Головной мозг состоит из больших полушарий, лежащих глубже промежуточных структур, мозжечка и ствола. Его ткань образуют нейроны, передающие сигналы, и многочисленные клетки глии, которые питают, защищают и изолируют нервные цепи. Снаружи мозг покрыт оболочками, омывается спинномозговой жидкостью и снабжается густой сетью сосудов. Это взаимосвязанная система, а не набор независимых «центров».
Если нужен общий ответ о роли органа, его защите и принципах работы, сначала удобно прочитать объяснение, что такое головной мозг простыми словами. Здесь основное внимание уделено именно анатомическому составу.
Большие полушария
Большой мозг занимает основную часть объёма и разделён глубокой продольной щелью на левое и правое полушария. Их соединяет мозолистое тело – широкий пучок нервных волокон, по которому области обмениваются информацией. Полушария внешне похожи, но функции не распределены между ними абсолютно симметрично.
Поверхность покрыта корой толщиной в несколько миллиметров. Борозды и извилины увеличивают её площадь, позволяя большему числу нервных клеток разместиться внутри черепа. Кора относится к серому веществу, где много тел нейронов, дендритов и синапсов. Под ней находится белое вещество, образованное преимущественно покрытыми миелином аксонами.
Каждое полушарие делят на лобную, теменную, височную и затылочную доли. Лобная доля участвует в планировании, произвольных движениях, контроле поведения и речи. Теменная объединяет телесные ощущения и пространственную информацию. Височная связана со слухом, распознаванием и памятью, затылочная – со зрительной обработкой. Островковая кора скрыта глубже боковой борозды и участвует во вкусе, внутренних ощущениях и других функциях.
Названия долей не означают, что каждая сложная способность живёт в одной точке. Чтение, разговор или движение требуют одновременной работы распределённых сетей.
Подкорковые ядра и проводящие пути
В глубине полушарий расположены скопления серого вещества, которые называют ядрами. Базальные ганглии помогают выбирать и настраивать движения, участвуют в формировании привычек и обучении. Повреждение разных элементов этих контуров может приводить как к бедности движений, так и к непроизвольной активности.
Белое вещество соединяет участки одного полушария, два полушария между собой и кору с нижележащими структурами. Миелиновая оболочка ускоряет проведение электрических сигналов. Сравнение белого вещества с простыми «проводами» полезно лишь частично: пути разветвляются, переключаются и меняются при развитии и обучении.
Таламус и гипоталамус
Таламус расположен глубоко и служит важным узлом обработки и передачи информации. Через его ядра к коре проходит большинство сенсорных сигналов, кроме части обонятельных путей. Он также связан с движением, вниманием, сном и уровнем бодрствования.
Под таламусом находится гипоталамус. Небольшой размер не отражает его значения: он регулирует температуру, голод, жажду, суточные ритмы, вегетативные реакции и взаимодействует с эндокринной системой через гипофиз. Рядом располагаются и другие структуры промежуточного мозга.
Гипофиз находится у основания черепа и соединён с гипоталамусом ножкой. Его часто называют главной эндокринной железой, но управление гормонами представляет собой сеть обратных связей, а не одностороннюю команду.
Лимбические структуры
Термин «лимбическая система» объединяет ряд связанных областей, но её границы в разных учебных схемах отличаются. Гиппокамп особенно важен для формирования новых эпизодических воспоминаний и пространственной навигации. Миндалевидное тело участвует в оценке эмоциональной значимости и угрозы. Поясная кора связывает внимание, мотивацию, ощущение боли и эмоции.
Нельзя говорить, что одна структура полностью «хранит страх», а другая – все воспоминания. Память и эмоции возникают в распределённых сетях, включающих кору, подкорковые ядра, ствол и тело.
Мозжечок
Мозжечок расположен сзади под затылочными долями. Он состоит из двух полушарий и средней части, а его поверхность покрыта множеством узких складок. Мозжечок получает сведения о запланированном движении, положении тела и фактическом результате, сравнивает их и помогает корректировать действие.
Благодаря ему движения становятся точными и плавными, поддерживаются равновесие и поза, осваиваются двигательные навыки. Современные исследования связывают мозжечок и с некоторыми познавательными процессами. При его повреждении человек может сохранять мышечную силу, но терять координацию, точность и устойчивость.
Ствол головного мозга
Ствол включает средний мозг, мост и продолговатый мозг. Он соединяет большие полушария и мозжечок со спинным мозгом. Через него проходят восходящие чувствительные и нисходящие двигательные пути, а ядра многих черепных нервов управляют движениями глаз, мимикой, глотанием, слуховыми и другими функциями.
Стволовые центры участвуют в дыхании, регуляции сердечно-сосудистой системы, бодрствовании и защитных рефлексах. Поэтому даже небольшой очаг в этой области способен быть опаснее крупного повреждения менее критичного участка коры. Ниже ствол продолжается в спинной мозг, который передаёт сигналы между головным мозгом и телом и организует часть рефлексов.
Из каких клеток состоит ткань
Нейрон имеет тело, принимающие отростки-дендриты и передающий отросток-аксон. Сигнал движется по мембране в виде изменения электрического потенциала, а в синапсе обычно передаётся химическим посредником. Один нейрон может иметь тысячи контактов, поэтому работа мозга определяется сетью, а не числом отдельно активных клеток.
Глия не является пассивным наполнителем. Астроциты поддерживают химическую среду, участвуют в питании и работе контактов. Олигодендроциты создают миелин вокруг аксонов в центральной нервной системе. Микроглия выполняет иммунные и очищающие функции. Эпендимные клетки выстилают полости, связанные со спинномозговой жидкостью.
Нейроны могут погибать из-за недостатка кислорода, травм, инфекции, токсического воздействия и дегенеративных процессов. Почему причины и последствия различаются, объясняет статья о том, почему гибнут клетки головного мозга.
Желудочки, жидкость и оболочки
Внутри мозга находятся четыре сообщающиеся полости – желудочки. В них образуется и циркулирует спинномозговая жидкость. Она заполняет также пространства вокруг головного и спинного мозга, обеспечивает механическую защиту и участвует в поддержании внутренней среды.
Орган покрывают твёрдая, паутинная и мягкая мозговые оболочки. Между ними проходят сосуды и находятся пространства с жидкостью. Воспаление оболочек называют менингитом, а воспаление самой ткани – энцефалитом. Это разные состояния, хотя симптомы могут пересекаться.
Сосуды и гематоэнцефалический барьер
Мозг потребляет много кислорода и глюкозы и зависит от непрерывного кровотока. Артерии образуют разветвлённую сеть, а капилляры подходят к ткани очень близко. Особые свойства сосудистой стенки и окружающих клеток формируют гематоэнцефалический барьер, который избирательно регулирует переход веществ из крови.
Барьер не является непроницаемой плёнкой. Кислород и необходимые питательные вещества проходят по определённым механизмам, некоторые лекарства тоже способны проникать, а при заболеваниях свойства барьера меняются.
Строение мозга изучают с помощью неврологического осмотра, КТ, МРТ, ангиографии, электроэнцефалографии и других методов. Что показывает каждое исследование и почему их нельзя назначать взаимозаменяемо, рассматривает материал о том, как проводится диагностика мозга.
Сон, физическая активность, контроль давления, отказ от курения, обучение и общение поддерживают здоровье всей системы, а не одной «зоны интеллекта». Практические основы собраны в статье о том, что полезно мозгу. Главный вывод анатомии состоит в том, что мысли, движения и жизненные функции возникают благодаря согласованной работе множества отделов, клеток, сосудов и связей.
