Реферат эволюция головного мозга
Обновлено: 02.07.2024
Нервная система высших животных и человека представляет с обой результат длительного развития в процессе приспособительной эволюции живых существ. Развитие центральной нервной системы происходило, прежде всего, в связи с усовершенствованием восприятия и анализа воздейст ви й из внешней среды.
Вместе с тем с овершенствовалась и способность отвечать на эти воздействия координированной, биологически целесооб разной реакцией. Развитие нервной системы шло также в связи с усложнением строения организмов и необходимостью согласования и регуляции работы внутренних органов.
Нервная система. Общие данные.
Одним из основных свойств живого вещества является раздражимость. Каждый живой организм получает раздражения из окружающей среды и отвечает на них соответствующими реакциями, связывающими организм со средой. Протекающий в самом организме обмен веществ в свою очередь обуславливает ряд раздражений, на которые организм также реагирует. Связь между участком, на который попадает раздражение, и реагирующем органом в высшем многоклеточном организме осуществляется нервной системой.
Белое вещество – это нервные волокна (отростки нервных клеток, нейриты), покрытые миелиновой оболочкой (откуда и происходит белый цвет) и связывающие отдельные центры между собой, т. е. проводящие пути.
Высшим отделом нервной системы является кора большого мозга.
Развитие нервн ой систем ы.
Филогенез нервной системы вкратце сводится к следующему. У самых н изко организованных животных, например у аме бы, еще нет ни специальных рецепторов, ни специального двигательного аппарата, ни чего-либо похожего на нервную систему. Любым участком своего тела амеба может воспринимать раздражение и реагировать на него своеобразным движением образованием выроста протоплазмы, или псевдоподии. Выпуская псевдоподию, амеба передвигается к раздражителю, например к пище. Такая регуляция называется гуморальной , или донервной.
У многоклеточных организмов в процессе приспособительной эволюции возникает специализация различных частей тела. Появляются клетки, а затем и органы, приспособленные для восприятия раздражений, для движения и для функции связи и координации. Это нервная форма регуляции. По мере развития нервной системы нервная регуляция все больше подчиняет себе гуморальную, так что образуется единая нейрогуморальная регуляция, проходящая в процессе филогенеза следующие основные этапы: сетевидная нервная система, узловая нервная система, трубчатая нервная система.
Появление нервных клеток не только позволило передавать сигналы на большее расстояние, но и явилось морфологической основой для зачатков координации элементарных реакций, что приводит к образованию целостного двигательного акта.
В дальнейшем по мере эволюции животного мира происходит развитие и усовершенствование аппаратов рецепции, движения и координации. Возникают разнообразные органы чувств, приспособленные для восприятия механических, химических, температурных, световых и иных раздражителей. Появляется сложно устроенный двигательный аппарат, приспособленный, в зависимости от образа жизни животного, к плаванию, ползанию, ходьбе, прыжкам, полету и т. д. В результате сосредоточения, или централизации, разбросанных нервных клеток в компактные органы возникают центральная нервная система (ЦНС ) ипериферические нервные пути .
Филогенетически спиной мозг появляется на III этапе развития нервной системы (трубчатая нервная система). В это время головного мозга еще нет, поэтому туловищный отдел имеет центры для управления всеми процессами в организме (висцеральные и соматические центры). Туловищный мозг имеет сегментарное строение, состоит из связанных между собой невромеров, в пределах которых замыкается простейшая рефлекторная дуга. Метамерное строение спинного мозга сохраняется и у человека, чем и обуславливается наличие у него коротких рефлекторных дуг.
С появлением головного мозга (этап цефализации) в нем возникают высшие центры управления всем организмом, а спинной мозг попадает в подчиненное положение. Спинной мозг остается не только сегментарным аппаратом, а становится проводником импульсов от периферии к головному мозгу и обратно, в нем развиваются двусторонние связи с головным мозгом. Таким образом. В процессе эволюции спинного мозга образуются 2 аппарата: более старый сегментарный аппарат собственных связей спинного мозга и более новый надсегментарный аппарат двусторонних проводящих путей к головному мозгу. Именно такой принцип строения наблюдается у человека.
Решающим фактором образования туловищного мозга является приспособление к окружающей среде при помощи движения. Строение спинного мозга отражает способ передвижения животного. Так, например, у пресмыкающихся, не имеющих конечностей и передвигающихся с помощью туловища (змеи), спинной мозг развит равномерно на всем протяжении и не имеет утолщений. У животных, пользующихся конечностями, возникают два утолщения, причем, если более развиты передние конечности (крылья летающих птиц), то преобладает переднее (шейное) утолщение спинного мозга, если более развиты задние конечности (ноги у страуса), то увеличено заднее (поясничное) утолщение; если в ходьбе участвуют и передние, и задние конечности (четвероногие млекопитающие), то одинаково развиты оба утолщения. У человека в связи с более сложной деятельностью руки как органа труда шейное утолщение спинного мозга дифференцировалось сильнее, чем поясничное.
Отмеченные факторы филогенеза играют роль в развитии спинного мозга и в онтогенезе. Спинной мозг развивается из заднего отрезка нервной трубки: из ее вентрального отдела возникают клеточные тела двигательных нейронов и двигательные корешки, из дорсального отдела – клеточные тела вставочных нейронов и отростки чувствительных нейронов. Деление на моторную (двигательную) и сенсорную (чувствительную) области простирается на всю нервную трубку и сохраняется в стволе головного мозга.
Так как большинство органов чувств возникает на том конце тела животного, который обращен в сторону движения, т. е. вперед, то для восприятия поступающих через них внешних раздражений развивается передний конец туловищного мозга и образуется головной мозг, что совпадает с обособлением переднего конца тела в виде головы – цефализация.
Рассмотрим упрощенную, но удобную схему филогенеза головного мозга (Сепп Е. К., Цукер М. Б., Шмид Е. В. Нервные болезни. – М.: Медгиз, 1954.). Согласно этой схеме, на первом этапе развития головной мозг состоит из трех отделов: заднего, среднего и переднего, причем из этих отделов в первую очередь (у низших рыб) особенно развивается задний , или ромбовидный , мозг , rhombencephalon . Развитие заднего мозга происходит под влиянием рецепторов акустики и гравитации (рецепторы VIII пары черепных нервов), имеющих преимущественное значение для ориентировки в водной среде.
В процессе дальнейшей эволюции задний мозг дифференцируется на продолговатый мозг , являющийся переходным отделом от спинного мозга к головному и поэтому называемый myelencephalon , и собственно задний мозг , metencephalon , из которого развивается мозжечок и мост.
В процессе приспособления организма к окружающей среде путем изменения обмена веществ в заднем мозге, как наиболее развитом на этом этапе отделе ЦНС, возникают центры управления жизненно важными органами растительной жизни, связанными, в частности, с жаберным аппаратом (дыхание, кровообращение, пищеварение и др.). Поэтому в продолговатом мозге возникли ядра жаберных нервов (группа X пары – блуждающего нерва). Эти жизненно важные органы дыхания и ковообращения остаются в продолговатом мозге и у человека, чем объясняется смерть, наступающая при повреждении продолговатого мозга. На втором этапе (еще у рыб) под влиянием зрительного рецептора особенно развивается средний мозг , mesencephalon . На третьем этапе, в связи с окончательным переходом животных из водной среды в воздушную, усиленно развивается обонятельный рецептор, воспринимающий содержащиеся в воздухе химические вещества.
Под влиянием обонятельного рецептора развивается передний мозг , prosencephalon , вначале имеющий характер чисто обонятельного мозга. В дальнейшем передний мозг разрастается и дифференцируется на промежуточный , diencephalon , и конечный , telencephalon .
В конечном мозге, как в высшем отделе ЦНС, появляются центры для всех видов чувствительности. Однако нижележащие центры не исчезают, а сохраняются, подчиняясь центрам вышележащего мозга. Происходит как бы передвижение функциональных центров к головному мозгу и одновременное подчинение филогенетически старых зачатков новым. В результате центры слуха, впервые возникающие в заднем мозге, имеются также в среднем и переднем, центры зрения, возникающие в среднем, имеются и в переднем, а центры обоняния – только в переднем мозге. Под влиянием обонятельного рецептора развивается небольшая часть переднего мозга, называемая обонятельным мозгом , rhinencephalon , который покрыт корой серого вещества – старой корой , paleocortex .
Совершенствование рецепторов приводит к прогрессивному развитию переднего мозга, который постепенно становится органом, управляющим всем поведением животного. Соответственно двум формам поведения животного, индивидуальному и инстинктивному, в конечном мозге развиваются две группы центров серого вещества: базальные узлы и кора серого вещества. Кора возникает при переходе животного от водного к наземному образу жизни и обнаруживается отчетливо у амфибий и рептилий. В дальнейшем кора все более подчиняет себе функции нижележащих отделов, происходит постепенная кортиколизация функций.
Необходимой формацией для осуществления высшей нервной деятельности является новая кора, расположенная на поверхности полушарий и приобретающая в процессе филогенеза 6-слойное строение. Благодаря усиленному развитию новой коры конечный мозг у высших позвоночных превосходит по своим размерам все остальные отделы головного мозга, покрывая их, как плащом (pallium). Развивается новый мозг , neencephalon , оттесняющий в глубину старый мозг (обонятельный), который как бы свертывается, но остается обонятельным центром.
Кроме анализаторов, воспринимающих различные раздражения внешнего мира и составляющих материальный субстрат конкретно-наглядного мышления, свойственного животным (по И. П. Павлову, первая сигнальная система отображения действительности), у человека возникла способность абстрактного, отвлеченного мышления с помощью слова, сначала слышимого (устная речь), затем видимого (письменная речь). Это составило вторую сигнальную систему, по И. П. Павлову, материальным субстратом которой стали поверхностные слои новой коры. Поэтому кора конечного мозга достигает наивысшего развития у человека.
Таким образом, эволюция нервной системы приводит к прогрессивному развитию конечного мозга, который у высших позвоночных и особенно у человека в связи с усложнением нервных функций достигает огромных размеров.
Йоганнес В. Роен, Чихиро Йокочи, Элки Лютьен-Дреколл. Большой атлас по анатомии. Фотографическое описание человеческого тела. М., Внешсигма, 1998
Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И.. Анатомия человека. СПб, Гиппократ, 1999.
Оглавление
Файлы: 1 файл
Реферат.Эволюция мозга в живом мире (2)ооо.doc
Государственный университет управления
Институт информационных систем управления
Кафедра инновационного менеджмента
Реферат на тему:
Выполнила: Торчанская Алиса
Аналитическое обеспеченье управленческих решений
Проверил: Лебедев Алексей Викторович
Оглавление:
Мозг человека – это бесценный дар. Исходя из последних исследований, обычный человек задействует свой мозг максимум на 2-3 процента. К примеру, Эйнштейн задействовал свой мозг на 10 процентов. Возникает вопрос: зачем человеку развитый мозг, если использует он его так неэффективно?
Развитый мозг – это одно из главных различий между животным и человеком. Именно благодаря мозгу люди заняли доминирующее положение на Земле.
Мозг позволяет придумывать и воплощать в жизнь все то, что мы имеем сейчас. Если брать животных – их мозг ограничен. Его достаточно лишь для поддержания жизни. Но вот у человека он не исследован до конца, он еще и способен развиваться. Этому свидетельствует наша история: 100 лет назад люди в основном ездили на лошадях, сегодня мы летаем в космос.
Зачем же человеку даны такие резервы? Что будет, если человек научится использовать большую часть своего мозга?
Сегодня большинство из нас использует свой мозг чуть больше чем животные. 2-3 процента позволяют человеку стать сборищем привычек, знаний (зачастую бесполезных), навыков и опыта, которые позволяют поддерживать ему более-менее сносный уровень жизни – только и всего.
Но для развития этого явно недостаточно.
Сейчас человек избавлен от большинства проблем – есть крыша над головой, горячая и холодная вода, есть на чем приготовить еду, за которой не надо бегать, а можно просто сходить в магазин, и даже, чтобы переключить телевизор, не надо вставать с дивана. Все это приводит к тому, что человек перестает использовать свой мозг, а значит и перестает развиваться.
Задайте себе вопрос: когда вы в последний раз действительно использовали свой мозг для решения своих задач? Ответ большинства будет – в детстве. Когда человек рождается – его мозг чист. И, чтобы продолжить свое существование, он начинает изучать все вокруг – ползать, трогать, слушать, лепетать. Подумайте, на что действительно способен мозг, если всего за 2-3 года дети уже ходят, говорят, а некоторые умножают трехзначные числа. И все это абсолютно с нуля.
Затем человек попадает под пресс системы воспитания – детский сад, школа, институт, работа. Где все уже придумано. Изучай предметы и никаких проблем. Именно на этом этапе и происходит остановка задействования мозга. Да, он используется, но лишь для изучения того, что предлагают другие. А для собственного развития – нет. И человек перестает мыслить в действительном понимании этого слова.
Мозг дан человеку с целью самому определить свою жизненную цель и найти к ней путь, который позволит ее реализовать. Вы знаете себя лучше всех остальных, вы являетесь экспертом в области самого себя.
Повторяя действия успешных людей, вы в лучшем случае добьетесь того же, что и они. Ваш жизненный путь зависит от вас и от того как вы будите использовать ваш мозг.
Что же такое мозг? Как он зародился у живых организмов и как развивался у человека?
Нервная система живых существ в процессе эволюции прошла долгий путь от совокупности примитивных рефлексов у простейших до сложной системы анализа и синтеза информации у высших приматов. Что послужило стимулом к формированию и развитию мозга?
Нервная система требуется далеко не всем живым существам. Она не нужна тем, кто был и будет неподвижен, то есть растениям. Для выживания им не требуется ни быстрой реакции, ни мгновенной перестройки организма. Есть и другая возможность существования без нервной системы - жить в чудесном месте, где много пищи и организм всегда защищен и согрет. Жизнь паразитического червя вполне соответствует этим требованиям. Поэтому он, как растение, не обладает нервной системой. Правда, у растений нервной системы никогда не было, а у солитера она полностью исчезла. И у растений и у солитера функции реагирования на изменение внешних условий выполняет не нервная система, а отдельные клетки, обладающие химической, электромагнитной и механической чувствительностью.
Однако судьба паразитических червей скорее исключение, чем правило в животном мире. Для большинства организмов окружающий мир слишком нестабилен и требует постоянного приспособления к нему. Органом быстрого и целостного реагирования на изменяющиеся внешние условия стала нервная система.
Наиболее древнее свойство нервной системы простейших живых существ - способность распространять информацию о контакте с внешним миром с одной клетки на весь многоклеточный организм. Самое первое преимущество, которое дала такая примитивная нервная система многоклеточным, - это способность реагировать на внешние воздействия так же быстро, как простейшие одноклеточные.
У животных, прикрепленных к конкретному месту, - актиний, асцидий, малоподвижных моллюсков с крупными раковинами, коралловых полипов - несложные задачи: фильтрация воды и захват проплывающей мимо пищи. Поэтому нервная система таких малоподвижных организмов по сравнению с нервной системой активных животных устроена очень просто. Она в основном представляет собой небольшое окологлоточное нервное кольцо с совокупностью примитивных рефлексов. Тем не менее даже эти простые реакции протекают на несколько порядков быстрее, чем у растений такого же размера.
Свободноживущим кишечнополостным требуется более обширная нервная сеть. У них нервная система распределена почти равномерно по всему телу или по большей его части (исключение составляют скопления нервных клеток у подошвы и в области окологлоточного кольца), что обеспечивает быструю согласованную реакцию всего организма на раздражители. Равномерно распределенную нервную систему обычно называют диффузной. На различные воздействия организм таких живых существ откликается быстро, но неспецифически, то есть однотипно. Например, пресноводная гидра при любых информационных сигналах - если качнуть лист, на котором она сидит, прикоснуться к ней щетинкой или вызвать движение воды - реагирует одинаковым образом - сжимается.
- Развитие нервной системы
- Зарождение органов чувств
Следующим этапом в эволюции нервной системы стало появление нового качества - упреждающей адаптации. Это означает, что организм успевает подготовиться к изменению окружающей среды заранее, до непосредственного контакта с раздражителем. Для этого природа создала огромное разнообразие органов чувств, в основе работы которых лежат три механизма: химическая, физическая и электромагнитная чувствительность мембраны нервной клетки.(см. приложение №1) Химическая чувствительность может быть представлена обонянием и контактным органом вкуса, осморецептором и рецептором парциального давления кислорода. Механочувствительность реализуется в виде слуха, органов боковой линии, грави- и терморецепторов. Чувствительность к электромагнитным волнам обусловлена наличием рецепторов внешних или собственных полей, светочувствительностью либо способностью воспринимать магнитные поля планеты и Солнца.
Три типа чувствительности в процессе эволюции выделились в специализированные органы, что неизбежно привело к повышению направленной чувствительности организма. Рецепторы сенсорных органов приобрели возможность воспринимать различные воздействия на расстоянии. В процессе эволюции органы чувств возникли у нематод, свободноживущих плоских и круглых червей, кишечнополостных, иглокожих и многих других примитивных живых существ. Такая организация нервной системы в стабильной среде вполне оправдывает себя. Животное недорогой ценой приобретает высокие адаптивные возможности. До тех пор, пока нет внешнего стимула, нервная система "молчит" и не требует особых расходов на свое содержание. Как только ситуация меняется, она воспринимает это органами чувств и отвечает направленной активностью эффекторных органов.
Однако с появлением упреждающей адаптации у живых существ возникли проблемы.
Во-первых, одни сигналы идут от фоторецепторов, другие - от хеморецепторов, а третьи - от рецепторов электромагнитного излучения. Как сравнить столь разнородную информацию? Сопоставить сигналы можно только при их однотипной кодировке. Универсальным кодом, позволяющим сравнивать сигналы из разных органов чувств, стал электрохимический импульс, генерирующийся в нейронах в ответ на информацию, полученную от органов чувств. Он передается с одной нервной клетки на другую за счет изменения концентрации заряженных ионов по обе стороны клеточной мембраны. Такой электрический импульс характеризуется частотой, амплитудой, модуляцией, интенсивностью, повторяемостью и некоторыми другими параметрами.
Во-вторых, сигналы от разных органов чувств должны прийти в одно и то же место, где их можно было бы сравнить, и не просто сравнить, а выбрать самый важный на данный момент, который и станет побуждением к действию. Это реально осуществить в таком устройстве, где были бы представлены все органы чувств. Для сравнения сигналов от разных органов чувств необходимо скопление тел нервных клеток, которые отвечают за восприятие информации различной природы. Такие скопления, называемые ганглиями или узлами, появляются у беспозвоночных. В узлах располагаются чувствительные нейроны или их отростки, что позволяет клеткам получать информацию с периферии тела.
Но вся эта система бесполезна без управления ответами на сигналы - сокращением или расслаблением мышц, выбросом различных физиологически активных веществ. Для осуществления функций как сравнения, так и управления у хордовых возникает головной и спинной мозг.
В постоянно меняющихся условиях окружающей среды простых адаптивных реакций становится недостаточно. К счастью, изменения среды подчиняются неким физическим и планетарным законам. Сделать адекватный поведенческий выбор в нестабильной среде можно, только сравнивая разнородные сигналы с аналогичными сигналами, полученными ранее. Поэтому в процессе эволюции организм вынужден был приобрести еще одно важное преимущество - возможность сравнивать информацию во времени, как бы оценивая опыт предыдущей жизни. Это новое свойство нервной системы называется памятью.
В нервной системе объем памяти определяется числом нервных клеток, вовлекаемых в процесс запоминания. Чтобы запомнить хоть что-то, надо иметь примерно 100 компактно расположенных нейронов, как у актиний. Их память краткосрочна, неустойчива, но эффективна. Если собрать актиний и поместить в аквариум, то все они воспроизведут предыдущую природную ориентацию. Следовательно, каждая особь помнит, в каком направлении "смотрело" ее ротовое отверстие. Еще более сложное поведение актинии обнаружили в экспериментах по обучению. К одним и тем же щупальцам этих животных в течение 5 дней прикладывали несъедобные кусочки бумаги. Актинии сначала отправляли их в рот, проглатывали, а потом выбрасывали. Через 5 дней они перестали есть бумагу. Затем исследователи стали прикладывать бумажки к другим щупальцам. На этот раз животные прекратили поедание бумаги значительно быстрее, чем в первом эксперименте. Этот навык сохранялся в течение 6-10 дней. Такие эксперименты демонстрируют принципиальные отличия животных, обладающих памятью, от существ, не имеющих никаких способов сохранять информацию о внешнем мире и о себе.
Головной мозг - орган отвечающий за все действия человека. Он контролирует все физические и психологические способности.
Мозг имеет такие функции как : управление движением(руководит сигналами поступающими в наши мышцы), обрабатывает всю информацию поставляемую нам от окружающего(зрение, слух, сенсорика), отвечает за принятие решений и за нашу эмоциональную реакцию. Так же, в функции мозга входит память, координация и т.д. Речь, понимание и синтезирование , - одна из важнейших функций мозга.
Для того чтобы понять строение мозга и его функции обязательно надо рассмотреть его эмбриональное развитие.
Из чего же состоит наш мозг? Ответ прост, левое и правое полушария, каждое из которых имеет свою определенную функцию.
Рассмотрим правое полушарие взрослого человека. Оно отвечает за все признаки предметов не связанные с распознаванием речи. Форма, размер, цвет, особености жестикуляции и т.д. Находятся в затылочной доле. Звуки природы или музыки(все что связанно со звучанием, например тембр голоса, но не пониманием смысла) это все в височной доле. За то как вы бегаете, пользуетесь столовыми приборами, одеваетесь( все что связано с приобретённым опытом человека) отвечает теменная доля. Именно благодаря ей можно при выключенном свете распознавать предметы на ощупь. Следит за долями и отвечает за ваши действия - лобная доля.
Левое полушарие делиться на такие же доли, но отвечают они за распознавание, осмысление речи. Алфавит, цифры и различные знаки находятся в затылочной. Это позволяет нам распознавать написанные текст и символы. Контроль над речью и хранение услышанного находится в височной доле. Математические действия, а так же артикуляция относятся к теменной доле.Используя все доли левого полушария, лобная доля воспроизводит речь.
Нельзя забывать, что у левшей все имеет противоположную функцию.
2.Развитие головного мозга
Образование нервной трубки впервые появляется у хордовых животных. Нервная трубка у ланцетника остается в течении всего срока жизни. При этом у позвоночных появляется нервная пластинка еще на стадии эмбриона. В дальнейшем, после появления пластинка уходит под кожу и образует трубку.
Для всех позвоночных присущи пять отделов мозга. Передний, промежуточный, средний, мозжечок и продолговатый мозг. Образуются они, изначально, при делении нервной трубки на головной и спиной мозг, что в дальнейшем образует три мозговых пузыря. Первый из которых дает передний и промежуточный мозг, второй отвечает за появление среднего мозга, третий же развивается в мозжечок и продолговатый мозг.
Преобладание среднего мозга замечено у низших земноводных позвоночных, таких как: змеи, рыбы, ящерицы. У некоторых видов акуловых развит мозжечек, за счет быстрых движений, а усиленное обоняние привело к существенному увеличению переднего мозга.
Увеличение переднего мозга, образования архипаллиума, усиление связей переднего и среднего мозга - все это присуще земноводным. Архипаллиум - образование слоя нервных клеток в крыше полушарий.
За счет скопления нервных клеток, которые также называют полосатыми телами, на дне переднего мога, эта састь мозга увеличивается у рептилий . Древняя кара захватила наибольший объем в крыше полушарий. Первые у кого появляются зачатки неопаллиума. Изгиб в области промежуточного мозга появляются в следствии наползания полушарий переднего мозга на другие. Рептилии стали родоначальниками этапа, когда полушария головного мозга стали самым большим отделом.
Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты
Программы
Дипломные
Курсовые
Помогалки
Графические
Доступные файлы (1):
1 Развитие головного мозга в онтогенезе………………………………………. 4
2 Некоторые критерии развития головного мозга………………………………..7
3 Воздействия, оказывающие выраженное влияние на развитие
4 Изменение уровня гормонов…………………………………………………….10
Индивидуальное развитие человека (онтогенез) начинается с момента оплодотворения, когда происходит слияние женской и мужской половых клеток.
Начальные этапы развития протекают в половых путях женщины, поэтому весь онтогенез принято делить на пренатальный и постнатальный периоды.
В пренатальном периоде в свою очередь выделяют зародышевый и плодный периоды. Первый длится 2месяца. Второй - с 3-го по 9-ый включительно.
В эмбриональном периоде происходит увеличение числа клеток, которые постепенно дифференцируются в зачатки всех типов тканей. В течение второго месяца внутриутробного развития образуются органы; в основных чертах формируются части тела: голова, шея, туловище и конечности. С 3-го месяца начинается интенсивный рост и развитие тела плода, продолжающийся и после рождения ребенка.
С момента рождения начинается процесс самостоятельной жизни индивидуума и его адаптация к окружающей среде. Вновь приобретаемые признаки наслаиваются на переданные по наследству, в результате чего в организме происходят сложные преобразования. Физическое развитие индивидуума характеризуется весом, ростом и размерами отдельных частей тела. Эти показатели в течение жизни изменяются неравномерно.
Различные структуры мозга достигают зрелости на разных стадиях онтогенеза (индивидуального развития чело от зачатия до конца жизни), поэтому для каждого возрастного периода характерны специфические нейро условия формирования и развития психически функций. В свою очередь, каждый ребенок имеет индивидуальные особенности развития и обучения.
Большие полушария головного мозга, и прежде всего его кора, представляют собой сложнейшие дифференци образования. Дисфункция, или незрелость, у детей различных участков головного мозга приводит к соответствующим расстройствам высших психических функций (ВПФ). Они не даны ребенку изначально в готовом виде и проходят длительный гетерохронный и асинхронный путь развития, начиная с внутриутробного периода, когда за их предпосылки.
1 Развитие головного мозга в онтогенезе
Эмбриональный и постэмбриональный периоды онтогенеза играют исключительно важную роль в развитии головного мозга. Развитие и свойства этого органа определяются, прежде всего генетическими факторами. Генетические исследования выявили гены, мутации которых вызывают изменения важных поведенческих реакций, установили, что способности к обучению у млекопитающих определяются не одним, а многими генами. Эти факты твердо установлены, в то же время расшифровка конкретных механизмов, которыми генотип высших животных, в том числе человека, регулирует развитие, определяет свойства мозга, особенности его интеллекта и психики, потребует еще много усилий исследователей.
Отметим, что определены принципы генетического контроля важнейших элементарных процессов, из которых слагается формирование мозга в эмбриональном периоде. К таким процессам относятся:
1. Дифференцировка части клеток эктодермы в нейроэктодерму.
2. Размножение клеток нейроэктодермы и их дифференцировка в нейробласты.
(предшественники нервных клеток – нейронов) и глиобласты
(предшественники вспомогательных клеток мозга – глиоцитов).
3. Миграция их в зоны окончательного нахождения.
4. Образование из этих клеток различных типов нейронов и глиальных
5. Установление синаптических связей между нейронами.
6. Запрограммированная гибель части клеток[1].
Различное соотношение указанных процессов определяет массу мозга и его частей, количество и характер связей между нейронами, соотношения между нейронами и глиальными клетками, отдельными типами нейронов, функциональные особенности органа.
Нормальное развитие мозга может нарушаться под влиянием многих факторов. Это определяется как высокой чувствительностью мозга в критические периоды развития, так и необратимостью некоторых из последствий таких воздействий. Последнее зависит от многих причин.
Установлено также, что некоторые вещества (алкоголь, наркотики, никотин) действуя на нейроны в эмбриональном периоде, приводят к формированию в этих клетках стойкий изменений, сохраняющихся и после рождения. Кроме того показано, что патологические агенты, действующие на головной мозг эмбриона, влияют не только на нейроны, но вызывают также стойкие изменения и во вспомогательных клетках – глиоцитах, а также в кровеносных сосудах.
Наиболее тяжелые и грубые изменения головного мозга человека возникают при
действии различных повреждающих агентов на 3-4 неделях эмбриогенеза. Значимость поражения мозга в эмбриогенезе усиливается в связи с тем, что его развитие идет особенно интенсивно именно в данный период онтогенеза. Отражением этого является высокая относительная масса органа у эмбрионов и новорожденных. Так, у новорожденных детей масса мозга составляет около 10% от массы тела, у взрослого – менее 2%[2].
Необходимо отметить, что в эмбриональном периоде головной мозг не только готовится к функционированию после рождения, но и участвует в регуляции развития эндокринных желез, реагирует на тактильные, звуковые, вкусовые раздражители, в это время им осуществляется формирование рефлекторных реакций.
Высокий динамизм развития мозга присущ и ранним этапам постэмбрионального периода онтогенеза. Если его масса у новорожденных детей около 350-380 грамм, то к 12 месяцам она приближается к 1 кг, а к 5-7 годам – к величинам, характерным для взрослого, которые составляют в среднем 1375 г у мужчин, 1275 г у женщин[3].
2 Некоторые критерии развития головного мозга.
Оценка состояния головного мозга прижизненно может осуществляться при помощи наборов различных тестов, характеризующих интеллект, особенности психики, способность к обучению, память; по виду энцефалограмм, биоэлектрической активности нейронов. После смерти человека или экспериментальных животных исследуют особенности химического состава органа и различных его отделов, изучают макро- и микроскопические особен ости его строения. Однако, не смотря на широкий спектр методов, соотношения функциональных свойств мозга с его морфологическими и биохимическими характеристиками часто не дают окончательно точной картины.
3 Воздействия, оказывающие выраженное влияние на
развитие головного мозга.
Факторы, приводящие к уменьшенной массе тела, вызывают и уменьшение массы головного мозга. Указанная закономерность, то есть положительная корреляционная связь массы тела и мозга новорожденных, проявляется как у человека, так и у экспериментальных животных. Маловесность при рождении – явление нередкое, особенно в странах с низким уровнем жизни. Но и развитые страны не избавлены от этого. Дети, родившиеся с очень низкой массой тела (1500 г и менее) в последующем часто отстают не только в физическом, но и в интеллектуальном развитии. Этим подтверждается важный факт, свидетельствующий о том, что уменьшенная масса мозга у таких детей отражает не только его недостаточное развитие к моменту рождения, но нередко также и сниженную возможность к развитию в дальнейшем.
Частыми причинами низкой массы тела при рождении являются качественная и количественная неполноценность питания матери во время беременности, многоплодная беременность, различные болезни матери, нарушающие развитие плаценты, снижающие ее транспортные функции. Во всех ситуациях плод испытывает дефецит питательных средств, который может снижать интенсивность синтетических процессов в нейронах, скорость роста их отростков. Роль уменьшенного поступления питательных веществ в уменьшении массы тела и мозга плода ярко проявляется при изучении новорожденности многоплодных животных: в пометах крыс, состоящих из 12-15 особей, масса тела и мозга обычно существенно ниже, чем в пометах, содержащих 4-5 крысят. К снижению массы тела плода могут вести также воздействия радиации, алкоголя, наркотиков, лекарственных препаратов, вирусов и бактерий. Эти агенты могут приводить к поражению плаценты, уменьшать ее способность доставки необходимых компонентов от матери к плоду и удаления шлаковых продуктов последнего, то есть эффект их воздействия также может реализовываться через уменьшение количества поступающих питательных веществ. Кроме того, перечисленные факторы обладают способностью и прямо повреждать клетки мозга. Уменьшение массы мозга при уменьшении массы тела может происходить и в связи с тем, что ткани, иннервируемые определенными нейронами (то есть их ткани-мишени), вырабатывают вещества (факторы роста), предотвращающие гибель данных нейронов и стимулирующие рост их отростков в эмбриональном периоде онтогенеза.
4 Изменение уровня гормонов.
Гормоны, циркулирующие в крови плода, синтезируются плацентой, эндокринными железами матери и его собственными железами. У эмбриона человека они обнаруживают способность к секреции уже с 6-8 недели. Развитие и функционирование разных желез уже в эмбриогенезе в большей или меньшей степени регулируются нейросекреторными клетками одного из отделов мозга – гипоталамуса. Известно, что гормональные воздействия могут оказывать программирующие, необратимо изменяющие фенотип и функциональную активность клеток и регуляторное, обратимо изменяющее клеточные функции. Изменения концентрации гормонов в крови матери могут разными путями влиять на мозг плода. Во-первых, часть гормонов, в частности стероидные, продуцируемые корой надпочечников, яичниками, проходит через плаценту в кровь плода, где они могут прямо воздействовать на нейробласты,, нейроны и другие клетки мозга. Во-вторых, гормоны гипофиза, яичников и других желез матери влияют на развитие плаценты, состояние которой в свою очередь, определяет эффективность транспорта различных компонентов от матери к плоду и в обратном направлении. Кроме того, изменения эндокринных функций плаценты, вырабатывающей большое число различных гормонов, поступающих как к матери, так и к плоду, также могут оказать воздействие на формирование мозга.
Имеются данные, свидетельствующие о том, что изменения содержания гормонов в крови матери и плода могут влиять на развитие его мозга и опосредованно, в частности воздействуя на концентрацию в крови таких важных для этого процесса веществ, как глюкоза, аминокислоты, разные классы липидов и т.д.
Установлено также, что состояние эндокринных желез матери отражается на состоянии их у плода. Так при снижении функции надпочечников у матери, надпочечники плода, стремясь компенсировать дефицит соответствующих гормонов, находятся в состоянии гиперфункции. Особый интерес представляет тот факт, что показатели высшей нервной деятельности у животных, с измененными вследствие указанных причин эндокринными железами также нередко отличны от имеющихся у контрольных животных.
Многие болезни, осложняющие течение беременности, включают в себя как один из компонентов различные отклонения концентрации в крови многих гормонов, в частности секретируемых гипофизом, яичниками, надпочечниками, плацентой. К отклонениям эндокринного статуса матери и плода нередко приводят различные стрессовые воздействия, введение лекарственных препаратов, иногда гормональных.
Дефицит йода в пищевых продуктах и воде может привести к снижению функции щитовидной железы. Значительное уменьшение концентрации ее гормонов в крови плода и ребенка в первые месяцы жизни приводит к нарушениям созревания нейронов и нейроглиоцитов в разных отделах головного мозга, его коре и в тяжелых случаях ведет к кретинизму, то есть резкому нарушению физического и умственного развития. Таким образом, существует много факторов, которые как в норме так и при патологии способны менять концентрацию гормонов в крови беременной, плода, что может влиять на развитие его головного мозга.
Отражением роли генетического компонента в определении свойств головного мозга служат половые различия этого органа. У млекопитающих, включая человека, у представителей мужского пола большая масса мозга. Динамика его роста имеет половые различия: мозг у особей женского пола растет более быстрыми темпами, но продолжительность роста меньше, чем у особей мужского пола. В то же время формирование морфологических и функциональных различий мозга, определяемых половой принадлежностью, зависит от гормонов. Это положение нашло яркие подтверждения при изучении половой дифференцировки головного мозга. Во многих отделах головного мозга у особей разного пола возникает значительное число морфологических и функциональных различий.
Причем имеющаяся информация может объяснять причины и механизмы нарушений половой дифференцировки мозга и позволяет разработать меры профилактики.
Глюкокортикоидные гормоны вырабатываются корковым веществом надпочечников, являются регуляторами многих метаболических процессов, они необходимы для адаптации к самым разным стрессовым ситуациям, при которых их продукция значительно возрастает. По результатам исследований, эти гормоны могут существенно влиять на важные параметры, характеризующие состояние мозга. Стрессовые воздействия в эмбриогенезе, увеличивая выработку глюкокортикоидов, программируют развитие особенностей реакции гипоталамо-гипофизарно-надпочечной системы в последующие периоды онтогенеза: повышенный уровень базальной секреции и сниженный ответ на стресс. Механизмы этих программирующих эффектов глюкокортикоидов связываю с действием на гены, регулирующие синтез рецепторов к этим гормонам в нейронах, а также на концентрацию некоторых медиаторов, в частности норадреналина, дофамина, ацетилхолина в разных отделах мозга.
Таким образом, действие в эмбриональном и раннем постэмбриональном периодах стресса или гормонов, продукция которых при стрессе возрастает, оказывает долгосрочное влияние на показатели, определяющие межнейрональные взаимоотношения, меняет концентрацию веществ, участвующих в регуляции поведения, реакции на стрессовые воздействия.
Развитие головного мозга происходит не пропорционально развитию скелета. С самых ранних недель в плоде уже присутствует мозговое вещество. В три с половиной недели уже можно различить три составные части мозга, а в периоде трех до пяти месяцев развиваются основные церебральные функции. За месяц до рождения головной мозг ребенка уже вполне развит.
К девятимесячному возрасту головной мозг сформирован примерно на девяносто процентов.
Если рост и развитие мозга соответствуют генетическим и инстинктивным программам, то закладывается хорошая основа для дальнейшего развития. Если основа либо изначально не очень хороша (интеллектуальный уровень ниже оптимального), либо повреждена (например, в результате травмы), либо недостаточно развивается в процессе роста, то в будущем мы не можем ожидать хороших результатов. Это не значит, что невозможно помочь ребенку, у которого к девяти месяцам не полностью сформировалась мозговая ткань. Но тем не менее, чем качественнее заложена основа, тем большим потенциалом обладает ребенок.
Если головной мозг травмирован, то, скорее всего, последствия этой травмы будут сказываться всю жизнь.
Генетическая компонента как фактор, определяющий свойства головного мозга, является точно установленным научным фактом. В то же время реализация генетической программы осуществляется во взаимодействии со средовыми факторами.
Факторы, вызывающие тяжелые повреждения головного мозга, хорошо известны врачам-акушерам и неонатологам, которые занимаются профилактикой нарушений развития мозга и лечением имеющихся дефектов. Гораздо меньше информации о факторах, оказывающих то или иное влияние на формирующийся мозг, но не ведущих к грубым патологиям, хотя и меняющих его свойства, что проявляется в разные возрастные периоды, в том числе и у взрослых. Доказательства этого приведены в большом количестве научных работ.
ГОСТ
Головной мозг – это главный орган центральной нервной системы преобладающего большинства хордовых, представляющий собой компактное скопление нейронов и дендритов.
Мозг — это единственный человеческий орган, который продолжает эволюционировать. Одним из следствий развития мозга является способность запоминать большие объемы информации.
Формирование мозга человека
Мозг человека является удивительнейшим устройством, которое до настоящего времени не исследовано до конца. Посмотрев на строение этого уникального человеческого органа, можно узнать многое об эволюционном пути человека. В поведении современных людей существуют реакции и действия, заложенные в них с древнейших времён. Это было даже тогда, когда человек как вид даже и не начал своего существования
Формирование мозга начинается, по мнению ученых, с самой примитивной и самой древнейшей его части – мозгового ствола. Эта часть органа несет ответственность за управление главными жизненными функциями, включая дыхание, метаболизм и некоторые движения. Мозговой ствол не имеет способности думать или учиться. Он работает за счет так называемых запрограммированных регуляторов, которые обеспечивают виду выживание.
Основой эмоционального восприятия является обоняние. Именно запах с древних времен был первостепенно важным ощущением для выживания. В то время человеку было важно отделять хорошую еду от отравленных растений, определять, хищник или добыча перед ним. Данные решения принимались уже тогда на уровне эмоциональных центров.
Готовые работы на аналогичную тему
В процессе своего развития лимбическая система совершенствует мощные механизмы обучаемости и памяти. Животные становятся более сообразительными, начинают тоньше регулировать собственные реакции и учатся приспосабливаться. Если пища представляет опасность, то необходимо её избегать. Данное решение также принимает лимбическая система. В это время запах и обоняние всё ещё остается решающим фактором для принятия решений.
Чистая масса неокортекса у человеческого существа намного выше, чем у других. Его развитие предоставляет огромные преимущества с позиции выживания в тяжелых условиях. Неокортекс позволяет людям заняться выработкой стратегии и построением долгосрочных планов.
Все достижения цивилизации стали плодами работы неокортекса, который добавил множество нюансов. Эта структура отличает человека нас от животных. Примером проявления этого может быть наличие глубокой связи между матерью и ребёнком. У видов, у которых не развит неокортекс (например, рептилии) не существует материнская привязанность. Детёныши вылупляются и им необходимо в тот же миг прятаться, чтобы не стать пищей для своих же сородичей.
Эволюция мозга в современном мире
Окончательно мозг современного человека был сформирован примерно 25 тысяч лет назад. С тех пор этот орган не сильно поменялся, но уменьшился по размеру (объему). На то, что будет дальше происходить с человеческим мозгом, существуют различные точки зрения.
Часть исследователей полагает, что этот орган не способен быстро переваривать возрастающий поток информации. Существует предел объема и скорости обработки, который, по их мнению, уже достигут. Мозг может и способен продолжать развитие и дальше. Это возможно только при том условии, что он начнет получать большие дополнительные запасы кислорода и энергии.
Переработка большего количества энергии для организма может стать изнурительной. Для этого также должна увеличиться черепная коробка. Увеличение черепной коробки приведет к другим физиологическим изменениям в человеке с целью поддержания работы системы с увеличенной мощностью.
Сам процесс эволюции отражает неограниченные возможности мозга человека. Мозг предков 20 000 лет назад был среднего объема (1500 кубических сантиметров). Мозг современного человека уже имеет размер 1350 кубических сантиметров. Несмотря на уменьшение мозга, люди научились лучшим образом использовать ресурсы. Часто это сравнивают с совершенствованием компьютерных процессоров. Так, они становятся все меньше, но растет их быстрота действия и продуктивность в несколько тысяч раз.
Некоторые авторы предусматривают вероятность того, что мозг продолжит уменьшаться. Это произойдет по той причине, что человек начал перекладывать большое число функций на вычислительные машины, и теперь людям не нужны большие объёмы мозга.
Читайте также: