Ствол мозга: его строение и функции

Вы никогда не задумывались над элементарными вопросами? Например, почему, когда мы поворачиваем голову к интересующему предмету, то глаза поворачиваются вслед за головой? А почему бы им не остаться на «прежнем месте»? Что заставляет автоматически выполнять сочетанный поворот головы и глаз? Почему, когда мы слышим громкий хлопок, мы вскидываем руки, и моргаем, не успев сообразить, что произошло? Почему мы уверены, что можем дышать так, как мы хотим: глубоко, мелко, по два вдоха - три выдоха, как угодно, но кто занимается нашим дыханием во время сна? Вопросов много…

Если мы спросим, что на свете устроено сложнее всего, то, наверное, получим различные ответы. Например, электротехник или программист будет утверждать, что ничего сложнее архитектуры процессора, работающего на пределе технологии в 16 или даже 10 нм, и представляющего собой не что иное, как большой город, заключенный в кристалле.

Нейрофизиолог разумно возразит, сославшись на то, что человеческий мозг есть самая сложная структура в обозримой части вселенной, поскольку мозг создал не только процессор, но и способен к самопознанию, чего ни один процессор не может выполнить.

Встает любопытный вопрос: а какая часть головного мозга человека устроена сложнее всего? Можно ответить различно. Так, кора больших полушарий устроена настолько сложно, что мы с трудом понимаем даже принципы работы ее отдельных зон, хотя с успехом применяем алгоритмы нейронных сетей, например, при биржевой торговле. Это обусловлено тем, что результаты работы коры могут быть очень абстрактны, и не подчиняются обсчитыванию с помощью средств математической статистики, что очень мешает изучению.

Но есть ствол головного мозга, который изучен очень хорошо. В месте перехода головного мозга в спинной нужно «втиснуть» в небольшой объем практически все, что существует в головном мозге. Это двусторонние пути от периферии к центру и обратно, ядра нервов, особые зоны.

Зачем нужен ствол мозга

Ствол мозга поэтому является «хозяйствующим субъектом». И, если кора мозга – это Академия наук, то ствол головного мозга – это мэрия, с ее транспортным отделом, отделом пособий, озеленения, бригадами дворников и водопроводчиков, дежурными тракторами и так далее. Функции ствола головного мозга очень важны, но совершенно конкретно определены. В нем нет ни сотой доли кубического миллиметра объема, который не был бы изучен многими поколениями нейрофизиологов, анатомов, врачей. Ствол мозга – это «приземленный труженик», которому нет времени до «высших сфер», да он и не умеет этим заниматься.

Древнейшей структурой ствола головного мозга человека является продолговатый мозг. Было время сотни миллионов лет назад, когда его вполне хватало для поиска пищи в теплых лужах существами, впервые вышедшими на сушу. Хищников, и вообще никого вокруг не было. Но затем вновь потребовалось совершенствовать свои рефлексы и реакции в борьбе за существование, и все, что у человека «выросло» сверху, то есть телэнцефалон, кора, или большой мозг – это результат эволюции. Появился конечный мозг, кора с ее извилинами и бороздами, возник мозжечок после появления прямохождения и развития рук.

Но продолговатый мозг и структуры мозгового ствола остались жизненно важными. Забегая вперед, скажем, что при недоразвитии коры жить можно, пусть и глубоким инвалидом. Самые важные функции ствола мозга – это регуляция кровообращения и дыхания. Именно поэтому так опасен отек мозга, при котором ствол смещается вниз, и ущемляется в большом затылочном отверстии черепа. В результате возникает компрессия мозгового ствола, его ишемия и гибель. Соответственно, наступает и гибель человека. Поэтому главная роль ствола мозга – это поддержание жизни, или витальных функций. А теперь познакомимся со стволом мозга подробнее. Каждый должен знать, благодаря чему он живёт.

Устройство

Перед автором стоит сложная задача. Обычно, даже в справочных, конспективно написанных пособиях, глава об устройстве, функциях ствола головного мозга и его нарушениях занимает сотню – другую страниц мелкого текста. Но краткость – сестра таланта. Уповая на это, начнем обзор этого важнейшего отдела центральной нервной системы, truncus encephali, или ствола, в который непосредственно переходят структуры спинного мозга. Мы рассмотрим его части и структуры, разберем внешнее и внутреннее строение и функции отделов, образующих truncus encephali.

Бояться, что обозначения приведены на латыни, не стоит. Даже в эпоху сжигания ведьм и мракобесия каждый мало-мальски грамотный человек в Европе знал латынь. А уж нам, образованным людям, покорителям космоса, полезно будет вспомнить благородный язык, который дал начало современной цивилизации.

Общая информация

Этот самый древний отдел мозга расположен в каудальной (хвостовой части) головного мозга, ближе всего к спинному мозгу, в который он непосредственно и переходит. Ствол мозга (truncus encephali) подразделяется на три отдела:

• продолговатый мозг, или medulla oblongata;

• мост, pons;

• средний мозг, mesencephalon.

Ниже продолговатого мозга, его продолжением, вплоть до 2 поясничного позвонка является спинной мозг. Выше среднего мозга находится промежуточный мозг, и они разделены между собой мостом.

Кроме этого, именно из ствола выходят (и входят, соответственно), 10 пар черепно-мозговых нервов с каждой стороны. Всего у человека 12 пар этих нервов, но первые две пары – обонятельные и зрительные нервы, являются непосредственно выростами мозга. Остальные ЧМН (черепно-мозговые нервы) относятся к нервам каудальной группы, и филогенетически развились из жаберных дуг. Поэтому важной функцией ствола головного мозга является координация и управление этими разнообразными нервами, о которых речь пойдет ниже.

В небольшом объеме ствола «запрессовано» и сконцентрировано несметное количество проводящих путей. Все, что связывает голову с телом, проходит через структуры ствола по чувствительным, двигательным и вегетативным пучкам. Некоторые из этих путей на своем пути образуют переход на противоположную сторону ствола, некоторые – переключаются на другие нейроны.

Именно в стволе мозга залегает множество ядер этих десяти пар черепно-мозговых нервов, основная функция которых – управление этими нервами. Строение этих ядер сложное: есть чувствительные, есть моторные (двигательные), а есть секреторные ядра (вегетативные).

Кроме ядер, в стволе залегают красные ядра и черная субстанция, которые относятся к структурам экстрапирамидной системы, которая заведует тонусом мышц и бессознательными движениями. В стволе существуют ядра моста и ядра олив продолговатого мозга.

К стволу относится такое любопытное образование, как пластинка крыши четверохолмия. Она отвечает за передачу зрительных и слуховых импульсов, которые происходят бессознательно. Именно там возможны переключения частей зрительного анализатора на слуховые у человека.

Вы спросите: «какое это имеет значение»? А вот какое. Если рядом с вами раздался внезапно громкий хлопок, или выстрел, то вы непроизвольно моргнёте. Это произойдет совершенно бессознательно. Рефлекторная защита органов зрения при сигнале опасности, который получен через органы слуха – вот одна из многих функций верхних отделов ствола. Нет необходимости подключать сюда кору мозга и части, отвечающие за сознание. Думать некогда! Достаточно «перебросить провода» с чувствительной части рефлекторной дуги сразу на двигательные, что и сделано природой.

Весь ствол головного мозга, включая мост, погружен в ветвистую сеть нейронов, которая образует ретикулярную формацию. Ее анатомия очень сложна. Эта формация имеет очень большое значение для «растительной жизни», она отвечает за координацию дыхания и кровообращения у человека.

Кроме этого, значительная часть ретикулярной формации оказывает активизирующее влияние на вышележащие структуры, в том числе кору. Именно она отвечает за наличие сознания и бодрствования днем.

Немного о поражении ствола

Поскольку эта статья не предполагает подробное изложение неврологических синдромов и симптомов, то вкратце опишем, чем проявляются поражения продолговатого мозга.

На очень маленьком пространстве ствола расположено обилие проводящих путей и ядер нервов. Анатомически эту часть ЦНС относят к самым сложным в организме человека. Поэтому, даже очень маленький, миллиметрового размера очаг составляет большую проблему для здоровья. Чаще всего, основные симптомы поражения ствола включают такие симптомы, как:

• нарушение функции черепно-мозгового нерва на стороне очага;
• паралич одноименных конечностей с другой стороны, поскольку двигательные пучки в мосту образуют перекрест.

В отечественной литературе такое заболевание называют альтернирующими синдромами. Их насчитывается около десятка. Их называют по именам открывших их исследователей (Фовилля, Дежерина, Мийяра – Гюблера, Валленберга – Захарченко, Вебера, Авеллиса, Бенедикта и др.). Их причина может быть различна. Иногда очаг образован опухолью, иногда – ишемическим инсультом.

Мы познакомились очень коротко с общим строением ствола мозга. Теперь расскажем несколько более подробно о структурах, которые составляют ствол мозга у человека.

Черепно-мозговые нервы

Но вначале мы кратчайшим образом опишем функцию десяти пар черепно-мозговых нервов, поскольку без этого невозможно оценить строение ствола мозга человека. Чтобы не превращать статью в учебник, мы не будем давать данные о локализации и симптомах поражений этих нервов, а дадим общую, обзорную картину.

В стволе мозга залегают 10 пар нервов, и они имеют много типов различных волокон:

• чувствительные соматические – несут информацию от кожи, сухожилий, проводят боль, чувствительность, температурное чувство, осязание, и др;

• чувствительные вегетативные – проводят боль от внутренних органов. Известно, что 10 пара – блуждающий нерв – спускается в брюшную и грудную полость, иннервируя сердце, кишечник и пр.;

• специальные чувствительные (зрение, слух, вкус, обоняние);

• общие двигательные (к скелетным мышцам, которые подвластны нашей воле – мигание, жевание);

• вегетативные двигательные (которые работают без нашего желания – иннервация слюнных желез, гладких мышц бронхов, миокарда);

Какие нервы выходят из ствола? Приведем кратко в импровизированной таблице их функции и названия, а также количество ядер. Каждое ядро имеет пару с другой стороны. Если охота поломать голову более крепко, можно взять любой серьезный учебник анатомии и неврологии.

На иллюстрации приведены некоторые проекции ядер черепно-мозговых нервов в «профиль».

• 3 пара, или глазодвигательный нерв. Обеспечивает движения глазного яблока, расширение и сужение зрачка, обеспечивает мышечное чувство (то есть мы с закрытыми глазами понимаем, в какую строну у нас смотрят глазные яблоки). Имеет 2 ядра;

• 4 пара, блоковый нерв. Иннервирует одну мышцу глаза, имеет одно ядро;

• 5 пара, тройничный нерв. Состоит из чувствительных и двигательных, вегетативных волокон. Обеспечивает чувствительность кожи лица, слизистой рта, конъюнктивы. Приступы невралгии, зубная боль – это «его рук дело». Также иннервирует жевательные мышцы. Имеет 2 ядра;

• 6 пара, или отводящий нерв. Иннервирует одну латеральную мышцу глаза, имеет одно моторное ядро. Самый простой нерв. При поражении возникает поворот одного глазного яблока к носу, поскольку здоровая мышца – антагонист продолжает тянуть яблоко на себя. Таких людей вы много раз видели. Проявляется сходящимся косоглазием;

• 7 пара, фациалис, лицевой нерв. Иннервирует все мимические мышцы лица, носовые и слезные железы, отвечает за слюноотделение и вкус на передних 2/3 языка, а также обеспечивает чувствительность кожи уха, перепонки и слухового прохода. Имеет 2 ядра в стволовой части и 2 в ганглиях на периферии;

• 8 пара, преддверно-улитковый нерв. Несет специальные импульсы: равновесия и слуха. Имеет 2 ганглия (узла) на периферии, ядер в составе стволовой части мозга нет;

• 9 пара, языкоглоточный нерв. Имеет два сложных ядра в мозге и по 3 ядра с каждой стороны в ганглиях. Отвечает за вкус, слюноотделение, чувствительность на задней части языка, глотки, за глоточные рефлексы и чувствительность среднего уха;

• 10 пара – вагус. Самый длинный нерв, после седалищного. Имеет два ядра в составе ромбовидной ямки и 2 в ганглиях. Иннервирует мускулатуру глотки, несет парасимпатическую иннервацию к легким и сердцу. Замедляет темп сердечных сокращений, снижает давление. Двусторонняя перерезка вагуса, или двустороннее поражение вегетативных ядер ведет к смерти;

• 11 пара – добавочный нерв. Имеет одно ядро, «занимается» мышцами гортани и глотки;

• 12 пара – подъязычный нерв. Имеет одно моторное ядро, заставляет двигаться язык.

Все проводящие пути этих нервов входят и выходят из стволовой части мозга. Не правда ли, анатомия ствола немного усложнилась? И это без того, что почти каждый нерв разделяется на несколько самостоятельных ветвей. Но это еще не все. Приступаем к обзору строения частей стволового отдела мозга человека.

Продолговатый мозг

Это самая древняя часть головного мозга, самая хвостовая (каудальная), и поэтому она заслуживает всякого уважения. Этот отдел расположен между первой парой шейных корешков спинного мозга, проходит внутрь черепа через большое затылочное отверстие, и заканчивается у границы с мостом.

Внешний вид

Если смотреть сзади, то на поверхности видны бугорки ядер пучков, несущих суставно-мышечное чувство (клиновидного и тонкого). Именно в продолговатом мозге, между верхними и нижними ножками мозжечка, находится «гроза всех студентов» – ромбовидная ямка, которая образована дном IV желудочка головного мозга, в котором залегают несколько десятков ядер черепно-мозговых нервов. Строение ямки нужно знать наизусть, а также все признаки поражения не только ядер, но и нервов на различных уровнях.

При боковом осмотре хорошо видны пирамиды. Их образуют двигательные нисходящие пути, образующие столбы. Рядом расположены оливы, в которых лежат одноименные ядра. Отдельно сбоку выходит 12-я пара черепных нервов: подъязычный нерв (соответственно, справа и слева). Сзади олив попарно выходят корешки добавочного, блуждающего и языкоглоточных нервов. Рядом пролегают пути тройничного нерва и спиномозжечкового пути.

Внутреннее строение

Внутренняя анатомия продолговатого мозга – это продолжение путей спинного мозга, их концентрация и переключение. Здесь залегают ядра суставно-мышечного чувства от мышц всего тела, идут вверх проводники боли и температуры, пути равновесия конечностей и статокинетического анализатора поднимаются к мозжечку.

Ядра олив вместе с путями к мозжечку относятся к филогенетически новой в развитии человека системы координации произвольных движений.

Из нисходящих путей продолговатого мозга можно отметить руброспинальный путь (бессознательные движения), тектоспинальные пучки (моторная реакция на громкие звуки, описанная выше). Строение продолговатого мозга именно благодаря вегетативным ядрам вагуса, или 10 пары ЧМН, оказывается уязвимым к компрессии и ишемии.

Если бы эти ядра дублировались в другом месте, например, были вынесены развитием человека ниже полости черепа, то отек мозга не угрожал бы жизни.

Мост

Мост образован широкими волокнами, которые как бы опоясывают продолговатый мозг с двух сторон, и уходят к полушариям мозжечка.

Внешний вид

Мост – это плотнейший сгусток различных путей, от коры к нижележащим отделам. Кроме того, в мосту залегают промежуточные нейроны, в которых переключаются пути к мозжечку. Посередине моста есть ложбинка, в ней проходит крупная основная (базилярная артерия). По бокам от артерии лежат валики мощно выраженных пирамидных путей.

На задней части моста видны дно желудочка, и направления латеральных апертур Люшки, непарного отверстия Мажанди, которые образуют ликворопроводящие пути головного мозга.

Внутреннее строение

Мост на разрезе переливается как муар, или шелк. Он состоит из бесчисленного количества проводящих путей. Вся связь с корой проходит по корково-мостовым путям: от затылочных долей, лобных, височных, теменных. Соответственно, есть окципто-, фронто-, темпоро -, париетопонтинные пучки, которые «вливаются» в мост.

В мосту находится хитроумный поворот и перекрут волокон в медиальной петле. Благодаря этому изменению ориентации ощущения от ноги лежат более наружно, чем от шеи, нарушая закон эксцентричности проводников, согласно которому, чем дальше от центра – тем более вышележащие проводники прибавляются в пучке.

Для того, чтобы наши произвольные движения были тонкими и точными, а не «дергаными», приказы из коры мозга переключаются в ядрах моста, попадают в мозжечок, сопрягаются с данными суставно-мышечного чувства и равновесия, а затем, после проверки, в составе верхних ножек мозжечка и зубчатых ядер, вновь возвращаются в кору, с «контрольным докладом». Поэтому в толще моста есть специальные пучки для связи с ядрами мозжечка и вестибулярными ядрами.

Средний мозг

Он находится между промежуточным мозгом и мостом. Средний мозг – самый молодой стволовый отдел головного мозга человека.

Внешний вид

На передней поверхности среднего мозга видны толстые пучки волокон – ножки мозга. Вверху с боков их огибают зрительные тракты. Между ними выходят нервы 3-й пары ЧМН – глазодвигательные.

Задняя поверхность среднего мозга называется покрышкой. Именно там расположено четверохолмие и его пластинка. В верхних холмиках обрабатывается часть зрительной, в нижних - часть звуковой информации, которая не нуждается в осознании. Из-под нижних холмиков с задней поверхности выходит пара блоковых нервов, которые есть единственная пара ЧМН, вообще выходящая с задней поверхности мозга.

Внутреннее строение

Мы уже говорили, что часть среднего мозга состоит из четверохолмия, которое регулирует старт – рефлекс, который оформился как защита в филогенетическом развитии человека. Моторный компонент реализуется через тектоспинальный путь.

Кроме этого, голова и глаза поворачиваются в ответ на интересующий звук, либо поворачиваются прочь, если раздражитель слишком сильный. Средний мозг, посредством ядер глазодвигательного нерва (вегетативной части) регулирует размер зрачка.

Важной частью среднего мозга являются крупные красные ядра. Они получают информацию от мозжечка (от его пробкового и зубчатого ядра), и также занимаются регуляцией точных движений.

Кроме этого, через средний мозг проходит медиальный продольный пучок, который и занимается сочетанным поворотом головы и глаз, и лежит в нем много ядер. Одно из них называется ядром Даркшевича, в честь Ливерия Осиповича Даркшевича, основателя Казанской школы неврологов, который и открыл эту структуру в XIX веке. Также он был первым, кто описал рефлекторную дугу зрачкового рефлекса.

В этом отделе ствола также лежит черная субстанция, поскольку в ней содержится меланин. Она «заведует» бессознательными движениями, мышечным тонусом. При дефиците меланина возникает тремор, и появляются признаки болезни Паркинсона.

В заключение нужно сказать, что мы смогли вкратце описать едва ли не десятую часть всего того, что содержит в себе филогенетически древний, но необходимый отдел центральной нервной системы – ствол головного мозга. Не относясь к высшей нервной деятельности, тем не менее, он все делает для того, чтобы освободить кору головного мозга от ежесекундных «мелочей», таких, как обдумывания, глотать или не глотать, или моргать или не моргать.

Ствол головного мозга нуждается в меньшем количестве кислорода и глюкозы, чем кора больших полушарий, поскольку он закален миллионами лет эволюции. Обычно, при тяжелых заболеваниях и смерти мозга погибает только кора. Ствол головного мозга исправно функционирует до тех пор, пока не отключают аппарат искусственной вентиляции легких. Это показывает его стойкость и неприхотливость.

Данная статья ставила своей целью пробудить интерес человека к человеку, поскольку нет ничего более интересного, чем уникальная функция живой материи к познанию самой себя. 

Читайте также

Рекомендуем

Кора большого мозга

Борозда мозолистого тела