Діяльність кори півкуль великого мозку

Важливу роль у регуляції діяльності внутрішніх органів відіграють нервові утворення, що входять до складу лімбічної системи, або вісцерального мозку: гіпокамп (морський коник), поясна звивина, мигдалеподібні ядра. Лімбічна система бере участь у формуванні емоцій і таких поведінкових реакцій, у здійсненні яких трапляється яскраво виражений вегетативний компонент. Вплив вісцерального мозку на функції органів, що іннервуються вегетативною нервовою системою, здійснюється завдяки тісним зв’язкам її з гіпоталамусом. Руйнування мигдалеподібних ядер спричинює підвищення апетиту й ожиріння внаслідок збільшеного споживання їжі. Руйнування або подразнення гіпокампу впливає на слиновиділення, жування і ковтання.

Нейрони кори півкуль великого мозку, що беруть участь у регуляції функцій внутрішніх органів, вважаються кірковим представництвом інтероцептивних аналізаторів (див. розд. 5 – “Сенсорні системи”).

У регуляції вегетативних функцій велике значення мають лобові частки кори півкуль великого мозку. Подразнення деяких ділянок цих часток кори спричинює зміну дихання, травлення, кровообігу і статевої діяльності, тому вважають, що в передніх відділах кори півкуль великого мозку містяться вищі центри вегетативної нервової системи.

Вплив кори головного мозку на велику кількість внутрішніх органів доведено в дослідах із впливом на людину гіпнотичного навіювання. Навіюванням можна спричинити почастішання або вповільнення серцевої діяльності, розширення або звуження судин, посилення виділення сечі нирками, виділення поту, зміну інтенсивності обміну речовин.

Відомі випадки, коли вплив кори півкуль великого мозку виявлявся настільки різко, що людина могла довільно спричиняти збільшення

ЧСС, підняття волосся і появу “гусячої шкіри”, що зазвичай спостерігається внаслідок охолодження тіла, а також змінювати ширину зіниць, що залежить від тонусу непосмугованих м’язів райдужки.

Чимало центрів вегетативної нервової системи перебувають у стані спонтанної активності, унаслідок чого іннервовані ними органи постійно отримують збудливі або гальмівні імпульси. Походження цього тонусу здебільшого визначається тим, що сюди надходять нервові імпульси як від рецепторів внутрішніх органів, так і почасти від екстерорецепторів. Важливу роль відіграє також вплив на центри різноманітних факторів крові й спинномозкова рідина.

Величина тонічної імпульсації, що надходить вегетативними нервами на периферію до різних органів, коливається від 0,5 до 5 Гц.

Так, завдяки тонічному впливу симпатичних нервів непосмуговані м’язи кровоносних судин забезпечують деяке скорочення їхньої стінки – тонус судин.

У стані фізіологічного спокою в органах з подвійним контролем превалює вплив парасимпатичного нерва. Так, під впливом імпульсів, що надходять до серця блукаючим нервом, дещо знижується частота й сила серцевих скорочень.

Тонус вегетативних центрів має певне фізіологічне значення. Завдяки йому органи з однобічною іннервацією мають змогу регулювати протилежну спрямованість. Приміром, зниження частоти імпульсів забезпечує розширення артеріальних судин. Крім того, тонічна імпульсація сприяє більш плавній регуляції, а максимального ефекту вдається досягти за частоти імпульсів у межах 8-15 Гц.

Вплив вегетативної нервової системи на функції внутрішніх органів

У більшості органів, що іннервуються вегетативною нервовою системою, подразнення симпатичних і парасимпатичних волокон спричинює протилежний ефект:

1) значне подразнення блукаючого нерва зумовлює зменшення ритму і сили серцевих скорочень, а подразнення симпатичного нерва, навпаки, їх збільшує;
2) парасимпатичні впливи розширюють судини язика, слинних залоз, статевих органів, симпатичні – ці судини звужують;
3) парасимпатичні нерви звужують зіниці, симпатичні-розширюють;
4) парасимпатичні впливи звужують бронхи, симпатичні – розширюють;
5) блукаючий нерв стимулює роботу шлункових залоз, симпатичний – гальмує;
6) парасимпатичні нерви спричинюють розслаблення м’язів-замикачів сечового міхура й скорочення його м’язів, симпатичні – скорочують м’яз-замикач і розслаблюють м’язи тощо.

Ці факти дали змогу висунути гіпотезу про “антагонізм” симпатичного й парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи. Відповідно до неї обидва відділи управляють функцією органа, діючи в протилежних напрямах (подібно до двох віжок) – антагоністично. У нормі за наявності в обох системах центрів, що управляють функцією органа, спостерігають “рівновагу” між ними. При переважанні тонусу однієї системи тонус іншої зменшується. Постійне підвищення тонусу симпатичного або парасимпатичного відділу призводить до появи різних розладів. Проводили експерименти з лікування “симпатикотонії” і “ваготонії хірургічним перерізуванням відповідних нервів. Однак подібні впливи не завжди давали стійкий ефект, а іноді й зумовлювали погіршення стану.

При регуляції функцій деяких органів між двома відділами вегетативної нервової системи спостерігають не лише антагонізм, а й синергізм. Підвищення тонусу одного з відділів неминуче зумовлює процеси, що приводять до підвищення тонусу іншого. Наприклад, секреція слини збуджується як симпатичними, так і парасимпатичними нервами (однак при цьому склад слини неоднаковий). Крім того, необхідно враховувати, що деякі органи й тканини не мають парасимпатичної іннервації, а забезпечуються лише волокнами симпатичної нервової системи.

Останнім часом установлено, що відношення двох відділів вегетативної нервової системи не можна сформулювати поняттями “антагонізм” або “синергізм”. Кожна з систем виконує в організмі свою функцію.

Парасимпатичний відділ вегетативної нервової системи – це система поточної регуляції фізіологічних процесів, що забезпечує гомеостаз. На відміну від цього симпатичний відділ – система “захисту”, мобілізації резервів, що необхідна для активної взаємодії організму із зовнішнім середовищем. Така мобілізація потребує генерал ізованого включення в реакцію багатьох органів і структур. Якомога краще цій умові відповідають структурні особливості симпатичного відділу: а) безперервне розташування нервових центрів у спинному мозку; б) ганглії симпатичного відділу (паравертебральні й превертебральні), що перебувають на великій відстані від органів і тканин, що іннервуються, мають великі можливості мультиплікації імпульсів. Усе це забезпечує генералізований вплив на велику кількість структур.

У такому разі дуже важливо, що генералізований вплив симпатичної нервової системи майже на всі структури організму підтримується ще й викидом у кров А із хромафінної тканини надниркової залози (див. розд. 2 – “Гормони мозкової речовини надниркових залоз”). Посутньо, цей відділ ендокринної системи є своєрідною еферентною частиною симпатичного рефлексу. Сюди підходять прегангліонарні волокна симпатичного нерва. І викид А стимулює медіатор АХ, що виділяється з них.

Симпатична нервова система виконує в організмі адаптаційно-трофічну функцію, регулюючи обмін речовин, трофіку і збудливість усіх органів і тканин тіла, забезпечує адаптацію організму до поточних умов діяльності. Активуючи діяльність інших відділів мозку, вона і з цього боку мобілізує захисні реакції організму: процеси терморегуляції, імунні реакції, механізми згортання крові. її збудження – неодмінна умова емоцій. Збудження симпатичної системи – це початкова ланка включення ланцюга гормональних реакцій, характерних для “стресу”.

На відміну від парасимпатичного відділу, що забезпечує підтримку гомеостазу, при мобілізації організму симпатичною нервовою системою чимало параметрів гомеостазу нерідко змінюються. Його збудження зумовлює підвищення АТ, перерозподілу крові, викиду в кров великої кількості глюкози й жирних кислот, активації енергетичних процесів, пригнічення функцій травного тракту, сечоутворення. Завдання відновлення і збереження сталості внутрішнього середовища за будь-яких порушень і зрушень, спричинюваних збудженням симпатичного відділу, виконує парасимпатичний відділ. У цьому сенсі діяльність двох відділів може виявлятися іноді як антагонізм. Але це не означає, що функціями органів і тканин управляють лише антагоністичні впливи. Парасимпатичні нервові волокна в деяких випадках можуть як стимулювати, так і гальмувати функцію регульованих ними органів, забезпечуючи всі процеси поточної регуляції, необхідні для збереження гомеостазу.

Источник

Кора головного мозку поділяється на стародавню (палеокортекс), давню (архикортекс) і нову (неокортекс). Вже у хрящових риб (акули) біля основи мозку є зачаток нюхової кори. Це і є стародавня кора, яка у ряду тварин з’являється найперше тому, що вони найбільше користуються в своєму житті саме нюховими почуттями. У рептилій з’являються виразно помітні частини кори вищої будови. Вона називається давньою корою і займає медіальну, дорзальну і латеральну стінки вже добре сформованих півкуль. Давня кора займає у них основу мозку.

У птахів кінцевий мозок значно більший, ніж у рептилій, але за рахунок розвитку базальних гангліїв, що займають майже всю масу півкуль. Кора виявлена мало. Стародавня кора займає невелике поле коло невеличкої нюхової цибулини. Давня кора виявлена чітко. Нової кори ще зовсім немає.

Провідним в еволюції кори ссавців є значний розвиток і ріст нової кори порівняно з корою стародавньою і давньою.

Так, відомо, наприклад, у їжака нова кора становить 32,4% всієї кори, а в людини – 95,6%. Дуже виразним є розвиток борозен великих півкуль, яких стає все більше в міру просування організмів по філогенетичних сходах. У нижчих ссавців борозни намічені лише в області стародавньої і давньої кори. У вищих ссавців борозен стає все більше й більше в області нової кори. Поява борозен значно збільшує поверхню кори, не збільшуючи розміри півкуль.

Базальні ганглії суттєво відстають у розмірах порівняно з новою корою (плащем). Значення базальних гангліїв як центра вищої безумовної рефлекторної діяльності залишається істотним, але провідного значення набуває кора великих півкуль головного мозку як центр умовнорефлекторної діяльності.

Функціональне значення нервових клітин полягає в сприйманні і передачі подразнень від зовнішнього оточення. Для цієї функції найбільш придатні клітини ектодерми, що з ним безпосередньо стикаються. У нижчих тварин кожна ектодермальна клітина спроможна сприймати подразнення і відповідати на них. З еволюційним розвитком тварин деякі ектодермальні клітини набували особливої подразливості, перетворюючись на чутливі клітини. Подразнення від них передавались на сусідні клітини через їх протоплазматичні зв’язки. Пізніше, у кишковопорожнинних (гідра), чутливі клітини заглиблюються під ектодерму і з’єднуються нервовими волокнами між собою і з ектодермальними клітинами, утворюючи нервову сітку, рівномірно розподілену по всьому організму. Така нервова система називається дифузною. Далі відбувається поступове скупчення нервових клітин у певних місцях у вигляді вузлів. У червів і членистоногих (раки, павуки, комахи) є вже добре відокремлені вузли, з’єднані поздовжніми перемичками, які утворюють черевний ланцюг. Найбільш розвивається його передній відділ у вигляді підглоткового і особливо надглоткового вузла, що є вже високо-диференційованою структурою, яку можна вважати зачатком головного мозку.

У хордових тварин (ланцетник) уся центральна нервова система являє собою трубку (трубчаста нервова система), яка лежить уздовж хорди. Передній кінець її розширений – зачаток головного мозку. Решта трубки – спинний мозок. У хребетних тварин іде дальший розвиток головного мозку, причому раніше розвиваються відділи мозкового стовбура, смугасті тіла і стародавня кора у вигляді нюхових її відділів.

У круглоротих (міноги) всі відділи головного мозку лежать в одній площині, не утворюючи вигинів. Досить великі нюхові відділи порожнисті. Добре розвинені смугасті тіла, склепіння ж переднього мозку тонке, епітеліальне, нервових клітин у ньому ще немає. Мозочок перебуває в зачатковому стані і має вигляд валка спереду від ромбоподібної ямки.

У селяхій (акули) в склепінні переднього мозку вже є нервові клітини. Мозок ще не поділений на дві півкулі, нюхові частини дуже великі. Середній мозок добре розвинений і поділений на дві півкулі. Мозочок добре розвинений і має часом на своїй поверхні складну систему закруток.

У рептилій (ящірка) на добре розвинених півкулях мозку є шар сірої речовини – справжня кора. Але товщина плаща незначна, і головну масу переднього мозку утворюють смугасті тіла. Мозкові згини виявлені.

У ссавців (кріль) характерним є надзвичайний розвиток півкуль переднього мозку, зумовлений розростанням плаща, а не смугастих тіл. Плащ являє собою нову кору. Поверхня півкуль у нижчих ссавців гладенька, поступово вона ускладнюється через розвиток борозен і закруток. У людини плащ має багато борозен та закруток і покриває згори весь мозковий стовбур.

o У процесі еволюційного розвитку приматів об’єм мозку збільшувався так:

o Цефалізацією називають посилення регулюючої ролі головного відділу центральної нервової системи у тварин з двобічно-симетричною будовою тіла. В процесі цефалізації розвивається функціональна ієрархія, тобто підпорядкованість нижче розташованих структур вищерозташованим. Найскладнішою формою цефалізації є кортиколонізація функцій вищих хребетних (всі структури нервової системи знаходяться під контролем діяльності кори великого мозку). Кора великого мозку виконує функцію вищого аналізу всіх подразників, які надходять із внутрішнього і зовнішнього середовищ, організовуючи реакції поведінки як найскладнішу форму адаптації організму до навколишнього середовища, а у людей – функцію мислення.
o Очі комах мають декілька особливостей, вивчення яких відкрило можливості їхнього технічного застосування. З цього погляду становить інтерес будова фасеток в очах бджіл, які використовують для своєї навігації сонячне світло (пряме й поляризоване). Кожна фасетка в них має 8 чутливих клітин, покритих пластинками, що здатні поляризуватися. За допомогою них бджоли можуть аналізувати поляризацію світла будь-якої ділянки неба й вибирати потрібний напрям польоту навіть у похмуру погоду. Інженери СІНА сконструювали пристрій для сонячної навігації, основою будови якого є модель бджолиного ока. Такий пристрій допомагає морякам проводити судна в тих приполярних областях, де магнітний компас не діє. Крім того, цей “небесний поляризатор” став корисним і для літаків під час визначення їхнього положення в польоті відносно сонця в негоду. Модель будови ока бджоли стала також основою для створення апаратури стеження за рухом ракет та інших об’єктів, що літають у повітрі.
o Комахи сприймають звукові коливання в дуже широкому діапазоні. Так, наприклад, цвіркуни – у межах від 300 до 8 тис. коливань на секунду, деякі коники – від 800 до 45 тис, сарана – до 90 тис, а метелики вловлюють навіть ультразвуки летючих мишей, які мають коливання від 30 до 80 тис. на секунду. Нагадаємо, що ультразвук (від ультра… (від лат. ultra – за, понад, за межами) і звук) – це пружні звукові коливання з частотою понад 20 кГц, які не сприймаються вухом людини.
o У сучасних кісткових риб вага головного мозку становить 0,020,94% від маси тіла.
o У хвостатих і безногих земноводних вага головного мозку становить 0,29-0,36% від маси тіла, у безхвостих – 0,5-0,73%.
o Нерухливі земноводні сприймають лише рух дрібних об’єктів або наближення ворога; усе інше для них – індиферентний (одноманітний) “сірий фон”. Під час свого руху вони починають розрізняти й нерухомі об’єкти. Завдяки положенню очей у багатьох безхвостих земноводних загальне поле зору дорівнює 360°. На основі вивчення механізмів зору жаби створено фототехнічні прилади, які розпізнають дрібні об’єкти.
o У земноводних зберігаються механізми сприймання звукових коливань у воді. Звукопровідність тіла амфібій, схожа на звукопровідність тіла риб, близька до водного середовища, що дає змогу приймати звуки безпосередньо на мембрану овального вікна внутрішнього вуха. Цьому сприяють поверхневі вени та ендолімфатична протока. Звуки у воді приймаються гомологом звукорецептора риб, а звуки в повітрі, передані стремінцем з барабанної перетинки, сприймаються звуковим рецептором наземних хребетних. Існування двох слухових систем в амфібій
– пристосування до життя у двох середовищах – водному та повітряному. Земноводні сприймають звуки частотою від 30 до 15 тис. Гц.
o У хамелеонів кожне око може рухатися самостійно, що дуже важливо під час чатування на здобич, коли тіло нерухоме. Хамелеони живуть на деревній рослинності, мають цупкі пальці та довгий цупкий хвіст, якими вони охоплюють гілки. Добре відома здатність цих тварин змінювати своє забарвлення залежно від змін довкілля за рахунок перерозподілу пігментів шкіри.
o Раніше вважали, що нюх у птахів розвинений слабо через невеликі розміри нюхових часток переднього мозку. Однак експерименти науковців свідчать про протилежне.
o Французькі науковці виявили шкідливий вплив інфразвукових коливань на людський організм. Вони встановили, що інфразвуки достатньої потужності 6-9 Гц можуть бути для людини навіть смертельними, бо внутрішні органи мають власні частоти коливань 6-9 Гц. Унаслідок дії на людину інфразвуку з відповідною частотою виникає резонанс, що може призвести до смерті.
o Подразливість – одна із функціональних властивостей живої матерії, вона притаманна всім організмам, від найпростіших одноклітинних до високоорганізованих. При цьому організми не тільки сприймають подразнення, а і певним чином реагують на них.
o Чутливість можна розглядати як більш високий ступінь подразливості, коли з’являються елементи аналізу в певних спеціалізованих клітинах (або центрах), відбувається оцінка стану навколишнього середовища і виникає відповідна реакція організму. Таким чином, чутливість забезпечується наявністю більшою або меншою мірою спеціалізованих клітин, які реагують на певні фактори навколишнього середовища: тепло, холод, тиск, хімічні агенти і ін.
o У прогресивному розвитку тваринних організмів відбувалися два взаємо протилежних процеси: диференціація, пов’язана з розділенням функцій тканин і органів, та інтеграція, яка забезпечувала цілісність організму, сталість його внутрішнього середовища. Результатом інтеграції виявилася нервова система, яка регулює роботу всіх органів і систем, налагоджує між ними певні функціональні взаємозв’язки.
o У одноклітинних організмів збудження, що виникає у відповідь на дію подразника, поширюється однаково повільно в усіх напрямках. У багатоклітинних тварин різні частини організму виконують різні функції, відрізняючись за своєю збудливістю. Інформація про їхню діяльність надходить до центрального органа, який керує всіма реакціями тварин, – нервового центру і спеціальної провідної системи, яка поширює збудження окремими шляхами як до центрального органа, так і від нього на периферію.

Источник