Біологія. Повторне видання. 8 клас. Соболь (2025)

§ 11.4. Головний мозок

Краще розуміння мозку приведе людину до глибшого розуміння себе, своїх ближніх, суспільства і всього світу з його проблемами.

Джон Екклс (1903-1997) — австралійський нейрофізіолог, лауреат Нобелівської премії

Аналізуємо! Лауреатами Нобелівської премії з фізіології та медицини у 1963 році стали Джон Екклс, Алан Ходжкін та Ендрю Хакслі «за відкриття, що стосуються йонних механізмів збудження та гальмування у периферійних і центральних ділянках нервових клітин». Цікаво, як дослідження мозку допоможе людині глибше зрозуміти себе?

ЗМІСТ

Яке значення головного мозку для організму?

Головний мозок (лат. encephalon) як жодна інша нервова структура відображає біосоціальну сутність людини. Особливості його будови та функцій визначають психічні процеси, формування особистості, прояви вродженої та набутої поведінки людини. Дослідженням будови мозку займається нейроанатомія, а функцій — нейрофізіологія. Cerebrum hominis містить понад 86 мільярдів нейронів і приблизно стільки ж гліальних клітин. І кожний нейрон може утворювати до 10000 синапсів та отримувати й перетворювати інформацію від 1000 інших нейронів одночасно. «Перед завданням повного з’ясування роботи мозку людини навіть уява виявляє нерішучість», — так охарактеризував неймовірну складність мозку той самий Д. Екклс.

У перші роки життя головний мозок інтенсивно росте, але тільки до 25 років досягає своєї остаточної величини. Середня маса мозку дорослої людини — 1300-1500 г, а це близько 2 % від маси тіла. Незважаючи на відносно незначні розміри, мозок із його нейронною організацією є центральним органом нервової системи та найважливішим органом організму людини. Яке ж значення має головний мозок?

Головний мозок містить нервові центри безумовних рефлексів, що здійснюють мимовільні вроджені дії ковтання, дихання, серцебиття, травлення. А в корі півкуль функціонують центри умовних рефлексів, що забезпечують набуту поведінку людини. Завдяки цим реакціям відбувається нервова регуляція гомеостазу, поведінки, захисних механізмів та пристосованості до умов середовища. Під час здійснення рефлексів від робочих органів до головного мозку надходять сигнали про ефективність реакцій. Сукупність нервових шляхів — рефлекторної дуги та шляхів отримання зворотної інформації — утворює рефлекторне кільце. Результатом такого контролю є нові пристосувальні дії (регуляційна функція).

У головному мозку формуються відчуття, що є основою сприймання навколишнього світу, наших уявлень про його об’єкти і явища. До нього надходить уся сенсорна інформація від органів чуттів, яка забезпечує відображення навколишнього світу та його послідовні етапи: відчуття — сприйняття — уявлення — мислення. У цьому суть інформаційної функції.

Головний мозок є осередком вищої нервової діяльності (ВНД), завдяки якій людина має переваги над «розумними» технічними системами і відрізняється від тварин з елементарною розумовою діяльністю. Людина може творити, сміятися, плакати, радіти, співчувати тощо саме завдяки нашому головному мозку. Цей відділ має ділянки, що інтегрують інформацію та разом забезпечують пізнавальні (сприйняття, уявлення, мислення, мовлення, пам’ять) та емоційно-мотиваційні (емоції, мотивації) процеси (інтеграційна функція).

Біологія + Інженерія • Нейрокомп’ютерний інтерфейс — система, створена для обміну інформацією між мозком та певним електронним пристроєм. Це вже реальність чи близька перспектива?

Які особливості будови та функцій головного мозку?

Головний мозок вкритий трьома мозковими оболонками — твердою, м’якою і павутинною, що здійснюють захист та обмін речовин. У головному мозку, як і в спинному, є біла і сіра речовини. Але сіра речовина головного мозку розміщена на периферії, а біла — у глибині.

Розрізняють п’ять основних відділів головному мозку людини: довгастий мозок, задній мозок (міст і мозочок), середній мозок, проміжний мозок та великий мозок. Середній мозок, міст і довгастий мозок утворюють стовбур головного мозку. Через нього проходить сітчастий утвір (ретикулярна формація), що розподіляє інформацію та підтримує тонус відділів ЦНС. Від стовбура відходять 12 пар черепно-мозкових нервів, найбільшим із яких є блукаючий нерв.

Великий мозок поділений на праву та ліву півкулі, з’єднані мозолистим тілом. Вкриті півкулі сірою речовиною, що утворює кору і підкірку. Характерною особливістю півкуль є складчаста поверхня з багатьма борознами та звивинами. На поверхні півкуль є три найбільші борозни: центральна (1), бічна (2) і потилично-тім’яна (7). Вони виокремлюють у кожній півкулі чотири основних частки: лобову (4), тім’яну (5), потиличну (6) і скроневу (3). Великий мозок визначає поведінку людини, її мислення, мовлення, свідомість.

Іл. 75. Відділи головного мозку людини: 1 — великий мозок; 2, 3 — проміжний мозок; 4 — середній мозок; 5 — міст; 6 — мозочок; 7 — довгастий мозок

Проміжний мозок розташований вище від середнього мозку і має дві структури: таламус та гіпоталамус. Таламус вважають вищим центром больової чутливості, а гіпоталамус — вищим центром регуляції вегетативних функцій: терморегуляції, регуляції обміну речовин, сталості внутрішнього середовища організму тощо.

Середній мозок розташований між мостом і проміжним мозком та має дві частини: чотиригорбикове тіло й ніжки мозку. У середньому мозку міститься низка важливих нервових центрів, зокрема первинні центри зору, слуху, м’язового тонусу тощо.

Іл. 76. Будова півкуль головного мозку

Задній мозок утворений мостом і мозочком. Назва «міст» пов’язана із тим, що ця структура складається переважно з провідних шляхів. Мозочок відіграє важливу роль у координації рухів і підтримуванні тонусу м’язів.

Довгастий мозок є продовженням спинного мозку. Це еволюційно найдавніша частина головного мозку, у якій зосереджені життєво важливі нервові центри дихання, травлення (слиновиділення, соковиділення, жування, ковтання), а також нервові центри захисних рефлексів (кліпання, кашлю, чхання).

Біологія + Психологія • Американський науковець Лоуренс Катц розробив особливу гімнастику для звивин і мозку — нейробіку, яка тренує можливості кожної півкулі, поліпшує пам’ять, стимулює інтелект. Цікаво, які вправи треба виконувати для цього?

Як організована кора мозку?

КОРА ПІВКУЛЬ ВЕЛИКОГО МОЗКУ — шар сірої речовини на поверхні півкуль великого мозку. Товщина кори 3-5 мм, а її загальна площа 2000-2500 см². Кора півкуль, незважаючи на незначну товщину, має складну будову. Нейрони кори поділяються на два основних типи: пірамідальні (близько 80 % всіх клітин кори) та зірчасті (близько 20 %). Великі пірамідальні клітини (клітини Беца) відкрив український вчений В. О. Бец (1834-1894). Нейрони утворюють нейрональні колонки, що є основною структурно-функціональною одиницею нової кори півкуль людини. Загалом у корі півкуль людини налічується близько 2 • 10⁸ таких колонок. Колонки поєднуються між собою горизонтальними зв’язками й утворюють нейронні ансамблі та цитоархітектонічні поля. Простір між тілами і відростками нервових клітин кори заповнений нейроглією та капілярами. Сіра речовина кори півкуль має своє продовження у нижній білій речовині. Скупчення сірої речовини в білій, що є еволюційно старшою частиною півкуль великого мозку, називається підкіркою. До підкіркових структур відносять базальні ядра, ретикулярну формацію, лімбічну систему та ін.

Іл. 77. Нейрони кори: пірамідальні (зліва) і зірчасті (справа)

Біологія + Плоди • Уживання вмісту плодів волоського горіха сприяє діяльності головного мозку, та й самі сім’ядолі насінин мають поверхню з багатьма звивинами й борознами, як у великих півкуль. Цікаво, як називається плід цієї рослини згідно з ботанічною класифікацією?

• А ягода
• Б горіх
• В кістянка
• Г яблуко

Коротко про головне

• ГОЛОВНИЙ МОЗОК — вищий відділ ЦНС, який розташований у порожнині черепа та є «центром керування» усіма життєвими функціями організму.

• Основними відділами головного мозку є: великий, проміжний, середній, задній та довгастий мозок.

• КОРА ПІВКУЛЬ ВЕЛИКОГО МОЗКУ — шар сірої речовини на поверхні півкуль великого мозку, що є осередком обробки інформації.

Діяльність

Навчальне завдання. Що спільного між спинним та головним мозком? Самостійне перетворення знань у схему «Три кольори». ГОЛОВНИЙ МОЗОК.

Розвивальне завдання. Чому головний мозок — центральний відділ нервової системи? Практична вправа. Дослідження будови головного мозку.

Ціннісне завдання. «Ніколи не забувайте про маленькі сірі клітини, мій друже!» — повторював Еркюль Пуаро, улюблений літературний персонаж Агати Крісті. Цікаво, чому? Вправа для переконаності. Кора півкуль великого мозку.

Результат

Очікувані результати навчання (Учень / учениця...)

• аналізує знання: про особливості організації ГОЛОВНОГО МОЗКУ людини

• аналізує результати: ДОСЛІДЖЕННЯ взаємозв’язку будови та функцій головного мозку

• виявляє ставлення на рівні переконаності та обґрунтовує: визначальну роль кори в діяльності людини та її зв’язок із категорією МУДРІСТЬ

Саморозвиток

Самонавчання. Пізнавальне завдання. Правило-орієнтир «Код швидкої відповіді» (англ. quick response code).

Самооцінювання. Продуктивно-конструктивне завдання. Тест-конструювання. Головний мозок.