Анатомо-физиологические и возрастные особенности стволовой части головного мозга

В головном мозге человека различают 5 отделов: передний мозг, промежуточный мозг, средний мозг, мозжечок и задний мозг, включающий продолговатый мозг и варолиев мост (мост мозга). Задний, средний и промежуточный мозг образуют ствол головного мозга

Масса головного мозга новорожденного составляет в среднем около 400 г. По отношению к массе тела мозг новорожденного значительно больше, чем у взрослого. Так, у новорожденного он составляет1/8 массы тела, а у взрослого — 1/40.

Наиболее интенсивный рост головного мозга происходит в первые три года жизни ребенка.

До 4 месяца развития плода поверхность больших полушарий гладкая. К 5 месяцам внутриутробного развития образуются боковая, затем центральная, теменно-затылочная борозды. К моменту рождения ребенка кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как у взрослого.

Нервные клетки новорожденного имеют простую веретенообразную форму с небольшим количеством отростков, кора головного мозга у детей значительно тоньше, чем у взрослого.

Головной мозг развивается гетерохронно. Функциональной полноценности достигают прежде всего стволовые, подкорковые и корковые структуры, регулирующие вегетативные функции организма. Миелинизация нервных волокон, расположение слоев коры, дифференцирование нервных клеток завершаются к 3 годам. Последующее развитие головного мозга заключается в увеличении количества ассоциативных волокон и образовании новых нервных связей. Масса мозга в эти годы увеличивается незначительно.

Окончательное созревание головного мозга заканчивается к 17-20 годам. Масса мозга составляет в среднем у мужчин 1400 г, а у женщин — 1260 г. Абсолютная масса мозга не свидетельствует об умственных способностях человека. Установлено, что интеллект человека снижен только в том случае, если масса мозга составляет 900 г и менее.

Задний мозг

Задний мозг включает продолговатый мозг и варолиев мост.

Продолговатый мозг — центр многих рефлексов, которые можно разделить на две группы: вегетативные и тонические.

К вегетативной группе относятся центры дыхательных, сосудодвигательных, пищеварительных рефлексов, потоотделения, чихания, кашля и др., а также сложные (цепные) рефлексы. Особенность сложных рефлексов заключается в том, что они состоят из двух и более рефлексов, когда конец одного является началом другого. К таким рефлексам относятся рвотный и сосательный. Последний стимулирует возникновение еще одного рефлекса — глотательного.

Рефлексы продолговатого мозга отличаются сложностью и разнообразием по сравнению с рефлексами спинного мозга.

Центрами тонических рефлексов являются ядра Бехтерева, Дейтерса и Швальбе, которые расположены в заднем мозге и выполняют функцию перераспределения мышечного тонуса между сгибательными и разгибательными мышцами. Тонические рефлексы обеспечивают сохранение позы человека и животных в покое и при движении.

Варолиев мост содержит ядра серого мозгового вещества в глубине белого мозгового вещества. По белому веществу проходят проводящие нервные пути, соединяющие вышележащие отделы головного мозга с мозжечком, продолговатым и спинным мозгом. Поперечные волокна моста образуют правую и левую средние ножки мозжечка, которые соединяют мост с мозжечком.

В этом отделе находятся центры, управляющие деятельностью мимических, жевательных и одной из глазодвигательных мышц. В варолиев мост поступают нервные импульсы от рецепторов органов чувств, расположенных на голове: от языка (вкусовая чувствительность), внутреннего уха (слуховая чувствительность и равновесие) и кожи.

Возрастные особенности заднего мозга. К моменту рождения ребенка продолговатый мозг уже функционально развит. Его масса вместе с мостом составляет 8 г (2 % массы головного мозга). Продолговатый мозг состоит из мелких клеток, которые имеют длинные мало миелинизированные отростки. К моменту рождения клетки функционально развиты, поэтому осуществляется регуляция дыхания, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем. К 1,5 годам клетки продолговатого мозга хорошо дифференцированы. В 7 лет структура продолговатого мозга и варолиева моста достигает уровня взрослого человека.

Средний мозг

Средний мозг представлен четверохолмием, красными ядрами и черной субстанцией. Он расположен между промежуточным мозгом, варолиевым мостом и мозжечком.

Средний мозг — подкорковый регулятор мышечного тонуса, центр зрительного и слухового ориентировочного рефлексов, а также некоторых сложных двигательных рефлекторных актов (глотание, жевание).

Влияние среднего мозга на тонус скелетной мускулатуры осуществляется через красное ядро. К нему сходятся импульсы от коры больших полушарий, подкорковых ядер, мозжечка, ретикулярной формации. Выключение красного ядра вызывает резкое повышение тонуса скелетной мускулатуры.

Черная субстанция среднего мозга активирует передний мозг, придавая эмоциональную окраску некоторым поведенческим реакциям. В передаче этих влияний важная роль принадлежит дофамину. С функцией черной субстанции связана реализация рефлексов жевания и глотания. При совместном участии среднего и продолговатого мозга реализуются врожденные тонические рефлексы: позы (положения тела), выпрямительные, лифтные рефлексы и рефлекторные движения глазных яблок при вращении тела. Средний мозг обеспечивает регуляцию двигательных ориентировочных рефлексов.

Передние бугры четверохолмия являются первичными зрительными центрами: они осуществляют поворот глаз и головы в сторону раздражителя (зрительный ориентировочный рефлекс).           

Задние бугры четверохолмия являются рефлекторными центрами слуховых ориентировочных рефлексов. При раздражении слуховых рецепторов происходят настораживание и поворот головы по направлению к источнику звука.

Возрастные особенности среднего мозга. У новорожденного масса среднего мозга составляет 2,5 г. Его форма и строение почти такие же, как у взрослого. Хорошо развито красное ядро, практически сформированы его связи с другими отделами ЦНС. Черная субстанция развивается медленнее.

Функциональное развитие среднего мозга начинается еще во внутриутробном периоде. На раннем этапе эмбриогенеза обнаруживаются тонические, оборонительные и другие двигательные рефлексы.

В первые дни жизни ребенка формируется рефлекс на громкий внезапный раздражитель. Этот рефлекс исчезает к 4-7-месячному возрасту, но появляются реакции, близкие к ориентировочному рефлексу (рефлекс испуга, или вздрагивания). В 1,5 месяца появляется защитный мигательный рефлекс. В конце первого полугодия формируются тонические рефлексы, которые выражаются в том, что при освещении глаз голова быстрым движением откидывается назад, а тело впадает в опистотонус (судорожная поза с резким выгибанием спины, запрокидыванием головы назад, вытягиванием ног, сгибанием рук, кистей, стоп и пальцев вследствие сокращения мышц конечностей, спины и шеи). Рефлекс положения тела в пространстве формируется после рождения, хотя рецепторы (кожные, зрительные и др.) созревают еще в эмбриональном периоде.

В процессе онтогенеза простые двигательные рефлексы (шагания, плавания, ползания) исчезают, вместо них возникают более сложные: переворачивание на живот, ползание на животе и на четвереньках, сидение, вставание и, наконец, хождение. В осуществлении этих реакций участвуют и другие отделы головного мозга.

Мозжечок

Мозжечок расположен над продолговатым мозгом и стволом. У млекопитающих и человека мозжечок состоит из двух образований: более древнего — червя мозжечка и более молодых — двух полушарий. Мозжечок связан проводящими путями со стволовой частью головного мозга ножками мозжечка: нижние ножки связывают мозжечок с продолговатым мозгом, средние — с варолиевым мостом, верхние — со средним мозгом.

Кора мозжечка обладает складчатой поверхностью, общая площадь которой у взрослого человека составляет 340 см2. Она состоит из трех слоев, содержащие разные виды клеток: звездчатые, корзинчатые, зернистые и т. д. Клетки всех слоев взаимодействуют между собой, возбуждаясь или тормозясь.

Функции мозжечка:

■ обеспечивает точность, координированность, ловкость мышечных движений;

■ участвует в поддержании тонуса скелетных мышц, позы и равновесия;

■ влияет на деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем.

При повреждении червя мозжечка человек не может ходить и стоять, чувство равновесия нарушается. При поражении полушарий уменьшается тонус мышц, нарушается точность и быстрота произвольных движений, появляется сильная дрожь конечностей, а также быстрая утомляемость при движениях.

Возрастные особенности мозжечка. В эмбриональный период развития первоначально созревает червь, а затем полушария. У новорожденного червь более развит, чем полушария. Во внутриутробном периоде образуются борозды и извилины полушарий мозжечка. Масса мозжечка к моменту рождения составляет 20,5-25 г, к 3 месяцам масса увеличивается вдвое, а к 6 — втрое. Наиболее интенсивно мозжечок растет в первый год жизни, особенно с 5 до 11 месяцев. Именно в это время ребенок учится сидеть и ходить. Затем интенсивное развитие происходит в период полового созревания. В 7 лет окончательно формируются ножки мозжечка.

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг — часть мозгового ствола — формируется из задней части переднего мозга. Состоит из двух основных частей: таламуса (зрительный бугор) и гипоталамуса (подбугровая область). Последний соединен с гипофизом, они составляют единую морфофункциональную гипоталамо-гипофизарную систему.

Ядра таламуса обеспечивают связь, с теменной, лобной и височной зонами коры головного мозга. Повреждение этой связи сопровождается речевыми, зрительными и слуховыми нарушениями.

Таламус — это высший центр болевой чувствительности, при его повреждении уменьшается или полностью исчезает осознанное восприятие разных видов чувствительности.

Гипоталамус — главный подкорковый центр регуляции внутренней среды организма. В нем находятся центры терморегуляции, насыщения и голода, жажды, удовольствия и др. 

Благодаря способности регулировать, гомеостатические параметры гипоталамус является центром подкорковых врожденных мотивационных рефлексов. Эти рефлексы направлены на восстановление нарушенного равновесия внутренней среды. Так, при раздражении различных зон гипоталамуса проявляется оборонительное, пищевое, половое поведение. В мотивационном поведении человека большую роль играет взаимодействие гипоталамуса и коры головного мозга, поэтому поведенческие реакции протекают по механизму условных рефлексов, которые вырабатываются на основе безусловных. Образуются индивидуальные реакции, облегчающие и совершенствующие выполнение поведенческих реакций.

Гипоталамус вырабатывает нейросекреты, которые усиливают (либерины) или уменьшают (статины) выработку гормонов передней долей гипофиза.

Поражение гипоталамуса приводит к тяжелейшим эндокринным и вегетативным расстройствам: снижение или повышение кровяного давления, урежение или учащение сердечного ритма, затруднение дыхания, нарушение перистальтики кишечника, изменения в составе крови и др.

Возрастные особенности промежуточного мозга. Наблюдается гетерохронность развития отделов промежуточного мозга. Таламус начинает формироваться на 2 месяце внутриутробного развития. На 4-5 месяцах образуются нервные волокна, соединяющие таламус с корой головного мозга. В 6 месяцев развиваются неспецифические ядра. Усиленный рост таламуса происходит в 4-летнем возрасте, размеров взрослого человека он достигает к 13 годам.

В эмбриональном периоде закладывается гипоталамус. Ядра гипоталамуса хорошо выражены у плода только на 4-8 месяце. В 2-3 года они еще недостаточно сформировались, поэтому у детей в этом возрасте несовершенны терморегуляция и водно-солевой баланс. Окончательное созревание ядер происходит к 13-14 годам.