Устройство и работа мозга — курс Вячеслава Дубынина на ПостНауке

Кратко

Лекция Вячеслава Дубынина посвящена устройству и работе мозга, охватывающая ключевые аспекты анатомии и функций центральной нервной системы. Она будет интересна студентам и энтузиастам нейронауки.

Главные мысли

1. Центральная нервная система включает головной и спинной мозг, которые развиваются на ранних стадиях эмбрионального развития.
2. Спинной мозг делится на 31 сегмент, каждый из которых управляет определенной частью тела.
3. Серое вещество спинного мозга обрабатывает сенсорную информацию и управляет рефлексами.

Структура нервной системы0:15

• Центральная нервная система, сокращенно ЦНС, включает головной мозг и спинной мозг.0:15
• Головной мозг и спинной мозг появляются очень рано по ходу развития эмбриона.0:26
• На второй декаде существования будущего человека на поверхности эмбриона начинают возникать складки, которые формируют нервную трубку.0:30
• Передний конец нервной трубки превращается в головной мозг, а задний становится спинным мозгом.0:42
• Спинной мозг — это нервная трубка, которая выросла и достигла размера 40–45 сантиметров.0:53
• Спинной мозг выполняет в нашем организме очень важные функции, связанные с управлением телом.1:03

История изучения спинного мозга1:15

• Со времен Гиппократа и Галена сведения о строении головного и спинного мозга накапливались.1:15
• Гален еще во II веке до н.э. узнал очень много о функциях спинного мозга, о передних корешках, задних корешках, повреждениях спинного мозга на разных уровнях.1:27
• А сейчас спинной мозг изучается на клеточном уровне и оценивается.1:45

Сегменты спинного мозга2:12

• Спинной мозг делится на 31 сегмент.2:12
• Выделяют 8 шейных сегментов, 12 грудных, 5 поясничных и 6 сегментов в крестцово-копчиковом отделе.2:25
• Всего 31 уровень спинного мозга, который соответствует делению на сегменты.2:38

Функции спинного мозга2:55

• Каждым этажом нашего тела управляет свой сегмент спинного мозга.2:55
• Шейные сегменты спинного мозга управляют шеей и нашими руками.3:19
• 12 грудных сегментов управляют туловищем, то есть грудной клеткой и брюшной полостью.3:24
• Поясничные сегменты — это ноги, а крестцово-копчиковый отдел — это область таза и те внутренние органы, которые находятся в тазовой области.3:34
• Каждый сегмент спинного мозга «общается» со своим этажом тела с помощью спинномозговых.3:50

Структура серого вещества6:10

• В поперечном срезе спинной мозг — это овальная структура, почти круглая.6:10
• Центральную часть составляет серое вещество спинного мозга, которое имеет вид бабочки и у нее три крыла.6:25
• Эти крылья называются рога серого вещества спинного мозга.6:29
• Анатомы говорят, что задний — дорсальный, боковой — латеральный, передний — вентральный.6:43
• Серое вещество мозга, в том числе серое вещество спинного мозга, — это нервные клетки и их дендриты.6:50
• Это та зона, которая воспринимает и обрабатывает информацию — думаем мы именно серым веществом.6:57

Обработка сенсорных сигналов8:18

• От тела поступает три типа информации: болевая, кожная и мышечная.8:18
• Боль — это информация о повреждении клеток и ткани.8:31
• Кожная чувствительность включает прикосновения: тепло, холод, вибрация.8:36
• Мышечная чувствительность — это отдельная сенсорная система, которая ведет отчет о состоянии сухожилий, растяжении мышц и положении суставов.8:42
• Существуют особые сенсорные нейроны, расположенные на входе в спинной мозг, которые считывают информацию.8:53
• Спинномозговых ганглиев 31 пара, их количество соответствует числу сегментов.9:21
• В спинномозговом ганглии находятся псевдоуниполярные нейроны, имеющие один отросток, который ветвится на длинный дендрит и аксон.9:30
• Дендрит идет к этажу тела, считывает информацию, а аксон передает сигнал в задний рог серого вещества спинного мозга.9:44

Изучение спинного мозга14:23

• Повреждение спинного мозга возникает, когда позвонки резко сдвигаются, что приводит к частичному или полному разрыву спинного мозга.14:23
• По статистике, повреждение спинного мозга чаще всего происходит в автокатастрофах.14:29
• Вторая опасная ситуация — это ныряние головой вперед в незнакомом месте.14:35
• Если повреждается спинной мозг, сегменты ниже разрыва перестают получать команды от головного мозга и передавать ему информацию.14:46
• Возникает паралич и нарушение чувствительности, и люди должны адаптироваться к жизни, например, на инвалидной коляске.14:55
• Современная медицина позволяет серьезно реабилитировать таких больных и возвращает их к жизни.15:10

Развитие головного мозга15:17

• Когда наступает второй месяц эмбрионального развития, нервная трубка в своей передней части начинает давать вздутия, которые называются мозговыми пузырями.15:17
• Поначалу образуется три мозговых пузыря — их называют первичный задний мозг, первичный средний мозг и первичный передний мозг.15:36
• Первичный задний мозг делится в конце концов на целых три структуры: продолговатый мозг, мост и мозжечок.15:47
• Продолговатый мозг и мост — это зоны, которые выстроены по центральной части нашего головного мозга, и они образуют то, что называется ствол.15:58
• Стволовые структуры являются непосредственным продолжением спинного мозга, то есть нервная трубка становится более широкой и толстой, и возникают продолговатый мозг и мост.16:11
• К стволовым структурам также относится средний мозг, иногда к ним даже относят промежуточный мозг.16:23

Стволовые структуры мозга17:04

• Продолговатый мозг и мост занимаются самыми древними и базовыми функциями нашей нервной системы.17:04
• Они занимаются жизненно важными функциями, без которых организм почти сразу погибает.17:16
• Самая жизненно важная функция — это дыхательная, именно в продолговатом мозге и мосту находится наш дыхательный центр.17:25
• В продолговатом мозге и мосту находятся центры управления сердцем, тонусом сосудов, центры сна и бодрствования.17:30

Черепные нервы18:43

• Головной мозг соединяется с телом через 12 пар черепных нервов.18:43
• Каждый из 12 пар черепных нервов имеет свой характер, свои функции и заслуживает не только номер, но и собственное название.18:57
• Черепные нервы с 5-го до 12-й начинаются в структурах продолговатого мозга и моста.19:10
• Первая пара черепных нервов — обонятельные нервы — связана с большими полушариями.19:18
• Третья и четвертая пары черепных нервов — это пары среднего мозга.19:25
• Нервы с 5-го по 8-й связаны с мостом, а с 9-го по 12-й — с продолговатым мозгом.19:37

Функции черепных нервов19:50

• Тройничный нерв, пятый, складывается из трех веточек: одна идет от лобной зоны, вторая — от зоны верхней челюсти, третья — от зоны нижней челюсти.19:50
• С тройничным нервом связаны кожная, болевая и мышечная чувствительности головы.20:04
• Шестой нерв, отводящий, входит в состав глазодвигательной системы, которая базируется в основном в среднем мозге.20:14
• Седьмой нерв, лицевой, управляет мимическими мышцами: мышцами лба, щек, губ.20:25
• Лицевой нерв управляет частью слюнных желез и слезными железами, что приводит к плачу при активации его волокон.20:45
• С лицевым нервом связана вкусовая чувствительность от передней части языка.20:53

Рефлексы и поведение2:50:40

• Поясная извилина помогает ассоциативной лобной коре оценивать успех или неудачу очередного этапа поведенческой программы.2:50:40
• Каждый раз, когда удачно проходит очередной этап программы, поясная извилина генерирует положительные эмоции.2:51:12
• Если какой-то этап пошел не очень хорошо, поясная извилина генерирует отрицательные эмоции, и лобная кора должна обдумать ситуацию.2:51:22
• Мотонейроны — это особые нервные клетки, которые запускают сокращения поперечно-полосатых мышечных клеток за счет выделения ацетилхолина.2:52:32
• Совокупность мышечных клеток, которые управляются одним мотонейроном, называется двигательная единица.2:53:20
• Наиболее тонкие движения выполняют глазодвигательные мышцы, где в состав двигательной единицы входит всего 5–10 мышечных клеток.2:53:42
• Рефлекторные движения — это реакция на какой-то стимул, возникающая как ответ на сенсорное раздражение.2:55:34
• Рефлексы могут быть врожденными или наученными, но запускающим фактором всегда является сенсорный сигнал.2:55:57
• Коленный рефлекс — это ситуация, когда происходит легкий, но резкий удар по сухожилию четырехглавой мышцы бедра, и в ответ на этот удар мышца сокращается.2:56:54
• Миотатические рефлексы нужны для поддержания позы, они возникают, когда на мышцу поступает дополнительная нагрузка.2:57:17
• Зевание может служить для охлаждения мозга, увеличения кровотока или активации мимических мышц.3:00:27
• Локомоция — это перемещение в пространстве, связанное с ритмичным сгибанием и разгибанием конечностей.3:01:16
• Произвольные движения генерируются корой больших полушарий и требуют значительных ресурсов для выполнения.3:05:42
• Автоматизированные движения — это самые быстрые и точные движения, которые формируются при повторе произвольных движений.3:07:21

Выводы

• Современные методы изучения спинного мозга позволяют глубже понять его функции и механизмы, что открывает новые горизонты для реабилитации пациентов.
• Связь между сегментами спинного мозга и различными частями тела подчеркивает важность анатомической структуры для функциональной целостности организма.
• Рефлексы, как автоматизированные реакции, демонстрируют, как нервная система адаптируется к внешним условиям и обеспечивает защиту организма.

Что сделать

• Изучить анатомию спинного мозга и его функции для лучшего понимания нейробиологии.