Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Головной мозг развивается из переднего, расширенного отдела мозговой трубки. Развитие проходит несколько стадий. У 3-х недельного эмбриона наблюдается стадия двух мозговых пузырей — переднего и заднего. Передний пузырь по темпам роста обгоняет хорду и оказывается впереди нее. Задний расположен над хордой. В возрасте 4-5 недель формируется третий мозговой пузырь. Далее первый и третий мозговые пузыри разделяются каждый на два, в результате формируется 5 пузырей. Из первого мозгового пузыря развивается парный конечный мозг (telen-cephalon), из второго — промежуточный мозг (diencephalon), из третьего — средний мозг (mesencephalon), из четвертого — задний мозг (meten-cephalon), из пятого — продолговатый мозг (myelencephalon). Одновременно с образованием 5 пузырей мозговая трубка изгибается в сагиттальном направлении. В области среднего мозга образуется изгиб в дорсальном направлении — .теменной изгиб. На границе с зачатком спинного мозга — другой изгиб идет также в дорсальном направлении — затылочный, в области заднего мозга образуется мозговой изгиб, идущий в вентральном направлении.

На четвертой неделе эмбриогенеза из стенки промежуточного мозга образуются выпячивания в виде мешков, которые в дальнейшем приобретает форму бокалов — это глазные бокалы. Они приходят в контакт с эктодермой и индуцируют в ней хрусталиковые плакоды. Глазные бокалы сохраняют связь с промежуточным мозгом в виде глазных стебельков.

В дальнейшем стебельки превращаются в зрительные нервы. Из внутреннего слоя бокала развивается сетчатка глаза с рецепторными клетками. Из наружного — сосудистая оболочка и склера. Таким образом, зрительный рецепторный аппарат является как бы вынесенным на периферию отделом мозга.

Подобное выпячивание стенки переднего мозгового пузыря дает начало обонятельному тракту и обонятельной луковице.

Гетерохронность созревания нейронных систем мозга

Последовательность созревания нейронных систем головного мозга в эмбриогенезе определяется не только закономерностями филогенеза, но, в значительной мере, обусловлена этапностью становления функциональных систем (рис. V. 1). В первую очередь, созревают те структуры, которые должны подготовить плод к рождению, т. е. к жизни в новых условиях, вне организма матери.

В созревании нейронных систем головного мозга можно выделить несколько этапов.

Первый этап. Наиболее рано созревают единичные нейроны переднего отдела среднего мозга и клетки мезенцефалического ядра тройничного (V) нерва. Волокна этих клеток раньше других прорастают в

направлении древней коры и далее — к неокортексу. Благодаря их влиянию, неокортекс вовлекается в осуществление приспособительных процессов. Мезенцефалические нейроны участвуют в поддержании относительного постоянства внутренней среды, в первую очередь, газового состава крови и вовлечены в механизмы общей регуляции обменных процессов. Клетки мезенцефалического ядра тройничного нерва (V) связаны также с мышцами, участвующими в акте сосания и входят в функциональную систему, связанную с формированием сосательного рефлекса.

Второй этап. Под воздействием клеток, созревающих на первом этапе, развиваются нижележащие структуры ствола мозга клеток, созревающих на первом этапе. Это — отдельные группы нейронов ретикулярной формации продолговатого мозга, заднего отдела моста и нейроны двигательных ядер черепномозговых нервов. (V, VII, IX, X, XI, XII), обеспечивающие координацию трех важнейших функциональных систем: сосания, глотания и дыхания. Вся эта система нейронов отличается ускоренными темпами созревания. Они достаточно быстро обгоняют нейроны, созревающие на первом этапе, по степени зрелости.

На втором этапе проявляют активность раносозревающие нейроны вестибулярных ядер, локализированных на дне ромбовидной ямки. Вестибулярная система развивается у человека ускоренными темпами. Уже к 6-7 месяцам эмбриональной жизни она достигает степени развития, характерной для взрослого человека.

Третий этап. Созревание нейронных ансамблей гипоталамических и таламических ядер также идет гетерохронно и определяется включением их в различные функциональные системы. Например, ускоренно развиваются ядра таламуса, задействованные в системе терморегуляции.

В таламусе позднее всех созревают нейроны передних ядер, однако темп их созревания резко подскакивает к рождению. Это связано с их участием в интеграции обонятельных импульсов и импульсов других модальностей, определяющих выживание в новых условиях среды.

Четвертый этап. Созревание сначала ретикулярных нейронов, затем — остальных клеток палеокортекса, архикортекса и базальной области переднего мозга. Они участвуют в регуляции обонятельных реакций, поддержании гомеостаза и др. Древняя и старая кора, занимающие очень небольшую площадь поверхности полушария у человека, к рождению оказываются уже полностью сформированными.

Пятый этап. Созревание нейронных ансамблей гиппокампа и лимбической коры. Это происходит в конце эмбриогенеза, а развитие лимбической коры продолжается и в раннем детстве. Лимбическая система принимает участие в организации и регуляции эмоций и мотиваций. У ребенка это прежде всего пищевая и питьевая мотивации и др.

В той же последовательности, в которой созревают отделы головного мозга, происходит и миелинизация соответствующих им волоконных систем. Нейроны раносозревающих систем и структур мозга посылают свои отростки в другие участки, как правило, в оральном направлении и как бы индуцируют последующий этап развития.

Развитие неокортекса имеет свои особенности, но и оно идет по принципу гетерохронии. Так, согласно филогенетическому принципу, наиболее рано в эволюции появляется древняя кора, затем — старая, и только после этого — новая кора. В эмбриогенезе у человека новая кора закладывается раньше старой и древней коры, но последние развиваются быстрыми темпами и достигают максимальной площади и дифференцировки уже к середине эмбриогенеза. Затем они начинают смещаться на медиальную и базальную поверхность и частично редуцируются. Инсулярная область, которая занята неокортексом лишь частично, быстро начинает свое развитие и созревает уже к концу пренатального периода.

Наиболее быстро созревают те области новой коры, которые связаны с филогенетически более старыми вегетативными функциями, например, лимбическая область. Затем созревают области, формирующие так называемые проекционные поля различных сенсорных систем, куда приходят сенсорные сигналы от органов чувств. Так, затылочная область закладывается у эмбриона в 6 лунных месяцев, полное же ее созревание завершается к 7 годам жизни.

Несколько позже созревают ассоциативные поля. Самыми последними созревают наиболее филогенетически молодые и функционально самые сложные поля, которые связаны с осуществлением специфически человеческих функций высокого порядка — абстрактного мышления, членораздельной речи, гнозиса, праксиса и т. д. Таковыми являются, например, рече-двигательные поля 44 и 45. Кора лобной области закладывается у 5-месячного плода, полное созревание затягивается до 12 лет жизни. Поля 44 и 45 требуют для своего развития более длительного времени даже при высоких темпах созревания. Они продолжают рост и развитие в течение первых лет жизни, в юношеском возрасте и даже у взрослых. Количество нервных клеток при этом не нарастает, но увеличивается количество отростков и степень их разветвлений, количество шипиков на дендритах, количество синапсов, происходит миелинизация нервных волокон и сплетений. Развитию новых областей коры способствуют учебные воспитательные и образовательные программы, учитывающие особенности функциональной организации мозга ребенка.

В результате неравномерного роста участков коры в процессе онтогенеза (как пре-, так и постнатального), в одних областях наблюдается как бы оттеснение определенных отделов в глубь борозд за счет наплыва над ними соседних, функционально более важных. Примером этого является постепенное погружение островка в глубь сильвиевой щели за счет мощного разрастания соседних отделов коры, развивающихся с появлением и совершенствованием членораздельной речи ребенка — лобной и височной покрышки — соответственно рече-двигательный и рече-слуховой центры. Восходящая и горизонтальная передние ветви сильвиевой щели образуются из наплыва триангулярной извилины и развиваются у человека на самых поздних стадиях пренатального периода, но это может происходить и постнатально, довольно в зрелом возрасте.

В других областях неравномерность разрастания коры проявляется в закономерностях обратного порядка: глубокая борозда как бы разворачивается, и на поверхность выходят новые отделы коры, ранее скрытые в глубине. Именно так на поздних стадиях пренатального онтогенеза исчезает поперечно затылочная борозда, а на поверхность выходят теменно затылочные извилины — корковые отделы, связанные с осуществлением более сложных, зрительногностических функций; проекционные же зрительные поля отодвигаются на медиальную поверхность полушария.

Быстрое увеличение площади неокортекса приводит к возникновению борозд, разделяющих полушария на извилины. (Есть и другое объяснение образования борозд — это прорастание кровеносных сосудов). Первыми образуются наиболее глубокие борозды (щели). Например, с 2 месяцев эмбриогенеза появляется сильвиевая ямка и происходит закладка шпорной борозды. Менее глубокие первичные и вторичные борозды появляются позднее, создают общий план строения полушария. После рождения появляются третичные борозды — мелкие, варьирующие по форме, они индивидуализируют рисунок борозд на поверхности полушария. В целом, порядок образования борозд следующий. К 5-му месяцу эмбриогенеза появляются центральная и поперечно-затылочная борозды, к б месяцам — верхняя и нижняя лобные, краевая и височные борозды, к 7-му месяцу — верхние и нижние пре- и постцентральные, а также межтеменная борозды, к 8-му месяцу — средняя лобная.

К моменту рождения ребенка разные отделы его мозга развиты неодинаково. Более дифференцированы структуры спинного мозга, ретикулярная формация и некоторые ядра продолговатого мозга (ядра тройничного, блуждающего, подъязычного нервов, вестибулярные ядра), среднего мозга (красное ядро, черная субстанция), отдельные ядра гипоталамуса и лимбической системы. Относительно далеки от окончательного созревания нейронные комплексы филогенетически более молодых областей коры — височной, нижнетеменной, лобной, а также стриопал-лидарной системы, зрительных бугров, многих ядер гипоталамуса и мозжечка.

Последовательность созревания структур мозга, определяется сроками начала активности функциональных систем, в которые эти структуры входят. Так, сравнительно рано начинают формироваться вестибулярный и слуховой аппарат. Уже на стадии 3 недель у эмбриона намечаются утолщения эктодермы, которые превращаются в слуховые плакоды. К 4-й неделе образуется слуховой пузырек, состоящий из вестибулярного и улиткового отделов. К 6-й неделе дифференцируются полукружные каналы. В 6,5 недель созревают афферентные волокна, идущие от вестибулярного ганглия в ромбовидную ямку. На 7-8-й неделе развиваются улитка и спиральный ганглий.

В слуховой системе к рождению формируется слуховой аппарат, способный воспринимать раздражения.

Наряду с обонятельным, слуховой аппарат является ведущим уже с первых месяцев жизни. Центральные же слуховые пути и корковые зоны слуха созревают позднее.

К моменту рождения полностью созревает аппарат, который обеспечивает сосательный рефлекс. Он образован ветвями тройничного (V пара), лицевого (VII пара), язычно-глоточного (IX пара) и блуждающего (X пара) нервов. Все волокна к рождению миелинизированы.

Зрительный аппарат к моменту рождения развивается частично. Зрительные центральные пути к рождению миелинизированы, периферические же (зрительный нерв) миелинизируются после рождения. Способность видеть окружающий мир — это результат научения. Он определяется условно-рефлекторным взаимодействием зрения и осязания. Руки — первый объект собственного тела, который попадает в поле зрения ребенка. Интересно, что такое положение руки, которое позволяет глазу видеть ее, формируется задолго до рождения, у эмбриона 6-7 недель (см. рис. VIII. 1).

В результате миелинизации зрительного, вестибулярного и слухового нервов у 3-месячного ребенка отмечается точная установка головы и глаз к источнику света и звука. Ребенок 6 месяцев начинает манипулировать предметами под контролем зрения.

Последовательно созревают и структуры мозга, обеспечивающие совершенствование двигательных реакций. На 6-7-й неделе у эмбриона созревает красное ядро среднего мозга, играющего важную роль в организации мышечного тонуса и в осуществлении установочных рефлексов при согласовании позы в соответствии с поворотом туловища, рук, головы. К 6-7 месяцам пренатальной жизни созревают высшие подкорковые двигательные ядра — полосатые тела. К ним переходит роль регулятора тонуса при разных положениях и непроизвольных движениях.

Движения новорожденного неточны, недифференцированы. Они обеспечиваются влияниями, идущими от полосатых тел. В первые годы жизни ребенка от коры прорастают волокна к полосатым телам, и деятельность полосатых тел начинает регулироваться корой. Движения становятся более точными, дифференцированными.

Таким образом, экстрапирамидная система становится под контроль пирамидной. Процесс миелинизации центральных и периферических путей функциональной системы движения наиболее интенсивно происходит до 2 лет. В этот период ребенок начинает ходить.

Возраст от рождения до 2 лет — это особый период, в течение которого ребенок овладевает также уникальной способностью к членораздельной речи. Развитие речи ребенка происходит только при непосредственном общении с окружающими людьми, о процессе обучения. Аппарат, регулирующий речь, включает в себя сложную иннервацию различных органов головы, гортани, губ, языка, миелинирующиеся проводящие пути в ЦНС, а также сформировавшийся специфически человеческий комплекс речевых полей коры 3 центров — рече-двигательного, рече-слухового, рече-зрительного, объединенных системой пучков ассоциативных волокон в единую морфофункциональную систему речи. Речь человека — это специфически человеческая форма высшей нервной деятельности.

Масса мозга: возрастная, индивидуальная и половая изменчивость

Масса мозга в эмбриогенезе изменяется неравномерно. У 2-месячного плода она равна ~ 3 г. За период до 3 месяцев масса мозга увеличивается в ~ 6 раз и составляет 17 г, к 6 лунным месяцам — еще в 8 раз: -130 г. У новорожденного масса мозга достигает: 370 г — у мальчиков и 360 г — у девочек. К 9 месяцам происходит ее удвоение: 400 г. К 3 годам масса мозга увеличивается втрое. К 7 годам она достигает 1260 г — у мальчиков и 1190 г — у девочек. Максимальная масса мозга достигается в 3-м десятилетии жизни. В старших возрастах она снижается.

Масса мозга взрослого мужчины — 1150-1700 г. На протяжении всей жизни масса мозга мужчин выше, чем у женщин. Масса мозга обладает заметной индивидуальной вариабельностью, но не может служить показателем уровня развития умственных способностей человека. Известно, например, что у И.С. Тургенева масса мозга была равна 2012 г, Кювье — 1829, Байрона — 1807, Шиллера — 1785, Бехтерева — 1720, И.П. Павлова — 1653, Д.И. Менделеева — 1571, А. Франса — 1017 г.

Для оценки степени развития мозга был введен «индекс церебрализации» (степень развития мозга при исключенном влиянии массы тела). По этому индексу человек резко отличается от животных. Весьма существенно, что на протяжении онтогенеза у человека можно выделить особый период в развитии, который отличается максимальным «индексом церебрализации». Этот период соответствует периоду раннего детства, от 1 года до 4-х лет. После этого периода индекс снижается. Изменения индекса церебрализации подтверждается нейрогистологическими данными. Так, например, количество синапсов на единице площади теменной коры после рождения резко увеличивается только до 1 года, затем несколько уменьшается до 4-х лет и резко падает после 10 лет жизни ребенка. Это свидетельствует о том, что именно период раннего детства является временем огромного количества возможностей, заложенных в нервной ткани мозга. От их реализации во многом зависит дальнейшее развитие умственных способностей человека.

В заключение глав о развитии мозга человека следует еще раз подчеркнуть, что важнейшей специфически человеческой особенностью является уникальная гетерохрония закладки неокортекса, при которой развитие и окончательное созревание структур мозга, связанных с осуществлением функций высшего порядка, совершаются в течение достаточно длительного времени после рождения. Возможно, это и явилось тем величайшим ароморфозом, который определил выделение человеческой ветви в процессе антропогенеза, так как «ввел» процесс научения и воспитания в формирование человеческой личности.

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, делится на два периода: пренатальный (внутриутробный) и постнатальный (после рождения). Первый продолжается от момента зачатия и формирования зиготы до рождения; второй - от момента рождения и до смерти.

Пренатальный период в свою очередь подразделяется на три периода: начальный, зародышевый и плодный. Начальный (предимплантационный) период у человека охватывает первую неделю развития (с момента оплодотворения до имплантации в слизистую оболочку матки). Зародышевый (предплодный, эмбриональный) период - от начала второй недели до конца восьмой недели (с момента имплантации до завершения закладки органов). Плодный (фетальный) период начинается с девятой недели и длится до рождения. В это время происходит усиленный рост организма.

Постнатальный период онтогенеза подразделяют на одиннадцать периодов: 1-й - 10-й день - новорожденные; 10-й день - 1 год - грудной возраст; 1-3 года - раннее детство; 4-7 лет - первое детство; 8-12 лет - второе детство; 13-16 лет - подростковый период; 17-21 год - юношеский возраст; 22-35 лет - первый зрелый возраст; 36-60 лет - второй зрелый возраст; 61-74 года- пожилой возраст; с 75 лет - старческий возраст, после 90 лет - долгожители.

Завершается онтогенез естественной смертью.

Нервная система развивается из трех основных образований : нервной трубки, нервного гребня и нейральных плакод. Нервная трубка формируется в результате нейруляции из нервной пластинки – участка эктодермы, расположенного над хордой. Согласно теории организаторов Шпемена, бластомеры хорды способны выделять вещества – индукторы первого рода, в результате действия которых нервная пластинка прогибается внутрь тела зародыша и образуется нервный желобок, края которого затем сливаются, образуя нервную трубку. Смыкание краев нервного желобка начинается в шейном отделе тела зародыша, распространяясь сначала на каудальную часть тела, а позже на краниальную.

Нервная трубка дает начало центральной нервной системе, а также нейронам и глиоцитам сетчатой оболочки глаза. Вначале нервная трубка представлена многорядным нейроэпителием, клетки в нем называются вентрикулярными. Их отростки, обращенные в полость нервной трубки, соединены нексусами, базаль-ные части клеток лежат на субпиальной мембране. Ядра нейро-эпителиальных клеток меняют свое расположение в зависимости от фазы жизненного цикла клетки. Постепенно, к концу эмбриогенеза, вентрикулярные клетки утрачивают способность к делению и в постнатальном периоде дают начало нейронам и различным типам глиоцитов. В некоторых областях мозга (герминативные, или камбиальные зоны) вентрикулярные клетки не утрачивают способности к делению. В этом случае они называются субвентрикулярными и экстравентрикулярными. Из них, в свою очередь, дифференцируются нейробласты, которые, уже не имея способности к пролиферации, подвергаются изменениям, в ходе которых превращаются в зрелые нервные клетки – нейроны. Отличием нейронов от остальных клеток своего дифферона (клеточного ряда) является наличие в них нейрофибрилл, а также отростков, при этом сначала появляется аксон (нейрит), позже – дендриты. Отростки образуют соединения – синапсы. Итого, дифферон нервной ткани представлен нейроэпителиальными (вентрикулярными), субвентрикулярными, экстравентрикуляр-ными клетками, нейробластами и нейронами.

В отличие от глиоцитов макроглии, развивающихся из вентри-кулярных клеток, клетки микроглии развиваются из мезенхимы и входят в макрофагическую систему.

Шейная и туловищная части нервной трубки дают начало спинному мозгу, краниальная часть дифференцируется в головной. Полость нервной трубки превращается в спинномозговой канал, соединенный с желудочками головного мозга.

Головной мозг в своем развитии претерпевает несколько стадий. Его отделы развиваются из первичных мозговых пузырей. Сначала их насчитывается три: передний, средний и ромбовидный. К концу четвертой недели передний мозговой пузырь разделяется на зачатки конечного и промежуточного мозга. Вскоре после этого делится и ромбовидный пузырь, давая начало заднему и продолговатому мозгу. Эта стадия развития головного мозга называется стадией пяти мозговых пузырей. Время их формирования совпадает со временем появления трех изгибов головного мозга. В первую очередь образуется теменной изгиб в области среднего мозгового пузыря, выпуклость его обращена дорсально. После него появляется затылочный изгиб между зачатками продолговатого и спинного мозга. Выпуклость его также обращена дорсально. Последним образуется мостовой изгиб между двумя предыдущими, но он изгибается в вентральную сторону.

Полость нервной трубки в головном мозге преобразуется сначала в полости трех, затем пяти пузырей. Полость ромбовидного пузыря дает начало четвертому желудочку, который соединяется через водопровод среднего мозга (полость среднего мозгового пузыря) с третьим желудочком, образованным полостью зачатка промежуточного мозга. Полость непарного поначалу зачатка конечного мозга соединяется через межжелудочковое отверстие с полостью зачатка промежуточного мозга. В дальнейшем полость конечного пузыря даст начало боковым желудочкам.

Стенки нервной трубки на стадиях формирования мозговых пузырей будут утолщаться наиболее равномерно в области среднего мозга. Вентральная часть нервной трубки преобразуется в ножки мозга (средний мозг), серый бугор, воронку, заднюю долю гипофиза (промежуточный мозг). Дорсальная ее часть превращается в пластинку крыши среднего мозга, а также крышу III желудочка с сосудистым сплетением и эпифиз. Латеральные стенки нервной трубки в области промежуточного мозга разрастаются, образуя зрительные бугры. Здесь под влиянием индукторов второго рода образуются выпячивания – глазные пузырьки, каждый из которых даст начало глазному бокалу, а в дальнейшем – сетчатке глаза. Индукторы третьего рода, находящиеся в глазных бокалах, влияют на эктодерму над собой, которая отшнуровывается внутрь бокалов, давая начало хрусталику.

Конечный мозг разрастается в большей степени, чем остальные отделы головного мозга. Наружные слои стенок пузырей конечного мозга образуют серое вещество – кору. Кора затем покрывается многочисленными бороздами и извилинами, значительно увеличивающими ее поверхность.

Пренатальный период онтогенеза начинается с момента слияния мужских и женских половых клеток и образования зиготы. Зигота последовательно делится, образуя шаровидную бластулу. На стадии бластулы идет дальнейшее дробление и образование первичной полости - бластоцеля. Затем начинается процесс гаструляции, в результате которого происходит перемещение клеток различными способами в бластоцель, с образованием двухслойного зародыша. Наружный слой клеток называется эктодерма, внутренний - энтодерма. Внутри образуется полость первичной кишки - гастроцель. Это стадия гаструлы. На стадии нейрулы образуются нервная трубка, хорда, сомиты и другие эмбриональные зачатки. Зачаток нервной системы начинает развиваться еще в конце стадии гаструлы. Клеточный материал эктодермы, расположенный на дорсальной поверхности зародыша, утолщается, образуя медуллярную пластинку (рис. 1). Эта пластинка ограничивается с боков медуллярными валиками.

1 ‑ нервный гребень; 2 ‑ нервная пластина; 3 ‑ нервная трубка; 4 ‑ эктодерма; 5 ‑ средний мозг; 6 ‑ спинной мозг; 7 ‑ спинномозговые нервы; 8 ‑ глазной пузырек; 9 ‑ передний мозг;
10 ‑ промежуточный мозг; 11 ‑ мост; 12 ‑ мозжечок; 13 ‑ конечный мозг

Рисунок 1 ‑ Пренатальное развитие нервной системы человека

Дробление клеток медуллярной пластинки (медуллобластов) и медуллярных валиков приводит к изгибанию пластинки в желоб, а затем к смыканию краев желоба и образованию медуллярной трубки (рис. 2, а). При соединении медуллярных валиков образуется ганглиозная пластина, которая затем делится на ганглиозные валики.

Одновременно происходит погружение нервной трубки внутрь зародыша (рис. 1, 2). Однородные первичные клетки стенки медуллярной трубки - медуллобласты - дифференцируются на первичные нервные клетки (нейробласты) и исходные клетки нейроглии (спонгиобласты). Клетки внутреннего, прилежащего к полости трубки, слоя медуллобластов превращаются в эпендимные, которые выстилают просвет полостей мозга. Все первичные клетки активно делятся, увеличивая толщину стенки мозговой трубки и уменьшая просвет нервного канала. Нейробласты дифференцируются на нейроны, спонгиобласты - на астроциты и олигодендроциты, эпендимные - на эпендимоциты (на этом этапе онтогенеза клетки эпендимы могут образовывать нейробласты и спонгиобласты).

А-А"- уровень поперечного среза; а ‑ начальный этап погружения медуллярной пластинки и формирования нервной трубки: 1 ‑ нервная трубка; 2 ‑ ганглиозная пластина; 3 ‑ сомит; б ‑ завершение образования нервной трубки и погружение ее внутрь зародыша: 4 ‑ эктодерма; 5 ‑ центральный канал; 6 ‑ белое вещество спинного мозга; 7 ‑ серое вещество спинного мозга; 8 ‑ закладка спинного мозга; 9 ‑ закладка головного мозга

Рисунок 2 ‑ Закладка нервной трубки (схематичное изображение и вид на поперечном срезе)

При дифференцировке нейробластов отростки удлиняются и превращаются в дендриты и аксон, которые на данном этапе лишены миелиновых оболочек. Миелинизация начинается с пятого месяца пренатального развития и полностью завершается лишь в возрасте 5-7 лет. На пятом же месяце появляются синапсы. Миелиновая оболочка формируется в пределах ЦНС олигодендроцитами, а в периферической нервной системе - Шванновскими клетками.

В процессе эмбрионального развития формируются отростки и у клеток макроглии (астроцитов и олигодендроцитов). Клетки микроглии образуются из мезенхимы и появляются в ЦНС вместе с прорастанием в нее кровеносных сосудов.

Клетки ганглиозных валиков дифференцируются сначала в биполярные, а затем в псевдоуниполярные чувствительные нервные клетки, центральный отросток которых уходит в ЦНС, а периферический - к рецепторам других тканей и органов, образуя афферентную часть периферической соматической нервной системы. Эфферентная часть нервной системы состоит из аксонов мотонейронов вентральных отделов нервной трубки.

В первые месяцы постнатального онтогенеза продолжается интенсивный рост аксонов и дендритов и резко возрастает количество синапсов в связи с развитием нейронных сетей. Эмбриогенез головного мозга начинается с развития в передней (ростральной) части мозговой трубки двух первичных мозговых пузырей, возникающих в результате неравномерного роста стенок нервной трубки (архэнцефалон и дейтерэнцефалон). Дейтерэнцефалон, как и задняя часть мозговой трубки (впоследствии спинной мозг), располагается над хордой. Архэнцефалон закладывается впереди нее. Затем в начале четвертой недели у зародыша дейтерэнцефалон делится на средний (mesencephalon) и ромбовидный (rhombencephalon) пузыри. А архэнцефалон превращается на этой (трехпузырной) стадии в передний мозговой пузырь (prosencephalon) (рис. 1). В нижней части переднего мозга выпячиваются обонятельные лопасти (из них развиваются обонятельный эпителий носовой полости, обонятельные луковицы и тракты). Из дорсолатеральных стенок переднего мозгового пузыря выступают два глазных пузыря. В дальнейшем из них развиваются сетчатка глаз, зрительные нервы и тракты. На шестой неделе эмбрионального развития передний и ромбовидный пузыри делятся каждый на два и наступает пятипузырная стадия (рис. 1).

Передний пузырь - конечный мозг - разделяется продольной щелью на два полушария. Полость также делится, образуя боковые желудочки. Мозговое вещество увеличивается неравномерно, и на поверхности полушарий образуются многочисленные складки - извилины, отделенные друг от друга более или менее глубокими бороздами и щелями (рис. 3). Каждое полушарие разделяется на четыре доли, в соответствие с этим полости боковых желудочков делятся также на 4 части: центральный отдел и три рога желудочка. Из мезенхимы, окружающей мозг зародыша, развиваются оболочки мозга. Серое вещество располагается и на периферии, образуя кору больших полушарий, и в основании полушарий, образуя подкорковые ядра.

Рисунок 3 ‑ Этапы развития головного мозга человека

Задняя часть переднего пузыря остается неразделенной и называется теперь промежуточным мозгом (рис. 1). Функционально и морфологически он связан с органом зрения. На стадии, когда границы с конечным мозгом слабо выражены, из базальной части боковых стенок образуются парные выросты ‑ глазные пузыри (рис. 1), которые соединяются с местом их происхождения при помощи глазных стебельков, впоследствии превращающихся в зрительные нервы. Наибольшей толщины достигают боковые стенки промежуточного мозга, которые преобразуются в зрительные бугры, или таламус. В соответствии с этим полость III желудочка превращается в узкую сагиттальную щель. В вентральной области (гипоталамус) образуется непарное выпячивание ‑ воронка, из нижнего конца которой происходит задняя мозговая доля гипофиза ‑ нейрогипофиз.

Третий мозговой пузырь превращается в средний мозг (рис. 1), который развивается наиболее просто и отстает в росте. Стенки его утолщаются равномерно, а полость превращается в узкий канал - Сильвиев водопровод, соединяющий III и IV желудочки. Из дорсальной стенки развивается четверохолмие, а из вентральной - ножки среднего мозга.

Ромбовидный мозг делится на задний и добавочный. Из заднего формируется мозжечок (рис. 1) - сначала червь мозжечка, а затем полушария, а также мост (рис. 1). Добавочный мозг превращается в продолговатый мозг. Стенки ромбовидного мозга утолщаются - как с боков, так и на дне, только крыша остается в виде тончайшей пластинки. Полость превращается в IV желудочек, который сообщается с Сильвиевым водопроводом и с центральным каналом спинного мозга.

В результате неравномерного развития мозговых пузырей мозговая трубка начинает изгибаться (на уровне среднего мозга - теменной прогиб, в области заднего мозга - мостовой и в месте перехода добавочного мозга в спинной - затылочный прогиб). Теменной и затылочный прогибы обращены наружу, а мостовой - внутрь (рис. 1, 3).

Структуры головного мозга, формирующиеся из первичного мозгового пузыря: средний, задний и добавочный мозг - составляют ствол головного мозга (trùncus cerebri). Он является ростральным продолжением спинного мозга и имеет с ним общие черты строения. Проходящая по латеральным стенкам спинного мозга и стволового отдела головного мозга парная пограничная борозда (sulcus limitons) делит мозговую трубку на основную (вентральную) и крыловидную (дорзальную) пластинки. Из основной пластинки формируются моторные структуры (передние рога спинного мозга, двигательные ядра черепно-мозговых нервов). Над пограничной бороздой из крыловидной пластинки развиваются сенсорные структуры (задние рога спинного мозга, сенсорные ядра ствола мозга), в пределах самой пограничной борозды - центры вегетативной нервной системы.

Производные архэнцефалона (telencephalon и diencéphalon) создают подкорковые структуры и кору. Здесь нет основной пластинки (она заканчивается в среднем мозге), следовательно, и нет двигательных и вегетативных ядер. Весь передний мозг развивается из крыловидной пластинки, поэтому в нем имеются лишь сенсорные структуры (рис. 3).

Постнатальный онтогенез нервной системы человека начинается с момента рождения ребенка. Головной мозг новорожденного весит 300-400 г. Вскоре после рождения прекращается образование из нейробластов новых нейронов, сами нейроны не делятся. Однако к восьмому месяцу после рождения вес мозга удваивается, а к 4-5 годам утраивается. Масса мозга растет в основном за счет увеличения количества отростков и их миелинизации. Максимального веса мозг мужчин достигает к 20-29 годам, а женщин к 15-19. После 50 лет мозг уплощается, вес его падает и в старости может уменьшиться на 100 г.

Развитие головного мозга происходит из нервной трубки, а точнее из ростральной её части. Примерно 95% головного мозга это производная крыловидной пластинки. Для развития нервной ткани головного мозга необходимы матричные клетки, которые располагаются в желудочках мозга, а именно в эпендимном их слое. Эти клетки являются стволовыми клетками. Происходит интенсивное деление данных леток путем митоза и их миграция за границы эпендимного слоя. В этот период данные клетки разделяются на нейробласты, в последствии дающие нейроны и глиобласты, в последствии дающие клетки глии. Некоторое количество клеток не перемещается и образует эпендимный слой желудочков мозга.

Эмбриональное развитие головного мозга происходит на дорсальный стороне зародыша из наружного зародышевого листка. В данной части зародыша происходит формирование нервной трубки, которая утолщается в области головы. Далее развитие головного мозга проходит через несколько стадий: стадия трёх мозговых пузырей, стадия пяти мозговых пузырей. В начале четвёртой недели внутриутробного развития происходит формирование трёх пузырей из рострального конца нервной трубки: передний мозг, средний мозг и ромбовидный мозг (первичный задний мозг), в этом заключается стадия трёх мозговых пузырей. В период стадии пяти мозговых пузырей, которая начинается в начале девятой недели внутриутробного развития, происходит деление переднего мозга на конечный и промежуточный мозг. При этом средний мозг сохраняется, а ромбовидный мозг делится на задний мозг и продолговатый мозг.

В период с третьей по седьмую неделю внутриутробного развития в головном мозге формируется три изгиба: среднемозговой изгиб и мостовой изгиб, которые формируются одновременно и в одном направлении, после чего в противоположном направлении формируется шейный изгиб. В результате чего происходит зигзагообразное складывание линейного головного мозга. Во время роста происходит неравномерный рост стенок мозговых пузырей. В некоторых местах они утолщаются, а в некоторых остаются тонкими и проникают в полость пузыря, образуя сосудистые сплетения желудочков.

Мозговые желудочки, а также центральный канал головного мозга представляют собой остатки мозговых пузырей и нервной трубки. В ходе развития мозга каждый из пяти мозговых пузырей формирует свой отдел мозга. В мозге в результате этого развития выделяют пять его отделов: продолговатый отдел, задний отдел, средний отдел, промежуточный отдел и конечный мозг.

Следует отметить, что в эволюции передний мозг является более новым образованием чем средний и задний мозг. Это наложило свой отпечаток и на внутриутробное развитие мозга, когда сначала развивается задний мозг, затем средний и только потом передний.

Уже после рождения и до совершеннолетия в мозгу происходит усложнение нейронных связей.

Развитие головного мозга после рождения

После рождения у младенца сформированы полушария мозга и имеются извилины коры. С дальнейшим ростом происходят изменения формы, высоты и глубины извилин и борозд. После рождения наиболее развита височная доля, но по мере развития и роста в данной области происходит перестройка клеточной структуры.

К шестимесячному возрасту ребёнка обонятельная и гиппокамповая извилины смещаются медиально из-за роста височной доли на стыке с затылочной и теменной долями. На данном этапе развития верхняя височная извилина ещё не развита, борозды височной доли имеют малую глубину и заметно фрагментированы. Эти борозды нормальной формируются только к семи годам жизни.

Затылочная доля мозга по отношению к полушариям имеет малый размер, но не смотря на это имеет все извилины и борозды. Следует отметить, что у новорожденных теменной-затылочная и шпорная борозды выходят на латеральную часть поверхности полушария.

В нижней лобной и в нижнетеменной бороздах наблюдаются активные изменения ввиду образования множества мелких борозд. Примерно к 5-7 годам у ребёнка лобная доля мозга развивается до такой степени, что начинает прикрывать островок мозга. Это происходит когда окончательно развиваются речевые и двигательные функции.

В течении первого года жизни в центральных задней и передней извилинах происходит образование дополнительных глубоких борозд первого и второго порядка, а также происходит разобщение межтеменной борозды и постцентральной борозды.

Новорожденный не приспособлен к внешней среде, включая биологическую и социальную. Развитие головного мозга зависит от наследственных генных свойств, питания и характера влияния окружающего человеческого общества. Для полноценного развития нервной системы необходимо взаимодействие биологического и социального факторов. После рождения организм вступает в контакт с внешней средой, которая воздействует разнообразными раздражителями, оказывающими влияние на развитие центральной нервной системы. Постепенно толщина коры головного мозга увеличивается. Развитие клеточной структуры коры головного мозга осуществляется в основном до 13 лет. Несомненно, что структурная перестройка коры происходит на протяжении всей жизни человека, но в более позднем возрасте эти изменения еще не поддаются количественной и качественной оценке.

Различные области коры имеют свои структурные цитомиелоархитектонические особенности и, следовательно, неодинаковую степень возрастных изменений, которые рассматриваются только в специальной литературе. Примером динамики перестройки может служить кора центральной и постцентральной областей. В предцентральной области к 10 годам кора утолщается за счет развития клеток III и IV слоев. Только после 10 лет волокна этих клеток в основном миелинизируются. В постцентральной области к 10 годам число миелинизированных волокон увеличивается в 7 раз. Отмечено, что миелоархитектоника коры созревает позднее, чем тело нейрона или волокна. Полностью представить анатомические особенности коры и вскрыть связанный с этой перестройкой физиологический смысл пока невозможно. Чтобы понять эти взаимоотношения, необходимо изучать структуру мозга и его функцию на живом человеке на протяжении всего его онтогенеза. В настоящее время проведение такого исследования представляет сложную техническую задачу.

У новорожденного полушарие головного мозга, основные извилины коры уже сформированы (рис. 489). После рождения в соответствии с увеличением полушарий, утолщением коры изменяются форма, глубина и высота борозд и извилин.

Височная доля после рождения развита лучше, чем другие доли мозга, тем не менее в ней происходит заметная клеточная перестройка (рис. 490).

489. Рельеф полушария мозга новорожденного (по Ю. Г. Шевченко).

490. Возрастные особенности коры верхней височной извилины (поле 38).
а - новорожденного, б - ребенка 6 мес (по Conel).

Гиппокамповая и обонятельная извилины к 6 месяцу смещаются в медиальном направлении за счет роста височной доли на стыке с теменной и затылочной долями. Верхняя височная извилина не развита, а борозды височной доли неглубокие и фрагментированы; они оформляются только к 7 годам.

Затылочная доля пропорционально к полушариям относительно мала, но содержит все борозды и извилины. Только шпорная и теменно-затылочная борозды у новорожденных выходят на латеральную поверхность полушария.

Значительные изменения происходят в нижнетеменной и нижней лобной борозде за счет возникновения многих мелких дополнительных борозд. Только с совершенствованием речедвигательных функций у ребенка к 5-7 годам лобная доля развивается настолько, что прикрывает островок мозга.

В передней и задней центральных извилинах на первом году жизни возникают глубокие дополнительные борозды 1-го и 2-го порядка. Межтеменная борозда разобщается от постцентральной борозды.

Варианты извилин . С середины XIX века началось детальное изучение вариабельности извилин и борозд мозга человека. Многие исследователи описали их варианты у людей разного пола, возраста, различных рас и народностей; был использован и исторический эволюционный метод. При изучении вариантов строения мозга учитываются признаки стабильности, ветвистости, длина, глубина и форма борозд. Наиболее стабильными являются центральная, лобно-краевая, восходящая ветвь латеральной борозды, нижняя постцентральная, теменно-затылочная, шпорная, верхняя и средняя височная, теменно-затылочная борозды. Чаще изменяются верхняя предцентральная и постцентральная борозды.

С освобождением передних конечностей у человека их функция изменилась, особенно правой руки, что обусловило функциональную доминантность левого полушария головного мозга. В доминантном полушарии также локализуется механизм произвольной речи, а механизмы мышления расположены в обоих полушариях. Праворукость не является врожденной, а развивается только путем упражнения правой руки. В связи с неравномерностью функций и возникает приобретенная асимметрия формы и микроструктуры мозговых полушарий.

До рождения существует лишь один приоритет: защита развития мозга «в матке», ибо среда постепенно берет верх над генетическими факторами. Тонкий процесс, несовместимый с алкоголем и стрессом.

Всё начинается через три недели после зачатия, когда зародыш формируется в виде трех лепестков различных клеток, один из которых приступит к созданию наметки нервного канала. Этот примитивный канал будет усложняться, что даст в конце концов потрясающий инструмент - мозг, способный учиться, принимать решения, размышлять, творить, любить...

Этот процесс столь сложен, что для его завершения требуется не менее двадцати лет! Великое открытие нейронаук последнего десятилетия: мозг «в матке» не слеп, не глух к внешнему миру. Зародышевый мозг меняется не в наглухо закрытом пространстве. Конечно, давление генетики диктует календарь крупнейших событий, но давление среды меняет программу, заложенную в момент зачатия. Под средой следует понимать другие органы зародыша и материнскую и внематеринскую среду.

После исследования мозга зародышей у животных выявилось, что во время развития среда постепенно берет верх над генетической программой. Природа «чувствует», какие изменения надо вносить в зависимости от событий. Любой внешний фактор, действующий на зародыш, может иметь прямое воздействие на развитие его мозга.
Первое обязательное условие для будущей матери: прием фолиевой кислоты (витамин В9) даже до зачатия. Сегодня известно, что риск развития двух пороков нервного канала, миелоарафии и врожденного раздвоения позвоночника, может быть снижен ежедневным приемом 0,4 мг фолиевой кислоты. Более того, ее надо принимать в момент формирования этого канала, между 24 и 26 днем беременности, когда женщина еще может и не знать о ней. Поэтому прием витамина В9 необходим тогда, когда женщина готовится забеременеть.

Между 10 и 20 неделями беременности происходит нейрогенез: стволовые клетки, расположенные в нервном канале, размножаются и дифференцируются, образуя запас в 100 миллиардов нейронов. Затем происходит миграция между 12 и 24 неделями. Эти новые нейроны собираются в шесть расположенных друг над другом слоев. Это будущая кора головного мозга, слой извилин, который покрывает оба полушария мозга, вместилища всех развитых мозговых функций. Каждый нейрон запрограммирован на занятие определенного места и создания синапсов (зоны связей) с остальными нейронами. Потом в один прекрасный день пробегает искра. Электрический поток впервые пробегает по этим цепям. Мозг становится функциональным.

Все эти этапы крайне уязвимы. Нужно внимательно относиться ко всему, что поглощается, а алкоголь - наихудшее вещество. Он отрицательно действует на все этапы развития мозга и все типы клеток. Это вызовет у ребенка нежелательные симптомы: нарушения тонкой моторности, поведения, снижения КИ, и все это со временем только ухудшается. Порогового эффекта не существует. Метаболизм алкоголя у каждой женщины свой, и невозможно предсказать, каков порог уязвимости зародыша.

Еще одна опасность - стресс. Он делает хрупким мозг зародыша, удваивая количество гормонов стресса (один из них кортизол) в крови. И увеличивает риск преждевременных родов. А преждевременные роды - не идеальное решение для хорошего развития мозга. Родившиеся ранее 28 недель рискуют столкнуться с моторными, познавательными, поведенческими проблемами. Из детей, родившихся на 24-25 неделе, за которыми велось наблюдение до шести лет, у половины наблюдались серьезные отставания развития, у четверти - среднее, а четверть обошлась без последствий.

Как избежать подобных драм? Сейчас проходят тесты известной молекулы, мелатонина, которая способствует ремонту повреждений. Клинические испытания по преждевременно родившимся детям (до 28 недель) уже начались. Этим детям с момента рождения будет даваться мелатонин. Результаты будут получены через год.

ПРИОРИТЕТ СВЯЗЯМ

К количеству нейронов, которыми мы располагаем, добавляется качество сетей, которые мы создаем. Возврат к великим принципам мозговых механизмов.

Лексика

1. Серое вещество
Оно включает в себя клеточные тела нейронов и их дендриты, а также концевые разветвления аксонов. Именно здесь образуются синапсы.
Белое вещество
Оно соответствует миелиновой броне, которая покрывает аксоны. Аксоны собираются в сети, соединяющие различные зоны мозга между собой.
2. Нейрон
Функциональная единица нервной системы. Состоит из клеточного тела с ядром и разветвлениями: единственный аксон, который выдает электрический сигнал, многочисленные дендриты его принимают.
3. Миелин
Состоит из жирных кислот и образует оболочку вокруг аксона. Вместо постоянного потока, электрический импульс путешествует «скачками» между этими оболочками, ускоряя скорость распространения. В подростковом возрасте, возрасте всех перемен, он меняется с 0,5 м/с до 120 м/с.
4. Синапс
Зона функционального контакта, которая устанавливается между двумя нейронами или нейроном и клеткой (к примеру, мускульной). Благодаря синапсу, проходит нервный импульс.

Мозг специализируется

В Национальном Институте Психического Здоровья в один фильм были собраны трехмерные клише томографии людей в возрасте от 5 до 20 лет.

Впервые показано, что у подростков наблюдается потеря серого вещества. С 1991 г. каждые два года дети проходили томографию. Вывод: серое вещество находится на пике между 11 годами (девочки) и 13 годами (мальчики) потом снижается, а белое вещество увеличивается в объеме. Знак, что мозг специализируется (удаление связей) и становится более эффективным (миелинизация аксонов).

Вечная пластичность

Новые синапсы создаются постоянно с момента внутриматочной жизни до самой смерти под воздействием различных стимулов и обучения. Чем чаще через синапс проходит нервный импульс, тем сильнее он увеличивается в размерах и становится эффективней. Меньше использования, ниже эффективность. Возможно даже исчезновение.

Очень высокая скорость

Во время созревания мозга в течение детства и отрочества некоторые аксоны покрываются миелином ради резкого ускорения нервных импульсов.

От 0 до 10 лет - «Большой Взрыв» синапсов

Нейроны, полученные от рождения, стремятся установить связи: начинается великое обучение. Наилучшая стимуляция? Слово, родительская забота. Ловушка: телевизор и программы по «производству гениев».
У ребенка двух с половиной лет словарный запас равен 200 словам. Он уже говорит, задает родителям вопросы. Он исследует окружающий мир, до всего дотрагивается, не осознавая опасности. То карабкается на стул за пирожным в буфете, если терпит неудачу, требует, пока не добьется желаемого... В его черепе идет настоящее вулканическое извержение! В его возрасте в строящейся коре головного мозга ежесекундно возникают сотни миллионов синапсов. Его мозг переживает «Большой Взрыв» синапсов.

Представьте себе ткань в постоянной перестройке: 100 миллиардов нейронов, данных при рождении, не делятся, но выбрасывают аксонные ответветвления (передатчики), как щупальца в поиске многочисленных контактов для передачи нервных сигналов. Качество мозга определяется богатством связей. Можно ли способствовать этому процессу у ребенка? Да, отвечает наука, и, прежде всего, родительскими заботами. После рождения реакция некоторых генов усиливается на изменения внешнего мира. И здесь важнейшую роль играют родительские заботы. Было доказано, что у грызунов отсутствие матери или отца после рождения нарушает топологическое распределение синапсов некоторых нейронов лимбической коры (мозг эмоций). И это нарушение сохраняется у взрослой особи. Кроме того, богатство связей некоторых синаптических цепей, похоже, пропорционально объему материнских забот по отношению к новорожденному!

После первого этапа расширения наступает время сокращения синапсов. Мозг находится под воздействием последовательных волн производства и удаления синапсов. Каждая волна соответствует критическому периоду развития, когда облегчаются разные типы обучения - ходьба, язык, чтение, подвижность и т.д. Это продолжается до завершения подросткового периода...

Как только критический период завершается, индивидууму уже труднее обучаться. Первостепенная задача - стимуляция ребенка в эти критические периоды. Исследования, проведенные в сиротских приютах, показали, что дети, не получившие никакой стимуляции, страдают от задержек в развитии, которые трудно восполнить позже. Напротив, можно задать себе вопрос, а возможно ли ускорение развития?

В 1997 году Хиллари Клинтон, в бытность ее мужа президентом США, организовала конференцию «Обучение младенцев и мозг». На ней был поднят вопрос познавательного развития, вылившийся по ту сторону Атлантики в страстные дебаты. В заключение было решено подвигнуть родителей на тренировку своих детей путем музыкальных уроков, чтения вслух и многочисленных контактов.

Основной целью была стимуляция развития детей из неблагополучной среды. Но маркетинг, как всегда, одержал верх. Тут же появились диски с программами стимуляции младенцев. И теперь такие программы, как «Бэби Эйнштейн», «Бэби Мозг» и «Бэби Гений» продаются, словно горячие пирожки. К примеру, «Бэби Эйнштейн» предлагает для трехмесячных младенцев программу «побуждения к использованию моторных способностей» или «обучения малышей словам и языковым знакам», начиная с 9 месяцев. И родители усаживают малышей перед этими программами, думая, что этим улучшат их способности...

Заблуждение! В 2007 году появилось исследование в виде опровержения в «Журнале Педиатрии». После телефонного опроса 1000 родителей о времени, которое проводят перед телевизором их дети возрастом менее двух лет, и количеству слов, которые они узнали, упал нож гильотины: нет никакой корреляции между сидением перед телевизором и обучением языку. Хуже того - те, кто смотрел «бэби-программы», на 17% медленнее обучались языку, чем те, кто не смотрел.

Если быть точнее, усвоение словаря замедляется у младенцев в возрасте 8- 16 месяцев и не имеет негативных последствий у детей от 17 до 24 месяцев. Отчаиваться не стоит. Ничто не указывает, что видео ведет к постоянным повреждениям. Но лучше убрать диски, а достать ключи, горшки или кастрюльки, с которыми младенцы любят играть больше.

Что касается телевидения, оно может вызвать проблемы концентрации внимания и расстройства сна в возрасте до двух лет. Кстати, шведские педиатры запретили телевидение для этого возраста. Напротив, после пяти или шести лет соответствующие умные программы могут обеспечить стимуляцию.

Что же делать, чтобы стимулировать развитие мозга ребенка? Ответ: разговаивать с ним! Даже, когда он еще не может говорить, он картографирует язык по звукам, которые слышит. Младенцы похожи на компьютер без подключенной печати. Они не могут воспроизвести то, что складируют в голове. Более того, теория и исследования показывают, что ранние разговоры с младенцами являются подготовкой в их будущем развитии способностей к чтению. Родителям не стоит излишне рефлексировать. Наука предписывает делать то, что мы уже делаем с нашими детьми: разговаривать, играть, строить гримасы, интересоваться ими. Только надо найти время делать это.

С 10 до 18 лет - нервный поток набирает наивысшую скорость

Возраст, когда все ускоряется: формируется личность, и мозг принимает окончательную форму, отбирая нужные нейроны и связи. Эта фаза обычно совпадает с высокой уязвимостью индивидуума.

Подростки эгоцентричны, ленивы, иррациональны. Это «неблагодарный возраст», когда молодые интересуются видеоиграми, алкоголем и наркотиками... Таковы самые распространенные мнения по поводу этого периода перехода от детства к взрослой жизни. Реальность несколько иная.

Громадное большинство молодежи (80%) чувствуют себя хорошо и удовлетворены своим взрослением. Многие позже будут вспоминать об этом периоде как о самом счастливом. На самом деле половая зрелость является козырем. Это возраст интенсивного творчества, размышления, ума, даже гениальности, когда видишь, как молодежь осваивает новые технологии.

Возраст, когда формируется личность, а мозг мало-помалу обретает свою окончательную форму. И это происходит благодаря двум параллельным явлениям: устранению и миелинизации. До начала половой зрелости плотность синапсов поддерживается на самом высоком уровне. Более никогда у индивидуума не бывает такого количества синапсов. С момента половой зрелости начинается великое устранение синапсов. Например, у обезьян плотность синапсов уменьшается на 40%.

Почему такая гекатомба? Мозг освобождается от нейронов и связей, которые уже не нужны для развития цепей. Во время этой пластической операции лучшим для подростка будет обеспечение богатого взаимодействия с структурированной сенсорной и социокультурной средой, широко открытой новому.
Параллельно с синаптическим устранением происходит миелинизация, которая началась в детстве, а теперь усилилась и завершилась: аксоны, передаточные волокна нейронов, покрываются броней из миелина (богатого гликопротеином). Нервный поток будет двигаться вдоль аксона не в постоянном режиме, а перескакивая через броню. Результат: скорость передачи нервного потока переходит от 0,5 м/с к 120 м/с. Коляска превращается в болид!

Иначе говоря, мозг подростка отбирает наиболее полезные нейроны и связи, одновременно превращая кабели передачи в высокоскоростное оптоволокно: происходит специализация. Все эти явления, вначале обнаруженные у обезьян, были найдены и у человека. Нынешние томографические методы исследования проследили созревание мозга с 5 лет до взрослого состояния. Из этого ученые вывели гипотезу, что незрелость предлобной коры у подростка может объяснять характерные импульсивное и рисковое поведение. Есть какая-то несправедливость в ожидании, что подросток проявит организационные данные или умение принимать решения на уровне взрослого человека, пока его мозг не сформируется окончательно.

Но в августе прошлого года в этот сад был брошен камень. Было проведено трехгодовое исследование 91 молодого человека в возрасте от 12 до 18 лет, а их рисковое поведение оценивалось специальной анкетой. Их мозг обследовался специальным томографом, который визуализирует пучки миелинизированных аксонов, тонкую структуру белого вещества. Наблюдения показали, что вместо незрелой коры у рисковых подростков есть волокна белого вещества, которые больше похожи на такие же волокна у взрослых, чем на волокна более осторожных молодых. Это не меняет сути исследований, но добавляет в них новые сложности. Быть может, наиболее зрелые испытывают меньшую тоску, а потому более склонны идти на риск...

Правда, есть мнение, что эти исследование были заранее предсказуемы: подросток характеризуется своей любовью к риску. Но это неправда. Многие подростки не идут на риск. Даже в случае зависимости. Три четверти подростков не пьют. Для остальной четверти опасность для мозга велика. Такой подросток крайне уязвим, поскольку он еще формируется. И чем раньше он начинает пробовать алкоголь или наркотик, тем проблема серьезней.
В 2009 году было проведено исследование последствий избыточного потребления алкоголя для мозга. Проверили 36 молодых людей в возрасте от 16 до 19 лет, половина из которых побывали в состоянии крайнего опьянения. Все прошли тесты на томографе и познавательные тесты. Результат: есть повреждения белого вещества и ухудшение познавательных тестов у подростков, которые употребляют алкоголь.

Что касается конопли, была показана статистическая связь между потреблением наркотика и риском шизофрении у хрупких личностей. Наркотик также способствует развитию депрессии. В таком случае родителям и молодым следует обращаться в наркологическую консультацию. Но главное - надо сказать родителям, что, в противовес принятому мнению, они много значат для подростка. Секрет в том, чтобы адаптировать свое поведение к его возрасту. Держать за руку и сопровождать, но не направлять. А равнодушие равнозначно отказу от общения.

С 20 до 60 лет - постоянное обновление

Мозг продолжает создавать синапсы, которые свидеельствуют о высокой способности адаптации. Но для осуществления новых связей необходимо постоянно питать мозг.

После 30-40 лет при активной жизни наш мозг беспрестанно работает с утра до вечера, получает информацию, запоминает, анализирует, решает... и обеспечивает все ментальные функции: речь, мышление или память, а также занимается регулировкой жизненных функций (сердцебиение, дыхание кишечный транзит...) и осуществляет сенситивные функции. И все это без всякого напряжения! И только при возникновении трудностей - затруднения при нахождении слова, головокружение, головная боль - мы начинаем беспокоиться о своем здоровье. Тогда мы осознаем его нужды. Однако мозгом надо заниматься постоянно, если мы хотим сохранить его эффективность и помешать его разрушению.

Развитие мозга заканчивается к 25 годам. Основные цепи выстроились и стабилизировались, а предлобная доля, вместилище высших познавательных действий, окончательно созрела. В этом возрасте мозг выходит на пик своего могущества. Затем идетт спокойное угасание.

Начинается все с падением способностей к тонкому обучению (музыкальный инструмент, иностранный язык...). Ибо, в противовес устоявшемуся мнению, потеря нейронов в зрелом возрасте невысока. Она значительна лишь в случае нейродегеративных заболеваний.

Первая хорошая новость - у мозга есть ресурсы. Две зоны - по крайней мере - продолжают производить новые нейроны на уровне гиппокампа и обонятельной шишки, что обеспечивает мозгу относительную нейронную пластичность и некоторые восстановительные возможности.

Но самое главное - мозг не теряет своей удивительной способности изменять и создавать новые синапсы. Синаптическая пластичность, столь явная в детстве, покидает нас не полностью. У взрослого человека до самой смерти существует синаптогенез. Он позволяет постоянно прогрессировать и почти точно приспосабливаться к жизненным изменениям.

Именно связи обеспечивают функционирование мозга. Во время обучения повторяющиеся стимулы (жест, слово...) завершаются обменом ионов между соседними нейронами и созданием новых синапсов. Предположим, бухгалтер хочет стать краснодеревщиком: синапсы зон его моторной коры, соответствующей ловкости рук усилятся, а те, что были мобилизованы на расчет, ослабеют. Любой тип стимуляции способен включить изменение сетей связи.
Но чтобы эти новые связи состоялись, мозг надо поддерживать, кормить, тренировать, даже стимулировать. Как? У каждого ученого своя идея. Установка новых связей требует энергии, кислорода и главных питательных веществ. Лучше жить в интеллектуально богатой среде. Профессиональная жизнь, если она обеспечивает достаточное количество стимулов, также дает немало ингредиентов для поддержания мозга на уровне максимального функционирования. И чем больше исследуются различные аспекты мозга, тем лучше.

Некоторые люди в поисках наилучших достижений без колебаний прибегают к фармакологии. Известные психомоторные стимуляторы: кофеин, амфетамины, кокаин, а также новые молекулы (модафинил, ампакины или гистаминового ряда). Но действительно ли они стимулируют синапсы? Исследователи скептичны в этом вопросе. Ибо искусственно увеличить количество нейронов и связей нельзя. Есть, конечно, механизмы регуляции, которые поддерживают заданный уровень активности. Можно получить небольшое улучшение, но не стоит думать, что эти вещества являются «бустерами».

Кроме того, есть проблема зависимости от этих молекул, а также воздействие на остальную нервную систему. Что думать о модафиниле - молекуле, разработанной для борьбы с бессонницей, но широко используемой здоровыми людьми для сокращения периода сна? Кому известно ее влияние на личность, манеру видения других и мира? Эти молекулы воздействуют на систему вознаграждения, а те, в свою очередь, влияют на системы принятия решений.

Проблематичная игра в домино.

После 60 лет - работа обоих полушарий

Конечно, в определенном возрасте мозг становится менее реактивным. Но он сохраняет «познавательные резервы». И они должны стимулироваться для выполнения интеллектуальной активности.

Если человек уходит на пенсию, продолжая вести активную жизнь, у него все шансы избежать нейродегенеративных болезней.

Как интеллектуальная активность предохраняет мозг? Точно неизвестно, но существует гипотеза, которая находит все больше подтверждений. У мозга есть «познавательный резерв», способный в некоторой мере компенсировать повреждения, вызванные болезнью.

Что такое старение мозга? Прогрессивный процесс потери пластичности. Все мембраны нейронов, насыщенные липопротеинами, понемногу окисляются. Нервные клетки - в основном, аксоны - становятся жесткими, вызывая постепенное замедление передачи нервного импульса в цепи. Мозг становится менее гибким, менее реактивным. Он хуже обрабатывает информацию и плохо адаптируется к изменениям. Поэтому надо стараться избегать этого окислительного стресса мембран. Трудная борьба, но она возможна - в частности с помощью питания и интеллектуальной деятельности. Не стоит отправлять свои нейроны на склад после выхода на пенсию! Надо покупать книги и игры, могущие стимулировать мозг...

Десятиминутная «гимнастика для ума» за день положения дел не изменит. Бессмысленно надеяться, что легче вспомнишь место, куда накануне спрятал ключи, ежедневно заполняя решетку судоку... Ведь наша память работает, как комплекс отдельных модулей. При визуально-пространственном упражнении задействуется один модуль, а остальные находятся в ожидании. Но игры могут вызвать стресс в случае провала, а потому таких ситуаций следует избегать. Ведь каждый стресс повреждает нервные клетки, которые и так уже повреждены окислительным стрессом.
Еще одна обязательная вещь: поддерживать в порядке свои чувства. Старение чувств не облегчает дела. Когда ухудшается зрение, слух, человек самоизолируется и слабеет. Коррегируя сенсорный вход информации, к примеру, с помощью слухового аппарата, отрицательный эффект удается снизить. Все исследования показывают одно. Надо поощрять активность любого типа среди пожилого населения, а оно в наших обществах растет. Настоящий выбор здравоохранения, не имеющий побочных последствий.

КАК СТИМУЛИРОВАТЬ СВОИ СПОСОБНОСТИ

Хорошо спать, чтобы пребывать в бодром состоянии

Обязательное условие хорошего функционирования мозга - сон. Ибо для улучшения познавательных способностей надо быть... в бодром состоянии. Это позволяет возвращать синапсы в состояние покоя.

Сколько надо человеку, чтобы отдохнуть? Есть люди, спящие мало и спящие много. Это генетика. Но если вы спите менее семи часов, вы рискуете потерять в эффективности. Кривая достижений мозга имеет два пика: два часа после пробуждения и период с 14 до 18 часов, когда центральная температура тела достигает максимума. В остальное время у каждого могут быть потери бдительности, сонливое состояние в разгар дня.

Для борьбы с этим состоянием можно выпить одну-две чашки кофе в зависимости от веса и скорости пищеварения. Плазматический коэффициент быстро поднимается и остается максимальным 30-45 минут, но пробуждающий эффект ощущается через 10-15 минут. Стоит прибавить пятнадцатиминутную сиесту. И у вас на будущие 4-5 часов будет максимальная бдительность.

Избегать стресса, чтобы не было атрофии

Стресс высвобождает кортизол. Было доказано, что в избыточном окружении кортикоидов нейрон слабеет и даже дегенерирует. Поэтому при повторных воздействиях стресса некоторые зоны мозга повреждаются. Основное последствие - депрессия. Гипокапмп, связанный с запоминанием, атрофируется, а миндалина, ответственная за реакции страха, становится сверхактивной. Связи между орбитофронтальной зоной коры (цепь вознаграждения) и лимбические зоны (цепь эмоций) нарушаются, предлобная кора (размышление, организация) замедляет свою работу. Отсюда нехватка желания, неуверенность, гипермотивация...

Лучше лечить депрессию заранее, чтобы избежать повторных кризисов. Чем больше у человека депрессивных эпизодов, тем меньший стресс приводит к новой депрессии. В мозгу пожилого человека две зоны действительно теряют свои нейроны: гипокамп и черное вещество (контроль движений).

Это дегенеративное явление присутствует у всех. Для большинства людей существует вероятный познавательный резерв (вспомогательные нейроны). Но зачастую нейродегенерация нарастает, вызывая болезнь Паркинсона, телесное сумасшествие Леви или Альцгеймер. Стресс ускоряет эту дегенерацию на два-три года...

Психостимулянты - не уступайте искушению

Использовать не по назначению некоторые лекарства для увеличения уровня результатов? Слишком большой риск, начиная с метилфенидата хлоргидрата (риталин), который прописывается для лечения дефицита внимания с гиперактивностью ребенка после 6 лет. Он используется для увеличения уровня концентрации внимания.
При типичном воздействии амфетаминов мозг выделяет допамин - нейропередатчик, играющий ключевую роль в «системе вознаграждения», но побочным эффектом будет бессонница, расстройства настроения, тоска... и повышенный риск фармакологической зависимости.

Еще одна звезда психостимулянтов - модафинил. Его дают большим «соням», но его неправомерно используют для борьбы с недостатком сна, что приводит к мозговым расстройствам, бессоннице, головокружению, анорексии...
Новые вещества - ампакины. Это семейство, находящееся в стадии клинических испытаний, способствует лучшему прохождению нервного импульса путем активации рецепторов АМРА, присутствующих в нейронах. «СХ717» создано для поддержания бодрствующего состояния у солдат, лишенных сна. Побочные следствия еще не опубликованы…
Среди накротиков кокаин и амфетамины увеличивают уровень бодрствования, усиливая выброс допамина в мозг. Но ведут к сильнейшему привыканию, зависимости и серьезным последствиям в долгосрочном периоде.

Выбирайте необходимое меню

Богатое жирными кислотами

Мозг потребляет 20% энергии организма. Нейрон требует постоянной подачи кислорода (окислитель), глюкозы (горючее) и различных питательных веществ. Передача нервного импульса обеспечивается биологической мембраной нейрона, которая обволакивает клеточное тело и его разветвления, состоящие, в основном, из жирных кислот. Следовательно, режим питания, богатый жирными кислотами, поддерживает структуру мембран и передачу нервного импульса. Но нужны не любые жирные кислоты! Только основные жирные кислоты, альфа-линоленовая и линолиевая из семейства омега-3 и омега-6 (рыбий жир, кольза, орех...), являются эффективными.

Богатое сложными глюцидами

В отличие от «быстрых» сахаров (сладости) сложные глюциды, содержащиеся в зерновых, прежде всего - в хлебе и тесте, а также в белой фасоли и зеленом горошке, разлагаются медленно и поддерживают нормальный уровень глюкозы в крови в течение нескольких часов. Они должны входить в три еды ежедневно.

Чуть-чуть витамина С

Находящийся на кончиках нервных окончаний витамин С усиливает общение между нейронами. Рекомендуемая ежедневная доза содержится примерно в 100 г сырой брокколи (при варке половина разрушается) или в 160 г апельсина.

Много воды

Вода улучшает орошение мозга. Чтобы избежать усталости мозга, надо в день выпивать 1,5 л воды, адаптируясь к жаре и физическим занятиям. Вместо кофе лучше выпить два больших стакана воды, и через десять минут наступит улучшение.

Ничего «легкого»

Ужин должен содержать сложные глюциды, чтобы избежать ночной гипоглицемии, иначе ухудшится процесс запоминания.

Ничего слишком сладкого

По предвзятой идее - распространена среди студентов - надо пить энергетический напиток, якобы стимулирующий мозговые функции. Увы, употребление сладкого напитка за час до экзамена - чистая глупость, ибо сахар очень быстро поглощается, и мозг оказывается в реакционной гипоглицемии в момент, когда необходимы все его способности. Лучше выбрать сложные глюциды (в частности хлеб), чтобы уровень глюкозы в крови был на оптимальном уровне.