Ученые охарактеризовали клетки черной субстанции, управляющей движениями организма

В организме человека существуют две системы контроля движений, которые работают во взаимодействии друг с другом.

Пирамидная система управляет произвольными движениями, она развивалась в связи с прямохождением и речью.

Экстрапирамидную систему человек получил в наследство от животного мира.

Она появилась у рыб и совершенствовалась по мере эволюционного развития, сохранив большое значение в работе мозга.

Экстрапирамидная система человека состоит из скоплений нейронов (серого вещества, ядер), которые расположены в разных отделах мозга, но при этом связаны между собой. Это базальные ганглии, а также красное ядро и чёрная субстанция, которые оказывают влияние на всё разнообразие движений человеческого тела.

Красное ядро – это один из основных центров экстрапирамидной системы.

Средний мозг. Строение

Его размер всего лишь два сантиметра. Состоит средний мозг из ножек и четверохолмия. Он отвечает за следующие функции: зрительную, слуховую, ориентирование в пространстве. Ножки среднего мозга красного цвета (из-за множества кровеносных сосудов). Соединяясь с мозжечком и вестибулярным аппаратом, они обеспечивают равновесие тела. Четверохолмия соединяют височную долю мозга пучками слуховых проводников.
Красное ядро участвует в регулировке тонуса мышц. Черная субстанция “включает” передний мозг, помогает в работе таких рефлексов, как жевание и глотание. Ядра верхних холмиков отвечают за поворот глаз и головы в стороны. Нижних – за слух. Без рефлексов человеку не выжить, поэтому средний мозг – неотъемлемая часть организма человека.

Двухсантиметровый элемент мозгового ствола, по мнению анатомов, занимающих изучением ГМ, устроен совсем несложно. Для наглядного изучения обычно предлагают изучить его срез, а мнемонические техники рекомендуют запоминать, как мордочку медведя, перевернутую вниз ушами.

Поперечный разрез помогает увидеть наглядно все отделы, из которых он сформирован, но связи с верхними и нижними структурами, проходящие через мезэнцефалон коммуникации и тракты, значительно усложняют представление о маленькой части ГМ.

Весьма приблизительно структуру делят на семь сегментов, но если углубляться в ее строение, окажется, что все намного сложнее, чем можно себе представить. Это обусловлено полифункциональностью образования, для реализации которой природа и предусмотрела столь прихотливую архитектонику.

Четверохолмие

Структурное образование в верхней части мезэнцефалона, отвечающее за переработку информации, еще не дошедшей до остальных мозговых ядер, количество которых в ГМ человека довольно значительно, представлено парными буграми (задними и передними), но далеко не у всех существ, населяющих Землю.

Например, у рыб и рептилий их всего два. У высших хордовых играет роль сторожевого центра, крайне важного для сохранения биологического вида. Передние настроены на прием зрительной информации с глазной сетчатки или коленчатых ядер, а задние – на поставляемую слухом и ядрами, отвечающими за слуховые и вестибулярные сигналы.

Биологическая целесообразность состоит в первичной обработке неосознанной информации, ее обработке прежде, чем она поступит дальше, и формировании внезапной защитной реакции быстрее, чем другие структуры НМ ее обработают и подадут сигналы.

Отсюда и возможность у высших хордовых совершать неожиданные, но необходимые действия – вскрикивать, вскакивать, бежать, при этом одновременно формировать цепь сигналов для передачи в остальные центры, формирующие реакцию уже более осознанную.

Изначально их было два, но по мере развития они трансформировали в четыре бугра, визуализирующиеся, как выступы на задней части СМ.

В анатомии могут описываться как верхнее и нижнее двухолмие, поскольку различаются по строению и функциям, но считаются сложной структурой, дислоцированной на крыше среднего мозга.

Месторасположение четырехбугорной структуры служит причиной, по которой крышу СМ иногда называют пластинкой четверохолмия.

Периакведуктальное, или центральное серое вещество – составная часть покрышки, которая обнаруживается под мозговым водопроводом.

Особенности строения этого сегмента СМ предполагают, что проводниковая функция осуществляется им и вверх, и вниз.

Восходящая по нервным волокнам спиноталамического пути несет болевые и температурные сигналы в таламус, к линии продолговатого мозга и голубоватому пятну, а нисходящая доставляет информацию через него к спинному мозгу.

Белое и серое вещество также являются материалом для строительства полосатого тела, в котором они чередуются в виде полос.

Красное ядро

Ядра среднего мозга, представлены в вариабельных видах, например, одноименные нейронные структуры шва на границе продолговатого или четверохолмие, тоже причисляемое иногда к ним, коленчатые.

Красное ядро, по форме напоминающее колбаску, не круглое. Оно состоит из двух частей – хвостовой и ростральной.

Через него передают важные сигналы центры регуляции скелетной мускулатуры, спинного мозга (точнее, его моторных ядер), экстрапирамидной системы, мозжечка, водопровода и бледного шара.

Деятельность руброспинального и кортикорубрального тракта тоже была бы невозможна без хвостатого ядра условно красного цвета.

Черная субстанция

Второе название – черное вещество. Регулирует вегетативные и статокинетические функции, принимает активное участие в вегетации – работе дыхательной и сердечно-сосудистой системы, отвечает за часть работы по поддержанию в тонусе стенок кровеносных сосудов.

Находится на пространстве между мостом и промежуточным мозгом, рядом с ножками, дислоцировано справа и слева (по месторасположению каждой ножки.

Доказано, что нейромеланин участвует в синтезе дофамина, а сама субстанция проецирует нейролептиды на важные отделы, входящие в ЦНС.

Еще при открытии структуры было отмечено, что она в изобилии пронизана сосудами, что свидетельствует о ее давнем происхождении и важности для работы СМ.

Буквальный перевод с латыни означает «сетчатое образование». Сложный комплекс, локализованный на протяжении ствола ГМ, активирующий его кору и контролирующий спинномозговую рефлекторную функциональность.

Ядра РФ отвечают за выработку норадреналина, ацетилхолина и серотонина. Важность этой структуры среднемозгового формирования несомненна. Она несет ответственность за некоторые типы поведения, функции внутренних органов, принимает участие в инициации и поддержании режима бодрствования, внимания, благодаря ей, у человека присутствуют ориентировочные рефлексы.

Начиная от таламуса и вплоть до нижней части продолговатого мозга, она направляет свои отростки в другие области, полости и зоны, связывается с ними путями различной направленности.

Находятся недалеко от черной субстанции и красных ядер, являются скоплением многочисленных нервных путей, отсюда стартуют мезокортикальный, мезолимбический и дофаминовый путь.

Вентральная взаимодействует с системами вознаграждения. К структурам покрышки среднего мозга относятся: черная субстанция, ретикулярная формация в ее спинномозговой части, красные ядра и все области, в том числе центральная, дорсальная и вентральная. Она входит, по мнению одних исследователей, в ножки мозга, а по мнению других – прилегает к ним и ограничивает структуру.

Тегментум, или покрышка мозга, базальная или подошвенная часть СМ, в нее-то и входят вентральная и дорсальная области, в то время как противопоставляемый ей тектум (крыша) расположен в противоположном направлении.

Ножки мозга

Важнейшее анатомическое образование, отвечающее за зрительную ориентацию, принимаемые человеком позы, рефлекторный тонус мышц и связанное вариабельными способами с другими областями и формированиями ГМ.

Вегетативные центры спинного, продолговатого и среднего мозга, расположенные в разных областях, осуществляют сообщение через ножки с остальными важными структурами и не могут работать, если наблюдается хотя бы ушиб образования.

А если происходит атрофия, человек теряет способность реагировать на внешние раздражители, не может себя обеспечивать и в буквальном смысле превращается в овощ.

Анатомия

Красное ядро (nucleus ruber) представляет собой большое скопление нейронов почти по всей длине среднего мозга. Его цвет объясняют большим количеством капилляров или наличием железосодержащего пигмента в нейронах.

В структуре выделяют переднюю мелкоклеточную (parvocellular) и заднюю (magnocellular) крупноклеточную части.

Существует несколько путей, связывающих структуру с другими отделами мозга. Основные из них:

1. От коры к ядру тянется корково-красноядерный путь (кортикорубральный тракт, tractus corticorubralis). Идёт он параллельно кортикоспинальному тракту пирамидной системы. В этом прослеживаются параллели между пирамидной и экстрапирамидной системами.
2. Мозжечково-красноядерно-спинальный путь (tractus cerebellorubrospinalis, cerebellorubral tract) следует к двигательным нейронам спинного мозга, но перед этим проходит через красное ядро. Связи с мозжечком обеспечивают коррекцию движений.
3. Нейроны крупноклеточной части дают начало руброспинальному пути (красноядерно-спинномозговой, tractus rubrospinalis, rubrospinal tract). Его волокна сразу переходят на противоположную сторону среднего мозга и далее спускаются к двигательным нейронам спинного мозга. У человека руброспинальный путь во многом определяет движения конечностей.
4. Красноядерно-оливарный тракт (rubroolivary tract).

Также структура получает сигналы из базальных ганглиев и посылает импульсы к коре.

Функция красных ядер заключается в интеграции информации, поступающей от коры и мозжечка, и управлении нижележащими структурами.

Красные ядра обеспечивают:

1. Выход экстрапирамидной системы к спинному мозгу.
2. Определение тонуса всех скелетных мышц тела.
3. Координацию позы совместно с мозжечком.
4. Регуляцию бессознательных автоматических движений, например, изменение положения тела.

Расположение

Греческий термин (мезэнцефалон) недвусмысленно указывает на его расположение – внутри головы, его этимология — от корней, означающих «средний» и «мозг». Греческий термин «энкефалос» в буквальном переводе означает — внутри головы.

В русском языке заключена максимальная информативность – указание на основную принадлежность к сложному комплексу мозговых структур и его месторасположение.

Будучи частью мозгового ствола, СМ располагается между промежуточным (частью гипоталамо-гипофизарной системы) и Варолиевым мостом (иногда для простоты называемым просто мостом).

Описание анатомии среднего мозга, начинаемое с точной локализации объекта в сложном переплетении мозговых образований, указывает на его расположение следующим образом:

• каудальное направление – граница с метэнцефалоном или задним мозгом;
• ростральное – рубеж с диэнцефалоном (промежуточным);
• ствол большого ГМ состоит из ядер среднего, моста и диэнцефалона, как часть образованного структурами ствола, мезэнцефалон можно обнаружить, ориентируясь на область 1 и 2 шейных позвонков и затылочную ямку;
• устаревшее понимание среднего комплекса из важных составляющих, ныне выделенного в отдельную структуру — специфическая прослойка между Варолиевым мостом и диэнцефалоном.

Ранее мезэнцефалону не придавалось такого значения, как в современной неврологии, его именовали просто бугром мозгового вещества.

Проведенные исследования с помощью специальных аппаратов показали, что рефлекторная деятельность среднего мозга, как часть сложной система взаимодействий, делает его незаменимой частью всей физиологической функциональности человеческого тела.

Без его самостоятельных структур невозможно нормально видеть и слышать: нейроны бугров четверохолмия среднего мозга отвечают за движение глаз, регуляцию хрусталика и просвета зрачка, старт-рефлексы — как залог выживания организма. Потому что именно они реагируют даже на те сигналы, что не распознаны слуховым или зрительным центром.

Ядра

Внутри бугорков четверохолмия скапливается серое вещество, скопления которого называют ядрами. В качестве основной функции ядер называют иннервацию глаз. Они бывают следующих видов.

Ретикулярной формации – принимает участие в стабилизации работы скелетных мышц. Активизируют клетки коры мозга головы, а на спинной оказывают тормозящее действие. Глазодвигательного нерва – содержат волокна, иннервирующие сфинктер и глазные мышцы. Блокового нерва – снабжают нервами косую мускулу органа зрения. Черное вещество – окрас связан с пигментом меланином. Нейроны этого веществ сами синтезируют дофамин. Координируют мышцы лица, мелкие движения. Красные ядра среднего мозга – активируют нейроны мышц-сгибателей и мышц-разгибателей

Возрастные особенности

У новорожденного средний объем составляет чуть больше двух грамм, причем у девочек он ненамного меньше, чем у мальчиков, но сформирован он примерно в том же виде, что и взрослый.

Во внутриутробном развитии уже готовы ядра глазодвигательного нерва и красное, правда, специфическая окраска последнего проявляется только к 2-м годам и окончательно визуализируется не раньше 4-х.

В черной субстанции у младенца уже присутствует миелин, но в не очень значительном количестве, его активное развитие стартует с полугода и окончательно формируется только к совершеннолетию (в 16).

Человек не случайно считается взрослым начиная именно с этого возраста: черное вещество отвечает за дыхание, ССС, сосудистый тонус, регулирует моторную и осуществляет статокинетическую функции, это важная составляющая экстрапирамидной системы.

Средний и промежуточный мозг играют неоспоримо важную роль в деятельности человеческого организма. В них расположены важные формирования и структуры, в обязанности которых входит регуляция функций соматической, вегетативной и центральной нервной системы, головного и спинного мозга.

У новорожденных детей структура среднего мозга не до конца развита. До четырех лет все части развиваются равномерно. Зрительный бугор растет медленно, только к 13 годам он достигает своего размера. Красное ядро формируется одновременно с проводящими путями. К 16 годам почти полностью развивается черное вещество.

Устройство органа

Известно, что средний мозг человека имеет различные части, каждая из которых выполняет свою роль. Четверохолмия – структура представляет собой парные холмы. Верхние – это визуальные и нижние – аудиальные.

В ножках располагается черное вещество. Благодаря ему человек не только лежит, а может осуществлять точные движения кистями рук и принимать пищу. В определенный момент средний отдел обрабатывает информацию о том, когда нужно поднести ложку ко рту, как прожевать пищу и какая функция позволит проглотить ее.

Полезно узнать: Головной мозг: функции, строение

Глазной двигательный нерв берет свое начало между ножек, откуда и выходит. Он отвечает за сужение зрачка и некоторые двигательные функции глазного яблока. Чтобы понять строение среднего мозга, необходимо узнать где он находится. Составлен он из промежуточного и больших полушарий большого мозга, устроен несложно и имеет всего два отдела. Четверохолмие на располагающихся неподалеку двух парных двухолмиях, которые образуют верхнюю стенку. Напоминают по внешнему виду пластину. Ножки – там располагаются проводящие каналы, идущие к полушариям переднего отдела и соединяющие его с нижними участками нервной системы.