Как устроен и как работает головной мозг

Головной мозг — орган, который контролирует работу всех остальных органов и систем. Он получает информацию от всех органов чувств, обрабатывает ее и отвечает за мышление, речь, эмоции. 

Головной мозг состоит из белого и серого вещества. Серое вещество (кора головного мозга) — это тела нервных клеток (нейронов). Это «центр управления» организма. Белое вещество — отростки нейронов, которые соединяют разные отделы головного мозга между собой и со спинным мозгом. Они похожи на магистрали, по которым сигналы, как машины, мчатся от коры головного мозга к другим отделам и обратно. 

Каждая часть головного мозга состоит из более мелких частей, которые выполняют свои функции.

Выделяют три основные части головного мозга:

• большие полушария,
• мозжечок,
• ствол головного мозга.

Большие полушария

Если посмотреть на головной мозг сверху, можно увидеть, что посередине он разделен на два больших полушария. Между собой полушария соединены своеобразным «мостом» из белого вещества — мозолистым телом. Мозолистое тело объединяет работу обоих полушарий в единое целое. На каждом полушарии есть борозды, которые разделяют кору головного мозга на извилины. 

Кора головного мозга состоит из четырех долей:

• лобная доля отвечает за мышление, концентрацию, эмоции, мотивацию, суждения и планирование, а также контролирует поведение;
• теменная доля получает и обрабатывает информацию от чувствительных рецепторов (например, оценивает положение тела, температуру, текстуру объектов) и отвечает за способность понимать разговорную речь и выражать себя через нее;
• в затылочной доле находится зрительный центр, который обрабатывает информацию, поступающую от глаз;
• височная доля включает центр слуха, восприятия речи, а также обрабатывает информацию о голоде и боли, отвечает за эмоции, память, понимание слов и указаний.

Мозжечок

Мозжечок расположен позади ствола, под затылочными долями головного мозга. Он также разделен на два полушария, между которыми находится червь мозжечка. Главная функция мозжечка — это координация движений. Он контролирует равновесие, плавность движений, мышечный тонус, позу тела. В мозжечке хранится информация о натренированных движениях. Это позволяет человеку совершать сложные скоординированные движения (например, балетные пируэты, гимнастические элементы) и сохранять равновесие. 

Ствол головного мозга

Ствол головного мозга — это наиболее древняя его частью с точки зрения эволюции. Он соединяет головной мозг со спинным. Ствол мозга включает в себя продолговатый мозг, варолиев мост и средний мозг. Иногда сюда включают еще промежуточный мозг. Ствол мозга контролирует критически важные функции организма, такие как дыхание, артериальное давление, сердцебиение. 

Средний мозг отвечает за передачу информации между разными отделами ЦНС, а также играет важную роль в ориентировочных рефлексах (например, когда нужно резко обернуться на громкий шум). 

Варолиев мост связывает мозжечок и головной мозг. Через мост проходит множество двигательных и чувствительных нейронов, которые обеспечивают связь между разными отделами ЦНС. 

Продолговатый мозг содержит важнейшие центры, которые отвечают за дыхание и кровообращение (контролируют артериальное давление и сердцебиение). Кроме того, он регулирует глотание и жевание, чихание и кашель, скоординированность движения глаз.

Также к стволу мозга относят промежуточный мозг, который находится у основания полушарий и соединяет их со стволом мозга. Промежуточный мозг состоит из таламуса, гипоталамуса и эпиталамуса. 

Таламус работает как передающее устройство для большинства чувствительных нейронов. Почти вся информация от органов чувств проходит через таламус и затем отправляется в соответствующий отдел коры головного мозга. Таламус — как фильтр, которые помогает человеку переключать внимание с одного потока информации на другой.

Гипоталамус располагается возле основания таламуса и контролирует температуру тела, аппетит, жажду, артериальное давление, сон, поведение, кишечную перистальтику. 

Также гипоталамус координирует работу гипофиза. Гипофиз — это важный эндокринный орган. Он находится в специальном углублении в черепе — турецком седле — прямо под гипоталамусом. Здесь также находится перекрест зрительных нервов (хиазма). Эта область головного мозга еще называется хиазмально-селлярной. Гипофиз координирует работу щитовидной железы, надпочечников, половых желез и контролирует процессы роста и обмена веществ.

Также рядом с гипофизом находится пинеальная область, включающая в себя шишковидную железу (эпифиз) и прилежащие к нему мозговые структуры, ликворные пространства и сосуды. Эпифиз вырабатывает мелатонин, регулирует циклы сна и бодрствования.

Ликвор и желудочки мозга

Спинномозговая жидкость (ликвор) поддерживает внутричерепное давление и защищает мозг от травм. Ликвор вырабатывают клетки, выстилающие желудочки головного мозга. Всего желудочков 4: два боковых желудочка (левый и правый, I и II соответственно), III желудочек и IV желудочек. В норме ликвор циркулирует от боковых желудочков в III, а затем в IV желудочек, откуда попадает в полость между паутинной и мягкой оболочкой головного и спинного мозга. Нарушение циркуляции ликвора приводит к повышению внутричерепного давления и гидроцефалии.

Оболочки головного мозга

Снаружи мозг покрыт тремя оболочками. Самая близкая к мозгу — мягкая мозговая оболочка. Она содержит сеть сосудов, которые питают головной мозг. Затем идет паутинная оболочка. Между мягкой и паутинной оболочками находится подпаутинное (субарахноидальное) пространство, в котором циркулирует ликвор. Третья мозговая оболочка — твердая. Она защищает мозг от травм.

Выводы

• Головной мозг — один из наиболее важных органов в организме, он контролирует работу других органов и систем.
• Основные отделы головного мозга — большие полушария, мозжечок, ствол головного мозга.
• Каждый отдел головного мозга выполняет свою функцию.
• Мозговые оболочки и ликвор защищают мозг от внешних воздействий.

Что еще почитать и посмотреть?

• Заболевания головного и спинного мозга и нервной системы — справочник MSD (на русском языке).
• Brain 101 | National Geographic (YouTube) — видео о строении головного мозга (на английском языке).
• Basic Brain Anatomy for Patients with Stroke, Injury or Brain Tumors (YouTube) — видео о строении головного мозга (на английском языке).
• Brain Anatomy and How the Brain Works | Johns Hopkins Medicine (на английском языке).
• A Neurosurgeon’s Overview the Brain's Anatomy (aans.org) (на английском языке).