Страница 12 из 15
• Мозжечок – это область мозга, которая отвечает в первую очередь за сохранение равновесия и распределение нагрузки между мышцами, неосознаваемые навыки тела и телесную память.
• Продолговатый мозг является прямым продолжением спинного мозга. Через него проходят нервные пути, несущие информацию от всего тела и обратно, а также центры регуляции дыхания и кровообращения. При повреждении продолговатого мозга наступает быстрая смерть. С вышележащими отделами мозга он соединяется при помощи варолиева моста – отдела ствола головного мозга.
Нервные клетки
Главной структурной единицей центральной нервной системы является нервная клетка, или нейрон. Нейроны состоят из тела и нескольких отростков. Тела нейронов образуют серое вещество головного и спинного мозга, а длинные отростки, покрытые миелином, – белое. Серое вещество формирует кору головного мозга и нижележащие ядра, а белое – нервные пути – своего рода «провода», с помощью которых происходит «общение» между разными отделами мозга и другими структурами.
По последним данным, число нейронов в коре головного мозга составляет 14–16 миллиардов, в то время как число нервных клеток в составе мозжечка – 55–70 миллиардов [2].
Тело нейрона содержит множество трубочек, которые формируют клеточный скелет (цитоскелет): он помогает поддерживать форму нервной клетки, а также формирует своеобразные «рельсы», по которым пузырьки с нейромедиаторами доставляются к концам отростков. Существует два типа отростков – короткие (дендриты) и длинные (аксоны). Чаще всего нейроны имеют множество дендритов и только один аксон.
Аксоны могут передавать нервные импульсы на большие расстояния – к другим структурам мозга, в спинной мозг и к органам-мишеням. Как правило, в доставке импульса из мозга в «далекие регионы» и обратно участвуют несколько нейронов, расположенных выше или ниже «автора» импульса.
Концевой отдел аксона подходит к телу следующего участника цепочки, выбрасывает нейромедиатор в щель между концом отростка и телом (или отростком) другого нейрона. Эти «места встречи» называются синапсами[7]: здесь происходит преобразование электрического импульса в химический. Следующий нейрон «принимает» химический сигнал и вновь преобразует его в электрический, отправляя импульс к месту назначения.
Схема нейрона
Иногда на пути «посланца» к конечному пункту происходит несколько таких «пересадок» – подобная система позволяет поддерживать высокую интенсивность импульса, не позволяя ему угаснуть. Аксоны покрыты оболочкой из миелина, выполняющего роль электроизолятора. Миелин состоит из клеток глии, о чем будет сказано далее. Короткие отростки нейронов – дендриты – помогают осуществлять «локальную связь» между нейронами. Они лишены миелиновой оболочки. При помощи коротких и длинных отростков каждый нейрон оказывается связан с тысячами и десятками тысяч других нейронов и клетками-мишенями.
Нейроглия: система жизнеобеспечения и защиты мозга
Помимо нейронов – «базовых» клеток мозга, в состав нервной системы входят вспомогательные структуры – клетки нейроглии (глиальные клетки). Существует несколько разновидностей глиальных клеток: например, астроциты, олигодендроциты, макроглия, микроглия. В течение многих лет считалось, что число глиальных клеток превышает количество нейронов в 8–10 раз, однако сегодня доказано, что соотношение нейронов и клеток глии примерно одинаково [3].
Клетки нейроглии участвуют в образовании гематоэнцефалического барьера – фильтра, защищающего мозг от попадания микробов, некоторых клеток и токсинов. Также глиальные клетки формируют микросреду вокруг нейронов, участвуют в транспорте питательных веществ в нервные клетки и выведении отходов, образуют миелиновые оболочки и пр.
В кишечнике человека находится уникальное скопление нервных клеток – энтеральная нервная система (ЭНС). Иногда ее также называют кишечным или «брюшным» мозгом. Уникальность ЭНС, ее отличие от нервных скоплений в других органах связаны с целым рядом характеристик. Во-первых, она включает в себя около полумиллиарда нейронов! Во-вторых, ЭНС по структуре очень напоминает головной мозг. Здесь имеется несколько типов нейронов, способных принимать и отправлять сигналы и обеспечивать двигательную функцию мышц. Энтеральная нервная система располагает собственными глиальными клетками, которые, как и в головном мозге, питают нейроны и активируют иммунные механизмы. В-третьих, в кишечнике синтезируется огромное количество нейромедиаторов. Спектр собственных нейромедиаторов в ЭНС так же широк, как и в центральной нервной системе, причем более 90 % серотонина и 50 % дофамина, синтезирующегося в организме, вырабатывается именно в кишечнике. Практически все нейромедиаторы ЭНС имеют бактериальное происхождение.
Все эти факторы лежат в основе четвертой ключевой особенности ЭНС – ее автономности. В отличие от других звеньев нервной системы, кишечный мозг может функционировать без контроля со стороны центральной и периферической нервной системы даже при обширных повреждениях мозга. В то же время головной мозг и нервная система кишечника тесно связаны между собой, формируя ось «кишечник – мозг»[8]. Поэтому ЭНС не только регулирует работу пищеварительного тракта, но и оказывает влияние на весь организм.
Исследования показывают, что некоторые заболевания, поражающие мозг, например болезнь Паркинсона, ассоциированы с определенными изменениями кишечной микробиоты.
Ученые из Вашингтонского университета провели обзор 150 исследований и выяснили, что возрастная потеря клеток глии (перицитов), образующих гематоэнцефалический барьер, значительно повышает риск развития болезни Альцгеймера [4].
Клетки глии в составе гематоэнцефалического барьера выполняют роль «насосов», удаляющих из мозга токсичные бета-амилоидные белки, скопления которых являются одной из причин развития болезни Альцгеймера. Нарушение работы «насоса», вызванное возрастной потерей глиальных клеток, ускоряет темпы развития деменции. По мнению ученых, из-за снижения количества клеток глии в составе гематоэнцефалического барьера при старении мозг начинает, образно говоря, «вытекать», что ведет к развитию когнитивных нарушений.
Спинной мозг
Спинной мозг является частью центральной нервной системы человека и продолжением головного мозга. Он располагается в позвоночном канале и представляет собой длинный тяж, который в верхнем отделе переходит в продолговатый мозг. В центре тяжа находится спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Центральная часть спинного мозга представлена серым веществом, образованным телами нейронов, вокруг которого расположено белое вещество, образованное длинными отростками нейронов.
В составе белого вещества – нервные пути, по которым импульсы идут от головного мозга в спинной (нисходящие нервные пути) и обратно (восходящие нервные пути), а также происходит коммуникация между разными участками самого спинного мозга. Серое вещество содержит чувствительные и двигательные нейроны. Их отростки соединяются и образуют чувствительные и двигательные корешки, которые затем тоже, в свою очередь, соединяются и образуют спинномозговые нервы.
Спинной мозг выполняет проводниковую функцию – служит связующим звеном между головным мозгом и периферической нервной системой. В то же время некоторые процессы спинной мозг регулирует самостоятельно, без прямого участия головного мозга. Например, в случае прикосновения к горячему предмету мы отдергиваем руку рефлекторно – этот рефлекс формируется на уровне спинного мозга, движение происходит без участия сознания.
7
Синапсы разделяют на химические, электрические и смешанные. – Прим. ред.
8
Ось «кишечник – мозг» включает весь пул кишечных микроорганизмов (микробиоту), «кишечный мозг» и центральную нервную систему. – Прим. ред.