Как устроен мозг: основные отделы мозга и функции, которые они выполняют

Головной мозг – орган нервной системы, который регулирует работу организма и обеспечивает выполнение высших психических функций (память, речь, мышление, внимание и др.). Иначе говоря, мозг человека выполняет очень много разных функций, касающихся как обеспечения жизнедеятельности организма, так и организации познавательных процессов.

На обеспечение всех этих функций мозгу требуется колоссальное количество энергии. До 20% всей энергии, которая поступает в наш организм мозг тратит на выполнение вот чего.

В первую очередь энергия идет на выполнение жизненно важных функций, таких как регулировка температуры тела, артериального давления, кровообращения, дыхание, глотание и многое другое – всё то, благодаря чему мы может дышать, жить и функционировать.

Кроме контроля жизненно важных функций мозг отвечает за сбор и обработку информации от всех сенсорных систем. Мозг собирает информацию от зрительной, слуховой, осязательной, обонятельной и вкусовой систем, обрабатывает её, аккумулирует, систематизирует и таким образом записывает, чтобы мы могли её использовать в выборе наших программ поведения.

Огромное количество энергии мозг тратит на регулировку и координацию движения. В нашем мозге существует несколько очень важных отделов, связанных друг с другом, без которых невозможны бег, ходьба, танцы, занятия спортом и даже выполнение очень тонких движений пальцами рук.

Очень важной функцией нашего мозга является контроль эмоционального состояния и интеллектуальная активность.

Для того, чтобы понять, как работает наш мозг, как он обеспечивает выполнение этих функций, важно посмотреть на то, как он устроен. Для этого давайте обратимся к важнейшим отделам нашего мозга и посмотрим, за что они отвечают.

Традиционно в строении мозга выделяются 5 главных отделов:

Продолговатый мозг и мост – это два разных отдела мозга, но учитывая то, что они выполняют одинаковые функции, я позволяю себе говорить о них совместно. В первую очередь, продолговатый мозг и мост отвечают за выполнение базовых функций, которые обеспечивают нашу жизнедеятельность. Здесь находятся дыхательный, сосудодвигательный центры, центр бодрствования. Из продолговатого мозга запускаются вдох и выдох, работа сердца и сокращение сосудов. Здесь происходит регулировка кровяного давления и пищевого поведения.

Вдоль продолговатого мозга и моста располагаются клетки ретикулярной формации, которые регулируют выбор нашего типа поведения (в том числе и эмоционального), движение и то, как мы ориентируемся в пространстве, работу эндокринной и сенсорной систем, а ещё они поддерживают режим внимания, сна и бодрствования.

Голубое пятно – часть клеток ретикулярной формации, представленная особыми нейронами, в которых синтезируется нейромедиатор норадреналин, отвечающий за нашу эмоциональную реакцию на стресс.

Мозжечок является центром двигательного обучения и двигательной памяти. Здесь происходит координация движений, осуществляется их корректировка, регуляция и автоматизация. В мозжечок стекается информация от всех центров, которые так или иначе связаны с нашими движениями: от вестибулярного аппарата, от мышечных кожных рецепторов, от базальных ганглий, от ствола головного мозга и от спинного мозга. К слову, ходить по канату, танцевать, писать каллиграфическим почерком мы можем только благодаря тому, что эти сложные движения автоматизируются в нашем мозжечке.

Средний мозг. В его строении можно выделить четыре фундаментальных элемента: четверохолмие, центральное серое вещество, красное пятно и черная субстанция. Каждый из этих отделов выполняет свою очень важную функцию.

Четверохолмие регулирует наши зрительные и слуховые сигналы. Когда в наш мозг поступает зрительная и слуховая информация, проходя через четверохолмие, она фильтруется и идентифицируется на предмет того, насколько она новая и значимая. Если сигнал, который поступает в четверохолмие, новый – здесь будут запускаться ориентировочные рефлексы и/или оборонительные рефлексы.

Центральное серое вещество занимается тем, что регулирует наш сон и бодрствование.

Красное вещество совместно с мозжечком контролирует наши движения.

Чёрная субстанция интересна тем, что здесь находятся два разных типа нейронов, которые продуцируют очень важные нейромедиаторы: ГАМК и дофамин. ГАМК-эргические нейроны чёрной субстанции регулируют нашу концентрацию и движения глаз. Особенность дофаминергических нейронов, которые находятся в черной субстанции, заключается в том, что их аксоны, дотягивающиеся в префронтальную кору и базальные ганглии, регулируют сложные движения, позволяют получать нам удовольствие от занятий спортом и учёбы.

Лимбическая система играет очень важную роль в регулировке работы наших внутренних органов, в процессе организации эмоционального контроля, памяти, сна и бодрствования. В состав лимбической системы входят: поясная извилина, гиппокамп, миндалина, таламус, гипоталамус, маммиллиарные тела и обонятельная луковица.

Поясная извилина обеспечивает переключение внимания между разными задачами, которые решает мозг.

Гиппокамп играет главную роль в обеспечении реализации механизма памяти.

Миндалина отвечает за наш эмоциональный контроль и наши эмоциональные реакции.

Таламус можно сравнить с главным контролером нашего тела. Он собирает информацию от органов нашего тела, сенсорных систем и решает, какую из полученной информации ему нужно передать дальше в центре принятия решений в коре больших полушарий для того, чтобы полученная информация дальше использовалась в регулировке программ поведения.

Гипоталамус регулирует функции нервной и эндокринной системы. Сюда стекается информация от всех внутренних органов и эндокринной системы. Гипоталамус анализирует эту информацию и запускает центры, которые корректируют все возникающие неполадки. Важной функцией гипоталамуса является регулировка нашего пищедобывающего поведения через центры голода и насыщения. А ещё гипоталамус является главным центром нашей реакции на стресс.

Очень важную роль в нашем мозге играет кора больших полушарий. Именно она отвечает за аккумулирование, систематизацию и обработку всей самой сложной информации, которую получает наш мозг. Именно здесь принимаются решения относительно того, что мы будем делать, как осуществляется рациональная деятельность и программируется поведение.

Если мы более внимательно посмотрим на то, как устроена кора больших полушарий, то увидим, что крупные борозды делят её на 5 глобальных отделов, каждый из которых выполняет очень важную функцию. Так затылочная доля отвечает преимущественно за обработку зрительной информации, височная кора занимается обработкой слуховой информации, островковая кора отвечает преимущественно за вкусовую и вестибулярную чувствительность.

В теменной доле можно выделить 2 отдела: соматосенсорную и ассоциативную кору. Соматосенсорная кора собирает и аккумулирует все сигналы от наших сенсорных систем. В ассоциативной теменной коре находится так называемая речевая картина мира, наше понимание и описание реальности, которое формируется и меняется на протяжении всей жизни.

В префронтальной коре также можно выделить 2 важных отдела: ассоциативную лобную долю и моторную кору. Ассоциативная лобная доля –центр принятия наших рациональных решений (планирования, прогнозирования, фокусировки внимания и т.п.). За лобной долей, ближе к центральной борозде, рядышком с соматосенсорной коре, находится так называемая моторная кора. Она отвечает за выполнение нами сложных движений. Движения пальцев рук, ног, движения губ, языка регулируются именно отсюда.

Все перечисленные отделы головного мозга играют важную роль в его функционировании. Все они работают синхронно и выполняют те или иные функции в зависимости от ситуации, в которых мы оказываемся. Если мы попытаемся посмотреть, что лежит в основе работы мозга и что обеспечивает его синхронность, то здесь нужно разобраться в том, какие клетки его образовывают и как они работают.

Условно все клетки, которые мы можем обнаружить в головном мозге можно разделить на 2 большие группы: нейроны и клетки нейроглии. Нейроны обеспечивают функционирование мозга за счёт передачи электрических импульсов от клетки к клетке. Клетки нейроглии обеспечивают жизнедеятельность нейронов, доставляя для них питательные вещества, удаляя из их сферы окружения то, что им не нужно, а еще они создают условия для генерации нейронами электрических импульсов и обеспечивают передачу этих импульсов максимально корректным способом.

Нейронов в мозге каждого человека порядка 86 миллиардов. Но для функционирования мозга важно не только, сколько у нас нейронов, но и то, какое количество каких связей они образовывают друг с другом. Чем больше нейронных связей будет в нашем мозге и чем прочнее, сложнее и разветвленнее они будут, тем эффективнее мы сможем принимать решения и аккумулировать информацию.

Что важно, в мозге каждого человека, вне зависимости от возраста, параллельно идут несколько процессов: образование, перестройка и распад (прунинг) нейронных связей. Образование и перестройка нейронных связей происходит тогда, когда мы аккумулируем информацию из окружающего мира и используем ее в процессе своей деятельности. В случае, если полученная информация не используется, мозг избавляется от нейронных сетей, отвечающих за ее накопление. Именно эти процессы обеспечивают функционирование мозга и выполнение им всех тех функций о которых мы с вами сегодня говорили.