13.2: Центральна нервова система
- Page ID
- 1277
Цілі навчання
- Назвіть основні області мозку дорослої людини
- Опишіть зв'язки між мозком і стовбуром головного мозку через проміжний відділ, а з цих областей - у спинний мозок
- Розпізнати складні зв'язки всередині підкіркових структур базальних ядер
- Поясніть розташування сірої і білої речовини в спинному мозку
Головний і спинний мозок - це центральна нервова система, і вони являють собою основні органи нервової системи. Спинний мозок є єдиною структурою, тоді як головний мозок дорослого описується термінами чотирьох основних областей: головного мозку, проміжного мозку, стовбура мозку та мозочка. Усвідомлені переживання людини засновані на нейронної активності в мозку. Регуляцією гомеостазу керує спеціалізована область мозку. Координація рефлексів залежить від інтеграції сенсорних і рухових шляхів в спинному мозку.
Мозок
Знакова сіра мантія людського мозку, яка, здається, становить більшу частину маси мозку, - це головний мозок (рис.\(\PageIndex{1}\)). Зморшкувата частина - кора головного мозку, а решта структури знаходиться під цим зовнішнім покриттям. Існує великий поділ між двома сторонами головного мозку, який називається поздовжньою тріщиною. Він розділяє головний мозок на дві чіткі половини, праве і ліве півкулі головного мозку. Глибоко всередині головного мозку біла речовина мозолистого тіла забезпечує основний шлях для зв'язку між двома півкулями кори головного мозку.
Багато вищих неврологічних функцій, таких як пам'ять, емоції та свідомість, є результатом мозкової функції. Складність головного мозку різна у різних видів хребетних. Мозок найпримітивніших хребетних - це не набагато більше, ніж зв'язок для нюху. У ссавців головний мозок включає зовнішню сіру речовину, яка є корою (від латинського слова, що означає «кора дерева») і кілька глибоких ядер, які належать до трьох важливих функціональних груп. Базальні ядра відповідають за когнітивну обробку, найважливішою функцією є функція, пов'язана з плануванням рухів. Базальний передній мозок містить ядра, важливі в навчанні і пам'яті. Лімбічна кора - це область кори головного мозку, яка є частиною лімбічної системи, сукупність структур, що беруть участь у емоціях, пам'яті та поведінці.
Кора головного мозку
Мозок покритий безперервним шаром сірої речовини, який обертається навколо обох боків переднього мозку - кори головного мозку. Ця тонка, велика область зморшкуватого сірої речовини відповідає за вищі функції нервової системи. Звивина (множина = звивини) - це хребет однієї з цих зморшок, а борозна (множина = sulci) - борозенка між двома звивинами. Малюнок цих складок тканини вказує на конкретні ділянки кори головного мозку.
Голова обмежена розмірами родових шляхів, а мозок повинен поміститися всередині черепної порожнини черепа. Широке складання в корі головного мозку дозволяє більше сірої речовини вписуватися в цей обмежений простір. Якби сіра речовина кори відшарувалася від головного мозку і розкладалася рівно, площа його поверхні була б приблизно дорівнює одному квадратному метру.
Згортання кори максимально збільшує кількість сірої речовини в порожнині черепа. Під час ембріонального розвитку, коли теленцефалон розширюється всередині черепа, мозок проходить регулярний хід росту, що призводить до того, що мозок кожного має подібний малюнок складок. Поверхня мозку може бути нанесена на карту, виходячи з місць розташування великих звивин і бороздів. Використовуючи ці орієнтири, кору можна розділити на чотири основні області, або частки (рис.\(\PageIndex{2}\)). Бічна борозна, яка відокремлює скроневу частку від інших областей, є одним з таких орієнтирів. Переважають бічну борозду тім'яна частка і лобова частка, які відокремлені один від одного центральною борозною. Задня область кори - це потилична частка, яка не має явної анатомічної межі між нею і тім'яної або скроневої часткою на бічній поверхні мозку. З медіальної поверхні явний орієнтир, що розділяє тім'яну і потиличну частки, називається тім'яно-потиличної бороздкою. Той факт, що між цими частками немає явної анатомічної межі, узгоджується з взаємопов'язаними функціями цих областей.
Різні області кори головного мозку можуть бути пов'язані з певними функціями, поняттям, відомим як локалізація функції. На початку 1900-х років німецький нейробіолог Корбініан Бродман провів велике дослідження мікроскопічної анатомії - цитоархітектури кори головного мозку і розділив кору на 52 окремі ділянки на основі гістології кори. Його робота призвела до системи класифікації, відомої як області Бродмана, яка і сьогодні використовується для опису анатомічних відмінностей в корі (Рисунок\(\PageIndex{3}\)). Результати роботи Бродмана з анатомії дуже добре узгоджуються з функціональними відмінностями в корі. Зони 17 і 18 в потиличній частці відповідають за первинне зорове сприйняття. Ця візуальна інформація є складною, тому вона обробляється також у скроневій та тім'яній частках.
Скронева частка пов'язана з первинним слуховим відчуттям, відомим як ділянки Бродмана 41 і 42 у верхній скроневій частці. Оскільки області скроневої частки є частиною лімбічної системи, пам'ять є важливою функцією, пов'язаною з цією часткою. Пам'ять по суті є сенсорною функцією; спогади згадуються такі відчуття, як запах маминої випічки або звук гавкаючого собаки. Навіть спогади про рух - це дійсно пам'ять про чуттєвий зворотний зв'язок від тих рухів, таких як розтягнення м'язів або рух шкіри навколо суглоба. Структури в скроневій частці відповідають за встановлення довгострокової пам'яті, але остаточне розташування цих спогадів зазвичай знаходиться в області, в якій оброблялося чуттєве сприйняття.
Основне відчуття, пов'язане з тім'яної часткою - соматосенсація, що означає загальні відчуття, пов'язані з тілом. Задня від центральної борозди знаходиться постцентральна звивина, первинна соматосенсорна кора, яка ідентифікується як ділянки Бродмана 1, 2 і 3. У цій області обробляються всі тактильні відчуття, включаючи дотик, тиск, лоскотання, біль, свербіж та вібрацію, а також більш загальні почуття тіла, такі як проприоцепція та кінестезія, які є почуттями положення тіла та рух відповідно.
Попереду від центральної борозни розташовується лобова частка, яка в першу чергу пов'язана з руховими функціями. Прецентральна звивина - це первинна моторна кора. Клітини з цієї області кори головного мозку - це верхні рухові нейрони, які доручають клітинам спинного мозку рухатися скелетні м'язи. Попереду від цієї області знаходяться кілька областей, які пов'язані з плановими рухами. Премоторна область відповідає за мислення руху, який потрібно зробити. Фронтальні поля очей мають важливе значення в викликанні рухів очей і в відвідуванні зорових подразників. Область Брока відповідає за виробництво мови, або контроль рухів, відповідальних за мовлення; у переважної більшості людей вона розташована тільки з лівого боку. Попереду від цих областей знаходиться префронтальна частка, яка виконує когнітивні функції, які можуть бути основою особистості, короткочасної пам'яті та свідомості. Префронтальна лоботомія - це застарілий спосіб лікування розладів особистості (психічних станів), які глибоко вплинули на особистість пацієнта.
Підкіркові структури
Під корою головного мозку знаходяться набори ядер, відомих як підкіркові ядра, які збільшують коркові процеси. Ядра базального переднього мозку служать основним місцем для виробництва ацетилхоліну, який модулює загальну активність кори, можливо, приводячи до більшої уваги до сенсорних подразників. Хвороба Альцгеймера пов'язана з втратою нейронів в базальному передньому мозку. Гіпокамп і мигдалина - це медіально-часткові структури, які поряд з сусідньою корою беруть участь у тривалому формуванні пам'яті та емоційних реакціях. Базальні ядра - це сукупність ядер в головному мозку, відповідальних за порівняння коркової обробки із загальним станом активності в нервовій системі для впливу на ймовірність руху, що відбувається. Наприклад, поки учень сидить у класі, слухаючи лекцію, базальні ядра будуть тримати бажання стрибати вгору і кричати від того, що насправді відбувається. (Базальні ядра також називають базальними гангліями, хоча це потенційно заплутано, оскільки термін ганглії зазвичай використовується для периферичних структур.)
Основними структурами базальних ядер, які контролюють рух, є хвостатий, путамен та globus pallidus, які розташовані глибоко в головному мозку. Хвостовик - це довге ядро, яке слідує за основною С-формою головного мозку від лобової частки, через тім'яну і потиличну частки, в скроневу частку. Путамен в основному глибокий в передніх областях лобової і тім'яної часток. Разом хвостатий і путамен називаються стриатум. Globus pallidus - шарувате ядро, яке лежить просто медіально до путамена; їх називають лінзоподібними ядрами, тому що вони виглядають як вигнуті шматочки, що підходять один до одного, як лінзи. Globus pallidus має два підрозділи, зовнішній і внутрішній сегменти, які є латеральними і медіальними відповідно. Ці ядра зображені у фронтальному відділі мозку на рис\(\PageIndex{4}\).
Базальні ядра в головному мозку пов'язані з ще кількома ядрами в стовбурі мозку, які разом діють як функціональна група, яка утворює руховий шлях. У базальних ядрах відбувається два потоки обробки інформації. Всі вхідні дані в базальні ядра надходять з кори в смугастий (рис.\(\PageIndex{5}\)). Прямим шляхом є проекція аксонів від смугастого до внутрішнього сегмента globus pallidus (gPi) і субстанції nigra pars reticulata (SnR). GPI/SNR потім проектує на таламус, який проектує назад в кору. Непрямим шляхом є проекція аксонів від смугастого до зовнішнього сегмента globus pallidus (GpE), потім до субталамічного ядра (STN) і, нарешті, до GPI/SNR. Обидва потоки орієнтовані на GPI/SNR, але один має пряму проекцію, а інший проходить через кілька втручаються ядер. Прямий шлях викликає розгальмування таламуса (пригнічення однієї клітини на клітині-мішені, яка потім інгібує першу клітину), тоді як непрямий шлях викликає або підсилює нормальне гальмування таламуса. Потім таламус може або порушувати кору (в результаті прямого шляху), або не порушувати кору (в результаті непрямого шляху).
ПОВСЯКДЕННІ ЗВ'ЯЗКИ
Міф про лівий мозк/правий мозок
Існує стійкий міф про те, що люди «правомозкові» або «лівомозкові», що є надмірним спрощенням важливого поняття про півкулі головного мозку. Існує деяка латералізація функції, при якій ліва частина мозку присвячена мовної функції, а права - просторовим і невербальним міркуванням. У той час як ці функції переважно пов'язані з тими сторонами мозку, немає монополії з обох сторін на ці функції. Багато поширені функції, такі як мова, поширюються глобально навколо головного мозку.
Деяка підтримка цієї помилки надійшла від досліджень розщепленого мозку. Різким способом боротьби з рідкісним і руйнівним неврологічним станом (важкорозв'язною епілепсією) є відокремлення двох півкуль мозку. Після секції мозолистого тіла пацієнт з розщепленим мозком матиме проблеми з виробленням словесних відповідей на основі сенсорної інформації, обробленої на правій стороні головного мозку, що призводить до думки про те, що ліва сторона відповідає за мовну функцію.
Однак є добре задокументовані випадки втрати мовних функцій від пошкодження правої частини мозку. Дефіцит, що спостерігається при пошкодженні лівої частини мозку, класифікується як афазія, втрата мовної функції; пошкодження з правого боку може вплинути на використання мови. Пошкодження правого боку може призвести до втрати здатності розуміти образні аспекти мови, такі як жарти, іронія або метафори. На невербальні аспекти мови можуть вплинути пошкодження правої сторони, наприклад, вираз обличчя або мова тіла, а пошкодження правої сторони може призвести до «плоского афекту» у мові або втрати емоційного вираження мови - звучання як робот під час розмови.
Діенцефалон
Діенцефалон - це одна область мозку дорослої людини, яка зберігає свою назву від ембріологічного розвитку. Етимологія слова diencephalon перекладається як «через мозок». Це зв'язок головного мозку і решти нервової системи, за одним винятком. Решта мозку, спинний мозок і ПНС все посилають інформацію в головний мозок через проміжний діенцефалон. Вихід з головного мозку проходить через проміжний енцефалон. Єдиним винятком є система, пов'язана з нюхом, або нюх, який з'єднується безпосередньо з головним мозком. У самих ранніх видів хребетних мозок був не набагато більше нюхових цибулин, які отримували периферичну інформацію про хімічне середовище (називати його запахом у цих організмів неточно, оскільки вони жили в океані).
Діенцефалон знаходиться глибоко під мозком і становить стінки третього шлуночка. Діенцефалон можна охарактеризувати як будь-яку область мозку з «таламусом» в назві. Дві основні області проміжного відділу - це сам таламус і гіпоталамус (рис.\(\PageIndex{6}\)). There are other structures, such as the epithalamus, which contains the pineal gland, or the subthalamus, which includes the subthalamic nucleus that is part of the basal nuclei.
Thalamus
The thalamus is a collection of nuclei that relay information between the cerebral cortex and the periphery, spinal cord, or brain stem. All sensory information, except for the sense of smell, passes through the thalamus before processing by the cortex. Axons from the peripheral sensory organs, or intermediate nuclei, synapse in the thalamus, and thalamic neurons project directly to the cerebrum. It is a requisite synapse in any sensory pathway, except for olfaction. The thalamus does not just pass the information on, it also processes that information. For example, the portion of the thalamus that receives visual information will influence what visual stimuli are important, or what receives attention.
The cerebrum also sends information down to the thalamus, which usually communicates motor commands. This involves interactions with the cerebellum and other nuclei in the brain stem. The cerebrum interacts with the basal nuclei, which involves connections with the thalamus. The primary output of the basal nuclei is to the thalamus, which relays that output to the cerebral cortex. The cortex also sends information to the thalamus that will then influence the effects of the basal nuclei.
Hypothalamus
Inferior and slightly anterior to the thalamus is the hypothalamus, the other major region of the diencephalon. The hypothalamus is a collection of nuclei that are largely involved in regulating homeostasis. The hypothalamus is the executive region in charge of the autonomic nervous system and the endocrine system through its regulation of the anterior pituitary gland. Other parts of the hypothalamus are involved in memory and emotion as part of the limbic system.
Brain Stem
The midbrain and hindbrain (composed of the pons and the medulla) are collectively referred to as the brain stem (Figure \(\PageIndex{7}\)). The structure emerges from the ventral surface of the forebrain as a tapering cone that connects the brain to the spinal cord. Attached to the brain stem, but considered a separate region of the adult brain, is the cerebellum. The midbrain coordinates sensory representations of the visual, auditory, and somatosensory perceptual spaces. The pons is the main connection with the cerebellum. The pons and the medulla regulate several crucial functions, including the cardiovascular and respiratory systems and rates.
The cranial nerves connect through the brain stem and provide the brain with the sensory input and motor output associated with the head and neck, including most of the special senses. The major ascending and descending pathways between the spinal cord and brain, specifically the cerebrum, pass through the brain stem.
Midbrain
One of the original regions of the embryonic brain, the midbrain is a small region between the thalamus and pons. It is separated into the tectum and tegmentum, from the Latin words for roof and floor, respectively. The cerebral aqueduct passes through the center of the midbrain, such that these regions are the roof and floor of that canal.
The tectum is composed of four bumps known as the colliculi (singular = colliculus), which means “little hill” in Latin. The inferior colliculus is the inferior pair of these enlargements and is part of the auditory brain stem pathway. Neurons of the inferior colliculus project to the thalamus, which then sends auditory information to the cerebrum for the conscious perception of sound. The superior colliculus is the superior pair and combines sensory information about visual space, auditory space, and somatosensory space. Activity in the superior colliculus is related to orienting the eyes to a sound or touch stimulus. If you are walking along the sidewalk on campus and you hear chirping, the superior colliculus coordinates that information with your awareness of the visual location of the tree right above you. That is the correlation of auditory and visual maps. If you suddenly feel something wet fall on your head, your superior colliculus integrates that with the auditory and visual maps and you know that the chirping bird just relieved itself on you. You want to look up to see the culprit, but do not.
The tegmentum is continuous with the gray matter of the rest of the brain stem. Throughout the midbrain, pons, and medulla, the tegmentum contains the nuclei that receive and send information through the cranial nerves, as well as regions that regulate important functions such as those of the cardiovascular and respiratory systems.
Pons
The word pons comes from the Latin word for bridge. It is visible on the anterior surface of the brain stem as the thick bundle of white matter attached to the cerebellum. The pons is the main connection between the cerebellum and the brain stem. The bridge-like white matter is only the anterior surface of the pons; the gray matter beneath that is a continuation of the tegmentum from the midbrain. Gray matter in the tegmentum region of the pons contains neurons receiving descending input from the forebrain that is sent to the cerebellum.
Medulla
The medulla is the region known as the myelencephalon in the embryonic brain. The initial portion of the name, “myel,” refers to the significant white matter found in this region—especially on its exterior, which is continuous with the white matter of the spinal cord. The tegmentum of the midbrain and pons continues into the medulla because this gray matter is responsible for processing cranial nerve information. A diffuse region of gray matter throughout the brain stem, known as the reticular formation, is related to sleep and wakefulness, such as general brain activity and attention.
The Cerebellum
The cerebellum, as the name suggests, is the “little brain.” It is covered in gyri and sulci like the cerebrum, and looks like a miniature version of that part of the brain (Figure \(\PageIndex{8}\)). The cerebellum is largely responsible for comparing information from the cerebrum with sensory feedback from the periphery through the spinal cord. It accounts for approximately 10 percent of the mass of the brain.
Descending fibers from the cerebrum have branches that connect to neurons in the pons. Those neurons project into the cerebellum, providing a copy of motor commands sent to the spinal cord. Sensory information from the periphery, which enters through spinal or cranial nerves, is copied to a nucleus in the medulla known as the inferior olive. Fibers from this nucleus enter the cerebellum and are compared with the descending commands from the cerebrum. If the primary motor cortex of the frontal lobe sends a command down to the spinal cord to initiate walking, a copy of that instruction is sent to the cerebellum. Sensory feedback from the muscles and joints, proprioceptive information about the movements of walking, and sensations of balance are sent to the cerebellum through the inferior olive and the cerebellum compares them. If walking is not coordinated, perhaps because the ground is uneven or a strong wind is blowing, then the cerebellum sends out a corrective command to compensate for the difference between the original cortical command and the sensory feedback. The output of the cerebellum is into the midbrain, which then sends a descending input to the spinal cord to correct the messages going to skeletal muscles.
The Spinal Cord
The description of the CNS is concentrated on the structures of the brain, but the spinal cord is another major organ of the system. Whereas the brain develops out of expansions of the neural tube into primary and then secondary vesicles, the spinal cord maintains the tube structure and is only specialized into certain regions. As the spinal cord continues to develop in the newborn, anatomical features mark its surface. The anterior midline is marked by the anterior median fissure, and the posterior midline is marked by the posterior median sulcus. Axons enter the posterior side through the dorsal (posterior) nerve root, which marks the posterolateral sulcus on either side. The axons emerging from the anterior side do so through the ventral (anterior) nerve root. Note that it is common to see the terms dorsal (dorsal = “back”) and ventral (ventral = “belly”) used interchangeably with posterior and anterior, particularly in reference to nerves and the structures of the spinal cord. You should learn to be comfortable with both.
On the whole, the posterior regions are responsible for sensory functions and the anterior regions are associated with motor functions. This comes from the initial development of the spinal cord, which is divided into the basal plate and the alar plate. The basal plate is closest to the ventral midline of the neural tube, which will become the anterior face of the spinal cord and gives rise to motor neurons. The alar plate is on the dorsal side of the neural tube and gives rise to neurons that will receive sensory input from the periphery.
The length of the spinal cord is divided into regions that correspond to the regions of the vertebral column. The name of a spinal cord region corresponds to the level at which spinal nerves pass through the intervertebral foramina. Immediately adjacent to the brain stem is the cervical region, followed by the thoracic, then the lumbar, and finally the sacral region. The spinal cord is not the full length of the vertebral column because the spinal cord does not grow significantly longer after the first or second year, but the skeleton continues to grow. The nerves that emerge from the spinal cord pass through the intervertebral formina at the respective levels. As the vertebral column grows, these nerves grow with it and result in a long bundle of nerves that resembles a horse’s tail and is named the cauda equina. The sacral spinal cord is at the level of the upper lumbar vertebral bones. The spinal nerves extend from their various levels to the proper level of the vertebral column.
Gray Horns
In cross-section, the gray matter of the spinal cord has the appearance of an ink-blot test, with the spread of the gray matter on one side replicated on the other—a shape reminiscent of a bulbous capital “H.” As shown in Figure \(\PageIndex{9}\), the gray matter is subdivided into regions that are referred to as horns. The posterior horn is responsible for sensory processing. The anterior horn sends out motor signals to the skeletal muscles. The lateral horn, which is only found in the thoracic, upper lumbar, and sacral regions, is the central component of the sympathetic division of the autonomic nervous system.
Some of the largest neurons of the spinal cord are the multipolar motor neurons in the anterior horn. The fibers that cause contraction of skeletal muscles are the axons of these neurons. The motor neuron that causes contraction of the big toe, for example, is located in the sacral spinal cord. The axon that has to reach all the way to the belly of that muscle may be a meter in length. The neuronal cell body that maintains that long fiber must be quite large, possibly several hundred micrometers in diameter, making it one of the largest cells in the body.
White Columns
Just as the gray matter is separated into horns, the white matter of the spinal cord is separated into columns. Ascending tracts of nervous system fibers in these columns carry sensory information up to the brain, whereas descending tracts carry motor commands from the brain. Looking at the spinal cord longitudinally, the columns extend along its length as continuous bands of white matter. Between the two posterior horns of gray matter are the posterior columns. Between the two anterior horns, and bounded by the axons of motor neurons emerging from that gray matter area, are the anterior columns. The white matter on either side of the spinal cord, between the posterior horn and the axons of the anterior horn neurons, are the lateral columns. The posterior columns are composed of axons of ascending tracts. The anterior and lateral columns are composed of many different groups of axons of both ascending and descending tracts—the latter carrying motor commands down from the brain to the spinal cord to control output to the periphery.
Перегляньте це відео, щоб дізнатися про сіру речовину спинного мозку, яка отримує вхід від волокон спинного (заднього) кореня і посилає інформацію через волокна черевного (переднього) кореня. Як обговорювалося в цьому відео, ці зв'язки представляють взаємодію ЦНС з периферичними структурами як для сенсорних, так і для рухових функцій. Шийний і поперековий спинний мозок мають розширення в результаті більших популяцій нейронів. За що ці розширення відповідають?
РОЗЛАДИ...
Базальні ядра
Хвороба Паркінсона - це розлад базальних ядер, зокрема субстанції nigra, що демонструє вплив прямих та непрямих шляхів. Хвороба Паркінсона є результатом вмирання нейронів в субстанції nigra pars compacta. Ці нейрони виділяють дофамін в смугу. Без цього модулюючого впливу базальні ядра застрягають в непрямому шляху, без активації прямого шляху. Прямий шлях відповідає за збільшення команд руху кірки. Підвищена активність непрямого шляху призводить до гіпокінетичного розладу хвороби Паркінсона.
Хвороба Паркінсона є нейродегенеративною, тобто вмирають нейрони, які не можуть бути замінені, тому немає ліків від розладу. Лікування хвороби Паркінсона спрямоване на підвищення рівня дофаміну в стріатумі. В даний час найпоширенішим способом цього є надання амінокислоти L-DOPA, яка є попередником нейромедіатора дофаміну і може перетнути гематоенцефалічний бар'єр. При підвищеному рівні попередника решта клітин субстанції nigra pars compacta можуть зробити більше нейромедіатора і мати більший ефект. На жаль, пацієнт стане менш чуйним до лікування L-DOPA з часом, і це може спричинити підвищення рівня дофаміну в інших місцях мозку, які пов'язані з психозом або шизофренією.
Відвідайте цей сайт для ретельного пояснення хвороби Паркінсона.
У порівнянні з найближчим еволюційним родичем, шимпанзе, у людини є величезний мозок. У якийсь момент минулого спільний предок породив два види людей і шимпанзе. Ця еволюційна історія довга і все ще є областю інтенсивного вивчення. Але щось трапилося, щоб збільшити розміри людського мозку щодо шимпанзе. Прочитайте цю статтю, в якій автор досліджує поточне розуміння того, чому це сталося.
Згідно з однією гіпотезою про розширення розміру мозку, яка тканина могла бути принесена в жертву, щоб енергія була доступна для зростання нашого більшого мозку? Виходячи з того, що ви знаєте про цю тканину та нервову тканину, чому б між ними існував компроміс з точки зору використання енергії?
Огляд глави
Мозок дорослого розділений на чотири основні області: головний мозок, проміжний, стовбур мозку та мозочок. Головний мозок є найбільшою частиною і містить кору головного мозку і підкіркові ядра. Вона розділена на дві половини поздовжньою тріщиною.
Кора розділяється на лобову, тім'яну, скроневу і потиличну частки. Лобова частка відповідає за рухові функції, від планування рухів до виконання команд, які надсилаються до спинного мозку та периферії. Самою передньою частиною лобової частки є префронтальна кора, яка пов'язана з аспектами особистості через її вплив на рухові реакції при прийнятті рішень.
Інші частки відповідають за сенсорні функції. Тім'яна частка - це місце, де обробляється соматосенсація. Потилична частка - це місце, де починається візуальна обробка, хоча інші частини мозку можуть сприяти зоровій функції. Скронева частка містить коркову область для слухової обробки, але також має регіони, вирішальні для формування пам'яті.
Ядра під корою головного мозку, відомі як підкіркові ядра, відповідають за посилення коркових функцій. Базальні ядра отримують вхід з коркових областей і порівнюють його із загальним станом індивіда через активність дофамін-вивільняє ядра. Вихід впливає на активність частини таламуса, яка потім може збільшувати або зменшувати коркову активність, що часто призводить до змін рухових команд. Базальний передній мозок відповідає за модуляцію коркової активності в увазі і пам'яті. Лімбічна система включає глибокі мозкові ядра, які відповідають за емоції і пам'ять.
Проміжний енцефалон включає таламус і гіпоталамус разом з деякими іншими структурами. Таламус - це реле між головним мозком і іншою нервовою системою. Гіпоталамус координує гомеостатичні функції через вегетативну та ендокринну системи.
Стовбур мозку складається з середнього мозку, понса та головного мозку. Він контролює область голови та шиї тіла через черепні нерви. У стовбурі мозку є центри управління, які регулюють роботу серцево-судинної та дихальної систем.
Мозочок з'єднаний зі стовбуром головного мозку, перш за все, у понсів, де він отримує копію спадного входу від головного мозку до спинного мозку. Він може порівняти це з введенням сенсорного зворотного зв'язку через мозок і надсилати вихід через середній мозок, який може коригувати рухові команди для координації.
Інтерактивні запитання щодо посилань
Перегляньте це відео, щоб дізнатися про базальні ядра (також відомі як базальні ганглії), які мають два шляхи, які обробляють інформацію в головному мозку. Як показано в цьому відео, прямий шлях - це більш короткий шлях через систему, що призводить до підвищення активності в корі головного мозку і підвищення рухової активності. Прямий шлях описується як призводить до «розгальмування» таламуса. Що означає розгальмування? Що два нейрони роблять індивідуально, щоб викликати це?
Відповідь: Обидві клітини є інгібуючими. Перша клітина пригнічує другу. Тому друга клітина більше не може пригнічувати свою ціль. Це розгальмування цієї мети через два синапси.
Перегляньте це відео, щоб дізнатися про базальні ядра (також відомі як базальні ганглії), які мають два шляхи, які обробляють інформацію в головному мозку. Як показано в цьому відео, непрямий шлях - це довший шлях через систему, що призводить до зниження активності в корі головного мозку, а отже, і меншої рухової активності. Непрямий шлях має в ньому зайву пару з'єднань, включаючи розгальмування субталамічного ядра. Який кінцевий результат на таламусі, а значить і на рух, ініційований корою головного мозку?
Відповідь: Розгнічуючи субталамічне ядро, непрямий шлях збільшує збудження внутрішнього сегмента globus pallidus. Що, в свою чергу, пригнічує таламус, що є протилежним дією прямого шляху, що дезінгібує таламус.
Перегляньте це відео, щоб дізнатися про сіру речовину спинного мозку, яка отримує вхід від волокон спинного (заднього) кореня і посилає інформацію через волокна черевного (переднього) кореня. Як обговорювалося в цьому відео, ці зв'язки представляють взаємодію ЦНС з периферичними структурами як для сенсорних, так і для рухових функцій. Шийний і поперековий спинний мозок мають розширення в результаті більших популяцій нейронів. За що ці розширення відповідають?
Відповідь: У передніх рогах більше рухових нейронів, які відповідають за рух в кінцівках. Збільшення шийки матки - для рук, а поперекове розширення - для ніг.
У порівнянні з найближчим еволюційним родичем, шимпанзе, у людини є величезний мозок. У якийсь момент минулого спільний предок породив два види людей і шимпанзе. Ця еволюційна історія довга і все ще є областю інтенсивного вивчення. Але щось трапилося, щоб збільшити розміри людського мозку щодо шимпанзе. Прочитайте цю статтю, в якій автор досліджує поточне розуміння того, чому це сталося.
Згідно з однією гіпотезою про розширення розміру мозку, яка тканина могла бути принесена в жертву, щоб енергія була доступна для зростання нашого більшого мозку? Виходячи з того, що ви знаєте про цю тканину та нервову тканину, чому б між ними існував компроміс з точки зору використання енергії?
Відповідь: Енергія необхідна мозку, щоб розвиватися і виконувати вищі когнітивні функції. Ця енергія недоступна для розвитку та функціонування м'язових тканин. Гіпотеза говорить про те, що люди мають більший мозок і меншу м'язову масу, а шимпанзе мають менший мозок, але більше м'язової маси.
Переглянути питання
Питання: Яка частка кори головного мозку відповідає за генерацію рухових команд?
А. скроневий
Б. тім'яної
С. потилична
D. фронтальна
Відповідь: D
Питання: Яка область міженцефалону координує гомеостаз?
А. таламус
Б. епіталамус
С. гіпоталамус
Д. субталамус
Відповідь: C
Питання: Який рівень стовбура мозку є основним входом в мозочок?
А. середній мозок
Б. понс
C. мозковий мозок
D. спинний мозок
Відповідь: B
Питання: Яка область спинного мозку містить рухові нейрони, які направляють рух скелетних м'язів?
A. передній ріг
Б. задній ріг
C. бічний ріг
D. Сигналізаційна плита
Відповідь: A
Q. райони Бродмана відображають різні регіони ________ до певних функцій.
А. Мозочок
B. кора головного мозку
C. базальний передній мозок
D. мозолистое тіло
Відповідь: B
Питання критичного мислення
Питання: Пошкодження конкретних областей кори головного мозку, наприклад, через інсульт, може призвести до специфічних втрат функції. Які функції, швидше за все, будуть втрачені інсультом в скроневій частці?
А. скронева частка має сенсорні функції, пов'язані зі слухом і зором, а також є важливою для пам'яті. Інсульт у скроневій частці може призвести до специфічного сенсорного дефіциту в цих системах (відомих як агнозії) або втрат пам'яті.
Питання: Чому анатомічні входи в мозочок говорять про те, що він може порівнювати рухові команди та чуттєвий зворотний зв'язок?
А. копія спадного входу від головного мозку до спинного мозку, через понси, і чуттєвий зворотний зв'язок від спинного мозку та спеціальних почуттів, таких як рівновага, через мозок, обидва йдуть до мозочка. Тому він може надсилати вихід через середній мозок, який буде коригувати контроль спинного мозку рухів скелетних м'язів.
Глосарій
- сигналізаційна тарілка
- область розвитку спинного мозку, що породжує задній ріг сірої речовини
- мигдалина
- ядро глибоко в скроневій частці головного мозку, що пов'язано з пам'яттю та емоційною поведінкою
- передній стовп
- біла речовина між передніми рогами спинного мозку, що складається з безлічі різних груп аксонів як висхідного, так і низхідного тракту
- передній ріг
- сіра речовина спинного мозку, що містить багатополярні рухові нейрони, іноді називають вентральним рогом
- передня серединна тріщина
- глибока середня лінія ознаки переднього спинного мозку, що позначає поділ між правою і лівою сторонами головного мозку
- висхідний тракт
- волокна центральної нервової системи, що несуть сенсорну інформацію від спинного мозку або периферії до головного мозку
- базальний передній мозок
- ядра головного мозку, пов'язані з модуляцією сенсорних подразників і увагою через широкі проекції до кори головного мозку, втрата яких пов'язана з хворобою Альцгеймера
- базальні ядра
- ядра головного мозку (з декількома компонентами у верхньому стовбурі мозку і діенцефалоні), які відповідають за оцінку команд коркового руху та порівняння їх із загальним станом індивіда за допомогою широкої модулюючої активності нейронів дофаміну; значною мірою пов'язані з руховими функціями, про що свідчить через симптоми хвороб Паркінсона та Хантінгтона
- базальна пластина
- область розвитку спинного мозку, що породжує бічні і передні роги сірої речовини
- Площа Брока
- область лобової частки, пов'язана з руховими командами, необхідними для виробництва мови і розташованої тільки в півкулі головного мозку, що відповідає за вироблення мови, яка є лівою стороною приблизно у 95 відсотків населення
- Райони Бродмана
- картографування ділянок кори головного мозку на основі мікроскопічної анатомії, що пов'язує конкретні області з функціональними відмінностями, як описано Бродманом на початку 1900-х років
- кінський хвост
- пучок спинномозкових нервових корінців, які спускаються від нижнього спинного мозку нижче першого поперекового хребця і лежать всередині хребетної порожнини; має вигляд кінського хвоста
- хвостатий
- ядро глибоко в головному мозку, що входить до складу базальних ядер; поряд з путаменом воно входить до складу смугастого
- центральна борозда
- поверхневий орієнтир кори головного мозку, який позначає межу між лобовою і тім'яною частками
- кора головного мозку
- зовнішня сіра речовина, що покриває передній мозок, позначені зморшками і складками, відомими як звивини і сульці
- головний мозок
- область мозку дорослої людини, яка розвивається з теленцефалону і відповідає за вищі неврологічні функції, такі як пам'ять, емоції та свідомість
- мозочок
- область головного мозку дорослого пов'язана переважно з понсами, які розвинулися з метенцефалона (поряд з понсами) і багато в чому відповідає за порівняння інформації з головного мозку з сенсорним зворотним зв'язком з периферії через спинний мозок
- півкуля головного мозку
- одна половина двосторонньо симетричного головного мозку
- мозолистое тіло
- велика структура білої речовини, що з'єднує праве і ліве півкулі головного мозку
- спадний тракт
- волокна центральної нервової системи, що несуть рухові команди від головного мозку до спинного мозку або периферії
- прямий шлях
- зв'язки всередині базальних ядер від смугастого до внутрішнього сегмента globus pallidus і substantia nigra pars reticulata, які дезінгібують таламус для підвищення коркового контролю руху
- розгальмування
- дисинаптичний зв'язок, при якому перший синапс пригнічує другу клітину, яка потім припиняє пригнічувати кінцеву мішень
- спинний (задній) нервовий корінці
- аксони, що входять в задній ріг спинного мозку
- епіталамус
- область діцефалону, що містить шишкоподібну залозу
- фронтальне поле очей
- область лобової частки, пов'язана з руховими командами орієнтувати очі в бік об'єкта зорової уваги
- лобова частка
- область кори головного мозку безпосередньо під лобовою кісткою черепної коробки
- глобус паллідус
- ядра глибоко в головному мозку, які входять до складу базальних ядер і можуть бути розділені на внутрішній і зовнішній сегменти
- звивини
- хребет, утворений звивинами на поверхні головного мозку або мозочка
- гіпокампу
- сіра речовина глибоко в скроневій частці, що дуже важливо для довгострокового формування пам'яті
- гіпоталамуса
- велика область проміжного відділу, яка відповідає за координацію вегетативного та ендокринного контролю гомеостазу
- непрямий шлях
- з'єднання всередині базальних ядер від смугастого через зовнішній сегмент глобус pallidus і субталамічне ядро до внутрішнього сегмента глобуса pallidus/substantia nigra pars compacta, що призводить до інгібування таламуса для зменшення коркового контролю руху
- нижня колікулюс
- половина тектуми середнього мозку, яка є частиною слухового шляху стовбура мозку
- неповноцінний оливковий
- ядро в головному мозку, яке бере участь в обробці інформації, пов'язаної з руховим управлінням
- кінестезія
- загальне чуттєве сприйняття руху тіла
- бічна колона
- біла речовина спинного мозку між заднім рогом з одного боку і аксонами з переднього рогу на тій же стороні; складається з безлічі різних груп аксонів, як висхідних, так і низхідних трактів, що несуть рухові команди до головного мозку та від нього
- бічний ріг
- область спинного мозку сіра речовина в грудному, верхньому поперековому і крижовому відділах, що є центральним компонентом симпатичного відділу вегетативної нервової системи
- бічна борозда
- поверхневий орієнтир кори головного мозку, який позначає межу між скроневою часткою і лобовою і тім'яною частками
- лімбічна кора
- колекція структур кори головного мозку, які беруть участь у емоціях, пам'яті та поведінці і є частиною більшої лімбічної системи
- лімбічна система
- структури на краю (межі) кордону між переднім мозком і заднім мозком, які найбільше пов'язані з емоційною поведінкою і формуванням пам'яті
- поздовжня тріщина
- великий поділ по середній лінії між двома півкулями головного мозку
- потилична частка
- область кори головного мозку безпосередньо під потиличною кісткою черепної коробки
- нюх
- особливе почуття, що відповідає за нюх, яке має унікальну, пряму зв'язок з мозком
- тім'яна частка
- область кори головного мозку безпосередньо під тім'яної кісткою черепної коробки
- тім'яно-потилична борозда
- борозенка в корі головного мозку, що представляє межу між тім'яної і потиличної корами
- постцентральна звивина
- хребет просто ззаду від центральної борозди, в тім'яній частці, де спочатку відбувається соматосенсорна обробка в головному мозку
- задні колони
- біла речовина спинного мозку, що лежить між задніми рогами сірої речовини, іноді називають спинним стовпом; складається з аксонів висхідних трактів, які несуть сенсорну інформацію до головного мозку
- задній ріг
- сіра речовина області спинного мозку, в яку надходить сенсорний вхід, іноді його називають спинним рогом
- задня серединна борозда
- ознака середньої лінії заднього спинного мозку, що позначає поділ між правою і лівою сторонами головного мозку
- заднелатеральная борозна
- особливість заднього спинного мозку, що позначає вхід задніх нервових корінців і поділ між заднім і бічним стовпчиками білої речовини
- прецентральна звивина
- первинна моторна кора, розташована в лобовій частці кори головного мозку
- префронтальна частка
- специфічна область лобової частки спереду до більш специфічних областей рухової функції, яка може бути пов'язана з раннім плануванням рухів та намірів до того, щоб бути функціями особистісного типу
- премоторна область
- область лобової частки, що відповідає за планування рухів, які будуть виконуватися через первинну рухову кору
- проприоцепція
- загальні чуттєві сприйняття, що надають інформацію про розташування та рух частин тіла; «почуття себе»
- путамен
- ядро глибоко в головному мозку, що входить до складу базальних ядер; поряд з хвостатим воно входить до складу смугастого
- ретикулярна формація
- дифузна область сірої речовини по всьому стовбуру мозку, яка регулює сон, неспання та стану свідомості
- соматосенсація
- загальні почуття, пов'язані з тілом, зазвичай розглядаються як почуття дотику, які включали б біль, температуру та проприоцепцію
- стріатум
- хвостатий і путамен колективно, як частина базальних ядер, які отримують вхід з кори головного мозку
- підкіркове ядро
- всі ядра під корою головного мозку, включаючи базальні ядра і базальний передній мозок
- субстанційні чорні частини компактні
- ядра всередині базальних ядер, які виділяють дофамін для модуляції функції стріатуму; частина рухового шляху
- субстанційні чорні частини сітчастих
- ядра всередині базальних ядер, які служать вихідним центром ядер; частина рухового шляху
- субталамус
- ядро всередині базальних ядер, що є частиною непрямого шляху
- борозда
- борозенка, утворена звивинами в поверхні кори головного мозку
- вищий колікулюс
- половина тектуми середнього мозку, яка відповідає за вирівнювання зорового, слухового та соматосенсорного просторового сприйняття
- тектум
- область середнього мозку, розглядається як дах церебрального акведука, який підрозділяється на нижні та верхні colliculi
- тегментум
- область середнього мозку, вважається підлогою церебрального акведука, який продовжується в понс і мозок як підлогу четвертого шлуночка
- скронева частка
- область кори головного мозку безпосередньо під скроневою кісткою черепа
- таламус
- велика область проміжного мозку, яка відповідає за ретрансляцію інформації між головним мозком та заднім мозком, спинним мозком та периферією
Автори та атрибуція
- ventral (anterior) nerve root
- axons emerging from the anterior or lateral horns of the spinal cord
- Template:ContribOpenStaxAP