Глава 2 Как устроен головной мозг?
– Зачем тебе голова?
– Я в нее ем…
Анекдот
Как это устроено?
Мозг – часть организма. Необычная, исключительно важная, но часть. Чем сложнее животное, тем труднее управлять и его организмом, и его поведением. Мозг, или там «узел ганглиев» мухи, паука, осьминога уже разделен на специализированные отделы. Каждый из них получает и перерабатывает «свою» информацию, принимает «свои» решения и управляет «своими» сторонами жизни животного.
У примитивных животных может быть не один мозг. У моллюсков, ракообразных и насекомых есть по нескольку нервных центров. Диплодок – двудум, имел крохотный головной мозг, такой же, как у новорожденного котенка. Но «зато» у него был особый крестцовый мозг – расширение спинного над задними ногами. Этот крестцовый мозг управлял задними ногами и хвостом. И без головы диплодок какое‑то время мог жить: продолжались движения задних ног, хвост молотил вокруг, а был он размером с небольшое дерево.
Так и современные птицы, в том числе куры, могут довольно долго бегать, даже летать, с отрубленной головой. Зрелище жуткое, но поучительное, потому что сразу видно, как много функций берет на себя спинной мозг.
Еще более сильное впечатление производят куски мяса черепах на южных базарах: они шевелятся. Нервная деятельность в теле черепахи до конца не угасает не только когда ей отрубят голову, но и когда ее разделают на куски и повезут на базар.
|
|
|
Нервным туристам становится не по себе, а биологам есть о чем задуматься.
Рыбы… Хорошо помню, как один раз начал мыть голову уже разделанного, выпотрошенного осетра. Вода из‑под крана хлынула в рот, омыла жаберные щели… И обрубок рыбины зашевелил плавниками, жабрами, ртом, забил по краям мойки обрубком хвоста.
Но конечно же, намного более выигрышно сосредоточить сложную нервную деятельность, особенно переработку информации, в одном органе – головном мозге. Не случайно ведь мозг как возник, так с тех пор только и делал, что увеличивался и усложнялся.
Головной мозг уже самых примитивных позвоночных имеет отделы, характерные для всего типа. Каждый отдел имеет свое назначение, и они одинаковы и у высших, и у низших животных.
И у миноги, и у человека головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол и мозжечок. Некоторые научные школы считают, что мозжечок составляет часть ствола, и ствол состоит из продолговатого мозга, среднего, промежуточного и мозжечка. Другие полагают, что ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга, а мозжечок – совершенно особый отдел. Смысл этих глубокомысленных споров понять трудно… самое невероятное – смысл как раз, может быть, и есть.
|
|
|
Ствол – это расширение спинного мозга, его продолжение. Ствол управляет самыми простыми, чисто инстинктивными действиями. Он есть у всех позвоночных животных.
Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, среднего, промежуточного и моста.
Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, и некоторые чувствительные пути от спинного мозга к другим отделам головного. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола – продолговатый мозг – непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, кровяное давление, желудок и перистальтику кишечника.
От головного и спинного мозга отходят нервы во все органы и все части тела. Только от головного мозга отходит 12 пар черепно‑мозговых нервов. Почему «пар»? Потому что по одним нервам к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов. А по другим, в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам.
|
|
|
Мозжечок очень развит у насекомых, особенно летающих. Впрочем, многие ученые считают, что у мухи вовсе не мозг, а так, крупные ганглии. Но и у нее, в ее «ганглиях», есть отделы, аналогичные мозжечку. Они развиты намного больше, чем мозжечок человека.
Ричард Бах, офицер американских воздушных сил, описывает, как молодым офицерам приказали отдавать честь мухам: за то, что они и без всякого самолета могут выделывать в воздухе такое, что и на самолете никакому человеку не под силу.
Конечно, этот приказ был направлен в основном на то, чтобы научить молодых офицеров контролировать свои эмоции. Отдавая мухе честь, новоиспеченный лейтенант американских ВВС невольно улыбался.
– Почему вы улыбаетесь?!
– Это забавно, сэр…
– Кто хозяин ваших эмоций? Вы? Так научитесь относиться к мухам серьезно! [52]
Действительно, муха без всякой тренировки может кувыркаться в воздухе, мгновенно останавливаться, лететь головой назад, на спине или выписывать сложные петли. От одного наблюдения за ней может закружиться голова… По крайней мере, у человека.
Мозжечок управляет пространственным поведением организма. Чем подвижнее животное, тем он сильнее развит. К примеру, таковой он у птиц и таких животных, как белка. Мозжечок регулирует тонкие автоматические движения, координирует активность различных мышечных групп при движении. Он же постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, то есть организует поддержание равновесия. Без мозжечка мы не смогли бы приобрести любые двигательные навыки, не могли бы запоминать и осуществлять последовательные движения.
|
|
|
Передний мозг называют еще большим мозгом: даже у самых примитивных животных он больше ствола. В нем выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Большие полушария – самая крупная часть мозга, составляющая у взрослых людей примерно 70 % его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком белого вещества (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.
У рыб, земноводных и пресмыкающихся, даже у сумчатых млекопитающих нет мозолистого тела, то есть у них правое и левое полушария головного мозга не связаны.
Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна. Белое вещество формирует проводящие пути, связывающие между собой различные отделы мозга, и нервы, выходящие за пределы мозга и идущие к различным органам.
Вроде бы чисто анатомическая деталь, нужная разве что биологам и врачам. А ведь ее учитывает массовое народное сознание: «Ты почему тройку получил?! Сколько у тебя серого вещества?!» И никто не спросит, а сколько у тебя вещества белого? Не только узкие специалисты, народные массы в наше время тоже знают такие тонкие различия и отлично учитывают их. И великий сыщик Эркюль Пуаро тоже говаривал о своих «маленьких серых клеточках». А вовсе не о своих «белых клеточках».
На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. У человека правое и левое полушария имеют разные функции. У других животных этого не замечено.
Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры – особого наружного слоя мозга. Кора головного мозга покрывает полушария слоем серого вещества толщиной всего 1–5 мм. Но его функция громадна.
Выделяют древнюю кору (палеокортекс), старую кору (архикортекс) и новую кору (неокортекс). Древняя кора есть уже у рыб. Старая кора появляется у амфибий и хорошо развита у пресмыкающихся. Новая кора у пресмыкающихся в зачаточном виде, а у млекопитающихся она все больше и сложнее в зависимости от сложности организма.
Даже у самых высших животных объем коры не превышает 5 % объема всего полушария, а площадь неокортекса меньше 20 % всей коры. А вот у человека объем коры превышает 44 % объема всего полушария, а ее поверхность составляет порядка 1500–1600 см в квадрате. Древняя кора занимает 2,2 % всей поверхности коры, старая кора – 2,2 %, а новая кора – 95,6 %.
В коре есть области, в которых локализованы различные сложные функции организма. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно‑мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком, ее кора содержит зоны зрительных ощущений.
Области коры, непосредственно не занятые регуляцией движений и анализом чувственных ощущений, называют ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Это обеспечивает такие сложные функции, как обучение, память, речь и мышление.
Именно кора позволяет млекопитающим лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды, полнее использовать природные ресурсы при добыче пищи, при защите от врагов, при устройстве нор, убежищ. Ее развитие жизненно важно для всех сложных форм поведения.
И это тоже отмечает массовое сознание человечества! «Одна извилина, и та от фуражки» – это не очень лестный комплимент. А вот «извилины у него глубокие» – звучит уважительно, хотя ведь никто глубины извилин этого умного человека не мерил.
Подкорка
Ниже коры в полушариях головного мозга залегают другие важнейшие мозговые структуры: таламус, базальные ганглии и гипоталамус.
Базальные ганглии – это совокупность ядер, которые запускают и прекращают координированные движения. Впрочем, некоторые врачи и физиологи считают, что функции базальных ганглиев намного сложнее. Например, что в них закрепляется память вообще о всех движениях организма на протяжении всей его жизни.
Таламус – это основное чувственное передающее ядро. Впрочем, не только передающее. Одни зоны таламуса получают информацию от органов чувств и передают ее соответствующим отделам коры. Уже эта функция таламуса довольно таинственна: зачем посредничать в передаче информации? Смысл?
Еще в таламусе есть так называемые «неспецифические зоны», которые связаны не с отдельными участками коры, а практически со всей корой. Функции этих зон неясны настолько, что о них постоянно спорят специалисты. Возможно, эти области таламуса активизируют кору, поддерживают ее в состоянии внимания. А может, сосредотачивают в себе какие‑то совершенно другие функции. Например, каким‑то образом связывают информацию, залегающую в разных участках коры, и обеспечивают то, что обычно называют интуицией.
Гипоталамус – маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью гипоталамус – важный центр, контролирующий способность организма находиться в равновесии с окружающей его средой. Он вырабатывает вещества, регулирующие образование гормонов гипофиза.
Гипофиз вырабатывает гормоны, влияющие на рост, обмен веществ и репродуктивную функцию. Это центральный орган эндокринной системы.
В романе М.А. Булгакова «Собачье сердце» профессор Преображенский делает операцию по пересадке гипофиза с целью выяснить его влияние на омоложение. В результате он приходит к выводу, что гипофиз отвечает за человеческий облик и, возможно, личностные качества. Гипофиз – это личность в миниатюре! Пересади гипофиз жалкого человечка Чугункина собаке – и получится новый Чугункин. Инстинкты собаки рано или поздно уйдут, человечишко перестанет бросаться на кошек и выкусывать зубами блох из‑под мышек. Но он будет тем, чей гипофиз ему достался – трактирного игрока на балалайке. А как вставили этому человечишке гипофиз собаки – и опять получился из кошмарного Шарикова милейший пес [53] .
Впрочем, Булгаков как‑то не закончил свой увлекательный эксперимент. Ведь из романа следует: если пересадить собаке гипофиз более достойного человека, то и получится этот достойнейший. Не приведи господь, случится что‑нибудь с профессором Преображенским, а ведь ему уже 60! И тогда вся надежда на доктора Борменталя: если он сумеет сделать сложнейшую операцию, пересадить гипофиз профессора собаке или Шарикову, мы получим нового Преображенского! Как только он освободится от досадных собачьих манер, клон может продолжить его полезную и прогрессивную работу…
Но юмор юмором, а факты фактами: гипоталамус, масса которого не превышает 5 % мозга, является центром регуляции эндокринных функций, он объединяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему. Гипоталамус образует с гипофизом единый функциональный комплекс, в котором первый играет регулирующую, второй – эффекторную роль. Здесь залегают также нейроны, которые воспринимают все изменения, происходящие в крови и спинномозговой жидкости (температуру, состав, содержание гормонов и т. д.). Гипоталамус связан с корой большого мозга и лимбической системой. Сюда поступает информация из центров, регулирующих деятельность дыхательной и сердечно‑сосудистой систем. В гипоталамусе расположены центры жажды, голода, центры, регулирующие эмоции и поведение человека, сон и бодрствование, температуру тела и т. д.
Центры коры большого мозга корректируют реакции гипоталамуса, которые возникают в ответ на изменение внутренней среды организма. В последние годы из гипоталамуса выделены обладающие морфиноподобным действием энкефалины и эндорфины. Считают, что они влияют на поведение (оборонительные, пищевые, половые реакции) и вегетативные процессы, обеспечивающие выживание человека. Итак, гипоталамус регулирует все функции организма, кроме ритма сердца, кровяного давления и спонтанных дыхательных движений, которые контролируются продолговатым мозгом.
С легкой руки Фрейда понятие «подкорка» тоже вошло в арсенал массовых знаний о мозге. «Почти по науке» считается, что «подкорка» отвечает за все, что не охватывает разум, – за инстинктивные, чисто эмоциональные непродуманные решения. Это не совсем так, но и от истины недалеко.
Хотя вес мозга составляет всего 2,5 % веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20 % всей циркулирующей в организме крови и, соответственно, кислорода. В 8 раз больше, чем в среднем по организму. Примерно в 40 раз больше, чем к некоторым мышцам и железам.
Жизненные силы самого мозга крайне невелики. 8 минут без поступления кислорода – и наступает клиническая смерть. Мозг чрезвычайно зависим от снабжения кислородом.
Неудивительно, что и головной, и спинной мозг защищены костными футлярами – черепом и позвоночником. Причем между веществом мозга и костными стенками располагаются еще три оболочки: наружная – твердая мозговая оболочка, внутренняя – мягкая, а между ними – тонкая паутинная. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой жидкостью. Эта жидкость, по составу сходная с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях, так называемых желудочках мозга. Она непрерывно циркулирует в головном и спинном мозгу. Спинномозговая жидкость снабжает мозг питательными веществами, амортизирует при травмах, охлаждает.
Если сравнить человеческое тело с механизмом, то мозг – это компьютер, который всем управляет. Командный пункт. Штаб. Центр переработки информации. Любое сравнение годится.
Разумеется, при сравнении с мозгом человека мозг низшего позвоночного, рыбы или лягушки, просто поражает своей примитивностью [54] . А в сравнении с ганглиями паука он будет поражать своей сложностью. Чем ближе к человеку, тем сложнее структура мозга. И тем больше развиты отделы мозга, «заведующие» сложным поведением и переработкой информации.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 149; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!