Similar presentations:
Краткая функциональная характеристика основных отделов ЦНС
1.
Кафедра нормальной физиологии ДГМУРаздел: «Физиология центральной
нервной системы»
ТЕМА ЛЕКЦИИ:
«Краткая функциональная характеристика
основных отделов ЦНС»
Доцент А.Х. Измайлова
1
2.
Вопросы частной нейрофизиологии2
3.
Физиология спинного мозга• Спинной мозг (СМ) - наиболее древнее образование ЦНС.
• Характерная особенность его строения - сегментарность.
• Сегмент – это участок СМ с отходящими от него двумя парами
задних (дорсальных) и передних (вентральных) корешков.
Таких сегментов в СМ 31-33 (8 - шейных, 12 - грудных, 5 поясничных, 5 - крестцовых и 1-3 копчиковых).
• Каждый сегмент СМ иннервирует определенный участок тела
(метамер).
• Нейроны СМ образуют серое вещество в виде передних и
задних рогов, а также промежуточной зоны. Они выполняют
рефлекторную функцию спинного мозга.
• Задние рога содержат нейроны, в которых переключается вся
сенсорная информация от рецепторов; они передают
импульсы дальше - в вышележащие структуры головного
мозга.
• Передние рога содержат нейроны (мотонейроны), дающие
аксоны к мышцам, они являются эфферентными. Все
нисходящие
пути
двигательных
реакций
от
коры,
подкорковых структур и ствола мозга заканчиваются в
передних рогах СМ.
3
4.
На поперечном разрезе СМ:• В центре – серое вещество (тела нейронов,
дендриты): обработка информации.
• Вокруг серого – белое вещество (аксоны) – обмен
информацией с головным мозгом.
• Серое вещество делится на задние, боковые и
передние рога.
• В задние рога входят задние корешки (аксоны
нейронов спинальных ганглиев);
• Из передних и боковых рогов выходят передние
корешки.
• Передние и задние корешки сливаются в
спинномозговой нерв. На задних корешках
находятся спинномозговые ганглии, которые
содержат афферентные (сенсорные) нейроны.
4
5.
6.
Закон Белла-МажандиСогласно этому закону – функция задних и передних корешков
различна: задние корешки являются чувствительными
(афферентными), по ним нервные сигналы от рецепторов
доставляются в ЦНС, передние корешки – двигательные
(эфферентные), они доставляют информацию от ЦНС к мышцам
и внутренним органам.
7.
Функции спинного мозгаСпинной мозг выполняет 2 функции - рефлекторную и
проводниковую.
Рефлекторная функция состоит в том, что в СМ находятся
нервные центры, регулирующие соматические и
вегетативные рефлексы.
Проводниковая функция заключается в том, что через
спинной мозг проходят проводящие нервные пути восходящие - от рецепторов к структурам головного
мозга и нисходящие - от структур головного мозга через
СМ к исполнительным органам.
Рефлексы,
которые
регулируются
центрами
СМ
называются спинальными. Различают двигательные
(соматические)
рефлексы,
которые
регулируют
двигательные функции тела и вегетативные рефлексы,
регулирующие деятельность внутренних органов и
кровеносных сосудов.
7
8.
89.
Рефлексы спинного мозга• Двигательные рефлексы СМ делятся на простые и
сложные.
Наиболее
простыми
соматическими
рефлексами спинного мозга являются сухожильные
рефлексы или рефлексы растяжения.
• Рефлекторная дуга этих рефлексов не содержит
вставочных нейронов, поэтому путь, по которому они
осуществляются, называются моносинаптическим, а
сами рефлексы моносинаптическими.
• Вызываются эти рефлексы ударом неврологического
молоточка по сухожилиям. Рефлекторная реакция
проявляется в виде резкого сокращения мышцы.
• Особенно выражены сухожильные рефлексы в мышцах
разгибателей ноги, таких, как четырехглавая мышца
бедра (коленный рефлекс) или трехглавая мышца
голени (ахиллов рефлекс).
9
10.
Рефлексы спинного мозга• Однако сухожильные рефлексы вызываются и в
мышцах-сгибателях. На руке они четко проявляются
на двуглавой и трехглавой мышцах, на лице —
на мышцах нижней челюсти.
• Замыкание цепи ахиллова рефлекса происходит на
уровне 1-2 сегмента крестцового отдела СМ, коленного
рефлекса – 2-4 поясничного, рефлекса сгибания
предплечья – 4-6-го шейного сегментов.
• Эти рефлексы имеют важное диагностическое значение в
неврологической практике. С помощью этих рефлексов
можно определить:
На каком уровне СМ локализован патологический
процесс.
Определить
недостаточность
или
избыточность
возбуждения нервных центров.
Установить сторону поражения СМ, определяя рефлексы
на правой и левой стороне тела.
10
11.
12.
13.
14.
Рефлексы спинного мозга• Существует вторая группа рефлексов, осуществляемых с
участием СМ, которые являются более сложными, так как
включают много вставочных нейронов и поэтому
называются полисинаптическими.
• Выделяют три группы этих рефлексов:
Ритмические - к ним относится чесательный рефлекс у
животных, ходьба у человека.
Позные (поддержание позы). - это большая группа
рефлексов, направленных на поддержание определенной
позы, что возможно при наличии определенного
мышечного тонуса.
Шейные или тонические рефлексы. Они возникают при
поворотах и наклонах головы, что вызывает растяжение
мышц
шеи,
в
результате
чего
происходит
перераспределение тонуса мышц тела.
14
15.
Шейные тонические рефлексы• Шейные тонические рефлексы запускаются при возбуждении
проприоцепторов мышц шеи. Как показали опыты голландского
ученого Р. Магнуса, шейные тонические рефлексы в зависимости от
положения головы относительно туловища вызывают следующие
изменения тонуса у животных:
• откидывание головы назад - возрастание тонуса разгибателей
передних и уменьшение тонуса задних конечностей;
• опускание головы - понижение разгибательного тонуса передних
конечностей при увеличении тонуса разгибателей задних
конечностей;
• наклон или поворот головы - компенсаторное усиление
разгибательного тонуса передней и задней конечностей на той
половине тела, в сторону которой произошел наклон (или поворот)
головы.
15
16.
17.
18.
19.
20.
Основные отделы головного мозга21.
Физиология ствола мозга• Ствол мозга включает: продолговатый мозг, варолиев
мост с мозжечком (задний мозг), а также средний мозг.
Продолговатый мозг (ПМ)
• Является продолжением СМ; его длина составляет
примерно 2,5 см.
• Рефлекторная функция ПМ осуществляется ядрами
черепно-мозговых нервов (от VIII по XII пары).
• ПМ регулирует жизненно важные функции: дыхание,
работу сердца и сосудов, ЖКТ.
• Здесь расположены центры защитных рефлексов
(чихания, кашля, слезоотделения, мигания, рвоты).
• Осуществляет регуляцию сложно координированных
рефлексов жевания, глотания, сосания.
• Регулирует рефлексы позы, положения тела в
пространстве при выполнении различных движений.
21
22.
23.
Продолговатый мозг – как «жизненный узел»• Продолговатый мозг, где расположены дыхательный
центр, центры регуляции сердца и сосудов, а также
других жизненно важных функций называют «жизненным
узлом», т.к. даже небольшая травма этого отдела ЦНС,
протяженностью всего в 25 мм, несовместима с жизнью
(у
человека
останавливается
дыхание,
падает
артериальное давление, может произойти остановка
сердца).
• За счет комплекса расположенных в ПМ вестибулярных ядер
осуществляются
важные
статические
и
статокинетические
рефлексы.
Статические рефлексы обеспечивают определенное позу тела в
пространстве в условиях покоя. Например, при неудобном
положении тела включаются выпрямительные рефлексы.
Статокинетические рефлексы обеспечивают перераспределение
тонуса мышц туловища и шеи при выполнении движений, связанных
с изменением скорости - ускоренные, замедленные, вращательные.
Они направлены на поддержание равновесия тела. Примером
статокинетического рефлекса является лифтный рефлекс.
23
24.
2425.
Варолиев мостВаролиев мост (pons) – это часть заднего мозга, расположенный
между продолговатым и средним мозгом. Варолиев мост состоит
из покрышки, в которой расположены скопления серого вещества —
ядра черепных нервов, и основания, содержащего проводящие
пути.
Здесь находятся ядра черепных нервов от V по VIII.
5 пара – тройничный нерв иннервирует жевательные мышцы и
обеспечивает процесс жевания; осуществляет напряжение мышц
мягкого неба и барабанной перепонки.
6 пара - отводящие нервы содержат двигательные волокна, которые
обеспечивают поворот глаза кнаружи.
7 пара – лицевой нерв отвечает за мимику лица.
8 пара – преддверно-улитковый нерв доставляет информацию о
положении тела в пространстве.
Также здесь находится пневмотаксический центр, регулирующий
продолжительность фаз вдоха, выдоха и паузы между ними.
Основание варолиевого моста включает в себя пути, идущие от коры
к мосту, продолговатому, спинному мозгу и мозжечку.
25
26.
27.
28.
Физиология мозжечка• Мозжечок является древней структурой ЦНС.
• Он состоит из двух полушарий, червя и клочковоузелковых (флоккулонодулярных) долей.
• Полушария
мозжечка
покрыты
корой
и
имеют
подкорковые ядра (пробковидное, зубчатое, шаровидное
ядра, ядро шатра).
• Мозжечок участвует в координации и регуляции
произвольных и непроизвольных движений, а также в
регуляции поведения и вегетативных функций.
• Функционально в нем выделяют древнюю, старую и
новую части.
• Древняя
часть
(архицеребеллюм)
представлена
клочково-узелковой долей – она участвует в регуляции
тонуса мышц, позы и равновесия (получая информацию
от вестибулярного аппарата и вестибулярных ядер).
28
29.
Физиология мозжечка• Старый мозжечок (палеоцеребеллюм) состоит из участков
червя, язычка и околоклочкового отдела. Получает в основном
информацию от проприорецепторов. Участвует в координации
позы и целенаправленных движений.
• Новый
мозжечок
(неоцеребеллум)
представлен
корой
полушарий мозжечка и участками червя; в него поступает
информация от коры головного мозга, зрительной и слуховой
сенсорной
систем.
Участвует
в
программировании
и
контролировании произвольных движений.
• Кора мозжечка состоит из 3 слоёв: 1) верхний (молекулярный);
2) средний (ганглиозный) составляют грушевидные нейроны
(клетки Пуркинье). Это главная функциональная единица коры
мозжечка и они являются единственными эфферентными
нейронами коры мозжечка, которые связывают её с
внутримозжечковыми нейронами и вестибулярными ядрами; 3)
нижний (гранулярный) образован из клеток-зёрен и клеток
Гольджи.
29
30.
3031.
Физиология мозжечка• Из мозжечка информация направляется через верхние ножки: в таламус, ядра ствола мозга, РФ;
через средние ножки: в лобные отделы коры головного
мозга;
через
нижние
ножки:
к
вестибулярным
ядрам
продолговатого мозга, оливам, РФ.
• При повреждении мозжечка нарушаются двигательные и
вегетативные функции.
• Впервые удаление мозжечка в эксперименте провел
итальянский
физиолог
Лючиани (1907), который
наблюдал у собаки три характерных симптома (триада
Лючиани): 1) атония - отсутствие мышечного тонуса; 2)
астения - повышенная утомляемость, снижение силы
мышц; 3) астазия - утрата способности к длительному
сокращению мышц.
31
32.
Последствия повреждения мозжечкаУ человека повреждение мозжечка проявляется
следующими симптомами:
атаксия
нарушение
координации
движений,
невозможность выполнения движений в нужном порядке
или в определённой последовательности (адиадохокинез,
«пьяная» походка, асинергия);
дистония - непроизвольное повышение или понижение
мышечного тонуса;
тремор - дрожание пальцев рук, кистей, головы в покое;
астения; астазия (см выше); в результате астазии
затрудняется стояние, сидение;
дисметрия - нарушается равномерность движений, они
либо излишние (гиперметрия), либо недостаточные
(гипометрия).
адиадохокинез - больной не может выполнять быструю
смену движений: сгибание-разгибание пальцев, смену
пронации супинацией и наоборот.
32
33.
3334.
35.
3536.
Физиология среднего мозга• В состав среднего мозга входят бугры четверохолмия, красное
ядро, чёрная субстанция, ядро глазодвигательного нерва (III
пара черепных нервов) и ядро блокового нерва (IV пара).
• Бугры четверохолмия включают в себя верхнее и нижнее
двухолмие.
• Верхнее двухолмие является первичным центром зрения,
здесь происходит переключение импульсов, поступающих от
рецепторов глаза на нейроны, которые посылают сигналы в
зрительную
область
коры.
Они
осуществляют
ориентировочную реакцию на свет - поворот головы и глаз на
световой раздражитель.
• Нижнее двухолмие осуществляет ориентировочные реакции
на звук, т.е. здесь находятся первичные центры слуха.
• В целом ядра четверохолмия осуществляет сторожевые
рефлексы, т.е. вздрагивание, настораживание на сильный
звуковой
или
световой
раздражители,
которые
сопровождаются вегетативными реакциями.
36
37.
Физиология среднего мозга• В чёрной субстанции среднего мозга находятся нейроны, которые
осуществляют координацию рефлексов жевания и глотания,
координацию мелких движений пальцев (игра на пианино, скрипке),
обеспечивает пластический тонус человека, участвуют в сокращении
мимических мышц.
• При поражении дофаминергических нейронов чёрной субстанции
(например, при атеросклерозе сосудов головного мозга) развивается
болезнь - паркинсонизм (тремор; амимия – маскообразное лицо;
расстройство эмоций и др. симптомы).
• Красное ядро получает импульсы от мозжечка, моторной зоны коры
и ядер подкорки. Они оказывают тормозящее влияние на
мотонейроны разгибателей (через вестибулярное ядро Дейтерса и
ретикулярную формацию).
• При повреждении красных ядер наступает децеребрационная
ригидность. Децеребрация – это операция перерезки между
верхними и нижними бугорками четверохолмия, когда красное ядро
остаётся выше перерезки. При этом у животного поднят хвост,
запрокинута голова, разогнуты все конечности. То есть, резко
повышен тонус мышц-разгибателей.
37
38.
Красное ядро – регулируетмышечный тонус и
правильное положение
тела в пространстве.
Черная субстанция –
также регулирует
мышечный тонус, тонкие
движения пальцев рук,
участвует в регуляции
актов жевания, глотания,
артериального давления и
дыхания.
Четверохолмие. Верхние
холмики четверохолмия –
реакция на новые зрительные
стимулы. Нижние холмики
четверохолмия – реакция на
новые звуковые стимулы.
При появлении новых стимулов
холмики четверохолмия запускают
ориентировочную реакцию –
поворот глаз, головы и всего тела
в сторону источника сигнала («что
такое?»).
Центральное серое вещество (ЦСВ) –
продолжение ретикулярной формации
продолговатого мозга и моста, является главным
центром сна.
38
39.
40.
41.
Физиология ретикулярной формации• Ретикулярная формация (РФ) – это диффузная сеть нейронов,
тянущаяся от СМ до неспецифических ядер таламуса.
• РФ связана практически со всеми структурами ЦНС и состоит
из нейронов разных размеров с огромным количеством
отростков, коллатералей, множеством электрических и
химических синапсов.
• Различают
восходящие
и
ниcходящие
влияния
РФ.
Восходящие
влияния
(на
кору
б.п.)
обычно
носят
активирующий характер - РФ повышает тонус коры и
возбудимость её нейронов, не изменяя характера ответов на
раздражители.
• Нисходящее влияние (на спинной мозг) открыто И.М.
Сеченовым (1862) в опыте «центрального торможения», с
кристалликом хлорида натрия, помещённым на таламус
лягушки. При этом он наблюдал торможение сгибательного
рефлекса задней лапки. В настоящее время установлено, что
РФ может оказывать на функцию СМ не только тормозящее, но
и стимулирующее влияние.
41
42.
43.
Промежуточный мозг• Расположен между средним и конечным мозгом вокруг III желудочка
мозга. Он состоит из таламической области и гипоталамуса.
• Таламическая область включает таламус, метаталамус (коленчатые
тела) и эпиталамус (эпифиз).
44.
45.
ТАЛАМУС• Таламус - «зрительный бугор», в котором до 40
ядер, которые объединяются по функции в 3
группы:
1) специфические (релейные);
2) ассоциативные;
3) неспецифические.
• Сенсорные
(релейные)
ядра
делятся
на:
сенсорные и несенсорные.
• Сенсорные релейные ядра переключают всю
афферентную импульсацию от рецепторов
(зрительных, слуховых, вкусовых и др.) в
сенсорные зоны коры большого мозга.
• Несенсорные релейные ядра переключают в кору
несенсорные импульсы из разных отделов ЦНС.
46.
Функциональная роль ядер таламуса• Ассоциативные ядра таламуса получают входы не от
сенсорных систем, а от других ядер таламуса.
Эфферентные выходы от этих ядер направляются в
основном в ассоциативные поля коры б.м.
• В свою очередь кора мозга посылает сигналы к
ассоциативным ядрам, регулируя их активность.
• Интегративная функция ассоциативных ядер заключается
в объединении деятельности как таламических ядер, так и
различных зон ассоциативной коры полушарий мозга.
• Неспецифические ядра являются эволюционно более
древней частью таламуса. К ним поступает информация
по коллатералям через РФ от специфических сенсорных
систем.
• Неспецифические ядра имеют двусторонние связи с
другими таламическими ядрами и структурами ствола
мозга.
• Они имеют диффузные проекции ко всем областям коры,
регулируют активность корковых нейронов.
47.
ТаламусГипофиз
Эпифиз
Гипоталамус
Таламус – фильтрует информацию,
Мозжечок
поднимающуюся в кору
Продолговатый мозг пропуская сильные и новые
больших полушарий,
сигналы (непроизвольное внимание), а также
сигналы, связанные с текущей деятельностью коры
(«по заказу» коры, произвольное внимание).
Ножки мозга
Четверохолмие
Мост
47
48.
Функции гипоталамуса• Гипоталамус (ГТ) объединяет функции вегетативной,
соматической и эндокринной систем, играет важную роль
в поддержании постоянства внутренней среды организма
(гомеостазиса).
• Включает до 40 парных ядер. Главные афферентные
входы в ГТ - от коры б.м., лимбической системы,
базальных ганглиев и РФ ствола мозга. Эфферентные
выходы - на РФ, вегетативные центры ствола мозга и СМ.
• Гипоталамус является высшим подкорковым центром,
регулирующим вегетативные функции (деятельность
внутренних органов, обмен в-в, энергии и т.д.).
• Здесь расположены центры голода и насыщения,
терморегуляции, всех видов обмена веществв, центры сна,
бодрствования, центры биологических мотиваций и
эмоций.
• Гипоталамус составляет важную часть лимбической
системы мозга.
49.
Лимбическая система50.
Лимбическая система• Лимбическая система (ЛС) - это функциональное
объединение структур среднего, промежуточного и
конечного мозга, которые участвуют в организации
мотивационных, эмоциональных и вегетативных реакций
организма.
• Сюда
входит
древняя
кора
(препериформная,
периамигдалярная кора, обонят. луковицы, обонят.
тракты), старая кора (гиппокамп, зубчатая фасция и
поясная извилина), срединная кора (островковая кора,
парагиппокампальная извилина).
• ЛС включает в себя также подкорковые образования:
миндалины
мозга,
ядра
перегородки,
переднее
таламическое ядро, сосцевидные (мамилярные) тела.
• Особенность ЛС - наличие между её структурами
двусторонних связей, образующих замкнутые круги.
51.
Лимбическая система• В так называемый «круг Пейпеса» входят:
гиппокамп - маммилярные тела - передние ядра
таламуса
кора
поясной
извилины
парагиппокампальная извилина - гиппокамп.
Этот
круг
обеспечивает
за
эмоции,
формирование памяти и обучение
• Другой круг: миндалина – гипоталамус –
мезенцефальные
структуры
–
миндалина
регулирует агрессивно-оборонительные, пищевые
и сексуальные формы поведения.
• ЛС называют также висцеральным мозгом,
подчеркивая тем самым важную роль, которую
она играет в регуляции деятельности внутренних
органов.
52.
53.
Лимбическая система• Более всего изучены такие структуры ЛС как
гипоталамус, миндалина и гиппокамп. Так,
доказано, что гиппокамп и связанные с ним зоны
лобной коры играют важную роль в механизмах
памяти и обучения.
• В эволюционном аспекте ЛС сформировалась в процессе
усложнения форм поведения организма, перехода от
жестких,
генетически
запрограммированных
форм
поведения к пластичным, основанным на обучении и
памяти.
•В
настоящее
время
довольно
распространенным
эмоциональным
нарушением,
связанным
с
патологическими функциональными изменениями в
структурах ЛС, является состояние тревоги, которое
проявляется в двигательных и вегетативных нарушениях,
возникновение чувства страха перед реальной или
вымышленной опасностью.
54.
Базальные ядра• Базальные ганглии (БГ) или подкорковые ядра расположены внутри переднего мозга, в основном
в лобных долях.
• К ним относят - хвостатое ядро и скорлупу
(которые объединяют под названием «полосатое
тело»), ограду и бледный шар.
• БГ участвуют в организации двигательной
функции организма:
играют главную роль в
процессе перехода от замысла (фазы подготовки)
движения к выбранной программе действия (фазе
выполнения движения).
• Полосатое
тело
принимает
участие
в
организации
и
регуляции
движений
и
обеспечении перехода одного вида движения в
другое;
участвуют
в
закреплении
профессиональных двигательных автоматизмов.
55.
Базальные ядра• Полосатое
тело
регулирует
сложные
двигательные
функции,
безусловнорефлекторные
реакции
цепного
характера (бег, плавание, прыжки), инстинкты.
При его поражении возникают гиперкинезы –
избыточные движения.
• Бледный шар является центром сложных
двигательных реакций (ходьба, бег), формирует
сложные мимические реакции, распределение
мышечного тонуса. При поражении бледного
шара
движения
теряют
свою
плавность,
становятся
скованными,
неуклюжими.
Разрушение – ведет к адинамии, отвращению ко
всякому движению.
56.
Базальные ядра• Связи БГ с др. структурами мозга имеют характер
функциональных петель.
• Так, скелетомоторная петля: «кора - БГ- двиг. ядра
таламуса - кора» - регулирует силу, амплитуду,
направление движения.
• Другая петля - глазодвигательная - регулирует движение
глаз.
• Симптомы, связанные с нарушением двигательных
функций при поражении БГ, можно разделить на
гипофункциональные
(дефицит
движений),
и
гиперфункциональные (избыточность движений).
• Поражение БГ приводит к возникновению болезни
Паркинсона, имеющей целый ряд симптомов, из которых
главными являются ригидность, тремор и акинезия
(отсутствие движений).
57.
Дорогие студенты!• Успешность усвоения Вами вопросов частной нейрофизиологии
на 99% зависит от ваших «анатомических» знаний мозга.
• Мозг, как Вы убедились, устроен сложно - и структурно, и
функционально.
• Выражение «как много надо знать, чтобы знать, как мало мы
знаем», в полной мере относится к нашим знаниям о работе
мозга.
• Этот «черный ящик» полон загадок и домыслов, а «ключ» к
разгадке многих тайн спрятан так же хитро как смерть Кащея в
детских сказках (на кончике иглы…).
• Очень сомневаюсь, что кому-то удастся создать «искусственный
интеллект» такого уровня, чтобы он мог соперничать с мозгом
«homo sapiens»!
• А у Вас он есть! К тому же не особенно загруженный
медицинской информацией!
• И в этом Ваше преимущество: раз Ваши нейроны испытывают
«информационный голод», то они готовы «съесть» всё!
• Даже самые сложные вопросы физиологии ЦНС. Приятного им
аппетита!