Анатомія, фізіологія, еволюція нервової системи - Маруненко І.М. - З історії науки

В стовбуровій частині головного мозку розташований сіткоподібний утвір - сітчаста, або ретикулярна формація (formation reticularis). Вона розташовується в довгастому мозку і йде до нижньої частини проміжного мозку. Свою назву ретикулярна формація дістала завдяки тому, що її нервові клітини різної форми і розмірів мають велику кількість відростків і утворюють безліч контактів (одна клітина може взаємодіяти майже з 30 000 інших нейронів). У ретикулярній формації розташовано 48 окремих ядер. Характерною властивістю ретикулярної формації є відсутність безпосереднього зв'язку з аферентними системами. Імпульси в ретикулярну формацію надходять через бічні відгалуження від специфічних шляхів пропріоцептивної, слухової, шкірної та інших чутливостей.

Нейрони сітчастого утвору мають по 1-6 довгих розгалужених дендритів і аксон, дві гілки якого утворюють: одна - еферентні сітчасто-спинномозкові шляхи, а інша - висхідні шляхи.

Всі нейрони сітчастого утвору мають високу хімічну чутливість і тому легко пригнічуються деякими лікарськими речовинами, особливо барбітуратами, які повністю блокують їх.

Однією із особливостей сітчастого утвору є здатність до підтримання стійкої тонічної активності. Дихальний і судинноруховий центри розміщені в межах сітчастого утвору довгастого мозку.

Ретикулярна формація по низхідних сітчасто-спинномозкових шляхах справляє гальмівний вплив на рухові реакції спинного мозку. Гальмуючий ефект залежить від інтенсивності і тривалості подразнення, виявляється в посиленні спинномозкових розгинальних рефлексів і скорочення скелетної мускулатури.

По висхідних шляхах ретикулярна формація справляє активуючий вплив на кору великого мозку, підтримуючи в ній стан неспання, модулює спинномозкові (спінальні) рефлекси, підтримує тонус м'язів і поставу, дихання і частоту серцевих скорочень. Ретикулярна формація має високу чутливість до таких фізіологічно активних речовин як адреналін і ацетилхолін.

Сітчастий утвір як прямо, так і опосередковано взаємодіє майже з усіма структурами і системами мозку, впливаючи на різноманітні функції. Одна з найголовніших - це функція неспецифічного підвищення збудливості, пов'язана з процесами активації та регуляції рівня притомності й уваги. Ядра сітчастого утвору мають відношення до складних поведінкових реакцій, навчання, пам'яті, регуляції процесів активації та деяких вегетативних функцій. Сітчастий утвір тісно пов'язаний з гіпоталамусом і структурами лімбічної системи, які відіграють важливу роль в емоційно-мотиваційних реакціях, а також з корою великого мозку.

Якщо в сплячої тварини подразнити ретикулярну формацію за допомогою вживлених у неї електродів, то вона прокидається. Якщо нейрони ретикулярної формації у тварини пошкодити, то вона нездатна відповідати на подразнення, ЇЇ організм перебуває в стані глибокого пригнічення функцій.

З історії науки

o 3 папірусів Сміта (близько 1550 р. до н.е.) видно, що центральним органом на той час лікарі Єгипту вважали мозок. Вони були переконані в тому, що зміни у ньому позначаються у всьому організмові.

o Еразістрата (близько 300 р. до н.е.) вважають засновником експериментальної фізіології. Він вивчав мозок і перший помітив, що від нього відходять кілька нервових гілок, як і від спинного мозку; одні з них є чутливими, а другі спричиняють скорочення м'язів.

o На початку епохи Відродження Андреас Везалій (1514-1564), вивчаючи функцію мозку, пов'язував довільні рухи з великими півкулями, а автоматичні - з мозочком. На думку Везалія, психічні процеси локалізуються у корі головного мозку, а чутливість - у смугастому тілі.

o В. О. Бец (1834-1894) перший описав великі пірамідні клітини кори великого мозку, які в науці носять його. Він також перший визначив морфологічно рухову зону мозку. Його справедливо вважають засновником науки про архітектоніку кори головного мозку.

o Велика заслуга в розвитку світової науки в галузі вивчення провідних шляхів мозку і невропатології взагалі належить видатному вченому В. М. Бехтерєву. Йому належить класична праця "Провідні шляхи спинного і головного мозку", в якій уперше приведено в систему все відоме на той час про провідні мозкові шляхи, описано багато нових шляхів і ядер. У семитомній праці на 2500 сторінках Бехтерєв виклав учення про функції мозку, описав 15 нових рефлексів і 10 нових симптомів ураження нервової системи. Ще в 90-их роках минулого століття він довів роль головного мозку в регулюванні функцій внутрішніх органів.

o І. М. Сєченов (1829-1905) зробив сміливу спробу розгадати принципи роботи головного мозку. Свої наслідки багаторічних досліджень він опублікував у праці "Рефлекси головного мозку". У першій частині своєї праці він аналізує механізм мимовільних рухів, у другій - довільних. Сєченов приходить до висновку, що всі психічні акти розвиваються шляхом рефлексів.

o В. Я. Данилевський (1852-1939) відкрив центри регуляції вегетативних процесів у головному мозку.

o П. В. Овсянников (1827-1906) описав головний судиноруховий центр і встановив точно його межі в довгастому мозку, довів антагонізм нервів, належних до різних частин вегетативної нервової системи - симпатичної і парасимпатичної.

o Індивідуальні коливання головного мозку можуть бути значні - від 900 г до 2000 г. Багато вчених з усього світу схильні пов'язувати обдарованість людини і навіть цілих рас безпосередньо з масою їх головного мозку. Особливо широко розповсюджувалася дана гіпотеза в 19-му - 20-му століттях н.е. серед вчених расистів і фашистів, і використовувалася для агітації цих течій. Були проведені спроби наукового доказу переваги "вищих" рас, націй залежно від маси головного мозку і форми черепа людини. Однак висновки, зроблені такими вченими, були, щонайменше, суперечливі, туманні, і явно виходили за межу правдоподібності - були неправдоподібні. На кількох прикладах спробуємо довести зворотне. Так, наприклад, у вченого-енциклопедиста Кюв'є, який славився своїми розумовими здібностями, маса мозку досягала двох кілограмів, у І. С. Тургенєва маса мозку становила 2,012 кг, у І. П. Павлова і Д. І. Менделєєва трохи менше і становила відповідно 1,653 кг та 1,571 кг, у М. Горького - 1,420 кг, у А. П Бородіна ще менше - 1,325 кг. А у Конан Дойля мозок важив всього 800 грамів. Навряд чи можна сказати, що хтось з них був розумніший за іншого. Відомим фактом є те, що у деяких розумово відсталих людей досить важкий мозок. Так в одної божевільної дитини маса мозку досягала 2,4 кг. Сьогодні, для визначення у людини обдарованості використовують дослідження клітинної будови кори головного мозку шляхом зрізів мозку. Спеціальним інструментом роблять найтонші зрізи ущільненого мозку, розділяючи його на 32 - 35 тисяч зрізів, товщина яких всього лише кілька мікрометрів. Провівши цілий ряд таких дослідів, вчені встановили, що у високообдарованих людей нервові клітини кори головного мозку дуже складно розгалужені, а тіла їх мають досить розвинені короткі відростки, які називаються дендритами. Вся складність клітинної структури кори головного мозку людини зводиться до утворення і розвитку нервових шляхів, які пов'язують її (кору головного мозку) з іншими відділами, частинами мозку. Отже, мозок обдарованої людини зовсім необов'язково повинен бути великим і важким. Розвинені і розгалужені клітини кори головного мозку людини в поєднанні з не менш розвиненою системою кровоносних судин мозку, яка живить його клітини, є головними характеристиками і параметрами для мозку, володар якого може називати себе гордим словом - геній!

o Незважаючи на величезну кількість нервових закінчень (власне, весь мозок - одне велике нервове закінчення), наш головний мозок не здатний відчувати біль. Вся річ у тому, що в мозку зовсім немає больових рецепторів: а навіщо вони, якщо руйнування мозку приводить до смерті організму? Тут біль зовсім не потрібний, природа вирішила вірно. Правда, біль відчуває оболонка, в яку поміщений наш мозок. Саме тому ми так часто відчуваємо різні типи головного болю - все це залежить від природи оболонки і від фізіологічних особливостей нашого організму.

o Існує один міф незрозумілого походження, згідно якого мозок працює всього на 10%, - проте цей міф з'явився ще в початку 20-го століття в результаті пари неточних лабораторних дослідів. Як взагалі вчені початку 20-го століття могли порахувати кількість задіяних в роботі нейронів? Звичайно ж, ніяк. Зате сучасні вчені безліч разів проводили відповідні досліди, які показали, що ми практично повністю використовуємо ресурси мозку.

o Існує ще один міф, якому також більше 100 років: клітини головного мозку не відновлюються. Проте сучасні наукові дослідження довели, що нервові клітини мозку дійсно регенерують, хоч і не так швидко, як клітки нашого тіла. Дійсно, якби клітини не регенерували, як би люди відновлювалися після черепно-мозкових травм? Синапси, які служать "мостами" між клітинами мозку, дійсно відновлюються - і самі нейрони теж. Цікаво, що алкоголізм, всупереч багаторічним твердженням, не вбиває нейрони головного мозку - проте синапси дійсно відмирають. Ясна річ, що з руйнуванням зв'язків мозку розумовий процес починає "гальмувати", а потім і взагалі ледве тліє.

o Головний мозок собаки важчий за спинний у 5 разів, мавпи - у 15, а людини - у 49 разів.

o У головному мозку міститься біля 14 млрд. нервових клітин. Для того, щоб така велика кількість їх могла поміститися у відносно невеликому за об'ємом черепі, й утворилися в процесі історичного розвитку звивини і борозни.

o Маса мозку не впливає на розумові здібності людини, які залежать тільки від кількості міжнейронних контактів.

o Серед ссавців найменш розвинута нова кора у їжаків - 32,4% всієї поверхні кори, у кроля - 56, собаки - 84,2, шимпанзе 93,3, людини - 95,6, дельфіна - 97,8%.

o Середня маса головного мозку чоловіків 1375 г. У жінок вона приблизно на 10% менша (це пов'язано з меншою масою їхнього тіла). Найбільшої величини головний мозок чоловіків досягає у 25 років, а жінок - у 20 років.

o Середні розміри мозку: довжина півкулі 170 мм, ширина обох півкуль 140 мм, висота 125 мм. Понад 80% маси мозку дорослої людини припадає на частку великих півкуль.

o Абсолютна маса мозку людини (1000 - 2000 г) більша за масу мозку майже всіх тварин, крім слона (5000 г) і кита (2800 г). За відношенням маси мозку до маси тіла людина значно переважає взагалі всіх тварин: кит - 1/20000; слон - 1/500; кінь - 1/400; собака - 1/250; людиноподібна мавпа - 1/100; людина - 1/46.

o Загальна поверхня кори головного мозку дорослої людини становить у середньому 220 000 мм , з яких 1/3 припадає на вільну поверхню, а 2/3 - на кору, сховану в глибині борозен.

o Безпосереднього зв'язку між розумовим розвитком і масою головного мозку немає. Відомі випадки, коли маса мозку в обдарованих людей не лише перевищувала середню масу (наприклад, у Тургенєва - 2012 г, Бехтерєва - 1720 г, Павлова - 1653 г, Менделєєва - 1571 г, Гауса - 1492 г, Франса - 1017 г). Найбільшим з усіх вивчених мозків виявився мозок однієї хворої людини - 2850 г. Але є межа маси, нижче від якої розумові здібності різко падають: для чоловіків - 1000 г; для жінок - 900 г.

o В обох півкулях головного мозку людини налічується близько 15 млрд. нервових клітин, розміри яких коливаються від 5 до 200 мк. Кожна клітина має в середньому 3-4 тисячі контактів, а для всього головного мозку кількість зв'язків досягає 56x10 .

o На живлення мозкових тканин витрачається близько 1/5 всієї крові організму людини.