Мозжечок за что отвечает и где находится у человека в голове
Мозжечок за что отвечает и где находится у человека в голове
С точки зрения анатомического расположения мозжечок непосредственно примыкает к стволу мозга и соединен с ним с помощью своих трех ножек.
• В коре и ядрах мозжечка содержатся ганглионар-ные клетки, которые осуществляют функцию переработки информации и отправки импульсов.
• Информация о положении частей тела и активности мышц поступает в мозжечок через нижнюю ножку мозжечка (corpus restiforme) и частично через верхнюю ножку мозжечка (brachium conjunctivum).
• Вестибулярные импульсы, несущие информацию о положении головы в пространстве и ее движениях, поступают в мозжечок через нижнюю ножку.
• Импульсы, поступающие из большого мозга и имеющие переключение в ядрах моста, попадают в мозжечок через среднюю ножку мозжечка (brachium pontis).
• Информация, которая перерабатывается в коре мозжечка, проходит в виде импульсов через ядра мозжечка (и оливы), через верхнюю ножку к красному ядру и вентралатеральному ядру таламуса противоположной стороны. После переключения в таламусе и красном ядре эти импульсы достигают коры больших полушарий или через руброспинальный тракт передних рогов спинного мозга попадают в мышцы. Таким образом, мозжечок включен в систему регуляции, обеспечивающую гармоничность и скоординированность движений.
Эти структуры представлены на рисунке. Они отвечают за поступление информации, с одной стороны, о двигательных импульсах, с другой — о состоянии двигательного аппарата, позволяя мозжечку постоянно проводить сравнительный анализ плана движения с его осуществлением и контролировать двигательную функцию с помощью механизма обратной связи. Отдельные части тела имеют в коре мозжечка топическое представительство. Мозжечок снабжается кровью из ветвей позвоночной и основной артерий (задняя нижняя, передняя нижняя и верхняя артерии мозжечка).
Синдромы поражения мозжечка характеризуются следующими общими признаками:
• снижением тонуса мышц;
• отклонением произвольных движений от гармоничной идеальной линии;
• нарушением автоматических движений.
В отдельных случаях могут наблюдаться следующие симптомы:
• диссинергия (отсутствие координации участвующих в движении мышц или групп мышц):
• дисметрия (нарушение способности правильно определять необходимую амплитуду и темп движения);
• атаксия (нарушение гармоничной отлаженной работы мышц для достижения цели движения, следствием чего является отсутствие точности и плавности движения);
• интенционный тремор (нарастающее отклонение от основной линии движения по мере приближения к цели движения);
• патологический ребаунд-феномен (если внезапно сопротивление, направленное против группы напряженных мышц, исчезает, мышцы-антагонисты не успевают «включиться» для торможения избыточного движения);
• дисдиадохокинез (быстрые и плавные последовательные движения мышц-агонистов и антагонистов становятся невозможными);
• гипотония (выявляется при пассивных движениях, например «потряхивании» конечности);
• отклонение в позиционной пробе и промахивание в пробе Барани на стороне очага;
• неуверенность при стоянии в позе Ромберга;
• туловищная атаксия в положении сидя;
• неуверенная походка с широко расставленными ногами;
• нистагм (особенно установочный нистагм на стороне поражения);
• нарушение речи в виде обрывочной, скандированной речи.
К наиболее частым этиологическим факторам поражения мозжечка относятся:
• дегенеративные заболевания — системные атрофии, например оливопонтоцеребеллярная атрофия;
• генетически детерминированные нарушения обмена веществ (например, атаксия-телеангиэктазия Луи-Бар, болезнь Хартнапа, пароксизмальная на следственная атаксия, абеталипопротеинемия или болезнь Бассена—Корнцвейга, ганглиозидоз при недостаточности гексозаминидазы А);
• инфекционные заболевания, например инфекционный мононуклеоз (форма острой мозжечковой атаксии детского возраста), куру (медленная вирусная инфекция);
• острые отравления с преходящим поражением мозжечка (например, дифенилгидантоином);
• приобретенные нарушения обмена веществ, например гиперкальциемия или холестаз, или состояние после резекции тонкого кишечника, сопровождаемое недостаточностью витамина Е;
• симптоматическая атрофия (коры) мозжечка при токсическом повреждении (например, алкоголем, дифенилгидантоином, органическими солями ртути), при мальабсорбции, например, вследствие спру, при парапротеинемии или при злокачественных опухолях (особенно карциноме бронхов);
• рассеянный склероз (очаги в веществе мозжечка или его проводящих путях);
• редко — нарушения кровообращения и массивные кровоизлияния в мозжечок;
• очаги в области перехода от верхней к средней трети ножки моста, поражение мозжечка развивается внезапно и сопровождается гемипарезом;
• опухоли (медуллобластома и спонгиобластома [астроцитома мозжечка] у подростков, глиома, опухоли мостомозжечкового угла);
• абсцесс;
• описаны также ремиттирующие формы поражения мозжечка, отдельные случаи при рассеянном склерозе и более частые — при семейной эпизодической атаксии.
Ода мозжечку
Почему мозжечок похож на графический процессор? И поможет ли это сходство решить загадку того, для именно чего он нужен?
Мозжечок принято недооценивать. Столетиями на него смотрели как на «придаток», которому отводятся простые задачи координации движений, – и не более того. Ученые прошлого, извлекая мозг из подопытных животных, нередко оставляли мозжечок на месте, как нечто лишнее или неважное. И позднее, при проведении исследований в томографе, на него обращали внимание далеко не всегда.
Ситуация поменялась лишь в последние десятилетия, настолько недавно, что далеко не все учебники успели отразить эти изменения. Появилось достаточно свидетельств, которые указывают на участие мозжечка в обучении, в обработке сложной сенсорной информации и даже в высших когнитивных процессах. Однако в чем именно состоит это участие и каковы разнообразные функции мозжечка? Тут вопросов больше, чем ответов.
Вопросы из истории
Ключевые работы по изучению этого отдела мозга были проведены еще в первой половине XIX в. Мари-Жан-Пьером Флурансом. Удаляя мозжечок у голубей, французский физиолог обнаружил, что птицы теряют баланс и координацию движений, перемещаясь нелепо, словно сильно выпили. Именно он предположил, что задача мозжечка состоит в точном контроле за моторикой, и эти представления остались с нами почти на два столетия.
Нельзя сказать, чтобы сомнений не было. Медики и ученые, работавшие с пациентами с повреждениями мозжечка, отмечали, что такие люди демонстрируют симптомы, выходящие далеко за рамки несогласованных движений (атаксии). Они могут проявлять эмоциональную неустойчивость, нарушения речи и обучаемости, неуместное поведение, терять способность к чтению и письму. Итог этим наблюдениям подвели знаковые работы американца Джереми Шахманна (Jeremy Schmahmann), который изучил огромный массив данных, накопленных в этой области начиная с XIX столетия, и в конце 1990-х дал полное описание мозжечкового когнитивного аффективного синдрома, включающего и такие нарушения как изменения личности.
С помощью флуоресцентных меток, которые подсвечивали нейроны, когда те проявляют активность, было продемонстрировано, что соответствующие участки коры полушарий и самого мозжечка действительно срабатывают скоординированно друг с другом. Среди этих отделов – даже вентральная область покрышки, которая играет основную роль в работе «системы внутреннего вознаграждения». Возникает вопрос: если речь только о моторной функции, то зачем эти пути и почему медики замечают подобные симптомы?
Вопросы от медицины
Многие из характерных проявлений синдрома Шахманна весьма близки к симптомам аутизма и шизофрении. У больных с такими диагнозами действительно нередко обнаруживаются анатомические аномалии или повреждения мозжечка. А нарушение его формирования в детстве повышает шансы развития аутизма. На связь между ними указали эксперименты с лабораторными мышами, у которых искусственно подавили связи между мозжечком и остальными отделами мозга.
Такие животные, помимо нарушенных движений, действительно демонстрировали «аутичное» поведение. Например, интересовались неодушевленными предметами не меньше, чем собственными собратьями, что в норме им совершенно несвойственно. А с помощью мышей специальной ГМ-линии, служащих моделью аутизма, было продемонстрировано и обратное действие. Стимуляция мозжечка с помощью микроэлектродов снижало их обычную асоциальность.
Уже недавно – в 2019 г. – Шахманн использовал для этого людей-добровольцев и неинвазивный метод транскраниальной магнитной стимуляции. Оказалось, что такое воздействие на мозжечок может снимать многие «негативные» симптомы шизофрении – такие как утрата способности получать удовольствие, мотивации и т.п. Ученые рассматривают такую стимуляцию в качестве возможного средства лечения этих симптомов, которые, в отличие от «позитивных» (галлюцинаций, гипервозбуждения и т.п.) не поддаются обычной терапии с помощью антипсихотиков. Но как все это возможно, если мозжечок занят исключительно моторными функциями?
Вопросы по анатомии
Мозжечок расположен под затылочными долями больших полушарий, соединяясь с варолиевым мостом ствола мозга – «хабом», через который происходит обмен информацией между головным и спинным мозгом. Как и видно из его названия, мозжечок действительно напоминает крошечный мозг размерами с пару детских кулачков – с полушариями примерно по 6 х 5 х 5 см, которые соединяются структурой, напоминающей толстого червяка – червем мозжечка. В центре каждого полушария расположены несколько десятков крошечных ядер серого вещества, они покрыты складчатой корой.
Как и у «большого» мозга, кора мозжечка образует множество складок. Но у него они не такие глубокие и извилистые, складываются почти ровной гармошкой. Это позволяет плотно упаковать огромную по площади кору – почти плоский слой нервной ткани – в небольшой объем. Если выровнять все складки мозжечка человека, его поверхность вытянется 5-сантиметровой лентой длиной около метра. В результате на мозжечок приходится лишь 10 процентов головного мозга, но больше половины всех его нейронов.
Вообще, развитие мозжечка, как правило, тесно коррелирует с развитием остальных отделов мозга. Несколько упрощая, можно сказать, что у людей он самый большой среди приматов, у приматов – самый большой среди млекопитающих, а у млекопитающих – самый большой среди животных, если пересчитать на размер тела. Показано, что в мозжечке в среднем в 3,6 раз больше нервных клеток, чем в коре больших полушарий того же мозга. Возникает вопрос: неужели все это богатство нужно лишь за тем, чтобы дополнительно контролировать движения? Люди явно не отличаются особо выдающимися моторными способностями на фоне многих других животных.
Вопросы гистологии
Кора мозжечка – почти что плоская структура, сложенная из молекулярного слоя, слоя гранулярных нейронов и слоя нейронов Пуркинье. Клетки Пуркинье выделяются крупным, пузатым телом и огромным количеством отростков-аксонов, отходящих от него, как тысячи тонких веточек. Они получают информацию от гранулярных клеток – самых мелких и многочисленных из наших нейронов.
Сигналы из ствола мозга поступают на нейроны гранулярного и молекулярного слоев, а от них – на клетки Пуркинье, откуда передаются в глубину, где расположены ядра мозжечка. Отсюда, уже обработанные, они возвращаются в таламус и «главный» мозг. Любопытно, что при этом информация сперва расходится на все большее число нейронов, а затем снова сходится к меньшему. Так, на 40 млрд гранулярных клеток сигнал поступает всего из 200 млн нейронов, соединяющих их со стволом мозга. От гранулярных он движется к 15 млн клеток Пуркинье, которые могут вызывать возбуждение всего лишь нескольких десятков нейронов, составляющих одно из ядер мозжечка.
Другой важной особенностью можно назвать однонаправленное движение сигнала. Он никогда не возвращается обратно из больших полушарий тем же путем, которым приходит: информация должна совершить полный круг и поступить в таламус. По-видимому, это повышает скорость ее обработки в мозжечке, который может действовать, не дожидаясь сравнительно долгой «обратной связи» от высших областей мозга.
Кроме того, ткань мозжечка разделена на несколько сотен (возможно, тысяч) идентичных «модулей», работающих более или менее независимо друг от друга, как вычислительные ядра микрочипа. Но если полушария головного мозга напоминают центральный процессор с его сложной, почти вертикальной архитектурой, которая позволяет проводить сложные операции, то архитектура мозжечка похожа, скорее, на графический процессор (GPU): множество простых, быстрых ядер, проводящих несложные, но весьма скоростные вычисления. Недаром с помощью нейросетей, запущенных на GPU-чипах, уже сегодня удается моделировать некоторые аспекты работы мозжечка в режиме реального времени. Но что же тогда считает мозжечок?
Немного ответов
Моторная функция мозжечка многократно продемонстрирована и не вызывает сомнений. Без него любые движения становятся неловкими и нескоординированными, как у сильно пьяных людей. Однако этим дело явно не ограничивается, и теорий о функциях мозжечка существует больше, чем о каком-либо другом отделе мозга. Так, еще в 1950-х появилась гипотеза, что путешествие сигнала по бесчисленным нейронам мозжечка может занимать строго определенное время, что позволяет мозгу вести его отсчет. Подтверждения она не нашла, хотя и сегодня сохраняются сторонники идеи о том, что мозжечок служит чем-то вроде генератора тактовой частоты в компьютере, «метронома», который помогает синхронизировать работу мозга в целом.
Другая группа теорий отталкивается от того, что связи между гранулярными нейронами и клетками Пуринье и многие другие синапсы в мозжечке отличаются очень высокой пластичностью. Они способны быстро возникать, а при необходимости – так же быстро исчезают. Это делает нейросети легко настраиваемыми под любые новые условия, и некоторые специалисты полагают, что мозжечок занят постоянным обучением, соотнося поступающую сенсорную информацию с результатами выполнения моторных функций и предсказаниями коры, что позволяет поддерживать точность движений вне зависимости от текущих обстоятельств.
Возможно, что первоначально в этом и состояла единственная функция мозжечка. Однако эволюция известна склонностью приспосабливать имеющиеся системы к выполнению новых задач. И в процессе развития огромные вычислительные мощности мозжечка могли найти и другие применения, работая, как быстрый «графический сопроцессор», поддерживающий реализацию многих сложных функций «центрального процессора» головного мозга. Так же, кстати, произошло и с настоящими GPU: разработанные для быстрого обсчета трехмерной графики, они оказались чрезвычайно удобны для развертывания нейросетей и сегодня массово применяются именно для этой цели.
На множество функций мозжечка указало и недавнее исследование Скотта Марека (Scott Marek) и его коллег, опубликованное в 2018 г. в журнале Neuron. С помощью томографа ученые вновь, уже крайне тщательно проследили все его связи с другими отделами мозга, обнаружив, что только 20 процентов путей ведут к частям, вовлеченных в моторные функции. 80 процентов мозжечка соединены с областями, участвующими в абстрактном мышлении, в планировании действий, речи, памяти и эмоциях. Похоже, что его «вычислительная мощь» мозжечка требуется мозгу едва ли не для каждой задачи. Но что же именно он считает – и зачем?
Мозжечковая дегенерация причины, симптомы, методы лечения и профилактики
Мозжечковая дегенерация (атаксия мозжечка) — это расстройства работы мозжечка, расположенного в затылочной области головного мозга и отвечающего за координацию движений. Болезнь развивается в виде омертвения мозговых нейронов и провоцирует нарушение многих функций организма, от умственных и речевых до двигательных способностей человека. Возникает вследствие патологических отклонений в неврологии, а также при хронических заболеваниях нервной системы и головного мозга, образовании опухолей, интоксикации и алкоголизме. Чтобы вылечить патологию или облегчить состояние больного, следует обращаться к неврологу, наркологу, психиатру.
Симптомы мозжечковой дегенерации
Дегенерация мозжечка проявляется в виде различных симптомов:
Статью проверил
Дата публикации: 24 Марта 2021 года
Дата проверки: 24 Марта 2021 года
Дата обновления: 23 Декабря 2021 года
Содержание статьи
Причины
Источники патологии бывают врождёнными (аутосомно-доминантного типа, или генетическими) и приобретёнными вследствие различных повреждений головы, нервов или хронических заболеваний. Основные причины мозжечковой атаксии:
Стадии развития мозжечковой дегенерации
Поражения полушарий и червя мозжечка могут иметь две формы течения болезни:
Разновидности
Атаксию классифицируют по различным признакам — происхождение и характер течения заболевания, выраженные симптомы, последствия и способы лечения.
Статическая мозжечковая дегенерация
Другое название — статико-локомоторная атаксия. Возникает из-за поражения червя мозжечка, который соединяет полушария. Проявляется в виде трудности ровно стоять, положения ног на уровне шире плеч, нервной «пьяной» походки, частых падений и расшатывания тела при ходьбе. Больной не может или затрудняется выполнить простые упражнения:
Динамическая мозжечковая дегенерация
В отличие от статического типа, поражает сами полушария мозжечка. Болезнь такого вида выражается в отсутствии равномерности, плавности и точности движений. У пациента наблюдают дрожание конечностей, прерывистую речь, нистагмы и саккады, изменения почерка и походки.
Атрофия мозжечка Холмса
Сопровождается доброкачественным течением патологии. Развивается вследствие повреждений и нарушений функций нервных клеток и коры полушарий мозжечка. Выражается в снижении или отсутствии естественных двигательных рефлексов рук и ног.
Мозжечковая дегенерация Пьера-Мари
Обычно появляется в возрасте 25-45 лет из-за генетических факторов или возрастных изменений. Поражает обе стороны тела (двусторонний тип). Возникает при расстройствах пирамидной нервной системы спинного мозга и повреждениях ядер мозжечковой коры.
Диагностика
Чтобы правильно обследовать пациента, привлекают таких специалистов, как невролог, генетик, онколог, эндокринолог, нейрохирург. Невролог на визуальном осмотре выявляет локацию поражения. Если присутствуют расстройства речи, координации движений, зрения — повреждён червь, если снижен тонус мышц, деформированы походка и движения конечностей — поражены полушария. После осмотра врач направляет больного на диагностику:
Пройти диагностику можно в сети клиник ЦМРТ:
Функции и строение мозжечка головного мозга
Мозжечок играет главную роль в отделе головного мозга. Он достаточно маленький по размерам, но выполняет много функций. Когда происходит нарушение работы мозжечка, это влечет за собой большое количество проблем и существенно влияет на качество жизни индивида. Основной функцией мозжечка является контроль движений, скорость и координация тела. Также мозжечок принимает активное участие в запоминании, несмотря на то, что основную функцию памяти берет на себя кора больших полушарий.
Расположение мозжечка
Местонахождение мозжечка — задняя ямка между височными долями. Вес мозжечка взрослого человека составляет около 150 граммов. Несмотря на столь маленький вес, он содержит большое количество нейронов.
Мозжечок является проводниковым органом и активно работает с другими частями центральной нервной системы. Он располагается под задней частью больших полушарий. Такое расположение обусловлено тем, что мозжечок контролирует выполнение движений и их качество. Помимо этого, он влияет и на работу других органов.
Уже в первый год жизни ребенка он заметно увеличивается, а к 6 годам его вес составляет 120 граммов, что является нижней границей. Самое быстрое увеличение данного органа происходит в период с 5 до 11 месяцев. В это время ребенок учится садиться, ползать и ходить. В 6 лет у детей уже неплохо развита мелкая моторика, а полностью формируется мозжечок уже к 16 годам.
Анатомия мозжечка
По структуре мозжечок можно сравнить с головным мозгом. Два его полушария соединены между собой, а внутри мозжечок покрыт серым веществом. Это серое вещество помогает в передаче импульсов другим структурам и коре головного мозга. Кора мозжечка состоит из трех слоев:
Если говорить кратко, то кора мозжечка способствует поступлению информации, ее обработке и передаче в другие отделы.
Влияние мозжечка на работу других систем
Этот орган называют маленьким мозгом лишь потому, что он осуществляет контроль над многими системами и процессами в организме, в том числе над дыханием и сердцебиением. Афферентные пути передают информацию от мозга до ядер и клеткам с помощью нейронов. Далее средние ножки передают информацию уже от коры головного мозга.
Симптомы поражения мозжечка
Узнать, что произошел сбой в работе данного органа, очень просто. Так, при сбоях в работе мозжечка у человека могут наблюдаться проблемы с координацией и моторикой, неспособность выставить ногу при падении. Такой феномен даже обрел свое название в медицине — статическая атаксия.
Последствия поражений
Здоровый человек может свободно управлять своим телом, а сокращение и расслабление мышц происходит в правильной последовательности. Так, например, когда здоровый человек ест или пьет, мышцы сокращаются последовательно. Когда же происходит сбой в системе, то потребляемая пища может легко попасть в дыхательные пути.
Повреждения структур существенно влияют на работу мозжечка, приводя к астении, атаксии, атонии и другим недугам. Для того чтобы вовремя побороть болезнь, необходимо своевременно провести диагностику и лечение. Для выявления проблем используют УЗИ, КТ, проводят пункцию и ДНК-диагностику.
Поддерживать здоровье и активность мозга просто. Используйте тренажеры Викиум, развивайте мозг и повышайте интеллектуальные способности.
Мозжечок и психические расстройства
Кроме того, было показано, что мозжечок участвует в патогенезе многих психических расстройствах, включая расстройство гиперактивности дефицита внимания, расстройства аутистического спектра, шизофрению, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство и тревожные расстройства. Было высказано предположение, что двигательные, когнитивные и эмоциональные аномалии могут быть вызваны повреждением частей мозжечка, взаимодействущих с двигательной областью, префронтальной корой и лимбической системой соответственно. Некоторые авторы предполагают, что роль мозжечка в когнитивном функционировании аналогична его контролю над целенаправленными двигательными навыками во время соверешения движений.
Исследования, касающиеся роли мозжечка в моторных побочных эффектах, наблюдаемых у пациентов с шизофренией, находящихся на терапии антипсихотическими препаратами, ограничены. Например, одно исследование показало снижение активности мозжечка у больных шизофренией с симптомами акатезии во время лечения оланзапином, однако не известно, как изменения функции мозжечка могут привести к этому осложению терапии нейролептиками. Меньший объем мозжечка в ASD можно объяснить уменьшением числа клеток Пуркинье; однако, количество клеток Пуркинье не отличаются у здоровых людей и пациентов с шизофренией. Это означает, что уменьшение объема мозжечка при шизофрении, возможно, связана с уменьшением или отсутствием различных его частей.