МенюМеню

Серое и белое вещество головного мозга: функции в ЦНС

Все структуры нервной системы состоят из нейронов, которые образуют серое и белое вещество мозговой ткани.

Распределение этих структур зависит от функциональности отдела к которому они принадлежат: например, серое вещество головного мозга покрывает белую субстанцию, тогда как в спинном отделе ядра, состоящие из серых нейронов, находятся внутри мозгового канала, образованного белым компонентом.

серое и белое вещество головного мозга

Содержание

Как устроена нервная система, что такое белое вещество серое вещество

Нервная система человека имеет сложное строение. Условно специалисты выделяют периферическую и центральную нервную систему человека.

Центральная НС человека включает в себя все отделы головного мозга (конечный, средний, продолговатый, промежуточный отдел, мозжечок), а также спинной мозг. Эти составляющие контролируют работу всех систем организма, связывают их между собой и обеспечивают их слаженную работу в ответ постороннее воздействие.

Функциональные особенности ЦНС:

  • Головной мозг человека располагается в черепной коробке и выполняет контролирующую роль: участвует в обработке информации поступившей из окружающей среды и регулирует жизнедеятельность всех систем человеческого организма, является своеобразным штурвалом.
  • Основная функция спинного отдела ЦНС заключается в передаче информации от нервных центров, расположенных в других частях тела к головному мозгу. Также с его поддержкой выполняются двигательные реакции на внешние раздражители (при помощи рефлексов).

Периферическая НС включает в себя все ответвления спинного и головного мозга, находящиеся за пределами ЦНС или, другими словами, на периферии. К ней относятся черепные и спинальные нервы, а также вегетативные нервные волокна, соединяющие структуры ЦНС с другими частями тела человека. С ее помощью происходит неосознанное (на уровне рефлексов) управление жизненно важными функциями тех или иных органов, будь то сердцебиение или автоматическое сокращение мышц в ответ на внешние раздражители (например, моргание).

Эта часть нервной системы особо уязвима для воздействия различных токсинов или механических повреждений, так как у нее нет защиты в виде костной ткани или специального барьера, разделяющего кровь и ее составляющие.

К периферической НС относятся:

  • Вегетативная или автономная НС. Управляется подсознанием человека, контролирует выполнение жизненно важных функций организма. Основной задачей этой части НС является регуляция внутренней среды тела, посредством кровеносной, эндокринной системы, а также различными железами внутренней и внешней секреции.Анатомически в ней выделяют симпатическую, парасимпатическую и мета симпатическую НС. При этом центры или вегетативные ядра, состоящие из серого мозгового компонента, находятся в спинном и головном отделе ЦНС, а последнюю представляют скопления нейронов, расположенные в стенках мочевого пузыря, желудочного тракта и других органах.
  • Соматическая НС. Отвечает за двигательную функцию человека — с ее помощью передаются афферентные (входящие) сигналы к нейронам ЦНС, откуда после обработки через эфферентные (нисходящих двигательных) волокна поступает информация к конечностям и органам человеческого тела для воспроизведения соответствующего движения. Ее нейроны имеют особое строение, позволяющее передавать данные на большие расстояния. Так, чаще всего тело нейрона располагается в непосредственной близости от отделов ЦНС или входят в него, но при этом его аксон тянется дальше, достигая в результате поверхности кожи или мышц. Посредством этой части НС происходит выполнение различных защитных рефлексов, которые выполняются на уровне подсознания. Такая особенность достигается наличием рефлекторных дуг, позволяющих выполнять действие без участия главного центра, так как в этом случае нервные волокна соединяют спинной отдел ЦНС с участком тела напрямую. При этом конечным пунктом восприятия информации является кора больших полушарий, где остаются воспоминания обо всех выполняемых действиях. Таким образом, соматическая НС участвует в обучении, защите и возможности обработки информации поступившей из окружающей среды.
  • Некоторые специалисты относят к периферической НС сенсорную нервную систему человека. В нее входят несколько групп нейронов, расположенных на периферии ЦНС, которые отвечают за восприятие информации из окружающей среды посредством органов слуха, зрения, осязания, вкуса и обоняния. Отвечает за физическое восприятие таких понятий, как температура, давление, звук.

Как уже говорилось ранее, структуры нервной системы человека представлены белой и серой субстанцией, при этом каждая из них имеет собственное строение и содержит разные типы нервных клеток, которые отличаются по внешнему виду и функциональности.

Так, белое вещество в основном выполняет проводящую функцию и передает нервные импульсы от одних частей мозгового вещества к другим. Такая особенность обусловлена строением нейронов этой структуры, основную массу которой составляют длинные отростки или аксоны, покрытые миелином, обладающим высокой проводимостью электрического импульса (порядком 100 м/с).

Аксоны нейронов условно можно разделить на 2 основные группы:

  1. Длинные (интракортикальные), соединяют дальние участки, находятся в глубинах мозгового вещества.
  2. Короткие отростки, связывают серые клетки коры и близлежащие структуры белого вещества, имеют второе название — субкортикальные.

Также в зависимости от места расположения и функциональности волокна нервных клеток белого вещества принято выделять следующие группы:

  • Ассоциативные. Отличаются размером: могут быть как длинными, так и короткими и выполнять различные задачи, но при этом сосредотачиваются в одном из полушарий. Длинные аксоны отвечают за связь удаленных извилин, а короткие — обединяют близлежащие структуры.
  • Комиссуральные. Соединяют между собой 2 полушария и обеспечивают их слаженную работу, находящихся в противоположных частях. Подобные аксоны можно рассмотреть при анатомическом изучении этого органа, так как из них состоит передняя спайка, мозолистое тело, а также спайка свода.Проекционные аксоны объединяют кору с другими центрами ЦНС, в том числе со спинным мозгом.Существует несколько видов подобных волокон: одни связывают таламус с корой, вторые — кору с ядрами моста, а третьи проводят импульсы, благодаря которым производится команда и управление теми или иными конечностями.

Выделяют 2 вида подобных волокон, которые отличаются направленностью передаваемой информации:

  1. Афферентные. По ним информация поступает от нижележащих структур мозга, систем органов и тканей к коре и подкорковым структурам, которые занимаются обработкой поступившей информации.
  2. Эфференитные. Проводят ответный импульс от центров высшей психической деятельности к подконтрольным структурам.

Противоположностью белому мозговому веществу является серый компонент, состоящий, как и предшественник, из скопления нейронов — с их помощью происходит выполнение всех функций высшей нервной деятельности человека.

Основная его часть располагается на поверхности белого мозгового компонента, находящегося в голове, и составляет кору, имеющую условно серый цвет. Также оно залегает в глубине отделов головного и по всей протяженности спинного мозга в виде ядер. В состав серого вещества входят несколько групп нервных клеток, их дендридов и аксонов, а также глиальные ткани, выполняющие вспомогательную функцию.

Ветвистые отростки нейронов или дендриды, через синапсы, получают и передают информацию от аксонов соседних клеток к собственной. От густоты их разветвления зависит качество импульса — чем больше развиты ответвления главного волокна и обширнее сеть синапсов, тем больше к ядру клетки будет поступать данных от соседних.

Так как нейроны и соответственно ядра клеток серого вещества располагаются близко друг к другу, то им не требуются длинные аксоны, при этом основной поток информации передается через дендридносинапную связь близлежащих клеток. По этой же причине их аксоны не нуждаются в миелиновой оболочке.

Отдельные скопления серого вещества называются ядрами, каждое из которых контролирует выполнение определенной жизненно важной функции организма, при этом их можно условно поделить на 2 большие группы: относящиеся к центральной нервной системе и отвечающие за периферическую нервную систему.

Анатомическое строение нейронов серого вещества во всех отделах ЦНС имеет похожую структуру и примерно одинаковый состав. Поэтому закономерность расположения нейронов в конечном отделе ничем не отличается от совокупности этих элементов в других структурах.

Где находится серое вещество

Серое вещество головного мозга представлено главным образом скоплением большого количества нейронов с безмиелиновыми аксонами, вплетенными в глиальные ткани, их дендридами и кровеносными капиллярами, которые обеспечивают их метаболизм.

Наибольшее скопление нейронов серого цвета образует кору больших полушарий, которая покрывает поверхность конечного отдела. Толщина этой структуры составляет не более 0,5 см на всем протяжении, но занимает более 40% объема конечного мозга, и при этом ее поверхность во много раз превышает плоскость больших полушарий. Такая характерная обуславливается наличием морщин и извилин, в которых содержится до 2/3 площади всей коры.

Также скопления серого вещества в головном мозге образуют особые нервные центры или ядра, которые имеют характерную форму и свое функциональное предназначение. Особенностью строения этой структуры является то, что под понятием «ядро» подразумевается парное или дисперсное образование из клеток нейронов, не имеющих миелиновую оболочку.

Существует большое количество ядер нервной системы, которые для общего понятия и легкости восприятия принято идентифицировать соответствующие той операции, которую они выполняют, а также их внешнему виду. Такое распределение не всегда корректно отображает действительность, так как головной мозг является малоизученной структурой ЦНС и иногда ученые ошибаются.

Основное скопление ядер находится внутри ствола, например, в таламусе или гипоталамусе. При этом в переднем отделе располагаются базальные ганглии, которые в какой-то степени влияют на эмоциональное поведение человека, участвуют в поддержании мышечного тонуса.

Серое вещество мозжечка, наподобие коры конечного отдела мозга, покрывает полушария и червь по периферии. Также его отдельные образуют парные ядра в глубине тела этого рудимента.

Анатомически в нем выделяют следующие виды ядер:

  • Зубчатое. Располагается в нижней части белого вещества мозжечка, его проводящие пути отвечают за двигательную функцию скелетных мышц, а также за зрительно-пространственную ориентацию человека в пространстве.
  • Шаровидное и пробковидное. Обрабатывают информацию, полученную от червя, а также получают афферентные сигналы от частей мозга, отвечающие за соматосенсорные, слуховые и визуальные данные.
  • Ядро шатра. Находится в шатре червя мозжечка и принимает информацию о положении тела человека в пространстве согласно полученным данным от органов чувств и вестибулярного аппарата.

Характерной особенностью строения спинного мозга является то, что серая субстанция в виде ядер находится внутри белого компонента, но при этом является его неотъемлемой частью. Наиболее детально такое расположение можно увидеть при изучении спинного отдела ЦНС в поперечном разрезе, где наглядно будет виден четкий переход серого вещества в белое от центра к периферии.

Где располагается белое вещество

Белое вещество головного мозга начинает формироваться к 6 месяцам внутриутробного развития человека, при этом его образование не останавливается на протяжении последующих лет жизни. Такая особенность позволяет организму тренироваться и накапливать полученный опыт.

Само по себе белое вещество является противоположностью серого и представляет из себя густую сеть ответвлений нейронов, которые осуществляют передачу информации от коры больших полушарий к нижележащим нервным центрам спинного и головного мозга. При этом на функционирование связи влияет количество и качество образованных нервных путей: чем гуще и прочнее связь между структурами, тем развитие и талантливее оказывается индивид.

Наибольшее скопление белого вещества находится в черепной коробке и представлено большими долями. Оно и понятно: в головном мозге располагаются все центры управления организмом, а также в его структурах происходит формирование и выполнение высших психических задач, наличие которых отличает человека от остального животного мира. При этом белое вещество кроме основной выполняет еще и защитную функцию: по внешнему виду и физическим характеристикам оно представляет собой студенистую жироподобную массу, которая играет роль амортизатора для нижележащих структур.

Также белое вещество образует периферическую мозговую оболочку для серого вещества спинного мозга — как и головной отдел ЦНС, он содержит все виды волокон (комиссуральные, ассоциативные и проекционные), с характерной миелиновой окраской, которые собраны в особые пучки, обеспечивающие связь спинного мозга с другими частями периферической и центральной НС.

За что отвечает серое вещество головного мозга

Работа по изучению головного мозга, как контролирующего органа началась еще в 18 веке и продолжается до сих пор. Возможно, этот процесс проходил намного быстрее, если бы не существовало запрета на анатомическое изучение мозговых тканей и препарирование тела умершего человека на протяжении долгого времени. Также ситуация осложняется тем, что головной мозг — довольно труднодоступный орган, который снаружи надежно защищен костями черепа и большим количеством оболочек, повреждение которых способно негативно влиять на подопытного.

Итак, головной мозг человека включает в себя несколько функциональных скоплений нейронов серого вещества, будь то его кора или ядра, отвечающие за выполнение отдельных движений или контролирующие деятельность некоторых жизненно важных систем организма.

Кора больших полушарий — относительно молодая структура, которая начала формироваться в процессе эволюционного развития человека. Ее наличие и степень развитости является отличительной чертой человеческого мозга, так как у большинства представителей млекопитающих серое вещество коры имеет ограниченные размеры и не так функционально.

Основная функция серого вещества коры больших полушарий — выполнение высших психиатрических задач, которые ставит индивид перед собой в процессе обучения новым навыкам, при этом опыт может быть получен из других источников или окружающей среды. Также выражением работы коры больших полушарий является звуковое воспроизведение речи и внутреннее ее проявление, которая еще в народе обозначается понятием «про себя».

Также серое вещество образует ядра и небольшие пластины, которые присутствует и в других частях головного мозга.

Продолговатый мозг, как функциональное продолжение спинного отдела сочетает в себе характерные черты строения обоих отделов ЦНС. Так же как и спинной, он включает большое количество проводящих волокон, основной задачей которых является осуществление связи конечного отдела со спинным. При этом серое вещество продолговатого мозга уже не имеет характерной непрерывной структуры, как в коре полушарий, а залегает в виде ядер.

Этот отдел, так же как и вся ЦНС, регулирует выполнение физиологических процессов, от которых зависит жизнь человека. К ним относятся следующие операции: дыхание, сердцебиение, выделение, пищеварение, а также защитные рефлекторные движения (например, моргание или чихание) и мышечный тонус. Через него проходят нервные пути и центры, отвечающие за координацию и пространственное положение тела в окружающей среде посредством ядер вестибулярного аппарата.

Характерной особенностью расположения и строения серого вещества в среднем отделе мозга является то, что оно сочетает в себе черты строения продолговатого и конечного отдела, при этом парные скопления серого вещества образуют ядра, а отдельно рассеянные нейроны — центральную около водопроводную структуру и так называемую черную субстанцию.

Анатомическое строение ядер и этого отдела не отличается от строения этой структуры в продолговатом мозге. Основной задачей этих центров является восприятие информации из окружающей среды посредством органов слуха, зрения, обоняния, а также участвуют в выполнении некоторых условных рефлексов, например, поворот головы в сторону громкого звука или яркого света.

Отдельного внимания требуют другие структуры среднего отдела: центральное серое вещество и черная субстанция. Они обладают рядом особенностей, обусловленных их строением и предназначением.

Прослойка черной субстанции условно отделяет ножку мозга от покрышки и регулирует двигательную функцию конечностей. Замечено, что при поражении этой составляющей НС, у заболевшего развивается болезнь Паркинсона, тремор конечностей, также отмечается снижение моторики.

Центральное около водопроводное серое вещество представляет собой негустое рассеянное скопление безмиелиновых нейронов окружающих водопровод. Служит проводником и накопителем информации от нижележащих структур (ретикулярной формации, ядер вестибулярного аппарата, гипоталамуса и др.), а также участвует в формировании болевых ощущений агрессивного поведения и контролирует половое поведение человека.

За что отвечает белое вещество

Как уже говорилось ранее, белое вещество головного мозга выполняет несколько задач: в первую очередь оно является связующим звеном серого вещества коры и других функциональных скоплений нейронов, расположенных в глубинных структурах.

Известны и другие функции белого вещества головного мозга — оно выполняет роль связующего звена между большими полушариями посредством мозолистого тела, а также обеспечивает взаимодействие удаленных участков коры с другими частями нервной системы, в том числе со спинным мозгом, при помощи специфичных волокон.

Главной его особенностью и отличительной чертой является то, что белое вещество образовано скоплением длинных нервных отростков или волокон, покрытых миелиновой оболочкой, которая обеспечивает быструю передачу электрических импульсов и соответствующую информацию к функциональным центрам.

Белое вещество конечного мозга образует большие полушария, которые являются наиболее развитой и массивной структурой ЦНС. Такая особенность обуславливается наличием большого количества проекционных полей в коре, которые требуют для своего нормального функционирования развитой сети связующих волокон. В ином случае нарушается связь и параллельное выполнение высших психических функций головного мозга: например, речь становится медленной и нечленораздельной.

В среднем отделе мозга белое вещество располагается главным образом по всей его поверхности, а также вентрально от серого вещества холмиков четверохолмия. Еще из него состоят верхние ножки, соединяющие средний мозг с мозжечком и передающие эфферентную информацию от этого двигательного центра в другие отделы ЦНС.

Белое вещество продолговатого отдела включает в себя все виды волокон: и длинные и короткие. Длинные выполняют транзиторную функцию и связывают нисходящие пирамидальные пути со спинными нервными канатиками, а также осуществляют слаженную работу продолговатого мозга с таламическими структурами, короткие же образуют связь между ядрами этого отдела и направляют информацию в выше лежащие структуры ЦНС.

Чем образовано серое вещество

Как уже говорилось ранее, мозговая ткань имеет сложное строение. Основными составляющими материями НС человека, как и других млекопитающих, является серое и белое вещество, при этом первый компонент представляет собой густое скопление тел нейронов, их дендридов и глиальных клеток, являющихся основой или костяком этой субстанции.

В основном серое вещество мозговой ткани образуют скопления тел различных нейронов и их дендриды. Функциональной особенностью этой единицы НС является то, что эти клетки способны возбуждаться с помощью специального импульса, обрабатывать, передавать и хранить полученную таким образом информацию.

Как и любая другая живая клетка в организме он имеет собственное ядро, оболочку и отростки, объединяющие группу подобных структур в единое целое. Изучение этой единицы НС осложняется не только малым размером, но и расположением, так как наибольшее их скопление чаще всего находится в труднодоступных местах, вмешательство в которые чревато плачевными последствиями.

Функциональное значение глиальных клеток весьма разнообразно: они служат барьером для других структур организма, но в некоторых случаях выполняют защитную функцию. Особенностью глий является способность к восстановлению и делению, чем не могут похвастаться другие нервные клетки. Прослойка из них образует особую ткань, которая называется нейроглией и располагается во всех частях НС.

Так как нейроны лишены защиты от негативного воздействия окружающей среды и беспомощны перед механическими повреждениями, то в некоторых случаях глии способны фагоцировать или усваивать поступивший чужеродный антиген, представляющий для серых клеток опасность.

Из чего состоит белое вещество

Белое вещество представляет собой особый компонент центральной нервной системы, представленный пучками нервных волокон, покрытых особой миелиновой оболочкой, благодаря которой происходит выполнение основного предназначения этой мозговой структуры, заключающееся в передаче информации от главных функциональных центров нервной системы к нижележащим частям НС.

Миелиновая оболочка позволяет передать электрический импульс на большие расстояния с высокой скоростью без потерь. Является производной глиальных клеток и благодаря особому строению (оболочка формируются из плоского выроста тела глии лишенного цитоплазмы), оборачивает нервное волокно по периферии несколько раз, прерываясь только в области перехватов.

Такая характерная особенность позволяет увеличить силу посылаемого серым веществом импульса в несколько раз. Кроме этого она выполняет изолирующую функцию, позволяющую сохранить силу сигнала на протяжении всего аксона.

Что касается химического состава белого вещества, то миелин в основном образован липидами (органическими соединениями, включающими жиры и жироподобные вещества) и белками, поэтому белое вещество, на первый взгляд, представляет собой жироподобную массу с соответствующими характеристиками.

Распределение белого вещества в различных участках ЦНС неоднородно по химическому составу: спинной мозг «жирнее» головного отдела нервной системы. Это обусловлено тем, что от серого вещества этого отдела, выходит большее количество эфферентной информации к периферической нервной системе.

Как распределяется серое и белое вещество в полушариях большого мозга

Для наглядного изучения строения ЦНС существует несколько методик позволяющих увидеть головной мозг в разрезе. Наиболее информативным считается сагиттальный разрез, с помощью которого мозговые ткани делятся на 2 равноценные части вдоль центральной линии. При этом для изучения расположения серого и белого вещества в толще идеально подходит фронтальный разрез переднего отдела, и соответственно больших полушарий, позволяющий выделить гипоталамус, мозолистое тело и свод.

расположение серой и белой субстанции

Белое вещество переднего отдела располагается в толще больших долей, которые являются плацдармом для серого вещества, из которого состоит кора. Она покрывает всю поверхность полушарий своеобразным плащом и относится к структурам высшей нервной деятельности человека.

При этом толщина серого вещества коры неодинакова на всем протяжении и варьируется в пределах 1,5—4,5 мм, достигая наибольшего развития в центральной извилине. Несмотря на это она занимает около 44% от объема переднего мозга, так как располагается в виде извилин и борозд, позволяющих увеличить общую площадь этой структуры.

В основании белого вещества больших полушарий, также располагаются отдельные скопления серого вещества, из которых состоят базальные ядра. Эти образования являются подкорковыми структурами или центральными узлами основания конечного отдела. Специалисты выделяют 4 вида подобных функциональных центров, которые различаются по форме и своему предназначению:

  1. хвостатое ядро;
  2. чечевицеобразное ядро;
  3. ограда;
  4. миндалевидное тело.

Все эти структуры между собой отделены прослойками белого вещества, которое передает информацию от них в нижележащие отделы головного мозга посредством черного вещества, расположенного в среднем отделе, а также связывает ядра с корой и обеспечивает их слаженную работу.

Чем опасно поражение белого и серого вещества

В результате любых патологических процессов, происходящих в структурах белого и серого вещества, ярко выраженная симптоматика заболевания может проявляться по-разному и зависит от места локализации разрушенного участка и обширности очаговых повреждений головного мозга.

Особо опасные заболевания характеризуются наличием нескольких или множественных труднодоступных очагов поражения, которые отягчены смазанной симптоматикой, состоящей из большего количества признаков патологических изменений.

Заболевания ЦНС, сопровождающиеся изменениями в строении белого вещества:

  • Лейкоатероз. Относится к много очаговым изменениям в структуре головного мозга. В результате этого недуга происходит постепенное снижение плотности белого вещества, располагающегося в полушариях мозжечке и стволе этого органа. Приводит к дегенеративным изменениям в поведении человека и не является самостоятельным заболеванием, так как чаще всего развивается на фоне недостаточного снабжения питательными веществами нервной ткани.
  • Самой распространённой причиной такого недуга, как рассеянный склероз, является демиелинезация белого вещества или разрушение миелиновой оболочки нервных волокон. Также как при первом заболевании процесс носит много очаговый характер и затрагивает все структуры ЦНС, из-за чего имеет обширную клиническую картину, в которой могут сочетаться множество признаков и симптомов болезни. Обычно пациенты с рассеянным склерозом легко возбудимы, имеют проблемы с памятью и мелкой моторикой. В особо тяжелых случаях развивается паралич и другие нарушения двигательной функции.
  • Такое патологическое состояние, как гетеротопия серого вещества головного мозга, характеризуется нетипичным расположением нейронов серого компонента в структурах этого отдела ЦНС. Встречается у детей с эпилепсией и другими психическими патологиями, например, умственной отсталостью. Является результатом генетической и хромосомной аномалии в развитии человека.

Достижения в современной медицине позволяют диагностировать патологические изменения в мозговом веществе еще на начальной стадии развития, что крайне важно для проведения последующих терапевтических действий, так как известно, что любые прогрессирующие перемены в структуре и белого и серого вещества мозга в итоге ведут к дегенеративным изменениям и другим тяжелым неврологическим проблемам.

Диагностика заболевания включает в себя очный осмотр пациента специалистом-неврологом, во время которого с помощью специальных тестов выявляются практически все патологические изменения в сером и белом веществе, без применения специальной аппаратуры.

Наиболее информативной методикой изучения и белого и серого вещества является МРТ и КТ, позволяющие получить некоторое количество снимков внутреннего состояния структур головного мозга. При помощи этих методов исследования появилась возможность детально изучить общую анатомическую картину как единичных, так и множественных очагов изменений этих функциональных единиц НС.

Видео

Добавить комментарий

Ваше имя:


Комментарий:
Код с картинки: