Головной мозг птицы кратко
Обновлено: 02.07.2024
Мозг птиц не только невелик по размерам, но и значительно отстает в развитии коры больших полушарий – органа, связанного с рассудочной деятельностью у высших млекопитающих. И все же сравнительные исследования поведения животных разных таксономических групп показали, что функциональные свойства мозга птиц заслуживают внимания. В процессе решения огромного числа задач птицы показали, что они способны к разумным формам поведения, иногда превосходя в этом млекопитающих со значительно более развитой корой головного мозга.
Головной мозг птицы (А) и большие полушария (Б) в поперечном разрезе
У птиц, так же как и у млекопитающих, передний мозг состоит из двух основных типов структур: коры и расположенной ниже области, называемой стриатумом. Эти две структуры унаследованы ими от рептилий. Однако развитие коры и стриатума у представителей указанных двух классов шло совершенно разными путями.
У млекопитающих доминирующей становится кора, которая, разрастаясь, постепенно покрывает стриатум, пока, как, например, у человека, нервные клетки стриатума не оказываются глубоко погруженными во внутреннюю часть переднего мозга между входящими в него нервными волокнами. Эволюция переднего мозга птиц шла по пути развития стриатума, кора же представляет собой тонкий слой, покрывающий верхнюю и боковые части переднего мозга. Стриатум выполняет у птиц большинство тех же функций, что и гораздо большая по размерам кора млекопитающих. Особого внимания заслуживает верхняя часть стриатума – гиперстриатум, хорошо развитая структура, которая отсутствует у млекопитающих.
Сравнение строения мозга человека и птицы
Результаты анатомических исследований подтверждаются разнообразными данными, в том числе полученными при изучении поведения. Давно известно, что полное удаление коры у птиц не вызывает заметного ухудшения ни в моторной, ни в сенсорной сферах, при декортикации же млекопитающих эти функции заметно нарушаются. Не так давно сотрудник Нью-Йоркского университета Зиглер обнаружил, что голуби с сильными повреждениями коры были в состоянии выполнять задачи по зрительному различению – например, обучались клевать крест, а не круг. Вместе с тем он установил, что повреждение гиперстриатума значительно снижает их способности к решению таких задач.
Головной мозг – основной регулятор всех функциональных отправлений организма, а также его поведенческих актов, которые направлены на адаптацию к внешним условиям жизни.
Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Он имеет серое вещество, находящееся снаружи, и белое вещество, расположенное внутри. Скопления клеточных тел нейронов образуют в продолговатом мозгу ядра. Продолговатый мозг — жизненно важный орган. При его поражении происходит нарушение рефлекторных соматических и вегетативных актов, а при разрушении его наступает смерть. Продолговатый мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции. Головной мозг регулирует следующие рефлексы: сердечной деятельности, тонуса сосудов, дыхания, кашля, чихания, слюноотделения, глотания, желудочной и поджелудочной секреции, рвоты, обмена веществ, слезоотделения, мигания и закрытия век, тонических рефлексов скелетных мышц.
С деятельностью центров продолговатого мозга связано проявление установочных рефлексов позы. Рефлексами позы называются такие рефлексы, которые вызывают перераспределение тонуса мышц конечностей при изменении положения головы.
Головной мозг и мозжечок связан афферентными и эфферентными волокнами со всеми отделами ЦНС, а через них с мышцами и многими рецепторами организма, а также с вегетативной нервной системой.
К основным функциям мозжечка относят: 1) регуляция двигательных актов; 2) регуляция вегетативных процессов. Эти функции мозжечка были установлены в опытах с применением методик экстирпации, раздражения, регистрации биотоков мозжечка, клинических наблюдений.
Мозжечок хорошо развит у птиц и имеет большое значение для высокоразвитого у них чувства равновесия. В первый период после удаления мозжечка птица не может летать и ходить. При попытке к движению появляются судороги, и птица падает на бок. Однако она может принимать корм и пить. Через некоторое время состояние улучшается и птица способна, хотя и с трудом, стоять, ходить и летать. Научными исследованиями было установлено, что в мозжечке расположены центры, регулирующие деятельность вегетативной нервной системы.
Головной мозг птиц (средний мозг) хорошо развит и состоит из двух частей: двухолмия и ножек. Двухолмие имеет передние и задние доли и образовано ядрами чувствительных нейронов.
Основные функции среднего мозга: 1. Передняя часть двухолмия является первичным зрительным центром. Здесь происходит первичный анализ световых раздражений. С помощью этих центров осуществляется ориентировочная реакция на световое раздражение (поворот головы в сторону светового раздражителя). Центры передней части двухолмия регулируют сужение зрачка. 2. Задняя часть двухолмия осуществляет ориентировочную реакцию на звуковые раздражения (поворот головы в сторону звукового раздражителя). 3. Черная субстанция участвует в регуляции сокращений скелетных мышц. Она также регулирует акт глотания и ритм дыхания. 4. Головной мозг, а точнее средний мозг имеет центры установочных выпрямительных рефлексов. Выпрямительными рефлексами называются рефлексы, которые восстанавливают нормальное положение тела после его нарушения.
Головной мозг пресмыкающихся в отличие от головного мозга птиц, имеет слабо развитые полушария мозга.
Промежуточный мозг состоит из таламуса, эпиталамуса и гипоталамуса. Промежуточный мозг выполняет многообразные функции. 1. Таламус является коллектором, который собирает импульсы от всех рецепторов организма (зрительных, слуховых, вкусовых, тактильных, температурных, болевых, проприорецепторов) и направляет их к большим полушариям. 2. В ядрах таламуса афферентные импульсы подвергаются первоначальному анализу и синтезу. 3. В таламусе афферентные импульсы приобретают эмоциональную окраску. Там возникает чувство боли, ощущения приятного и неприятного. 4. Таламус регулирует пластический мышечный тонус, благодаря которому птицы могут принимать и сохранять различные позы. 5. В эпиталамусе находятся центры, регулирующие деятельность обонятельного анализатора. 6. В гипоталамусе локализируются центры, регулирующие расширение зрачка, кровяное давление, дыхание, моторную и секреторную функции пищеварительного тракта. 7. Гипоталамус регулирует температуру тела.
43. Нервная система и органы чувств птиц
Нервная система птиц состоит из центрального и периферического отделов. Головной мозг птиц крупнее, чем у любых современных представителей рептилий. Он заполняет полость черепа и имеет округлую форму при небольшой длине (см. рис. III-12).
Самый крупный отдел — передний мозг. Он состоит из двух полушарий с гладкой поверхностью или слабо обозначенными продольными углублениями. Эти углубления не являются истинными бороздами, а отражают границы слоёв внутренних ядер (рис. III-13, а, в). Только у попугаев можно заметить небольшое морфологическое обособление височной доли полушарий. Основной объём полушарий занимают подкорковые ядра, кора имеет рудиментарное строение и занимает небольшую часть верхней стенки мозга. Полушария переднего мозга простираются назад до контакта с мозжечком. Следствием разрастания переднего мозга назад, а мозжечка — вперёд является то, что промежуточного мозга снаружи совсем не видно, хотя его можно определить по выросту эпифиза. Эпифиз у птиц развит незначительно, а гипофиз достаточно крупный.
Средний мозг сильно развит, но из-забокового расположения имеет нехарактерную внешнюю морфологию.
Передние выпячивания крыши среднего мозга сдвинуты латерально. Их часто называют зрительными долями (Lobi optici). Мозжечок состоит из массивной средней части (червя), пересекаемой обычно 9 извилинами, и двух небольших боковых долей, которые гомологичны клочку мозжечка млекопитающих. Задний и продолговатый мозг имеет два резких изгиба, обусловленных ориентацией и подвижностью головы птиц.
Гистологическое строение головного мозга птиц существенно отличается от такового у других групп позвоночных. Уже у амфибий можно выявить старый и древний стриатум, септум и в зачаточном виде базальные ядра переднего мозга. У рептилий появляется новый стриатум, который становится доминирующей структурой переднего мозга (см. рис. III-12; III-13, а).
Важно подчеркнуть, что новый стриатум возникает у птиц вопреки развитию зачаточного неокортекса рептилий. Иначе говоря, у рептилий получили значительное развитие структуры стриатума и септума переднего мозга. Они расположены в базальных частях переднего мозга птиц и развиты намного лучше, чем у рептилий (см. рис. III-13, а). Однако рептилии приобрели и зачаточные корковые структуры переднего мозга, которые сформировались в результате развития дополнительной (половой) обонятельной системы. Эти структуры стали выполнять у рептилий функции нового интегративного мозгового центра на базе переднего мозга.
Казалось бы, дальнейшее развитие корковой системы переднего мозга гарантировало бы птицам необходимые поведенческие преимущества. Тем не менее этого не произошло. У птиц корковые структуры, впервые появившиеся в переднем мозге рептилий, носят откровенно рудиментарный характер.
Они по большей части мигрируют из латеральной (paleopallium) и новой коры (neopallium). Особенностью развития стриатума стало формирование структур ядерного типа, а не стратифицированных корковых образований. У птиц и рептилий разрастание стриатума приводит к экспансии дорсального внутрижелудочкового бугорка, который практически полностью занимает полость латеральных желудочков (см. рис. III-14, а). Гиперстриатум птиц (рептилии имеют его признаки) выполняет функции новой коры. Он представляет собой высший ассоциативный центр, который определяет принятие решений и является основной зоной хранения индивидуального опыта. Через стриатум осуществляются контроль за двигательными функциями и связь с лимбической системой (Northcutt, 1981).
Спинной мозг птиц развит очень хорошо. Он образует большие утолщения в плечевой и поясничной области, откуда отходят нервы передних и задних конечностей (см. рис. III-12, а). В поясничном утолщении верхняя стенка спинного мозга расходится, и центральный канал расширяется в ромбовидный синус, покрытый сверху только озговыми оболочками. Спинномозговые нервы соединяются у птиц корешками ещё в канале позвоночного столба и выходят между дугами или через отверстия слившихся позвонков. В плечевом сплетении обычно участвуют 4 нерва, реже 3, а у страусов — только 1 нерв. Для управления задними конечностями у птиц существует два сплетения: поясничное и седалищное, или крестцовое.
Поясничное сплетение обычно состоит из 3, но у страусов может включать и 5 нервов. Седалищное сплетение у всех птиц состоит из 4 крестцовых нервов.
Черепно-мозговые нервы у птиц представлены 12 парами, которые начинаются по отдельности.
Обонятельный нерв (I) идет от нижней поверхности обонятельной доли, которая спереди и снизу примыкает к полушариям переднего мозга.
Зрительные нервы (II) после хиазмы плавно переходят в средний мозг, а блуждающий нерв, как и у рептилий, идёт из черепа далеко назад, иннервируя сердце, лёгкие, пищевод и желудок. В отличие от рептилий, добавочный нерв (XI) представлен тонкой веточкой блуждающего нерва, а подъязычный (XII) нерв имеет корешки, отходящие как от продолговатого, так и от спинного мозга (Савельев, 2001).
Симпатическая нервная система птиц построена по общему для всех позвоночных принципу. Однако у птиц в шейной части расположен большой симпатический нерв, часто называемый пограничным стволом.
Он лежит в канале, образованном двукорневыми началами поперечных отростков позвонков. Участок этого нерва прилежит к сонным артериям, а далее кзади симпатический нерв находится в канале, образуемом головками и бугорками рёбер, и только в поясничной области он лежит свободно.
По строению органов чувств птицы имеют несколько отличий от остальных животных. Осязание многих птиц (кулики, утки) сосредоточено в челюстном аппарате, где расположены специализированные механорецепторы (тельца Гранди и Хербста). Осязательные тельца расположены в коже у основания крупных перьев и сконцентрированы в восковице, покрывающей основание клюва. Совы обладают особыми осязательными перьями, расположенными вокруг клюва. У дятлов, дроздов, попугаев и глухарей осязательные функции выполняет язык, весьма богатый нервными окончаниями; в нём присутствуют преимущественно различные типы механорецепторов, а не вкусовые сосочки. Птицы пользуются языком как органом осязания. Вкусовые рецепторы у большинства птиц развиты плохо, поскольку птицы обычно заглатывают пищу, не измельчая её в клюве.
Зрение птиц чрезвычайно острое. Глаз способен к аккомодации и обладает рядом морфологических особенностей, позволяющих эффективно ориентироваться, успешно охотиться и издалека определять качество пищи. В сетчатке глаза птиц плотность фоторецепторов намного больше, чем у других позвоночных. В центральной части глаза расположен наклонный гребень, где сосредоточены светочувствительные клетки.
Поскольку оптическая проекция растягивается на наклонной плоскости гребня, птицы видят эту часть изображения увеличенной в 0,25-1,2 раза.
Дополнительным приспособлением, улучшающим цветовосприятие, являются масляные капли в колбочках сетчатки. Они функционируют, как цветовые фильтры, что позволяет различать больше оттенков в световом диапазоне электромагнитных волн. Зрительная система птиц позволяет воспринимать объекты, излучающие в ультрафиолетовом диапазоне, и поляризованный свет. Некоторые перелётные птицы могут непосредственно воспринимать направление электромагнитных полей, что позволяет им ориентироваться в любой точке на поверхности Земли.
У птиц отлично развит слух. Орган слуха состоит из внутреннего, среднего и зачатков наружного уха. Птицы воспринимают звуковые сигналы очень широкого диапазона. В этом отношении они могут намного превосходить многих млекопитающих как по диапазону, так и по чувствительности к слабым звукам. У птиц хорошо развит вестибулярный аппарат. Он состоит из полукружных каналов, отвечающих за рецепцию, связанную с угловым ускорением, и гравитационного рецептора (рецептора линейного ускорения). Все эти компоненты есть и у рептилий.
Однако у птиц появился совершенный мозговой центр анализа вестибулярных и кинестетических сигналов — мозжечок.
Мозг птиц имеет довольно сложную структуру. Он намного превосходит размерами мозг пресмыкающихся, но имеет с ними много общего. Наиболее развитой частью являются большие полушария головного мозга, которые отвечают за обработку информации.
Содержание статьи
- Головной мозг птиц: строение и функции
- Скелет птицы: особенности строения
- Как кормить ящериц
Общее строение мозга птиц
Мозг является частью центральной нервной системы, которая заключена в черепе. У птиц он состоит из трех основных частей, названных благодаря своему расположению: задний мозг, средний мозг и передний мозг.
Задний мозг — продолговатая, прямая и сравнительно маленькая по размерам часть. Это, по сути, видоизмененное продолжение спинного мозга и мозжечка.
Две части продолговатого мозга соединены друг с другом при помощи голеней мозжечка. Средний мозг состоит из больших полудолей, коры головного мозга и зрительных долей.
Передний мозг подразделяется на таламус и большие полушария головного мозга. Части таламуса образуют гипофиз и хиазмы (зрительные нервы). Боковые части таламуса содержат внутренние части зрительных долей, которые есть и у млекопитающих, и зрительного таламуса. Задняя часть таламуса образует эпифиз или шишковидную железу, мозолистое тело и переднюю спайку. Большая часть полушарий мозга состоит из полосатого тела, которое является основной массой серого мозгового вещества. Также здесь есть обонятельные доли, которые расположены на передней части мозга.
Составные части мозга птиц
Центральный канал, который проходит через спинной мозг, а затем продолжается в головном мозге. Затем он расширяется и превращается в зрительные лепестки. Расширение этого канала переходит в зрительный бугор, который отвечает за зрение птиц. Это орган расположен снизу гипофиза и имеет вид воронки.
Эпифизные волокна или эпифиз являются остатком чувственного органа, который помогает животным улавливать запахи на большом расстоянии. Он по-прежнему имеется у ящериц, птиц и некоторых млекопитающих. У людей это орган практически атрофирован.
Нервная система и интеллект у птиц
Нервная система, в связи с приспособлением к полёту и обитанием в разнообразных условиях, развита у птиц значительно лучше, чем у пресмыкающихся. Головной мозг намного превосходит по размерам мозг пресмыкающихся. Продолговатый мозг развит очень хорошо: здесь находятся центры, регулирующие дыхание, кровообращение, пищеварение и другие жизненно важные функции, которые у птиц осуществляются особенно интенсивно. Масса головного мозга составляет у бескилевых птиц и пингвинов - 0,04-0,09 % от массы тела, а у остальных летающих птиц - от 0,2 до 5-8 % от массы тела. За координацию движений отвечает мозжечок, расположенный в задней части головного мозга. Он велик, так как его роль при полёте, связанном с активной работой мышц и необходимостью постоянного сохранения равновесия тела, очень значительна. Передний мозг сильно развит, это самая большая часть головного мозга. Средний мозг сдвинут на вентральную сторону и прикрыт сверху большими полушариями и виден только по бокам. Кора переднего мозга у птиц выражена лучше, чем у пресмыкающихся, но её слой довольно тонок. Хорошо развиты полосатые тела - главная часть переднего мозга, в которых расположены центры регуляции зрения, движения и т. д.
Обонятельные доли малы и тесно примыкают к большим полушариям, поэтому способность птиц к восприятию запахов ограничена. У птиц, питающихся падалью, обонятельные доли развиты гораздо лучше. Полушария передней части мозга гладкие, без извилин и по сравнению с млекопитающими относительно невелики. В их функцию входит управление поведением, ориентация в пространстве, употребление пищи, спаривание и способность строить гнёзда. Высшая нервная деятельность осуществляется не в неокортексе, как у млекопитающих, а в гиперстриатуме. Спинной мозг в связи с отсутствием хвоста относительно короток. На его протяжении имеются два утолщения: шейное, от которого отходят нервы крыла, и поясничное (крестцовое), снабжающее нервами заднюю конечность.
Хорошо развитый головной мозг позволяет птицам вырабатывать сложные формы
поведения и приспосабливаться к самым разным ситуациям. Наиболее яркой демонстрацией умственных способностей птиц считается обучение певчих птиц пению, повторение человеческой речи попугаями, приёмы добывания корма у ряда видов и умение врановых решать сложные задачи, предлагаемые им в специальных экспериментах. Установлено, что у птиц способность к счёту развита лучше, чем у млекопитающих. Например, в Англии синицы, обитавшие около загородных домов, научились снимать алюминиевые крышки с выставленных бутылок с молоком либо продырявливать их и склёвывать сливки. Описано для птиц и использование инструментов. Дятловый древесный вьюрок, обитающий на Галапагосских островах, держа в клюве крупную иглу кактуса или сухую веточку, ковыряет ею в трещинах коры для извлечения насекомых из глубоких расщелин в древесине. Перелетая с дерева на дерево, вьюрок часто переносит колючку с собой. Новокаледонский ворон - один из немногих видов, способных не только использовать, но и изготавливать орудия труда, с помощью которых птица достаёт из-под коры личинок насекомых.
Читайте также: