Серое вещество и его роль в жизнедеятельности человека

Трудно недооценивать функции и роль мозга человека. Человеку свойственны: связная речь, способность фантазировать, возможность анализировать, запоминать факты, различать мелодии, передавать опыт поколениям и многое другое. Организм человека – сложная, идеально налаженная структура, которая обеспечивает физическую активность, жизнедеятельность, основные психические функции: мышление, восприятие, память, речь, и т.д.

Очевидная связь между мозгом и рефлекторно сенсорной деятельностью – стимулирует ученых продолжать изучение мозга и его функций, где одним из актуальных вопросов остается – роль серого вещества в жизнедеятельности человека и в формировании человеческого интеллекта.

Что это такое и из чего состоит

Головной мозг человека состоит из двух видов нервной ткани – серое вещество и белое. Серое вещество нервной системы – это скопление нервных клеток, отвечающих за большинство функций высшей нервной деятельности человека. Функция белых клеток – передача электрических импульсов в разные части мозга. Толщина серой ткани мозга достигает порядка половины сантиметра в популяции. Топографически серое вещество является оболочкой мозга, под ним – скопление длинных отростков (аксонов), то есть вещество белое.

Серое вещество образовано скоплением сом нейронов, малейших капилляров, глиальной ткани и коротких отростков – дендритов. Кроме этого в состав серого вещества входят безмиелиновые длинные отростки – аксоны. В отличие от серого вещества, не имеющего миелиновых волокон, белое вещество потому и называется белым, что цвет ему придают оболочки аксонов, состоящих из миелина.

Ядра серого вещества – это гистологические структуры, концентрическое скопление тел нервных клеток, выполняющее определенную функцию в нервной системе. Анатомически выделяют два подвида ядер: ядра в топике центральной нервной системе и таковые в структуре периферической нервной системе. Каждое ядро – это регулятор определенной функции организма, будь это акт мочеиспускания или центр сердцебиения.

Бытует частично ошибочное мнение, что серое вещество состоит из длинных отростков нейронов. Специализированные отростки, оснащенные быстрым проводником миелином, состоят в структуре белового вещества головного и спинного мозга, тогда как в серой субстанции присутствуют лишь дендриты и безмиелиновые длинные волокна. Суть в том, что в коре миелинизированные длинные аксоны не нужны, ведь серое вещество мозга состоит из скоплений рядом расположенных тел нейронов, и информация из клеток в клетки передается короткими отростками (дендро-дендритные синапсы), ведь основная задача длинных отростков – передача электрического импульса из одного центра в другой. Там функцию передачи и приема информации обслуживают аксо-аксональные, или аксо-дендритные синапсы. Серое вещество не отличается на всех частях мозга. В различных отделах оно одинаково. Поэтому, к серому веществу конечного мозга относится та совокупность элементов, которая присуща и других структурам мозга.

Функции серого вещества

Работа ЦНС обеспечивает в организме большое количество связей, которые выполняют две основные функции: контроль мышечной активности (двигательный рефлекс) и обеспечение сенсорного восприятия (чувственные рефлексы) и высших психических функций: память, речь, эмоции.

Функции substantia grisea обусловлены местом его расположения, например:

1. В коре головного мозга субстанция отвечает за связь организма с внешним миром, а также несет информацию и регулирует деятельность внутренних органов, отвечает за обеспечение высшей нервной деятельности, благодаря чему человек способен мыслить, запоминать, воспринимать и т.д.
2. В продолговатом мозге ядра субстанции регулируют двигательные процессы, равновесие, обеспечивают координацию движений, а также регулируют обмен веществ, дыхательные процессы и кровоснабжение.
3. В коре мозжечка серые ядра отвечают за координацию движений и ориентацию в пространстве.
4. В промежуточном мозге ядра отвечают за контроль деятельности внутренних органов, регулируют рефлексы и температуру тела.
5. В конечном мозге ядра обеспечивают двигательный, рефлекторный контроль и регулировку высших психических функций: связная речь, зрение, обоняние, вкусовые ощущения, слух, осязание.

Спинной мозг – сложная структура, которое несет следующие функции: рефлекторная, двигательная, сенсорная и проводниковая. Первые три функции возложены на серое, а третья – белое вещество.

1. Рефлекторная функция – регулирование безусловных рефлексов: сосательный рефлекс, коленный рефлекс, мгновенная реакция на болевые раздражители и т.д.
2. Двигательная функция – контролирование мышечных рефлексов, связанных с двигательной системой. Соответствующие клетки спинного мозга отправляют сигналы конкретной группе мышц, побуждая к тому или иному действию, благодаря чему мы можем целенаправленно поворачивать голову, двигать шеей, поднимать и опускать руки, ходить.
3. Сенсорная функция – передача импульса, идущего от афферентных волокон туловища, к отделам головного мозга, откуда идет команда, содержащая реакцию на раздражитель.
4. Проводниковая функция – обеспечение прохождения импульса к головному мозгу, а оттуда – прохождение команды действия, идущей к соответствующему органу. Регулируется белой субстанцией.

Серая субстанция обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека, его взаимодействие с внешним миром, виды человеческой деятельности, является основой когнитивного и сенсорного восприятия, а также основой двигательной, рефлекторной, регуляторной и всех психических функций.

Где располагается в головном мозгу

На вопрос о том, где находится серое вещество головного мозга, отвечают несколько базовых теоретических медицинских наук – нормальная и топографическая анатомия и гистология. Другие же науки о мозге изучают его функцию, нежели расположение и строение. Серое вещество представляет собой кору больших полушарий головного мозга. В среднем слой темной ткани составляет порядка 3-4мм (от 1,5 до 5мм). Наиболее выраженную толщину она имеет в области передней центральной извилины. Благодаря расположению множества извилин и борозд, площадь серого вещества значительно увеличивается. Кроме головного мозга, слой серого вещества располагается внутри спинного мозга.

В мозжечке основная масса серого вещества находится по аналогии с головным мозгом: серое вещество является корой мозжечка и находится на поверхности самой структуры, являясь его оболочкой, когда белое вещество располагается внутри мозжечка. Кроме того, кора координирующего центра организма человека состоит из трех слоев – молекулярный шар, грушевидные нейроны и зернистый слой.

Серую субстанцию, как и другие части мозга, имеет и луковица головного мозга. Продолговатый мозг является одной из первых эволюционно сформировавшихся структур головного мозга. Эта часть располагается на уровне затылочного отверстия, и переходит в спинной мозг. Серое вещество продолговатого мозга образует некоторые ядра и нервные центры, среди которых – ядра черепно-мозговых нервов и сетчатое образование. К ядрам, образующимся темной тканью, относится подъязычный, добавочный, блуждающий и языкоглоточный нерв. Следует отметить, что все эти центры не являются низшими, ни высшими центрами регуляции – они занимают промежуточное положение в иерархии регуляторных систем мозга.

Расположенная структура над продолговатым называется мостом. В месте его соединения с соседней структурой выходят несколько нервов, в число которых входит вестибулокохлеарный нерв. Серое вещество моста образует собственные центры смешанного характера: ядро тройничного нерва, лицевой и отводящий нерв. Такие нервы отвечают за иннервацию лицевых (мимических) мышц, кожу головы (ее волосистую часть), некоторые мышцы глаз и отдельные части языка. Кроме таких функций, задача Варолиевого моста состоит в поддержании правильной позы и частично сохранности местоположения тела в пространстве. Серое вещество среднего мозга представлено красными ядрами и черной субстанцией. Эти структуры являются коллекторами сознательных и бессознательных движений: ядра имеют богатые связи с мозжечком. В целом, эти структуры входят в комплекс стриопадллидарной системы мозга.

Корой, состоящей из серого вещества, покрыты многие структуры головного мозга, среди которых:

• головной мозг;
• мозжечок;
• таламус;
• гипоталамус;
• субталамус;

• бледный шар;
• базальные ганглии;
• скорлупа;
• стволовые структуры мозга (красное ядро и черная субстанция);
• черепно-мозговые нервы.

Напрашивается вывод, что всякая структура, имеющая специфическую регуляторную функцию, покрывается скоплением серой субстанции.

Какую роль выполняет серое вещество

Миллионы лет эволюции, естественного отбора и происхождения видов подарили человеческому существу уникальную структуру – относительно толстую кору головного мозга. Известно, что надлежащим образом структура серого вещества развита лишь у представителей человеческого вида. В отличие от низших, и даже высших млекопитающих, серая субстанция наделила человека возможностью иметь неповторимое свойство материи, объект изучения всех нейронаук и философии – сознание и самоосознание, вытекающим которых является абстрактное мышление, развитая память, внутренняя речь и множество других специфических атрибутов высшей нервной деятельности человека разумного.

Нужно помнить, что серое вещество — скопление нервных клеток, а именно нейронов. Говоря о функции серого вещества, мы говорим о функции всех скоплений нейронов с короткими отростками.Итак, функции серого вещества разнообразны:

• Физиологические задачи: генерация, передача, получение и обработка электрических сигналов.
• Нейрофизиологические: восприятие, речь, мышление, память, зрение, эмоции, внимание.
• Психологические: формирование личности, мировоззрение, мотивация, воля.

С давних пор ученые задавались вопросом о том, за что отвечает серое вещество головного мозга. Еще в 18 веке Франц Галль обратил внимание на темную мозговую субстанцию. Ученому впервые удалось локализировать некоторые психические функции на коре. Последующие исследование проводилось по типу удаления участка коры и наблюдение того, какая мозговая функция выпала. Серьезным толчком к дальнейшим исследованиям было изучение работы коры академиком Павловым, который изучал базовые рефлексы и принципы закрепления условного рефлекса. Параллельно ему его французские коллеги нашли речевой центр в коре – нижняя часть лобной извилины. Современная наука, хоть и знает множество свойств коры головного мозга, утверждает, что процент знаний и ней составляет не более одной тысячной.

Одним белым пятном в эмпирических данных о знании мозга и его формирования является вопрос о том, что такое гетеротопия серого вещества головного мозга. В частности, часто этот вопрос ставится в области клинической медицины, где лечение есть лишь симптоматическое, то есть убираются одним симптомы. Как известно, гетеротопия – это дефектное скопление нейронов, остановившихся в определенном месте и не дошедших до своего гистологического места. Так, найдется причина патологии – найдется и этиологическое лечение. Вариантом проявления гетеротопии является детская эпилепсия.

Строение серого вещества

Substantia grisea идеально устроенная структура, в состав которой входят:

• нейроны;
• дендриты;
• безмиелиновые аксоны;
• глиальные клетки;
• тонкие капилляры.

Последние окрашивают кору в коричневый цвет и вопреки бытующему мнению субстанция имеет не серый, а серо-коричневый цвет. Многочисленные лабиринтоподобные впадины и выпуклости – образуют извилины – известные как мозговые извилины. Основная функция серого вещества – обеспечение связи человеческого организма с внешним миром, а также регулирование рефлексов и обеспечение высших психических функций.
И если substantia grisea – состоит из нейронов, то substantia alba предстает в виде покрытых миелином аксонов (отростки нейронов), которые выполняют функцию проводников и служат для того, чтобы передавать сигналы, и обеспечивать связь между полушариями и нервными центрами. Миелиновая оболочка придает характерный белый цвет веществу.

Серая субстанция в спинномозговой структуре напоминает по строению контуры букву Н или крылья бабочки. В зависимости от расположения и функций серые столбы делятся на: задние, передние и боковые. Из боковых частей спинного отдела, в свою очередь, подразделяются на:

• Задние – состоят из промежуточных нервных клеток. Принимают сигналы от ганглиев.
• Передние – состоят из двигательных нейронов. Основная функция – обеспечение мышечного тонуса.
• Боковые – состоят из чувствительных и висцеральных нейронов. Отвечают за двигательные функции.

Отличие от белого вещества

Этот раздел предназначен для калибровки понятий и ответа на вопрос о том, что такое серое и белое вещество головного мозга.

Серое вещество

• Сотворено ядрами нервных клеток и его походящих.
• Располагается преимущественно в центральных частях нервной системы.
• Составляет не более 40% всей массы мозга.
• Потребляет порядка 3-5мл кислорода в минуту.
• Структура, несущая регулирующую функцию.

Белое вещество

• Образовано длинными миелинизированными аксонами.
• Имеет расположение преимущественно в периферической нервной системе.
• Составляет более 60% веса головного мозга человека.
• Потребляет менее 1мл кислорода в минуту.
• Отвечает за проведение нервного импульса по нервной системе

Следует помнить, что в отличие структуры коры головного мозга, где серое вещество является оболочкой и покрывает белую субстанцию, в спинном мозге серое вещество окружено белым веществом мозга.

Расположение в коре больших полушарий и базальных ядрах

Большие полушария конечного мозга разделяет щель, а соединяются они за счет мозолистого тела и спаек. Их большая часть — это плащ, поверхность которого называется неокортексом — новой корой, это действительно филогенетически новейшая структура, где локализованы центры всех ВПФ, включая те, что позволили сформироваться второй сигнальной системе, которая, согласно теории Дарвина, делает человека высшим звеном эволюции. Она покрыта всем известными извилинами, которые образовывают сложный узор из борозд и валиков. Толщина серого вещества здесь составляет всего 1,3 — 4,5 мм, или шесть нейронных слоев.

Каждое полушарие разделено на крупные участки — доли. Выделяют пять долей, образующих дольки — более мелкие участки, и извилины. Рисунок, который образуют извилины, различается по форме у каждого человека, даже у двух половинок одного мозга выглядит неодинаково.

Полезно узнать: Кора головного мозга, строение и функции

Также эта субстанция находится в базальных ядрах, называемых еще подкорковыми образованиями, или старым мозгом. Считается, что здесь локализованы животные инстинкты, так как старый мозг позволяет автоматически принимать решения в сложной ситуации.

Здесь же находится обонятельный мозг — самое древнее образование. Орган обоняния является основным органом чувств у рыб и животных. Когда далекие предки человека вышли из воды насушу, выживали те виды, которые строили свое поведение на основе обоняния: оно помогало находить еду, полового партнера, вовремя убегать от врага. Затем постепенно из этого участка мозга развились другие структуры, в частности, лимбическая система, отвечающая за эмоции. Сейчас обоняние уже не играет жизненно важную роль, человек может без него выжить, однако, его эмоции будут значительно обеднены.

к содержанию ^