Функции и строение мозжечка головного мозга

В этой статье подробно описано строение и функции мозжечка одного из самых важных отделов головного мозга. Несмотря на относительно маленький размер, он контролирует выполнение большое количество задач, а дисфункция этого органа в большей степени влияет на качество жизни человека.

Итак, мозжечок отвечает за выполнение целенаправленных движений, их скорость, координацию тела в пространстве и сохранение тонуса мышц. Последние исследования в области нейрофизиологии, указывают на то, что он наряду с корой больших полушарий, участвует в запоминании и мыслительных процессах.

Расположение мозжечка в мозге

Мозжечок головного мозга, имеет относительно небольшие размеры (около 150 г у взрослого человека), но содержит около 50% нейронов всей ЦНС. Внутри черепной коробки территориально он находится в задней ямке, между височными долями. Несмотря на связь с большими полушариями, управление им происходит на уровне подсознания.

Мозжечок имеет оптимальное расположение в головном мозге, и при этом соединяется с другими частями ЦНС, которые контролируют работу всего организма. Например, внутренний слой коры мозжечка с помощью нижней пары ножек связан с продолговатым, а через верхние — со средним мозгом.

Мозжечок является функциональным отростком оси «конечный — спинной мозг» и расположен под задней частью больших полушарий, а впереди него находится ствол мозга и варолиев мост. Такое расположение мозжечка обусловлено основным предназначением: он отвечает за координацию целенаправленных движений и контролирует качество их выполнения.

Доли мозжечка также влияют на работу внутренних органов человека — например, при дефекте клочково-узелковой зоны отмечается нарушение тонуса мышц, идущих вдоль позвоночника.

Строение и функции мозжечка

Известно, что этот отдел при рождении человека, заметно отстает в развитии и размере по сравнению с большими полушариями. Но уже в течение первого года жизни начинает быстро увеличиваться, достигая к 6-летнему возрасту нижней границы веса в 120 г. Его развитие можно отследить по интенсивности овладения ребенком своим телом: так в первые три месяца жизни ребенок не может скоординировать движения, тело при этом находится в постоянном тонусе.

В период с 5-11 происходит быстрое увеличение этого органа, когда начинается обучение сидению и прямохождению, а уже в 6 лет ребенок относительно хорошо владеет мелкой моторикой пальцев. Окончательное развитие этого органа наступает в 16-летнем возрасте.

Мозжечок не входит в ствол головного мозга человека, но является его придатком. Эта часть ЦНС участвует в выполнении практически всех физиологических задач организма. Поэтому от физического состояния мозжечка зависит качество исполнения его функций.

Чтобы разобраться в том, какую роль играет эта часть в головном мозге, для начала нужно детально изучить его структуру. В настоящий момент существует 2 описания этого органа.

Первый вариант отражает внутреннее строение мозжечка. Он включает в себя описание анатомических особенностей составляющих структур. Согласно ему основная функция мозжечка головного мозга человека выполняется при помощи коры этого органа.

Картинка кликабильна

Анатомия мозжечка человека

Структурно этот отдел напоминает головной мозг человека: он состоит из 2 полушарий, соединенных непарной частью — червем. Как и конечный мозг, мозжечок снаружи покрыт корой или серым веществом, которое испещрено канавками, похожими на извилины коры больших полушарий.

Так же серое вещество в теле мозжечка образует ядра, при помощи которых происходит обмен импульсами с другими структурами и корой головного мозга, посредством проводящих путей, которые пролегают через ножки мозжечка.

Кора мозжечка имеет сложную структуру и содержит 3 слоя, представленных 5 видами нейронов.

1. Наружный или молекулярный слой. Состоит из корзинчатых и звездчатых нейронов. С их помощью происходит торможение импульсов, которые посылают грушевидные клетки Пуркинье.
2. Ганглионарный слой. Содержит грушевидные нейроны или клетки Пуркинье. Благодаря большому размеру эти частицы располагаются в один ряд, а их разветвленные отростки пронизывают молекулярный слой. Аксоны этих нейронов связывают кору с ядрами мозжечка.
3. Зернистый или гранулярный слой. Имеет сложную структуру и состоит из зерновидных, больших звездчатых и веретеновидных горизонтальных нейронов. При этом зерновидные клетки передают импульс к грушевидным клеткам, звездчатые при помощи длинных аксонов связывают все части коры мозжечка, а веретеновидные объединяют зернистый слой с молекулярным и уходят в белое вещество.

Строение коры мозжечка обусловлено главной функцией: она обрабатывает поступившую информацию и передает ее ядрам и в другие отделы головного мозга.

Листки мозжечка расположены на всей поверхности и очерчены разными по глубине бороздами, Самые глубокие из них делят мозжечок на 3 основные доли:

1. Цереброцеребеллум;
2. Палеоцеребеллумом;
3. Клочково-узелковая зона или архицеребеллум.

С помощью 3 пар ножек мозжечковая система связывается с соответствующим отделом мозга. Так, средняя пара ножек мозжечка объединяет его с варолиевым мостом, верхние со средним мозгом, а нижняя с продолговатым мозгом.

Внутри ножек проходят проводящие пути, которые состоят из длинных волокон нейронов. В зависимости от направленности сигнала, они бывают 2 видов:

1. Афферентные или чувствительные волокна — принимают входящую информацию;
2. Эфферентные или двигательные волокна передают импульсы между мозжечком и отделами мозга.

Межнейрональные связи представлены также афферентными моховидными и лазающими волокнами. Они начинаются от варолиева моста, вестибулярных ядер и спинного мозга, и через кору мозжечка направлены к ядрам. Первые (моховидные) образуют внутримозжечковые связи, а лазающие связывают отделы мозга и структуры мозжечка.

Эфферентные волокна коры представляют собой волокнистые отростки клеток Пуркинье, которые образуют 2 слой коры мозжечка. При помощи их серое вещество контактирует с ядрами мозга посредством верхних и нижних ножек. Кроме того, через них происходит обмен информацией между ядрами.

Ядра мозжечка находятся в белом веществе и состоят из клеток серого вещества. Внутри они расположены ближе к центру и червю. Мозжечок человека включает в себя следующие ядра:

• зубчатое;
• пробковидное;
• шаровидное;
• ядро шатра.

Первые три находятся в долях, и только ядро шатра расположено в черве.

Тело этого отдела представлено белым веществом, состоящем из длинных отростков клеток Пуркинье и аксонов афферентных путей, при помощи которых через кору поступают сигналы в другие структуры этого отдела.

Червь мозжечка образован белыми нервными волокнами. Он соединяет 2 полушария вместе и ответственен за поддержание позы в пространстве и тонус мышц.

Таким образом, основную работу выполняет серое вещество ядер и кора мозжечка, а остальные составляющие занимаются передачей информации, образовавшейся в результате деятельности основных частей.

Второй способ отображает внешнее нейрофизиологическое строение мозжечка.

Таким образом, визуально можно выделить 3 основные доли, каждая из которых образовывалась в процессе эволюции.

Архицеребеллум или вестибулоцеребеллум. Самая древняя структура мозжечка. У человека он представлен нижней частью червя содержащего ядро шатра и флоккулонодулярной доли, которая состоит из узелка и клочка. Она отделена от остальных при помощи глубокой препирамидальной борозды.

Вестибулоцеребеллум образует соединение с ретикулярными формациями продолговатого мозга и вестибулярными ядрами, которые расположены над дном IV желудочка. Под его контролем находится вестибулярный аппарат, с помощью которого совершается управление над координацией движений глаз и головы, и равновесия тела в пространстве. Повреждение этой доли влечет за собой проблемы с мышцами, идущими вдоль позвоночника, как следствие развивается «пьяная походка», а человек теряет контроль над яблоками глаз.

Палеоцеребеллум или Спиноцеребеллум. Состоит из второй половины червя, околоклочковой дольки, круглого и пробкового ядер. От остальных долей эта часть отделена основной бороздой. Посредством спинномозжечковых путей связывает мозжечок со спинным мозгом. Палеоцеребеллум участвует в регулировке мышечного тонуса и контролирует движение конечностей с помощью идущих вдоль позвоночника мышц. При повреждении этой доли у человека отмечается дезориентация в пространстве.

Цереброцеребеллум или неоцеребеллум. Это самая молодая и большая часть мозжечка, состоящая из задней доли полушарий и зубчатого ядра. Этот отдел имеется только у млекопитающих, но больше всего развит у человека, так как с его помощью происходит управление вертикализацией тела в пространстве. Зубчатое ядро подает импульс в кору, далее сигнал передается в двигательную секцию коры головного мозга и возвращается обратно в мозжечок. Так происходит подготовка к целенаправленному движению конечностей человека, причем каждая из половин контролирует действия со своей стороны.

Основные функции мозжечка заключаются в координации движений, а также он управляет их скоростью и направленностью, поддерживает тонус мышц и равновесие тела в пространстве, участвует в регулировке вегетативной системы.

Каждый из отделов заведует реализацией одной из задач, но основная деятельность выполняется при помощи ганглиозного слоя коры мозжечка или, по-другому, клеток Пуркинье. Именно от их волокон, которые пронизывают мозжечок, зависит качество и скорость передаваемой информации. Интересен тот факт, что этот орган способен к обучению, так как человек, повторяя одно и то же движение, впоследствии овладевает им в совершенстве, производя его «на автомате».

Влияние мозжечка на работу других систем организма

Через проводящие пути мозжечка осуществляется связь этого отдела мозга с другими частями ЦНС. Таким образом он исполняет контроль над координацией движений и регулирует мышечный тонус, а также рефлекторно следит за выполнением жизненно важных процессов: сердцебиением, дыханием и пищеварением. Вот почему этот маленький отдел получил свое второе название — «малый мозг», так как от качества выполнения данных задач зависит жизнь человека. Причем деятельность мозжечка не регулируется с сознанием, но подконтрольна коре больших полушарий.

Например, в стрессовой ситуации или во время длительной пробежки учащается сердцебиение, а дыхание становиться наиболее глубоким. Возникновение такого поведения организма является работой мозжечка — так к тканям мышц усиливается приток крови, богатой кислородом и питательными веществами, а также ускоряются обменные процессы.

Афферентные пути мозжечка передают информацию по волокнам нейронов от отделов мозга к ядрам и клеткам этого органа. Эти пути образуют густую сеть, а их пропорциональное соотношение с эфферентными 40:1. Посредством данных связей происходит обмен данными между структурами ЦНС.

Средние ножки передают афферентную информацию от коры головного мозга.

Лобно-мосто-мозжечковый путь начинается от лобных извилин коры мозга, пересекает варолиев мост и направляется в противоположную ножку и останавливается в клетках Пуркинье.

Височно-мосто-мозжечковый путь начнется в височных долях мозга, далее проходит ту же траекторию, что и первый вид связи.

Затылочно-мосто–мозжечковый путь передает зрительные данные от затылочной части коры больших полушарий. Нижние ножки служат проводником афферентных связей, идущих от спинного и промежуточного мозга.

Задний спинально-мозжечковый путь соединяет спинной мозг с мозжечком. Передает импульсы от клеток сухожилий и суставов в кору этого органа.

Оливомозжечковый путь состоит из лазающих волокон и начинается в нижней оливе продолговатого мозга и заканчивается клетками Пуркинье. При этом нижнее ядро получает данные от коры больших полушарий из перемоторных областей, которые планируют движение.

Вестибуломозжечковый путь — берет начало от верхнего вестибулярного ядра и посредством ножек передает информацию в архицеребеллум. Затем переключается на отростки клеток Пуркинье и достигает ядра, находящегося в шатре.

Ретикуло-мозжечковый путь соединяет ретикулярную зону ствола мозга и достигает коры червя. Эфферентные связи мозжечка передают информацию от коры этого органа в отделы мозга, причем проходят они только через верхнюю пару ножек.

Зубчато-красный путь начинается от зубчатого ядра и заканчивается на красных ядрах среднего мозга. Он участвует в координации движений и обеспечивает тонус мышц спины при изменении позы. Является центром управления конечностями.

Мозжечково-таламический путь направлен к вертальным таламическим ядрам. Через них образуется связь коры мозжечка с частью коры мозга, отвечающей за моторику движений.

Мозжечково-ретикулярный путь — соединяет мозжечок с ретикулярными ядрами ствола мозга, которые контролируют дыхание, сердечно сосудистую систему и обеспечивают защитные рефлексы организма: чиханье, кашель, жевание, глотание и сосание.

Мозжечково-вестибулярный путь состоит из длинных волокон клеток Пуркинье, следует от ядра шатра к ядрам вестибулярного аппарата. Непосредственно с помощью этого пути мозжечок поддерживает равновесие тела и регулирует тонус мышц при сохранении позы.

Кроме этого, через верхнюю пару ножек пролегает афферентная связь, соединяющая спинномозговые отростки нейронов через промежуточный мозг и варолиев мост, а затем через кору мозжечка с зубчатым ядром, которое размещается в цереброцеребеллуме.

Таким образом, этот отдел служит главным уточняющим подкорковым аппаратом центральной нервной системы (ЦНС).

Симптомы поражения мозжечка

Сбой в работе этого органа можно определить по незначительным изменениям в моторике двигательной активности или неспособности удерживать позу в одном положении. Так, у пациента может отсутствовать рефлекс выставления ноги в сторону падения, при этом ему хватает небольшого толчка, для того чтобы упасть.

В медицине этот феномен называется статической атаксией, а ее причина скрывается в поражении червя. В таком состоянии пациент старается как можно шире расставить ноги для удержания равновесия. Для проверки этого рефлекса врач просит заболевшего встать и свести ноги вместе, затем закрыть глаза и протянуть руки вперед.

Если действительно нарушен червь мозжечка, то тело обычно отклоняется назад, если повреждены полушария — то заболевший склоняется в сторону пораженной доли. При тяжелом состоянии пациент не сможет встать, также возникнут трудности в поддержании сидячей позы.

При обширном поражении полушарий отмечается появление динамической или кинетической атаксии. При этом пациент теряет способность точно осуществлять движения. Диагностика таких нарушений заключается в выполнении определенных упражнений или проб под наблюдением врача.

С закрытыми глазами пациенту предлагается встать ровно, затем вытянуть прямо перед собой руки и дотронуться до кончика носа. При повреждении одной из долей отмечается отклонение указательного пальца в его сторону.

Предлагается одновременно и в одном направлении вращать кисти рук с закрытыми глазами, при нарушении одного из полушарий, отставать будет рука с его стороны.

В положении на спине требуется поднять одну из ног, а затем опустить пятку этой ноги на колено другой. Если все прошло удачно, то врач предлагает спустить пятку ниже по кости. Если нога при этом начала соскальзывать, то это говорит о развитии патологии.

Еще одни несложный способ проверить выполнение функций этого органа, заключается в умении удержать полный сосуд с водой, не расплескав при этом ни капли.

У заболевшего отмечается ухудшение со стороны речи: появляется ритмичность, предложения при этом теряют смысл, ударения в словах ставятся не по правилам. А также наблюдается появление тремора конечностей и изменение почерка.

Если нарушения задели ядра мозжечка, то у пациента появляются судорожные сокращения мышц конечностей, инерционная дрожь в пальцах рук при завершении движения, движение яблок глаз не поддается контролю, появляется ритмичная речь и снижается тонус мышц.

Ножки мозжечка переносят поступившую информацию от отделов мозга к коре и ядрам, а обратно посредством эфферентной связи дают команду на выполнение определенной задачи, поэтому при поражении этой структуры наблюдается разная симптоматика. Например, при повреждении верхней пары ножек и зубчатого ядра отмечается развитие хореического гиперкинеза, который характеризуется быстрыми хаотичными движениями мышц лица, напоминающими гримасу, перестают выполняться вегетативные функции мозжечка — дыхание становится сбивчивым, может наблюдаться аритмия сердца и скачки артериального давления.

Ряд заболеваний как врожденных, так и приобретенных также характеризуется атрофией структур этого органа. Например, при болезни  Мари—Фуа—Алажуанина, повреждаются нейроны Пуркинье, зернистый слой коры мозжечка, часть червя. В этом случае отмечаются следующие симптомы: нарушение походки, снижение тонуса в нижних конечностях. Дрожание рук может быть незначительным или отсутствовать вовсе. Такие изменения характерны чаще всего для людей среднего и пожилого возраста.

При таком врожденном недуге, как болезнь Киари отмечается низкое расположение миндалин мозжечка. В зависимости от типа заболевания проявление клинических признаков может отличаться, но чаще всего отмечается появление болевого синдрома в шее и ее мышцах, возникает тошнота и рвота, независящая от приема пищи. При разных степенях опущения также могут проявляться следующие признаки: речевая дисфункция, шум в голове, частые головокружения, нарушение дыхания и тонуса мышц в конечностях, онемение рук и ног, перепады артериального давления.

Последствия поражений

У здорового человека все движения четко скоординированы, при этом мышцы, с помощью которых они производятся, сокращаются и расслабляются в необходимой последовательности и с соответствующей силой. Это можно пронаблюдать при выполнении безусловных рефлексов, таких как дыхание или глотание. Например, при проглатывании пищи или воды, мышцы сокращаются в строгой последовательности, а сбой в их работе может привести к забросу проглатываемого в дыхательные пути.

Повреждения структур вызывают нарушение функций мозжечка. Симптоматика при этом выражается в следующих признаках расстройства — у пациента развивается астения, атаксия и атония. Эти нарушения возникают из-за разрушения моторных центров движений, отвечающих за выполнение основных задач.

Виды и симптомы поражений

Астения выражается в быстрой утомляемости мышц и снижении силы их сокращений.

Атаксия проявляется неуверенной шаткой походкой, пациент при этом широко расставляет ноги, а руки у него в разные стороны для балансировки положения тела в пространстве. При этом шаги становятся неестественными и толчкообразными, корме этого заболевший не может приподняться на носки или опуститься только на пятки.

Атония — это отсутствие нормального тонуса мышц скелета и внутренних органов. Проявляется, например, в нарушении пищеварения или артериального давления.

Эти три симптома возникают в первую очередь и являются так называемой триадой Лючиани.

Дизартрия. Это состояние характеризуется потерей пластичности производимых движений. Также при повреждении всех областей коры мозжечка отмечается замедленная, нечленораздельная монотонная речь.

Дисметрия характеризуется задержкой сокращений мышц в конце движения, проявляется в трудности выполнения точных действий.

Адиадохокинез. Симптомы поражения зависят от места нахождения поврежденного участка. Например, при повреждении полушарий изменяется скорость, амплитуда, сила движений, также задерживается двигательная реакция на внешние раздражители. При поражении неоцеребеллума отмечается снижение тонуса мышц, при этом  движения становятся порывистыми, пациент теряет способность синхронно действовать обеими конечностями — одна из них будет отставать.

Инерционный тремор появляется при неспособности мозжечком обрабатывать сигналы, полученные из собственной коры и коры больших полушарий, при этом отмечается дрожание конечностей в окончании совершенного действия. Такое поведение является отличительной чертой нарушений в структуре этого органа.

Неоцеребеллум участвует в обучении моторике, планировании и контроле движений. Такая особенность объясняется изменением активности нейронов ядер, находящихся в его толще. Эта деятельность происходит синхронно с моторным участком коры мозга, еще до начала движения. Вестибулоцеребеллум и спиноцеребеллум также участвуют в выполнении моторных функций посредством вестибулярных и рекулятивных ядер, находящихся в стволе мозга.

Эфферентные пути мозжечка расположены в верхних ножках, поэтому не связывают его напрямую со спинным мозгом, а взаимодействие между этими отделами осуществляется при помощи моторных ядер ствола мозга. Таким образом, мозжечок может контролировать и вносить изменения в траекторию или силу движения мышц конечностей. Поэтому при повреждении ножек связь нейронов ядер ослабевает, что влечет уменьшение чувствительности рецепторов, отвечающих за тонус мышц. Таким образом, появляется нарушение пластичности и точности движений.

Дистония и астения. Иногда, в двигательных мышцах наблюдается разный тонус, при этом отмечается нарушение чувства равновесия в пространстве, пациент не в состоянии координировать движения конечностей. Процесс стояния или передвижение вперед затрачивает большое количество энергии, поэтому в результате развивается астения или быстрая утомляемость мышц и снижение силы их сокращения.

Чаще всего это состояние характеризуется изменением походки и равновесия тела, в частности, при повреждении клочково-узелковой зоны, отмечается дистония, неспособность поддерживать определенную позу в пространстве, яблоки глаз при этом делают спонтанные, неконтролируемые движения.

Атаксия и дисметрия. При повреждении эфферентной связи верхних ножек с моторными участками коры больших полушарий развивается атаксия и дисметрия. При этом человек не в состоянии закончить правильно начатое действие, так как в конце развивается дрожание и неуверенность. Такое нарушение можно выявить при пальценосовой и коленопяточной пробе — пациент стараясь завершить начатое движение, производит дополнительные действия.

В результате повреждений структур и связей мозжечка может отмечаться распад сложных движений (асинергия), невозможность синхронизации действий обеих рук (дисдиадохокинезия), а также в результате неправильной работы мышц, отвечающих за речь пациента, отмечается развитие речевой атаксии или дизартрия.

При всех этих отклонениях, четко прослеживается роль мозжечка в регуляции двигательной активности, так как при повреждении этого органа отмечается нарушение какой-либо моторной деятельности организма, будь то поддержание позы или участие в программировании задуманного действия. Зависимость работы мозжечка от его физиологического состояния, четко прослеживается при диагностике некоторых болезней.

Например, агенезия червя мозжечка, ведет к нарушению двигательной функции, симптомы при этом становятся заметными ещё в первые дни жизни ребенка и проявляются в неумении поддерживать ровное дыхание, ровно удерживать голову и производить согласованные движения мышц.

Асцитома, или опухоль может располагаться в любой части головного мозга, но у детей чаще всего образуется в области червя мозжечка. Является патологией и развивается из-за неправильного деления специфических клеток асцитов, которые защищают нейроны от негативного воздействия. В зависимости от степени злокачественности, может быть пилоидной, фибриллярной, анапластической или перерастает в глиобластому. Первые 2 возникают в детстве, а последние в зрелом и старческом возрасте. Отличительной чертой этого заболевания на первых стадиях является нарушение ориентации в пространстве и координации движений.

Диагностика проблем

Некоторые врожденные патологии, такие как аплазия червя мозжечка чаще всего диагностируется еще во время УЗИ обследования плода при беременности. К сожалению, такие дети чаще всего рождаются с большим количеством неврологических отклонений, признаки и симптомы которых проявляются в первые месяцы жизни, поэтому они и остро нуждаются в реабилитации и лечении. Неврологи в такой ситуации обычно назначают развивающий массаж, упражнения на развитие вестибулярного аппарата, а также прием нейростимулирующих препаратов.

Проведение диагностики нарушений структур этого органа начинается в кабинете невролога, при помощи проб и специальных упражнений, указывающих на развитие какой-либо патологии. Так, при разрушении одного полушария мозжечка определение поврежденной доли выявляется с помощью пальценосовой пробы, когда отклонение пальца будет указывать на пораженный участок. Если поврежден древний мозжечок или архицеребеллум, то у пациента отмечается нарушение координации движений глаз и сбивается равновесие тела в пространстве.

Диагностика мозжечковой атаксии, вызванной опухолями различной природы, проводится в комплексе, совместно с другими врачами-специалистами, такими как невропатолог, эндокринолог, травматолог и онколог. Обычно обследование мозжечка, как и других отделов мозга, проходит с применением большого количества аппаратуры и может включать в себя:

• спинномозговую пункцию и анализ ликвора;
• КТ и МРТ головы;
• допплерография;
• электронистагмография (позволяет оценить проводящие пути);
• ДНК-диагностика.

Аденомы и кисты обнаруживаются с помощью МРТ головного мозга. Этот способ диагностики позволяет выявить заболевание мозжечка еще на ранней стадии развития. Терапия в таком случае зависит от размера и качества опухоли. Так, при лечении злокачественного образования может применяться лучевая терапия или хирургическое удаление новообразования.

Важно осознавать, что нарушения в работе мозжечка и его дисфункция, требуют внимательное отношение, так как очевидна связь этого отдела мозга с другими структурами организма человека. А лечение народными средствами только усугубит болезнь, поэтому при первых признаках поражения этого органа требуется обратиться к специалистам.

Видео

(Пока оценок нет)

Загрузка...