Строение и функции головного мозга

Наука » Педагогика » Общая педагогика
Головной мозг человека по форме овоидный за счет выступающих лобных и затылочных полюсов (рис. 2.2).
В головном мозге выделяют эволюционно древнюю часть, состоящую из мозгового ствола, мозжечка, и более позднее образование – полушария большого мозга. Поверхность головного мозга испещрена бороздами, над которыми расположена, не заходя в них, паутинная оболочка. По серединной линии проходит продольная щель, отделяющая правое и левое полушария большого мозга.

Рис. 2.2. Внутренняя поверхность головного мозга (правое полушарие)
Мозговой ствол включает продолговатый мозг – продолжение спинного мозга, варолиев мост, средний мозг и промежуточный мозг. Здесь локализуются многочисленные скопления нервных клеток – ядер, обладающих разнообразными функциями. Продолговатый мозг, а также примыкающий к нему варолиев мост содержат дыхательные, сосудодвигательные центры, структуры, обеспечивающие рефлекторные защитные (кашля, чихания, мигания, слезотечения, сужения и расширения зрачков, рефлексов положения тела, связанных с возбуждением вестибулярного аппарата и с изменением тонуса шейных мышц), пищевые (глотание, сосание, жевание) функции и рефлекс равновесия.
Средний мозг представлен четверохолмием и ножками мозга, иду щими от переднего края моста. Верхние холмики четверохолмия содер жат подкорковые центры зрения, нижние – слуха. В состав ножек мозга входят красные ядра и черное вещество (подкорковый чувствительный и двигательный центры). Средний мозг выполняет следующие функции:
1) ориентировочные рефлексы на свет и звук, поворот головы, глаз в сторону раздражителя; 2) статические рефлексы (выпрямительные ре флексы позы); 3) статокинетические рефлексы – движения головы, глаз, туловища, конечностей, вращение и др.; 4) равномерное обеспече ние мышечного тонуса.
Промежуточный мозг расположен на границе с полушариями большого мозга. В него входят правый и левый таламусы, или зрительные бугры. Серое вещество в таламусе имеет вид ядер, названия которых определяются их локализацией и формой. Переднее ядро связано с анализато-

ром обоняния, заднее – со зрительным анализатором. Через латеральное ядро проходят все чувствительные проводники по пути к коре. Поражение зрительных бугров приводит или к расстройству чувствительности, или даже к ее полной потере. В промежуточном мозге находится бледное тело
– средоточие двигательных центров, управляющих разнообразными движениями. Отсюда отходят многочисленные центробежные нервы к различным мышечным группам. Бледное тело связано со зрительными буграми, благодаря чему большинство рефлекторных цепей замыкается в промежуточном мозге, не проходя через кору. Импульсы передаются из зрительных бугров прямо на двигательные центры бледного тела и осуществляются так называемые автоматические движения при ходьбе, беге, при пищевых движениях. Поражение бледного тела приводит к расстройству ряда движений или даже к двигательным параличам.
Структуры, расположенные ниже таламуса, объединяются под названием «гипоталамус». К нему относятся серый бугор – один из вегетатив ных центров терморегуляции и обмена веществ, гипофиз – продуцирующий различные гормоны. Кроме того, в гипоталамусе есть несколько десятков ядер, регулирующих вегетативные и эндокринные функции организма.
Сзади и сверху к мозговому стволу примыкает мозжечок. Наряду с координацией движений мозжечок выполняет и некоторые вегетативные функции, являясь «помощником коры головного мозга по управлению скелетной мускулатурой и деятельностью вегетативных органов» (Л.А. Орбели). Есть данные, свидетельствующие о том, что двигательная память человека, особенно сложные формы автоматизированных движений, осуществляемые на подсознательном уровне, связаны с работой мозжечка. Установлено, что при нарушении работы мозжечка человек вынужден сознательно контролировать каждый элемент сравнительно простых движений, которые раньше осуществлял автоматически.
Особую роль в регуляции многих психических процессов, свойств и состояний человека играет ретикулярная формация. Она образована крупными и мелкими ядрами, которые соединены между собой густой сетью нервных волокон, анатомически расположенных в спинном, продолговатом и среднем мозге. Эта структура оказывает заметное влияние на электрическую активность головного мозга, на функциональное состояние коры головного мозга (КГМ), подкорковых центров, мозжечка и спинного мозга. Она также имеет непосредственное отношение к регуляции основных жизненных процессов: кровообращения, дыхания и т.д.
Восходящая часть ретикулярной формации связана с повышением и понижением чувствительности КГМ. Она играет важную роль в управлении механизмами сна и бодрствования, научения и внимания. Неспецифическая моделирующая система, расположенная в стволовых отделах ретикулярной формации мозга, отвечает за уровень активации когнитивных, мотивационных и эмоциональных структур. КГМ через нисходящие нервные волокна способна также оказывать влияние на ретикулярную формацию, что связано с сознательной психологической саморегуляцией человека.
Большой мозг (конечный мозг) – наиболее представительный отдел головного мозга. Он состоит из двух полушарий, соединенных между собой мозолистым телом. Каждое полушарие содержит белое вещество (отростки нейронов) и серое вещество (тела нейронов). Одна часть серого вещества, располагаясь в толще полушарий большого мозга, ближе к основанию, носит название базальных (подкорковых) ядер, функции которых связаны с организацией сложных движений. Другая часть серого вещества покрывает белое в виде плаща (кора большого мозга).
Каждое из полушарий большого мозга рядом глубоких борозд делится на доли. Наиболее глубокие извилины делят каждое полушарие на области: лобную, височную, теменную, затылочную. Менее глубокие борозды отделяют друг от друга извилины.
Кора состоит более чем из 15 млрд разнообразных нейронов, расположенных в 6-ти слоях, отличающихся друг от друга строением и функцией: I и II слои (считая снаружи) – ассоциативные, III и IV – афферентные, V и VI – эфферентные.
В функциональном отношении (по И.П. Павлову) кора представляет собой центральные отделы различных анализаторов, обеспечивающих анализ и синтез раздражителей, поступающих в нервную систему через органы чувств.
Анализатором И.П. Павлов обозначил относительно автономную систему, обеспечивающую переработку специфической сенсорной информации на всех уровнях ее прохождения через ЦНС. Соответственно основными органами чувств выделяют зрительный, слуховой, вкусовой, кожный и некоторые другие анализаторы.
Каждый анализатор состоит из трех анатомически различных отделов, выполняющих специализированные функции в его работе: рецептора, проводящих нервных путей и центрального отдела коры головного мозга.
Российские ученые Е.Н. Соколов и Ч.А. Измайлов предложили ввести понятие концептуальной рефлекторной дуги. В блок-схеме концептуальной рефлекторной дуги они выделяют три взаимосвязанные, но относительно автономно действующие системы нейронов: афферентную (сенсорный анализатор), эффекторную (исполнительную – органы движения) и модулирующую (управляющую связями между афферентной и эффекторной системами).
Афферентная система, начинающаяся с рецепторов, состоит из нейронов-предетекторов, производящих общую предварительную обработку информации, поступающей на органы чувств, и нейронов-детекторов, выделяющих в ней стимулы определенного рода, избирательно настроенных и реагирующих только на такие стимулы.
Эффекторная система включает командные нейроны, мотонейроны и эффекторы, т.е. нервные клетки, в которых происходит выработка команд, идущих от центра к периферии и частям организма, ответственным за их исполнение.
Модулирующая система содержит нервные клетки (модулирующие нейроны), связанные с переработкой информации, циркулирующей между нейронными сетями, составляющими афферентную и эффекторную подсистемы концептуальной рефлекторной дуги.

Схему работы концептуальной рефлекторной дуги можно представить себе следующим образом. На рецепторы (специфические аппараты органов чувств, способные воспринимать и реагировать на определенные физические воздействия) поступают сигналы-стимулы. Рецепторы, в свою очередь, связаны с селективными детекторами – нейронами, избирательно реагирующими на те или иные стимулы, причем эта связь может быть прямой или осуществляться через предетекторы. Селективные детекторы работают по следующему принципу: определенной комбинации возбуждения рецепторов соответствует максимум возбуждения на одном из селективных нейронов-детекторов. От детекторов сигналы далее поступают на командные нейроны. Уровень возбуждения командных нейронов регулируется работой модулирующих нейронов. От командных нейронов возбуждение далее поступает на мотонейроны, связанные с органами движения и другими эффекторами.
В работу концептуальной рефлекторной дуги включен механизм обратной связи, который для упрощения рисунка на блок-схеме не представлен. Через механизм обратной связи регулируется возбудимость рецепторов, эффекторов и самих нейронов.
Выделение основных элементов концептуальной дуги явилось результатом обобщения данных о нейронных механизмах рефлексов у животных, стоящих на разных ступенях эволюционной лестницы. Изучение же физиологических механизмов психики в целом позволяет более правильно интерпретировать всю рефлекторную деятельность центральной и периферической нервных систем.
Корковая зона зрительного анализатора расположена в затылочных отделах больших полушарий, слуховая занимает поля в верхних отделах височных долей, кожная чувствительность представлена полями сенсорной зоны, обонятельные ощущения локализованы в более древних отде лах коры головного мозга (рис. 2.4). С движениями в КГМ преимуще ственно связана моторная зона. В этой же области топологически пред ставлены отдельные движущиеся части тела. В связи с развитием труда и речи у людей особенно выделяются по величине те участки двигатель ной (моторной) области, с которых вызываются сокращения мышц ки сти, главным образом большого пальца, а также других пальцев руки, мышц лица и языка.
Спереди от моторной области находится премоторная область, из которой исходят центробежные пути к промежуточному и среднему мозгу и в которую поступают восходящие импульсы из рецепторов внутренних органов (внутренний анализатор по И.П. Павлову).
 Строение и функции головного мозга

Рис. 2.4. Строение головного мозга человека
Обонятельная область расположена в лимбической доле, нижний отдел которой относится к старой части коры мозга, окружающей мозолистое тело. Установлено, что она участвует не только в обонянии, но и в ре гуляции вегетативных функций и в эмоциях, в выразительных движениях при эмоциях. Вместе с ядрами (скоплениями нейронов) промежуточного мозга (миндалевидными и др.) она составляет лимбическую систему (регулирует потребностно-мотивационную сферу психики). Вкусовая область расположена вблизи обонятельной области.
С работой лобных долей коры соотносятся сознание, мышление, программирование поведения и его волевой контроль (префронтальная и премоторная зоны).
Таким образом, в зависимости от функциональной специализации и закономерности локализации (распределения) нейронов в коре различа ют сенсорные зоны, моторные, или двигательные, а также ассоциатив ные зоны. Нейронами этих зон осуществляется высший, тонкий анализ всей информации, поступающей из внешнего мира и внутренней среды организма.
Речь локализована в нескольких центрах, главным образом, в левом полушарии (для тех людей, у которых ведущей является правая рука). Месторасположение центров речи является наиболее широким и слож ным, что свидетельствует о ее особой важности в регуляции психики и поведения человека на высших уровнях. Так, в височной доле находится слухо-речевой центр Вернике, в лобно-теменной доле – речедвигатель ный центр Брока, в верхне-затылочной доле – зрительный речевой центр Дежерина. Данные центры названы именами ученых, описавших их ло кализацию.
У человека мозговое представительство психических функций асимметрично. Оно тесно связано с анатомической, функциональной, нейрохимической и нейрофизиологической асимметрией головного мозга.
Способы обработки информации левым и правым полушариями головного мозга различаются. Впервые эти отношения были экспериментально изучены в 60-е годы нашего века профессором психологии Кали форнийского технологического института Роджером Сперри (в 1981 году за исследования в этой области ему была присуждена Нобелевская премия). Человек не рождается с функциональной асимметрией полушарий. Роджер Сперри обнаружил, что у больных с «расщепленным мозгом», особенно у молодых, речевые функции, имеющиеся в зачаточной форме, со временем совершенствуются. «Неграмотное» правое полушарие может научиться читать и писать за несколько месяцев так, словно оно уже умело все это, но забыло. Центры речи в левом полушарии развиваются, главным образом, не от говорения, а от писания: упражнение в письме активизиру ет, тренирует левое полушарие.
Оказалось, что у правшей левое полушарие обеспечивает связанные с речью: чтение, письмо, счет, словесную память, словесно-логическое, или абстрактное, мышление, произвольную речевую регуляцию других психических процессов и состояний. Оно работает как планирующий, аналитический, последовательный процессор, оперирует дискретными понятиями, устанавливает отношения между классами объектов. В ле вом полушарии происходит высший семантический анализ и осознание раздражителя. Оно доминирует при осознании эмоционально положи тельной информации.
Правое полушарие связано с осуществлением не опосредованных речью психических функций, обычно протекающих на чувственном уровне, в наглядно-действенном плане. В правом полушарии осуществляется зрительно-пространственный анализ осознаваемых вербальных и невербальных раздражителей в целом. Оно отвечает за музыкальное письмо, т.е. запись музыки с помощью нотных знаков, доминирует при осознании эмоционально отрицательной информации.
Индукция связывается с функционированием левого полушария, дедукция – правого.
Дискретно-логический, вербальный способ работы левого полушария и иконически-семантическая невербальная система правого полушария, выравнивая свои информационные потоки в трансламинальной организации, создают условия для возникновения «инсайта», просветления, озарения, когда человек осознает, что им обнаружен внутренний смысл объекта мышления.
Головной мозг человека действует как единая четко слаженная система, обеспечивающая прием и переработку информации, создание программ собственных действий и контроль за их успешным выполнением. Согласно принципам функциональной организации мозга, разработанным А.Р. Лурия, выделяют три основных блока управления.
Первый блок головного мозга – блок тонуса коры, или энергетический блок. Для осуществления процессов жизнедеятельности и саморегу-

ляции поведения необходимо поддерживать оптимальный тонус коры. Эту функцию выполняют аппараты верхних стволовых отделов мозга, активизирующая ретикулярная формация и аппараты древней (лимбической) коры, расположенные во внутренних (медиальных) отделах больших полушарий.
Второй блок головного мозга – блок приема, переработки и хранения информации – связан с работой по анализу и синтезу сигналов, поступающих из внешнего мира, другими словами, с приемом, переработкой и хранением получаемой информации. Он состоит из аппаратов, расположенных в задних отделах коры головного мозга (теменной, затылочной и височной), которые могут рассматриваться как центральные (корковые) отделы воспринимающих систем (анализаторов). Как уже отмечалось выше, корковые отделы зрительного анализатора расположены в затылочной, слуховые – в височной, тактильно-кинестетические – в теменной области. Эти области имеют тонкое клеточное строение и состоят из проекционных, ассоциативных и интегративных полей.
В первичных, или проекционных зонах, куда непосредственно приходят волокна от периферических органов чувств, происходит разделение (анализ) информации на огромное число составляющих ее признаков благода ря тому, что в этих проекционных зонах функционируют высокоспециализированные нейроны, реагирующие только на определенные частные признаки раздражений.
Над каждой первичной, или проекционной зоной коры надстроены вторичные, или проекционно-ассоциативные зоны коры. В этих зонах происходит объединение (синтез) раздражений, приходящих из нижележащих подкорковых ядер или от первичных зон коры, и кодирование их в известные подвижные динамические структуры. Нейроны ассоциативных полей не отличаются такой тонкой специализацией, как нейроны проекционных полей, и реагируют не на отдельные дробные признаки, а чаще всего на комплекс модально-специфических раздражителей.
Третичные, или интегративные поля («зоны перекрытия корковых концов отдельных анализаторов») надстроены над первичными и вторичными зонами коры. Они созревают очень поздно в онтогенезе (являясь в значительной степени специфически человеческими образованиями), и основная их функция заключается в объединении информации, приходящей в кору головного мозга от различных анализаторов. Поражение этих отделов мозговой коры приводит к трудностям в ориентировке в пространстве, понимании направления (правой и левой стороны), сложных грамматических структур, а также в логических операциях, включающих сложные отношения.
Третий блок головного мозга – блок программирования, регуляции и контроля деятельности. В него входят аппараты, расположенные в передних отделах больших полушарий, ведущее место в нем занимают лобные отделы коры. Данный блок выполняет функцию программирования деятельности (объединяет отдельные движения – в действия, действия – в деятельность), постановки целей, сличения их в процессе деятельности с полученным результатом, при неуспехах – их корректировку. Лобные отделы коры, обладающие мощными связями с восходящей и нисходящей ретикулярной формацией, регулируют общее состояние активности организма, изменяя ее в соответствии со сформированными в коре намерениями. Поражение лобных долей мозга приводит к неспособности удерживать намерения, сохранять сложные программы действий, тормозить импульсы, не соответствующие программам, и регулировать деятельность, подчиненную этим программам. Поэтому лобную кору часто называют центром сознательной и мотивированной деятельности.
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.