Допомога по Теле2, тарифи, питання

Будова головного мозку дуже складна та вивчена не повною мірою. Сучасна наука, незважаючи на те, що має досить багато інформації про функції та анатомію головного мозку, ймовірно, ще дуже далека від розуміння всіх процесів, які в ньому відбуваються. Гіпоталамус - що це таке, як влаштований, які гормони виробляє і навіщо вони потрібні? У цій статті йдеться про важливу та загадкову залозу людського організму.

Розвиток (гіпоталамуса) починається в ранньому періоді ембріогенезу, у процесі розвитку головного мозку, формується ділянка проміжного мозку з переднього та заднього мозкового міхура.

Гіпоталамус - це один із відділів проміжного мозку, який регулює велику кількість функцій, що протікають в організмі. Він дуже тісно пов'язаний з гіпофізом, і разом вони беруть участь у регуляції чіткої роботи багатьох органів та систем, утворюючи при цьому гіпоталамо-гіпофізарний комплекс. Де знаходиться гіпоталамус, яка його будова та функції, які гормони він виробляє і багато іншого буде розглянуто далі. Нижче представлена ​​схема гіпоталамо-гіпофізарної системи.

Опис гіпоталамуса

Гіпоталамус розташований у проміжному відділі головного мозку та складається з великої кількості ядер. Це украй важливий орган людини, який має безпосередній зв'язок із ЦНС. Гіпоталамус розташований нижче за таламус, з цим і пов'язана його назва. Від таламуса цей орган відокремлений бар'єром, але межі його досить розмиті, оскільки деякі його клітини поширюється на сусідні відділи.

Що таке гіпоталамус? Це підкіркова структура розміром з горошину, але має дуже велике значення. Щоб наочно пояснити функції гіпоталамусу, можна навести простий приклад. Людина не встигла зранку поснідати і в неї бурчить у животі, поступово голод посилюється, і людина зовсім не може сконцентруватися ні на чому, оскільки його думки зайняті лише їжею.

Дискомфорт посилюється, і людина, кидаючи все, починає їсти будь-які продукти, які йому трапляються. Весь цей процес перебуває під контролем гіпоталамуса. Простіше кажучи, якби ця залоза перестала брати участь у роботі організму, люди б просто не знали, коли їм потрібно їсти, і просто померли з голоду. Звичайно, це дуже простий приклад, і функції гіпоталамуса набагато ширші.

Будова гіпоталамуса

Будова (гіпоталамуса) досить складна, її ядра – це нервові клітини та нейросекреторні клітини, яких налічує 32 пари. До кінця анатомію цього органу ще не вивчено, проте, вчені продовжують вивчати роботу гіпоталамуса. Нервові клітини ядер не виконують секреторну функцію, а в нейросекреторних клітинах виробляються гормони, які називаються гормони гіпоталамуса або нейрогормони.

Відділи гіпоталамуса представлені нечітко, але поділяються на передній, середній та задній. Їхня функція різна – в ядрах переднього та середнього відділу відбувається регуляція парасимпатичної та вегетативної нервової системи організму. У задньому відділі відбувається регулювання симпатичної системи. Таким чином, гіпоталамус має зв'язок із центральною нервовою системою.

Фізіологія гіпоталамуса вкрай цікава - його судини мають підвищену проникність, тому в них можуть проникнути навіть великі поліпептиди. Ця особливість будови зумовлює чутливість залози до різних змін у внутрішньому середовищі організму. Чим ще примітна гістологія та фізіологія такої важливої ​​залози як гіпоталамус? Гістологічна будова його відрізняється від інших відділів головного мозку тим, що має найпотужнішу систему кровообігу і просто величезну кількість капілярів.

Функції гіпоталамуса

Функція гіпоталамуса полягає у формуванні харчової, питної поведінки людини, а також він контролює інші фізіологічні потреби людини та агресію людей. Простіше кажучи, ця залоза є центром емоцій. Якщо відбувається стимулювання одних його ділянок, то в людини з'являються негативні емоції – тривога, страх, при симулюванні інших ділянок виникає роздратування, а роздратування третіх з'являється почуття ейфорії, радості та задоволення.

Розглядаючи гіпоталамус, функції його можна звести до такого:

• регуляція сну та неспання;
• регуляція температурного балансу організму - фізичні процеси знаходяться під контролем передньої ділянки, а задня ділянка відповідає за хімічні;
• центри (гіпоталамуса) забезпечують надходження та розподіл енергії;
• заліза виконує контроль обмінних процесів;
• центральна область кровотворення також розташовується у цій залозі.

Саме ця залоза дає поштовх для синтезу гормонів у гіпофізі. Причому кожен тропний гормон супроводжується гіпоталамічними гормонами, вони називаються ліберинами.

Коли він виробляє ліберини, відбувається синтез гіпофізарних гормонів, які необхідні для того, щоб ендокринна функція працювала правильно. Коли тропні гормони виробилися у достатній кількості, процес синтезу ліберинів гальмується, цей процес відповідають інші гормони гіпоталамуса, які називаються статини.

Підсвідомість, про яку так багато говорять психотерапевти також має безпосереднє відношення до гіпоталамусу. Абсолютно все, що людина прочитала, побачила або почувала не зникає в нікуди, а залишаються в глибоких шарах психіки, і впливають на роботу організму в психоемоційному плані. Крім того, вважається, що старіння і гіпоталамус теж тісно пов'язані. Зрозумівши, за що відповідає гіпоталамус, можна переходити до аналізу його гормонів.

Гіпоталамічні гормони

Про лібірини та статини було сказано вище, однак, це не всі гормони гіпоталамуса, в даний час вивчені наступні нейрогормони:

1. Гонадоліберіни– гормони гіпоталамуса, які відповідають за синтез статевих гормонів. Крім цього, ці гормони беруть участь у процесі формування статевого потягу, а також регулюють менструальний цикл і вихід яйцеклітини, що дозріла. Недостатність гонадоліберинів викликає гормональну недостатність та жіночу безплідність.
2. Соматоліберин– це гормон, який відповідає за вивільнення речовин росту, найактивніше заліза виробляє цей гормон у дитячому віці, а за його недостатності розвивається карликовість.
3. Кортіколіберін– цей гормон стимулює синтез антикортикотропних гіпофізарних гормонів. За його нестачі страждають надниркові залози.
4. Пролактоліберінактивно виробляється під час вагітності та в період лактації.
5. Дофамін, сомастатин, меланостатин-Гормони, які пригнічують вироблення тропних гіпофізарних гормонів.
6. Меланоїберін– гормон, що бере участь у синтезі меланіну.
7. Тироліберин контролює тиреотропні гормони.

За допомогою яких процесів відбувається контроль синтезу нейрогормонів? Цей контроль здійснюється нервовою системою, причому в деяких випадках вона впливає на гормони і на клітини гіпофіза в тому числі. Таблиця нижче вказує класифікацію гормонів.

Роль гіпоталамуса на вегетатику

Його роль регуляції вегетативних функцій велика. При подразненні ядер передньої ділянки залози у роботі органів спостерігаються симпатичні ефекти, при подразненні ядер середньої ділянки симпатичний вплив слабшає. Однак, такий розподіл функціональності не є абсолютним, і та й інша структура гіпоталамуса здатна впливати на симпатику та парасимпатику. Таким чином, анатомічні особливості ділянок гіпоталамуса функціонально доповнюють один одного та компенсують.

У зв'язку з тим, що гіпоталамус має тісний зв'язок із корою головного мозку, під його контролем знаходиться функція кровообігу, дихання, перистальтики, ендокринної роботи організму та інші процеси, що знаходяться під впливом вегетатики.

Патології гіпоталамуса

Існує таке поняття як гіпоталамічний синдром – це комплекс проблем та захворювань вегетативного та ендокринного характеру, які виникають при патологічних процесах у гіпоталамусі.

Викликати патологічні процеси в гіпоталамічному відділі головного мозку можуть такі причини:

• пухлина мозку, що знаходиться поблизу гіпоталамуса і чинить на нього тиск;
• черепно-мозкові травми, що зачіпають гіпоталамічну ділянку;
• нейроінтоксикації;
• судинні захворювання;
• нейроінфекції вірусного та бактеріального походження;
• стреси, сильні розумові навантаження;
• гормональні перебудови;
• уроджені патології.

Гіпоталамічний синдром проявляється підвищеною слабкістю, непереносимістю зміни метеоумов, емоційними розладами, схильністю до алергій, пітливістю, тахікардією, порушенням сну, стрибками артеріального тиску тощо.

У більшості випадків гіпоталамічний синдром ускладнюється гірсутизмом, гінекомастією, збоями у менструальному циклі, матковими кровотечами, полікістозом яєчників. Основним симптомом гіпоталамічного синдрому є наявність частих вегетативних пароксизмів, які можуть призводити не тільки до зниження працездатності, а й навіть до її повної втрати.

Інші патології гіпоталамуса:

• гіпопітуїтаризм – порушення у функціональності статевих залоз, які гальмують статеве дозрівання людини, а також викликають проблеми з лібідо, потенцією, масою тіла та зростанням;
• нейрогенний нецукровий діабет;
• третинний гіпотиреоз;
• порушення зростання та розвитку.

При патологіях та захворюваннях гіпоталамуса у людини можуть спостерігатися зміни особистості, погіршення пам'яті, зрушення емоційного характеру, маніакальні спалахи. Поліпшити стан хворого допоможуть ендокринологи, гінекологи та неврологи.

Що таке гіпоталамус? На що він впливає? Наведемо приклад: у вас бурчить у животі. Ви не поснідали з ранку, вас наповнює почуття голоду і ви готові з'їсти будь-який продукт, який побачив на прилавку магазину. Ви не можете сконцентруватися на тому, чим займаєтесь, і голова зайнята лише думками про їжу. Вам настільки некомфортно, що зрештою ви вирішуєте поїсти. Знайомо?

За весь цей процес відповідає гіпоталамус. Де знаходиться гіпоталамус? Ця невелика підкіркова структура розташована в центрі мозку. Розміром з горошину, гіпоталамус відповідає за такі життєво важливі функції нашого організму, як, наприклад, голод, регулюючи гомеостаз. Без гіпоталамуса ми не знали б коли нам треба поїсти і вмирали б з голоду.

Якщо Ви хочете дізнатися більше про гіпоталамус, не пропустіть розділ «Докладніше про …» наприкінці цієї статті!

Гіпоталамус регулює харчову поведінку через відчуття голоду та ситості.

Що таке Гіпоталамус?

Яка будова гіпоталамуса? Гіпоталамус - мозкова структура, що разом з таламусом формує проміжний мозок. Він є частиною і містить найбільшу різноманітність нейронів у всьому головному мозку. Гіпоталамус контролює ендокринну та вегетативну організму. Це ендокринна залоза, що виділяє гормони, відповідальні за підтримання виду, та регулює секрецію гормонів гіпофіза. Гіпоталамус та гіпофіз формують гіпоталамо-гіпофізарну систему. Гіпоталамус містить два види секреторних нейронів: дрібноклітинні (виділяють пептидні гормони) та великоклітинні (виділяють нейрогіпофізарні гормони).

Загальний когнітивний тест від CogniFit

Де знаходиться Гіпоталамус? Правильне розташування - це важливо

Гіпоталамус розташований під таламусом (звідси та його назва). Крім того, він обмежений термінальною платівкою, маммілярними (соскоподібними) частинами, внутрішньою капсулою мозку та оптичною хіазмою. Сполучається з гіпофізом через гіпофізарне стебло. Таке центральне розташування гіпоталамуса в мозку дозволяє йому чудово комунікувати, отримуючи інформацію (аференції) від різних структур тіла, та надсилаючи інформацію (еференції) іншим.

Розташування Гіпоталамусу (виділений жовтим) у сагіттальному розрізі мозку. Джерело: Tirotactico.

Навіщо потрібний Гіпоталамус? Як він зберігає нам життя

Фукнції гіпоталамуса життєво важливі. Він регулює голод і ситість, підтримує температуру тіла, регулює сон, відповідає за любовні стосунки та агресію, а також формує емоції. Більшість цих функцій регулюється шляхом взаємодії гормонів між собою.

• Голод:коли наше тіло виявляє відсутність достатніх запасів енергії та потребує харчування, воно відсилає Грелін (гормон) у гіпоталамус, із зазначенням, що нам час поїсти. Далі гіпоталамус виділяє гормон, що відповідає за почуття голоду - Нейропептид Y. У наведеному на початку статті прикладі гіпоталамус виділяв велику кількість Нейропептиду Y, у зв'язку з чим наше почуття голоду було дуже сильним.
• Ситість: Навпаки, коли ми поїли достатньо, наше тіло має повідомити мозку, що ми більше не потребуємо харчування і потрібно припинити їсти. У процесі їжі наше тіло виготовляє інсулін, який збільшує виробництво гормону, що зветься лептин. Лептин переміщається по крові до вентромедіального ядра гіпоталамуса, і, дійшовши до його рецептора, гальмує виробництво Нейропептиду Y. Як тільки припиняється виділення Нейропептиду Y, настає ситість, і ми більше не відчуваємо голоду.
• ЖагаЯк і з голодом, як тільки наш організм починає потребувати більшої кількості води, гіпоталамус вивільняє антидіуретичний гормон (або вазопресин), що запобігає зайвій втраті води і регулює прийом рідин.
• Температура:температура крові, що надходить до гіпоталамусу, буде визначальною для того, чи потребуємо ми зниження або підвищення температури тіла. Якщо температура занадто висока, необхідно її знизити, віддавши тепло, що призведе до того, що передня частка гіпоталамуса (Передній гіпоталамус) пригнічує його задню частку, запускаючи ряд процесів, що ведуть до зниження температури (наприклад, потовиділення). Навпаки, якщо температура тіла надто низька, нам потрібно зробити більше тепла, у зв'язку з чим задній відділ гіпоталамуса (Задній Гіпоталамус) пригнічує передню частку. Таким чином, за допомогою гіпоталамо-гіпофізарної осі виділяються тиреотропний гормон (ТТГ) і адренокортикотропний гормон (АКТГ), що сприяють збереженню тепла.
• Сон:Причиною того, що нам так складно спати з увімкненим світлом, також є гіпоталамус. Цикл сну-неспання має циркадний ритм. Структура, яка відповідає за регулювання циркадного циклу, є групою нейронів середнього гіпоталамуса, яка називається супрахіазматичне ядро. Cупрахіазматичне ядро ​​отримує інформацію від гангліонарних клітин сітківки за допомогою ретино-гіпоталамічного тракту. Саме так сітківка визначає зміни у освітленні та відсилає цю інформацію супрахіазматичному ядру. Ця група нейронів обробляє інформацію, відправлену шишкоподібного тіла (або епіфіза). Якщо сітківка виявляє, що освітлення немає, шишкоподібне тіло виділяє мелатонін, що сприяє засинанню. Якщо сітківка знаходить світло, епіфіз скорочує вироблення мелатоніну, що призводить до неспання.
• Пошук пари та агресивність: Ці два типи поведінки (що відрізняються у людей, але все ж таки пов'язані з тваринним світом) регулюються все тією ж частиною гіпоталамуса (вентромедіальним ядром). Є нейрони, які активуються тільки при романтичних відносинах, а є і такі, які активуються при агресивній поведінці. Однак існують нейрони, які діють в обох випадках. У цій ситуації мигдалина мозку відсилає інформацію, пов'язану з агресією, у приоптичну область гіпоталамуса, щоб вона виробила гормони, що відповідають даній ситуації.
• Емоції:Наші емоції супроводжуються фізіологічними змінами. Найімовірніше ми випробувамо, якщо нам доведеться йти вночі темною вулицею, з якої долинають дивні звуки. Наш організм має бути готовий до будь-яких ситуацій, тому гіпоталамус надсилає інформацію в різні частини тіла (частішає дихання, серцевий ритм, звужуються кровоносні судини, розширюються зіниці та напружуються м'язи). Так ми можемо помітити будь-яку загрозу, втекти чи захиститися за потреби. Таким чином, гіпоталамус відповідає за фізіологічні зміни, пов'язані з емоціями.

Бажаєте перевірити свої емоції? Пройдіть когнітивний тест CogniFit на депресію!

Як пов'язані Гіпоталамус та кохання?

Емоції керуються Лімбічною Системою. Гіпоталамус є частиною цієї системи та відповідальний за донесення до всього тіла інформації про те, яка емоція у нас зараз переважає. Незважаючи на те, що наші почуття складно зрозуміти, відомо, що саме гіпоталамус відповідає за почуття кохання. Гіпоталамус виробляє фенілетиламін - , схожий на дію з амфетамінами, що пояснює приємні та ейфоричні відчуття при закоханості. Крім того, відбувається викид адреналіну і, що призводить до збільшення серцевого ритму, посилюється надходження кисню та підвищується кров'яний тиск (викликаючи відчуття, відомі як «метелики в животі»). З іншого боку, мозок виробляє , що дозволяє нам бути уважними до людини, яка викликала наші почуття, і впливає на наш настрій. Тому якщо ми хочемо пояснити, чому так важливий гіпоталамус, досить просто сказати, що без нього ми не здатні закохуватися!

Як пов'язані Гіпоталамус та Гіпофіз?

Гіпоталамус регулює секрецію гормонів гіпофіза (або пітуїтарної залози), з яким пов'язаний за допомогою лійки. Гіпофіз також є ендокринною залозою і розташований під гіпоталамусом, захищений за допомогою турецького сідла (кісткове утворення нашого черепа, що нагадує за формою сідло). Його функція полягає у напрямі в кров гормонів, які, як визначає гіпоталамус, необхідні нашому тілу для регулювання гомеостазу, іншими словами, для відновлення рівноваги організму та саморегуляції температури нашого тіла. Гіпоталамус і гіпофіз настільки тісно пов'язані, що формують гіпоталамо-гіпофізарну систему. Один без одного вони не могли б повноцінно функціонувати. Іншими словами, гіпофіз допомагає гіпоталамус поширювати свій вплив по всьому тілу, задіявши залози, недоступні гіпоталамусу.

Що відбувається при дисфункції гіпоталамусу? Хвороби та поразки

Враховуючи важливість гіпоталамуса, пошкодження будь-якого з його ядер може призвести до смерті. Наприклад, при поразці центру насичення (у зв'язку з чим ми стаємо нездатними відчувати почуття ситості), ми почнемо відчувати постійний голод і є без зупинки, з усіма ускладненнями для нашого здоров'я. Найпоширеніші патології:

• Синдром нецукрового діабету:викликаний дисфункціями супраоптичного, паравентрикулярного ядер та супраоптикогіпофізарного тракту. При цьому синдромі через знижене виробництво АДГ відбувається збільшення споживання рідини, що супроводжується рясним сечовипусканням (поліурія).
• Травма каудолатеральної частини гіпоталамуса:при пошкодженні цієї ділянки гіпоталамуса знижуються як симпатичні функції, і температура тіла.
• Порушення ростромедіального відділу гіпоталамуса:при поваленні цієї області гіпоталамуса знижуються парасимпатичні функції, проте температура тіла збільшується.
• : при пошкодженні соскоподібних ядер (тісно пов'язаних з і, відповідно, з пам'яттю) відбувається так звана антероградна амнезія, тобто порушення пам'яті про події, нездатність запам'ятовувати нові події. Люди з таким синдромом схили заповнювати «прогалини» у своїй пам'яті вигаданими ситуаціями (тим самим компенсуючи забуті спогади, без наміру обдурити), тобто подіями, які не мали місця у їхньому житті чи не відповідають дійсності. Незважаючи на те, що це порушення в основному пов'язане з хронічним алкоголізмом, воно також може бути викликане дисфункціями мамілярних відростків та їх сполук (як, наприклад, гіпокамп або медіодорсальне ядро ​​таламуса).

Докладніше про…

Які гормони виробляє Гіпоталамус?

Принцип роботи гіпоталамуса ґрунтується на виробництві гормонів. Тому важливо знати, які види гормонів він виділяє:

• Нейрогормони: антидіуретичний гормон (АДГ) та окситоцин.
• Гіпоталамічні фактори: Ангіотензин II (AII), пролактин-інгібуючий фактор (ПІФ), соматотропін-інгібуючий фактор (СІФ або соматостатин), гормон, що вивільняє адренокортикотропний гормон або кортикотропін (КРГ), гонадотропін-вивільняючий гормон (ГНТГ) ) та соматропін-вивільняючий гормон («гормон росту» або соматокринін).

Ядра Гіпоталамусу та їх функції

З яких ядер складається Гіпоталамус і навіщо вони призначені? Як ми вже розглянули раніше, гіпоталамус складається з великої кількості ядер (груп нейронів), і кожне виконує ту чи іншу фукнцію. Основні ядра:

• Аркуатне ядро: несе емоційну функцію гіпоталамуса Крім того, виконує найважливішу ендокринну функцію, синтезуючи гіпоталамічні пептиди та нейротрансмітери. Відповідає за виробництво гонадотропін-вивільняючого гормону (ГНРГ), також відомого як лютеїнізуючий гормон (люліберин).
• Переднє гіпоталамічне ядро: відповідає за втрату тепла через потовиділення Також відповідально за пригнічення вивільнення тиротропіну в гіпофізі.
• Заднє гіпоталамічне ядро: його функцією є утримування тепла, коли нам холодно.
• Бічні ядра: регулюють відчуття голоду та спраги Коли виявляється дефіцит цукру чи води, намагаються відновити баланс, спонукаючи нас прийняти їжу чи воду.
• Соскоподібне ядро: тісно пов'язаний з гіпокампом та пам'яттю
• Паравентрикулярне ядро: регулює секрецію гіпофіза за допомогою синтезу гормонів, таких як окситоцин, вазопресин та гормон, що вивільняє адренокортикотропін (КРГ).
• Преоптичне ядро: впливає на парасимпатичні функції, такі як прийом їжі, рух та романтичні відносини.
• Супраоптичне ядро: відповідає за регулювання кров'яного тиску та баланс рідин в організмі за допомогою виробництва антидіуретичного гормону (АДГ).
• Супрахіазматичне ядро : регулює Циркадні Ритми та відповідає за флуктуацію гормонів, задіяних у цьому процесі.
• Вентромедіальне ядро: регулює відчуття ситості

Як гіпоталамус отримує інформацію? Куди він її відсилає?

Гіпоталамус, завдяки своєму привілейованому положенню в мозку, має велику кількість зв'язків. З одного боку, він отримує інформацію (аференції) з інших структур, з другого, сам відправляє інформацію (еференції) іншим частинам мозку.

• Aференції:
  • Ретикулярні аференції від стовбура мозку: від стовбура мозку до бокового соскоподібного ядра.
  • Середній прозенцефалічний пучок: від нюхової області, септальних ядер та області, що оточує мигдалик, до бічної преоптичної зони та бічної частини гіпоталамуса.
  • Мигдально-таламічні волокна: йдуть від мигдадини, з одного боку, до середнього преоптичного ядра, переднього, вітромедіального та дугоподібного ядра гіпоталамуса. З іншого боку, мигдалина з'єднана з бічним ядром гіпоталамуса.
  • Гіпокампо-таламічні волокна: ведуть від гіпокампа до перегородки мозку та соскоподібних ядрам
  • Передспайкові волокна склепіння мозку: з'єднують з дорсальною частиною гіпоталамуса, септальними ядрами та бічним преоптичним ядром.
  • Постспайкові волокна склепіння мозку : ніснують інформацію середнього соскоподібного ядра.
  • Ретино-гіпоталамічні волокна:збирають інформацію про освітлення, яку вони одержують від гангліонарних клітин і відправляють в супрахіазматичне ядро ​​для регулювання циркадного циклу.
  • Коркові проекції: отримують інформацію від кори головного мозку (наприклад, від грушоподібної частки) та відсилають її в гіпоталамус

• Еференції:
  • Дорсальний поздовжній пучок: від середньої та перивентрикулярної області гіпоталамуса до періакведуктальної мезенцефалічної сірої речовини.
  • Чутливі соскоподібні волокна: від середнього соскоподібного ядра і, з одного боку, до передніх таламічним ядрам, а з іншого, до середнього мозку, до вентральних та дорсальних тім'яних ядр.
  • Супраоптичний гіпофізарний тяж: від супраоптичних та паравентрикулярних ядер до задньої частини гіпофіза.
  • Тубергіпофізарний тяж: від дугоподібного ядра до лійкоподібного стовбура та серединного пагорба.
  • Східні проекції стовбура мозку та спинного мозку:від паравентрикулярного ядра, бічної та задньої області, до одиночного, подвійного, дорсального ядра блукаючого нерва (Х пара черепних нервів) та вентролатеральних областей довгастого мозку (медули).
  • Еферентні проекції супрахіазматичного ядра:Основна еференція супрахіазматичного ядра сполучається з шишковидним тілом.

Будемо вдячні за відгуки та коментарі до статті.

Переклад Анни Іноземцевої

Neuropsicólogo amante de la ciencia, el cerebro y sus entresijos. Formado en neuropsicología clínicа e investigació.
Volcado en facilitar a tots los públicos la relación entre el cerebro y la conducta, para ayudar a comprender lo que passa dins de nuestras cabezas.

Мозок – це самий складний та найважливіший органлюдського тіла.

Багато його функцій та системи досі не вивчені до кінця, а правильно відтворити його роботу не вдається навіть у наш просунутий інформаційний вік.

Більшість сучасних дітей вважають мозок вмістилищем душі.І якщо існування душі все ще залишається спірним питанням, то щодо особистості та розуму немає жодних неясностей – пам'ять і розумова діяльність, все те, про що ми говоримо «це я», все це в мозку.

Будова мозку дуже різноманітна і складається з багатьох частин, кожна з яких виконує свою функцію. Багато з цих функцій перетинаються і взаємодоповнюють один одного, а деякі й досі не до кінця з'ясовані вченими.

Відомі випадки, коли людина переживала серйозні пошкодження мозку, аж до втрати цілих її ділянок – у цьому випадку функції втраченої частини брали він сусідні зони.

Але є зони мозку, які буквально відповідають за підтримання тіла у живому стані. Ці ділянки, як маленькі диригенти, постійно контролюють оркестр всіх процесів організму, не допускаючи смертельно небезпечного розладу. Однією з таких життєво важливих ділянок мозку є гіпоталамус.

Розташування гіпоталамуса

Головний мозок знаходиться на вершині стовпа спинного мозкуяк льодяник на паличці. Але спинний мозок не закінчується різко, як якась паличка – він плавно переходить у мозковий стовбур, у якому виділяють безліч зон, різних та анатомічно, і функціонально.

Мозковий стовбур, своєю чергою, перетворюється на структуру, звану проміжним мозком. Всі ці зони іноді жартівливо називають «рептильним мозком», так як це найбільш давні та базові частини мозку, відповідальні за виживання та існування організму.

Жодної вищої нервової діяльності, жодних думок чи свідомості там немає. Тільки регуляція найголовніших процесів організму.

Проміжний мозок, що є потовщенням на вершині стовпа спинного мозку, глибоко входить у череп і накритий зверху тим, що ми звикли називати власне мозком – великими півкулями. У самій глибині черепа, під великими півкулями на вершині проміжного мозку, у центрі знаходиться таламус.

«Таламус»латинською означає «відсік, кімната». Він пов'язаний товстими нервовими пучками практично з рештою всіх зон, і відповідає за початкову обробку і передачу сигналів від тіла до мозку і назад. Можна сказати, що таламус – це головна телефонна станція тіла.

Під таламусом є мета нашої подорожі по мозку - гіпоталамус. Приставка «гіпо-» з латинського перекладається як «що знаходиться під», так що гіпоталамус це просто «щось, що знаходиться під таламусом». Але для такої непоказної назви гіпоталамус має значний список функцій.

Будова гіпоталамуса

Така «залежна» назва гіпоталамуса відбиває її нечіткість та невизначеністьв анатомічній будові. Так, ця зона знаходиться під таламусом, але чітко виділених та видимих ​​кордонів у нього немає.

Крім того, що частини гіпоталамуса досить розмито поширюються в інші частини мозку, в вченому середовищі досі чітко не визначено, що саме потрібно називати гіпоталамусом. Половина меж цієї зони проміжного мозку існує лише віртуально – як уявне продовження меж інших зон.

Але ось що точно існує не тільки в уяві, то це характерні ядра гіпоталамуса – спеціально зібрані групи нейронів, Кожна з яких бере на себе певні функції. Цих груп налічується понад три десятки, розподілені вони по всій зоні, тому їх розподіляють і класифікують за їх місцезнаходженням.

Функції гіпоталамуса

Якщо таламус є телефонною станцією, то гіпоталамус – це завгосппо телефону контролює діяльність всього тіла. Саме на гіпоталамус покладено найважливіші та найнудніші функції, а саме регулювання правильного функціонування залоз внутрішньої секреції, вегетативної нервової системи і, як наслідок, усіх внутрішніх органів.

Підтримка правильного функціонування організму забезпечується постійною підтримкою відповідних умов – гомеостазом. Підтримка гомеостазу також пов'язані з інстинктами, і це теж відповідає гіпоталамус.

Регулює всі ці функції гіпоталамус не лише за допомогою телефону – нервових сигналів – а й за допомогою пошти – гормонів, що виробляються гіпофізом. Гормони - це складні хімічні речовини, які розносяться кров'ю по всьому тілу і впливають на роботу внутрішніх органів.

Своєрідна повільна заміна нервових сигналів. Гіпоталамус здатний впливати на гіпофіз,уповільнюючи чи прискорюючи вироблення гормонів. У результаті гіпоталамус тримає у своїх маленьких руках обидві кермо влади людським тілом – і нервову, і хімічну.

Кора великого мозку

Вищим відділом ЦНС є кора великого мозку (кора великих півкуль). Вона забезпечує досконалу організацію поведінки тварин на основі вроджених та набутих в онтогенезі функцій.

Морфофункціональна організація

Кора великого мозку має такі морфофункціональні особливості:

Багатошаровість розташування нейронів;

модульний принцип організації;

Соматотопічна локалізація рецептуючих систем;

Екранність, т. Е. Розподіл зовнішньої рецепції на площині нейронального поля коркового кінця аналізатора;

Залежність рівня активності від впливу підкіркових структур та ретикулярної формації;

Наявність представництва всіх функцій нижченаведених структур ЦНС;

Цитоархітектонічний розподіл на поля;

Наявність у специфічних проекційних сенсорних та моторних системах вторинних та третинних полів з асоціативними функціями;

Наявність спеціалізованих асоціативних областей;

Динамічна локалізація функцій, що виражається у можливості компенсацій функцій втрачених структур;

Перекриття у корі великого мозку зон сусідніх периферичних рецептивних полів;

Можливість тривалого збереження слідів роздратування;

Реципрокний функціональний взаємозв'язок збудливих та гальмівних станів;

Здатність до іррадіації збудження та гальмування;

Наявність специфічної електричної активності.

Глибокі борозни ділять кожну півкулю великого мозку на лобову, скроневу, тім'яну, потиличну частки та острівець. Острівець розташований у глибині сильвієвої борозни і закритий зверху частинами лобової та тім'яної часткою мозку.

Кора великого мозку ділиться на давню (archicortex), стару (paleocortex) та нову (neocortex). Стародавня кора поряд з іншими функціями має відношення до нюху та забезпечення взаємодії систем мозку. Стара кора включає поясну звивину, гіпокамп. Нова кора має найбільший розвиток величини, диференціації функцій відзначається у людини. Товщина нової кори коливається від 1,5 до 4,5 мм і максимальна у передній центральній звивині.

Функції окремих зон нової кори визначаються особливостями її структурно-функціональної організації, зв'язками з іншими структурами мозку, участю у сприйнятті, зберіганні та відтворенні інформації при організації та реалізації поведінки, регуляції функцій сенсорних систем, внутрішніх органів.

Особливості структурно-функціональної організації кори великого мозку зумовлені тим, що у еволюції відбувалася кортикалізація функцій, т. е. передача корі великого мозку функцій структур мозку нижче. Однак ця передача не означає, що кора перебирає виконання функцій інших структур. Її роль зводиться до корекції можливих порушень функцій взаємодіючих з нею систем, більш досконалого, з урахуванням індивідуального досвіду, аналізу сигналів та організації оптимальної реакції на ці сигнали, формування у своїх та в інших зацікавлених структурах мозку пам'ятних слідів про сигнал, його характеристики, значення та характері реакцію нього. Надалі, у міру автоматизації, реакція починає виконуватися підкірковими структурами.

Загальна площа кори великого мозку людини близько 2200 см2 число нейронів кори перевищує 10 млрд. У складі кори є пірамідні, зірчасті, веретеноподібні нейрони.

Пірамідні нейрони мають різну величину, їх дендрити несуть велику кількість шипиків; Аксон пірамідного нейрона, як правило, йде через білу речовину в інші зони кори або структури ЦНС.

Зірчасті клітини мають короткі дендрити, що добре гілкуються, і короткий аскон, що забезпечує зв'язки нейронів в межах самої кори великого мозку.

Веретеноподібні нейрони забезпечують вертикальні або горизонтальні взаємозв'язки нейронів різних шарів кори.

Кора великого мозку має переважно шестишарову будову

Шар I - верхній молекулярний, представлений в основному розгалуженнями висхідних дендритів пірамідних нейронів, серед яких розташовані рідкісні горизонтальні клітини та клітини-зерна, сюди ж приходять волокна неспецифічних ядер таламуса, що регулюють через дендрит цього шару рівень збудливості кори великого мозку.

Шар II - зовнішній зернистий, складається з зірчастих клітин, що визначають тривалість циркулювання збудження в корі великого мозку, тобто мають відношення до пам'яті.

Шар III - зовнішній пірамідний, формується з пірамідних клітин малої величини і разом з II шаром забезпечують кірко-кіркові зв'язки різних звивин мозку.

Шар IV – внутрішній зернистий, містить переважно зірчасті клітини. Тут закінчуються специфічні таламокортикальні шляхи, тобто шляхи, що починаються від рецепторів аналізаторів.

Шар V - внутрішній пірамідний, шар великих пірамід, які є вихідними нейронами, аксони їх йдуть у стовбур мозку та спинний мозок.

Шар VI - шар поліморфних клітин, більшість нейронів цього шару утворюють кортико-таламічні шляхи.

Клітинний склад кори з різноманітності морфології, функції, форм зв'язку немає собі рівних інших відділах ЦНС. Нейронний склад, розподіл нейронів за шарами у різних областях кори різні, що дозволило виділити у мозку людини 53 цитоархитектонических поля. Розподіл кори великого мозку на цитоархітектонічні поля чіткіше формується у міру вдосконалення її функції у філогенезі.

У вищих ссавців на відміну від нижчих від рухового поля 4 добре диференціюються вторинні поля 6, 8 і 10, функціонально забезпечують високу координацію, точність рухів; навколо зорового поля 17 - вторинні зорові поля 18 і 19, що беруть участь в аналізі значення зорового стимулу (організація зорової уваги, керування рухом ока). Первинні слухове, соматосенсорне, шкірне та інші поля мають поруч розташовані вторинні і третинні поля, що забезпечують асоціацію функцій даного аналізатора з функціями інших аналізаторів. Для всіх аналізаторів характерний соматотопічний принцип організації проекції кору великого мозку периферичних рецептуючих систем. Так, в сенсорній області кори другої центральної звивини є ділянки представництва локалізації кожної точки шкірної поверхні, в руховій області кори кожен м'яз має свою топіку (своє місце), подразнюючи яку можна отримати рух даного м'яза; у слуховій ділянці кори є топічна локалізація певних тонів (тонотопічна локалізація), пошкодження локальної ділянки слухової області кори призводить до втрати слуху на певний тон.

Так само в проекції рецепторів сітківки ока на зорове поле кори 17 є топографічний розподіл. У разі загибелі локальної зони поля 17 зображення не сприймається, якщо воно падає на ділянку сітківки, що проеціюється пошкоджену зону кори великого мозку.

Особливістю кіркових полів є екранний принцип їхнього функціонування. Цей принцип полягає в тому, що рецептор проектує свій сигнал не на один нейрон кори, а на полі нейронів, яке утворюється колатералями і зв'язками. В результаті сигнал фокусується не крапка в крапку, а на багатьох різноманітних нейронів, що забезпечує його повний аналіз і можливість передачі в інші зацікавлені структури. Так одне волокно, що приходить у зорову область кори, може активувати зону розміром 0,1 мм. Це означає, що один аксон розподіляє свою дію на понад 5000 нейронів.

Вхідні (аферентні) імпульси надходять у кору знизу, піднімаються до зірчастих і пірамідних клітин III-V шарів кори. Від зірчастих клітин IV шару сигнал йде до пірамідних нейронів III шару, а звідси по асоціативних волокнах - до інших полів, областей кори великого мозку. Зірчасті клітини поля 3 перемикають сигнали, що йдуть в кору, на пірамідні нейрони V шару, звідси оброблений сигнал йде з кори до інших структур мозку.

У корі вхідні та вихідні елементи разом із зірчастими клітинами утворюють так звані колонки – функціональні одиниці кори, організовані у вертикальному напрямку. Доказом цього служить таке: якщо мікроелектрод занурювати перпендикулярно в кору, то своєму шляху він зустрічає нейрони, реагують однією вид подразнення, а якщо мікроелектрод вводити горизонтально корою, він зустрічає нейрони, реагують різні види стимулів.

Діаметр колонки близько 500 мкм і визначається вона зоною розподілу колатералей висхідного аферентного таламокортикального волокна. Сусідні колонки мають взаємозв'язки, що організують ділянки безлічі колонок в організації тієї чи іншої реакції. Порушення однієї з колонок призводить до гальмування сусідніх.

Кожна колонка може мати ряд ансамблів, що реалізують будь-яку функцію за імовірнісно-статистичного принципу. Цей принцип полягає в тому, що при повторному подразненні реакції бере участь не вся група нейронів, а її частина. Причому кожного разу частина нейронів, що беруть участь, може бути різною за складом, тобто формується група активних нейронів (імовірнісний принцип), середньостатистично достатня для забезпечення потрібної функції (статистичний принцип).

Як уже згадувалося, різні області кори великого мозку мають різні поля, що визначаються за характером і кількістю нейронів, товщиною шарів і т.д. Справді, у корі великого мозку виділяють сенсорні, моторні та асоціативні області.

Сенсорні області

Коркові кінці аналізаторів мають свою топографію і ними проектуються певні аференти провідних систем. Коркові кінці аналізаторів різних сенсорних систем перекриваються. Крім цього, у кожній сенсорній системі кори є полісенсорні нейрони, які реагують не лише на «свій» адекватний стимул, а й на сигнали інших сенсорних систем.

Шкірна система, що рецептує, таламокортикальні шляхи проектуються на задню центральну звивину. Тут є суворий соматотопічний поділ. На верхні відділи цієї звивини проектуються рецептивні поля шкіри нижніх кінцівок, на середні – тулуби, на нижні відділи – руки, голови.

На задню центральну звивину переважно проектуються больова та температурна чутливість. У корі тім'яної частки (поля 5 і 7), де також закінчуються провідні шляхи чутливості, здійснюється складніший аналіз: локалізація подразнення, дискримінація, стереогноз.

При ушкодженнях кори більш грубо страждають функції дистальних відділів кінцівок, особливо рук.

Зорова система представлена ​​в потиличній частці мозку: поля 17, 18, 19. Центральний зоровий шлях закінчується в полі 17; він інформує про наявність та інтенсивність зорового сигналу. У полях 18 та 19 аналізуються колір, форма, розміри, якості предметів. Поразка поля 19 кори великого мозку призводить до того, що хворий бачить, але не впізнає предмет (зорова агнозія, при цьому втрачається також колірна пам'ять).

Слухова система проектується в поперечних скроневих звивинах (звивини Гешля), у глибині задніх відділів латеральної (сильвієвої) борозни (поля 41, 42, 52). Саме тут закінчуються аксони задніх пагорбів чотирипалих і латеральних колінчастих тіл.

Нюхальна система проектується в області переднього кінця гіпокампальної звивини (поле 34). Кора цієї області має не шести-, а тришарову будову. При подразненні цієї області відзначаються нюхові галюцинації, її ушкодження веде до аносмії (втрата нюху).

Смакова система проектується в гіпокампальній звивині по сусідству з нюхом кори (поле 43).

Моторні області

Вперше Фрітч і Гітциг (1870) показали, що подразнення передньої центральної звивини мозку (поле 4) викликає рухову реакцію. У той самий час визнано, що рухова область є аналізаторною.

У передній центральній звивині зони, подразнення яких викликає рух, представлені за соматотопічним типом, але вгору ногами: у верхніх відділах звивини - нижні кінцівки, у нижніх - верхні.

Попереду від передньої центральної звивини лежать премоторні поля 6 і 8. Вони організують не ізольовані, а комплексні, координовані, стереотипні рухи. Ці поля також забезпечують регулювання тонусу гладкої мускулатури, пластичний тонус м'язів через підкіркові структури.

У реалізації моторних функцій беруть участь також друга лобова звивина, потилична, верхньотім'яна області.

Двигуна область кори, як ніяка інша, має велику кількість зв'язків з іншими аналізаторами, чим, мабуть, і обумовлена ​​наявність у ній значної кількості полісенсорних нейронів.

Асоціативні галузі

Усі сенсорні проекційні зони та моторна область кори займають менше ніж 20% поверхні кори великого мозку (див. рис. 4.14). Решта кори становить асоціативну область. Кожна асоціативна область кори пов'язана з потужними зв'язками з кількома проекційними областями. Вважають, що у асоціативних областях відбувається асоціація різносенсорної інформації. Через війну формуються складні елементи свідомості.

Асоціативні області мозку у людини найбільш виражені у лобовій, тім'яній та скроневій частках.

Кожна проекційна область кори оточена асоціативними областями. Нейрони цих областей частіше полісенсорні, мають великі здібності до навчання. Так, в асоціативному зоровому полі 18 число нейронів, що «навчаються» умовно-рефлекторної реакції на сигнал, становить більше 60% від числа фоновоактивних нейронів. Для порівняння таких нейронів у проекційному полі 17 всього 10-12%.

Ушкодження поля 18 призводить до зорової агнозії. Хворий бачить, оминає предмети, але не може їх назвати.

Полісенсорність нейронів асоціативної області кори забезпечує їх участь в інтеграції сенсорної інформації, взаємодія сенсорних та моторних областей кори.

У тім'яній асоціативної області кори формуються суб'єктивні уявлення про навколишній простір, про наше тіло. Це стає можливим завдяки зіставленню соматосенсорної, пропріоцептивної та зорової інформації.

Лобові асоціативні поля мають зв'язки України з лімбічним відділом мозку і беруть участь у організації програм дії під час реалізації складних рухових поведінкових актів.

Першою та найбільш характерною рисою асоціативних областей кори є мультисенсорність їх нейронів, причому сюди надходить не первинна, а досить оброблена інформація з виділенням біологічної значущості сигналу. Це дозволяє формувати програму цілеспрямованого поведінкового акта.

Друга особливість асоціативної області кори полягає у здатності до пластичних перебудов залежно від значущості сенсорної інформації, що надходить.

Третя особливість асоціативної області кори проявляється у тривалому зберіганні слідів сенсорних впливів. Руйнування асоціативної області кори призводить до грубих порушень навчання, пам'яті. Мовна функція пов'язана як із сенсорною, так і з руховою системами. Корковий руховий центр мови розташований в задньому відділі третьої лобової звивини (поле 44) частіше лівої півкулі і був описаний спочатку Дакс (1835), а потім Брока (1861).

Слуховий центр мови розташований у першій скроневій звивині лівої півкулі (поле 22). Цей центр був описаний Верніке (1874). Моторний та слуховий центри мови пов'язані між собою потужним пучком аксонів.

Мовні функції, пов'язані з письмовою мовою, - читання, лист - регулюються ангулярною звивиною зорової області кори лівої півкулі мозку (поле 39).

При ураженні моторного центру мовлення розвивається моторна афазія; у цьому випадку хворий розуміє мову, але сам говорити не може. При поразці слухового центру мови хворий може говорити, висловлювати усно свої думки, але розуміє чужої мови, слух збережений, але хворий не впізнає слів. Такий стан називається сенсорною слуховою афазією. Хворий часто багато говорить (логорея), але його неправильна (аграматизм), спостерігається заміна складів, слів (парафазії).

Поразка зорового центру мови призводить до неможливості читання, письма.

Ізольоване порушення листа – аграфія, виникає також у разі розладу функції задніх відділів другої лобової звивини лівої півкулі.

У скроневій ділянці розташоване поле 37, яке відповідає за запам'ятовування слів. Хворі із поразками цього поля не пам'ятають назви предметів. Вони нагадують забудькуватих людей, яким необхідно підказувати потрібні слова. Хворий, забувши назву предмета, пам'ятає його призначення, властивості, тому довго описує їх якості, розповідає, що роблять цим предметом, але назвати його не може. Наприклад, замість слова "краватка" хворий, дивлячись на краватку, каже: "це те, що надягають на шию і зав'язують спеціальним вузлом, щоб було красиво, коли йдуть у гості".

Розподіл функцій з областей мозку перестав бути абсолютним. Встановлено, що майже всі області мозку мають полисенсорные нейрони, т. е. нейрони, реагують різні подразнення. Наприклад, при пошкодженні поля 17 зорової області його функцію можуть виконувати поля 18 і 19. Крім того, різні рухові ефекти подразнення одного і того ж рухового пункту кори спостерігаються в залежності від поточної діяльності.

Якщо операцію видалення однієї із зон кори провести у ранньому дитячому віці, коли розподіл функцій ще жорстко закріплено, функція втраченої області майже повністю відновлюється, т. е. у корі є прояви механізмів динамічної локалізації функцій, дозволяють компенсувати функціонально і анатомічно порушені структури.

Важливою особливістю кори великого мозку є її здатність довго зберігати сліди збудження.

Слідові процеси у спинному мозку після його роздратування зберігаються протягом секунди; у підкірково-стволових відділах (у формі складних рухово-координаторних актів, домінантних установок, емоційних станів) тривають годинами; у корі мозку слідові процеси можуть зберігатися за принципом зворотного зв'язку протягом усього життя. Ця властивість надає корі виняткового значення у механізмах асоціативної переробки та зберігання інформації, накопичення бази знань.

Збереження слідів порушення у корі проявляється у коливаннях рівня її збудливості; ці цикли тривають у руховій ділянці кори 3-5 хв, у зоровій - 5-8 хв.

Основні процеси, що відбуваються в корі, реалізуються двома станами: збудженням та гальмуванням. Ці стани завжди реципрокни. Вони виникають, наприклад, у межах рухового аналізатора, що завжди спостерігається при рухах; вони можуть і між різними аналізаторами. Гальмівний вплив одного аналізатора на інші забезпечує зосередженість уваги одному процесі.

Реципрокні відносини активності часто спостерігаються в активності сусідніх нейронів.

Відношення між збудженням та гальмуванням у корі проявляється у формі так званого латерального гальмування. При латеральному гальмуванні навколо зони збудження формується зона загальмованих нейронів (одночасна індукція) і вона за протяжністю, як правило, вдвічі більша за зону збудження. Латеральне гальмування забезпечує контрастність сприйняття, що дозволяє ідентифікувати сприймається об'єкт.

Крім латерального просторового гальмування, у нейронах кори після збудження завжди виникає гальмування активності та навпаки, після гальмування – збудження – так звана послідовна індукція.

У тих випадках, коли гальмування не в змозі стримувати збудливий процес у певній зоні, виникає іррадіація збудження по корі. Іррадіація може походити від нейрона до нейрона, за системами асоціативних волокон І шару, при цьому вона має дуже малу швидкість - 0,5-2,0 м/с. В іншому випадку іррадіація збудження можлива за рахунок аксонних зв'язків пірамідних клітин III шару кори між сусідніми структурами, у тому числі між різними аналізаторами. Іррадіація збудження забезпечує взаємовідносини станів систем кори при організації умовно-рефлекторної та інших форм поведінки.

Поряд з іррадіацією збудження, що відбувається за рахунок імпульсної передачі активності, існує іррадіація стану гальмування корою. Механізм іррадіації гальмування полягає в переведенні нейронів у гальмівний стан під впливом імпульсів, що надходять із збуджених ділянок кори, наприклад, із симетричних областей півкуль.

Електричні прояви активності кори великого мозку

Оцінка функціонального стану кори великого мозку людини є важким і досі невирішеним завданням. Однією з ознак, що опосередковано свідчить про функціональний стан структур головного мозку, є реєстрація в них коливань електричних потенціалів.

Кожен нейрон має заряд мембрани, що з активації зменшується, а при гальмуванні - частіше збільшується, т. е. розвивається гиперполяризация. Глія мозку також має заряд клітин мембран. Динаміка заряду мембрани нейронів, глії, процеси, що відбуваються в синапсах, дендритах, аксонному горбку, в аксоні - все це постійно змінюються, різноманітні інтенсивності, швидкості процеси, інтегральні характеристики яких залежать від функціонального стану нервової структури і сумарно визначають її електричні показники. Якщо ці показники реєструються через мікроелектроди, то вони відображають активність локальної (до 100 мкм у діаметрі) ділянки мозку та називаються фокальною активністю.

У випадку, якщо електрод розташовується в підкорковій структурі, активність, що реєструється через нього, називається субкортикограмою, якщо електрод розташовується в корі мозку - кортикограмою. Нарешті, якщо електрод розташовується поверхні шкіри голови, то реєструється сумарна активність як кори, і підкіркових структур. Цей прояв активності називається електроенцефалограмою (ЕЕГ) (рис. 4.15).

Всі види активності мозку в динаміці схильні до посилення та ослаблення і супроводжуються певними ритмами електричних коливань. Людина у спокої за відсутності зовнішніх подразнень переважають повільні ритми зміни стану кори мозку, що у ЕЕГ знаходить свій відбиток у вигляді так званого альфа-ритму, частота коливань якого становить 8-13 на секунду, а амплітуда - приблизно 50 мкВ.

Перехід людини до активної діяльності призводить до зміни альфа-ритму на більш швидкий бета-ритм, що має частоту коливань 14-30 за секунду, амплітуда яких становить 25 мкВ.

Перехід від стану спокою до стану зосередженої уваги або сну супроводжується розвитком більш повільного тета-ритму (4-8 коливань в секунду) або дельта-ритму (0,5-3,5 коливань в секунду). Амплітуда повільних ритмів становить 100-300 мкВ (див. рис. 4.15).

Коли і натомість спокою чи іншого стану мозку пред'являється нове швидке наростаюче подразнення, на ЕЕГ реєструються звані викликані потенціали (ВП). Вони є синхронною реакцією безлічі нейронів даної зони кори.

Латентний період, амплітуда ВП залежать від інтенсивності подразнення, що наноситься. Компоненти ВП, кількість та характер його коливань залежить від адекватності стимулу щодо зони реєстрації ВП.

ВП може складатися з первинної відповіді або ж з первинної та вторинної. Первинні відповіді є двофазними, позитивно-негативними коливаннями. Вони реєструються у первинних зонах кори аналізатора і лише за адекватному даного аналізатора стимулі. Наприклад, зорова стимуляція для первинної зорової кори (поле 17) є адекватною (рис. 4.16). Первинні відповіді характеризуються коротким латентним періодом (ЛП), двофазністю коливання: спочатку позитивна, потім негативна. Первинна відповідь формується за рахунок короткочасної синхронізації активності довколишніх нейронів.

Побічні відповіді більш варіабельні по ЛП, тривалості, амплітуді, ніж первинні. Як правило, вторинні відповіді частіше виникають на сигнали, що мають певне смислове навантаження, адекватні для даного аналізатора стимули; вони добре формуються під час навчання.

Міжпівкульні взаємини

Взаємини півкуль великого мозку визначається як функція, що забезпечує спеціалізацію півкуль, полегшення виконання регуляторних процесів, підвищення надійності управління діяльністю органів, систем органів та організму загалом.

Роль взаємовідносин півкуль великого мозку найчіткіше проявляється під час аналізу функціональної міжпівкульної асиметрії.

Асиметрія у функціях півкуль уперше була виявлена ​​в XIX ст., коли звернули увагу на різні наслідки ушкодження лівої та правої половини мозку.

У 1836 р. Марк Дакс виступив на засіданні медичного товариства в Монпельє (Франція) з невеликою доповіддю про хворих, які страждають на втрату мови - стану, відомого фахівцям під назвою афазії. Дакс помітив зв'язок між втратою мови та пошкодженою стороною мозку. У його спостереженнях у понад 40 хворих з афазією були ознаки пошкодження лівої півкулі. Вченому не вдалося виявити жодного випадку афазії при пошкодженні лише правої півкулі. Підсумовувавши ці спостереження, Дакс зробив такий висновок: кожна половина мозку контролює свої, специфічні функції; мова контролюється лівою півкулею.

Його доповідь не мала успіху. Через деякий час після смерті Дакса Брока при посмертному дослідженні мозку хворих, які страждали на втрату мови та одностороннім паралічем, чітко виявив в обох випадках осередки пошкодження, що захопили частини лівої лобової частки. З того часу ця зона стала відома як зона Брока; вона була визначена, як область в задніх відділах нижньої лобової звивини.

Проаналізувавши зв'язок між перевагою однієї з двох рук і промовою, він припустив, що мова, більша спритність у рухах правої руки пов'язані з перевагою лівої півкулі у праворуких.

Через 10 років після публікації спостережень Брока концепція, відома тепер як концепція домінантності півкуль, стала основною точкою зору взаємовідносин двох півкуль мозку.

У 1864 р. англійський невролог Джон Джексон писав: «Нещодавно рідко хто сумнівався у цьому, що обидві півкулі однакові як і фізичному, і у функціональному плані, але тепер, коли завдяки дослідженням Дакса, Брока та інших стало ясно, що ушкодження однієї півкулі може викликати в людини повну втрату мови, колишня думка стала неспроможною».

Д. Джексон висунув ідею про «провідну» півкулю, яку можна розглядати як попередницю концепції домінантності півкуль. «Дві півкулі не можуть просто дублювати один одного, – писав він, – якщо пошкодження лише одного з них може призвести до втрати мови. Для цих процесів (промови), вище за які нічого немає, напевно має бути провідна сторона». Далі Джексон зробив висновок про те, «що більшість людей провідною стороною мозку є ліва сторона так званої волі, і що права сторона є автоматичною».

До 1870 і інші дослідники стали розуміти, що багато типів розладів мови можуть бути викликані пошкодженням лівої півкулі. К. Вернике виявив, що хворі при пошкодженні задньої частини скроневої частки лівої півкулі часто відчували труднощі й у розумінні мови.

У деяких хворих при пошкодженні лівої, а не правої півкулі виявлялися труднощі під час читання та письма. Вважалося також, що ліву півкулю керує і «цілеспрямованими рухами».

Сукупність цих даних стала основою уявлення про взаємини двох півкуль. Одна півкуля (у праворуких зазвичай ліва) розглядалася як провідна для промови та інших вищих функцій, інша (права), або «другорядна», вважали під контролем «домінантного» лівого.

Виявлена ​​перша мовна асиметрія півкуль мозку зумовила уявлення про еквіпотенційність півкуль великого мозку дітей до появи мови. Вважається, що асиметрія мозку формується при дозріванні мозолистого тіла.

Концепція домінантності півкуль, згідно з якою у всіх гностичних та інтелектуальних функціях провідним у «правшої» є ліва півкуля, а права виявляється «глухою і німою», проіснувала майже століття. Однак поступово накопичувалися свідчення, що уявлення про праву півкулі як про другорядну, залежну, не відповідає дійсності. Так, у хворих з порушеннями лівої півкулі мозку гірше виконуються тести на сприйняття форм та оцінку просторових взаємозв'язків, ніж у здорових. Неврологічно здорові випробувані, які володіють двома мовами (англійською та ідиш), краще ідентифікують англійські слова, пред'явлені у правому полі зору, а слова на ідиш – у лівому. Було зроблено висновок, що така асиметрія пов'язана з навичками читання: англійські слова читаються зліва направо, а слова ідиш - праворуч наліво.

Майже одночасно з поширенням концепції домінантності півкуль стали з'являтися дані, що вказують на те, що права, або другорядна, півкуля також має свої особливі здібності. Так, Джексон виступив із твердженням про те, що у задніх частках правого мозку локалізована здатність до формування зорових образів.

Пошкодження лівої півкулі призводить, як правило, до низьких показників тестів на вербальні здібності. У той же час хворі з пошкодженням правої півкулі зазвичай погано виконували невербальні тести, що включали маніпуляції з геометричними фігурами, складання головоломок, заповнення частин малюнків або фігур і інші завдання, пов'язані з оцінкою форми, відстані і просторових відносин.

Виявлено, що пошкодження правої півкулі часто супроводжувалося глибокими порушеннями орієнтації та свідомості. Такі хворі погано орієнтуються у просторі, неспроможна знайти дорогу до будинку, у якому прожили багато років. З ушкодженням правої півкулі пов'язані також певні види агнозій, т. е. порушень у впізнанні чи сприйнятті знайомої інформації, сприйнятті глибини та просторових взаємовідносин. Однією з найцікавіших форм агнозії є агнозія на обличчя. Хворий з такою агнозією не здатний дізнатися знайомого обличчя, а іноді взагалі не може відрізняти людей один від одного. Впізнавання інших ситуацій та об'єктів, наприклад, може бути при цьому не порушено. Додаткові відомості, що вказують на спеціалізацію правої півкулі, були отримані при спостереженні за хворими, які страждають на тяжкі порушення мови, у яких, однак, часто зберігається здатність до співу. Крім того, у клінічних повідомленнях містилися дані про те, що пошкодження правої половини мозку може призвести до втрати музичних здібностей, не торкнувшись мовленнєвих. Цей розлад, званий амузією, найчастіше відзначалося у професійних музикантів, які перенесли інсульт або інші пошкодження мозку.

Після того як нейрохірурги здійснили серію операцій з коміссуротомією і були виконані психологічні дослідження на цих хворих, стало зрозуміло, що права півкуля має власні вищі гностичними функціями.

Існує уявлення, що міжпівкульна асиметрія вирішальною мірою залежить від функціонального рівня переробки інформації. І тут вирішальне значення надається характеру стимулу, а особливостям гностичної завдання, що стоїть перед спостерігачем. Прийнято вважати, що праву півкулю спеціалізовано у переробці інформації на образному функціональному рівні, ліву – на категоріальному. Застосування такого підходу дозволяє зняти низку важкорозв'язних протиріч. Так, перевага лівої півкулі, виявлена ​​під час читання нотних та пальцевих знаків, пояснюється тим, що ці процеси протікають на категоріальному рівні переробки інформації. Порівняння слів без їхнього лінгвістичного аналізу успішніше здійснюється за їх адресації правої гемісфери, оскільки для вирішення цих завдань достатня переробка інформації на образному функціональному рівні.

Міжпівкульна асиметрія залежить від функціонального рівня переробки інформації: ліва півкуля має здатність до переробки інформації як на семантичному, так і на перцептивному функціональних рівнях, можливості правої півкулі обмежуються перцептивним рівнем.

У випадках латерального пред'явлення інформації можна виділити три способи міжпівкульних взаємодій, що виявляються в процесах пізнання зорового.

1. Паралельна діяльність. Кожна півкуля переробляє інформацію з використанням властивих механізмів.

2. Виборча діяльність. Інформація переробляється у «компетентній» півкулі.

3. Спільна діяльність. Обидві півкулі беруть участь у переробці інформації, послідовно граючи провідну роль тих чи інших етапах цього процесу.

Основним чинником, визначальним участь тієї чи іншої півкулі у процесах впізнавання неповних зображень, і те, яких елементів позбавлене зображення, саме який ступінь значимості відсутніх у зображенні елементів. У випадку, якщо деталі зображення видалялися без урахування ступеня їхньої значущості, упізнання більшою мірою було утруднено у хворих із ураженнями структур правої півкулі. Це дає підставу вважати праву півкулю провідним у пізнанні таких зображень. Якщо ж із зображення видалялася відносно невелика, але високозначна ділянка, то упізнання порушувалося в першу чергу при ураженні структур лівої півкулі, що свідчить про переважну участь лівої гемісфери в упізнанні подібних зображень.

У правій півкулі здійснюється повніша оцінка зорових стимулів, тоді як у лівому оцінюються найбільш суттєві, значущі їх ознаки.

Коли значне число деталей зображення, що підлягає упізнанню, видалено, ймовірність того, що найбільш інформативні, значущі його ділянки не піддадуться спотворенню чи видаленню, невелика, а тому лівопівкульна стратегія впізнання значно обмежена. У таких випадках більш адекватною є стратегія, властива правому півкулі, заснована на використанні всієї інформації, що міститься в зображенні.

Труднощі в реалізації лівопівкульної стратегії в цих умовах погіршуються ще й тією обставиною, що ліва півкуля має недостатні здібності до точної оцінки окремих елементів зображення. Про це свідчать також дослідження, згідно з якими оцінка довжини та орієнтації ліній, кривизни дуг, величини кутів порушується насамперед при ураженнях правої півкулі.

Інша картина відзначається у випадках, коли більшість зображення видалена, але збережений найбільш значущий, інформативний його ділянку. У таких ситуаціях найбільш адекватним є спосіб пізнання, заснований на аналізі найбільш значущих фрагментів зображення - стратегія, використовувана лівим півкулею.

У процесі впізнавання неповних зображень беруть участь структури як правої, так і лівої півкулі, причому ступінь участі кожного з них залежить від особливостей зображень, і в першу чергу від того, чи містить зображення найбільш значущі інформативні елементи. За наявності цих елементів переважна роль належить лівій півкулі; при їх видаленні переважну роль у процесі пізнання грає праву півкулю.

"Ендокринний мозок" - так називають вчені-анатоми гіпоталамус (від грец. "Гіпо" - під, "таламус" - кімната, спальня). Він у головному мозку людини, але дуже тісно пов'язані з гіпофізом – найважливішим органом людської ендокринної системи. Незважаючи на малі розміри, гіпоталамус має дуже складну будову і виконує як вегетативні функції нашого організму, так і ендокринні.

Що таке гіпоталамус?

Гіпоталамус знаходиться в основі мозку - проміжному відділі, утворюючи собою стінки і основу нижньої частини третього мозкового шлуночка. Це невелика область, яка розташована прямо під таламусом, у підгірській зоні. Звідси і друга назва гіпоталамуса - підгір'я.

Анатомічно гіпоталамус є повноцінною частиною центральної нервової системи і пов'язаний нервовими волокнами з її основними структурами – корою та стовбуром головного мозку, мозочком, спинним мозком та ін. Її також називають нейроендокринною – система виконує функції і ЦНС (наприклад, обмін речовин), та ендокринні (гіпофіз продукує гормони, а центри гіпоталамуса керують цими процесами).

Найважливіша роль гіпоталамуса в роботі всього організму не дозволяє вченим однозначно зарахувати його до будь-якої системи організму. Він ніби знаходиться на стику двох систем, ендокринної та ЦНС, будучи сполучною ланкою між ними.

Від таламус гіпоталамус відокремлює гіпоталамічна борозна, це верхня межа органу. Спереду він обмежений термінальною платівкою із сірої речовини, яка служить своєрідним прошарком між гіпоталамусом та зоровим перехрестем (хіазмою).

Бічні межі підгір'я – це зорові тракти. А нижня частина гіпоталамусу, або дно нижнього шлуночка, називається сірим бугром. Він переходить у вирву, вона у свою чергу витягується в гіпофізарну ніжку. На ній висить гіпофіз.

Гіпоталамус важить дуже мало - близько 3-5 гр, про його розміри вчені сперечаються досі. Одні дослідники порівнюють його за обсягом з мигдальним горішком, інші вважають, що може досягати довжини фаланги великого пальця руки людини. Гіпоталамус має обтічну, трохи витягнуту форму. Багато клітин підгір'я ґрунтовно «впаяні» в сусідні зони мозку, тому чіткого опису гіпоталамуса на сьогоднішній день не існує.

Але якщо справжні розміри та зовнішній вигляд цієї ділянки головного мозку досі точно не відомі, структура гіпоталамуса вивчається дуже давно.

Гіпоталамус розділений на кілька областей, в яких зібрані спеціальні скупчення нейронів - ядра гіпоталамуса. Кожна із груп ядер виконує свої особливі функції. Більшість цих ядер парні і розташовані по обидва боки третього шлуночка, де знаходиться сам орган. Точна кількість цих ядер у гіпоталамусі людини невідома – у медичній літературі можна зустріти різні дані з цього питання. Вчені сходяться в одному - кількість ядер коливається в діапазоні 32-48.

Існує кілька класифікацій, що описують будову гіпоталамуса. Одна з найпопулярніших типологія радянських анатомів Л.Я. Пінеса та Р.М. Майман. За їхньою версією, гіпоталамус складається з трьох частин:

• передній відділ (включає нейросекреторні клітини);
• середній відділ (область сірого бугра та лійки);
• нижній відділ (соскоподібні тіла).

На думку ряду вчених, передній гіпоталамус складається з 2 зон, преоптичної та передньої. Деякі фахівці поділяють ці сфери. У переднє підгір'я входять супрахіазматичне, супраоптичне (наглядове), паравентрикулярне (околожелудочкове) ядра.

Середній відділ гіпоталамуса складається із сірого бугра – тоненької платівки сірої речовини головного мозку. Зовні бугор виглядає як порожній виступ нижньої стінки третього шлуночка. Верхівка цього бугра витягнута у вузьку вирву, яка з'єднується з гіпофізом. У цій галузі сконцентровані такі ядра: туберальні (серобугорні), вентромедіальні та дорсомедіальні, палідо-інфундибулярні, мамміло-інфундибулярні.

Соскоподібні тіла є частиною заднього гіпоталамуса. Вони є двома горбистими утвореннями з білої речовини, всередині заховані 2 сірих ядра. У задній області підгір'я розміщуються такі групи ядер: мамміло-інфундибулярні, ядра маммілярних (соскоподібних) тіл, супра-маммілярні. Найбільше ядро ​​у цій зоні – медіальне соскоподібного тіла.

Гіпоталамус – один із найдавніших відділів головного мозку, вчені виявляють його навіть у нижчих хребетних. А у багатьох риб підгір'я взагалі є найрозвиненішою ділянкою головного мозку. У людини розвиток гіпоталамуса починається першими тижнями ембріонального розвитку, а до народження малюка цей орган вже повністю сформований.