Біологічне значення будови кори великих півкуль

Архітектоніка кори — це загальний план будови кори. Загальна поверхня кори півкуль дорослої людини 2000 — 2500 см , причому 70% її заховані в глибині борозен. Товщина кори 2 — 4,5 мм. Йервові клітини і волокна, які утворюють кору, розташовані в 7 шарів:

• 1-й шар — молекулярний — найбільш поверхневий. У цьому шарі мало нервових клітин, вони дрібні. Шар утворений сплетінням нервових волокон. Завдяки цьому шару відбуваються внутрішньо- і міжпівкулеві зв’язки між різними частинами кори.
• 2-й шар — зовнішній зернистий. Складається з дрібних клітин у вигляді зернин і пірамід. Шар бідний на мієлінові волокна. Нейрони цього шару називаються вставними або інтернейронами. Ці нейрони забезпечують переробку інформації і її проведення до структур молекулярного шару на нижчі кіркові шари.
• 3-й шар — пірамідний, утворений середніми і великими пірамідними клітинами, з великою кількістю дендритів.
• 4-й шар — внутрішній зернистий, складається з дрібних зернистих клітин різної форми. Гранулярні нейрони, які розташовані у цьому шарі, здійснюють переробку і передачу інформації із закінчень аферентних волокон, які йдуть до кори і розгалужуються в межах I шару на пірамідні нейрони III і V шарів.
• 5-й шар — гангліозний — складається з великих пірамідних клітин. У передній центральній закрутці він містить ще «клітини Беца», аксони яких дають початок низхідним пірамідним шляхам, що проходять через стовбур головного мозку у спинний мозок і зв’язують кору півкуль з периферією. Аксони III і V шарів забезпечують різні види внутрішньо-кіркових, міжкіркових і кірково-підкіркових зв’язків. В цих шарах є також інтернейрони різних розмірів і форми, які забезпечують вибіркові внутрішньо-кіркові взаємодії між нейронами різних типів. Це необхідно для:
  • — передачі інформації між вхідними в кору аферентними волокнами і пірамідними нейронами;
  • — обміну інформацією між нейронами, які розташовані в різних кіркових шарах;
  • — обміну інформацією між нейронами, які розташовані в різних звивинах, частках і півкулях;
  • — зберігання і відтворення інформації (пам’ять).
• 6-й шар — поліморфний — складається з клітин трикутної і веретеноподібної форми і належать до білої речовини мозку.
• 7-й шар — складається з веретеноподібних нейронів, має багато волокон. Між нервовими клітинами всіх шарів виникають як постійні, так і тимчасові зв’язки.

Під корою міститься біла речовина півкуль мозку, в складі якої розрізняють асоціативні, комісуральні та проекційні волокна.

Асоціативні волокна зв’язують між собою окремі ділянки однієї півкулі. Короткі асоціативні волокна зв’язують між собою окремі закрутки і близькі поля, а довгі — закрутки різних часток у межах однієї півкулі.

Асоціативні поля беруть участь в інтеграції сенсорної інформації та забезпеченні зв’язків між чутливими й руховими зонами кори.

Асоціативні шляхи утворюються інтернейронами і їх волокнами. До асоціативних відносять також зв’язки, які утворюються між ядрами однієї половини стовбура мозку, проміжного мозку і базальними ядрами відповідної півкулі. У спинному мозку асоціативні нейрони забезпечують міжсегментарні зв’язки.

Комісуральні волокна зв’язують симетричні частини обох півкуль, більша частина проходить через мозолисте тіло.

Проекційні волокна виходять за межі півкуль, по них здійснюється двобічний зв’язок кори з відділами центральної нервової системи, що лежать нижче.

Проекційні шляхи можуть бути низхідними та висхідними.

Висхідні (сенсорні, чутливі або аферентні) проекційні шляхи проводять нервові імпульси від екстеро-, пропріо- і інтерорецепторів (чутливих нервових закінчень у шкірі, органів опорно-рухової системи, внутрішній органів), а також від органів чуття до головного мозку.

Крім кори головного мозку, сенсорна інформація може поступати і в інші відділи нервової системи, а саме, в мозочок, середній мозок, ретикулярну формацію.

Низхідні (еферентні) проекційні шляхи проводять нервові імпульси від кори великих півкуль до базальних і стовбурових ядер головного мозку, а потім до рухових ядер спинного мозку і стовбуру мозку. Вони передають інформацію, пов’язану з програмованим рухом організму в конкретних ситуаціях, тому є руховими провідними шляхами.

У товщі білої речовини півкуль є порожнини — бічні шлуночки, які протоками сполучаються з третім мозковим шлуночком.

У людини відомі випадки народження дітей, у яких немає кори великого мозку. Це — аненцефали. Вони живуть лише кілька днів. Все, що набувається організмом протягом індивідуального життя зв’язане з функцією великого мозку. З функцією кори великого мозку зв’язана вища нервова діяльність. Взаємодія організму із зовнішнім середовищем, його поведінка в навколишньому світі зв’язані з півкулями великого мозку.

У земноводних немає відокремленої кори. Вперше відособлена древня і стара кора з’являється у плазунів, у яких починає утворюватися нова кора і з’являється відмінність у будові основних типів нейронів.

У птахів є мало виражена древня і стара кора. На відміну від рептилій у них відсутня нова кора.
Справжня розвинена нова кора великих півкуль вперше з’являється тільки у ссавців, у яких виділяються два роздільних типу нейронів, що здійснюють проекційні і ассоціаціонних зв’язку кори. У міру розвитку головного мозку великі півкулі все більш і більш збільшуються в об’ємі і масі і все більш покриваються борознами, що значно збільшує поверхню сірої речовини.

Загальна поверхня кори головного мозку дорослої людини в середньому дорівнює 145 006-220 000 мм2 (0,22 м2), з яких одна третина припадає на вільну поверхню (72000 мм2), а дві третини на кору, приховану в глибині борозен (148000 мм2). Загальна поверхня кори великих півкуль людини значно більше, ніж у тварин (у шимпанзе – 24 300 мм2, у дельфіна – 46500 мм2). Кількість нейронів в обох півкулях головного мозку людини від 10 до 18 млрд. У процесі еволюції зростає число нейронів, особливо в моторної і зорової областях, збільшуються диференціація і спеціалізація нейронів і синапсів (аксодендритичні, аксосоматіческіх, дендродендрітіческіх) і кількість шипиків па дендритах. Отже, підвищується число збуджуючих і гальмівних синапсів і різко зростає кількість нервових волокон, що зв’язують нейрони між собою.

Клітин нейроглії приблизно в 10 разів більше, ніж нейронів, і вони розмножуються. Нейроглія становить більшу частину об’єму головного мозку, від 60 до 90% всієї його маси. Вона виконує три важливі функції. Підтримує нейрони, тісно стикаючись з ними (опорна функція). Регулює обмін речовин головного мозку, сприяє синтезу білка. За допомогою мікроелектродної техніки доведено, що під час подразнення окремих нейронів збільшення синтезу рибонуклеїнової кислоти відбувається в першу чергу в клітинах нейроглії паралельно кількістю імпульсів роздратування. При дії речовин, що гальмують цей синтез, він більше пригнічується в клітинах нейроглії, ніж у нейронах. Це – трофічна функція. І, нарешті, третя функція нейроглії – участь в програмуванні поведінки і в зберіганні інформації, тобто в пам’яті (Р. Галамбоса). Встановлено, що у тварин, у яких нейроглія слабо розвинена, умовні рефлекси утворюються з працею і здатність до їх виробленні у хребетних зростає в міру диференціювання нейроглії. Можливо, її клітини змінюють склад іонів між нейронами і тим самим визначають їх фонову активність і беруть участь в їх порушенні або гальмуванні.

Розрізняють давню (палеокортекс), стару (архікортекс), нову (неокортекс) і проміжну кору. До давньої відносяться входять до нюховий мозок нюховий горбок, переднє продірявлені речовина, розташоване між перекрестом зорових нервів і початком Сільвієвій борозни, подмозолістая звивина, півмісяцева звивина, навколишнє мигдалеподібне ядро, і бічна нюхова звивина. До старої – гіпокамп, або аммонійців ріг, в якому є збуджують і гальмують нейрони, і зубчаста фасція (звивина). Стара кора максимально розвинена в глибині гіппокамповой борозни. Вона виходить на поверхню в області крючковидной звивини, яка є загином кзади переднього кінця гіппокамповой звивини. Вся інша частина кори – нова.

Стародавня і стара кора регулюють вегетативні функції, беруть участь в емоціях і в формуванні вищої нервової діяльності: у орієнтовних рефлексах, насторожуванні та посиленні уваги. У середньому в людини площа древньої кори 0,6%, проміжний між стародавньою і старої 0,3, старої 2,2, проміжної між старою і новою 1,3, нової 95,6-95,9%. Кора лімбічної звивини відноситься до нової корі, за винятком нижньої третини борозни мозолистого тіла, що належить до старої. У філогенезі зростає обсяг нової кори. Наприклад, у їжака вона становить 32,4% всієї кори, у кролика – 56, у собаки – 84,2% (І. Н. Філімонов).

Кінцевий мозок у філогенезі все більше збільшується і ускладнюється і стає вищим відділом нервової системи, домінуючим над проміжним і середнім мозком, які втрачають свою функціональну самостійність. У ході розвитку мозку тварин вищі центри соматичних і вегетативних функцій пересуваються в пізніше розвиваються відділи нервової системи та на вищому щаблі розвитку розташовуються в корі великих півкуль. Це явище позначається як кортіколізація функцій.

Тема уроку.Кора головного мозку і довільні рухи.

Мета уроку. Ознайомити учнів з особливостями будови кори головного мозку, а також із функціями, які вона виконує. Продовжувати формувати науковий світогляд учнів, розвивати логічне мислення. Виховувати свідоме ставлення до свого організму на прикладі впливу шкідливих речовин на ЦНС.

Тип уроку. Комбінований урок.

Форма уроку. Традиційний урок.

Методи: словесні (повідомлення, бесіда, розповідь з елементами бесіди, пояснення); наочні (демонстрування таблиць, схем, малюнки із підручників, схематичні малюнки на дошці); виконання самостійної роботи в зошитах.

Обладнання та матеріали: таблиці «Нервова система людини»,«Частки і зони кори головного мозку», «Головний мозок», розбірна модель мозку, малюнки з підручника ст. 191(мал. 56.2), 192( мал. 56.4).

Термінологія: кора великих півкуль, сіра і біла речовини, підкірка, звивина, соматична нервова система, довільні рухи .

Концепція уроку:розповісти і пояснити будову і функції кори головного мозку; , показати тісний взаємозв’язок кори з різними відділами мозку. Обговорити біологічне значення наявності звивин у корі великих півкуль мозку. Показати . що соматична нервова система забезпечує взаємозв’язок організму й навколишнього середовища, керує роботою м’язів і забезпечує всю різноманітність рухів людини.

Хід уроку.

1. Організаційний етап.

2. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів.

1. Які відділи виділяють у головному мозку людини?

2. Які функції виконує мозочок?

3. Які функції виконує довгастий мозок?

4. Пояснити роль РФ у функціонуванні нервової системи.

5. Які функції виконує лімбічна система?

3. Вивчення нового матеріалу:

Оголошення теми і плану уроку: «Кора головного мозку і довільні рухи»

1. Загальна характеристика кори великих півкуль головного мозку.

2. Функціональна асиметрія кінцевого мозку.

3. Соматична система.

4. Деякі порушення функцій та структури нервової системи.

1. Кора великих півкуль головного мозку – це поверхневий шар сірої речовини. Її утворюють тіла нервових клітин, проміжки між якими заповнені клітинами нейроглія та містять нервові волокна і кровоносні судини. Наявність численних борозен і закруток значно збільшує площу сірої речовини. Загальна площа кори становить 220 тис. мм. товщина в різних ділянках неоднакова й коливається від 1,3 до 4,5 мм. У ній міститься 14-15 млрд. різноманітних за формою, розмірами та функціями нейронів. Починаючи з поверхні кори в глибину клітини утворюють декілька шарів,розміщених у певній послідовності. Залежно від філогенетичного походження окремі ділянки кори містять різну кількість шарів, які відрізняються будовою, формою, розмірами та розташуванням нервових клітин та нервових волокон. Між нервовими клітинами шарів кори в процесі їхньої діяльності існують як постійні, так і тимчасові зв’язки.

Різні ділянки кори нерівнозначні і у функціональному відношенні. Одні з них є місцем отримання імпульсів від рецепторів, інші служать місцем, від якого йдуть рухові імпульси на периферію, треті виконують асоціативну, або сполучну, функцію. У разі пошкодження певних ділянок кори в експерименті на тваринах або в результаті травми у людей настає порушення нормальної роботи завжди одних і тих самих органів тіла.

2.Кора великих півкуль головного мозку, як найважливіший відділ ЦНС, є матеріальним субстратом вищої нервової діяльності. Вона регулює через розміщені нижче відділи центральної нервової системи всі життєво важливі процеси організму, а також зумовлює зв’язок організму із зовнішнім середовищем.

Прогресивний розвиток кори спричинив у людини появу нової вищої форми нервової діяльності – абстрактне мислення, а разом з ним і виникнення мови. Наукові дослідження виявили якісну особливість мозку людини –функціональну асиметрію з’ясувалося , що ліва і права півкулі нерівнозначні за своїм функціональним значенням. Права відповідає за образне мислення, ліва — за абстрактне.

3. Соматична нервова система складається з тих відділів центральної та периферичної нервової системи , які іннервують скелетні м’язи та органи чуття. Вона забезпечує сприйняття організмом інформації із зовнішнього середовища, а також дії (у формі різноманітних рухів скелетних м’язів ) у відповідь на вплив зовнішніх чинників.

Рухи , які забезпечуються соматичною нервовою системою, здійснюються з допомогою узгоджених дій окремих рухових одиниць (груп м’язових волокон, кожна з яких іннервується одним мотонейроном).кожна рухова одиниця збуджується незалежно від інших і зумовлює скорочення лише окремих волокон м’язів. В апараті руху людини є різні за функціями рухові одиниці (швидкі, повільні, великі, малі), що має пристосувальне значення.

Спочатку відбувається сприйняття від рецепторів інформації про стан зовнішнього і внутрішнього середовища, її відбір і ретельна обробка. На підставі цього синтезу приймається рішення, тобто вибір лише однієї конкретної програми руху, що найкраще задовольняє дані потреби і максимально сприяє досягненню мети. Все це здійснюється свідомо, на базі особистого практичного і теоретичного досвіду , що забезпечує перебіг довільних реакцій.

4.Епілепсія — зумовлюється пухлиною чи абсцесом головного мозку, травмою голови, інсультом або порушенням хімічного балансу. Приблизно 0,5% людей хворіють на цю хворобу. Епілептичні напади, що характеризуються неконтрольованою, хаотичною електричною активністю в головному мозку.

Розсіяний склероз розвивається внаслідок імунообумовленого враження мієлінової оболонки, яка захищає нервові волокна. Макрофаги видаляють ушкоджені ділянки мієліну, що призводить до оголення волокон та порушення проведення імпульсів по них. Прояви: погіршення зору або двоїння в очах, частковий параліч, порушення ходи, можливі порушення чутливості.

Хвороба Паркінсона – дегенеративне захворювання головного мозку, яке розвивається в однієї з кожних 200 осіб віком понад 60 років. Чоловіки хворіють частіше від жінок. Хвороба проявляється ригідністю м’язів, порушенням мови, ходи, неспроможністю виконувати звичайні дії. Збіднюється міміка, розвивається тремор у стані спокою.

Інсульт може бути зумовлений порушення кровопостачання головного мозку або крововиливом на його поверхню чи в тканини. Таке порушення кровопостачання спричиняє нестачу кисню та поживних речовин у нервових клітинах.

Енцефаліт — важке інфекційне захворювання тканин головного мозку. Збудник енцефаліту переносять іксодові кліщі.

Менінгіт — інфекційне захворювання оболонок головного мозку. Спостерігається під час зимових епідемій грипу й за симптомами нагадують його. Бактеріальна форма хвороби, як туберкульозний менінгіт, виникає у місцях високої захворюваності на туберкульоз.

4. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів.

Питання до учнів:

• До якого відділу головного мозку належить кора?

• Яку будову має кора головного мозку?

• Які функції виконує кора головного мозку?

• Яка роль соматичної системи в регуляції довільних рухів?

• Чи можна уникнути деяких захворювань нервової системи?

Самостійна робота учнів

• Рекомендації: як правильно запобігати різним захворюванням нервової системи.

• Робота із біологічним словником.

• Яке біологічне значення звивистої будови кори великих півкуль?(збільшується загальна площа поверхні мозку, що призводить до збільшення кількості сірої речовини).

5. Підсумки уроку. Формування висновків щодо будови та функцій кори головного мозку.

Кора великих півкуль – це головний координатор рухів, що відповідає за процес оволодіння новими руховими навичками. За її участю в пам’яті накопичуються програми рухів, які організм може використовувати в майбутньому.

6. Домашнє завдання. Вивчити §___ ; продовжувати формувати біологічний словничок.