Морфофункциональная характеристика переднего мозга. Тема 4

1.

Анатомия и физиология центральной нервной системы
Тема 4. Морфофункциональная характеристика переднего мозга.

2.

Передний мозг
Конечный мозг
(большие полушария)
серое вещество:
- кора (старая,
древняя, новая),
разделена на доли;
- базальные, или
подкорковые ядра
(полосатое тело,
ограда,
миндалевидное
тело)
белое вещество:
- ассоциативные волокна
(дугообразные волокна,
пучки);
- комиссуральные
волокна (мозолистое
тело, передняя и задняя
спайки)
- проекционные волокна
(капсулы:
внутренняя,
наружная и внешняя)
Промежуточный мозг
таламическая область
(зрительный бугор):
таламус;
эпиталамус;
метаталамус;
субталамус
подталамическая область
(гипоталамус)
Передний мозг обеспечивает как реализацию врождённых программ поведения, направленных на удовлетворение
биологических потребностей, так и выработку программ индивидуально изменчивых форм поведения

3.

Промежуточный мозг граничит со средним мозгом и конечным мозгом.
Промежуточный мозг располагается под мозолистым телом и сводом,
срастаясь по бокам с полушариями большого мозга, от которых он отделён
волокнами внутренней капсулы.
Полостью промежуточного мозга является третий желудочек.

4.

Таламическая область
промежуточного мозга
Таламус (зрительный бугор) – подкорковый центр всех видов
чувствительности, через него проходят все афферентные пути,
направляющиеся к коре больших полушарий (исключение
составляют волокна обонятельного пути).
Ассоциативные ядра таламуса образуют двусторонние связи с
ассоциативной корой больших полушарий (таламо-кортикальные
системы), что составляет основу координационной и
интегративной деятельности центральной нервной системы,
обеспечивает осуществление высшей нервной деятельности.
Эпиталамус (надбугорная область) – подкорковый центр
обоняния, за счёт связи с эпифизом (шишковидной железой)
принимает участие в регуляции циркадных ритмов.
Метаталамус (забугорная область) – подкорковый центр зрения и слуха (совместно с верхними и
нижними холмиками пластинки четверохолмия среднего мозга)
Субталамус (подталамическая область) – часть экстрапирамидной системы, за счёт связей с красным
ядром и чёрной субстанцией, а также с полосатым телом принимает участие в организации движений.

5.

Подбугорная область (гипоталамус) – высший подкорковый центр вегетативной
нервной системы, важное эфферентное звено рефлекторной регуляции функций
организма и, в частности, обмена веществ в органах и тканях.
Гипоталамус – центр биологических потребностей, он играет ведущую роль в
формировании поведения на базе биологических мотиваций.
Функциональное значение гипоталамуса определяется большим количество
нервных путей, связывающих с ним кору больших полушарий, подкорковые ядра
и таламус.
Ядра гипоталамуса имеют многочисленные нисходящие связи с ядрами
ретикулярной формации мозгового ствола и спинного мозга.
Роль гипоталамуса в регуляции обмена веществ организма находит известное
объяснение в его тесной связи с мозговым придатком промежуточного мозга –
гипофизом.
Это так называемая гипоталамо-гипофизарная система.

6.

Конечный мозг состоит из сильно развитых парных частей – правого и левого полушарий, соединяющихся
комиссурами (мозолистое тело, передняя и задняя спайка).
Полостью конечного мозга являются боковые желудочки.
Наиболее выступающие крайние точки конечного мозга называют полюсами (лобный, теменной и
височные).
Поверхности полушарий: 1) верхнебоковая (верхнелатеральная) – выпуклая соответственно своду черепа,
2) срединная (медиальная) – плоская, обращенная к такой же поверхности другого полушария, и 3)
нижняя – неправильной формы, повторяющая рельеф основания черепа.

7.

Кора больших полушарий:
древняя (палеокортекс)
около 5%
старая (архикортекс)
новая (неокортекс) около 95%
Кора больших полушарий – продукт длительной эволюции нервной
системы, одно из главных направлений которой – кортиколизация функций
Глубокими бороздами кора больших полушарий разделена на доли: лобную, теменную, затылочную, височную,
лимбическую и островковую.
По морфофункциональным характеристикам различают сенсорную, двигательную (моторную) и ассоциативную кору.
Архитектоника коры больших полушарий мозга – раздел науки о мозге, излагающий принципы общего строения и
пространственных соотношений в коре головного мозга нервных клеток (цитоархитектоника) и нервных волокон
(миелоархитектоника).
на основании архитектонических признаков вся поверхность больших полушарий делится на структурные единицы
различной значимости: зоны, области, поля.

8.

Базальные ядра – скопления серого вещества в толще белого вещества больших полушарий: полосатое
тело, ограда, миндалевидное тело
Полосатое тело – хвостатое ядро + чечевицеобразное ядро (скорлупа +
бледный шар)
Бледный шар филогенетически древнее образование (паллидум);
хвостатое ядро и скорлупа – филогенетически новое образование
(неостриатум)
Стриопаллидарная система – стриатум,
паллидум и формируемые ими связи с корой
больших полушарий, таламусом, ядрами
мозгового ствола и мозжечком.

9.

Функциональная межполушарная асимметрия – функциональная специализация больших полушарий, –
моторная, сенсорная, психологическая.
Концепции доминантности полушарий:
1) левое полушарие доминантное (чтение, письмо, счёт, логическое
мышление), а правое – субдоминантное;
2) левое полушарие доминирует в речи и основанных на ней функциях
(вербально-логическое, а правое – в непосредственно-чувственном
познании (пространственно-чувственное).
Современный взгляд: полушария отличаются не тем, с какой информацией работают, а тем, каким
способом они обрабатывают одну и ту же информацию.
Левое полушарие обрабатывает информацию, последовательно кодируя, сопоставляя детали, а правое
воспринимает и обрабатывает объект как целостную единицу.
Каждая функция может регулироваться обоими полушариями, но при этом одно из них становится
доминирующим, следовательно межполушарная асимметрия характеризуется динамизмом
доминантности активности мозга.

10.

Лимбическая система – это морфофункциональный комплекс, объединяющий различные структуры
конечного, промежуточного и среднего мозга для обеспечения эмоционально-мотивационных
компонентов поведения и интеграции висцеральных функций организма.
Состав лимбической системы:
1) старая и древняя кора – поясная извилина, перешеек поясной
извилины, зубчатая извилина, парагиппокампальная извилина;
2) подкорковые ядра – миндалевидное тело, прилежащее ядро
прозрачной перегородки,
3) гипоталамус, передние ядра таламуса;
4) ретикулярные ядра среднего мозга;
5) голубое пятно (мост)

11.

Функции лимбической системы:
- регулирует системы, обеспечивающие эмоции, память, сон и бодрствование;
- контролирует висцерально-гормональную активность (пищевое, половое поведение, чувство
опасности);
- осуществляет контроль автономной нервной системы – «висцеральный мозг», управляет моторикой
внутренних органов, двигательной активностью для выражения эмоций, гормональной регуляцией;
- создаёт фон для условно-рефлекторной деятельности коры, перерабатывая поступающую в мозг
информацию.
Центры положительного подкрепления:
прилежащее ядро прозрачной перегородки (вентральная область полосатого тела), мотивационные
центры гипоталамуса, вентральная область покрышки, голубое пятно.
Центры отрицательного подкрепления:
задняя часть гипоталамуса, миндалина (страх, ярость, гнев…).

12.

Большой лимбический круг (круг Пейпеца)
Гиппокамп через свод, сосцевидные тела
гипоталамуса и передние ядра таламуса связан с
поясной извилиной, а она в свою очередь через
нейроны старой коры – с гиппокампом
Значение – участвует в формировании эмоций, в
процессах памяти и обучения.
Малый лимбический круг
Миндалина через терминальную полоску к
сосцевидным телам гипоталамуса, к лимбической
области среднего мозга и обратно к миндалине
Значение – участвует в формировании агрессивнооборонительных, пищевых и сексуальных реакций.

13. Топография ядер гипоталамуса

Гипоталамус – главный центр эндокринной и вегетативной регуляции, а также главный
центр биологических потребностей и связанных с ними эмоций

14.

Мотивационные центры гипоталамуса – это специальные зоны гипоталамуса,
воспринимающие нервные и гуморальные сигналы о доминирующей биологической
потребности
Свойства мотивационных центров гипоталамуса:
- рецепция определенной внутренней потребности;
- ритмическое возбуждение (триггерный механизм);
- обширные связи со всеми областями мозга (в первую очередь –
с лимбическими и ретикулярными), а через них – с корой
больших полушарий

15.

Центры голода и пищевого насыщения находятся в латеральном и вентромедиальном
ядрах гипоталамуса, соответственно.
Они получают сигналы от клеток-глюкорецепторов, оценивающих концентрацию
глюкозы и инсулина в крови (инсулин – гормон поджелудочной железы, регулирующий
усвоение клетками глюкозы после еды).
Идеальная концентрация глюкозы в плазме крови составляет около 0,1%. Если она
меньше, то активируется центр голода, если больше (и высокое содержание инсулина),
то активируется центр насыщения.
Разрушение латерального ядра
(центра голода) вызывает потерю
аппетита, а его стимуляция –
потребление пищи даже сытым
животным.
Разрушение вентромедиального
ядра (центра пищевого
насыщения) вызывает
патологический аппетит, очень
быстрый набор веса.

16.

Центр питьевой потребности находится в паравентрикулярных и супраоптических ядрах
гипоталамуса.
Здесь находятся осморецепторы: клетки, реагирующие на содержание NaCl в крови
(идеально около 0,7%). При росте концентрации NaCl – выделение антидеуритического
гормона (экономия воды на уровне почек) и чувство жажды (запуск соответствующих
поведенческих реакций).

17.

Центры страха и агрессии (задняя группа ядер гипоталамуса) – отвечают за потребность
в безопасности, обеспечивают реакцию на реально или потенциально вредные
(стрессогенные) стимулы – боль, сверхсильные раздражители (зрительные, звуковые,
обонятельные), специфические раздражители (феромоны страха и агрессии, «образ
врага» и т.п.)
Два варианта реагирования: пассивно-оборонительный (уход от опасности, бегство,
затаивание – страх и тревожность) и активно-оборонительный (нападение на источник
опасности – агрессия, ярость)
Гипоталамус вместе с миндалиной создают соответствующую мотивацию (готовность к
запуску оборонительных поведенческих ответов), обеспечивают вегетативное
сопровождение таких ответов: миндалина обеспечивает, в первую очередь, сбор и
проведение стрессогенных сигналов; гипоталамус – вегетативную, эндокринную и
эмоциональную составляющие реагирования
Степень агрессивности в значительной мере зависит от уровня тестостерона, а также
активности симпатической системы.

18.

Передняя группа ядер гипоталамуса участвует в регуляции функционального состояния
мозга (центр «сон – бодрствование»).
Паравентрикулярные ядра гипоталамуса
(располагаются вдоль стенки III желудочка) через
нейроны бокового рога серого вещества спинного мозга
и шейные симпатические ганглии сдерживают
выделение мелатонина, обеспечивая состояние
бодрствования
Эпифиз выделяет мелатонин –
«гормон сонного состояния», –
который снижает активность
обмена веществ во многих
внутренних органах и ЦНС
Супрахиазматические ядра (располагаются над
зрительным перекрестом) в темноте активируют
выделение мелатонина (с помощью ГАМК тормозят
паравентрикулярные ядра), обеспечивая состояние сна
Супрахиазматические ядра – «биологические часы»;
они принимают активное участие в формировании
циркадных (околосуточных ритмов)

19.

Базальные ядра активно участвуют в рефлексах разной сложности и биологического значения, в
регуляции общей активности коры больших полушарий, в организации двигательной активности, в
регуляции висцеральных функций.
Функции базальных ядер в эксперименте изучаются на стриарных и таламических животных.
Стриарные животные – это животные, у которых в эксперименте удалена кора головного мозга, но
сохранены базальные ядра (стриатум).
Таламическое животное – это животные, у которых удалены структуры выше таламуса.
Стриарные кошки: могут самостоятельно умываться, через неделю после операции могут находить и
поедать пищу, двигательная активность снижена.
Таламические кошки: были неопрятны, питались искусственно, двигательная активность повышена.
В эксперименте установлено:
таламическое животное при поднесении ему пищи ко рту облизывает её, но
не глотает, при помещении пищи на корень языка – глотает;
стриарное животное осуществляет указанную цепь рефлексов
самостоятельно.
Вопрос: в чём заключается одна из функций стриатума?
Одна из функций стриатума – обеспечение необходимой последовательности
реакций при реализации сложных безусловных рефлексов.

20.

Эффекты поражения хвостатого ядра и скорлупы (неостриатума) у человека
Повреждение хвостатого ядра влечёт существенные расстройства высшей нервной деятельности,
затруднение ориентации в пространстве, нарушение памяти, замедление роста.
При двустороннем повреждении хвостатого ядра условные рефлексы исчезают на длительный срок,
выработка новых рефлексов затрудняется, общее поведение отличается застойностью, инертностью,
трудностью переключений.
Торсионный гиперкинез, тонические спазмы различных мышечных групп
(преимущественно туловища), приводящие к медленным беспорядочным
насильственным движениям (нередко – вращательные вокруг продольной оси –
штопорообразные).
Гиперкинез – это избыточные непроизвольные движения, лишённые
целесообразности и смысла.
Хорея – быстрые неритмические нелокализованные избыточные движения в мышцах лица, языка,
конечностей, туловища, шеи.
Атетоз – медленный гиперкинез: пальцев и кисти – медленные, извивающиеся червеобразные
движения; в мышцах лица – искривление рта, подёргивание губ и языка.

21.

Эффекты поражения бледного шара (палеостриатума, паллидума) у человека
Повреждение бледного шара вызывает обеднение мимики, маскообразность лица, тремор головы,
конечностей, который усиливается при движениях, монотонность речи, «эмоциональную тупость»;
наблюдаются быстрые подергивания мышц отдельных групп или отдельных мышц рук, спины, лица.
Акинетико-ригидный синдром – проявляется: дрожание типа «катания пилюль», флексорная поза головы
и туловища, маскообразность лица, немодулированная речь, отсутствие эмоциональных выражений;
начало произвольных движений затруднено; походка мелкими шажками.

22.

Прилежащее ядро прозрачной
перегородки: относится к
базальным ядрам; занимает
вентральную область полосатого
тела (стриатума), в который
также входят хвостатое ядро
и скорлупа
Прилежащее ядро – центр положительного подкрепления –. Его сигналы играют важнейшую роль в
запоминании, т.е. закреплении поведенческих программ, позволивших удовлетворить тут или иную
потребность.

23.

Через миндалину проходит малый лимбический круг – участие в формировании агрессивнооборонительных, пищевых и сексуальных реакций
От миндалины через терминальную полоску к сосцевидным телам
гипоталамуса, к лимбической области среднего мозга и обратно к
миндалине
Миндалина принимает участие в формировании доминанты, которая формируется в ассоциативной
лобной коре на основе информации от центров потребностей.
Какая потребность доминирует в данный момент определяется миндалиной.
Также миндалина меняет доминанту при изменении условий, появлении врожденно значимых
сенсорных сигналов и т.п.

24.

Участие стриатума в организации движений определяется его афферентными связями: афферентация
снизу – от таламических ядер, а сверху – от коры больших полушарий.
Информация, получаемая стриатумом из ствола мозга от сенсорных систем уже первично обработана.
Информация, получаемая стратумом от коры больших полушарий – это синтезированные результаты
обработки информации, поступающей от тех же сенсорных систем.
Такая организация афферентации к стриатуму предполагает особую его роль в процессах высшей нервной
деятельности, реализуемую через моторику.
Задание. Составьте схему функциональных связей
базальных ядер.
Афферентные связи стриатума: от коры больших
полушарий (практически все зоны); от таламуса, от
чёрной субстанции.
Эфферентные связи неостриатума: к бледному
шару, а через него – практически ко всем отделам
ЦНС; к чёрной субстанции; к ограде; к медиальной
группе ядер таламуса.
Вопрос о прямых эфферентных выходах от
стриатума к коре больших полушарий –
дискуссионный!

25.

Поверхности больших полушарий: а – латеральная (часть мозгового вещества удалена), б – медиальная
Полюсы конечного мозга : А – лобный, В – затылочный, С – височный
Доли больших полушарий головного мозга:
1 – лобная, 2 – теменная, 3 – височная, 4 – затылочная, 5 – островковая (островок), 6 – лимбическая

26.

Рельеф латеральной поверхности больших
полушарий:
1-14 – лобная доля
15-21 – теменная доля
22-26 – височная доля
1 – латеральная (сильвиева) борозда,
2 – центральная (ролландова) борозда,
3 – предцентральная борозда, 4 – предцентральная
извилина, 5 – верхняя лобная борозда, 6 – нижняя
лобная борозда, 7 – верхняя лобная извилина,
8 – средняя лобная извилина,
9 – нижняя лобная извилина, 10 – передняя ветвь
латеральной борозды, 11 – восходящая ветвь
латеральной борозды, 12 – покрышечная
(оперкулярная) часть, 13 – треугольная
(триангулярная) часть, 14 – глазничная
(орбитальная) часть, 15 – постцентральная борозда,
16 – постцентральная извилина,
17 – внутритеменная борозда, 18 – верхняя
теменная долька, 19 – нижняя теменная долька,
20 – надкраевая извилина, 21 – угловая (ангулярная)
извилина, 22 – верхняя височная борозда,
23 – нижняя височная борозда,
24 – верхняя височная извилина, 25 – средняя
височная извилина, 26 – нижняя височная извилина

27.

Рельеф медиальной поверхности больших
полушарий:
1-7 – борозды
8-14 – извилины
1 – борозда мозолистого тела,
2 – поясная борозда,
3 – борозда гиппокампа,
4 – теменно-затылочная борозда,
5 – шпорная борозда,
6 – коллатеральная борозда,
7 – затылочно-височная борозда,
8 – поясная извилина,
9 – парагиппокампальная извилина,
10 – крючок,
11 – медиальная лобная извилина,
12 – парацентральная долька,
13 – предклинье,
14 – клин

28.

А.Р. Лурия в головном мозге человека выделил три основных «блока», каждый из которых играет особую
роль в обеспечении психической деятельности
Первый блок поддерживает нужный тонус коры, необходимый для успешного протекания процессов
получения и переработки информации, для формирования программ действий и контроля их выполнения.
Второй блок непосредственно связан с работой по анализу и синтезу сигналов от рецепторов, иначе
говоря, с приёмом, переработкой и хранением получаемой человеком информации
Третий блок осуществляет программирование, регуляцию и контроль активной человеческой
деятельности
Первый блок – это ствол мозга (прежде всего – ретикулярная формация), таламус (неспецифические ядра),
гипоталамус (мотивационные центры), старая и древняя кора больших полушарий; второй и третий блок –
это новая кора больших полушарий.

29.

Функциональные зоны коры больших полушарий: сенсорные, моторные (двигательные) и ассоциативные
Сенсорные зоны – это функциональные зоны коры головного мозга, которые через восходящие нервные
пути получают информацию от большинства рецепторов тела.
Те сенсорные зоны, которые занимают отдельные участки коры и связаны с определёнными видами
ощущений, называют первичными. Первичные сенсорные зоны – это ядра корковых отделов
анализаторов (по И.П. Павлову). Вокруг первичных сенсорных зон лежат вторичные сенсорные зоны,
которые меньше локализованы и отвечают на действие нескольких раздражителей. В этих зонах
происходит синтез различных видов чувствительности и возникают более сложные образы и их
опознание. Вторичные сенсорные зоны – это периферия коркового отдела анализатора (по И.П. Павлову).
Моторные (двигательные) зоны – это функциональные зоны коры головного мозга, посылающие
двигательные импульсы к произвольным мышцам по нисходящим проводящим путям.
Двигательные реакции на раздражение первичной моторной коры (поле 4 по Бродману) представлены
элементарными сокращениями мышц. Вторичная двигательная кора (поле 6) осуществляет высшие
двигательные функции, связанные с планированием и координацией произвольных движений.
Ассоциативные зоны – функциональные зоны коры головного мозга, которые связывают вновь
поступающую сенсорную информацию с полученной ранее и хранящейся в структурах, отвечающих за
память. В ассоциативных зонах сравнивается информация, получаемая от разных рецепторов. Эти зоны
отвечают за гнозис, стереогнозис и праксис.

30.

Функциональная межполушарная асимметрия – функциональная специализация больших полушарий, –
моторная, сенсорная, психологическая.
Концепции доминантности полушарий:
1) левое полушарие доминантное (чтение, письмо, счёт, логическое
мышление), а правое – субдоминантное;
2) левое полушарие доминирует в речи и основанных на ней функциях
(вербально-логическое, а правое – в непосредственно-чувственном
познании (пространственно-чувственное).
Современный взгляд: полушария отличаются не тем, с какой информацией работают, а тем, каким
способом они обрабатывают одну и ту же информацию.
Левое полушарие обрабатывает информацию, последовательно кодируя, сопоставляя детали, а правое
воспринимает и обрабатывает объект как целостную единицу.
Каждая функция может регулироваться обоими полушариями, но при этом одно из них становится
доминирующим, следовательно межполушарная асимметрия характеризуется динамизмом
доминантности активности мозга.

31.

Функциональные центры речи
(цифрами обозначены цитоархитектонические поля (по К. Бродману), стрелками – связи между ними)
Поле 6 – вторичная моторная зона – формирование
плана и последовательности движений.
Поле 22 – акустико-гностический сенсорный центр речи
(центр Вернике) – преобразование слуховых сигналов в
нейронные коды слов, которые активируют
соответствующие образы или понятия.
Поле 39 – центр зрительного анализатора письменной
речи.
Поле 40 – двигательный анализатор сложных
профессиональных, трудовых и бытовых навыков.
Поле 44 – кинетико-моторный вербальный анализатор
(перерабатывается проприоцептивная информация) –
обеспечение моторной организации речи (центр
Брока).
Поле 45 – музыкальный моторный центр.
Поле 46 – двигательный анализатор сочетанного
поворота головы и глаз.