Обонятельный мозг как часть лимбической системы

Общие сведения

Эта часть мозга возникла задолго до того, как передняя часть стала отвечать за функции обоняния. В его состав входят различные части всего анализатора, который отвечает за функции чувств человека. Стоит отметить, что мозг рыб практически полностью состоит из древней структуры. А вот у человека за эти функции несет ответственность лимбическая система, частью которой является обонятельный мозг.
Он локализируется на стыке нижней и медиальной поверхности обоих полушарий головного мозга. Если рассмотреть его филогенетический путь развития, то можно выделить 3 основных этапа:

• Paleopallium, являетяс одним из составляющих височной доли коры мозга;
• Archipallium находится рядом с так называемым участком bulbus olfactorius, покрывается корой старого происхождения;
• Neopallium — это современный плащ, в нем образуются высшие центры обонятельных рефлексов — это уникальные анализаторы коры.

Животные в далекой древности пользовались только данной системой для работы функций обоняния. По мере эволюции обонятельный мозг стал частью лимбической системы, которая отвечает за сенсорные ощущения человека.

Анатомия

Строение живой особи описать непросто. Тем более такой его составляющей, как мозг. Эта существующая в каждом вселенная продолжает скрывать свои тайны. Но это не значит, что в них не стоит разбираться.

Развитие

Передний мозг формируется на 3-4 неделе пренатального развития. К концу 4 недели эмбриогенеза из переднего мозгового пузыря образуются конечный и промежуточный мозг, полость третьего желудочка.

Промежуточный мозг

Состоит из таламической и гипоталамической областей, которые располагаются по бокам третьего желудочка между полушариями и средним мозгом.

Таламическая область объединяет:

• таламус – яйцевидное образование, расположенное глубоко под корой больших полушарий. Древнейшее, самое крупное (3-4 см) образование промежуточного мозга;
• эпиталамус разместился над таламусом. Знаменит тем, что в нем расположен эпифиз. Раньше полагали, что здесь живёт душа. Йоги связывают эпифиз с седьмой чакрой. Разбудив орган, можно открыть «третий глаз», став ясновидящим. Железа малюсенькая, всего 0,2 г. Но польза для организма огромная, хотя ранее считалась рудиментом;
• субталамус – образование, расположенное ниже таламуса;
• метаталамус – тела, расположенные в задней части таламуса (ранее считались отдельной структурой). Вместе со средним мозгом определяют работу зрительного и слухового анализаторов;

Гипоталамическая область включает:

• гипоталамус. Расположен под таламусом. Весит 3-5 г. Состоит из специализированных групп нейронов. Связан со всеми отделами. Управляет гипофизом;
• заднюю долю гипофиза – центрального органа эндокринной системы массой 0,5 г. Расположен в основании черепа. Задняя доля вместе с гипоталамусом образуют гипоталамо-гипофизарный комплекс, управляющий деятельностью эндокринных желёз.

Конечный мозг

Объединяет:

• покрытые корой полушария. Кора появилась на поздних этапах развития животного мира. Занимает половину объёма полушарий. Поверхность ее может превышать 2000 см2;
• мозолистое тело – нервный тракт, соединяющий полушария;
• полосатое тело. Расположено сбоку от таламуса. На срезе имеет вид повторяющихся полос белого и серого вещества. Содействует регуляции движений, мотивации поведения;
• обонятельный мозг. Объединяет структуры, различные по назначению, возникновению. Среди них центральный отдел обонятельного анализатора;

Строение

Эта часть мозга человека состоит из множества образований. Условно его можно разделить на две части: периферическую и центральную. Рассмотрим строение каждой из них.
Периферическая часть — это обонятельная доля, в ее состав входит луковица, тракт и борозда. Борозды имеют на своем окончании треугольник, он в свою очередь состоит из 2-х обонятельных полосок:

• латеральной, которая огибается вокруг боковой борозды, ее конец находится в височной области;
• медиальной. Она проходит в область подмозольной извилины и околообонятельного поля мозга, они в свою очередь размещаются в области мозолистого тела.

Центральный отдел состоит из множества корковых извилин: парагиппокаммпальной, зубчатой и сводчатой. Последняя имеет форму кольца, она отвечает не только за обонятельные функции, но и за процессы функционирования всех внутренних органов и систем. Данную извилину образуют поясной и парагиппокампальный участок, которые соединены между собой особой перегородкой. Зубчатая извилина представляет собой небольшой крючок, он направлен к медиальной части мозга. Также в его состав входит гипокамп, свод, ядра прозрачной части перегородки.

Две основные части создают уникальную систему, она отвечает за процессы обоняния. Большая их часть образуют так называемую лимбическую систему. Именно она перебрала на себя все функции, отвечающие за человеческое подсознание.

Функции структуры

Основными функция в составе лимбической системы являются:

• мотивационные процессы. Выработка определенных потребностей, создание функций для их совершения, оценка возможности выполнения этих действий и т.д.;
• эмоции. В данном случае рассматриваемые структуры отвечают за формирование основных эмоций у человека;
• запоминание. Это один из важных моментов. Данная часть мозга отвечает за так называемую кратковременную функции памяти (она создается после полного цикла бодрствования человека). дальнейшее функционирование обеспечивается за счет сохранения импульсов;
• долговременная память;
• формирование высших центров нервной регуляции.

Среди эмоций, которые берут сове начало в обонятельном мозгу можно выделить:

• чувство страха. В данном случае происходит сильная стимуляция гипоталамуса и миндалин;
• чувство гнева или полного спокойствия;
• ощущение удовольствия или зависимости от чего-то основываются на импульсах, проходящих через мозговые миндалины, прилежащее ядро и гипокамп.

Также, обонятельный мозг, как составляющая лимбической системы, обеспечивает человеку функции отвечающие за сон, аппетит, сексуальное влечение, память, страх и др.
При нарушении работы одной из его частей у человека диагностируют серьезные патологии.

Функции

Благодаря возможности различать запахи человек получает сведения об окружающей биохимической среде. Другие функции обонятельного мозга связаны с формированием инстинктивных реакций при взаимодействии с окружающим миром. Обоняние в контексте формирования рефлекторных поведенческих паттернов в ответ на внешние стимулы охватывает пищевую, защитную, половую, ориентировочную сферы жизнедеятельности организма. Обонятельный мозг и лимбическая система – это структуры, которые участвуют в регуляции процессов:

1. Формирование эмоций.
2. Поведенческие, мотивационные реакции.
3. Режим сон-бодрствование.
4. Обучение, интуиция и память.

Одоранты – летучие вещества, обладающие запахом. Попадая в носовые ходы, одоранты достигают обонятельного эпителия (Regio olfactorius), где взаимодействуют с хеморецепторами. Обонятельная зона расположена на слизистой поверхности в верхней области носовых ходов, занимает площадь около 2,5 см2, содержит около 50 млн. сенсорных нейронов.

Аксональные ответвления нервных клеток проходят сквозь решетчатую кость в направлении обонятельной луковицы в пределах головного мозга. Здесь отростки образуют синаптические связи с дендритами нервных клеток второго уровня, объединяются в клубочки. К нейронам 2-го уровня относят митральные (самые крупные клеточные элементы) и пучковые клетки. Их ответвления выходят из луковицы, которая представляет собой многослойную нейрональную сеть.

Отходящие от луковицы аксоны нервных клеток (митральных, пучковых) передают сведения в первичные зоны коры, где происходит декодирование стимула, интерпретация информации и формирование рефлекторного адекватного ответа. Затем сигнал передается в центр обоняния, находящийся в корковом слое головного мозга, который регулирует высшие функции психики, где возникает осознанное ощущение аромата.

Одновременно стимул поступает в лимбическую систему, где формируются эмоции и осознанные поведенческие реакции, адекватные воспринятому запаху. Одоранты передаются преимущественно по не миелинизированным (не покрытым защитным слоем миелина) нервным волокнам. Нарушение функции обоняния ухудшает качество жизни человека. Например, у многих людей с подобными расстройствами нарушается пищеварительная функция, что обусловлено тесной взаимосвязью запаха и вкуса еды.

Патологии

Лечением проблем, связанных с нарушениями функционирования обонятельного мозга занимается врач-невролог. В первую очередь к патологическим проблемам с данным участком стоит отнести нейродегенеративные процессы. Они вызывают серьезные нарушения в гиппоталамусе, в результате у пациента диагностируют болезнь Альцгеймера. Среди других заболеваний можно выделить:

• повышенное чувство встревоженности, которое влечет за собой повреждения на участке миндалин головного мозга;
• эпилептические припадки. Встречаются как у взрослых пациентов, так и у детей. В данном случае происходит частичный склероз гипокампа;
• депрессия;
• в случае нарушения работы миндалин и некоторых обонятельных извилин у пациентов диагностируют аутизм или синдром Аспергера;
• наличие злокачественных образований, которые защемляют нервные окончания на этом участке;
• проблемы с работой кровеносной системы, которые сопровождаются недостаточным питанием сосудов в области обонятельного мозга;
• шизофрения;
• повышенная агрессивность и возбудимость;
• врожденные патологии;
• нарушение обонятельных функций, которые могут сопровождаться потерей вкуса, зрения или нюха.

В последнем случае у больного происходит задержка функций транспортировки запахов к нейроэпителию в области обонятельного участка. Они могут возникать на фоне хронических воспалительных или инфекционных процессов, травм, воздейтсвие на слизистые оболочки химических веществ, которые способны нарушить функцию обоняния.

Для диагностики патологий используют методы МРТ и КТ исследований. Они помогают полностью оценить картину состояния всех участков структуры. По результатам исследований больному подбирают эффективную схему терапии. При депрессиях и повышенной возбудимости применяют транквилизаторы и успокоительные препараты. Многие нарушения в работе данного участка не поддаются лечению, пациенту проводят поддерживающую терапию.

У пожилых людей на фоне изменений этого участка мозга происходит частичная или полная потеря памяти, возникает тремор конечностей, отмирают нервные клетки и т.д. К сожалению, такие патологии невозможно вылечить. В таком случае за пациентом постоянно наблюдает профильный специалист.

Характеристика

В анатомии обонятельный мозг тесно взаимосвязан с лимбической системой, что определяет совместную регуляцию многих функций организма, например, формирование эмоций и восприятие запахов. Обонятельная система в коре проецируется в зоне переднего сегмента гиппокампальной извилины. Обонятельный анализатор воспринимает и анализирует запах. Система поддерживает функции:

1. Определение пригодности пищи по запаху.
2. Регуляция пищевого поведения. Приятный запах еды вызывает аппетит.
3. Стимуляция деятельности пищеварительного тракта. Запах еды по принципу условного рефлекса запускает механизмы переваривания, обработки пищи.

Строение обонятельного мозга предполагает тесное взаимодействие между отделами – миндалиной в пределах лимбической системы, гиппокампом, орбитофронтальным и височным (медиальная часть) участками коркового слоя. Сводчатая извилина (gyrus fornicatus) состоит из частей – поясной, парагиппокампальной извилины, перешейка.

Центральный отдел в пределах обонятельного мозга включает обонятельную луковицу, расположенную на участке переднего мозга, где происходит первичная обработка поступающей из внешней среды информации. Обонятельный центр в пределах головного мозга находится в нижнем сегменте височного и лобного коркового слоев, покрывающих большие полушария.

Корковые отделы выполняют вторичную обработку – идентифицируют запах, сравнивая его с хранящимися данными, образованными в результате накопления жизненного опыта. После идентификации формируется общая реакция организма, адекватная ситуации. В составе центрального отдела объединенных структур – обонятельного мозга и лимбической системы, присутствуют элементы:

• Извилины – парагиппокампальная, поясная, зубчатая, орбитальные.
• Крючок гиппокампа (морского конька).
• Участки коры в лобной, теменной части, височный полюс, островковая зона.
• Ретикулярная формация.
• Базальные ганглии (ядра, образованные серым веществом внутри белого).
• Гипоталамус (область промежуточного отдела мозга, участвующая в регуляции гомеостаза – поддержание постоянства среды организма).
• Прозрачная перегородка (треугольная, тонкая мембрана, разделяющая рога боковых желудочков).

Периферический отдел в пределах обонятельного мозга включает луковицы, треугольники, проводящие пути. Также в состав периферического отдела входят продырявленное вещество (пронизанный отверстиями для кровеносных сосудов участок большого полушария, расположенный на его нижней поверхности кзади от треугольника) и обонятельные полоски (ответвления обонятельной борозды). Часть мозга, какая отвечает за обоняние, взаимодействует с анализатором, который представлен отделами:

1. Рецепторный. Содержит рецепторы, расположенные в слизистой оболочке верхнего отдела носовых ходов. Всего у человека около 10 млн. рецепторов, воспринимающих запахи.
2. Проводящий. Обонятельный нерв, состоящий из 15-20 нервных нитей, проходящих сквозь решетчатую кость в направлении передней ямки черепной коробки.
3. Луковицы (bulbus olfactorius), пути, треугольники и другие подкорковые структуры системы.
4. Корковый участок. Находится в нижнем сегменте височной доли и крючка в области парагиппокампальной извилины.

Обонятельный треугольник – часть мозга, регулирующего функцию обоняния, которая представлена расширением проводящих путей, передающих сигналы от рецепторов к корковому анализатору. Обонятельный треугольник (trigonum olfactorium) граничит с продырявленным веществом. Механизм восприятия запахов реализуется посредством сопоставления пахучих молекул с рецепторами, расположенными в ворсинках нейро-сенсорных клеток.

Отдельные группы рецепторов воспринимают определенные ароматические молекулы. В распознавании одного запаха участвует несколько групп рецепторов, общая численность которых может достигать несколько тысяч. Информация, поступающая по проводящим путям в мозг, обобщается и сравнивается с данными, хранящимися в памяти.

Процесс адаптации информации об ароматическом веществе длится несколько секунд или минут. Длительность процесса зависит от концентрации ароматического вещества в воздухе и скорости прохождения воздушного потока в области обонятельного эпителия. Чувствительность рецепторов человека достаточно велика. Рецептор реагирует на единственную молекулу ароматического вещества.