Как устроен головной мозг?

Как это устроено?
Подкорка

Мозг — часть организма. Необычная, исключительно важная, но часть. Чем сложнее животное, тем труднее управлять и его организмом, и его поведением. Мозг, или там «узел ганглиев» мухи, паука, осьминога уже разделен на специализированные отделы. Каждый из них получает и перерабатывает «свою» информацию, принимает «свои» решения и управляет «своими» сторонами жизни животного.

У примитивных животных может быть не один мозг. У моллюсков, ракообразных и насекомых есть по нескольку нервных центров. Диплодок — двудум, имел крохотный головной мозг, такой же, как у новорожденного котенка. Но «зато» у него был особый крестцовый мозг — расширение спинного над задними ногами. Этот крестцовый мозг управлял задними ногами и хвостом. И без головы диплодок какое-то время мог жить: продолжались движения задних ног, хвост молотил вокруг, а был он размером с небольшое дерево.

Так и современные птицы, в том числе куры, могут довольно долго бегать, даже летать, с отрубленной головой. Зрелище жуткое, но поучительное, потому что сразу видно, как много функций берет на себя спинной мозг.

Еще более сильное впечатление производят куски мяса черепах на южных базарах: они шевелятся. Нервная деятельность в теле черепахи до конца не угасает не только когда ей отрубят голову, но и когда ее разделают на куски и повезут на базар.

Нервным туристам становится не по себе, а биологам есть о чем задуматься.

Рыбы... Хорошо помню, как один раз начал мыть голову уже разделанного, выпотрошенного осетра. Вода из-под крана хлынула в рот, омыла жаберные щели... И обрубок рыбины зашевелил плавниками, жабрами, ртом, забил по краям мойки обрубком хвоста.

Но конечно же, намного более выигрышно сосредоточить сложную нервную деятельность, особенно переработку информации, в одном органе — головном мозге. Не случайно ведь мозг как возник, так с тех пор только и делал, что увеличивался и усложнялся.

Головной мозг уже самых примитивных позвоночных имеет отделы, характерные для всего типа. Каждый отдел имеет свое назначение, и они одинаковы и у высших, и у низших животных.

И у миноги, и у человека головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол и мозжечок. Некоторые научные школы считают, что мозжечок составляет часть ствола, и ствол состоит из продолговатого мозга, среднего, промежуточного и мозжечка. Другие полагают, что ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга, а мозжечок — совершенно особый отдел. Смысл этих глубокомысленных споров понять трудно... самое невероятное — смысл как раз, может быть, и есть.

Ствол — это расширение спинного мозга, его продолжение. Ствол управляет самыми простыми, чисто инстинктивными действиями. Он есть у всех позвоночных животных.

Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, среднего, промежуточного и моста.

Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, и некоторые чувствительные пути от спинного мозга к другим отделам головного. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола — продолговатый мозг — непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, кровяное давление, желудок и перистальтику кишечника.

От головного и спинного мозга отходят нервы во все органы и все часта тела. Только от головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов. Почему «пар»? Потому что по одним нервам к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов. А по другим, в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам.

Мозжечок очень развит у насекомых, особенно летающих. Впрочем, многие ученые считают, что у мухи вовсе не мозг, а так, крупные ганглии. Но и у нее, в ее «ганглиях», есть отделы, аналогичные мозжечку. Они развиты намного больше, чем мозжечок человека.

Ричард Бах, офицер американских воздушных сил, описывает, как молодым офицерам приказали отдавать честь мухам: за то, что они и без всякого самолета могут выделывать в воздухе такое, что и на самолете никакому человеку не под силу.

Конечно, этот приказ был направлен в основном на то, чтобы научить молодых офицеров контролировать свои эмоции. Отдавая мухе честь, новоиспеченный лейтенант американских ВВС невольно улыбался.

— Почему вы улыбаетесь?!
— Это забавно, сэр...
— Кто хозяин ваших эмоций? Вы? Так научитесь относиться к мухам серьезно!

Действительно, муха без всякой тренировки может кувыркаться в воздухе, мгновенно останавливаться, лететь головой назад, на спине или выписывать сложные петли. От одного наблюдения за ней может закружиться голова... По крайней мере, у человека.

Мозжечок управляет пространственным поведением организма. Чем подвижнее животное, тем он сильнее развит. К примеру, таковой он у птиц и таких животных, как белка. Мозжечок регулирует тонкие автоматические движения, координирует активность различных мышечных групп при движении. Он же постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, то есть организует поддержание равновесия. Без мозжечка мы не смогли бы приобрести любые двигательные навыки, не могли бы запоминать и осуществлять последовательные движения.

Передний мозг называют еще большим мозгом: даже у самых примитивных животных он больше ствола. В нем выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Большие полушария — самая крупная часть мозга, составляющая у взрослых людей примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком белого вещества (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

У рыб, земноводных и пресмыкающихся, даже у сумчатых млекопитающих нет мозолистого тела, то есть у них правое и левое полушария головного мозга не связаны.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество — нервные волокна. Белое вещество формирует проводящие пути, связывающие между собой различные отделы мозга, и нервы, выходящие за пределы мозга и идущие к различным органам.

Вроде бы чисто анатомическая деталь, нужная разве что биологам и врачам. А ведь ее учитывает массовое народное сознание: «Ты почему тройку получил?! Сколько у тебя серого вещества?!» И никто не спросит, а сколько у тебя вещества белого? Не только узкие специалисты, народные массы в наше время тоже знают такие тонкие различия и отлично учитывают их. И великий сыщик Эрюоль Пуаро тоже говаривал о своих «маленьких серых клеточках». А вовсе не о своих «белых клеточках».

На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. У человека правое и левое полушария имеют разные функции. У других животных этого не замечено.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры — особого наружного слоя мозга. Кора головного мозга покрывает полушария слоем серого вещества толщиной всего 1—5 мм. Но его функция громадна.

Выделяют древнюю кору (палеокортекс), старую кору (архикортекс) и новую кору (неокортекс). Древняя кора есть уже у рыб. Старая кора появляется у амфибий и хорошо развита у пресмыкающихся. Новая кора у пресмыкающихся в зачаточном виде, а у млекопитающихся она все больше и сложнее в зависимости от сложности организма.

Даже у самых высших животных объем коры не превышает 5% объема всего полушария, а площадь неокортекса меньше 20% всей коры. А вот у человека объем коры превышает 44% объема всего полушария, а ее поверхность составляет порядка 1500— 1600 см в квадрате. Древняя кора занимает 2,2% всей поверхности коры, старая кора — 2,2%, а новая кора — 95,6%.

В коре есть области, в которых локализованы различные сложные функции организма. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком, ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не занятые регуляцией движений и анализом чувственных ощущений, называют ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Это обеспечивает такие сложные функции, как обучение, память, речь и мышление.

Именно кора позволяет млекопитающим лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды, полнее использовать природные ресурсы при добыче пищи, при защите от врагов, при устройстве нор, убежищ. Ее развитие жизненно важно для всех сложных форм поведения.

И это тоже отмечает массовое сознание человечества! «Одна извилина, и та от фуражки» — это не очень лестный комплимент. А вот «извилины у него глубокие» — звучит уважительно, хотя ведь никто глубины извилин этого умного человека не мерил.