Медлекция

Физиология спинного и головного мозга

Лекция 4

Спинной мозг расположен позвоночном канале. В нем условно выделяют пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый.

Из СМ отходит 31 пара корешков спинномозговых нервов. СМ имеет сегментарное строение. Сегментом считают отрезок СМ, соответствующий двум парам корешков. В шейной части – 8 сегментов, в грудной – 12, в поясничной – 5, в крестцовой – 5, в копчиковой – от одного до трех.

В центральной части спинного мозга находится серое вещество. На разрезе оно имеет вид бабочки или буквы Н. Серое вещество состоит преимущественно из нервных клеток и образует выступы — задние, передние и боковые рога. В передних рогах расположены эффекторные клетки (мотонейроны), аксоны которых иннервируют скелетные мышцы; в боковых рогах — нейроны вегетативной нервной системы.

Вокруг серого вещества располагается белое вещество спинного мозга. Оно образовано нервными волокнами восходящих и нисходящих путей, соединяющих различные участки спинного мозга друг с другом, а также спинной мозг с головным.

В состав белого вещества входят 3 вида нервных волокон:

- двигательные – нисходящие

- чувствительные – восходящие

- комиссуральные – соединяют 2 половины мозга.

Все спинно-мозговые нервы смешанные, т.к. образованы от слияния чувствительного (заднего) и двигательного (переднего) корешков. На чувствительном корешке до его слияния с двигательным находится спинальный ганглий, в котором находятся чувствительные нейроны, дендриты которых идут с периферии, а аксон входит через задние корешки в СМ. Передний корешок образован аксонами мотонейронов передних рогов СМ.

Функции спинного мозга:

1. Рефлекторная – заключается в том, что на разных уровнях СМ замыкаются рефлекторные дуги двигательных и вегетативных рефлексов.

2. Проводниковая – через спинной мозг проходят восходящие и нисходящие пути, которые связывают все отделы спинного и головного мозга:

- восходящие, или чувствительные, пути проходят в задних и боковых канатиках от тактильных, температурных рецепторов, проприорецепторов и рецепторов боли к различным отделам СМ, мозжечку, стволовому отделу, КГМ;

- нисходящие пути идут в составе передних и частично латеральных канатиков и представлены двумя основными трактами: пирамидным и экстрапирамидным. Эти тракты берут начало от клеток коры головного мозга и идут к мотонейронам спинного мозга. Пирамидный тракт, связывает нейроны двигательной зоны коры больших полушарий с мотонейронами передних рогов спинного мозга и отвечает за произвольные движения. Латеральный пучок пирамидного тракта делает перекрест на уровне продолговатого мозга, спускаясь на противоположную сторону спинного мозга.

Спинной мозг является центром простых безусловных двигательных и вегетативных рефлексов. Двигательные рефлексы спинного мозга в целостном организме подчиняются вышележащим отделам ЦНС.

Виды спинальных рефлексов.

Собственно рефлексы мышц (тонические рефлексы) возникают при раздражении рецепторов растяжения мышечных волокон и сухожильных рецепторов. Они проявляются в длительном напряжении мышц при их растяжении. Влияние спинного мозга на тонус мышц можно продемонстрировать, если у «спинальной» лягушки перерезать седалищный нерв или задние корешки спинного мозга. На той стороне, где перерезан нерв, задняя конечность будет немного длиннее, что указывает на снижение тонуса в ее мышцах. К тоническим относятся также шейные рефлексы, которые возникают при изменении положения головы по отношению к туловищу – повышается тонус определенной группы мышц, чаще всего разгибателей. К этой группе относится рефлекс клевания носом.

Сухожильные рефлексы – возникают при быстром растяжении мышцы. Например, в ответ на легкий удар молоточком по сухожилию мышца быстро сокращается (коленный, ахиллов, локтевой рефлекс).

Защитные рефлексы представлены большой группой сгибательно-разгибательных рефлексов, предохраняющих организм от повреждающего действия чрезмерно сильных и опасных для жизни раздражителей. При раздражении нейронов кожи на стороне раздражения повышается тонус мышц-сгибателей, а на противоположной стороне – тонус разгибателей. Например, когда человек наступает на гвоздь, одна его нога отдергивается (сгибается), а вторая разгибается.

Ритмические рефлексы проявляются в правильном чередовании противоположных движений (сгибание и разгибание), сочетающихся с тоническим сокращением определенных групп мышц (двигательные реакции чесания и шагания).

Рефлексы положения (позные) направлены на длительное поддержание сокращения групп мышц, придающих телу позу и положение в пространстве.

Спинальный шок.

Полное пересечение спинного мозга приводит к возникновению спинального шока. В результате ниже перерезки исчезают все виды рефлекторной деятельности: нарушается двигательная активность, все виды чувствительности, вегетативные функции (мочеиспускание и отделение кала становятся непроизвольными).

Причина спинального шока – выключение влияния вышележащих отделов ЦНС на спинной мозг.

Спинальный шок у лягушек длится несколько минут, у собак – несколько дней, у человека – около 2 месяцев. После исчезновения спинального шока тонус мышц, иннервируемых посредством сегментов спинного мозга, которые находятся ниже перерезки, резко повышается.

Физиология головного мозга.

Физиология заднего мозга.

Задний мозг включает в себя: продолговатый мозг, мост мозга, мозжечок. Продолговатый мозг и мост образуют так называемый ствол мозга. Нервы, отходящие от ствола мозга, называются черепными, или черепно-мозговыми. Из 12 пар черепных нервов, связывающих головной мозг с периферией организма, восемь пар (VXII) берут свое начало в продолговатом мозге.

Функции заднего мозга:

  1. проводниковая
  2. рефлекторная

Проводниковая функция: через ствол мозга проходят восходящие нервные пути от спинного мозга, от некоторых рецепторов (например, рецепторы вкуса), а также нисходящие пирамидный и экстрапирамидный пути.

Рефлексы заднего мозга подразделяют на двигательные и вегетативные.

Двигательные рефлексы осуществляются за счет двигательных ядер черепно-мозговых нервов.

Вестибулярные статические рефлексы - рефлексы перераспределения мышечного тонуса при изменении положения головы обеспечивают поддержание позы и равновесия за счет вестибулярных ядер и ядер ретикулярной формации. За счет этих же ядер осуществляются сложные, скоординированные между собой акты процесса пищеварения (жевание, глотание, сосание), а также отвечающие за произношение звуков.

Шейные тонические рефлексы дублируют вестибулярные статические. Они начинаются с проприорецепторов мышц шеи. Эти рефлексы влияют не только на мышцы конечностей, а и на глазные мышцы (обеспечивается компенсаторная установка глазных яблок при изменении положения головы).

Вегетативные рефлексы в основном обеспечиваются нейронами ретикулярной формации, в которой расположены центры жизненно важных рефлексов:

  1. сосудодвигательный центр, который включает в себя ядра нейронов, иннервирующих сердце и кровеносные сосуды
  2. дыхательный центр, представленный нейронами, отвечающими за деятельность дыхательной мускулатуры и регулирующими частоту и глубину дыхания
  3. комплексный пищевой центр, стимуляция которого вызывает повышение моторной и секреторной функций ЖКТ
  4. защитные центры, отвечающие за возникновение рвоты, кашля, чихания.

 

 

Средний мозг.

 

К образованиям среднего мозга относят ножки мозга, ядра III (глазодвигательный) и IV (блоковый) пар черепных нервов, пластинку крыши (четверохолмие), красные ядра и черное вещество.

Функции среднего мозга: рефлекторная и проводниковая.

В ножках мозга проходят восходящие и нисходящие нервные пути.

Средний мозг – центр двигательных рефлексов

Ядра III и IV пар ЧМН – обеспечивают движение глазных яблок.

Холмики четверохолмия отвечают за ориентировочные рефлексы (реакции на незнакомый раздражитель) и старт-рефлексы (повышение тонуса мышц и подготовку организма к нападению или бегству при резком раздражителе). Верхние холмики отвечают за зрение, нижние - за слух.

Красные ядра участвуют в регуляции мышечного тонуса и в проявлении установочных рефлексов, обеспечивающих сохранение правильного положения тела в пространстве. При отделении заднего мозга от среднего тонус мышц-разгибателей повышается, конечности животного напрягаются и вытягиваются, голова запрокидывается.

Черное вещество также регулирует мышечный тонус и поддержание позы, участвует в регуляции актов жевания, глотания, артериального давления и дыхания, т.е. деятельность черного вещества тесно связана с работой продолговатого мозга.

Таким образом, средний мозг регулирует тонус мышц, что является необходимым условием координированных движений.

Тонические рефлексы делят на две группы: статические и статокинетические. Статические рефлексы управляют мышечным тонусом в покое. Возникают при изменении положения тела, особенно головы, в пространстве

Статокинетические рефлексы направлены на сохранение позы и поддержание равновесия при ускорении.

Их исследуют при профессиональном отборе личностей, работа которых по специальности сопровождается значительным раздражением вестибулярного аппарата (летчики, космонавты, моряки и др.)

Ориентировочные рефлексы (сторожевые). Метко названы Павловым «что такое?». Заключаются в быстром повороте головы, туловища, глазных яблок в направлении светового или звукового раздражителя. Благодаря этим рефлексам организм ориентируется в новых ситуациях, готовится к защите, нападению или другим соответствующим действиям.

Децеребрационная ригидность развивается, если отделить (у животного) красное ядро от структур продолговатого мозга. Она проявляется резким повышением тонуса мышц-разгибателей конечностей, головы, туловища, хвоста. Если животное поставить на лапы, оно будет стоять, как игрушечное.

Промежуточный мозг.

Основными образованиями промежуточного мозга являются зрительные бугры (таламус) и подбугровая область (гипоталамус).

Зрительные бугры — массивное парное образование, они занимают основную массу промежуточного мозга. Через зрительные бугры к коре головного мозга поступает информация от всех рецепторов нашего организма, за исключением обонятельных.

При повреждении зрительных бугров у человека наблюдается полная потеря чувствительности или ее снижение на противоположной стороне, выпадает сокращение мимической мускулатуры, которое сопровождает эмоции, могут возникать расстройства сна, понижение слуха, зрения и т. д.

Гипоталамическая (подбугровая) область участвует в регуляции различных видов обмена веществ (белков, жиров, углеводов, солей, воды), регулирует теплообразование и теплоотдачу, состояние сна и бодрствования, принимает участие в появлении чувства жажды, чувства голода и насыщения. В ядрах гипоталамуса происходит образование ряда гормонов, которые затем депонируются в задней доле гипофиза. Передние отделы гипоталамуса являются высшими центрами парасимпатической нервной системы, задние — симпатической нервной системы.

Ретикулярная формация ствола мозга.

Ретикулярная формация ствола мозга занимает центральное положение в продолговатом мозге, мосту мозга, среднем и промежуточном мозге.

Ретикулярная формация ствола мозга оказывает восходящее влияние на клетки коры большого мозга, поддерживая тонус ее нейронов (при поражении ретикулярной формации человек засыпает), и нисходящее (тормозное) на мотонейроны спинного мозга. Она принимает участие в передаче импульсов от рецепторов в кору больших полушарий. В состав ретикулярной формации входят центры жизненно важных функций (дыхательный, сосудодвигательный, пищевой).

Базальные ядра.

К подкорковым,- или базальным, ядрам относят три парных образования: хвостатое ядро и скорлупу чечевицеобразного ядра (или полосатое тело) и бледный шар. Базальные ядра расположены внутри больших полушарий, в нижней их части, между лобными долями и промежуточным мозгом.

Полосатое тело регулирует сложные двигательные функции, безусловно рефлекторные реакции цепного характера: бег, плавание, прыжки. Кроме того, полосатое тело через гипоталамус регулирует вегетативные функции организма, а также вместе с ядрами промежуточного мозга обеспечивает осуществление сложных безусловных рефлексов цепного характера — инстинктов.

Бледный шар является центром сложных двигательных рефлекторных реакций (ходьба, бег), формирует сложные мимические реакции, участвует в обеспечении правильного распределения мышечного тонуса. При поражении бледного шара движения теряют свою плавность, становятся неуклюжими, скованными.

Мозжечок.

Мозжечок — непарное образование; располагается позади продолговатого мозга и моста мозга, сверху прикрыт затылочными долями больших полушарий. Участие мозжечка необходимо для осуществления четких, быстрых, точных, координированных, сложных движений.

Двигательные расстройства при удалении мозжечка: атаксия – нарушение координации движений, характеризующееся утратой согласованности между сокращением мышц-синергистов и мышц-антагонистов; атонияисчезновение или ослабление мышечного тонуса; астения снижение силы мышечных сокращений; астазия— потеря способности к слитным тетаническим сокращениям; дизартрия – нарушение речи.

Весь комплекс двигательных расстройств при поражении мозжечка получил название мозжечковой атаксии.

Свое влияние мозжечок реализует через ядерные образования среднего и продолговатого мозга, а также двигательные нейроны спинного мозга.

Лимбическая система.

В состав лимбической системы входят: гиппокамп, поясная извилина, парагиппокампальная извилина, свод, перегородка мозга, ядра перегородки, миндалевидные ядра. Лимбическая система осуществляет регуляцию вегетативных функций организма (работа ССС, ЖКТ и т.д.), участвует в возникновении эмоций, в регуляции сложных форм поведения (пищевого, распознавании предметов), процессов памяти, обонянии.

Кора большого мозга.

Кора большого мозга является высшим отделом центральной нервной системы.

У взрослого человека толщина коры в большинстве областей составляет около 3мм. Кора состоит из 14—17 млрд. нервных клеток, их отростков и нейроглии.

Отростки нервных клеток, соединяющие между собой различные участки одного и того же полушария, называются ассоциативными, связывающие одинаковые участки двух полушарий — комиссуральными и обеспечивающие контакты коры большого мозга с другими отделами центральной нервной системы и через них со всеми органами и тканями тела — проводящими (центробежными).

Функции КГМ:

1) кора осуществляет взаимодействие организма с окружающей средой за счет безусловных и условных рефлексов;

2) она является основой высшей нервной деятельности (поведения) организма;

3) за счет деятельности коры осуществляются высшие психические функции: мышление и сознание;

4) кора регулирует и объединяет работу всех внутренних органов и регулирует обмен веществ.

Локализация функций в коре больших полушарий:

  1. двигательная зона передняя центральная извилина, отвечает за выполнение простейших двигательных реакций в ответ на простой раздражитель; лобная зона отвечает за более сложные функции, в том числе письмо и речь.
  2. чувствительная зона задняя центральная извилина, контролирующая общую чувствительность, расположенные за ней участки отвечают за более сложные ощущения, в том числе тонкое осязание и моторные навыки. Клетки этой области воспринимают импульсы от тактильных, болевых и температурных рецепторов кожи.
  3. зрительная зона затылочная доля, отвечает за зрение и связанные с ним более сложные функции чтение, письмо, узнавание предметов;
  4. слуховая зона височная область отвечает за слух и связанные с ним более сложные функции восприятие речи, распознавание различных звуков;
  5. обонятельная зона расположена в лимбической системе (крючок, гиппокамп) коры большого мозга. Эта область получает нервные импульсы от вкусовых рецепторов слизистой оболочки полости рта.

В коре больших полушарий обнаружено несколько зон, ведающих функцией речи. В лобной области левого полушария располагается моторный центр речи (центр Брока). У левшей он локализуется в правом полушарии. При поражении этого центра речь затруднена или даже невозможна. В височной области находится сенсорный центр речи (центр Вернике). Повреждение этой области приводит к расстройствам восприятия речи: больной не понимает значение слов, хотя способность произносить слова сохранена. В затылочной доле коры большого мозга имеются зоны, обеспечивающие восприятие письменной (зрительной) речи. При поражении этих областей больной не понимает письменный текст.

Теменная область обеспечивает сложные познавательные функции:

- позволяет распознавать расположение объектов

- позволяет оценивать биологическую значимость раздражителей

- участвует в образовании двигательных реакций, а именно произвольных движений.

Для нормальной работы ЦНС необходимо одновременное функционирование обоих полушарий головного мозга. Это достигается с помощью нескольких механизмов:

  1. анатомических импульсы переходят от одного полушария к другому через спайки
  2. физиологических принцип распространения возбуждения, принцип сопряженности.

Однако при этом в работе полушарий имеются различия. Левое полушарие доминирует в отношении абстрактного мышления, памяти, слуха, письма, счета; правое доминирует в отношении познавательных процессов, конкретного мышления, эмоционального поведения, зрительной памяти.

Причины асимметрии:

  1. наследственная предрасположенность;
  2. неравномерное снабжение кровью
  3. развитие в процессе обучения.