какую функцию выполняет передний мозг у млекопитающих

Передний мозг: анатомические особенности и физиология

1. Diencephalon (промежуточный мозг) 2. Telencephalon (конечный мозг) 3. Cortex 4. Церебральные доли

Головной мозг человека представляет собой уникальную сложно устроенную систему. За счет нее организм не только может координировать работу всех органов и заставлять работать их как единое целое. Деятельность высокоорганизованных церебральных структур позволяет человеку являться социальным существом, способным к обучению и познанию, проявлять многоуровневые эмоции, иметь собственное суждение о происходящем вокруг. В большей степени это определено значительным развитием коры больших полушарий и ряда подкорковых образований, составляющих понятие передний мозг (или prosencephalon).

Передний мозг является наиболее ростральным церебральным отделом и включает в свое строение две гемисферы с серым веществом коры, субкортикальными структурами и нервными волокнами-проводниками.

Функции переднего мозга включают высшую психическую деятельность, сложные рефлекторные акты, способность к познанию, особенности эмоциональных реакций человека и его социализацию. Более того, церебральные структуры передних отделов могут предопределить, какие особенности характера и темперамента будут присущи индивиду.

В процессе онтогенеза передний мозг формируется на стадии трех мозговых пузырей уже на 3-4 неделе эмбрионального развития. Это происходит путем отчленения его от среднего мозга (mesencephalon).

Ближе всего к спинному мозгу расположен мозговой пузырь, дающий начало заднему мозгу (rhombencephalon). Последний в свою очередь дифференцируется на два отдела – metencephalon (из которого формируется мост и мозжечок) и myeltncephalon (образующий продолговатый мозг). В некоторых источниках metencephalon ошибочно называют передним мозгом, учитывая, что анатомия этого образования предопределяет его расположение кпереди от продолговатого мозга. Точнее будет рассматривать metencephalon как передний отдел заднего мозга.

К концу 4 недели гестации из переднего мозгового пузыря prosencephalon образуются промежуточный (diencephalon) и конечный мозг (telencephalon), а также полость третьего желудочка.

Diencephalon (промежуточный мозг)

В состав промежуточного мозга входят таламический (зрительный) мозг, гипоталамус и третий желудочек. Все эти образования занимают расположение под мозолистым телом.

Сам таламический мозг состоит из непосредственно таламуса, метаталамуса и эпиталамуса. Каждое из этих образований имеет обширные афферентные и эфферентные связи, а также замыкает собственные рефлексы между структурами диэнцефальной области.

Промежуточный мозг регулирует распределение поступающих к нему сигналов в другие церебральные отделы. Подобная работа входит в основные функции переднего мозга. На уровне таламических структур замыкаются сложные рефлексы с вовлечением нескольких систем (например, осуществляются непроизвольные стриопаллидарные двигательные акты или рефлекторное изменение ширины зрачка в ответ на внешние раздражители)

Таламус выполняет роль последней инстанции для передачи восходящих испульсов к коре.

К основным функциям диэнцефальных структур относят:

Вопросами, касающимися диэнцефальной области, занимаются и анатомия, и физиология, и ряд клинических дисциплин. Однако полностью механизмы работы diencephalon до сих пор не раскрыты.

Telencephalon (конечный мозг)

Анатомия конечного мозга рассматривает его как самый передний церебральный отдел. По-другому его еще называют большой мозг. Его строение включает в себя:

Каждое полушарие разграничено друг от друга продольной щелью, а соединяют их corpus callosum, передняя и задняя спайки и спайки свода. На уровне telencephalon замыкаются многоуровневые рефлексы, включая центральные вегетативные дуги.

Cortex

Кора больших полушарий развилась уже на поздних этапах эволюции животного мира. Именно она выполняет исключительно важную роль в становлении высших психических функций, несмотря на то, что подобная деятельность способна осуществляться только при слаженной работе всего головного мозга в целом.

На кору приходится более 45% от общего объёма всего полушария. Поверхность ееможет превышать 1500 квадратных сантиметров.

Однако корковый слой не однороден. Рассматривая строение коры, следует учитывать ее эволюцию. Такой фактор подразделяет кору на:

Палеокортекс имеет однослойное строение. При этом нервные клети ещё не полностью отделены от субкортикальных образований. Древний корковый слой отвечает за примитивные эмоциональные реакции, которые свойственны не только человеку, но имеются у животных, стоящих на более низкой ступени эволюции, начиная с рептилий. К проявлениям работы древней коры относят:

Археокортекс также состоит из одного слоя нейронов, но он уже полностью отделился от субкортикальных образований. Расположен он вдоль нижней кромки неокортекса. Он уже имеется у птиц и млекопитающих.

Старая кора выполняет следующие функции:

Лимбическая система, являющаяся субстратом эмоций, отчасти внимания и памяти, а также регулятором циркадных ритмов и вегетативных реакций, в большей степени представлена именно палеокортексом. Это имеет значение при определении единства данных процессов. Например, часто субъективно окрашенные переживания индивида (эмоции) сопровождаются вегетативными проявлениями (слезотечением, изменением окраски кожных покровов, учащением пульса и так далее).

Неокортекс или новая кора состоит из 6 слоёв. На ее долю приходится более 95% площади всей корковой поверхности. Сюда поступают импульсы от субкортикальных образований и ствола. Именно на этом уровне замыкаются сложные условные рефлексы и осуществляются высшие психические функции переднего мозга.

Складчатое строение ткани неокортекса с наличием борозд и извилин объясняется увеличением объема корковой ткани в условиях сохраняющегося общего размера головного мозга и черепной коробки.

Церебральные доли

Анатомия и физиология коры позволяет подразделить ее на определенные участки (доли). Каждый из них имеет свои функциональные особенности. Знание таких типичных характеристик помогает понять, какие нарушения стоит ожидать при наличии патологического очага той или иной локализации.

В новой коре выделяют следующие доли:

Затылочная доля является корковым представительством зрительного анализатора, обеспечивает символические визуальные образы и зрительный гнозис.

Кроме того, в теменной доле расположен центр аналитико-синтетического преобразования информации, в том числе речи, и обработки сенсорных стимулов, что позволяет контролировать и управлять движениями.

Височная доля отвечает за восприятие и дифференцировку звуков (в том числе и речи) и является корковым представителем слухового анализатора.

Передний мозг – наиболее прогрессивный церебральный отдел в эволюционном ключе. Именно эта часть головного мозга с его максимальным развитием предопределяет свойственные человеку особенности – речь, эмоции, способность к обучению и планированию, социальное поведение. Физиология конечного мозга с замыканием сложных многоуровневых условных рефлексов, формированием интегральных систем во многом предопределяет развитие и становление человека как личности.

Источник

Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих? Анатомия млекопитающих

Головной мозг — это один из органов, составляющих центральную нервную систему млекопитающих. Он служит основным регулятором работы организма. Для понимания его функционирования важно ответить на вопрос о том, каковы особенности строения головного мозга у млекопитающих. А также имеет смысл проследить этапы его эволюционного развития.

Общая характеристика головного мозга млекопитающих

Мозг млекопитающих состоит из тех же отделов, что и мозг остальных позвоночных. Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих в сравнении с другими позвоночными? Для млекопитающих характерен большой объем и сложнейшее устройство полушарий переднего мозга (прозэнцефалона). Нередко встречается ошибочное мнение о том, что кора головного мозга впервые появилась у млекопитающих. Это не так — впервые она появилась у пресмыкающихся, а вот интенсивно развиваться начала лишь у млекопитающих. У млекопитающих, обладающих высоким уровнем организации, кора образует множество борозд и извилин. За счет этого ее площадь значительно увеличена. Также существенное развитие получили средний мозг и мозжечок головного мозга. Это объясняется с тем, что для млекопитающих характерны высокая моторная активность, сложная система как рефлексов, так и органов чувств.

Эволюция головного мозга млекопитающих

Общее направление в эволюционном развитии мозга позвоночных — увеличение объема, особенно переднего мозга, и специализация высших мозговых центров, согласовывающих деятельность органов, сложного поведения и функционирование всего организма. Мозг млекопитающих крупный за счет увеличения коры, а именно складчатости его плаща. Появились структуры, обеспечивающие взаимосвязи коры и других отделов ЦНС. Для связи мозжечка и больших полушарий в заднем мозге возникает варолиев мост. Появившаяся новая кора берет на себя выполнение функций высших сенсорных систем. У высших млекопитающих большая часть коры — ассоциативные зоны, выполняющие интегративную функцию. У приматов очень развиты извилины коры полушарий мозга. В извилинах локализованы двигательные, ассоциативные, чувствительные центры, регулирующие высшую нервную деятельность. Для приматов характерно сложнейшее поведение. Homo sapiens, относящийся к отряду приматов, имеет развитые большие полушария, где расположены центры речи и второй сигнальной системы, связанной с сознанием и абстрактным мышлением.

Строение головного мозга

Продолговатый мозг

В полости черепа спинной мозг без особого морфологического изменения переходит в продолговатый мозг. В противоположность спинному мозгу он не имеет сегментированного и повторяемого строения. В продолговатом мозге серое вещество располагается в переключательных черепно-мозговых ядрах и в ретикулярной формации. Ретикулярной формацией (или сетчатым веществом) называется группа нервных клеток с отростками, расположенных по всей длине спинного, продолговатого и промежуточного мозга.

Варолиев мост

Содержит ядра черепно-мозговых нейронов, образованных из серого вещества. Проводящие пути варолиева моста соединяют продолговатый мозг и мозжечок с большими полушариями.

Функции варолиева моста:

Средний мозг

Включает две ножки и крышу и связывает задний и промежуточный мозг. На его крыше (пластинке четверохолмия) находятся:

Выполняет важную функцию регуляции тонуса мышц, сохранения пространственного положения тела и является центром ориентировочных рефлексов.

Передний мозг

Включает промежуточный мозг и конечный, состоящий из больших полушарий мозга.

Промежуточный — состоит из гипоталамуса, таламуса, метаталамуса и эпиталамуса. Передний мозг — это наиболее развитый отдел головного мозга у млекопитающих

Метаталамусом называют подкорковый центр слуха и зрения, а эпиталамусом — надбугорную часть промежуточного мозга.

В эпиталамус входит эпифиз (другое название — шишковидная железа), выполняющий эндокринные функции.

Таламус (зрительные бугры) — подкорковый центр различных видов чувствительности, кроме обоняния. В таламусе осуществляется первичная обработка информации об ощущениях, например, впервые осознается изменение температуры, зрительных, слуховых образов и т.д.

Гипоталамус образован скоплениями нейронов, имеющих следующие особенности:

Функции гипоталамуса следующие:

Мозжечок

Конечный мозг

Включает два полушария, занимает примерно 80% массы всего головного мозга, покрывая сверху другие отделы. Полушария являются самыми развитыми отделами мозга млекопитающих. Большие полушария головного мозга у млекопитающих разделяются щелью. В ее углублении находится мозолистое тело, соединяющее их.

В состав больших полушарий входит серое вещество, из которого образуются кора полушарий, подкорковые ядра, а также белое вещество, формирующее проводящие нервные пути.

Полушария делятся тремя бороздами, центральной, боковой и затылочно-теменной, на четыре доли: теменную, затылочную, лобную и височную.

Исходя из выполняемых функций, кора головного мозга разделена на три зоны:

Масса мозга

Уникальность строения мозга человека

Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих, мы в общих чертах выяснили. Чем же отличается от прочих мозг гоминоидов, к которым относится человек?

Исследователям всегда было интересно, с чем связано то, что мозг человека в ходе развития формирует новые возможности. Как выяснилось, он с точки зрения анатомии не имеет исключительно человеческих структур. Таким образом, новая функция возникает, но структуры, ответственной за нее, нет. Уникальность заключается в том, что человеческий мозг очень пластичен. Пластичность проявляется на двух уровнях. Первый уровень состоит в восприимчивости к новой информации и отсутствии предопределенности поведения. Второй — в пластичности нейронов головного мозга. Пример подобной пластичности — реабилитация после инсульта с восстановлением способностей.

При изучении форм черепов исследователями было обнаружена интересная закономерность: черепа взрослых людей схожи с черепами детенышей человекообразных обезьян, таких как шимпанзе и гориллы. После этого наблюдения палеонтолог, биолог-эволюционист Стивен Гулд высказал предположение о том, что, возможно, причина заключается не в костях, а в том, что мозг человека даже в зрелом возрасте не утрачивает инфантильных характеристик. Таким образом сохраняется поведенческая гибкость, свойственная обезьянам юного возраста, которую они утрачивают, взрослея. Поэтому человек может обучаться новому в течение всей жизни. Ему многое интересно и он имеет больше социальных связей.

Источник

Передний мозг как топ-менеджер высших психологических функций

Передний мозг – самая развитая в процессе эволюции структура.

Он предопределяет склонности человека, его направленность, поведение, становление личности.

Расположение – мозговой отдел черепа.

Статья предназначена для общего понимания строения и назначения.

Общие сведения

Образован из переднего конца первичной нервной трубки. В эмбриогенезе делится на 2 части, одна из которых порождает конечный мозг, вторая – промежуточный.

Согласно модели Александра Лурии, состоит из 3-х блоков:

Анатомия

Строение живой особи описать непросто. Тем более такой его составляющей, как мозг. Эта существующая в каждом вселенная продолжает скрывать свои тайны. Но это не значит, что в них не стоит разбираться.

Развитие

Передний мозг формируется на 3-4 неделе пренатального развития. К концу 4 недели эмбриогенеза из переднего мозгового пузыря образуются конечный и промежуточный мозг, полость третьего желудочка.

Промежуточный мозг

Состоит из таламической и гипоталамической областей, которые располагаются по бокам третьего желудочка между полушариями и средним мозгом.

Таламическая область объединяет:

Гипоталамическая область включает:

Конечный мозг

Анатомические особенности

Промежуточный

Таламус похож на яйцо серо-коричневого цвета. Структурная единица – ядра, которые классифицируются по функциональному и композиционному признакам.

Эпиталамус состоит из нескольких единиц, самая известная из которых — серовато-красноватого цвета эпифиз.

Субталамус – небольшая область из ядер серого вещества, соединённых с белым.

Гипоталамус состоит из ядер. Их около 30. Большинство парные. Классифицируются по месторасположению.

Задняя доля гипофиза. Гипофиз – образование округлой формы, месторасположение — гипофизарная ямка турецкого седла.

Конечный

Объединяет полушария, мозолистое и полосатое тела. Наибольший по объёму отдел.

Полушария покрыты серым веществом толщиной 1-5 мм. Масса полушарий составляет около 4/5 массы головного мозга. Извилины и борозды значительно увеличивает площадь коры, содержащей миллиарды нейронов и нервных волокон, выстроенных по определённому порядку. Под серым веществом лежит белое — отростки нервных клеток. Около 90% коры имеет типичное шестислойное строение, где нейроны связаны через синапсы друг с другом.

С точки зрения филогенеза кору полушарий делят на 4 типа: древняя, старая, промежуточная, новая. Основную часть коры у человека составляет неокортекс.

Мозолистое тело по форме напоминает широкую полосу. Состоит из 200—250 миллионов нервных волокон. Самая большая конструкция, соединяющая полушария.

Функции

Миссия – организация психической деятельности.

Промежуточный

Участвует в координации работы органов, регулировании движения тела, поддержании температуры, метаболизма, эмоционального фона.

Таламус. Главная задача – сортировка информации. Работает как реле – обрабатывает и направляет в мозг данные, поступающие от рецепторов и проводящих путей. Таламус влияет на уровень сознания, внимания, сон, бодрствование. Поддерживает функционирование речи.

Эпиталамус. Взаимодействие с другими структурами происходит посредством мелатонина – гормона, вырабатываемого эпифизом в тёмное время суток (поэтому не рекомендуется спать при свете). Производное серотонина – «гормона счастья». Мелатонин – участник регуляции суточных ритмов, являясь природным снотворным, влияет на память и когнитивные процессы. Воздействует на локализацию кожных пигментов (не путать с меланином), половое созревание, подавляет рост ряда клеток, включая раковые. Через связи с базальными ядрами эпиталамус участвует в оптимизации двигательной активности, через связи с лимбической системой – в регуляции эмоций.

Субталамус. Контролирует мышечные ответы организма.

Гипоталамус. Образует с гипофизом функциональный комплекс, руководит его работой. Комплекс управляет эндокринной системой. Вырабатываемые ее гормоны помогают справляться с дистрессом, поддерживают гомеостаз.

В гипоталамусе расположены центры жажды и голода. Отдел координирует эмоции, поведение человека, сон, бодрствование, терморегуляцию. Здесь найдены сходные по действию с опиатами эндорфины, которые помогают перенести боль.

Конечный мозг

Полушарии

Действуют совместно с подкорковыми структурами и мозговым стволом. Основное предназначение:

Мозолистое тело

На мозолистое тело обратили внимание после операций по его рассечению при лечении эпилепсии. Операции избавляли от припадков, при этом изменяя личность человека. Было выявлено, что полушарии приспособлены работать независимо. Однако для координации деятельности необходим обмен информацией между ними. Мозолистое тело – основной передатчик информации.

Полосатое тело

Обонятельный мозг объединяет центры, контролирующие обоняние.

Кора больших полушарий

Руководитель психических процессов. Управляет чувствительными и двигательными функциями. Состоит из 4-х слоев.

Древний слой отвечает за элементарные ответы (например, агрессию), характерные человеку и животным.

Старый слой участвует в формировании привязанности, заложении основ альтруизма. Благодаря слою мы веселимся или гневаемся.

Промежуточный слой — образование переходного типа, так как модификация старых образований в новые осуществляется постепенно. Обеспечивает активность новой и старой коры.

Новая кора концентрирует информацию от подкорковых структур и ствола. Благодаря ей живые существа мыслят, разговаривают, помнят, творят.

5 церебральных долей

Затылочная доля – центральный отдел зрительного анализатора. Обеспечивает распознавание зрительных образов.

Благодаря височной доле живые существа воспринимают многообразие звуков.

Лобная доля регулирует произвольные процессы, движения, моторную речь, абстрактное мышление, письмо, самокритику, координирует работу других областей коры.

Островковая доля отвечает за становление сознания, формирование эмоционального отклика и поддержку гомеостаза.

Взаимодействие с другими структурами

Головной мозг в ходе онтогенеза созревает неравномерно. При рождении сформированы безусловные рефлексы. По мере созревания особи развиваются условные рефлексы.

Взаимодействие таламуса, лимбической системы, гиппокампа помогает воспроизводить образ событий: звуки, запахи, место, время, пространственное расположение, эмоциональный окрас. Взаимосвязи таламуса с областями височной доли коры способствуют узнаванию знакомых мест, предметов.

Таламус, гипоталамус, кора имеют обоюдные связи с продолговатым мозгом. Таким образом, продолговатый мозг вносит вклад в оценку активности рецепторов и нормализацию деятельности опорно-двигательного аппарата.

Кооперация ретикулярной формации ствола и коры вызывает возбуждение или торможение последней. Сотрудничество ретикулярной формации продолговатого мозга и гипоталамуса обеспечивает работу сосудодвигательного центра.

Рассмотрев строение и назначение, мы на шаг приблизились к пониманию живой сущности.

Источник

Какую функцию выполняет передний мозг у млекопитающих

В промежуточном мозге находятся подкорковые центры зрения и слуха.

Если до уровня среднего мозга головной мозг является единым стволом, то, начиная со среднего мозга, происходит его разделение на две симметричные половины.

Общая характеристика

Головной мозг – это главный орган нервной системы. Его исследованием медики занимаются до сих пор. Головной мозг взрослого человека содержит 90-95 миллиардов нейронов. Тела нейронов образуют серое вещество мозга, а нервные волокна (отростки нейронов) – белое вещество.

Рис. 1. Отделы головного мозга.

Данный орган имеет следующие виды оболочек:

Мозг мужчин и женщин отличается по своей массе. У представителей сильного пола его вес на 100-150 г больше. Однако умственное развитие никак не зависит от этого показателя.

Функции генератора и передачи импульсов выполняют нейроны. Внутри головного мозга есть желудочки (полости), в которых образуется спинномозговая жидкость. От головного мозга в разные отделы человеческого тела отходят черепно-мозговые парные нервы. Всего в организме насчитывается 12 таких пар.

Строение

Главный орган нервной системы состоит из трёх частей:

Так же он имеет пять отделов:

Белое вещество больших полушарий переднего мозга представлено в виде нервных волокон, которые могут быть трёх видов:

Серое вещество состоит из тел нейронов, в больших полушариях это вещество образует кору и подкорковые ядра.

Рис. 2. Доли коры больших полушарий.

Следующая таблица поможет подробнее разобраться со строением и функциями различных отделов головного мозга:

Таблица «Строение и функции головного мозга»

Отдел

Особенности строения

Функции

Конечный или передний

Состоит из двух полушарий, которые соединяются между собой мозолистым телом. Поверхность полушарий имеет множество борозд и извилин.

Правое полушарие отвечает за левую сторону тела, а левое – за правую сторону. Здесь расположены центры регуляции произвольных движений, центры условных рефлексов и психических функций. Височная доля коры головного мозга регулирует слух, вкус и обоняние, затылочная – зрение, теменная – осязание; лобная – произношение речи.

Состоит из гипоталамуса и таламуса.

Таламус является посредником в передаче раздражителей к полушариям и помогает адекватно приспособиться к изменениям в окружающей среде.

Гипоталамус регулирует работу обменных процессов и эндокринных желёз. Руководит работой сердечнососудистой и пищеварительной системы. Регулирует сон и бодрствование, управляет пищевыми и питьевыми потребностями.

Состоит из мозжечка и моста, который представлен в виде белого толстого валика, расположенного над продолговатым отделом.

Мозжечок расположен позади моста, имеет два полушария, нижнюю и верхнюю поверхности и червя.

Данный отдел обеспечивает функцию посредника при передаче импульсов в расположенные выше отделы мозга. Мозжечок отвечает за координацию и точность движений.

Расположен от переднего края моста до зрительных трактов.

Отвечает за скрытое зрение, а также осуществление ориентировочных рефлексов, (поворот тела в направлении звука).

Является продолжением спинного мозга.

Управляет равновесием, содержит центры дыхания, глотания, чихания и кашля, рвоты, сердечно-сосудистый и пищеварительные.

Что мы узнали?

Головной мозг – это сложная система, которая руководит работой всех внутренних систем организма. Состоит он из пяти отделов, каждый из которых выполняет определённые функции. Без работы данного отдела центральной нервной системы сложно представить жизнедеятельность всего организма.

Источник