Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь - Новая программа

Перед задачей полного выяснения работы мозга человека даже воображение проявляет нерешительность.

Дж. Экклс

§ 38. ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В ЦНС

Основные понятия и ключевые термины: ПОЛУШАРИЯ БОЛЬШОГО МОЗГА. КОРА ПОЛУШАРИЙ.

Вспомните! Что такое большой мозг?

Знакомьтесь!

Издавна считают, что формирование мозга человека завершается в раннем детстве, но, как оказалось, на самом деле это не так. Проведя целый ряд экспериментов, учёные Великобритании установили, что лобные кости изменяются до 40 лет, что позволяет мозгу человека постоянно расти и развиваться, особенно лобовым частям. А изменяется ли количество извилин полушарий большого мозга у человека в течение жизни?

СОДЕРЖАНИЕ

Каковы особенности строения и функций полушарий большого мозга?

ПОЛУШАРИЯ БОЛЬШОГО МОЗГА - это образования конечного мозга, которые имеют выраженную складчатую поверхность, обеспечивают обработку информации и формирование сложных форм поведения человека. У каждого человека поверхность полушарий разная. Неповторимость этой поверхности обусловлена большим количеством малых и больших борозд и извилин. Складки полушарий начинают формироваться ещё в зародышевом развитии. У новорождённых уже есть первичные, вторичные и третичные борозды, но они продолжают развиваться и после рождения, особенно до 1-2 лет. К 7-12 годам борозды и извилины уже имеют такой вид, как у взрослого человека.

На поверхности полушарий есть три крупнейшие борозды: центральная (1), боковая (2) и затылочно-теменная (7). Они выделяют в каждом полушарии 4 основных части: лобную (4), теменную (5), затылочную (6) и височную (3) (ил. 85).

Отличительным признаком полушарий большого мозга человека является наличие хорошо развитой коры, которая образована серым веществом и покрывает всю их поверхность. Но основную массу конечного мозга составляет белое вещество, расположенная под корой.

Ил. 85. Строение полушарий головного мозга

Ещё одной важной характеристикой полушарий большого мозга человека является распределение функций между ними, или функциональная специализация. Левое полушарие отвечает за такие важные функции, как речь, чтение, письмо, счёт, анализ, интеллект. Правое полушарие отвечает за образное восприятие, воображение, чувства, синтез и интуицию. В каждое полушарие нервные импульсы поступают с противоположной стороны тела и пространства: правое полушарие управляет органами левой части тела и получает информацию слева, а левая - наоборот. Для успешной работы нужна слаженная работа обоих полушарий мозга. У каждого человека одно из полушарий является председательствующим (доминантным): у правшей - левое полушарие, у левшей - правое.

Итак, особенности внешнего строения полушарий большого мозга человека связаны с сильно выраженной складчатой поверхностью, которая имеет индивидуальный характер, закладывается ещё до рождения и развивается к периоду половой зрелости.

Каково строение коры полушарий большого мозга?

КОРА БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ - слой серого вещества на поверхности полушарий большого мозга, которая является центром обработки информации. Она составляет примерно 44 % от объёма полушарий. Толщина коры - 3-5 мм, а её общая площадь за счёт борозд и извилин составляет 2000 - 2500 см2. Количество нейронов коры может изменяться в пределах 109-1010, и каждый имеет от 7 до 10 тыс. связей с соседними клетками, определяет гибкость, устойчивость и надежность функций коры. Кора больших полушарий, несмотря на незначительную толщину, имеет сложное строение. Нейроны коры связаны между собой и с ниже расположенными клетками многочисленными синапсами, образуя шесть горизонтальных слоёв и вертикальные нейрональные колонки. Именно такая колонка и является основной структурно-функциональной единицей коры полушарий человека, осуществляет обработку информации. Нейрональная колонка - это совокупность вертикально расположенных нейронов в коре головного мозга, которая проходит через её слои. Малые колонки содержат от 80 до 120 нейронов почти во всех зонах мозга. Всего в коре человека насчитывается около 2х108 таких колонок. Колонки соединяются между собой горизонтальными связями и образуют нейронные ансамбли. Пространство между телами и отростками нервных клеток коры заполнено нейроглией и капиллярами. Нейроны коры делятся на 2 основных типа: пирамидальные (около 80 % всех клеток коры) и звёздчатые (около 20 %). Большие пирамидальные клетки (клетки Беца) открыл в 1874 году украинский анатом В. Бец (1834-1894).

Ил. 86. Нейрональные колонки

Ил. 87. Нейроны коры: пирамидальные (слева) и звездчатые (справа)

Серое вещество коры полушарий имеет свое продолжение в нижнем белом веществе. Скопление серого вещества в белом, что является эволюционно старой частью полушарий большого мозга, называется подкоркой. К подкорковым структурам относят ядра промежуточного мозга, среднего мозга, ретикулярную формацию, лимбическую систему и др.

Итак, кора полушарий большого мозга состоит из серого вещества и имеет сложную трёхмерную организацию нейронов, функционирующих как единое целое благодаря многочисленным связям.

Какую роль выполняет кора в обработке информации?

В коре большого мозга различают три вида участков - чувствительные, двигательные и ассоциативные зоны. Чувствительные поля получают информацию от различных рецепторов и являются корковыми участками её анализа, двигательные - посылают командные импульсы к рабочим органам, ассоциативные - соединяют между собой двигательные и чувствительные зоны, анализируют и хранят информацию, именно с ними связаны обучение, речь, мышление, сознание. Основными полями, которые отличаются строением и функциями, являются кожно-мышечная, двигательная, слуховая, обонятельная, вкусовая, зрительная зоны.

Ил. 88. Значение коры полушарий: 1 - первичная обонятельная зона; 2 - лобная зона (аналитическое мышление); 3 - двигательный центр речи; 4 - двигательная зона; 5 - зона кожномышечной чувствительности; 6 - ассоциативная сомато-сенсорная зона; 7 - слуховой центр речи; 8 - ассоциативная зрительная зона; 9 - первичная зрительная зона; 10 - первичная слуховая зона; 11 - ассоциативная слуховая зона

Кора лобной доли играет определяющую роль в обучении, регуляции поведения в нестандартных ситуациях, использовании накопленного опыта человека, выявлении чувств. В лобной доле левого полушария расположен двигательный центр речи, обеспечивающий способность человека писать предложения и произносить слова. Спереди от центральной борозды расположена двигательная зона коры, которая обеспечивает движения мышц и суставов тела.

В коре теменной доли позади центральной борозды расположена зона кожно-мышечной чувствительности, к которой поступает информация от кожи, суставов и мышц и с которой связаны ощущения прикосновения, боли и температуры. Но большая часть этой доли, как и лобной, занята ассоциативными полями, которые в значительной мере определяют поведение человека.

В коре затылочной доли расположены зрительные зоны, обеспечивающие чёткое восприятие зрительных объектов, их запоминание и распознавание символических зрительных образов (букв, цифр, мимики и т. д.).

В коре височной доли расположены обонятельные, слуховые и вкусовые зоны.

Итак, кора является самым высоким центром обработки информации; обеспечивает осуществление рефлексов, составляющих основу ВНД (память, эмоции, мышление и т. д.).

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с иллюстрацией

Примените знание английского языка и определите названия, расположение и значение чувствительных, двигательных и ассоциативных зон коры в долях полушарий большого мозга.

Доля полушарий

Зона коры полушарий

Значение зоны

Биология + Кибернетика

Blue Brain Project - проект по компьютерному моделированию коры мозга человека, начатый в 2005 году. Над проектом совместно работают компания IBM и Швейцарский технический институт. Проект использует супермощный компьютер Blue Gene для моделирования нейронных сетей. В конце 2006 года удалось смоделировать одну нервную колонку коры молодой крысы. При этом было задействовано 8 192 процессора для моделирования 10 000 нейронов и около 3 х 107 синапсов. С 2009 года в США начал действовать ещё один проект Human Connectome Project, целью которого является описание нейрональных путей человека. Какое значение имеют эти проекты для человека?

Биология + Наука

Владимир Алексеевич Бец (1834-1894) - украинский анатом и гистолог, профессор кафедры анатомии Киевского университета св. Владимира. Большое значение в изучении головного мозга имеют совершённые им научные исследования микроскопического строения коры. Он первым описал шестислойную структуру коры головного мозга (1874) и открыл в ней пирамидальные клетки (клетки Беца). Чем пирамидальные клетки отличаются от других нейронов?

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Что такое полушария большого мозга? 2. Назовите доли больших полушарий. 3. Что такое кора полушарий большого мозга? 4. Что является структурно-функциональной единицей коры полушарий? 5. Какие три вида функциональных участков выделяют в коре полушарий? 6. Приведите примеры чувствительных, ассоциативных и двигательных зон коры полушарий.

7-9

7. Назовите особенности строения и функций полушарий большого мозга. 8. Опишите строение коры полушарий большого мозга. 9. Какую роль выполняет кора в обработке информации?

10-12

10. Как строение коры полушарий взаимосвязана с её функциями?