Що відповідає за механізми неспання та сну, зміни температури тіла та обмінні процеси в організмі. Від нього залежить працездатність усіх органів прокуратури та тканин організму. Емоційні реакції людини також перебувають у компетенції гіпоталамуса. Крім того, гіпоталамус керує роботою ендокринних залоз, бере участь у процесі травлення, а також у продовженні роду. Розташований гіпоталамус у головному мозку під зоровим бугром – таламусом. Тому, гіпоталамус, у перекладі з латини означає « підгір'я».
- Гіпоталамус за розміром дорівнює фаланзі великого пальця руки.
- Вчені знайшли в гіпоталамусі центри «раю» та «пекла». Ці ділянки мозку відповідають за приємні та неприємні відчуття організму.
- Розподіл людей на «жайворонків» та «сов» також перебуває в компетенції роботи гіпоталамуса
- Вчені називають гіпоталамус «внутрішнім сонцем організму» і вважають, що подальше вивчення його можливостей може призвести до збільшення тривалості життя людини, до перемоги над багатьма ендокринними захворюваннями, а також до подальшого освоєння Космосу завдяки керованому летаргічному сну, в який можна буде занурювати космонавтів. долають відстань у десятки та сотні світлових років.
Корисні продукти для гіпоталамуса
- Родзинки, курага, мед – містять глюкозу, необхідну для повноцінної роботи гіпоталамуса.
- Зелень та листяні овочі. Прекрасний і калію. Є чудовими антиоксидантами. Запобігають гіпоталамусу від ризику крововиливів, інсульту.
- Молоко та молочні продукти. Містять вітаміни групи В, необхідні для повноцінної роботи нервової системи, а також кальцій та інші поживні речовини.
- Яйця. Знижують ризик виникнення інсульту завдяки вмісту в них корисних для мозку речовин.
- Кава чорний шоколад. У невеликій кількості тонізують роботу гіпоталамуса.
- Банани, помідори, апельсини. Піднімають настрій. Полегшують роботу не лише гіпоталамуса, а й усіх структур мозку. Корисні для нервової системи, діяльність якої тісно пов'язана із роботою гіпоталамуса.
- Волоські горіхи. Стимулюють працездатність гіпоталамуса. Гальмують процеси старіння мозку. Багаті на корисні жири, вітаміни та мікроелементи.
- Морква. Уповільнює процеси старіння в організмі, стимулює утворення молодих клітин, бере участь у проведенні нервових імпульсів.
- Морська капуста. Містить речовини, необхідні забезпечення гіпоталамуса киснем. Велика кількість йоду, що міститься в морській капусті, допомагає боротися з безсонням та дратівливістю, втомою та перенапругою.
- Жирна риба та олії. Містять поліненасичені жирні кислоти, які є важливими компонентами харчування гіпоталамуса. Запобігають відкладенню холестерину, є стимуляторами вироблення гормонів.
Для повноцінного функціонування гіпоталамуса необхідні:
- Лікувальна фізкультура та щоденні прогулянки на свіжому повітрі (особливо увечері, перед сном).
- Регулярне та повноцінне харчування. Переважна молочно-рослинна дієта. Медики радять уникати переїдання.
- Дотримання режиму дня допомагає гіпоталамусу ввійти у звичний йому ритм роботи.
- Виключити з вживання алкогольні напої та позбутися шкідливого потягу до куріння, які шкодять роботі нервової системи, з діяльністю якої тісно пов'язаний гіпоталамус.
- Виключити перед сном перегляд телепередач та роботу за комп'ютером. В іншому випадку через порушення світлового режиму дня може виникнути порушення в роботі гіпоталамуса і всієї нервової системи.
- З метою профілактики перезбудження гіпоталамуса в яскравий сонячний день рекомендується носити сонцезахисні окуляри.
Народні методи відновлення функцій гіпоталамуса
Причинами порушень роботи гіпоталамуса є:
- 1 Інфекційні захворювання, інтоксикація організму.
- 2 Порушення у роботі нервової системи.
- 3 Слабкий імунітет.
У першому випадкуможуть використовуватися трави протизапального призначення (ромашка, календула, звіробій) – за рекомендацією лікаря. При інтоксикаціях корисні йодовмісні продукти - чорноплідна горобина, морська капуста, фейхоа, волоські горіхи.
У другому випадку, при порушенні роботи СР, використовуються тонізуючі засоби (цикорій, кава), або навпаки, заспокійливі - настоянка валеріани, собачої кропиви і глоду, хвойні ванни.
При тахікардії та безпідставному підвищенні тиску, пов'язаних з неправильною роботою гіпоталамуса, корисні водні процедури: теплий душ з подальшим енергійним розтиранням шкірних покривів.
При депресивних станах добре допомагає відвар трави звіробою, звісно, якщо немає медичних протипоказань до застосування!
Кора великого мозку
Вищим відділом ЦНС є кора великого мозку (кора великих півкуль). Вона забезпечує досконалу організацію поведінки тварин на основі вроджених та набутих в онтогенезі функцій.
Морфофункціональна організація
Кора великого мозку має такі морфофункціональні особливості:
Багатошаровість розташування нейронів;
модульний принцип організації;
Соматотопічна локалізація рецептуючих систем;
Екранність, т. Е. Розподіл зовнішньої рецепції на площині нейронального поля коркового кінця аналізатора;
Залежність рівня активності від впливу підкіркових структур та ретикулярної формації;
Наявність представництва всіх функцій нижченаведених структур ЦНС;
Цитоархітектонічний розподіл на поля;
Наявність у специфічних проекційних сенсорних та моторних системах вторинних та третинних полів з асоціативними функціями;
Наявність спеціалізованих асоціативних областей;
Динамічна локалізація функцій, що виражається у можливості компенсацій функцій втрачених структур;
Перекриття у корі великого мозку зон сусідніх периферичних рецептивних полів;
Можливість тривалого збереження слідів роздратування;
Реципрокний функціональний взаємозв'язок збудливих та гальмівних станів;
Здатність до іррадіації збудження та гальмування;
Наявність специфічної електричної активності.
Глибокі борозни ділять кожну півкулю великого мозку на лобову, скроневу, тім'яну, потиличну частки та острівець. Острівець розташований у глибині сильвієвої борозни і закритий зверху частинами лобової та тім'яної часткою мозку.
Кора великого мозку ділиться на давню (archicortex), стару (paleocortex) та нову (neocortex). Стародавня кора поряд з іншими функціями має відношення до нюху та забезпечення взаємодії систем мозку. Стара кора включає поясну звивину, гіпокамп. Нова кора має найбільший розвиток величини, диференціації функцій відзначається в людини. Товщина нової кори коливається від 1,5 до 4,5 мм і максимальна у передній центральній звивині.
Функції окремих зон нової кори визначаються особливостями її структурно-функціональної організації, зв'язками з іншими структурами мозку, участю у сприйнятті, зберіганні та відтворенні інформації при організації та реалізації поведінки, регуляції функцій сенсорних систем, внутрішніх органів.
Особливості структурно-функціональної організації кори великого мозку зумовлені тим, що у еволюції відбувалася кортикалізація функцій, т. е. передача корі великого мозку функцій структур мозку нижче. Однак ця передача не означає, що кора перебирає виконання функцій інших структур. Її роль зводиться до корекції можливих порушень функцій взаємодіючих з нею систем, більш досконалого, з урахуванням індивідуального досвіду, аналізу сигналів та організації оптимальної реакції на ці сигнали, формування у своїх та в інших зацікавлених структурах мозку пам'ятних слідів про сигнал, його характеристики, значення та характері реакцію нього. Надалі, у міру автоматизації, реакція починає виконуватися підкірковими структурами.
Загальна площа кори великого мозку людини близько 2200 см2 число нейронів кори перевищує 10 млрд. У складі кори є пірамідні, зірчасті, веретеноподібні нейрони.
Пірамідні нейрони мають різну величину, їх дендрити несуть велику кількість шипиків; Аксон пірамідного нейрона, як правило, йде через білу речовину в інші зони кори або структури ЦНС.
Зірчасті клітини мають короткі дендрити, що добре гілкуються, і короткий аскон, що забезпечує зв'язки нейронів в межах самої кори великого мозку.
Веретеноподібні нейрони забезпечують вертикальні або горизонтальні взаємозв'язки нейронів різних шарів кори.
Кора великого мозку має переважно шестишарову будову
Шар I - верхній молекулярний, представлений в основному розгалуженнями висхідних дендритів пірамідних нейронів, серед яких розташовані рідкісні горизонтальні клітини та клітини-зерна, сюди ж приходять волокна неспецифічних ядер таламуса, що регулюють через дендрит цього шару рівень збудливості кори великого мозку.
Шар II - зовнішній зернистий, складається з зірчастих клітин, що визначають тривалість циркулювання збудження в корі великого мозку, тобто мають відношення до пам'яті.
Шар III - зовнішній пірамідний, формується з пірамідних клітин малої величини і разом з II шаром забезпечують кірко-кіркові зв'язки різних звивин мозку.
Шар IV – внутрішній зернистий, містить переважно зірчасті клітини. Тут закінчуються специфічні таламокортикальні шляхи, тобто шляхи, що починаються від рецепторів аналізаторів.
Шар V - внутрішній пірамідний, шар великих пірамід, які є вихідними нейронами, аксони їх йдуть у стовбур мозку та спинний мозок.
Шар VI - шар поліморфних клітин, більшість нейронів цього шару утворюють кортико-таламічні шляхи.
Клітинний склад кори з різноманітності морфології, функції, форм зв'язку немає собі рівних інших відділах ЦНС. Нейронний склад, розподіл нейронів за шарами у різних областях кори різні, що дозволило виділити у мозку людини 53 цитоархитектонических поля. Розподіл кори великого мозку на цитоархітектонічні поля чіткіше формується у міру вдосконалення її функції у філогенезі.
У вищих ссавців на відміну від нижчих від рухового поля 4 добре диференціюються вторинні поля 6, 8 і 10, функціонально забезпечують високу координацію, точність рухів; навколо зорового поля 17 - вторинні зорові поля 18 і 19, що беруть участь в аналізі значення зорового стимулу (організація зорової уваги, керування рухом ока). Первинні слухове, соматосенсорне, шкірне та інші поля мають поруч розташовані вторинні і третинні поля, що забезпечують асоціацію функцій даного аналізатора з функціями інших аналізаторів. Для всіх аналізаторів характерний соматотопічний принцип організації проекції кору великого мозку периферичних рецептуючих систем. Так, у сенсорній області кори другої центральної звивини є ділянки представництва локалізації кожної точки шкірної поверхні, в руховій області кори кожен м'яз має свою топіку (своє місце), подразнюючи яку можна отримати рух даного м'яза; у слуховій ділянці кори є топічна локалізація певних тонів (тонотопічна локалізація), пошкодження локальної ділянки слухової області кори призводить до втрати слуху на певний тон.
Так само в проекції рецепторів сітківки ока на зорове поле кори 17 є топографічний розподіл. У разі загибелі локальної зони поля 17 зображення не сприймається, якщо воно падає на ділянку сітківки, що проеціюється пошкоджену зону кори великого мозку.
Особливістю кіркових полів є екранний принцип їхнього функціонування. Цей принцип полягає в тому, що рецептор проектує свій сигнал не на один нейрон кори, а на полі нейронів, яке утворюється колатералями і зв'язками. В результаті сигнал фокусується не крапка в крапку, а на багатьох різноманітних нейронів, що забезпечує його повний аналіз і можливість передачі в інші зацікавлені структури. Так одне волокно, що приходить у зорову область кори, може активувати зону розміром 0,1 мм. Це означає, що один аксон розподіляє свою дію на понад 5000 нейронів.
Вхідні (аферентні) імпульси надходять у кору знизу, піднімаються до зірчастих і пірамідних клітин III-V шарів кори. Від зірчастих клітин IV шару сигнал йде до пірамідних нейронів III шару, а звідси по асоціативних волокнах - до інших полів, областей кори великого мозку. Зірчасті клітини поля 3 перемикають сигнали, що йдуть в кору, на пірамідні нейрони V шару, звідси оброблений сигнал йде з кори до інших структур мозку.
У корі вхідні та вихідні елементи разом із зірчастими клітинами утворюють так звані колонки – функціональні одиниці кори, організовані у вертикальному напрямку. Доказом цього служить таке: якщо мікроелектрод занурювати перпендикулярно в кору, то своєму шляху він зустрічає нейрони, реагують однією вид подразнення, а якщо мікроелектрод вводити горизонтально корою, він зустрічає нейрони, реагують різні види стимулів.
Діаметр колонки близько 500 мкм і визначається вона зоною розподілу колатералей висхідного аферентного таламокортикального волокна. Сусідні колонки мають взаємозв'язки, що організують ділянки безлічі колонок в організації тієї чи іншої реакції. Порушення однієї з колонок призводить до гальмування сусідніх.
Кожна колонка може мати ряд ансамблів, що реалізують будь-яку функцію за імовірнісно-статистичного принципу. Цей принцип полягає в тому, що при повторному подразненні реакції бере участь не вся група нейронів, а її частина. Причому кожного разу частина нейронів, що беруть участь, може бути різною за складом, тобто формується група активних нейронів (імовірнісний принцип), середньостатистично достатня для забезпечення потрібної функції (статистичний принцип).
Як уже згадувалося, різні області кори великого мозку мають різні поля, що визначаються за характером і кількістю нейронів, товщиною шарів і т.д. Справді, у корі великого мозку виділяють сенсорні, моторні та асоціативні області.
Сенсорні області
Коркові кінці аналізаторів мають свою топографію і ними проектуються певні аференти провідних систем. Коркові кінці аналізаторів різних сенсорних систем перекриваються. Крім цього, у кожній сенсорній системі кори є полісенсорні нейрони, які реагують не лише на «свій» адекватний стимул, а й на сигнали інших сенсорних систем.
Шкірна система, що рецептує, таламокортикальні шляхи проектуються на задню центральну звивину. Тут є суворий соматотопічний поділ. На верхні відділи цієї звивини проектуються рецептивні поля шкіри нижніх кінцівок, на середні – тулуби, на нижні відділи – руки, голови.
На задню центральну звивину переважно проектуються больова та температурна чутливість. У корі тім'яної частки (поля 5 і 7), де також закінчуються провідні шляхи чутливості, здійснюється складніший аналіз: локалізація подразнення, дискримінація, стереогноз.
При ушкодженнях кори більш грубо страждають функції дистальних відділів кінцівок, особливо рук.
Зорова система представлена в потиличній частці мозку: поля 17, 18, 19. Центральний зоровий шлях закінчується в полі 17; він інформує про наявність та інтенсивність зорового сигналу. У полях 18 та 19 аналізуються колір, форма, розміри, якості предметів. Ураження поля 19 кори великого мозку призводить до того, що хворий бачить, але не дізнається предмет (зорова агнозія, при цьому втрачається також колірна пам'ять).
Слухова система проектується в поперечних скроневих звивинах (звивини Гешля), у глибині задніх відділів латеральної (сильвієвої) борозни (поля 41, 42, 52). Саме тут закінчуються аксони задніх пагорбів чотирипалих і латеральних колінчастих тіл.
Нюхальна система проектується в області переднього кінця гіпокампальної звивини (поле 34). Кора цієї області має не шести-, а тришарову будову. При подразненні цієї області відзначаються нюхові галюцинації, її ушкодження веде до аносмії (втрата нюху).
Смакова система проектується в гіпокампальній звивині по сусідству з нюхом кори (поле 43).
Моторні області
Вперше Фрітч і Гітциг (1870) показали, що подразнення передньої центральної звивини мозку (поле 4) викликає рухову реакцію. У той самий час визнано, що рухова область є аналізаторною.
У передній центральній звивині зони, подразнення яких викликає рух, представлені за соматотопічним типом, але вгору ногами: у верхніх відділах звивини - нижні кінцівки, у нижніх - верхні.
Попереду від передньої центральної звивини лежать премоторні поля 6 і 8. Вони організують не ізольовані, а комплексні, координовані, стереотипні рухи. Ці поля також забезпечують регулювання тонусу гладкої мускулатури, пластичний тонус м'язів через підкіркові структури.
У реалізації моторних функцій беруть участь також друга лобова звивина, потилична, верхньотім'яна області.
Двигуна область кори, як ніяка інша, має велику кількість зв'язків з іншими аналізаторами, чим, мабуть, і обумовлена наявність у ній значної кількості полісенсорних нейронів.
Асоціативні галузі
Усі сенсорні проекційні зони та моторна область кори займають менше ніж 20% поверхні кори великого мозку (див. рис. 4.14). Решта кори становить асоціативну область. Кожна асоціативна область кори пов'язана з потужними зв'язками з кількома проекційними областями. Вважають, що у асоціативних областях відбувається асоціація різносенсорної інформації. Через війну формуються складні елементи свідомості.
Асоціативні області мозку у людини найбільш виражені у лобовій, тім'яній та скроневій частках.
Кожна проекційна область кори оточена асоціативними областями. Нейрони цих областей частіше полісенсорні, мають великі здібності до навчання. Так, в асоціативному зоровому полі 18 число нейронів, що «навчаються» умовно-рефлекторної реакції на сигнал, становить більше 60% від числа фоновоактивних нейронів. Для порівняння таких нейронів у проекційному полі 17 всього 10-12%.
Ушкодження поля 18 призводить до зорової агнозії. Хворий бачить, оминає предмети, але не може їх назвати.
Полісенсорність нейронів асоціативної області кори забезпечує їх участь в інтеграції сенсорної інформації, взаємодія сенсорних та моторних областей кори.
У тім'яній асоціативної області кори формуються суб'єктивні уявлення про навколишній простір, про наше тіло. Це стає можливим завдяки зіставленню соматосенсорної, пропріоцептивної та зорової інформації.
Лобові асоціативні поля мають зв'язки України з лімбічним відділом мозку і беруть участь у організації програм дії під час реалізації складних рухових поведінкових актів.
Першою та найбільш характерною рисою асоціативних областей кори є мультисенсорність їх нейронів, причому сюди надходить не первинна, а досить оброблена інформація з виділенням біологічної значущості сигналу. Це дозволяє формувати програму цілеспрямованого поведінкового акта.
Друга особливість асоціативної області кори полягає у здатності до пластичних перебудов залежно від значущості сенсорної інформації, що надходить.
Третя особливість асоціативної області кори проявляється у тривалому зберіганні слідів сенсорних впливів. Руйнування асоціативної області кори призводить до грубих порушень навчання, пам'яті. Мовна функція пов'язана як із сенсорною, так і з руховою системами. Корковий руховий центр мови розташований в задньому відділі третьої лобової звивини (поле 44) частіше лівої півкулі і був описаний спочатку Дакс (1835), а потім Брока (1861).
Слуховий центр мови розташований у першій скроневій звивині лівої півкулі (поле 22). Цей центр був описаний Верніке (1874). Моторний та слуховий центри мови пов'язані між собою потужним пучком аксонів.
Мовні функції, пов'язані з письмовою мовою, - читання, лист - регулюються ангулярною звивиною зорової області кори лівої півкулі мозку (поле 39).
При ураженні моторного центру мовлення розвивається моторна афазія; у цьому випадку хворий розуміє мову, але сам говорити не може. При поразці слухового центру мови хворий може говорити, висловлювати усно свої думки, але розуміє чужої мови, слух збережений, але хворий не впізнає слів. Такий стан називається сенсорною слуховою афазією. Хворий часто багато говорить (логорея), але його неправильна (аграматизм), спостерігається заміна складів, слів (парафазії).
Поразка зорового центру мови призводить до неможливості читання, письма.
Ізольоване порушення листа – аграфія, виникає також у разі розладу функції задніх відділів другої лобової звивини лівої півкулі.
У скроневій ділянці розташоване поле 37, яке відповідає за запам'ятовування слів. Хворі із поразками цього поля не пам'ятають назви предметів. Вони нагадують забудькуватих людей, яким необхідно підказувати потрібні слова. Хворий, забувши назву предмета, пам'ятає його призначення, властивості, тому довго описує їх якості, розповідає, що роблять цим предметом, але назвати його не може. Наприклад, замість слова "краватка" хворий, дивлячись на краватку, каже: "це те, що надягають на шию і зав'язують спеціальним вузлом, щоб було красиво, коли йдуть у гості".
Розподіл функцій з областей мозку перестав бути абсолютним. Встановлено, що майже всі області мозку мають полисенсорные нейрони, т. е. нейрони, реагують різні подразнення. Наприклад, при пошкодженні поля 17 зорової області його функцію можуть виконувати поля 18 і 19. Крім того, різні рухові ефекти подразнення одного і того ж рухового пункту кори спостерігаються в залежності від поточної діяльності.
Якщо операцію видалення однієї із зон кори провести у ранньому дитячому віці, коли розподіл функцій ще жорстко закріплено, функція втраченої області майже повністю відновлюється, т. е. у корі є прояви механізмів динамічної локалізації функцій, дозволяють компенсувати функціонально і анатомічно порушені структури.
Важливою особливістю кори великого мозку є її здатність довго зберігати сліди збудження.
Слідові процеси у спинному мозку після його роздратування зберігаються протягом секунди; у підкірково-стовбурових відділах (у формі складних рухово-координаторних актів, домінантних установок, емоційних станів) тривають годинами; у корі мозку слідові процеси можуть зберігатися за принципом зворотного зв'язку протягом усього життя. Ця властивість надає корі виняткового значення в механізмах асоціативної переробки та зберігання інформації, накопичення бази знань.
Збереження слідів порушення у корі проявляється у коливаннях рівня її збудливості; ці цикли тривають у руховій ділянці кори 3-5 хв, у зоровій - 5-8 хв.
Основні процеси, що відбуваються в корі, реалізуються двома станами: збудженням та гальмуванням. Ці стани завжди реципрокни. Вони виникають, наприклад, у межах рухового аналізатора, що завжди спостерігається при рухах; вони можуть і між різними аналізаторами. Гальмівний вплив одного аналізатора на інші забезпечує зосередженість уваги одному процесі.
Реципрокні відносини активності часто спостерігаються в активності сусідніх нейронів.
Відношення між збудженням та гальмуванням у корі проявляється у формі так званого латерального гальмування. При латеральному гальмуванні навколо зони збудження формується зона загальмованих нейронів (одночасна індукція) і вона за протяжністю, як правило, вдвічі більша за зону збудження. Латеральне гальмування забезпечує контрастність сприйняття, що дозволяє ідентифікувати сприймається об'єкт.
Крім латерального просторового гальмування, у нейронах кори після збудження завжди виникає гальмування активності та навпаки, після гальмування – збудження – так звана послідовна індукція.
У тих випадках, коли гальмування не в змозі стримувати збудливий процес у певній зоні, виникає іррадіація збудження по корі. Іррадіація може походити від нейрона до нейрона, за системами асоціативних волокон І шару, при цьому вона має дуже малу швидкість - 0,5-2,0 м/с. В іншому випадку іррадіація збудження можлива за рахунок аксонних зв'язків пірамідних клітин III шару кори між сусідніми структурами, у тому числі між різними аналізаторами. Іррадіація збудження забезпечує взаємовідносини станів систем кори при організації умовно-рефлекторної та інших форм поведінки.
Поряд з іррадіацією збудження, що відбувається за рахунок імпульсної передачі активності, існує іррадіація стану гальмування корою. Механізм іррадіації гальмування полягає в переведенні нейронів у гальмівний стан під впливом імпульсів, що надходять із збуджених ділянок кори, наприклад, із симетричних областей півкуль.
Електричні прояви активності кори великого мозку
Оцінка функціонального стану кори великого мозку людини є важким і досі невирішеним завданням. Однією з ознак, що опосередковано свідчить про функціональний стан структур головного мозку, є реєстрація в них коливань електричних потенціалів.
Кожен нейрон має заряд мембрани, що з активації зменшується, а при гальмуванні - частіше збільшується, т. е. розвивається гиперполяризация. Глія мозку також має заряд клітин мембран. Динаміка заряду мембрани нейронів, глії, процеси, що відбуваються в синапсах, дендритах, аксонному горбку, в аксоні - все це постійно змінюються, різноманітні інтенсивності, швидкості процеси, інтегральні характеристики яких залежать від функціонального стану нервової структури і сумарно визначають її електричні показники. Якщо ці показники реєструються через мікроелектроди, то вони відображають активність локальної (до 100 мкм у діаметрі) ділянки мозку та називаються фокальною активністю.
У випадку, якщо електрод розташовується в підкорковій структурі, активність, що реєструється через нього, називається субкортикограмою, якщо електрод розташовується в корі мозку - кортикограмою. Нарешті, якщо електрод розташовується поверхні шкіри голови, то реєструється сумарна активність як кори, і підкіркових структур. Цей прояв активності називається електроенцефалограмою (ЕЕГ) (рис. 4.15).
Всі види активності мозку в динаміці схильні до посилення та ослаблення і супроводжуються певними ритмами електричних коливань. У людини у спокої за відсутності зовнішніх подразнень переважають повільні ритми зміни стану кори мозку, що у ЕЕГ знаходить свій відбиток у вигляді так званого альфа-ритму, частота коливань якого становить 8-13 на секунду, а амплітуда - приблизно 50 мкВ.
Перехід людини до активної діяльності призводить до зміни альфа-ритму на більш швидкий бета-ритм, що має частоту коливань 14-30 за секунду, амплітуда яких становить 25 мкВ.
Перехід від стану спокою до стану зосередженої уваги або сну супроводжується розвитком більш повільного тета-ритму (4-8 коливань в секунду) або дельта-ритму (0,5-3,5 коливань в секунду). Амплітуда повільних ритмів становить 100-300 мкВ (див. рис. 4.15).
Коли і натомість спокою чи іншого стану мозку пред'являється нове швидке наростаюче подразнення, на ЕЕГ реєструються звані викликані потенціали (ВП). Вони є синхронною реакцією безлічі нейронів даної зони кори.
Латентний період, амплітуда ВП залежать від інтенсивності подразнення, що наноситься. Компоненти ВП, кількість та характер його коливань залежить від адекватності стимулу щодо зони реєстрації ВП.
ВП може складатися з первинної відповіді або ж з первинної та вторинної. Первинні відповіді є двофазними, позитивно-негативними коливаннями. Вони реєструються у первинних зонах кори аналізатора і лише за адекватному даного аналізатора стимулі. Наприклад, зорова стимуляція для первинної зорової кори (поле 17) є адекватною (рис. 4.16). Первинні відповіді характеризуються коротким латентним періодом (ЛП), двофазністю коливання: спочатку позитивна, потім негативна. Первинна відповідь формується за рахунок короткочасної синхронізації активності довколишніх нейронів.
Побічні відповіді більш варіабельні по ЛП, тривалості, амплітуді, ніж первинні. Як правило, вторинні відповіді частіше виникають на сигнали, що мають певне смислове навантаження, адекватні для даного аналізатора стимули; вони добре формуються під час навчання.
Міжпівкульні взаємини
Взаємини півкуль великого мозку визначається як функція, що забезпечує спеціалізацію півкуль, полегшення виконання регуляторних процесів, підвищення надійності управління діяльністю органів, систем органів та організму загалом.
Роль взаємовідносин півкуль великого мозку найчіткіше проявляється під час аналізу функціональної міжпівкульної асиметрії.
Асиметрія у функціях півкуль уперше була виявлена в XIX ст., коли звернули увагу на різні наслідки ушкодження лівої та правої половини мозку.
У 1836 р. Марк Дакс виступив на засіданні медичного товариства в Монпельє (Франція) з невеликою доповіддю про хворих, які страждають на втрату мови - стану, відомого фахівцям під назвою афазії. Дакс помітив зв'язок між втратою мови та пошкодженою стороною мозку. У його спостереженнях у понад 40 хворих з афазією були ознаки пошкодження лівої півкулі. Вченому не вдалося виявити жодного випадку афазії при пошкодженні лише правої півкулі. Підсумовувавши ці спостереження, Дакс зробив такий висновок: кожна половина мозку контролює свої, специфічні функції; мова контролюється лівою півкулею.
Його доповідь не мала успіху. Через деякий час після смерті Дакса Брока при посмертному дослідженні мозку хворих, які страждали на втрату мови та одностороннім паралічем, чітко виявив в обох випадках осередки пошкодження, що захопили частини лівої лобової частки. З того часу ця зона стала відома як зона Брока; вона була визначена, як область в задніх відділах нижньої лобової звивини.
Проаналізувавши зв'язок між перевагою однієї з двох рук і промовою, він припустив, що мова, більша спритність у рухах правої руки пов'язані з перевагою лівої півкулі у праворуких.
Через 10 років після публікації спостережень Брока концепція, відома тепер як концепція домінантності півкуль, стала основною точкою зору взаємовідносин двох півкуль мозку.
У 1864 р. англійський невролог Джон Джексон писав: «Нещодавно рідко хто сумнівався у цьому, що обидві півкулі однакові як і фізичному, і у функціональному плані, але тепер, коли завдяки дослідженням Дакса, Брока та інших стало ясно, що ушкодження однієї півкулі може викликати в людини повну втрату мови, колишня думка стала неспроможною».
Д. Джексон висунув ідею про «провідну» півкулю, яку можна розглядати як попередницю концепції домінантності півкуль. «Дві півкулі не можуть просто дублювати один одного, – писав він, – якщо пошкодження лише одного з них може призвести до втрати мови. Для цих процесів (промови), вище за які нічого немає, напевно має бути провідна сторона». Далі Джексон зробив висновок про те, «що більшість людей провідною стороною мозку є ліва сторона так званої волі, і що права сторона є автоматичною».
До 1870 і інші дослідники стали розуміти, що багато типів розладів мови можуть бути викликані пошкодженням лівої півкулі. К. Вернике виявив, що хворі при пошкодженні задньої частини скроневої частки лівої півкулі часто відчували труднощі й у розумінні мови.
У деяких хворих при пошкодженні лівої, а не правої півкулі виявлялися труднощі під час читання та письма. Вважалося також, що ліву півкулю керує і «цілеспрямованими рухами».
Сукупність цих даних стала основою уявлення про взаємини двох півкуль. Одна півкуля (у праворуких зазвичай ліва) розглядалася як ведуча для промови та інших вищих функцій, інша (права), або «другорядна», вважали під контролем «домінантного» лівого.
Виявлена перша мовна асиметрія півкуль мозку зумовила уявлення про еквіпотенційність півкуль великого мозку дітей до появи мови. Вважається, що асиметрія мозку формується при дозріванні мозолистого тіла.
Концепція домінантності півкуль, згідно з якою у всіх гностичних та інтелектуальних функціях провідним у «правшої» є ліва півкуля, а права виявляється «глухою і німою», проіснувала майже століття. Однак поступово накопичувалися свідчення, що уявлення про праву півкулі як про другорядну, залежну, не відповідає дійсності. Так, у хворих з порушеннями лівої півкулі мозку гірше виконуються тести на сприйняття форм та оцінку просторових взаємозв'язків, ніж у здорових. Неврологічно здорові випробувані, які володіють двома мовами (англійською та ідиш), краще ідентифікують англійські слова, пред'явлені у правому полі зору, а слова на ідиш – у лівому. Було зроблено висновок, що така асиметрія пов'язана з навичками читання: англійські слова читаються зліва направо, а слова ідиш - праворуч наліво.
Майже одночасно з поширенням концепції домінантності півкуль стали з'являтися дані, що вказують на те, що права, або другорядна, півкуля також має свої особливі здібності. Так, Джексон виступив із твердженням про те, що у задніх частках правого мозку локалізована здатність до формування зорових образів.
Пошкодження лівої півкулі призводить, як правило, до низьких показників тестів на вербальні здібності. У той же час хворі з пошкодженням правої півкулі зазвичай погано виконували невербальні тести, що включали маніпуляції з геометричними фігурами, складання головоломок, заповнення частин малюнків або фігур і інші завдання, пов'язані з оцінкою форми, відстані і просторових відносин.
Виявлено, що пошкодження правої півкулі часто супроводжувалося глибокими порушеннями орієнтації та свідомості. Такі хворі погано орієнтуються у просторі, неспроможна знайти дорогу до будинку, у якому прожили багато років. З ушкодженням правої півкулі пов'язані також певні види агнозій, т. е. порушень у впізнанні чи сприйнятті знайомої інформації, сприйнятті глибини та просторових взаємовідносин. Однією з найцікавіших форм агнозії є агнозія на обличчя. Хворий з такою агнозією не здатний дізнатися знайомого обличчя, а іноді взагалі не може відрізняти людей один від одного. Впізнавання інших ситуацій та об'єктів, наприклад, може бути при цьому не порушено. Додаткові відомості, що вказують на спеціалізацію правої півкулі, були отримані при спостереженні за хворими, які страждають на тяжкі порушення мови, у яких, однак, часто зберігається здатність до співу. Крім того, у клінічних повідомленнях містилися дані про те, що пошкодження правої половини мозку може призвести до втрати музичних здібностей, не торкнувшись мовленнєвих. Цей розлад, званий амузією, найчастіше відзначалося у професійних музикантів, які перенесли інсульт або інші пошкодження мозку.
Після того як нейрохірурги здійснили серію операцій з коміссуротомією і були виконані психологічні дослідження на цих хворих, стало зрозуміло, що права півкуля має власні вищі гностичними функціями.
Існує уявлення, що міжпівкульна асиметрія вирішальною мірою залежить від функціонального рівня переробки інформації. І тут вирішальне значення надається характеру стимулу, а особливостям гностичної завдання, що стоїть перед спостерігачем. Прийнято вважати, що праву півкулю спеціалізовано у переробці інформації на образному функціональному рівні, ліву – на категоріальному. Застосування такого підходу дозволяє зняти низку важкорозв'язних протиріч. Так, перевага лівої півкулі, виявлена під час читання нотних та пальцевих знаків, пояснюється тим, що ці процеси протікають на категоріальному рівні переробки інформації. Порівняння слів без їхнього лінгвістичного аналізу успішніше здійснюється за їх адресації правої гемісфери, оскільки для вирішення цих завдань достатня переробка інформації на образному функціональному рівні.
Міжпівкульна асиметрія залежить від функціонального рівня переробки інформації: ліва півкуля має здатність до переробки інформації як на семантичному, так і на перцептивному функціональних рівнях, можливості правої півкулі обмежуються перцептивним рівнем.
У випадках латерального пред'явлення інформації можна виділити три способи міжпівкульних взаємодій, що виявляються в процесах пізнання зорового.
1. Паралельна діяльність. Кожна півкуля переробляє інформацію з використанням властивих механізмів.
2. Виборча діяльність. Інформація переробляється у «компетентній» півкулі.
3. Спільна діяльність. Обидві півкулі беруть участь у переробці інформації, послідовно граючи провідну роль тих чи інших етапах цього процесу.
Основним чинником, визначальним участь тієї чи іншої півкулі у процесах впізнавання неповних зображень, і те, яких елементів позбавлене зображення, саме який ступінь значимості відсутніх у зображенні елементів. У випадку, якщо деталі зображення видалялися без урахування ступеня їхньої значущості, упізнання більшою мірою було утруднено у хворих із ураженнями структур правої півкулі. Це дає підставу вважати праву півкулю провідним у пізнанні таких зображень. Якщо ж із зображення видалялася відносно невелика, але високозначна ділянка, то упізнання порушувалося в першу чергу при ураженні структур лівої півкулі, що свідчить про переважну участь лівої гемісфери в упізнанні подібних зображень.
У правій півкулі здійснюється повніша оцінка зорових стимулів, тоді як у лівому оцінюються найбільш суттєві, значущі їх ознаки.
Коли значне число деталей зображення, що підлягає упізнанню, видалено, ймовірність того, що найбільш інформативні, значущі його ділянки не піддадуться спотворенню чи видаленню, невелика, а тому лівопівкульна стратегія впізнання значно обмежена. У таких випадках більш адекватною є стратегія, властива правому півкулі, заснована на використанні всієї інформації, що міститься в зображенні.
Труднощі в реалізації лівопівкульної стратегії в цих умовах погіршуються ще й тією обставиною, що ліва півкуля має недостатні здібності до точної оцінки окремих елементів зображення. Про це свідчать також дослідження, згідно з якими оцінка довжини та орієнтації ліній, кривизни дуг, величини кутів порушується насамперед при ураженнях правої півкулі.
Інша картина відзначається у випадках, коли більшість зображення видалена, але збережений найбільш значущий, інформативний його ділянку. У таких ситуаціях найбільш адекватним є спосіб пізнання, заснований на аналізі найбільш значущих фрагментів зображення - стратегія, використовувана лівим півкулею.
У процесі впізнавання неповних зображень беруть участь структури як правої, так і лівої півкулі, причому ступінь участі кожного з них залежить від особливостей зображень, і в першу чергу від того, чи містить зображення найбільш значущі інформативні елементи. За наявності цих елементів переважна роль належить лівій півкулі; при їх видаленні переважну роль у процесі пізнання грає праву півкулю.
Гіпоталамус є частиною проміжного мозку та входить до складу лімбічної системи. Це складноорганізований відділ мозку, що виконує низку вегетативних функцій, відповідає за гуморальне та нейросекреторне забезпечення організму, емоційні поведінкові реакції та інші функції.
Морфологічно в гіпоталамусі виділяють близько 50 пар ядер, розділених топографічно на 5 великих груп: 1) преоптична група або область, до якої входять: перивентрикулярне, преоптичне ядро, медіальне та латеральне преоптичне ядра, 2) передня група: супраоптичне, паравентримат середня група: вентромедіальне та дорсомедіальне ядра; 4) зовнішня група: латеральне гіпоталамічне ядро, ядро сірого бугра;
Нейрони гіпоталамуса мають особливу чутливість до складу крові, що омиває: змін рН, рСО 2 рО 2 вмісту катехоламінів, іонів калію та натрію. У супраоптичному ядрі є осморецептори. Гіпоталамус – єдина структура мозку, в якій відсутня гематоенцефалічний бар'єр. Нейрони гіпоталамуса здатні до нейросекреції пептидів, гормонів, медіаторів.
У задньому та латеральному гіпоталамусі виявлено нейрони, чутливі до адреналіну. Адренорецептивні нейрони можуть знаходитися в тому самому ядрі гіпоталамуса разом з холінорецептивними і серотонінорецептивними. Введення адреналіну або норадреналіну в латеральний гіпоталамус викликає реакцію їжі, а введення ацетилхоліну або карбохоліну – питну реакцію. Нейрони вентромедіального та латерального ядер гіпоталамуса виявляють високу чутливість до глюкози за рахунок наявності в них «глюкорецепторів».
Провідникова функція гіпоталамуса
Гіпоталамус має аферентні зв'язки з нюховим мозком, базальними гангліями, таламусом, гіпокампом, орбітальною, скроневою та тім'яною корою.
Еферентні шляхи представлені: маміллоталамічним, гіпоталамо-таламічним, гіпоталамо-гіпофізарним, маміллотегментальним, гіпоталамо-гіппокампальним трактами. Крім того, гіпоталамус посилає імпульси до вегетативних центрів стовбура мозку та спинного мозку. Гіпоталамус має тісні зв'язки з ретикулярною формацією стовбура мозку, що визначає перебіг вегетативних реакцій організму, його харчову та емоційну поведінку.
Власні функції гіпоталамуса
Гіпоталамус є основним підкірковим центром, що регулює вегетативні функції. Роздратування передньої групи ядер імітує ефекти парасимпатичної нервової системи, її трофотропний вплив на організм: звуження зіниці, брадикардію, зниження артеріального тиску, посилення сек-реції та моторики шлунково-кишкового тракту. Супраоптичне та паравентрикулярне ядра беруть участь у регуляції водного та сольового обміну за рахунок вироблення антидіуретичного гормону.
Стимуляція задньої групи ядер виявляє ерготропні влиття, активує симпатичні ефекти: розширення зіниці, тахікардію, підвищення кров'яного тиску, гальмування моторики та секреції шлунково-кишкового тракту.
Гіпоталамус забезпечує механізми терморегуляції. Так, ядра передньої групи ядер містять нейрони, що відповідають за тепловіддачу, а задньої групи – за процес теплопродукції. Ядра середньої групи беруть участь у регуляції метаболізму та харчової поведінки. У вентромедіальних ядрах знаходиться центр насичення, а в латеральних центр голоду. Руйнування вентромедіального ядра призводить до гіперфагії -підвищеного споживання їжі та ожиріння, а руйнування латеральних ядер -до повної відмови від їжі. У цьому ядрі знаходиться центр спраги. У гіпоталамусі розташовуються центри білкового, вуглеводного та жирового обміну, центри регуляції сечовиділення та статевої поведінки (супрахіазматичне ядро), страху, люті, циклу «сон-неспання».
Регуляція багатьох функцій організму гіпоталамусом здійснюється за рахунок продукції гормонів гіпофіза та пептидних гормонів: ліберінів,стимулюючих вивільнення гормонів передньої частки гіпофіза, та статинів - гормонів, які гальмують їхнє виділення. Ці пептидні гормони (тироліберин, кортиколіберин, соматостатин та ін) через портальну судинну систему гіпофіза досягають його передньої частки і викликають зміну продукції відповідного гормону аденогіпофіза.
Супраоптичне та паравентрикулярне ядра крім їхньої участі у водно-сольовому обміні, лактації, скороченні матки продукують гормони поліпептидної природи. окситоцині антидіуретичний гормон (вазопресин),які за допомогою аксонального транспорту досягають нейрогіпофіза і, кумулюючи в ньому, надають відповідну дію на реабсорбцію води в ниркових канальцях, на тонус судин, скорочення вагітної матки.
Супрахіазматичне ядро має відношення до регуляції статевої поведінки, а патологічні процеси в області цього ядра призводять до прискорення статевого дозрівання та порушень менструального циклу. Це ж ядро є центральним водієм циркадіанних (ділодобових) ритмів багатьох функцій в організмі.
Гіпоталамус має безпосереднє відношення, як зазначалося вище, до регуляції циклу «сон-неспання». При цьому задній гіпоталамус стимулює неспання, передній -сон, а пошкодження заднього гіпоталамуса може спричинити патологічний. Летаргічний сон.
У гіпоталамусі та гіпофізі виробляються нейропептиди, що відносяться до антинотицептивної (знеболювальної) системи, або опіати: енкефаліниі ендорфіни.
Гіпоталамус є частиною лімбічної системи, яка бере участь у реалізації емоційної поведінки.
Д. Олдс, вживляючи електроди в деякі ядра гіпоталамуса щура, спостерігав, що при стимуляції одних ядер відбувалася негативна реакція, інших -позитивна: щур не відходив від педалі, що замикає стимулюючий струм, і натискав її до знемоги (досвід із самороздратуванням). Можна припустити
жити, що вона дратувала «центри насолоди». Роздратування переднього гіпоталамуса провокувало картину люті, страху, пасивно-оборонну реакцію, а заднього -активну агресію, реакцію нападу.
"Ендокринний мозок" - так називають вчені-анатоми гіпоталамус (від грец. "Гіпо" - під, "таламус" - кімната, спальня). Він у головному мозку людини, але дуже тісно пов'язані з гіпофізом – найважливішим органом людської ендокринної системи. Незважаючи на малі розміри, гіпоталамус має дуже складну будову і виконує як вегетативні функції нашого організму, так і ендокринні.
Що таке гіпоталамус?
Гіпоталамус знаходиться в основі мозку - проміжному відділі, утворюючи собою стінки і основу нижньої частини третього мозкового шлуночка. Це невелика область, яка розташована прямо під таламусом, у підгірській зоні. Звідси і друга назва гіпоталамуса - підгір'я.
Анатомічно гіпоталамус є повноцінною частиною центральної нервової системи і пов'язаний нервовими волокнами з її основними структурами – корою та стовбуром головного мозку, мозочком, спинним мозком та ін. Її також називають нейроендокринною – система виконує функції і ЦНС (наприклад, обмін речовин), та ендокринні (гіпофіз продукує гормони, а центри гіпоталамуса керують цими процесами).
Найважливіша роль гіпоталамуса в роботі всього організму не дозволяє вченим однозначно зарахувати його до будь-якої системи організму. Він ніби знаходиться на стику двох систем, ендокринної та ЦНС, будучи сполучною ланкою між ними.
Від таламус гіпоталамус відокремлює гіпоталамічна борозна, це верхня межа органу. Спереду він обмежений термінальною платівкою із сірої речовини, яка служить своєрідним прошарком між гіпоталамусом та зоровим перехрестем (хіазмою).
Бічні межі підгір'я – це зорові тракти. А нижня частина гіпоталамусу, або дно нижнього шлуночка, називається сірим бугром. Він переходить у вирву, вона у свою чергу витягується в гіпофізарну ніжку. На ній висить гіпофіз.
Гіпоталамус важить дуже мало - близько 3-5 гр, про його розміри вчені сперечаються досі. Одні дослідники порівнюють його за обсягом з мигдальним горішком, інші вважають, що може досягати довжини фаланги великого пальця руки людини. Гіпоталамус має обтічну, трохи витягнуту форму. Багато клітин підгір'я ґрунтовно «впаяні» в сусідні зони мозку, тому чіткого опису гіпоталамуса на сьогоднішній день не існує.
Але якщо справжні розміри та зовнішній вигляд цієї ділянки головного мозку досі точно не відомі, структура гіпоталамуса вивчається дуже давно.
Гіпоталамус розділений на кілька областей, в яких зібрані спеціальні скупчення нейронів - ядра гіпоталамуса. Кожна із груп ядер виконує свої особливі функції. Більшість цих ядер парні і розташовані по обидва боки третього шлуночка, де знаходиться сам орган. Точна кількість цих ядер у гіпоталамусі людини невідома – у медичній літературі можна зустріти різні дані з цього питання. Вчені сходяться в одному - кількість ядер коливається в діапазоні 32-48.
Існує кілька класифікацій, що описують будову гіпоталамуса. Одна з найпопулярніших типологія радянських анатомів Л.Я. Пінеса та Р.М. Майман. За їхньою версією, гіпоталамус складається з трьох частин:
- передній відділ (включає нейросекреторні клітини);
- середній відділ (область сірого бугра та лійки);
- нижній відділ (соскоподібні тіла).
На думку ряду вчених, передній гіпоталамус складається з 2 зон, преоптичної та передньої. Деякі фахівці поділяють ці сфери. У переднє підгір'я входять супрахіазматичне, супраоптичне (наглядове), паравентрикулярне (околожелудочкове) ядра.
Середній відділ гіпоталамуса складається із сірого бугра – тоненької платівки сірої речовини головного мозку. Зовні бугор виглядає як порожній виступ нижньої стінки третього шлуночка. Верхівка цього бугра витягнута у вузьку вирву, яка з'єднується з гіпофізом. У цій галузі сконцентровані такі ядра: туберальні (серобугорні), вентромедіальні та дорсомедіальні, палідо-інфундибулярні, мамміло-інфундибулярні.
Соскоподібні тіла є частиною заднього гіпоталамуса. Вони є двома горбистими утвореннями з білої речовини, всередині заховані 2 сірих ядра. У задній області підгір'я розміщуються такі групи ядер: мамміло-інфундибулярні, ядра маммілярних (соскоподібних) тіл, супра-маммілярні. Найбільше ядро у цій зоні – медіальне соскоподібного тіла.
Гіпоталамус – один із найдавніших відділів головного мозку, вчені виявляють його навіть у нижчих хребетних. А у багатьох риб підгір'я взагалі є найрозвиненішою ділянкою головного мозку. У людини розвиток гіпоталамуса починається першими тижнями ембріонального розвитку, а до народження малюка цей орган вже повністю сформований.
Або субталамічна область, є невеликою ділянкою, розташованою нижче області таламуса в проміжному мозку. Незважаючи на свої невеликі розміри, нейрони гіпоталамуса формують від 30 до 50 груп ядер, відповідальних за всілякі гомеостатичні показники організму, а також регулюючі більшість нейроендокринних функцій головного мозку та організму загалом. Гіпоталамічні нейрони мають великі зв'язки практично з усіма центрами і відділами центральної нервової системи, при цьому на особливу увагу заслуговують нейроендокринні зв'язки гіпоталамуса і гіпофіза. Вони зумовлюють формування так званої функціонально єдиної гіпоталамо-гіпофізарної системи, відповідальної за продукцію гіпофізарних і гіпоталамічних гормонів і є центральною сполучною ланкою між нервовою та ендокринною системами. Давайте детальніше розберемо, як влаштований гіпоталамус, що це таке і які конкретні функції організму забезпечуються цією невеликою областю головного мозку.
Анатомічні особливості
Хоча функціональна активність гіпоталамуса вивчена досить добре, на сьогоднішній день немає достатньо чітких анатомічних меж, що визначають гіпоталамус. Будова з погляду анатомії і гістології пов'язані з формуванням великих нейрональних зв'язків гіпоталамічної області коїться з іншими відділами мозку. Так, гіпоталамус знаходиться в субталамічній ділянці (нижче за таламус, чому і відбувається його назва) і бере участь у формуванні стінок і дна третього шлуночка головного мозку. Термінальна пластинка анатомічно утворює передню межу гіпоталамуса, а його задня межа утворена гіпотетичною лінією, що проходить від задньої спайки головного мозку до хвостового відділу соскоподібних тіл.
Незважаючи на свої невеликі розміри, структурно гіпоталамічна область поділяється на декілька менших анатомо-функціональних областей. У нижній частині гіпоталамуса виділяються такі структури, як сірий бугор, вирва і серединне піднесення, а нижня часто вирви переходить анатомічно в ніжку гіпофіза.
Гіпоталамічні ядра
Давайте розглянемо, які ядра входять у гіпоталамус, що таке, і які групи вони поділяються. Так, під ядрами в центральній нервовій системі маються на увазі скупчення сірої речовини (тіл нейронів) в товщі білої речовини (аксонних і дендритних терміналей - провідних шляхів). Функціонально ядра забезпечують перемикання нервових волокон з одних нервових клітин на інші, а також аналіз, переробку та синтез інформації.
Анатомічно виділяється три групи скупчень тіл нейронів, що утворюють ядра гіпоталамуса: передня, середня та задня групи. На сьогодні точну кількість ядер гіпоталамуса встановити досить складно, оскільки в різних вітчизняних та зарубіжних літературних джерелах наводяться різні дані щодо їх числа. Передня група ядер розташовується у сфері зорового перехреста, середня група залягає у сфері сірого бугра, а задня - у сфері соскоподібних тіл, формуючи однойменні відділи гіпоталамуса.
Передня група гіпоталамічних ядер включає супраоптичне і паравентрикулярні ядра, в середню групу ядер, відповідну області лійки і сірого бугра, входять латеральні ядра, а також дорсомедіальне, туберальне і вентромедіальні ядра, а до складу задньої групи входять соскоподібні тіла і задові групи. У свою чергу, вегетативна функція гіпоталамуса забезпечується за рахунок функції ядерних структур, анатомічних та функціональних взаємозв'язків з іншими відділами головного мозку, контролю основних поведінкових реакцій та виділення гормонів.
Гормони гіпоталамуса
Гіпоталамічна область виділяє високоспецифічні та біологічно активні речовини, які отримали назву «гормони гіпоталамуса». Слово «гормон» походить від грецького «збуджую», тобто гормони є високоактивними біологічними сполуками, які в наномолярних концентраціях здатні призводити до значних фізіологічних змін в організмі. Давайте розглянемо, які гормони виділяє гіпоталамус, що це таке і яка їхня регуляторна роль у функціональній активності всього організму.
За своєю функціональною активністю та точкою застосування гіпоталамічні гормони поділяються на такі групи:
- рилізинг-гормони, чи ліберини;
- статини;
- гормони задньої частки гіпофіза (вазопресин або антидіуретичний гормон та окситоцин).
Функціонально рилізинг-гормони впливають на активність та викид гормонів клітинами передньої частки гіпофіза, збільшуючи їх продукцію. Гормони-статини виконують прямо протилежну функцію, зупиняючи продукцію біологічно активних речовин. Гормони задньої частки гіпофіза насправді виробляються в супраоптичному та паравентрикулярному ядрах гіпоталамуса, а потім аксонними терміналями транспортуються в задню область гіпофіза. Таким чином, гормони гіпоталамусу є свого роду контролюючими елементами, які регулюють продукцію інших гормонів. Ліберини та статини регулюють вироблення тропних гормонів гіпофіза, які, у свою чергу, впливають на органи-мішені. Давайте розглянемо основні функціональні моменти гіпоталамічної області, або за що відповідає гіпоталамус в організмі.
Гіпоталамус у регуляції функції серцево-судинної системи
На сьогоднішній день експериментальним шляхом показано, що електростимуляція різних гіпоталамічних областей може призводити до виникнення будь-якого з відомих нейрогенних впливів на серцево-судинну систему. Зокрема, стимулюючи центри гіпоталамуса, можна досягти збільшення або зниження рівня артеріального тиску, збільшення або зниження частоти серцевих скорочень. При цьому показано, що в різних областях гіпоталамуса дані функції організовані за реципрокним типом (тобто існують центри, відповідальні за підвищення артеріального тиску, та центри, відповідальні за його зниження): стимуляція латеральної та задньої гіпоталамічної області призводить до збільшення рівня артеріального тиску та частоти серцевих скорочень, тоді як стимуляція гіпоталамуса у сфері зорового перехреста здатна викликати прямо протилежні ефекти. Анатомічною основою регуляторних впливів такого типу служать специфічні центри, що регулюють діяльність серцево-судинної системи, розташовані в ретикулярних областях мосту та довгастого мозку, і великі нейронні зв'язки, що проходять від них у гіпоталамус. Функції регулювання якраз і забезпечуються за рахунок тісного обміну інформацією між цими областями головного мозку.
Участь гіпоталамічної області у підтримці сталості температури тіла
Ядерні утворення гіпоталамічної області беруть безпосередню участь у регуляції та підтримці сталості температури тіла. У преоптичній ділянці розташована група нейронів, які відповідальні за постійний моніторинг температури крові.
При підвищенні температури крові, що протікає, дана група нейронів здатна збільшувати імпульсацію, передаючи інформацію в інші структури головного мозку, тим самим запускаючи механізми тепловіддачі. При зниженні температури крові імпульсація від нейронів зменшується, що зумовлює запуск процесів теплопродукції.
Участь гіпоталамуса у регуляції водного балансу організму
Водно-сольовий баланс організму, вазопресин, гіпоталамус – що це таке? Відповідь на ці питання – далі в даному розділі. Гіпоталамічна регуляція водного балансу організму здійснюється двома основними шляхами. Перший полягає у формуванні почуття спраги і мотиваційної складової, що включає поведінкові механізми, що призводять до задоволенню потреби. Другий шлях полягає в регуляції втрати рідини організмом із сечею.
Локалізовано центр спраги, що зумовлює формування однойменного почуття, у латеральній гіпоталамічній ділянці. При цьому чутливі нейрони даної області постійно відстежують не тільки рівень електролітів у плазмі крові, але й осмотичний тиск, і при збільшенні концентрації зумовлюють формування спраги, що призводить до формування поведінкових реакцій, спрямованих на пошук води. Після того, як вода знайдена і почуття спраги задоволено, осмотичний тиск крові та електролітний склад нормалізуються, що повертає імпульс нейронів до норми. Таким чином, роль гіпоталамуса зводиться до формування вегетативної основи поведінкових механізмів, спрямованих на задоволення аліментарних потреб, що виникають.
Регуляція втрати або виділення води організмом через нирки лежить на так званих супраоптичних та паравентрикулярних ядрах гіпоталамуса, які відповідають за вироблення гормону під назвою вазопресин, або антидіуретичний гормон. Як випливає з самої назви, цей гормон регулює кількість води, що реабсорбується в збірних трубочках нефронів. При цьому синтез вазопресину здійснюється у вищезгаданих ядрах гіпоталамуса, і далі аксонними терміналями він транспортується в задню частину гіпофіза, де зберігається до необхідного моменту. У разі необхідності задня частка гіпофіза виділяє даний гормон у кров, що збільшує реабсорбцію води в ниркових канальцях і призводить до збільшення концентрації сечі, що виділяється, і зниження рівня електролітів в крові.
Участь гіпоталамуса у регуляції скорочувальної активності матки
Нейронами паравентрикулярних ядер здійснюється вироблення такого гормону, як окситоцин. Цей гормон відповідає за скоротливість м'язових волокон матки під час пологів, а в післяпологовому періоді – за скоротливість молочних проток грудних залоз. До кінця вагітності, ближче до пологів, на поверхні міометрію відбувається збільшення специфічних рецепторів до окситоцину, що збільшує чутливість до гормону. У момент пологів висока концентрація окситоцину та чутливість до нього м'язових волокон матки сприяють нормальному перебігу родової діяльності. Після пологів, коли малюк бере сосок, це призводить до стимуляції продукції окситоцину, що зумовлює скорочення молочних проток грудних залоз та виділення молока.
Крім цього, за відсутності вагітності та грудного вигодовування, а також у осіб чоловічої статі, цей гормон відповідає за формування почуття любові та симпатії, за що й отримав свою другу назву – «гормон кохання» або «гормон щастя».
Участь гіпоталамуса у формуванні почуття голоду та насичення
У латеральної гіпоталамічної області розташовуються специфічні центри, організовані за реципрокним типом, відповідальні формування почуття спраги і насичення. Експериментальним шляхом було показано, що електростимуляційне роздратування центрів, відповідальних за формування почуття голоду, призводить до появи поведінкової реакції пошуку та вживання їжі навіть у ситої тварини, а роздратування центру насичення – до відмови від їжі тварини, яка голодувала протягом кількох днів.
При ураженні латеральної гіпоталамічної області та центрів, відповідальних за формування почуття голоду, може виникнути так зване голодування, яке призводить до смерті, а при патології та двосторонньому ураженні вентромедіальної області виникає невгамовний апетит та відсутність почуття насичення, що призводить до формування ожиріння.
Гіпоталамус у сфері соскоподібних тіл також бере участь у формуванні поведінкових реакцій, пов'язаних з їжею. Роздратування даної галузі призводить до появи таких реакцій, як облизування губ та ковтання.
Регуляція поведінкової активності
Незважаючи на свої маленькі розміри, що становлять лише кілька кубічних сантиметрів, гіпоталамус бере участь у регуляції поведінкової активності та емоційної поведінки, входячи до складу лімбічної системи. При цьому гіпоталамус має великі функціональні зв'язки зі стовбуром мозку та ретикулярною формацією середнього мозку, з передньою таламічною областю та лімбічними частинами кори великих півкуль, лійкою гіпоталамуса та гіпофіза для здійснення та координації секреторної та ендокринної функцій останнього.
Захворювання гіпоталамуса
Патогенетично всі хвороби гіпоталамуса поділяються на три великі групи, залежно від особливостей вироблення гормонів. Так, виділяють захворювання, пов'язані з підвищеною гормональною продукцією гіпоталамуса, зі зниженою гормональною продукцією, а також з нормальним рівнем вироблення гормонів. Крім цього, захворювання гіпоталамуса та гіпофіза дуже тісно пов'язані між собою, що обумовлено спільністю кровопостачання, анатомічної будови та функціональної активності. Нерідко патологію гіпоталамуса та гіпофіза поєднують у загальну групу захворювань гіпоталамо-гіпофізарної системи.
Найбільш поширеною причиною, що призводить до появи клінічної симптоматики, є виникнення аденоми – доброякісної пухлини із залізистої тканини гіпофіза. При цьому зазвичай її виникнення супроводжується збільшенням гормональної продукції з відповідним типовим проявом клінічної симптоматики. Найбільш поширеними є пухлини, які продукують надмірну кількість кортикотропіну (кортикотропінома), соматотропіну (соматотропінома), тиреотропіну (тиреотрипінома) та ін.
Серед типових уражень гіпоталамуса слід відзначити пролактин - гормонально активну пухлину, що виробляє пролактіїн. Даний патологічний стан супроводжується постановкою клінічного діагнозу гіперпролактинемії та є найбільш характерним для жіночої статі. Підвищена продукція даного гормону призводить до порушень менструального циклу, появі розладів статевої сфери, серцево-судинної системи та ін.
Іншим грізним захворюванням, пов'язаним із порушенням функціональної активності гіпоталамо-гіпофізарної системи, є гіпоталамічний синдром. Цей стан характеризується як гормональним дисбалансом, а й появою розладів із боку вегетативної сфери, порушення обмінних і трофічних процесів. Діагностика цього стану часом буває вкрай скрутна, оскільки окремі симптоми маскуються під симптоматику інших захворювань.
Висновок
Таким чином, гіпоталамус, функції якого у забезпеченні життєдіяльності складно переоцінити, є вищий інтегративний центр, відповідальний за контроль вегетативних функцій організму, а також поведінкових та мотиваційних механізмів. Перебуваючи у складних взаємовідносинах з іншими відділами головного мозку, гіпоталамус бере участь у контролі практично всіх життєво важливих констант організму, а його поразка нерідко призводить до появи тяжких захворювань та смерті.