогипофизарную систему, играющую важнейшую роль в регуляции желез внутренней секреции. Одно из крупных ядер гипоталамуса — серый бугор — принимает участие в регуляции функций многих эндокринных желез и обмена веществ. Разрушение серого бугра вызывает атрофию половых желез. Его длительное раздражение может привести к раннему половому созреванию, возникновению язв на коже, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. Гипоталамус принимает участие в регуляции температуры тела. Доказана его роль в регуляции водного обмена, обмена углеводов. Ядра гипоталамуса участвуют во многих сложных поведенческих реакциях (половые, пищевые, агрессивно-оборонительные). Гипоталамус играет важную роль в формировании основных биологических мотиваций (голод, жажда, половое влечение) и эмоций положительного и отрицательного знака. Многообразие функций, осуществляемых структурами гипоталамуса, дает основание расценивать его как высший подкорковый центр регуляции жизненно важных процессов, их интеграции в сложные системы, обеспечивающие целесообразное приспособительное поведение. Дифференцировка ядер гипоталамуса к моменту рождения не завершена и протекает в онтогенезе неравномерно. Развитие ядер гипоталамуса заканчивается в период полового созревания. Таламус (зрительный бугор) составляет значительную часть промежуточного мозга. Это многоядерное образование, связанное двусторонними связями с корой больших полушарий. В его состав входят три группы ядер. Релейные ядра передают зрительную, слуховую, кожно-мышечно-суставную информацию в соответствующие проекционные области коры больших полушарий. Ассоциативные ядра передают ее в ассоциативные отделы коры больших полушарий. Неспецифические ядра (продолжение ретикулярной формации среднего мозга) оказывают активизирующее влияние на кору больших полушарий. Центростремительные импульсы от всех рецепторов организма (за исключением обонятельных), прежде чем достигнут коры головного мозга, поступают в ядра таламуса. Здесь поступившая информация перерабатывается, получает эмоциональную окраску и направляется в кору больших полушарий. Большая часть ядер зрительных бугров к моменту рождения хорошо развита. После рождения происходит только увеличение зрительных бугров в объеме за счет роста нервных клеток и развития нервных волокон. Этот процесс продолжается до 13–15 лет. Окончательное функциональное созревание гипоталамических ядер происходит к 15-16 годам. Интенсивное развитие структур мозжечка происходит в период полового созревания. Онтогенетическая направленность развития структур промежуточного мозга состоит в увеличении их взаимосвязей с другими мозговыми образованиями, что создает условия для совершенствования координационной деятельности его различных отделов и промежуточного мозга в целом. В развитии промежуточного мозга существенная роль принадлежит нисходящим влияниям корковых полей конечного мозга. Конечный, или передний, мозг, включает в себя базальные ганглии и большие полушария. Основной частью конечного мозга, достигающей наибольшего развития у человека, являются большие полушария. Большие полушария головного мозга расположены над передней дорзальной поверхностью ствола мозга. Они соединены крупными пучками нервных волокон, образующих мозолистое тело. У взрослого человека масса больших полушарий составляет около 80% массы головного мозга и в 40 раз превышает массу ствола. Структурно-функциональная организация коры головного мозга. Кора больших полушарий представляет собой тонкий слой серого вещества на поверхности полушарий. В процессе эволюции поверхность коры интенсивно увеличивалась по размеру за счет появления борозд и извилин. Общая площадь поверхности коры у взрослого человека достигает 2200—2600 см2 . Толщина коры в различных частях полушарий колеблется от 1,3 до 4,5 мм. В коре насчитывается от 12 до 18 млрд. нервных клеток. Отростки этих клеток образуют огромное количество контактов, что и создает условия для сложнейших процессов обработки и хранения информации. На нижней и внутренней поверхности полушарий расположены старая и древняя кора, или архи- и палеокортекс. Функционально эти отделы коры больших полушарий тесно связаны с гипоталамусом, миндалиной, некоторыми ядрами среднего мозга. Все эти структуры составляют лимбическую систему мозга. Как будет показано дальше, лимбическая система играет важнейшую роль в формировании эмоций и внимания. В старой и древней коре расположены также высшие центры вегетативной регуляции. На наружной поверхности полушарий расположена филогенетически наиболее новая кора, появляющаяся только у млекопитающих и достигающая наибольшего развития у человека. Это неокортекс Кора больших полушарий имеет 6—7 слоев, различающихся формой, величиной и расположением нейронов. Между нервными клетками всех слоев коры в процессе их деятельности возникают как постоянные, так и временные связи. По особенностям клеточного состава и строения кору больших полушарий разделяют на ряд участков. Их называют корковыми полями Под корой располагается белое вещество больших полушарий. В составе белого вещества различают ассоциативные, комиссуральные и проекционные волокна. Ассоциативные волокна связывают между собой отдельные участки одного и того же полушария. Короткие ассоциативные волокна связывают между собой отдельные извилины и близкие поля. Длинные волокна — извилины различных долей в пределах одного полушария. Комиссуральные волокна связывают симметричные части обоих полушарий. Большая часть их проходит через мозолистое тело. Проекционные волокна выходят за пределы полушарий. Они входят в состав нисходящих и восходящих путей, по которым осуществляется двусторонняя связь коры с нижележащими отделами ЦНС. К моменту рождения ребенка кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как у взрослого. Различные корковые зоны созревают неравномерно. Наиболее рано созревает соматосенсорная и двигательная кора, несколько позже зрительная и слуховая. Созревание проекционных (сенсорных и моторных) зон в основном завершается к 3 годам. Значительно позже созревает ассоциативная кора. К 7 годам отмечается значительный скачок в развитии ассоциативных областей. Однако их структурное созревание— дифференцировка нервных клеток, формирование нейронных ансамблей и связей ассоциативной коры с другими отделами мозга — происходит вплоть до подросткового возраста. Наиболее поздно созревают лобные области коры. Как будет показано ниже, постепенность созревания структур коры больших полушарий определяет возрастные особенности высших нервных функций и поведенческих реакций детей дошкольного и младшего школьного возраста. Для изучения функциональной активности коры больших полушарий и ее взаимоотношения с подкорковыми структурами широко используется метод регистрации биотоков мозга. Суммарная постсинаптическая активность нервных элементов коры больших полушарий, зарегистрированная с поверхности черепа, называется электроэнцефалограммой. Анализ электроэнцефалограмм детей различного возраста показывает, что подкорковые структуры, являющиеся наиболее филогенетически древними образованиями мозга и играющие важнейшую роль в обеспечении жизненно важных функций, созревают значительно раньше высших отделов центральной нервной системы (коры больших полушарий). Существенные изменения ЭЭГ покоя обнаруживаются в 6 лет, когда четко выявляется ведущая частота в диапазоне альфаритма. Это дает основание рассматривать возраст 6 лет как существенный этап в организации состояния покоя как оптимального фона для восприятия внешней информации. Однако в 6 лет, так же как и в 7—8 лет, альфа-ритм характеризуется сниженной частотой (8—9 Гц) и нестабильностью. При нагрузках, в процессе школьного обучения частота альфа-ритма снижается выраженность его уменьшается и увеличивается выраженность колебаний типа тета. Колебания этого типа в состоянии покоя наблюдаются у взрослых только при патологической активности подкорковых структур или резко выраженных эмоциональных состояниях Их наличие в ЭЭГ во время спокойного бодрствования у здоровых детей есть результат возрастной специфики корково-подкоркового взаимодействия, результат меньшей, чем у взрослого, степени подавляющего воздействия коры на подкорковые структуры. По мере созревания коры характер корково-подкоркового взаимодействия существенно изменяется. Близкие к типу взрослого корково-подкорковые взаимоотношения с выраженным тормозным влиянием коры на подкорковые структуры устанавливаются к 10—12 годам, когда по показателям ЭЭГ кора больших полушарий достигает значительной зрелости. В ЭЭГ регистрируется альфа-ритм, по своему рисунку, амплитуде, частоте существенно не отличающийся от такового взрослых. ЭЭГ приобретает устойчивый, стабильный характер. Частота основного ритма и его представленность в ЭЭГ не меняются в течение учебного года. В 12—15-летнем возрасте снова наблюдается усиление подкорковой активности. Это период полового созревания. Он характеризуется повышенной активностью одного из отделов промежуточного мозга — гипоталамуса, функция которого тесно связана с деятельностью желез внутренней секреции. На ЭЭГ это находит свое отражение в уменьшении частоты альфа-ритма и его нестабильности в течение учебного года, увеличивается и представленность медленноволновой активности. В поведении подростков в этот период отмечаются повышенная нервозность, несдержанность, неустойчивость эмоциональных реакций. К завершению подросткового возраста отмеченные на ранних стадиях полового созревания отклонения в ЭЭГ покоя исчезают. В ЭЭГ покоя четко доминирует альфа-ритм, параметры которого соответствуют взрослому. Прослеженное при анализе ЭЭГ покоя структурнофункциональное созревание коры больших полушарий является чрезвычайно важным фактором в формировании поведенческих реакций ребенка. Оно способствует нарастанию сдержанности, контролируемости и осмысленности поступков. Наблюдаемое в течение длительного периода индивидуального развития ребенка усиление организующей роли коры больших полушарий является основой для формирования высших нервных и психических функций. Головной мозг человека занимает почти всю полость мозгового отдела черепа, кости которого защищают головной мозг от внешних механических повреждений. В процессе роста и развития головной мозг принимает форму черепа. Объём мозга большинства людей находится в пределах 1250—1600 кубических сантиметров и составляет 91—95 % ёмкости черепа. В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг; задний, включающий в себя мост, мозжечок и эпифиз; средний; промежуточный; и передний мозг, представленный большими полушариями. Наряду с приведённым выше делением на отделы, весь мозг разделяют на три большие части: 1) полушария большого мозга; мозжечок; ствол мозга. Кора большого мозга покрывает два полушария головного мозга: правое и левое. Левое полушарие управляет движением правой половины нашего тела. Правое полушарие управляет левой половиной тела. У большинства людей левое полушарие отвечает за лингвистические данные человека. Между больших полушарий находится промежуточный мозг, который подразделяется на две части: таламус и гипоталамус. Помимо них, выделяют еще эпиталамус, к которому примыкают эпифиз и гипофиз — эндокринные железы. Таламус — это «информационная воронка», которая фильтрует сигналы и пропускает их в кору больших полушарий: если бы все информационные потоки проходили в кору, она не смогла бы эффективно функционировать. Блокирование сигналов осуществляется с помощью тормозных нейронов. Структуры таламуса соответствуют разным центрам коры больших полушарий: передние ядра отвечают за передачу информации в центры эмоций и памяти, вентральные боковые связаны с двигательным контролем, вентробазальный комплекс работает с информацией о чувствительности тела, а над ним находятся слуховые и зрительные центры. Медиальные ядра таламуса связаны с центрами сна и бодрствования, а также с вкусовыми и болевыми сигналами и вестибулярной чувствительностью. Гипоталамус занимается нейроэндокринной регуляцией и управляет деятельностью различных внутренних органов. Кроме того, в нем находятся важнейшие центры биологических потребностей: голода и жажды, полового и родительского поведения, страха и агрессии. Нейроны гипоталамуса оценивают концентрацию основных гормонов в крови. Гипоталамус тесно взаимодействует с гипофизом — железой, которая вырабатывает тиреотропный гормон и тем самым регулирует активность щитовидной железы. Команды гипофизу отдаются с помощью рилизинг-гормонов, которые вырабатывает гипоталамус. Также в гипоталамусе вырабатываются окситоцин и вазопрессин — гормоны, соответственно отвечающие за сокращение матки при родах и молочных желез при кормлении ребенка и потребность организма в жидкости. Эпифиз (или шишковидное тело) влияет на половое развитие и сексуальное поведение и вырабатывает мелатонин, который участвует в синхронизации циркадных ритмов. Мозжечок отвечает за координацию движений, регуляцию равновесия и мышечного тонуса. Он расположен под затылочными долями коры больших полушарий. Мозжечок состоит из двух полушарий и соединяющей их центральной части — так называемого червя, а под ним находится полость — четвертый желудочек. У мозжечка есть шесть ножек, которые представляют собой пучки аксонов, соединяющие его с другими структурами мозга. Полушария мозжечка покрыты корой, которая состоит из трех слоев. Средний из них состоит из клеток Пуркинье и является ключевой структурой мозжечка. Он отвечает за двигательную память. Клетки Пуркинье используют тормозящие медиаторы, чтобы контролировать движения, которым мы учимся в течение жизни, и, если повреждается этот слой, движения становятся слишком сильными и неточными. Как и у коры, у мозжечка есть древние, старые и новые структуры. Древние структуры мозжечка, такие как червь и прилегающие к нему структуры, выполняют вестибулярную функцию и управляют движением глаз. Старые структуры отвечают за локомоцию — перемещение в пространстве, а новые ответственны за произвольные движения, такие как мелкая моторика пальцев: когда мы учимся играть на музыкальных инструментах, развиваются именно эти участки коры мозжечка. Старая часть мозжечка получает информацию через спинной мозг, а новая — из коры больших полушарий. За двигательное обучение отвечают также базальные ганглии больших полушарий. В то время как мозжечок запоминает конкретные параметры конкретных движений, базальные ганглии работают с целыми комплексами движений. Клетки ключевой структуры базальных ганглий, как и мозжечок, используют тормозящие медиаторы, но если при повреждении мозжечка двигательная активность не теряется, то при поражении базальных ганглий движения пропадают либо запускаются непроизвольно. Средний мозг - это самый маленький по размеру отдел головного мозга. Верхняя часть среднего мозга состоит из четырех холмиков, которые реагируют на слуховую и зрительную информацию. Самая важная задача среднего мозга — фиксировать изменения в окружающей среде. С работой четверохолмья тесно связаны глазодвигательные центры. Движения глаз управляются тремя черепно-мозговыми нервами. Под четверохолмьем находится центральное серое вещество среднего мозга, которое регулирует чувствительность к боли и является одним из важнейших центров сна, а еще ниже — красное ядро среднего мозга и черная субстанция. Красное ядро связано с мозжечком процессами двигательного обучения и является одним из двигательных центров. Отсюда начинается руброспинальный тракт, который опускается в спинной мозг и усиливает сгибательные движения, когда мы идем или бежим. Черная субстанция контролирует активность черепно-мозговых нервов, отвечающих за движения глаз, а также выделяют дофамин, благодаря которому мы получаем удовольствие от физической нагрузки. Продолговатый мозг и мост выстроены по центральной части головного мозга и образуют так называемый ствол. Эти зоны занимаются древними и базовыми функциями нервной системы. В продолговатом мозге и мосту находится дыхательный центр, а также центры сна и бодрствования, управления сердцем и тонусом сосудов. Кроме того, там расположены ядра черепных нервов. Дыхательный центр содержит клетки-пейсмейкеры, которые управляют ритмом дыхания, и его работа сопряжена с сосудодвигательным центром, который отвечает за работу сердца и кровеносных сосудов. Также в этой зоне расположены центры врожденного пищевого поведения: продолговатый мозг и мост согласовывают вкусовые сигналы и сигналы, связанные с врожденными пищевыми рефлексами, такими как глотание, выделение слюны и желудочного сока. |