Мозг — центральный орган нервной системы¶
Мозг — центральный орган нервной системы позвоночных и большинства беспозвоночных, осуществляющий обработку сенсорной информации, управление поведением, координацию движений, память, мышление и другие высшие нервные функции. У человека масса мозга в среднем составляет 1300—1400 г, он содержит около 86 млрд нейронов, связанных между собой триллионами синапсов.
¶Общие сведения
Мозг расположен в полости черепа, защищён костями черепа, тремя мозговыми оболочками (твёрдой, паутинной и мягкой) и цереброспинальной жидкостью. Среди тканей мозга преобладают нейроны (клетки, генерирующие и проводят нервные импульсы) и глиальные клетки, обеспечивающие метаболическую и структурную поддержку нейронов. По химическому составу мозг богат липидами (до 60 % сухой массы), что придаёт ему характерную белую окраску миелиновых волокон.
Мозг потребляет около 20 % кислорода и глюкозы, поступающих в организм, при этом его масса составляет лишь около 2 % массы тела. Кровоснабжение осуществляется через внутренние сонные артерии и позвоночные артерии, формирующие основной артериальный круг (круг Уиллиса).
¶Эволюция и происхождение
Мозг как отдельный орган сформировался в ходе эволюции нервной системы. У кишечнополостных (гидра, медузы) имеется диффузная нервная сеть. У червей появляется концентрация нервных клеток в переднем отделе — примитивный головной мозг (церебральный ганглий). У рыб, земноводных и пресмыкающихся мозг состоит из пяти основных отделов: спинного мозга, продолговатого, среднего, промежуточного мозга и конечного (полушарий). У птиц и млекопитающих доминирование захватывают полушария конечного мозга, у приматов и человека — особенно новая кора.
У человека мозг эволюционировал в сторону увеличения коры и усложнения её организации. Неокортекс (новая кора) занимает у человека около 80 % объёма конечного мозга и состоит из шести слоёв нейронов.
¶Анатомическое строение
У человека мозг подразделяется на следующие основные отделы:
| Отдел | Основные функции |
|---|---|
| Задний мозг (продолговатый мозг, мост, мозжечок) | Дыхание, сердечный ритм, координация движений, равновесие |
| Средний мозг | Зрительные и слуховые рефлексы, регуляция мышечного тонуса |
| Промежуточный мозг (таламус, гипоталамус, эпиталамус) | Сенсорная интеграция, гормональная регуляция, гомеостаз, сон |
| Конечный мозг (полушария, базальные ганглии, лимбическая система) | Высшие психические функции, произвольные движения, эмоции, память |
¶Конечный мозг и кора
Полушария головного мозга покрыты корой толщиной 2—4 мм, которая образует извилины (gyri) и борозды (sulci), увеличивающие площадь коры. Выделяют четыре доли полушария: лобную, теменную, височную и затылочную. Лобная доля отвечает за планирование, принятие решений, произвольные движения (центр Брока — речь), височная — за слух и понимание речи (центр Вернике), затылочная — за обработку зрительной информации, теменная — за сенсорную интеграцию и пространственное восприятие.
¶Мозжечок
Мозжечок содержит более половины всех нейронов мозга (около 69 млрд), при этом его масса составляет около 10 % массы мозга. Участвует в координации движений, поддержании равновесия и обучении моторным навыкам.
¶Гипоталамус и гипофиз
Гипоталамус регулирует вегетативные функции, температуру тела, голод, жажду, циклы сна и бодрствования, а также контролирует работу гипофиза — главной железы эндокринной системы.
¶Нейроны и синаптическая передача
Основная функциональная единица мозга — нейрон, состоящий из тела клетки, дендритов (принимают сигналы) и аксона (проводит сигнал). Нервный импульс передаётся по аксону в виде электрического потенциала действия, а между нейронами — через синапсы, где в ходе химической передачи участвуют нейромедиаторы: ацетилхолин, дофамин, серотонин, норадреналин, ГАМК, глутамат и другие. Нарушение баланса этих веществ лежит в основе ряда неврологических и психических заболеваний.
¶Высшие функции
К высшим функциям мозга относят сознание, мышление, речь, память, эмоции и произвольное поведение. Память подразделяется на кратковременную и долговременную; формирование долговременных воспоминаний связано с гиппокампом (часть лимбической системы) и процессом консолидации памяти. Сон необходим для обработки информации и восстановления мозга; нарушения сна связаны с работой гипоталамуса и ретикулярной формации.
¶Мозг и заболевания
Заболевания мозга изучает неврология, а психические расстройства — психиатрия. К числу распространённых заболеваний относятся инсульт (нарушение мозгового кровообращения), болезнь Альцгеймера (нейродегенеративное заболевание с потерей памяти), болезнь Паркинсона (дегенерация дофаминергических нейронов), эпилепсия (пароксизмальная электрическая активность), рассеянный склероз (демиелинизация) и черепно-мозговые травмы.
¶Исследование мозга
Изучение мозга ведётся в рамках нейронауки. Основные методы исследования включают электроэнцефалографию (ЭЭГ), магнитно-резонансную томографию (МРТ), функциональную МРТ (фМРТ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), а также электрофизиологические методы (отведение потенциалов отдельных нейронов). В России исследованиями мозга занимаются Институт высшей нервной деятельности РАН, Нейрохирургический институт им. Н. Н. Бурденко и ряд университетских лабораторий.
¶Интересные факты
- Мозг не ощущает боли: в нейронах отсутствуют ноцицепторы; болевые ощущения при головной боли связаны с раздражением мозговых оболочек и сосудов.
- Нейроны генерируют до 100 импульсов в секунду, а суммарная электрическая активность мозга измеряется ЭЭГ в диапазоне 1—100 Гц.
- В процессе развития человека количество нейронов сначала увеличивается, а после рождения часть синапсов подвергается «синаптическому отсечению», что повышает эффективность нервных сетей.
Источники:
- Кандель Э., Шварц Дж., Джесселл Т. Принципы нейронауки.
- Нобелевская лекция И. П. Павлова «Работа главных полушарий мозга» (1904).
- Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1989.
- Физиология человека / Под ред. В. М. Покровского, Г. Н. Крыжановского. — М.: Медицина.