Строение и функции головного мозга

Головной мозг как по строению, так и по своим функциям представляет исключительно сложный орган. Он является главным центром, в котором осуществляется взаимосвязь организма с внешней средой. В головной мозг через систему внешних рецепторов поступают сигналы из внешней среды. Внешний мир звуковых, световых, обонятельных, тактильных, вибрационно-кинестетических раздражителей влияет на наш мозг и особенно на его высшие отделы (кору), информируя о характере реальной действительности.

Помимо раздражителей из внешнего мира, головной мозг принимает импульсы из внутренней среды организма о состоянии внутренних органов. Таким образом, в высших отделах мозга осуществляется сложный анализ и синтез поступающих раздражений как из внешней, так и из внутренней среды, в результате чего образуются ответные распорядительные импульсы, регулирующие деятельность периферии.

Головной мозг живого человека имеет полужидкую консистенцию. Находясь в костном футляре (черепе), мозг, естественно, принимает форму черепа — шаровидную или несколько вытянутую (эллипсообразную) (рис. 24). Для удобства изучения вынутый из трупа мозг предварительно фиксируют в формалине, что сообщает ему большую плотность. В таком состоянии удобно производить разрезы с целью изучения особенностей его строения. Размеры головного мозга взрослого человека в среднем таковы: длина 170—180 мм, поперечник 140 мм, высота 125—135 мм (по Бунаку). Масса мозга в среднем у мужчин 1370—1380 г, у женщин 1250—1270 г. У детей школьного возраста масса мозга приближается к массе мозга взрослых. При изучении размеров и массы мозга обычно возникают вопросы о соотношении массы мозга с характером умственной одаренности. В специальной литературе приводятся цифры, характеризующие массу мозга выдающихся людей. Так, известно, что масса мозга писателя И.С. Тургенева составляла 2012 г, известного математика С. Ковалевской — 2000 г, Д. И. Менделеева — 1800 г, физика Лавуазье — 1700 г. В то же время имели место факты, когда масса мозга не менее выдающихся людей была значительно меньше. Так, мозг известного немецкого химика Либиха весил 1350 г. Известно, что масса мозга женщин в среднем ниже мужского на 120 — 150 г. Если исходить из ведущей роли массового показателя в одаренности человека, то можно прийти к абсурдным выводам о неполноценности женского мозга.

Какое же мнение может быть высказано по этому вопросу? Прежде всего, масса мозга вовсе не является единственным показателем, по которому можно судить об одаренности его обладателя, не говоря уже о том, что она может в значительной степени уменьшаться, в зависимости от условий пред-

Рис. 24. Наружная поверхность головного мозга:

I — центральная борозда; 2 — боковая борозда; 3 — предцентральная борозда; 4 — верхняя лобная борозда; 5 — нижняя лобная борозда; 6 — зацентральная борозда; 7 — межтеменная борозда; 8 — верхняя височная борозда; 9 — затылочная теменная борозда (зарубка); 10 — предзатылочная зарубка;

I1 — мозжечок; 12 — продолговатый мозг

смертного периода (длительная и истощающая болезнь, старческая дряхлость), когда такой человек резко теряет массу всего тела. Имели место случаи большой массы мозга у отдельных лиц при относительно слабой умственной одаренности. Это может объясняться болезненным состоянием, выражающимся в патологическом увеличении серого вещества мозга (мегалоцефалия), или накоплением мозговой жидкости в желудочках мозга при водянке. Итак, изучение этого вопроса показало, что ни абсолютная, ни относительная (отношение массы головного мозга к массе тела) масса мозга не может служить показателем уровня интеллектуального развития.

Особенности физической конституции некоторых народностей (более рослые представители той или иной нации и менее рослые) также имеют значение в колебании массы мозга. Сюда же может быть отнесено и влияние половых различий. Так, например, сравнительно меньшая масса мозга у женщин не означает, что они обладают меньшими интеллектуальны ми возможностями, а закономерно обусловлена особенностями их скелета, мускулатуры, внутренних органов. Несравненно большее значение в развитии высоких умственных способностей имеет качество структуры корковых систем в целом или отдельных областей (слуховых, зрительных), заключающееся в особом развитии клеток, богатстве нервных связей. Однако важно иметь в виду не только структурные особенности, но и высокое качество тех нервных процессов, которые происходят в мозге человека, весь цикл условно-рефлекторной деятельности. Далее, следует помнить, что одаренность, талантливость не есть только результат механического, пассивного развертывания скрытых, заложенных от природы задатков, какого-то "золотого фонда". Многое в биологическом фонде опосредствовано социальными влияниями.

Очень важен характер этих влияний, т.е. их сила, постоянство действия и т.п. Все это имеет самое прямое отношение к формированию типа нервной системы и определяет качество условно-рефлекторных связей, являющихся физиологической основой психики.

В этом смысле особое значение приобретают качество воспитания и обучения ребенка, приучение его к труду и последовательный, систематический труд. Гениальное произведение в науке или искусстве невозможно без напряженного труда. ". Наука, — говорил И.П. Павлов, — требует от человека всей

жизни, и если бы у нас было две жизни, то и их бы не хватило. Большого напряжения и великой страсти требует наука от человека". Когда мы читаем произведения классиков литературы, то поражаемся выразительности описания ими отдельных явлений природы, тонкости психологического анализа сложных переживаний отдельных героев. Если мы посмотрим подлинники их произведений, то увидим, что они пестрят бесчисленными переделками, поправками. Многие из знаменитых писателей или художников по несколько десятков раз переделывали страницы своих произведений или эскизы картин, добиваясь большей художественной правды. Все это есть результат тяжелого, напряженного труда, без которого не может быть гениального произведения ни в области искусства, ни в области науки.

Надо полагать, что в гениальности или одаренности того или иного человека, по-видимому, сочетаются два свойства. С одной стороны — это высокое качество биологического фонда (природных задатков), без которого невозможно развитие выдающихся способностей, с другой — это количество и качество той работы по самоусовершенствованию, по развитию своих способностей, которую производил данный человек, неуклонно стремясь к поставленной цели.

Головной мозг человека состоит из серого и белого вещества. Серое вещество составляют многочисленные клетки разнообразных форм и размеров. В коре больших полушарий насчитывается до 14 млрд клеток. Белое вещество состоит из волокон, имеющих также различное строение, причем одна группа волокон располагается горизонтально, а другие имеют радиальный (лучевой) тип расположения.

Мозг обильно снабжается кровью. Основными артериями, которые выполняют функцию мозгового кровоснабжения, являются внутренние сонные и позвоночные артерии. Последние поднимаются вдоль шейного отдела позвоночника и через большое затылочное отверстие проникают в полость черепа. Правая и левая позвоночные артерии соединяются между собой на основании мозга, образуя непарную мозговую артерию, ветви которой снабжают кровью задние отделы полушарий мозга, мозжечок, варолиев мост и продолговатый мозг. На основании головного мозга ветви задней мозговой артерии соединяются с передними ветвями сонной мозговой артерии, образуя кольцо (виллизиев круг) (рис. 25). От основного круга отходят передняя и средняя мозговая артерии, снабжаю-

Рис. 25. Схема

кровоснабжения головного мозга

А. Схема артерий виллизиева круга: 1 — внутренняя сонная артерия; 2 — средняя мозговая артерия; 3 — передняя мозговая артерия; 4 — передняя спинальная артерия; 5 — задняя мозговая артерия; 6 — задняя соединительная артерия; 7 — основная артерия; 8 — позвоночная артерия; 9 — передняя спинальная артерия; 10 —аорта. Б. Корковые области кровоснабжения основными артериями головного мозга: а — область кровоснабжения передней мозговой артерией; в — область кровоснабжения задней мозговой артерией

щие все остальные части большого мозга, подкорковые образования, глубинные структуры мозга (рис. 26).

Левое полушарие обладает большим развитием сосудистой сети, следовательно, оно лучше снабжается кровью.

Некоторые авторы (Г. Грисбах, Л.В. Блуменау) связывают с этим обстоятельством и несколько больший вес левого полушария по сравнению с правым. У взрослого человека эта разница достигает 12 — 15 г. В левом полушарии расположены

особо важные сенсорные и моторные речевые центры. В правом полушарии этих центров не находили. Поэтому прежде считали некоторые зоны правого полушария немыми зонами. В настоящее время имеются данные о том, что нарушения модуляции голоса, монотонность речи, а также расстройство музыкальных способностей (амузия) могут возникать и при поражении правой лобной доли (Е.К. Сепп).

Отток венозной крови из мозга обеспечивается хорошо развитой системой вен. Малейшее затруднение в оттоке венозной крови вызывает повышение внутричерепного давления. Центральный венозный ствол, который собирает кровь из внутренних вен, называется веной Галена. Многочисленные вены головного мозга несут кровь в особые венозные пазухи, или синусы, которые заложены между листками твердой мозговой оболочки.

Таких пазух имеется 21, из них 5 —

Рис. 26.

Артерии головного мозга

1 — средняя мозговая артерия; 2 — корковые ветви средней мозговой артерии; 3 — артерия сильвиевой борозды; 4 — задняя мозговая артерия: 5 — основная артерия; 6 — позвоночная артерия; 7 — передняя спинальная артерия; 8 — нижняя передняя мозжечковая артерия; 9 — верхняя мозжечковая артерия; 10 — задняя соединительная артерия; 11 — передняя соединительная артерия; 12 — внутренняя сонная артерия; 13 — передняя мозговая артерия

непарных. Синусы собирают кровь не только из мозга, но и из вен глазницы, уха и твердой мозговой оболочки. Из синусов венозная кровь поступает в большую яремную вену. Кроме артерий и вен, в мозге есть еще мельчайшие сосуды — капилляры, которые представляют конечные разветвления артерий. Капилляры делятся на прекапилляры, на уровне которых происходит газообмен крови, и посткапилляры, которые собираются в вены.

Мозг не имеет специальной лимфатической системы. Функцию этой системы в некоторой степени выполняет циркулирующая в желудочках мозга мозговая жидкость (ликвор).

Желудочки головного мозга представляют собой полости. Существуют боковые желудочки в каждом из полушарий мозга и по одному желудочку в межуточном и заднем мозге (четвертый желудочек, или ромбовидная ямка). В боковых желудочках располагаются сосудистые сплетения, к которым подходят ветви средней мозговой артерии.

Из боковых желудочков спинномозговая жидкость по узким каналам распространяется в третий, а затем через сильвиев водопровод в четвертый желудочек. Часть спинномозговой жидкости распространяется по центральному каналу вниз. Другая часть спинномозговой жидкости через отверстие под мозжечком направляется в пространство между мягкой и паутинной оболочками, так называемое подоболочечное (субарахноидальное) пространство в головном и спинном мозге. Скопление спинномозговой жидкости находится в верхней цистерне под мозжечком и в нижней цистерне, где имеются периферические нервы ("конский хвост"). Цистерна образована мягкой и паутинной оболочками. Желудочки головного мозга соединены не только между собой, но и с центральным каналом спинного мозга. Все это дает возможность свободного обращения ликвора в полостях головного мозга.

Мозговая жидкость в норме прозрачна, в ней содержатся такие элементы, как калий, натрий, кальций, магний, фосфор, азот, кислород и др. Кроме того, имеются белок, сахар, холестерин, а также небольшое количество лейкоцитов. Основное значение спинномозговой жидкости состоит в поддержании осмотического равновесия в нервной ткани, а также в защите нервной системы от всякого рода резких сотрясений, связанных с прыжками, бегом и т.д. Ряд авторов признает также питательное значение жидкости и ее участие в удалении продуктов мозгового обмена. При патологии, в частности при воспалительных процессах, сообщающиеся отверстия могут закрываться и жидкость, не получая оттока, скапливается в замкнутой полости и давит на мозг, который в свою очередь оказывает давление на стенки черепа. Если это происходит у маленького ребенка, у которого швы между отдельными костями черепа еще непрочны, может произойти расхождение черепных костей и увеличение объема черепа. Такое состояние носит название водянки головного мозга (гидроцефалия).

Головной мозг заключен в специальные оболочки. Различают три мозговые оболочки — твердую, паутинную и мягкую.

Твердая мозговая оболочка состоит из плотной соединительной ткани, имеет волокнистое строение. Наружный ее слой служит надкостницей костей черепа, внутренний дает особые отростки, которые срастаются в определенных местах с веществом мозга, сохраняя его положение в полости черепа. Отростки твердой мозговой оболочки образуют венозные синусы. Паутинная оболочка покрывает сверху вещество мозга и состоит из рыхлой соединительной ткани, бедна кровеносными сосудами. Мягкая мозговая оболочка образуется из тонкой соединительной ткани, обильно снабженной кровеносны-

Рис. 27.

Твердая мозговая оболочка и венные пазухи

1 — большой серповидный отросток; 2 — палатка мозжечка; 3 — верхний серповидный синус; 4 — нижний серповидный синус; 5 — прямой синус; 6 — поперечный синус; 7 — верхний каменистый синус; 8 — нижний каменистый синус; 9 — яремная вена

ми сосудами, и сращена с верхними отделами коры головного мозга. Кровеносные сосуды из мягкой мозговой оболочки проникают в верхние отделы коры. Срастаясь с веществом мозга, мягкая мозговая оболочка повторяет рисунок коры головного мозга. Между паутинной и мягкой мозговыми оболочками образуется подоболочечное пространство, заполненное спинномозговой жидкостью.