Dokhotel.ru

Средний мозг: функции, строение и рефлексы

89. Средний мозг: строение и функции

К среднему мозгу относятся ножки мозга, расположенные вентрально, и пластинка крыши или четверохолмие, лежащая дорсально. Полостью среднего мозга является водопровод мозга. Пластинка крыши состоит из двух верхних и двух нижних холмиков, в которых заложены ядра серого вещества. Верхние холмики связаны со зрительным путем, нижние – со слуховым. От них берет начало двигательный путь, идущий к клеткам передних рогов спинного мозга. На поперечном разрезе среднего мозга хорошо видны три его отдела: крыша, покрышка и основание ножки мозга. Между покрышкой и основанием находится черное вещество. В покрышке лежат два крупных ядра – красные ядра и ядра ретикулярной формации. Водопровод мозга окружен центральным серым веществом, в котором находятся ядра III и IV пар черепных нервов. Основание ножек мозга образовано волокнами пирамидных путей и путей, соединяющих кору полушарий большого мозга с ядрами моста имозжечком. В покрышке проходят системы восходящих путей, образующих пучок, называемый медиальной (чувствительной) петлей. Волокна медиальной петли начинаются в продолговатом мозге от клеток ядер тонкого и клиновидного пучков и заканчиваются в ядрах таламуса. Латеральная (слуховая) петля состоит из волокон слухового пути, идущих из области моста к нижним холмикам покрышки моста (четверохолмия) и медиальным коленчатым телам промежуточного мозга.

Функции. Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного тонуса и осуществлении установочных и выпрямительных рефлексов, благодаря которым возможны стояние и ходьба.

Роль среднего мозга в регуляции мышечного тонуса лучше всего наблюдать на кошке, у которой сделан поперечный разрез между продолговатым и средним мозгом. У такой кошки резко повышается тонус мышц, особенно разгибательный. Голова запрокидывается назад, резко выпрямляются лапы. Мышцы настолько сильно сокращены, что попытка согнуть конечность заканчивается неудачей – она сейчас же распрямляется. Животное, поставленное на вытянутые, как палки, лапы, может стоять. Такое состояние называется децеребрационной ригидностью. Если разрез сделать выше среднего мозга, то децеребрационной ригидности не возникает. Примерно через 2 ч такая кошка делает усилие подняться. Сначала она поднимает голову, затем туловище, потом встает на лапы и может начать ходить. Следовательно, нервные аппараты регуляции мышечного тонуса и функции стояния и ходьбы находятся в среднем мозге.

Явления децеребрационной ригидности объясняют тем, что перерезкой отделяются от продолговатого и спинного мозга красные ядра и ретикулярная формация. Красные ядра не имеют непосредственной связи с рецепторами и эффекторами, но они связаны со всеми отделами ЦНС. К ним подходят нервные волокна от мозжечка, базальных ядер, коры полушарий большого мозга. От красных ядер начинается нисходящий руброспинальный тракт, по которому передаются импульсы к двигательным нейронам спинного мозга. Его называют экстрапирамидным трактом.

Чувствительные ядра среднего мозга выполняют ряд важнейших рефлекторных функций. Ядра, находящиеся в верхних холмиках, являются первичными зрительными центрами. Они получают импульсы от сетчатки и участвуют в ориентировочном рефлексе, т. е. повороте головы к свету. При этом изменяются ширина зрачка и кривизна хрусталика (аккомодация), что способствует ясному видению предмета.

Ядра нижних холмиков являются первичными слуховыми центрами. Они участвуют в ориентировочном рефлексе на звук – поворот головы в сторону звука. Внезапные звуковые и световые раздражения вызывают сложную реакцию настораживания (старт-рефлекс), мобилизующую животное на быструю ответную реакцию.

Структуры среднего мозга и их функции

Средний мозг (или мезэнцефалон), строение и функции которого сложно даже просто перечислить — незаменимый, многогранный, уникальный и важный отдел ГМ, присутствующий практически у всех хордовых животных. Природа предусмотрела максимально безопасное расположение всех структур головного мозга внутри прочной черепной коробки как основного средства предупреждения повреждений.

Без деятельности СМ прекращается цикличность важнейших процессов, нарушаются рефлексы человеческого тела, теряется способность поддержания относительного равновесия системы в нестабильной окружающей среде.

Расположение

Греческий термин (мезэнцефалон) недвусмысленно указывает на его расположение – внутри головы, его этимология — от корней, означающих «средний» и «мозг». Греческий термин «энкефалос» в буквальном переводе означает — внутри головы.

В русском языке заключена максимальная информативность – указание на основную принадлежность к сложному комплексу мозговых структур и его месторасположение.

Будучи частью мозгового ствола, СМ располагается между промежуточным (частью гипоталамо-гипофизарной системы) и Варолиевым мостом (иногда для простоты называемым просто мостом).

Описание анатомии среднего мозга, начинаемое с точной локализации объекта в сложном переплетении мозговых образований, указывает на его расположение следующим образом:

  • каудальное направление – граница с метэнцефалоном или задним мозгом;
  • ростральное – рубеж с диэнцефалоном (промежуточным);
  • ствол большого ГМ состоит из ядер среднего, моста и диэнцефалона, как часть образованного структурами ствола, мезэнцефалон можно обнаружить, ориентируясь на область 1 и 2 шейных позвонков и затылочную ямку;
  • устаревшее понимание среднего комплекса из важных составляющих, ныне выделенного в отдельную структуру — специфическая прослойка между Варолиевым мостом и диэнцефалоном.

Ранее мезэнцефалону не придавалось такого значения, как в современной неврологии, его именовали просто бугром мозгового вещества.

Читать еще:  Растворить ушную пробку быстро

Проведенные исследования с помощью специальных аппаратов показали, что рефлекторная деятельность среднего мозга, как часть сложной система взаимодействий, делает его незаменимой частью всей физиологической функциональности человеческого тела.

Без его самостоятельных структур невозможно нормально видеть и слышать: нейроны бугров четверохолмия среднего мозга отвечают за движение глаз, регуляцию хрусталика и просвета зрачка, старт-рефлексы — как залог выживания организма. Потому что именно они реагируют даже на те сигналы, что не распознаны слуховым или зрительным центром.

Строение и функции среднего мозга

Двухсантиметровый элемент мозгового ствола, по мнению анатомов, занимающих изучением ГМ, устроен совсем несложно. Для наглядного изучения обычно предлагают изучить его срез, а мнемонические техники рекомендуют запоминать, как мордочку медведя, перевернутую вниз ушами.

Поперечный разрез помогает увидеть наглядно все отделы, из которых он сформирован, но связи с верхними и нижними структурами, проходящие через мезэнцефалон коммуникации и тракты, значительно усложняют представление о маленькой части ГМ.

Весьма приблизительно структуру делят на семь сегментов, но если углубляться в ее строение, окажется, что все намного сложнее, чем можно себе представить. Это обусловлено полифункциональностью образования, для реализации которой природа и предусмотрела столь прихотливую архитектонику.

Четверохолмие

Структурное образование в верхней части мезэнцефалона, отвечающее за переработку информации, еще не дошедшей до остальных мозговых ядер, количество которых в ГМ человека довольно значительно, представлено парными буграми (задними и передними), но далеко не у всех существ, населяющих Землю.

Например, у рыб и рептилий их всего два. У высших хордовых играет роль сторожевого центра, крайне важного для сохранения биологического вида. Передние настроены на прием зрительной информации с глазной сетчатки или коленчатых ядер, а задние – на поставляемую слухом и ядрами, отвечающими за слуховые и вестибулярные сигналы.

Биологическая целесообразность состоит в первичной обработке неосознанной информации, ее обработке прежде, чем она поступит дальше, и формировании внезапной защитной реакции быстрее, чем другие структуры НМ ее обработают и подадут сигналы.

Отсюда и возможность у высших хордовых совершать неожиданные, но необходимые действия – вскрикивать, вскакивать, бежать, при этом одновременно формировать цепь сигналов для передачи в остальные центры, формирующие реакцию уже более осознанную.

Изначально их было два, но по мере развития они трансформировали в четыре бугра, визуализирующиеся, как выступы на задней части СМ.

В анатомии могут описываться как верхнее и нижнее двухолмие, поскольку различаются по строению и функциям, но считаются сложной структурой, дислоцированной на крыше среднего мозга.

Месторасположение четырехбугорной структуры служит причиной, по которой крышу СМ иногда называют пластинкой четверохолмия.

Околопроводное серое вещество

Периакведуктальное, или центральное серое вещество – составная часть покрышки, которая обнаруживается под мозговым водопроводом.

Особенности строения этого сегмента СМ предполагают, что проводниковая функция осуществляется им и вверх, и вниз.

Восходящая по нервным волокнам спиноталамического пути несет болевые и температурные сигналы в таламус, к линии продолговатого мозга и голубоватому пятну, а нисходящая доставляет информацию через него к спинному мозгу.

Белое и серое вещество также являются материалом для строительства полосатого тела, в котором они чередуются в виде полос.

Красное ядро

Ядра среднего мозга, представлены в вариабельных видах, например, одноименные нейронные структуры шва на границе продолговатого или четверохолмие, тоже причисляемое иногда к ним, коленчатые.

Красное ядро, по форме напоминающее колбаску, не круглое. Оно состоит из двух частей – хвостовой и ростральной.

Через него передают важные сигналы центры регуляции скелетной мускулатуры, спинного мозга (точнее, его моторных ядер), экстрапирамидной системы, мозжечка, водопровода и бледного шара.

Деятельность руброспинального и кортикорубрального тракта тоже была бы невозможна без хвостатого ядра условно красного цвета.

Черная субстанция

Второе название – черное вещество. Регулирует вегетативные и статокинетические функции, принимает активное участие в вегетации – работе дыхательной и сердечно-сосудистой системы, отвечает за часть работы по поддержанию в тонусе стенок кровеносных сосудов.

Находится на пространстве между мостом и промежуточным мозгом, рядом с ножками, дислоцировано справа и слева (по месторасположению каждой ножки.

Доказано, что нейромеланин участвует в синтезе дофамина, а сама субстанция проецирует нейролептиды на важные отделы, входящие в ЦНС.

Еще при открытии структуры было отмечено, что она в изобилии пронизана сосудами, что свидетельствует о ее давнем происхождении и важности для работы СМ.

Ретикулярная формация

Буквальный перевод с латыни означает «сетчатое образование». Сложный комплекс, локализованный на протяжении ствола ГМ, активирующий его кору и контролирующий спинномозговую рефлекторную функциональность.

Ядра РФ отвечают за выработку норадреналина, ацетилхолина и серотонина. Важность этой структуры среднемозгового формирования несомненна. Она несет ответственность за некоторые типы поведения, функции внутренних органов, принимает участие в инициации и поддержании режима бодрствования, внимания, благодаря ей, у человека присутствуют ориентировочные рефлексы.

Начиная от таламуса и вплоть до нижней части продолговатого мозга, она направляет свои отростки в другие области, полости и зоны, связывается с ними путями различной направленности.

Читать еще:  Что означают красные точки на теле человека

Вентральная и дорсальная области покрышки

Находятся недалеко от черной субстанции и красных ядер, являются скоплением многочисленных нервных путей, отсюда стартуют мезокортикальный, мезолимбический и дофаминовый путь.

Вентральная взаимодействует с системами вознаграждения. К структурам покрышки среднего мозга относятся: черная субстанция, ретикулярная формация в ее спинномозговой части, красные ядра и все области, в том числе центральная, дорсальная и вентральная. Она входит, по мнению одних исследователей, в ножки мозга, а по мнению других – прилегает к ним и ограничивает структуру.

Тегментум, или покрышка мозга, базальная или подошвенная часть СМ, в нее-то и входят вентральная и дорсальная области, в то время как противопоставляемый ей тектум (крыша) расположен в противоположном направлении.

Ножки мозга

Важнейшее анатомическое образование, отвечающее за зрительную ориентацию, принимаемые человеком позы, рефлекторный тонус мышц и связанное вариабельными способами с другими областями и формированиями ГМ.

Вегетативные центры спинного, продолговатого и среднего мозга, расположенные в разных областях, осуществляют сообщение через ножки с остальными важными структурами и не могут работать, если наблюдается хотя бы ушиб образования.

А если происходит атрофия, человек теряет способность реагировать на внешние раздражители, не может себя обеспечивать и в буквальном смысле превращается в овощ.

Возрастные особенности среднего мозга

У новорожденного средний объем составляет чуть больше двух грамм, причем у девочек он ненамного меньше, чем у мальчиков, но сформирован он примерно в том же виде, что и взрослый.

Во внутриутробном развитии уже готовы ядра глазодвигательного нерва и красное, правда, специфическая окраска последнего проявляется только к 2-м годам и окончательно визуализируется не раньше 4-х.

В черной субстанции у младенца уже присутствует миелин, но в не очень значительном количестве, его активное развитие стартует с полугода и окончательно формируется только к совершеннолетию (в 16).

Человек не случайно считается взрослым начиная именно с этого возраста: черное вещество отвечает за дыхание, ССС, сосудистый тонус, регулирует моторную и осуществляет статокинетическую функции, это важная составляющая экстрапирамидной системы.

Средний и промежуточный мозг играют неоспоримо важную роль в деятельности человеческого организма. В них расположены важные формирования и структуры, в обязанности которых входит регуляция функций соматической, вегетативной и центральной нервной системы, головного и спинного мозга.

Частная физиология центральной нервной системы

Теория по нормальной физиологии. Тема: Частная физиология центральной нервной системы (ЦНС). Строение ствола мозга, описание путей и рефлексов.

При создании данной страницы использовалась лекция по соответствующей теме, составленная Кафедрой Нормальной физиологии БашГМУ

Спинной мозг (medulla spinalis)

Спинной мозг – тяж, длиной 40-50 см. Расположен в позвоночном канале. Покрыт мягкой, паутиной и твердой оболочками. Омывается спинномозговой жидкостью.

Сегментарность строения:

  • шейный (C I-VIII),
  • грудной (Th I-XII),
  • поясничный (L I-V),
  • крестцовый (S I-V)
  • и копчиковый (Co I-II).

Состоит из белого и серого вещества.

Рога серого вещества разделяют белое вещество.

Белое вещество представлены нервными волокнами — проводящими путями и клетками нейроглии. Серое вещество — > 10 млн. тел нейронов.

В передних рогах расположены альфа- и гамма- мотонейроны (3%). В боковых рогах — вегетативные (2%). В задних рогах – промежуточные ( вставочные ) нейроны (95%).

В спинной мозг входят задние корешки, состоящей из афферентных (центростремительных или чувствительных волокон). Тела их нейронов, находятся в спинномозговых узлах.

Передние корешки — включают в себя двигательные эфферентные (центробежные) волокна, иннервирующие скелетные мышцы, а также вегетативные эфферентные волокна (сосудистые, секреторные и к гладкой мускулатуре).

Передний и задний корешки соединяются и образуют 31 пару спинномозговых нервов.

Функции спинного мозга:

  • Рефлекторная,
  • Проводниковая,
  • Анализ сенсорной информации.

I. Рефлекторная функция

Спинной мозг участвует во всех сложных двигательных реакциях организма и иннервирует всю скелетную мускулатуру, кроме мышц головы (черепные нервы).

Мышечные волокна бывают:

  • Красные:
    • сокращаются медленно,
    • долго находятся в сокращенном состоянии;
  • Белые:
    • сокращаются быстро,
    • быстро устают.

Миотатический рефлекс (греч. myo – мышца, tatis — натяжение)

Играет важную роль в поддержании тонуса равновесия. Он направлен против гравитационных сил.

Рецепторы двигательных систем:

  • Мышечные веретена,
  • Сухожильные органы (рецепторы) Гольджи.

Мышечное веретено – это сложный рецепторный прибор, включающий несколько тонких интрафузальных волокон, находящихся внутри веретена.

Интрафузальные волокна:

  • с ядерной сумкой,
  • с ядерной цепочкой,
  • рецепторы растяжения,
  • аннуло-спиральный путь.

Каждый сегмент спинного мозга содержит мотонейроны:

  • Альфа-мотонейроны (крупные),
  • Гамма-мотонейроны (мелкие).

Аксоны альфа-мотонейронов в составе толстых двигательных волокон типа А-альфа образуют нервно – мышечные синапсы с экстрафузальными волокнами скелетной мышцы и формируют нейромоторные единицы.

Гамма-мотонейроны по тонким нервным волокнам А-гамма, осуществляют иннервацию мышечных элементов интрафузальных волокон.

Мышечные веретена:

  • Мышечные веретена возбуждаются только при растяжении мышцы, определяя ее длину.
  • Также веретена стабилизируют положение тела и участвуют в поддержании тонуса мышцы.

Нисходящие влияния вышележащих отделов головного мозга корригируют работу альфа и гамма мотонейронов, меняя тонус мышц.

Читать еще:  Причины похудения при сахарном диабете 2 типа

II. Проводниковая функция

Восходящие импульсы: от периферических кожных, проприоцептивных и висцеральных рецепторов по афферентным путям в ЦНС (к вышележащим отделам).

По проводящим путям, пролегающим в задних и боковых столбах спинного мозга, в ствол, мозжечок и кору больших полушарий (КБП).

Афферентные пути:

  • Пути Голля и Бурдаха – проприоцептивная, тактильная чувствительность и стереогноз.
  • Спиноталамический тракт – болевая, температурная, тактильная чувствительность.
  • Спиномозжечковые тракты (передний Говерса и задний Флексинга) – глубокая чувствительность, мышечный тонус.

Нисходящие импульсы:

От вышележащих отделов ЦНС (двигательных зон коры, ствола мозга) по проводящим путям передних и боковых столбов спинного мозга к мотонейронам передних рогов.

Эти импульсы оказывают возбуждающее или тормозное действие на вставочные и моторные нейроны спинного мозга.

Эфферентные пути:

  • Пирамидный путь (прямой и перекрещенный) – начинается в двигательной зоне коры.
  • Экстрапирамидные пути:
    • ретикуло-спинальный,
    • рубро-спинальный,
    • текто-спинальный,
    • вестибуло-спинальный,
    • оливо-спинальный.

Все эфферентные пути заканчиваются на мотонейронах передних рогов спинного мозга. Пирамидный тракт напрямую. Экстрапирамидные тракты через вставочные нейроны.

Вестибулоспинальный и ретикулоспинальный пути оказывают преимущественное влияние на мышцы проксимальных отделов конечностей.

Руброспинальный и кортикоспинальный пути влияют на мышцы дистальных отделов конечностей (кисти, предплечья).

Другая большая группа рефлексов – это двигательные кожно-мышечные рефлексы (сгибательный и др.).

Сгибательный рефлекс возникает при раздражении кожных рецепторов (тактильных, температурных, болевых).

Ствол мозга

Ствол мозга включает:

Функции ствола мозга:

  • отвечает за примитивные формы поведения,
  • поддерживает жизненно-важные функции.

Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (medulla oblongata) – 2,5 – 3 см, расположен между мостом и местом отхождения корешка C1 спинного мозга.

Центры продолговатого мозга

  • Жизненно-важные вегетативные центры: дыхания, сосудисто-двигательный центр, пищеварения.
  • Защитные рефлексы: чихания, кашля, рвоты, мигания, сосания, жевания, глотания.
  • Центры, управляющие мускулатурой конечностей и туловища (латеральный ретикулоспинальный тракт).

В продолговатом мозге находятся ядра IX, X, XI, XII пар черепных нервов, которые участвуют в иннервации головы и шеи.

X пара иннервирует внутренние органы грудной и брюшной полостей.

Варолиев мост

Мост (открыт ученым Варолио в 1560 году) располагается между средним и продолговатым мозгом.

Рефлекторная функция:

  1. В пределах моста расположены ядра V, VI, VII и VIII пары черепных нервов, иннервирующих голову.
  2. Собственные нейроны моста образуют его ретикулярную формацию.
  3. РФ моста влияет на кору мозга, вызывая ее активацию или торможение.

Среди этих нейронов локализуется группа ядер, образующих пневмотакстический центр, регулирующий смену вдоха и выдоха.

Вестибулярные ядра:

  • верхнее ядро Бехтерева,
  • нижнее вестибулярное ядро Роллера,
  • медиальное ядро Швальбе,
  • латеральное ядро Дейтерса.

Ядра совместно с мозжечком принимают участие в сохранении равновесия и тонуса скелетной мускулатуры.

От ядра Дейтерса идет латеральный вестибулоспинальный путь.

Возбуждающее действие на мотонейроны разгибателей и тормозящее – на мотонейроны сгибателей.

При раздражении вестибулярного аппарата мышечный тонус перераспределяется таким образом, чтобы сохранить равновесие.

Средний мозг

  • четверохолмие (крыша),
  • ножки мозга,
  • Сильвиев водопровод.

Рефлекторная функция

Ядра среднего мозга выполняют ряд важный рефлекторных функций.

Передние бугры четверохолмия – подкорковые зрительные центры.

  • Зрительный ориентировочный рефлекс (движение глаз и поворот головы к свету).
  • Вместе с вегетативным ядром Якубовича IIIпары (глазодвигательный нерв) участвуют в зрачковом рефлексе, аккомодации , конвергенции , фиксации взора и слежения за движущимися объектами.

Задние бугры четверохолмия – это первичные подкорковые слуховые центры.

  • Ориентировочный слуховой рефлекс (настораживание ушей у животных).
  • Поворот головы по направлению к новому звуку.

Ядра четверохолмия обеспечивают сторожевой рефлекс. Человек с нарушениями в этой области неспособен быстро реагировать на неожиданный раздражитель.

Черная субстанция:

  • содержит пигмент меланин,
  • часть экстрапирамидной двигательной системы,
  • регулирует акты глотания и жевания,
  • участвует в регуляции пластического тонуса мышц,
  • участвует в организации эмоционального поведения и тонкой моторики (мелкие движения пальцев рук),
  • синтезирует дофамин , который транспортируется к базальным ганглиям.

Красные ядра:

  • располагаются в верхней части каждой ножки мозга,
  • цвет обусловлен густой капиллярной сетью,
  • содержат железо,
  • связаны с корой головного мозга (нисходящие пути), подкорковыми ядрами и мозжечком.

Нарушение связи красного ядра с РФ продолговатого мозга ведет к децеребрационной ригидности у животных.

Децеребрационная ригидность (спастичность) или контрактильный тонус открыт Ч. Шеррингтоном. Возникает при перерезке ствола мозга между передними и задними буграми четверохолмия. Красные ядра остаются выше места перерезки.

У животного развивается резкое повышение тонуса мышц– разгибателей (конечности вытянуты, голова запрокинута, спина выгнута, хвост приподнят). Животное можно поставить на лапы, оно будет стоять на вытянутых ногах, если не нарушен центр тяжести.

У человека подобное состояние (опистотонус) возникает при сдавлении среднего мозга при внутримозговых гематомах, опухолях, отеке мозга, травме.

Механизм ригидности:

Выключается активирующее влияние красных ядер и кортикоспинального пути на сгибатели , что увеличивает влияние вестибулярных ядер (ядро Дейтерса) на разгибатели .

Устраняется тормозное влияние красного ядра на ядро Дейтерса, которое растормаживается, еще более усиливая тонус разгибателей.

Таким образом, создаются все условия для значительного повышения тонуса мышц разгибателей и формирования мышечной спастичности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector