14 Физиология головного мозга




Скачать 132.1 Kb.
Название14 Физиология головного мозга
Дата публикации04.06.2013
Размер132.1 Kb.
ТипДокументы
pochit.ru > Биология > Документы
Тема 14

Физиология головного мозга

Часть III

Промежуточный мозг
Промежуточный мозг расположен между средним и конечным мозгом, вокруг III желудочка мозга. Он состоит из таламической области и гипоталамуса. Таламическая область включает таламус, метаталамус, подушку и эпиталамус.

Таламус. Таламус представляет собой парный ядерный комплекс, составляющий основную массу промежуточного мозга. У человека он наиболее развит.В таламусе выделяют до 60 пар ядер, которые в функциональном плане можно разделить на три группы: специфические (релейные), неспецифические и ассоциативные. Все ядра таламуса в разной степени обладают тремя функциями: переключающей, интегративной и модулирующей.

Специфические (релейные) ядра таламуса делятся на сенсорные и несенсорные.

Сенсорные специфические ядра таламуса переключают потоки афферентной импульсации в сенсорные зоны коры больших полушарий. В них также происходит перекодирование и обработка информации. К сенсорным ядрам относят вентробазальный комплекс, медиальное коленчатое тело и латеральное коленчатое тело.

  • Вентробазальный комплекс является главным реле для переключения соматосенсорной афферентной системы, импульсы которой поступают по волокнам медиальной петли и других афферентных путей. В этом комплексе ядер переключается тактильная, проприоцептивная, вкусовая, висцеральная, частично температурная и болевая чувствительность. В этих ядрах имеется топографическая проекция периферии. Импульсация из вентральнобазального комплекса проецируется в соматосенсорную кору постцентральной извилины.

  • Латеральное коленчатое тело способствует переключению зрительной импульсации в затылочную кору, где она используется в формировании зрительных ощущений. Кроме корковой проекции, часть зрительной импульсации направляется в верхние бугры четверохолмия. Эта информация используется для регуляции движения глаз и в зрительном ориентировочном рефлексе.

  • Медиальное коленчатое тело является реле для переключения слуховой импульсации в височную кору задней части сильвиевой борозды (извилины Гешля).

В релейных ядрах обнаружены несколько типов нейронов. Нейроны, которые имеют длинный аксон, непосредственно обеспечивают переключение поступающей афферентной импульсации на нейроны сенсорной коры больших полушарий. Особенностью этого переключения является то, что информация без искажения поступает с входа на выход и идет далее в кору больших полушарий. Кроме этого имеются тормозные и возбуждающие вставочные нейроны, которые имеют короткие аксоны, и соответственно осуществляют: одни - возвратное торможение, другие возбуждение.

Несенсорные специфические ядра таламуса переключают в кору несенсорную импульсацию. Различают переднее, вентролатеральное и переднецентральное ядра.

  • В передние ядра таламуса импульсация поступает из сосочковых тел гипоталамуса. Передние ядра рассматриваются как часть лимбической системы, так как нейроны этих ядер проецируются в лимбическую кору, откуда аксонные связи идут к гиппокампу и опять к гипоталамусу. В результате образуется так называемый круг возбуждения Пейпеца, где формируются эмоции.

  • Переднецентральное и вентролатеральное ядра участвуют в регуляции движения. В этих ядрах переключается импульсация от базальных ганглиев, зубчатого ядра мозжечка, красного ядра среднего мозга в моторную и премоторную кору.

^ Ассоциативные ядра таламуса принимают сигналы не от проводниковых путей анализаторов, а от других ядер таламуса. Эфферентные выходы от этих ядер направляются в ассоциативные поля коры больших полушарий. В свою очередь кора мозга посылает волокна к ассоциативным ядрам, регулируя их функцию. Главной функцией этих ядер является интегративная функция, которая выражается в объединении деятельности как таламических ядер, так и различных зон ассоциативной коры полушарий мозга. Электростимуляция ассоциативных ядер вызывает в коре мозга биоэлектрическую реакцию в виде вторичного ответа. К ассоциативным ядрам относят подушку, медиодорсальное ядро и латеральное ядро.

  • Подушка получает главную импульсацию от коленчатых тел и неспецифических ядер таламуса. Эфферентные пути от нее идут в височно-теменно-затылочные зоны коры. Эти зоны участвуют в гностических, речевых и зрительных функциях (интеграция слова со зрительным образом), а также в восприятии «схемы тела». Электростимуляция подушки доминантного полушария приводит к речевым нарушениям типа аномии (нарушение называния предметов); разрушение подушки вызывает нарушение «схемы тела», устраняет тяжелые боли.

  • ^ Медиодорсальное ядро получает сигналы от гипоталамуса, миндалины, гиппокампа, таламических ядер, центрального серого вещества ствола. Проекция этого ядра распространяется на ассоциативную лобную и лимбическую кору. Оно участвует в формировании эмоциональной и поведенческой двигательной активности, а также в образовании памяти. Разрушение этих ядер устраняет у больных страх, тревогу, напряженность, страдание от боли, но приводит к возникновению лобного синдрома: снижение инициативы, безразличие, гипокинезия.

  • ^ Заднелатеральные ядра получают зрительную и слуховую импульсацию от коленчатых тел и соматосенсорную импульсацию от вентрального ядра. Интегрированная сенсорная информация от этих ядер далее проецируется в ассоциативную теменную кору и используется в функции гнозиса, праксиса, формировании схемы тела.

Связь ассоциативных ядер таламуса с другими образованиями ЦНС составляет основу ассоциативных систем таламуса.
^ Ассоциативные системы таламуса.

  1. Таламопариетальная: от заднелатерального ядра и подушки к теменной и височной коре.

Функции: центральный аппарат анализа и синтеза обстановочной афферентации, запуска ориентационных движений глаз и туловища; один из центральных аппаратов «схемы тела» и сенсорного контроля текущей двигательной активности; аппарат формирования полимодальных образов.

  1. Таламофронтальная: от медиодорсального ядра к фронтальной и лимбической коре.

Функции: корковый модулятор лимбической системы, программирование целенаправленных поведенческих актов на основе опыта и мотивации.

^ Механизмы работы ассоциативных систем таламуса:

  1. Мультисенсорная конвергенция;

  2. Пластическая перестройка при гетеромодальных сенсорных воздействиях: избирательное привыкание, сенситизация, экстраполяция.

  3. Кратковременное хранение следов интеграции в виде реверберации импульсов.

^ Неспецифические ядра составляют эволюционно более древнюю часть таламуса, включающую парные ретикулярные ядра и внутрипластинчатую ядерную группу. Неспецифические ядра имеют связи с моторными центрами ствола (красное ядро, черная субстанция), с мозжечком (ядро шатра и пробковое ядро), с базальными ганглиями, гиппокампом, с лобными долями полушарий. Благодаря этим связям неспецифические ядра таламуса выступают в роли интегрирующего посредника между стволом мозга и мозжечком, с одной стороны, и новой корой и базальными ганглиями, с другой, объединяя их в единый функциональный комплекс. Главной функцией неспецифических ядер таламуса является тонкая настройка высшей нервной деятельности, за счет модулирующего влияния их на кору больших полушарий. Разрушение этих ядер ведет к нарушению тонкого регулирования поведения.

Рис.1. Афферентные и эфферентные связи основных групп ядер таламуса.
Гипоталамус. Гипоталамус включает преоптическую область и область перекреста зрительных нервов, серый бугор и воронку, сосцевидные тела.

В гипоталамусе по сравнению с другими структурами головного мозга имеются самая мощная сеть капилляров и самый большой уровень локального кровотока. Важной физиологической особенностью гипоталамуса является высокая проницаемость его кровеносных сосудов для различных веществ. Это обуславливает большую чувствительность гипоталамуса к сдвигам во внутренней среде организма и способность реагировать на колебания концентрации гуморальных факторов. Гипоталамус является многофункциональной системой, обладающей широкими регулирующими и интегрирующими влияниями. В настоящее время гипоталамус рассматривается как важнейшее звено лимбико-ретикулярного комплекса, интегрирующего вегетативные, эмоциональные и моторные компоненты адаптивного поведения.

Ядра гипоталамуса. В гипоталамусе физиологи выделяют три основные группы ядер:

  1. передняя группа содержит медиальное преоптическое, супрахиазматическое, супраоптическое, паравентрикулярное и переднее гипоталамическое ядра;

  2. средняя (или туберальная) группа включает в себя дорсомедиальное, вентромедиальное, аркуатное (дугообразное) и латеральное гипоталамические ядра;

  3. задняя группа включает в себя супрамамиллярное, премамиллярное, мамиллярные ядра, эадние гипоталамическое и перифорниатное ядра, субталамическое ядро Луиса.

Ядра гипоталамуса образуют многочисленные связи друг с другом, а также с выше- и нижележащими структурами ЦНС. Главные афферентные пути в гипоталамус идут от лимбической системы, коры больших полушарий, базальных ганглиев и ретикулярной формации ствола. Основные эфферентные пути гипоталамуса идут в ствол мозга – его ретикулярную формацию, моторные и вегетативные центры, в вегетативные центры спинного мозга, от мамиллярных тел к передним ядрам таламуса и далее, в лимбическую систему, от супраоптического и паравентрикулярного ядер к нейрогипофизу, от вентромедиального и аркуатного ядер к аденогипофизу, а также эфферентные выходы к лобной коре и полосатому телу.

Отдельно взятое ядро таламуса имеет несколько функций, а отдельно взятая функция локализуется в нескольких ядрах. В связи с этим физиология гипоталамуса рассматривается обычно в аспекте функциональной специфики его различных областей и зон.

Гипоталамус как высший центр интеграции вегетативных функций. Швейцарский физиолог В.Гесс в 1954 году показал, что в гипоталамусе имеются две функционально различные зоны: эрготропная, или симпатическая, расположенная в ядрах задней группы и области околоводопроводного серого вещества, и трофотропная, или парасимпатическая, локализованная в передних отделах гипоталамуса, преоптической области. Однако в настоящее время доказано, что имеет место мозаичное распределение и перекрытие участков, активизирующих симпатическую и парасимпатическую системы по всему гипоталамусу с некоторым преобладанием первых в задних отделах, а вторых – в передних.

Вместе с тем на уровне гипоталамуса происходит не только интеграция деятельности различных вегетативных центров, но и включение их как компонента в более сложные физиологические системы различных форм биологического поведения, направленного на выживание организма, поддержание гомеостаза и сохранение вида.

Центры гипоталамуса. В гипоталамусе расположены важнейшие центры, организующие поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз) и приспособление внутренней среды к изменениям условий жизнедеятельности (гомеокинез).

  1. ^ Центры теплорегуляции включают в себя структуры, регулирующие теплообразование, и структуры, регулирующие теплоотдачу.

    • Центр теплоотдачи локализован в передней и преоптической зонах гипоталамуса и включает в себя паравентрикулярные, супраоптические и медиальные преоптические ядра. Раздражение этих структур вызывает увеличение теплоотдачи в результате расширения сосудов кожи и повышения температуры ее поверхности, увеличения отделения и испарения пота, появления тепловой одышки. Разрушение центра теплоотдачи приводит к неспособности организма выдержать тепловую нагрузку.

    • Центр теплопродукции локализован в заднем гипоталамусе и включает в себя медиальные, латеральные и промежуточные мамиллярные ядра. Его раздражение вызывает повышение температуры тела в результате усиления окислительных процессов, тонуса мышц и появления мышечной дрожи, сужения сосудов кожи. Разрушение этих ядер ведет к потере способности поддерживать температуру тела при охлаждении организма.

Виды нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса:

      1. Термочувствительные нейроны – термодетекторы – расположены в основном в центре теплоотдачи (от 30 до 70%). В центре теплопродукции их около 10%. Среди этих нейронов есть нейроны тепловые и холодовые. Холодовых нейронов в 3 раза меньше, чем тепловых. Чувствительность термодетекторов: от 0,20 до 10 С.

      2. Интегрирующие нейроны расположены преимущественно в центре теплоотдачи. Основной функцией этих нейронов является суммация температурных сигналов от терморецепторов гипоталамуса, среднего, продолговатого и спинного мозга, кожи, внутренних органов. Переработанная в них информация о тепловом состоянии организма поступает на следующий вид нейронов.

      3. Эфферентные терморегуляторные нейроны расположены в основном в заднем гипоталамусе. Одни из них регулируют интенсивность механизмов теплопродукции, другие – механизмов теплоотдачи.

      4. Тормозные интернейроны осуществляют реципрокные отношения между эфферентными нейронами теплоотдачи и теплопродукции.

      5. Нейроны, воспринимающие нетемпературные стимулы. Эти нейроны осуществляют распознавание эндогенных и экзогенных влияний пирогенов. К экзогенным пирогенам относят вирусные и бактериальные интоксикации. К эндогенным пирогенам относят интерлейкин I, простагландин Е1, фактор некроза опухоли.

  1. ^ Центр голода и насыщения включает в себя две области гипоталамуса: центр голода расположен в латеральной зоне гипоталамуса, а центр насыщения располагается в зоне вентральных ядер. Нейроны центра голода возбуждаются при снижении содержания питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных и органических кислот) в крови. Нейроны центра насыщения возбуждаются при достаточном повышении содержания в крови питательных веществ. Кроме этого на активность центров влияет уровень гормонов (инсулина, гастрина, адреналина и т.д.). Нарушение работы центра голода приводит к отказу от приема пищи – афагии, и от приема воды – адипсии. Разрушение вентромедиальных ядер приводит и гиперфагии.

  2. ^ Центр пищевого поведения. В практической медицине давно было показано, что патологические процессы (опухоль, кровоизлияние, воспаление) в области гипоталамуса вызывают резкие изменения пищевого поведения. Экспериментальные исследования Б.Анада и Дж.Дробека (1951) показали, что разрушение небольшой зоны в области латерального гипоталамуса приводило к отказу от пищи, воды и гибели животного от истощения. Электрическая стимуляция этой зоны активизировала пищевое поведение и приводила к ожирению. Так был открыт центр голода и насыщения.

  3. ^ Центр жажды располагается сзади и наружно от супраоптических ядер. Стимуляция этой области гипоталамуса ведет к резкому увеличению потребления воды, а разрушение ее – к адипсии – отказу от воды. Возбуждение нейронов центра связано с их чувствительностью к повышению осмотического давления крови, а также чувствительностью к концентрации антидиуретического (АДГ) гормона в крови.

  4. ^ Центр питьевого поведения. Электрическое раздражение точек гипоталамуса, расположенных кзади и наружно от супраоптических ядер вызывает резко выраженную активацию питьевого поведения и приводит к полидипсии. Так в 1958 году Б.Андерсон доказал наличие в гипоталамусе центра жажды.

  5. ^ Центры полового поведения. Половая дифференцировка гипоталамуса по женскому или мужскому типу формируется в последние дни пренатального онтогенеза и первые дни после рождения. В гипоталамусе мужского организма функционирует «тонический» половой центр, расположенный в средней области (аркуатные и вентромедиальные ядра). Нейроны этих ядер выделяют гонадолиберины. Тем самым они оказывают стимулирующее влияние на секрецию лютеинезирующего (ЛГ) и фолликулостимулирющего (ФСГ) гормонов гипофиза. В свою очередь, концентрация половых гормонов крови сильно влияет на возбудимость секреторных центров гипоталамуса: повышение их концентрации тормозит секрецию гонадолиберинов и наоборот. В женском организме кроме «тонического» функционирует также «циклический» центр, расположенный в преоптической и передней областях гипоталамуса (особенно в супрахиазматическом и медиальном преоптическом ядрах). «Циклический» центр осуществляет регуляцию менструального цикла: предовуляторный пик секреции лютеинизирующего гормона. В регуляции полового поведения участвуют зоны заднего гипоталамуса и медиальный пучок переднего мозга. Эти структуры названы «центром удовольствия», так как при их раздражении формируется чувство радости и удовольствия, сопровождающееся эротическими переживаниями. Возбудимость сексуальных центров зависит от корковых и лимбических влияний, рефлекторной стимуляции с эрогенных генитальных и экстрагенитальных зон, уровня половых гормонов.

  6. ^ Центр агрессивно-оборонительного поведения. Агрессивные и оборонительные реакции были получены при раздражении следующих зон гипоталамуса: передней и задней, вентромедиальной и латеральной. При осуществлении агрессивно-оборонительных реакций гипоталамус взаимодействует с центральным серым веществом среднего мозга. В этой структуре были обнаружены «нейроны агрессии», которые через гипоталамус запускают реакции агрессии и не возбуждаются при других реакциях. При повреждении этих нейронов резко увеличивается порог электрического раздражения гипоталамуса для вызова реакции ярости. На агрессивное поведение стимулирующее влияние оказывают андрогены, особенно тестостерон. В формировании «осмысленного» агрессивного поведения играют большую роль миндалевидный комплекс височной доли и орбитальная зона лобной коры.

  7. ^ Центры регуляции цикла «сон-бодрствование». Центр сна расположен в переднем гипоталамусе, а центр бодрствования – в заднем. Электрическое раздражение преоптической области (тормозная система) гипоталамуса вызывало синхронизацию ЭЭГ и поведенческий сон. В это время активирующая ретикулярная формация ствола реципрокно заторможена. Стимуляция заднего гипоталамуса вызывала десинхронизацию ЭЭГ и пробуждение. Пробуждающий эффект заднего гипоталамуса увеличивается при возбуждении активирующей ретикулярной формации ствола мозга.

  8. ^ Центры циркадианных ритмов. Роль гипоталамуса не ограничивается только формированием механизмов сна и бодрствования. Пейсмекерами околосуточного ритма являются супрахиазматическое и вентромедиальное ядра. Регулируя околосуточные биоритмы, гипоталамус взаимодействует с эпифизом, с которым он имеет аксонные связи.

^ Связь гипоталамуса с гипофизом. Особая роль гипоталамуса в регуляции вегетативных функций организма определяется тем, что, наряду с регуляцией вегетативной системы, он регулирует работу гипофиза, а через него и всей эндокринной системы. Между гипоталамусом и гипофизом существуют тесные структурно-функциональные связи, объединяющие их в гипоталамо-гипофизарную систему. Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) связана с супраоптическим ядром гипоталамуса прямыми нервными связями: супрастино-гипофизарный тракт представляет собой аксоны клеток супраоптического ядра. Нейросекрет, вырабатываемый нейронами гипоталамуса, по аксонам транспортируется в заднюю долю гипофиза и выделяется в кровь на окончаниях аксонов при их возбуждении, как медиатор. Основными гормонами нейрогипофиза являются антидиуретический гормон (АДГ) – вазопрессин, регулирующий водный обмен, и окситоцин, регулирующий мускулатуру матки. С передней долей гипофиза (аденогипофизом) гипоталамус связан через общую воротную сосудистую систему. Попадающие в кровеносные сосуды продукты нейросекреции гипоталамуса с током крови – нейрогуморальным путем – регулируют работу аденогипофиза, который вырабатывает тропные гормоны, контролирующие работу других эндокринных желез. К основным тропным гормонам относятся: адренокортикотропный гормон (АКТГ), стимулирующий выделение гормонов коры надпочечников; тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует работу щитовидной железы; фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинезирующий гормон (ЛГ) регулируют работу половых желез; гормон роста – соматотропный гормон (СТГ); гормон пролактин, стимулирующий работу молочных желез. Регулируя работу гипофиза, гипоталамус может эффективно контролировать работу всех основных звеньев эндокринной системы и ее влияние на вегетативные функции. Так, например, путь гипоталамус – гипофиз – надпочечники является важнейшим для изменения вегетативных функций и состояния организма при стрессе.

Эпифиз. Эпифиз – шишковидная железа – эндокринная железа, расположенная в области промежуточного мозга. Секреция основного гормона эпифиза – мелатонина – зависит от времени суток, причем максимальна она ночью (до 80% суточного количества гормона). Гормоны эпифиза в раннем онтогенезе тормозят половое созревание, они обеспечивают вместе с супрахиазматическим ядром гипоталамуса формирование суточных ритмов. Гормоны эпифиза оказывают выраженное нейрофизиологическое влияние: мелатонин, активируя ГАМК-рецепторы тормозных нейронов лимбической системы, усиливает процесс торможения и оказывает транквилизирующее влияние. Таким образом эпифиз принимает участие в антистрессовой защите организма.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

14 Физиология головного мозга icon14 Физиология головного мозга Часть I. Ствол головного мозга
Ствол мозга теряет свойство метамерности, характеризующее спинной мозг, и представляет собой систему специализированных ядерных образований....

14 Физиология головного мозга iconСтвол головного мозга. Мозжечок. Промежуточный мозг. Ретикулярная...
Они составляют около 2% общей массы головного мозга. Большой мозг объединяет части промежуточного и конечного мозга. Его масса составляет...

14 Физиология головного мозга icon14 Физиология головного мозга Часть V новая кора больших полушарий
В коре имеется около 14 млрд нейронов и около 140 млрд глиальных клеток. Кора головного мозга является филогенетически наиболее молодой...

14 Физиология головного мозга iconРекомендации по выполнению уэ-0
Интегрирующая цель: изучить строение и функции головного мозга, научиться показывать отделы головного мозга на муляже и рисунке

14 Физиология головного мозга iconУрок по биологии в 8 классе  на тему: «Строение и функции головного мозга»
Организовать работу по формированию знаний о строении и функциях основных отделов головного мозга

14 Физиология головного мозга iconПлан. Значение различных участков коры полушарий головного мозга....
Морфологические основы локализации функций в коре головного мозга. Ядро двигательного анализатора Ядро слухового анализатора Ядро...

14 Физиология головного мозга icon“Строение и функции спинного и головного мозга.”
Цель: систематизировать полученные знания о строении и функциях головного и спинного мозга

14 Физиология головного мозга iconСотрясение головного мозга у детей
В целом, черепно-мозговая травма (чмт) занимает первое место среди всех травм детского возраста, требующих госпитализации. Примерно...

14 Физиология головного мозга iconТезисы к исследовательской работе по психологии на тему: «Роль функциональной...
Цель исследования оценить влияние функциональной асимметрии полушарий головного мозга на индивидуальные и личностные особенности...

14 Физиология головного мозга iconПротивопаркинсонические средства
Данное структурное образование участвует в регуляции функции спинного мозга. Дефицит дофамина в оральных отделах головного мозга...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
pochit.ru
Главная страница