Этапы развития головного мозга человека. Головной мозг. Структурные части мозга

Новорожденный не приспособлен к внешней среде, включая биологическую и социальную. Развитие головного мозга зависит от наследственных генных свойств, питания и характера влияния окружающего человеческого общества. Для полноценного развития нервной системы необходимо взаимодействие биологического и социального факторов. После рождения организм вступает в контакт с внешней средой, которая воздействует разнообразными раздражителями, оказывающими влияние на развитие центральной нервной системы. Постепенно толщина коры головного мозга увеличивается. Развитие клеточной структуры коры головного мозга осуществляется в основном до 13 лет. Несомненно, что структурная перестройка коры происходит на протяжении всей жизни человека, но в более позднем возрасте эти изменения еще не поддаются количественной и качественной оценке.

Различные области коры имеют свои структурные цитомиелоархитектонические особенности и, следовательно, неодинаковую степень возрастных изменений, которые рассматриваются только в специальной литературе. Примером динамики перестройки может служить кора центральной и постцентральной областей. В предцентральной области к 10 годам кора утолщается за счет развития клеток III и IV слоев. Только после 10 лет волокна этих клеток в основном миелинизируются. В постцентральной области к 10 годам число миелинизированных волокон увеличивается в 7 раз. Отмечено, что миелоархитектоника коры созревает позднее, чем тело нейрона или волокна. Полностью представить анатомические особенности коры и вскрыть связанный с этой перестройкой физиологический смысл пока невозможно. Чтобы понять эти взаимоотношения, необходимо изучать структуру мозга и его функцию на живом человеке на протяжении всего его онтогенеза. В настоящее время проведение такого исследования представляет сложную техническую задачу.

У новорожденного полушарие головного мозга, основные извилины коры уже сформированы (рис. 489). После рождения в соответствии с увеличением полушарий, утолщением коры изменяются форма, глубина и высота борозд и извилин.

Височная доля после рождения развита лучше, чем другие доли мозга, тем не менее в ней происходит заметная клеточная перестройка (рис. 490).

489. Рельеф полушария мозга новорожденного (по Ю. Г. Шевченко).

490. Возрастные особенности коры верхней височной извилины (поле 38).
а - новорожденного, б - ребенка 6 мес (по Conel).

Гиппокамповая и обонятельная извилины к 6 месяцу смещаются в медиальном направлении за счет роста височной доли на стыке с теменной и затылочной долями. Верхняя височная извилина не развита, а борозды височной доли неглубокие и фрагментированы; они оформляются только к 7 годам.

Затылочная доля пропорционально к полушариям относительно мала, но содержит все борозды и извилины. Только шпорная и теменно-затылочная борозды у новорожденных выходят на латеральную поверхность полушария.

Значительные изменения происходят в нижнетеменной и нижней лобной борозде за счет возникновения многих мелких дополнительных борозд. Только с совершенствованием речедвигательных функций у ребенка к 5-7 годам лобная доля развивается настолько, что прикрывает островок мозга.

В передней и задней центральных извилинах на первом году жизни возникают глубокие дополнительные борозды 1-го и 2-го порядка. Межтеменная борозда разобщается от постцентральной борозды.

Варианты извилин . С середины XIX века началось детальное изучение вариабельности извилин и борозд мозга человека. Многие исследователи описали их варианты у людей разного пола, возраста, различных рас и народностей; был использован и исторический эволюционный метод. При изучении вариантов строения мозга учитываются признаки стабильности, ветвистости, длина, глубина и форма борозд. Наиболее стабильными являются центральная, лобно-краевая, восходящая ветвь латеральной борозды, нижняя постцентральная, теменно-затылочная, шпорная, верхняя и средняя височная, теменно-затылочная борозды. Чаще изменяются верхняя предцентральная и постцентральная борозды.

С освобождением передних конечностей у человека их функция изменилась, особенно правой руки, что обусловило функциональную доминантность левого полушария головного мозга. В доминантном полушарии также локализуется механизм произвольной речи, а механизмы мышления расположены в обоих полушариях. Праворукость не является врожденной, а развивается только путем упражнения правой руки. В связи с неравномерностью функций и возникает приобретенная асимметрия формы и микроструктуры мозговых полушарий.

Головной мозг человека в сагиттальном разрезе, с русскими наименованиями крупных мозговых структур

Головной мозг человека, вид снизу, с русскими наименованиями крупных мозговых структур

Масса мозга

Масса человеческого мозга колеблется от 1000 до более чем 2000 граммов, что в среднем составляет приблизительно 2 % массы тела. Мозг мужчин имеет массу в среднем на 100-150 граммов больше, чем мозг женщин, однако статистической разницы между соотношением размера тела и мозга у взрослых мужчин и женщин не обнаружено . Распространено мнение, что от массы мозга зависят умственные способности человека: чем больше масса мозга, тем одарённее человек. Однако очевидно, что это далеко не всегда так . Например, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г , а мозг Анатоля Франса - 1017 г . Самый тяжёлый мозг - 2850 г - был обнаружен у индивида, который страдал эпилепсией и идиотией . Мозг его в функциональном отношении был неполноценным. Поэтому прямой зависимости между массой мозга и умственными способностями отдельного индивида нет.

Однако на больших выборках в многочисленных исследованиях обнаруживается положительная корреляция между массой мозга и умственными способностями, а также между массой определённых отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей . Ряд учёных [кто? ] , однако, предостерегает от использования этих исследований для обоснования вывода о низких умственных способностях некоторых этнических групп (таких как австралийские аборигены), у которых средний размер мозга меньше . Ряд исследований указывает, что размер мозга, почти полностью зависящий от генетических факторов, не может объяснить бо́льшую часть различий в коэффициенте интеллекта . В качестве аргумента, исследователи из Университета Амстердама указывают на существенную разницу в культурном уровне между цивилизациями Месопотамии и Древнего Египта и их сегодняшними потомками на территории Ирака и современного Египта .

Степень развития мозга может быть оценена, в частности, по соотношению массы спинного мозга к головному. Так, у кошек оно - 1:1, у собак - 1:3, у низших обезьян - 1:16, у человека - 1:50. У людей верхнего палеолита мозг был заметно (на 10-12 %) крупнее мозга современного человека - 1:55-1:56.

Строение головного мозга

Объём мозга большинства людей находится в пределах 1250-1600 кубических сантиметров и составляет 91-95 % ёмкости черепа. В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг , задний , включающий в себя мост и мозжечок , эпифиз , средний , промежуточный и передний мозг , представленный большими полушариями . Наряду с приведённым выше делением на отделы, весь мозг разделяют на три большие части:

полушария большого мозга;
мозжечок;
ствол мозга.

Кора большого мозга покрывает два полушария головного мозга: правое и левое.

Оболочки головного мозга

Головной мозг, как и спинной, покрыт тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой.

Твердая мозговая оболочка построена из плотной соединительной ткани, выстланной изнутри плоскими увлажненными клетками, плотно срастается с костями черепа в области его внутренней основы. Между твердой и паутинной оболочками находится субдуральное пространство, заполненное серозной жидкостью.

Структурные части мозга

Продолговатый мозг

В то же время, несмотря на существование отличий в анатомо-морфологической структуре мозга женщин и мужчин, не наблюдается каких-либо решающих признаков или их комбинаций, позволяющих говорить о специфически «мужском» или специфически «женском» мозге . Есть особенности мозга, чаще встречающиеся среди женщин, а есть - чаще наблюдающиеся у мужчин, однако и те, и другие могут проявляться и у противоположного пола, и каких-либо устойчивых ансамблей такого рода признаков практически не наблюдается.

Развитие головного мозга

Пренатальное развитие

Развитие, происходящее в период до рождения, внутриутробное развитие плода. В пренатальный период происходит интенсивное физиологическое развитие мозга, его сенсорных и эффекторных систем.

Натальное состояние

Дифференциация систем коры головного мозга происходит постепенно, что приводит к неравномерному созреванию отдельных структур мозга.

При рождении у ребенка практически сформированы подкорковые образования и близки к конечной стадии созревания проекционные области мозга, в которых заканчиваются нервные связи, идущие от рецепторов разных органов чувств (анализаторных систем), и берут начало моторные проводящие пути .

Указанные области выступают конгломератом всех трех блоков мозга . Но среди них наибольшего уровня созревания достигают структуры блока регуляции активности мозга (первого блока мозга). Во втором (блоке приема, переработки и хранения информации) и третьем (блоке программирования, регуляции и контроля деятельности) блоках наиболее зрелыми оказываются только те участки коры, которые относятся к первичным долям, осуществляющим приём приходящей информации (второй блок) и формирующие исходящие двигательные импульсы (3-й блок) .

Другие зоны коры головного мозга к моменту рождения ребенка не достигают достаточного уровня зрелости. Об этом свидетельствует небольшой размер входящих в них клеток, малая ширина их верхних слоев, выполняющих ассоциативную функцию, относительно небольшой размер занимаемой ими площади и недостаточная миелинизация их элементов.

Период от 2 до 5 лет

В возрасте от двух до пяти лет происходит созревание вторичных, ассоциативных полей мозга, часть которых (вторичные гностические зоны анализаторных систем) находится во втором и третьем блоке (премоторная область). Эти структуры обеспечивают процессы перцепции и выполнение последовательности действий .

Период от 5 до 7 лет

Следующими созревают третичные (ассоциативные) поля мозга. Сначала развивается заднее ассоциативное поле - теменно-височно-затылочная область, затем, переднее ассоциативное поле - префронтальная область.

Третичные поля занимают наиболее высокое положение в иерархии взаимодействия различных мозговых зон, и здесь осуществляются самые сложные формы переработки информации. Задняя ассоциативная область обеспечивает синтез всей входящей разномодальной информации в надмодальное целостное отражение окружающей субъекта действительности во всей совокупности её связей и взаимоотношений. Передняя ассоциативная область отвечает за произвольную регуляцию сложных форм психической деятельности, включающую выбор необходимой, существенной для этой деятельности информации, формировании на её основе программ деятельности и контроль за правильным их протеканием.

Таким образом, каждый из трёх функциональных блоков мозга достигает полной зрелости в разные сроки и созревание идет в последовательности от первого к третьему блоку. Это путь снизу вверх - от нижележащих образований к вышележащим, от подкорковых структур к первичным полям, от первичных полей к ассоциативным. Повреждение при формировании какого-либо из этих уровней может приводить к отклонениям в созревании следующего в силу отсутствия стимулирующих воздействий от нижележащего поврежденного уровня .

Мозг с точки зрения кибернетики

Американские учёные попытались сравнить человеческий мозг с жестким диском компьютера и подсчитали, что человеческая память способна содержать в себе около 1 миллиона гигабайт (или 1 петабайт) (например, поисковая система Google обрабатывает ежедневно около 24 петабайт данных). Если учесть, что для обработки такого большого массива информации мозг человека тратит только 20 ватт энергии, его можно назвать самым эффективным вычислительным устройством на Земле .

Примечания

Frederico A.C. Azevedo, Ludmila R.B. Carvalho, Lea T. Grinberg, José Marcelo Farfel, Renata E.L. Ferretti. Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain (англ.) // The Journal of Comparative Neurology. - 2009-04-10. - Vol. 513 , iss. 5 . - P. 532-541 . - DOI :10.1002/cne.21974 .
Williams R. W. , Herrup K. The control of neuron number. (англ.) // Annual review of neuroscience. - 1988. - Vol. 11. - P. 423-453. - DOI :10.1146/annurev.ne.11.030188.002231 . - PMID 3284447 . [исправить]
Azevedo F. A. , Carvalho L. R. , Grinberg L. T. , Farfel J. M. , Ferretti R. E. , Leite R. E. , Jacob Filho W. , Lent R. , Herculano-Houzel S. Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. (англ.) // The Journal of comparative neurology. - 2009. - Vol. 513, no. 5 . - P. 532-541. - DOI :10.1002/cne.21974 . - PMID 19226510 . [исправить]
Евгения Самохина «Прожигатель» энергии // Наука и жизнь . - 2017. - № 4. - С. 22-25. - URL: https://www.nkj.ru/archive/articles/31009/
Ho, KC; Roessmann, U; Straumfjord, JV; Monroe, G. Analysis of brain weight. I. Adult brain weight in relation to sex, race, and age (англ.) // Archives of pathology & laboratory medicine (англ.) русск. : journal. - 1980. - Vol. 104 , no. 12 . - P. 635-639 . - PMID 6893659 .
Paul Brouardel. Procès-verbal de l"autopsie de Mr. Yvan Tourgueneff. - Paris, 1883.
W. Ceelen, D. Creytens, L. Michel. The Cancer Diagnosis, Surgery and Cause of Death of Ivan Turgenev (1818-1883) (англ.) // Acta chirurgica Belgica: journal. - 2015. - Vol. 115 , no. 3 . - P. 241-246 . - DOI :10.1080/00015458.2015.11681106 .
Guillaume-Louis, Dubreuil-Chambardel. Le cerveau d"Anatole France (неопр.) // Bulletin de l"Académie nationale de médecine. - 1927. - Т. 98 . - С. 328-336 .
Elliott G. F. S. Prehistoriuc Man and His Story . - 1915. - P. 72.
Кузина С., Савельев С. От веса мозга зависит вес в обществе (неопр.) . Наука: тайны мозга . Комсомольская правда (22 июля 2010). Дата обращения 11 октября 2014.
Neuroanatomical Correlates of Intelligence
Intelligence and brain size in 100 postmortem brains: sex, lateralization and age factors. Witelson S.F., Beresh H., Kigar D.L. Brain. 2006 Feb;129(Pt 2):386-98.
Размер мозга и интеллект человека (из книги Р.Линна «Расы. Народы. Интеллект»)
Hunt, Earl; Carlson, Jerry. Considerations relating to the study of group differences in intelligence (англ.) // Perspectives on Psychological Science (англ.) русск. : journal. - 2007. - Vol. 2 , no. 2 . - P. 194-213 . - DOI :10.1111/j.1745-6916.2007.00037.x .
Brody, Nathan. Jensen"s Genetic Interpretation of Racial Differences in Intelligence: Critical Evaluation // The Scientific Study of General Intelligence: Tribute to Arthur Jensen. - Elsevier Science, 2003. - P. 397–410.
Why national IQs do not support evolutionary theories of intelligence (англ.) // Personality and Individual Differences (англ.) русск. : journal. - 2010. - January (vol. 48 , no. 2 ). - P. 91-96 . - DOI :10.1016/j.paid.2009.05.028 .
Wicherts, Jelte M.; Borsboom, Denny; Dolan, Conor V. Evolution, brain size, and the national IQ of peoples around 3000 years B.C (англ.) //

Нервная система развивается из наружного зародышевого листка - эктобласта конце третьей недели развития эктодерма зародыша начинает утолщаться вдоль первоначальной полоски и закладки хорды. Это потовые вщення называетсяя нервной пластинкой . Вскоре она углубляется неравномерным рост клеток в нервный желобок край желобка поднимаются вверх, образуя нервные валки. В переднем отделе желобка нервные валки значительно больше, чем посередине и сзади, и это уже является начальным развитием головного мозга. В трехнедельном зародыше это уже хорошо заметно. Нервные валки, увеличиваясь, постепенно сближаются между собой и, наконец, сходятся и по микаються, образуяючи нервную трубку . Поскольку валок состоит из медиальной части - клеток нервного желобка и латеральной - клеток неизмененной эктодермы, то медиальные пластинки срастаются между собой, замыкая нервную трубку, а. Латера альные образуют сплошную эктодермальной пластинку, которая сначала прилегает к нервной трубки. Позже нервная трубка углубляется и теряет связь с эктодермой, а эта последняя срастается свыше нею.

Передний конец нервной трубки расширяется и образует три последовательно расположенные первоначальные мозговые пузыри, разделенные небольшими перехватами, а именно: передней мозговой пузырь, средний и ромбовидный . Эти три пузыри представляют собой закладки всего головного мозга. Они не лежат в одной плоскости, а очень изогнутые, причем образуется три изгиба. Некоторые из них с последующим развитием исчезают. Более устойчивыми вия является изгиб в области среднего пузыря, который называетсяся теменным изгибом . На конец четвертой недели развития появляются признаки будущего разделения переднего и заднего пузырей. На шестой неделе развития является уже пять мозговых пузырей. Передний пузырь делится на конечный мозг і промежуточный мозг, средний мозг не делится, а ромбовидный пузырь делится на задний мозг и продолговатый мозг . В конечном мозге образуются два боковых вырасти, из которых происходят полушария большого мозга. С боковых стенок промежуточного пузыря образуются зрительные бугры, с его дна - серый бугор с воронкой и задняя часть г гипофиза, а с задней стенки - эпифиз. С среднего мозга образуются ножки мозга и четыре-горбикове тело. В ромбовидном пузыри различаютrong> закладки мозжечка и продолговатого мозга. С брюшных стенок заднего мозга образуется закладка варолиевого моста, а с боковых - ножки мозжечка к мосту

Полости мозговых пузырей превращаются в желудочки сформированного мозга. Полости выростов конечного мозга образуют два боковые желудочки. Из полости промежуточного мозга происходит третий желудочек. Меньше развивается полость среднего мозга, образуя сильвиев водопровод, а из полости всего ромбовидного пузыря образуется четвертый желудочек Спинной мозг остается трубчатым на всю жизнь. Лишь е течение эмбрионального развития стенки настолько утолщаются в боковых своих частях, сходятся, оставляя между собой переднюю срединную щель и заднюю срединную борозду. Полость трубки оста ься очень маленькой, из нее происходит центральный канал спинного и продолговатого мозга мозку.

3 Развитие головного мозга человека

Первый месяца зародышевого жизни - пять маленьких пузырьков, которые развиваются на конце нервной трубки (будущего спинного мозга). Мозг на этой стадии удивительно похож на мозг рыбы (рис 18). Интересно, щ что у зародыша человека в настоящее время является жабры и хвисіст.

Рис 18. Развитие головного мозга человека (за. Дорлинг. Киндерсли, 2003)

. В три месяца резко меняется внутренняя и внешняя строение мозга. Передний из пяти пузырьков обгоняет в росте остальные, будто накрывает их плащом, образуя полушария мозга. Одновременно внутри мозга клетки интенсивно ля яються, начинается сложный процесс их миграции - перемещение от внутренних частей к внешниеіх.

. В четыре месяца внутренне зародышевого жизни образуются зачатки коры головного мозга то же время она начинает как бы сминаться - образуются борозды и извилины

. В шесть месяцев мигрирующие клетки, которые"прибыли"на место, начинают усиленно расти и развиваться. Поверхность полушарий, покрыта корой, увеличивается. Кора делится на слои и участки с различным строением (поля)

. Ко времени рождения ребенка мозг почти сформирован. Уже есть все борозды и извилины. Рождение - это переломный момент. Поток различных раздражений, которые воспринимают органы чувств, резкая смена образа питания - все это, естественно, приводит к большим изменениям мозгазку.

. На третий месяц после рождения мозг ребенка уже заметно меняется. Многие полей коры делится на подполя, клетки становятся еще большими, разветвляются их отростки. Именно с этого времени можно без труда произвести условных ный рефлекс на звук, свет. Ребенок начинает следить глазами за предметом, улыбаться, узнавать мать, лепетатьати.

. Один год . Мозг ребенка увеличился, и кора стала еще сложнее по строению. Ребенок начинает ходить, произносит первые слова

. Три года . Поведение ребенка особенно усложняется - появляются самосознание, четкая речь. Малыш начинает активно познавать мир и ставит тысячи вопросов. Именно в этот период масса мозга становится втрое больше, чем при рождениині.

. В семь - двенадцать лет заканчивается формирование не только макро-, но и микроструктуры мозга. Быстро меняется память ребенка, появляются зачатки самостоятельного творчества. Но и после семи лет некоторые участки мозга, связанные с м языке и сложной психической деятельностью человека, продолжают изменяться. Тонкие биохимические и молекулярные перестройки продолжаются на протяжении всей жизни человекини.

Головной мозг развивается из переднего, расширенного отдела мозговой трубки. Развитие проходит несколько стадий. У 3-х недельного эмбриона наблюдается стадия двух мозговых пузырей — переднего и заднего. Передний пузырь по темпам роста обгоняет хорду и оказывается впереди нее. Задний расположен над хордой. В возрасте 4-5 недель формируется третий мозговой пузырь. Далее первый и третий мозговые пузыри разделяются каждый на два, в результате формируется 5 пузырей. Из первого мозгового пузыря развивается парный конечный мозг (telen-cephalon), из второго — промежуточный мозг (diencephalon), из третьего — средний мозг (mesencephalon), из четвертого — задний мозг (meten-cephalon), из пятого — продолговатый мозг (myelencephalon). Одновременно с образованием 5 пузырей мозговая трубка изгибается в сагиттальном направлении. В области среднего мозга образуется изгиб в дорсальном направлении — .теменной изгиб. На границе с зачатком спинного мозга — другой изгиб идет также в дорсальном направлении — затылочный, в области заднего мозга образуется мозговой изгиб, идущий в вентральном направлении.

На четвертой неделе эмбриогенеза из стенки промежуточного мозга образуются выпячивания в виде мешков, которые в дальнейшем приобретает форму бокалов — это глазные бокалы. Они приходят в контакт с эктодермой и индуцируют в ней хрусталиковые плакоды. Глазные бокалы сохраняют связь с промежуточным мозгом в виде глазных стебельков.

В дальнейшем стебельки превращаются в зрительные нервы. Из внутреннего слоя бокала развивается сетчатка глаза с рецепторными клетками. Из наружного — сосудистая оболочка и склера. Таким образом, зрительный рецепторный аппарат является как бы вынесенным на периферию отделом мозга.

Подобное выпячивание стенки переднего мозгового пузыря дает начало обонятельному тракту и обонятельной луковице.

Гетерохронность созревания нейронных систем мозга

Последовательность созревания нейронных систем головного мозга в эмбриогенезе определяется не только закономерностями филогенеза, но, в значительной мере, обусловлена этапностью становления функциональных систем (рис. V. 1). В первую очередь, созревают те структуры, которые должны подготовить плод к рождению, т. е. к жизни в новых условиях, вне организма матери.

В созревании нейронных систем головного мозга можно выделить несколько этапов.

Первый этап. Наиболее рано созревают единичные нейроны переднего отдела среднего мозга и клетки мезенцефалического ядра тройничного (V) нерва. Волокна этих клеток раньше других прорастают в

направлении древней коры и далее — к неокортексу. Благодаря их влиянию, неокортекс вовлекается в осуществление приспособительных процессов. Мезенцефалические нейроны участвуют в поддержании относительного постоянства внутренней среды, в первую очередь, газового состава крови и вовлечены в механизмы общей регуляции обменных процессов. Клетки мезенцефалического ядра тройничного нерва (V) связаны также с мышцами, участвующими в акте сосания и входят в функциональную систему, связанную с формированием сосательного рефлекса.

Второй этап. Под воздействием клеток, созревающих на первом этапе, развиваются нижележащие структуры ствола мозга клеток, созревающих на первом этапе. Это — отдельные группы нейронов ретикулярной формации продолговатого мозга, заднего отдела моста и нейроны двигательных ядер черепномозговых нервов. (V, VII, IX, X, XI, XII), обеспечивающие координацию трех важнейших функциональных систем: сосания, глотания и дыхания. Вся эта система нейронов отличается ускоренными темпами созревания. Они достаточно быстро обгоняют нейроны, созревающие на первом этапе, по степени зрелости.

На втором этапе проявляют активность раносозревающие нейроны вестибулярных ядер, локализированных на дне ромбовидной ямки. Вестибулярная система развивается у человека ускоренными темпами. Уже к 6-7 месяцам эмбриональной жизни она достигает степени развития, характерной для взрослого человека.

Третий этап. Созревание нейронных ансамблей гипоталамических и таламических ядер также идет гетерохронно и определяется включением их в различные функциональные системы. Например, ускоренно развиваются ядра таламуса, задействованные в системе терморегуляции.

В таламусе позднее всех созревают нейроны передних ядер, однако темп их созревания резко подскакивает к рождению. Это связано с их участием в интеграции обонятельных импульсов и импульсов других модальностей, определяющих выживание в новых условиях среды.

Четвертый этап. Созревание сначала ретикулярных нейронов, затем — остальных клеток палеокортекса, архикортекса и базальной области переднего мозга. Они участвуют в регуляции обонятельных реакций, поддержании гомеостаза и др. Древняя и старая кора, занимающие очень небольшую площадь поверхности полушария у человека, к рождению оказываются уже полностью сформированными.

Пятый этап. Созревание нейронных ансамблей гиппокампа и лимбической коры. Это происходит в конце эмбриогенеза, а развитие лимбической коры продолжается и в раннем детстве. Лимбическая система принимает участие в организации и регуляции эмоций и мотиваций. У ребенка это прежде всего пищевая и питьевая мотивации и др.

В той же последовательности, в которой созревают отделы головного мозга, происходит и миелинизация соответствующих им волоконных систем. Нейроны раносозревающих систем и структур мозга посылают свои отростки в другие участки, как правило, в оральном направлении и как бы индуцируют последующий этап развития.

Развитие неокортекса имеет свои особенности, но и оно идет по принципу гетерохронии. Так, согласно филогенетическому принципу, наиболее рано в эволюции появляется древняя кора, затем — старая, и только после этого — новая кора. В эмбриогенезе у человека новая кора закладывается раньше старой и древней коры, но последние развиваются быстрыми темпами и достигают максимальной площади и дифференцировки уже к середине эмбриогенеза. Затем они начинают смещаться на медиальную и базальную поверхность и частично редуцируются. Инсулярная область, которая занята неокортексом лишь частично, быстро начинает свое развитие и созревает уже к концу пренатального периода.

Наиболее быстро созревают те области новой коры, которые связаны с филогенетически более старыми вегетативными функциями, например, лимбическая область. Затем созревают области, формирующие так называемые проекционные поля различных сенсорных систем, куда приходят сенсорные сигналы от органов чувств. Так, затылочная область закладывается у эмбриона в 6 лунных месяцев, полное же ее созревание завершается к 7 годам жизни.

Несколько позже созревают ассоциативные поля. Самыми последними созревают наиболее филогенетически молодые и функционально самые сложные поля, которые связаны с осуществлением специфически человеческих функций высокого порядка — абстрактного мышления, членораздельной речи, гнозиса, праксиса и т. д. Таковыми являются, например, рече-двигательные поля 44 и 45. Кора лобной области закладывается у 5-месячного плода, полное созревание затягивается до 12 лет жизни. Поля 44 и 45 требуют для своего развития более длительного времени даже при высоких темпах созревания. Они продолжают рост и развитие в течение первых лет жизни, в юношеском возрасте и даже у взрослых. Количество нервных клеток при этом не нарастает, но увеличивается количество отростков и степень их разветвлений, количество шипиков на дендритах, количество синапсов, происходит миелинизация нервных волокон и сплетений. Развитию новых областей коры способствуют учебные воспитательные и образовательные программы, учитывающие особенности функциональной организации мозга ребенка.

В результате неравномерного роста участков коры в процессе онтогенеза (как пре-, так и постнатального), в одних областях наблюдается как бы оттеснение определенных отделов в глубь борозд за счет наплыва над ними соседних, функционально более важных. Примером этого является постепенное погружение островка в глубь сильвиевой щели за счет мощного разрастания соседних отделов коры, развивающихся с появлением и совершенствованием членораздельной речи ребенка — лобной и височной покрышки — соответственно рече-двигательный и рече-слуховой центры. Восходящая и горизонтальная передние ветви сильвиевой щели образуются из наплыва триангулярной извилины и развиваются у человека на самых поздних стадиях пренатального периода, но это может происходить и постнатально, довольно в зрелом возрасте.

В других областях неравномерность разрастания коры проявляется в закономерностях обратного порядка: глубокая борозда как бы разворачивается, и на поверхность выходят новые отделы коры, ранее скрытые в глубине. Именно так на поздних стадиях пренатального онтогенеза исчезает поперечно затылочная борозда, а на поверхность выходят теменно затылочные извилины — корковые отделы, связанные с осуществлением более сложных, зрительногностических функций; проекционные же зрительные поля отодвигаются на медиальную поверхность полушария.

Быстрое увеличение площади неокортекса приводит к возникновению борозд, разделяющих полушария на извилины. (Есть и другое объяснение образования борозд — это прорастание кровеносных сосудов). Первыми образуются наиболее глубокие борозды (щели). Например, с 2 месяцев эмбриогенеза появляется сильвиевая ямка и происходит закладка шпорной борозды. Менее глубокие первичные и вторичные борозды появляются позднее, создают общий план строения полушария. После рождения появляются третичные борозды — мелкие, варьирующие по форме, они индивидуализируют рисунок борозд на поверхности полушария. В целом, порядок образования борозд следующий. К 5-му месяцу эмбриогенеза появляются центральная и поперечно-затылочная борозды, к б месяцам — верхняя и нижняя лобные, краевая и височные борозды, к 7-му месяцу — верхние и нижние пре- и постцентральные, а также межтеменная борозды, к 8-му месяцу — средняя лобная.

К моменту рождения ребенка разные отделы его мозга развиты неодинаково. Более дифференцированы структуры спинного мозга, ретикулярная формация и некоторые ядра продолговатого мозга (ядра тройничного, блуждающего, подъязычного нервов, вестибулярные ядра), среднего мозга (красное ядро, черная субстанция), отдельные ядра гипоталамуса и лимбической системы. Относительно далеки от окончательного созревания нейронные комплексы филогенетически более молодых областей коры — височной, нижнетеменной, лобной, а также стриопал-лидарной системы, зрительных бугров, многих ядер гипоталамуса и мозжечка.

Последовательность созревания структур мозга, определяется сроками начала активности функциональных систем, в которые эти структуры входят. Так, сравнительно рано начинают формироваться вестибулярный и слуховой аппарат. Уже на стадии 3 недель у эмбриона намечаются утолщения эктодермы, которые превращаются в слуховые плакоды. К 4-й неделе образуется слуховой пузырек, состоящий из вестибулярного и улиткового отделов. К 6-й неделе дифференцируются полукружные каналы. В 6,5 недель созревают афферентные волокна, идущие от вестибулярного ганглия в ромбовидную ямку. На 7-8-й неделе развиваются улитка и спиральный ганглий.

В слуховой системе к рождению формируется слуховой аппарат, способный воспринимать раздражения.

Наряду с обонятельным, слуховой аппарат является ведущим уже с первых месяцев жизни. Центральные же слуховые пути и корковые зоны слуха созревают позднее.

К моменту рождения полностью созревает аппарат, который обеспечивает сосательный рефлекс. Он образован ветвями тройничного (V пара), лицевого (VII пара), язычно-глоточного (IX пара) и блуждающего (X пара) нервов. Все волокна к рождению миелинизированы.

Зрительный аппарат к моменту рождения развивается частично. Зрительные центральные пути к рождению миелинизированы, периферические же (зрительный нерв) миелинизируются после рождения. Способность видеть окружающий мир — это результат научения. Он определяется условно-рефлекторным взаимодействием зрения и осязания. Руки — первый объект собственного тела, который попадает в поле зрения ребенка. Интересно, что такое положение руки, которое позволяет глазу видеть ее, формируется задолго до рождения, у эмбриона 6-7 недель (см. рис. VIII. 1).

В результате миелинизации зрительного, вестибулярного и слухового нервов у 3-месячного ребенка отмечается точная установка головы и глаз к источнику света и звука. Ребенок 6 месяцев начинает манипулировать предметами под контролем зрения.

Последовательно созревают и структуры мозга, обеспечивающие совершенствование двигательных реакций. На 6-7-й неделе у эмбриона созревает красное ядро среднего мозга, играющего важную роль в организации мышечного тонуса и в осуществлении установочных рефлексов при согласовании позы в соответствии с поворотом туловища, рук, головы. К 6-7 месяцам пренатальной жизни созревают высшие подкорковые двигательные ядра — полосатые тела. К ним переходит роль регулятора тонуса при разных положениях и непроизвольных движениях.

Движения новорожденного неточны, недифференцированы. Они обеспечиваются влияниями, идущими от полосатых тел. В первые годы жизни ребенка от коры прорастают волокна к полосатым телам, и деятельность полосатых тел начинает регулироваться корой. Движения становятся более точными, дифференцированными.

Таким образом, экстрапирамидная система становится под контроль пирамидной. Процесс миелинизации центральных и периферических путей функциональной системы движения наиболее интенсивно происходит до 2 лет. В этот период ребенок начинает ходить.

Возраст от рождения до 2 лет — это особый период, в течение которого ребенок овладевает также уникальной способностью к членораздельной речи. Развитие речи ребенка происходит только при непосредственном общении с окружающими людьми, о процессе обучения. Аппарат, регулирующий речь, включает в себя сложную иннервацию различных органов головы, гортани, губ, языка, миелинирующиеся проводящие пути в ЦНС, а также сформировавшийся специфически человеческий комплекс речевых полей коры 3 центров — рече-двигательного, рече-слухового, рече-зрительного, объединенных системой пучков ассоциативных волокон в единую морфофункциональную систему речи. Речь человека — это специфически человеческая форма высшей нервной деятельности.

Масса мозга: возрастная, индивидуальная и половая изменчивость

Масса мозга в эмбриогенезе изменяется неравномерно. У 2-месячного плода она равна ~ 3 г. За период до 3 месяцев масса мозга увеличивается в ~ 6 раз и составляет 17 г, к 6 лунным месяцам — еще в 8 раз: -130 г. У новорожденного масса мозга достигает: 370 г — у мальчиков и 360 г — у девочек. К 9 месяцам происходит ее удвоение: 400 г. К 3 годам масса мозга увеличивается втрое. К 7 годам она достигает 1260 г — у мальчиков и 1190 г — у девочек. Максимальная масса мозга достигается в 3-м десятилетии жизни. В старших возрастах она снижается.

Масса мозга взрослого мужчины — 1150-1700 г. На протяжении всей жизни масса мозга мужчин выше, чем у женщин. Масса мозга обладает заметной индивидуальной вариабельностью, но не может служить показателем уровня развития умственных способностей человека. Известно, например, что у И.С. Тургенева масса мозга была равна 2012 г, Кювье — 1829, Байрона — 1807, Шиллера — 1785, Бехтерева — 1720, И.П. Павлова — 1653, Д.И. Менделеева — 1571, А. Франса — 1017 г.

Для оценки степени развития мозга был введен «индекс церебрализации» (степень развития мозга при исключенном влиянии массы тела). По этому индексу человек резко отличается от животных. Весьма существенно, что на протяжении онтогенеза у человека можно выделить особый период в развитии, который отличается максимальным «индексом церебрализации». Этот период соответствует периоду раннего детства, от 1 года до 4-х лет. После этого периода индекс снижается. Изменения индекса церебрализации подтверждается нейрогистологическими данными. Так, например, количество синапсов на единице площади теменной коры после рождения резко увеличивается только до 1 года, затем несколько уменьшается до 4-х лет и резко падает после 10 лет жизни ребенка. Это свидетельствует о том, что именно период раннего детства является временем огромного количества возможностей, заложенных в нервной ткани мозга. От их реализации во многом зависит дальнейшее развитие умственных способностей человека.

В заключение глав о развитии мозга человека следует еще раз подчеркнуть, что важнейшей специфически человеческой особенностью является уникальная гетерохрония закладки неокортекса, при которой развитие и окончательное созревание структур мозга, связанных с осуществлением функций высшего порядка, совершаются в течение достаточно длительного времени после рождения. Возможно, это и явилось тем величайшим ароморфозом, который определил выделение человеческой ветви в процессе антропогенеза, так как «ввел» процесс научения и воспитания в формирование человеческой личности.

ВВЕДЕНИЕ

Некоторые из современных наук имеют вполне законченный вид, другие интенсивно развиваются или только становятся. Это вполне понятно, так как наука эволюционирует, как и природа, которую она изучает. Одной из перспективных областей естествознания является изучение человеческого мозга и связи психических процессов с физиологическими.

При рождении мозг является самым недифференцированным органом тела. Важно знать, что мозг не функционирует «правильным образом» до тех пор, пока его развитие не «завершилось». Однако мозг никогда не становится «завершенным», так как он продолжает реинтегрировать себя. Пластичность мозга, то есть его чувствительность к влиянию окружающей среды, является характеристикой, в особенности присущей человеческому мозгу.

Изучение высшей нервной деятельности возможно физическими, химическими методами, гипнозом и т. п. Среди тем, интересных с естественнонаучной точки зрения можно выделить:

1) непосредственное воздействие на мозговые центры;

2) опыты с наркотиками (ЛСД, в особенности);

3) кодирование поведения на расстоянии.

Целью моей работы является изучение основных вопросов развития мозга, а также рассмотрение основных психических свойств человека.

Для выполнения работы выделяются следующие задачи:

- Рассмотрение развития мозга человека;

- Изучение психических свойств человека (темперамент, способности, мотивации, характер).

Для написания работы были изучены и проанализированы различные учебные источники. Предпочтение отдавалось следующим авторам: Горелову А.А., Грушевицкой Т.Г., Садохину А.П., Успенскому П.Д., Маклакову А.Г.

Развитие мозга человека

Головной мозг - это та часть нервной системы, которая эволюционно возникла на основе развития дистантных рецепторных органов.

Цель изучения мозга - понять механизмы поведения и научиться ими управлять. Знания о процессах, происходящих в мозгу, необходимы для лучшего использования умственных способностей и достижения психологического комфорта.

Что же знает естествознание о деятельности мозга? Еще в прошлом веке выдающийся русский физиолог Сеченов писал, что физиология располагает данными о родстве психических явлений с нервными процессами в теле. Благодаря Павлову, физиологическому изучению головного мозга стало доступно все, включая сознание и память. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций.,М.: Центр, 1998. - с. 156.

Мозг рассматривается как центр управления, состоящий из нейронов, проводящих путей и синапсов (в мозгу человека 10 связанных между собой нейронов).

Исследование мозга

Кора головного мозга и подкорковых структур связана с внешними психическими функциями, с мышлением и сознанием человека. Именно через нервы, выходящие из головного и спинного мозга, связана центральная нервная система со всеми органами и тканями. Нервы несут информацию, поступающую из внешней среды в мозг, и приводят ее в обратном направлении к частям и органам.

Ныне существуют технические возможности экспериментального исследования мозга. На это нацелен метод электрического раздражения, посредством которого изучаются отделы мозга, ответственные за память, решение задач, распознавание образов и т. п., причем воздействие может быть дистанционным. Можно искусственно вызывать мысли и эмоции - вражды, страха, тревоги, наслаждения, иллюзию узнавания, галлюцинации, навязчивые идеи. Современная техника может в буквальном смысле сделать человека счастливым, воздействуя непосредственно на центры удовольствия в мозгу.

Исследования показали, что:

1) Ни один поведенческий акт невозможен без возникновения на клеточном уровне отрицательных потенциалов, которые сопровождаются электрическими и химическими изменениями и деполяризацией мембраны;

2) Процессы в мозгу могут быть двух видов: возбуждающие и тормозящие;

3) Память подобна звеньям цепи и можно, потянув за одну, вытянуть очень много;

4) Так называемая психическая энергия представляет собой сумму физиологической активности мозга и получаемой извне информации;

5) Роль воли сводится к тому, чтобы привести в действие уже сложившиеся механизмы.

Особую роль в головном мозге играют левое и правое полушарие, а также их основные доли: лобная, теменная, затылочная и височная. И.П. Павловым впервые введено понятие анализатора на основе комплекса мозговых и других органических структур, участвующих в восприятии, переработке и хранении информации. Он выделил относительно автономную органическую систему, которая обеспечивает переработку специфической информации на всех уровнях ее прохождения через центральную нервную систему. Маклаков А.Г. Общая психология: СПб.: Питер 2002.- с. 38.

К достижениям нейрофизиологии можно отнести и обнаружение асимметрии в функционировании головного мозга. Профессор Калифорнийского технологического института Р. Сперри в начале 50-х годов доказал функциональное различие полушарий мозга при почти полной идентичности анатомии. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций.. - М.: Центр, 1998. - с. 157.

Левое полушарие - аналитическое, рациональное, последовательно действующее, более агрессивное, активное, ведущее, управляющее двигательной системой.

Правое - синтетическое, целостное, интуитивное; не может выразить себя в речи, но управляет зрением и распознаванием форм. Павлов говорил, что всех людей можно разделить на художников и мыслителей. У первых, стало быть, доминирует правое, у вторых - левое полушарие.

Более ясное представление о механизмах центральной нервной системы позволяет решать проблему стресса. Стресс - понятие, характеризующее, по Г. Селье, скорость изнашивания человеческого организма, и связан с деятельностью неспецифического защитного механизма, увеличивающего сопротивляемость к внешним факторам.

Синдром стресса проходит три стадии:

1) «реакция тревоги», во время которой мобилизуются защитные силы;

2) «стадия устойчивости», отражающая полную адаптацию к стрессору;

«стадия истощения», которая неумолимо наступает, когда стрессор оказывается достаточно силен и действует достаточно долгое время, поскольку «адаптационная энергия», или приспособляемость живого существа всегда конечна».

Многое в деятельности мозга остается неясным. Электрическое раздражение двигательной зоны коры головного мозга не способно вызвать точных и ловких движений, присущих человеку, и стало быть существуют более тонкие и сложные механизмы, ответственные за движение. Отсутствует убедительная физико-химическая модель сознания, и стало быть неизвестно, что такое сознание как функциональная сущность и что такое мысль как продукт сознания. Можно лишь заключить, что сознание - результат особой организации, сложность которой создает новые, так называемые эмерджентные свойства, которых нет у составных частей.

Спорен вопрос о начале сознания. Согласно одной из точек зрения, до рождения существует план сознания, а не готовое сознание. «Развитие мозга, - считает X. Дельгадо, - определяет отношение индивидуума к окружающему еще до того, как индивидуум становится способным воспринимать сенсорную информацию об окружающем. Следовательно, инициатива остается за организмом». Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций.,М.: Центр, 1998. - с. 158.

Существует так называемое «опережающее морфологическое созревание»: еще до рождения в темноте веки поднимаются и опускаются. Но новорожденные лишены сознания и лишь приобретенный опыт ведет к узнаванию предметов.

Реакции новорожденных столь примитивны, что их вряд ли можно рассматривать как признаки сознания. Да и мозга при рождении еще полностью нет. Стало быть, человек по сравнению с другими животными рождается менее развитым и ему требуется определенный постнатальный период роста. Инстинктивная деятельность может существовать даже при отсутствии опыта, психическая - никогда.

Важно отметить, что большое влияние функционирование руки оказало на развитие мозга. У руки как развивающегося специализированного органа должно было формироваться и представительство в головном мозгу. Это послужило причиной не только увеличения массы мозга, но и усложнения его структуры.

Недостаточность сенсорного притока отрицательно влияет на физиологическое развитие ребенка. Способность понимать видимое не является врожденным свойством мозга. Мышление не развивается само по себе. Формирование личности, по Пиаже, заканчивается в три года, но деятельность мозга зависит от сенсорной информации в течение всей жизни. «Животными и людям нужна новизна и непрерывный поток разнообразных раздражителей из внешней среды». Уменьшение поступления сенсорной информации, как показали эксперименты, приводит к возникновению через несколько часов галлюцинаций и бреда.

Вопрос о том, насколько непрерывный сенсорный поток определяет сознание человека, столь же сложен, как и вопрос о соотношении интеллекта и чувств. Еще Спиноза считал, что «человеческая свобода, обладанием которой все хвалятся», не отличается от возможностей камня, который «получает определенное количество движения от какой-нибудь внешней причины». Эту точку зрения пытаются обосновать современные бихевиористы. То, что сознание может резко меняться под влиянием внешних причин (причем и в сторону усиления предвидения и образования новых свойств и способностей), доказывает поведение людей, получивших тяжелые травмы черепа. Косвенное (например, средствами рекламы) и прямое (оперативное) воздействие на сознание приводит к кодированию.

Три направления нейрофизиологии привлекают наибольший интерес:

1) влияние на сознание посредствами раздражения определенных центров мозга с помощью психотропных и иных средств;

2) оперативное и медикаментозное кодирование;

3) изучение необычных свойств сознания и их влияния на социум. Эти важные, но опасные направления исследований зачастую засекречиваются.

Строение мозга

Головной мозг, encephalon (cerebrum), с окружающими его оболочками находится в полости мозгового черепа. Выпуклая верхнелатеральная поверхность головного мозга по форме соответствует внутренней вогнутой поверхности свода черепа. Нижняя поверхность - основание головного мозга, имеет сложный рельеф, соответствующий черепным ямкам внутреннего основания черепа. Анатомия человека: Учебник. / Р.П. Самусев, Ю.М. Селин. - М.: Медицина, 1990. - с. 376.

Масса мозга взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г. На протяжении от 20 до 60 лет масса и объем остаются максимальными и постоянными для каждого данного индивидуума (масса мозга в среднем у мужчин 1394 г, у женщин - 1245 г), а после 60 лет они несколько уменьшаются.

При осмотре препарата головного мозга хорошо заметны три его наиболее крупные составные части. Это парные полушария большого мозга, мозжечок и мозговой ствол.

Полушария большого мозга у взрослого человека - это наиболее сильно развитая, самая крупная и функционально наиболее важная часть ЦНС. Отделы полушарий прикрывают собой все остальные части головного мозга. Правое и левое полушария отделены друг от друга глубокой продольной щелью большого мозга, достигающей большой спайки мозга, или мозолистого тела.

мозг психика темперамент характер