Функции отдела головного мозга: Головной мозг – строение и функции отделов в таблице (8 класс) — Детская музыкальная школа №2 имени А.П. Бородина

Содержание

Строение и функции отделов головного мозга — ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ

Головной мозг делится на пять отделов: продолговатый мозг, средний мозг, мозжечок, промежуточный мозг и большие полушария мозга.

От головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов (см. табл.).

Черепно-мозговые нервы и их функции

№	НАЗВАНИЕ	ФУНКЦИИ
I	Обонятельный	Афферентный обонятельный вход от рецепторов носа
II	Зрительный	Афферентный зрительный вход от клеток ганглиозного слоя сетчатки
III	Глазодвигательный	Эфферентный выход к четырем наружным мышцам глазного яблока
IV	Блоковый	Эфферентный выход к верхней косой мышце глаза
V	Тройничный	Основной афферентный вход от рецепторов лица
VI	Отводящий	Эфферентный выход к наружной прямой мышце глаза
VII	Лицевой	Эфферентный выход к мышцам лица и афферентный вход от части вкусовых рецепторов
VIII	Слуховой	Афферентный вход от рецепторов улитки внутреннего уха
IX	Языкоглоточный	Афферентный вход от части вкусовых рецепторов
X	Блуждающий	Основной нерв парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, кроме того, в его составе проходят эфферентные волокна к мышцам глотки и гортани, а также афферентные волокна от вкусовых рецепторов
XI	Добавочный	Эфферентный выход к мышцам шеи и затылка (трапециевидной, грудино-ключично-сосцевидной)
XII	Подъязычный	Эфферентный выход к мышцам языка

Продолговатый мозг является естественным продолжением спинного мозга, но сегментация у него выражена слабее, а нейронная организация более сложная, чем у спинного мозга.

Продолговатый мозг выполняет проводящую и рефлекторную функции. Через него проходят все пути, соединяющие нейроны спинного мозга с высшими отделами головного мозга, а также в нем лежат центры многих важнейших для жизни человека рефлексов. Так, в продолговатом мозге находится дыхательный центр. Его нейроны возбуждаются, посылая импульсы к мотонейронам спинного мозга; от них импульсы идут к межреберным мышцам и мышцам диафрагмы, заставляя их сокращаться. Происходит вдох. Здесь же, в продолговатом мозгу, расположен сосудодвигательный центр. Его нейроны, постоянно разряжаясь нервными импульсами, поддерживают оптимальный просвет артериальных сосудов, обеспечивая нормальное артериальное давление. Искусственное раздражение нейронов этого центра приводит к сужению артериальных сосудов и подъему давления, учащению сердцебиений.

В центральной части продолговатого мозга начинается ретикулярная формация ствола мозга — скопление огромного числа внешне хаотично расположенных нейронов. Нейроны ретикулярной формации имеют мощные связи со структурами переднего мозга — таламусом, гипоталамусом, лимбической системой, корой больших полушарий. Посылая импульсы в эти структуры, нейроны поддерживают передний мозг в бодрствующем состоянии. Поражение ретикулярной формации приводит к сонливости, потере сознания, летаргическому сну.

Мозжечок расположен на задней стороне ствола, позади продолговатого и среднего отделов мозга. Мозжечок состоит из червя (стволовой, наиболее древней части) и полушарий, разделенных бороздами на доли. Доли мелкими бороздками разделены на извилины. Полушария мозжечка покрыты трехслойной корой. В мозжечок поступает информация от всех двигательных систем и отделов больших полушарий, из среднего и спинного мозга. Основные функции мозжечка следующие:

1) регуляция позы тела и поддержание мышечного тонуса;

2) координация медленных произвольных движений с позой всего тела;

3) обеспечение точности быстрых произвольных движений.

При разрушении червя человек не может ходить и стоять, чувство равновесия нарушено. При поражениях полушарий мозжечка наблюдается снижение тонуса мышц, сильная дрожь конечностей, нарушение точности и быстроты произвольных движений, быстрая утомляемость. Нарушаются также речь и письмо.

Средний мозг, как и продолговатый, является частью ствола мозга. На поверхности его, обращенной к мозжечку, имеются 4 небольших бугорка — четверохолмие. Верхние бугры четверохолмия — центры первичной обработки зрительной информации, их нейроны реагируют на объекты, быстро передвигающиеся в поле зрения. Нижние бугры четверохолмия — центры первичной обработки слуховых стимулов. Нейроны этих центров реагируют на сильные, резкие звуки, приводя слуховую систему в состояние повышенной готовности. С буграми четверохолмия связан врожденный ориентировочный рефлекс на световой и звуковой раздражитель (поворот головы в стороны раздражителя).

В среднем мозге расположены важнейшие скопления нейронов, выполняющих двигательные функции — красное ядро и черная субстанция. Нейроны красного ядра вместе с нейронами мозжечка участвуют в поддержании тонуса мышц и координации позы тела. Нейроны черной субстанции содержат в качестве медиатора дофамин, а аксоны этих нейронов проходят в структуры переднего мозга.

При тяжелом заболевании — паркинсонизме — нейроны черной субстанции перестают вырабатывать дофамин и разрушаются. При этом человек теряет способность начинать произвольные движения, делается заторможенным, страдает также и эмоциональная сфера, может развиться слабоумие.

Промежуточный мозг состоит из таламуса (бугра), гипоталамуса (подбугровой области) и надбугровой области, в состав которой входит железа внутренней секреции эпифиз. Книзу от гипоталамуса на тонкой ножке расположена другая железа внутренней секреции — гипофиз.

Таламус является центром анализа всех видов ощущений, кроме обонятельных. Несмотря на небольшой объем (около 19 см3) в таламусе насчитывается более 40 пар ядер (скоплений нейронов) с разнообразными функциями. Специфические ядра анализируют различные виды ощущений и передают информацию о них в соответствующие зоны коры больших полушарий. Некоторые ядра таламуса являются продолжением ретикулярной формации ствола мозга и необходимы для активации структур переднего мозга.

Нижняя часть промежуточного мозга — гипоталамус — также выполняет важнейшие функции, являясь высшим центром вегетативных регуляций. Передние ядра гипоталамуса — центр парасимпатических влияний, задние — симпатических влияний. Медиальная часть гипоталамуса — главный нейроэндокринный орган, нейроны которого выделяют в кровь целый ряд регуляторов, влияющих на деятельность передней доли гипофиза. Кроме того, в этой области синтезируются важнейшие гормоны окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон). В гипоталамусе расположены также центры терморегуляции, голода и жажды (раздражение нейронов которых приводит к неукротимому поглощению пищи или воды), насыщения.

Таким образом, можно сказать, что гипоталамус необходим для обеспечения вегетативным сопровождением произвольной и непроизвольной соматической деятельности человека.

В толще белого вещества больших полушарий мозга расположен комплекс подкорковых мозговых ядер, получивших название лимбической системы. К лимбическим структурам относят гиппокамп, миндалевидный комплекс, перегородку.

Лимбическая система является главным эмоциональным центром мозга, обеспечивающим эмоциональную оценку ситуации, оценку возможных последствий этой ситуации и выбор одной из альтернативных форм поведения. В результате правильного выбора линии поведения организм должен прийти в соответствие со своими потребностями, например избежать опасности или обеспечить себя пищей и т. д.

Гиппокамп по своему происхождению является древней корой. Его функции — участие в оценке и запечатлении новой информации, то есть запоминании и обучении. У людей с разрушенным гиппокампом запоминание новой информации затруднено. Миндалевидный комплекс ядер лежит в глубине височных долей и тесно связан с гипоталамусом. В этой области расположены скопления нейронов, раздражение которых приводит к необузданной ярости, паническому страху. Обнаружены также центры удовольствия, при раздражении которых в организме начинают вырабатываться вещества, сходные с морфином.

В основании больших полушарий расположены подкорковые ядра (базальные ганглии), обеспечивающие связь между двигательными зонами коры больших полушарий и другими двигательными центрами мозга (среднего мозга, мозжечка и др. ). Важнейшая функция базальных ганглиев — запоминание сложных двигательных программ: ходьбы, бега, танцевальных движений, спортивных упражнений и т. д.

Филогенетически наиболее молодым образованием мозга является кора больших полушарий. Это слой серого вещества (то есть тел нейронов), покрывающий весь передний мозг. Многочисленные складки увеличивают поверхность коры. Общая поверхность коры человека составляет около 2400 см2, кошки — только 100 см2. Толщина коры — 1,5-4,5 мм, общий вес — 600 г. В состав коры входит около 109 нейронов, то есть большая часть всех нейронов нервной системы человека. Кора состоит из шести слоев, которые отличаются по составу клеток, функциям и т.д. Нейроны слоев с 1-го по 4-й главным образом воспринимают и обрабатывают информацию от других отделов нервной системы; 5-й слой является главным эфферентным и из-за своеобразной формы составляющих его нейронов называется внутренним пирамидным.

Глубокими бороздами кора каждого полушария делится на доли: лобную, теменную, затылочную и височную. Различные функции коры связаны с различными ее долями. Так, в области передней центральной извилины лобной доли расположены высшие центры произвольных движений, а в области задней центральной извилины — центры кожно-мышечной чувствительности. К настоящему времени кора подробно картирована и точно известны представительства каждой мышцы, каждого участка кожи в коре больших полушарий. Двигательные пути, идущие от правого и левого полушарий, перекрещиваются и управляют, следовательно, мышцами противоположной стороны тела.

В затылочной доле расположены высшие центры зрительных ощущений. Именно здесь формируется зрительное изображение. В этой доле расположены зрительные рецептивные поля различной сложности: нейроны одних реагируют на изменение освещенности, а других — анализируют контуры, перегибы и т. д.

В височных долях расположены высшие слуховые центры, содержащие различные виды нейронов: одни из них реагируют на начало звука, другие — на определенную частотную полосу звука, третьи — на определенный ритм и т. д.

Центры вкуса и обоняния расположены на внутренней поверхности височных долей.

В лобные доли приходит информация обо всех ощущениях. Здесь происходит ее суммарный анализ и создается целостное представление об образе. Поэтому эту зону коры называют ассоциативной. Именно с этой областью коры связана способность к обучению. Если лобная кора и гиппокамп разрушены, то не возникает ассоциаций между видом предмета и его названием, между изображением буквы и звуком, который она обозначает. Обучение становится невозможным.

Вся деятельность человека находится под контролем коры больших полушарий. Информация обо всем, что происходит в организме или вокруг него, в конечном итоге обязательно поступает в кору. Таким образом, кора больших полушарий обеспечивает взаимодействие организма с окружающей средой и является материальной базой для психической деятельности человека.

Головной мозг, его строение и функции.

Головной мозг находится в мозговом отделе черепа, который защищает его от механических повреждений. Снаружи он покрыт мозговыми оболочками с многочисленными кровеносными сосудами. Масса головного мозга у взрослого человека достигает 1100–1600 г. Головной мозг можно разделить на три отдела: задний, средний и передний.

К заднему относятся продолговатый мозг, мост и мозжечок, а к переднему – промежуточный мозг и большие полушария. Все отделы, включая большие полушария, образуют ствол мозга. Внутри больших полушарий и в стволе мозга имеются полости, заполненные жидкостью. Головной мозг состоит из белого вещества и виде проводников, соединяющих части мозга между собой, и серого вещества, расположенного внутри мозга в виде ядер и покрывающего поверхность полушарий и мозжечка в виде коры.

Функции отделов головного мозга:

Продолговатый – является продолжением спинного мозга, содержит ядра, управляющие вегетативными функциями организма (дыхание, работа сердца, пищеварение). В его ядрах расположены центры пищеварительных рефлексов (слюноотделения, глотания, отделения желудочного или поджелудочного сока), защитных рефлексов (кашель, рвота, чихание), центры дыхания и сердечной деятельности, сосудодвигательный центр.
Мост – продолжение продолговатого мозга, через него проходят нервные пучки, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным. В его веществе лежат ядра черепно-мозговых нервов (тройничного, лицевого, слухового).
Мозжечок находится в затылочной части головы позади продолговатого мозга и моста, отвечает за координацию движений, поддерживание позы, равновесия тела.
Средний мозг соединяет передний и задний мозг, содержит ядра ориентировочных рефлексов на зрительные и слуховые раздражители, управляет тонусом мышц. В нем пролегают проводящие пути между другими отделами мозга. В нем находятся центры зрительных и слуховых рефлексов (осуществляет повороты головы и глаз при фиксации зрения на тот или иной объект, а также при определении направления звука). В нем находятся центры, управляющие простыми однообразными движениями (например, наклоны головы и туловища).
Промежуточный мозг расположен впереди среднего, получает импульсы от всех рецепторов, участвует в возникновении ощущений. Его части согласуют работу внутренних органов и регулируют вегетативные функции: обмен веществ, температуру тела, кровяное давление, дыхание, гомеостаз. Через него проходят все чувствительные пути к большим полушариям мозга. Промежуточный мозг состоит из таламуса и гипоталамуса. Таламус выполняет роль преобразователя сигналов, идущих от сенсорных нейронов. Здесь сигналы обрабатываются и передаются в соответствующие отделы коры больших полушарий. Гипоталамус это главный координирующий центр вегетативной нервной системы, в нем находятся центры голода, жажды, сна, агрессии. Гипоталамусом регулируется кровяное давление, частота и ритм сердечных сокращений, ритм дыхания и деятельность других внутренних органов.
Большие полушария – наиболее развитый и крупный отдел головного мозга. Покрыты корой, центральная часть состоит из белого вещества и подкорковых ядер, состоящих из серого вещества – нейронов. Складки коры увеличивают поверхность. Здесь находятся центры речи, памяти, мышления, слуха, зрения, кожно-мышечной чувствительности, вкуса и обоняния, движения. Деятельность каждого органа находится под контролем коры. Число нейронов в коре головного мозга может достигать 10 млрд. Левое и правое полушария соединены между собой мозолистым телом, представляющим собой широкий плотный участок белого вещества. Кора больших полушарий имеет значительную площадь из-за большого числа извилин (складок).
Каждое полушарие делят на четыре доли: лобную, теменную, височную и затылочную.

Клетки коры выполняют различные функции и поэтому в коре можно выделить три типа зон:

Сенсорные зоны (получают импульсы от рецепторов).
Ассоциативные зоны (перерабатывают и хранят получаемую информацию, а также вырабатывают ответ с учетом прошлого опыта).
Двигательные зоны (посылают сигналы органам).
Взаимосвязанная работа всех зон позволяет человеку осуществлять все виды деятельности, от их работы зависят такие процессы, как обучение и память, ими определяются свойства личности.

особенности роста и развития у детей

От простого к сложному

Нервная система малыша развивается поэтапно, с каждым днём она становится всё более сложной. Примерно на 15-й день после зачатия образуются первые нервные клетки, которые в дальнейшем будут управлять всем организмом. Развитие головного и спинного мозга, а также всей нервной системы ребёнка начинается с формирования нервной трубки. Это полоса нервных клеток, которая неравномерно растёт. В области головы она образует пузырьки, которые затем станут головным мозгом. В остальных частях тела полоса изгибается — это будущие отделы спинного мозга.

На 22-й день после зачатия головной и спинной мозг малыша ещё ничем не защищены³. Кости, образующие череп и позвоночник, появятся позднее. Но так как ребёнок ещё находится в твоей матке и плавает в околоплодных водах, он надёжно оберегается от травм и сотрясений. К концу первого месяца в области головы малыша можно увидеть три мозговых пузыря: передний, средний и задний. На шестой и седьмой неделях передний и задний пузыри раздваиваются и из трёх пузырей получается пять.

В дальнейшем передняя пара развивается в большие полушария головного мозга и промежуточный мозг (таламус и гипоталамус). Средний мозговой пузырь превратится в средний мозг, которому природа «поручила» выполнение большого количества жизненно важных функций: он отвечает за зрение, слух, контроль движений, регуляцию циклов сна и бодрствования, ориентировочные, защитные и оборонительные рефлексы, концентрацию внимания, болевую чувствительность, репродуктивное поведение и температуру тела.

Задний мозговой пузырь станет ромбовидным мозгом, основные функции которого — контроль дыхания и кровообращения, передача информации из спинного мозга в головной, координация движений, регуляция равновесия и мышечного тонуса.

Когда формируется нервная система, внутриутробное развитие становится очень тонким процессом, на который влияют любые негативные изменения. Поэтому так важно, чтобы ты оберегала себя от заболеваний и стресса, регулярно проходила профилактические осмотры и прислушивалась к советам врачей. Посещение акушера-гинеколога и соблюдение его рекомендаций — залог того, что твой малыш будет правильно развиваться и хорошо себя чувствовать с первых дней его внутриутробной жизни⁴.

Чему учится твой малыш

На шестой и седьмой неделях беременности параллельно с головным и спинным мозгом формируется периферическая нервная система ребёнка: в ней уже можно различить самые крупные черепно-мозговые нервы⁵. Они нужны, чтобы мозг малыша оперативно собирал и обрабатывал информацию, полученную от всех частей его тела. К этому времени у него начинают развиваться и другие крупные системы органов: бьётся сердце, печень создаёт первые клеточки крови, растут почки. Также у ребёнка растут ручки и ножки, формируются глаза и уши, малыш уже становится похожим на тебя. С каждым днём он всё больше совершенствуется, постоянно учится новому.

Во втором триместре беременности развитие продолжается: малыш уже слышит твой голос и все внешние шумы, активно исследует при помощи рук своё тело и окружающую среду. Он трогает пуповину, сосёт большой палец, у него развиваются необходимые в будущем рефлексы. Он координирует движения конечностей, ежедневно тренируется. Ты уже чувствуешь его ритмичные пинки и толчки изнутри. Также во втором триместре кроха начинает открывать глаза, теперь он может испугаться яркого света и вздрогнуть.

Во втором триместре также начинается процесс миелинизации. Это «защитная изоляция» для каждого нерва, она улучшает его работу, чтобы твой малыш быстро учился новому. К моменту родов процесс миелинизации не завершается полностью, он продолжается и в течение первых лет жизни ребёнка. На пятом месяце беременности большие полушария мозга ещё гладкие, но когда твой кроха появится на свет, на них уже будут извилины и борозды.

Развитие головного мозга: полезные занятия

Учёные считают, что на формирование нервной системы ребёнка положительно влияют прослушивание классической музыки, просмотр произведений искусства, чтение книг, твой ласковый голос. Каждую свободную минутку старайся развивать нервную систему малыша. Как можно больше читай, в том числе и вслух, чтобы тебя было слышно, любуйся прекрасным, наслаждайся приятными мелодиями. Твои положительные эмоции крайне важны для развития мозга и всей нервной системы твоего ребёнка.

После 30-й недели, когда начинается декретный отпуск, можно запланировать программу культурных мероприятий: посещение выставок, музеев или выезды на природу. Однако посоветуйся с врачом и узнай, какие мероприятия стоит исключить из списка. Так, длительное стояние, подъёмы по крутым лестницам или нахождение в шумных помещениях стоит исключить.

Строение и функции заднего мозга — Блог Викиум

ЦНС человека разделена на отделы, которые тесно взаимодействуют друг с другом и поддерживают жизнедеятельность организма. Основная задача заднего мозга состоит в том, чтобы контролировать двигательную функцию. В этой статье вы узнаете, что включает в себя задний мозг и ознакомитесь с краткой классификацией рефлексов, в которых участвует задний мозг.

Строение и функции

Задний мозг начинает развиваться в период внутриутробного развития. Он представлен в виде ядра, от которого начинают развиваться мозжечок и мост. Строение и функции заднего мозга были изучены благодаря проведению множества исследований.

Задний отдел центральной нервной системы состоит из продолговатого отдела и заднего мозга. Вторая структура состоит из варолиева моста и мозжечка. Задняя часть ЦНС принимает активное участие в рефлекторной деятельности благодаря наличию нервных пучков и черепных нервов. Основной задачей пучков является распознавание положения тела в пространстве, а также ощущение особенности движений.

Классификация рефлексов

Задний мозг выполняет следующее:

Отвечает за тактильные ощущения. При повреждении волокон появляются резкие боли и кровяные пятна на коже.
Обеспечивает работу глазодвигательной мускулы. Если происходит повреждение волокон, это приводит к нарушению зрения.
Обеспечивает мимику. В случае повреждения волокон мимика полностью отсутствует.
Контролирует слух и вестибулярный аппарат. Повреждения влекут за собой потерю слуха и нарушение равновесия.
Следит за глотательной функцией. В случае повреждения глотать становиться очень трудно.
Контролирует работу органов в грудном отделе и области живота. При повреждении могут наблюдаться проблемы с внутренними органами.
Отвечает за языковые движение. При повреждении мышцы языка ослабевают.

Функциональные особенности варолиева моста

Мост состоит из нервных волокон и представлен в виде небольшого валика. Главной особенностью этой структуры является передача информации от задней части в передний мозг. Варолиев мост способен передавать импульсы в обе стороны, благодаря чему задний отдел связан с другими структурами. В функциональном составе моста представлены следующие рефлексы:

моргание;
чихание;
кашель.

Функции мозжечка

Мозжечок располагается в заднем мозге в задней полости черепной ямки. Физиология мозжечка напоминает две большие дольки в виде полушарий. К главным функциям можно отнести двигательную, направленную на координацию движений.

Функции продолговатого мозга

Проводником информации в заднем мозге является продолговатая часть. Эта структура располагается в спинном отделе ЦНС и отвечает за дыхание. В случае повреждения центра возможен летальный исход. Также возможны нарушения координации и равновесия.

При помощи пучков в луковице происходит связь спинного мозга с другими отделами. В продолговатом мозге находятся полюса, которые отвечают за выработку разнообразных секретов. Продолговатая часть к моменту рождения развита частично, а с возрастом обретает особенности. Функционировать в полной мере продолговатая часть головного мозга начинает с 7 лет.

Заботьтесь о здоровье мозга и поддерживайте его активность. Ежедневно используйте тренажеры Викиум, с помощью которых можно эффективно тренировать память, внимательность и другие когнитивные функции.

Читайте нас в Telegram — wikium

Этот белок может улучшить работу мозга без упражнений

Барабанная дробь пользы для мозга от упражнений может показаться знакомой. Большинство из нас знает, что дальнейшее развитие может означать улучшение психического и неврологического здоровья. Но что, если, понимая эти биохимические процессы, мы сможем получить весь этот прирост мозга, не испытывая боли при физической нагрузке? Эксперименты на мышах уже продемонстрировали возможность такого сокращения. И есть намек на то, что результаты на грызунах могут работать и на людях.

Когда плазма хорошо тренированных мышей вводится их неактивным собратьям, у сидячих грызунов улучшается память и уменьшается воспаление мозга. Кровь олимпийских спортсменов не собирается переливаться в подлокотники диванов — по крайней мере, пока. Но у людей с легкими когнитивными нарушениями, которые занимаются спортом в течение шести месяцев, наблюдается повышение уровня ключевого белка, обнаруженного в плазме мыши-бегуна. Тот же самый белок может шептать свое химическое сообщение через печально известный гематоэнцефалический барьер и запускать противовоспалительные процессы в головном мозге.

Эти результаты, опубликованные 8 декабря в журнале Nature , , предлагают новые подробности о том, как упражнения приносят пользу мозгу и как молекулы, усиленные физической активностью, взаимодействуют через строгого привратника органа. Результаты также намекают на удивительную роль печени и систем, препятствующих свертыванию крови, в этих эффектах и, возможно, указывают путь к футуристическому сценарию упражнений в таблетках или, возможно, инъекции плазмы.

«Кусочки головоломки соединяются», — говорит Саул Виледа, доцент кафедры анатомии Калифорнийского университета в Сан-Франциско, об этих намёках на участие мультисистем в воздействии упражнений на мозг.Виледа, который не участвовал в новом исследовании, и его коллеги ранее идентифицировали белок в плазме тренированных мышей, который обновлял нейроны в стареющем мозге мыши. «Мы начинаем выявлять факторы в крови, которые могут воздействовать на различные аспекты упадка или патологии, и этот действительно подчеркивает факторы крови, влияющие на воспаление в головном мозге», — говорит он. «Слово, которое все время приходит мне в голову, -« конвергенция ».

На пути к конвергенции специалисту по поведению Зурин де Мигель, ныне доценту Калифорнийского государственного университета в Монтерей-Бей, и ее коллегам из Стэнфордского университета и Департамента по делам ветеранов системы здравоохранения Пало-Альто сначала пришлось разрешить мышам тренироваться.У животных выкачивали сердце в течение 28 дней, а затем их плазму переносили мышам, которые в это время не касались бегового колеса. У животных-реципиентов улучшились обучаемость и память после того, как они получили «плазму бегуна». Их мозг, в свою очередь, активизировал гены, которые вырабатывали белки, которые улучшали память и обучение, и демонстрировали ослабленную воспалительную реакцию. Когда исследователи намеренно вызывали воспаление мозга у животных, плазма мыши-бегуна также подавляла эту реакцию.

Затем группа исследовала, что содержится в плазме бегунов. Они обнаружили повышенный уровень белков, препятствующих свертыванию крови, в том числе одного под названием «кластерин», который помогает очищать клетки от мусора. Обнаружив этот белок, исследователи проверили эффект удаления его из плазмы бегунов. Мозг мышей, ведущих сидячий образ жизни, получающих плазму без кластерина, проявляет гораздо меньшую противовоспалительную активность.

Команда также обнаружила, что кластерин легко прикрепляется к клеткам, которые образуют гематоэнцефалический барьер.Когда они имитировали эффекты физической активности, вводя белок в кровообращение мышей, генетически модифицированных для нейродегенеративного заболевания, воспаление головного мозга животных также уменьшилось.

Наконец, исследователи хотели выяснить, вызывают ли физические упражнения повышение кластерного уровня у людей. Они измерили белок у 20 ветеранов с легкими когнитивными нарушениями до и после шести месяцев структурных физических нагрузок и обнаружили, что его уровни увеличились.

Де Мигель отмечает, что в исследовании, проведенном ею и ее коллегами, результаты несколько различались между самцами и самками мышей.Несмотря на схожие профили белков, препятствующих сгущению белка, у мужчин и женщин, самки показали большую изменчивость. По словам де Мигеля, производимые ими гормоны могут влиять на факторы, препятствующие свертыванию крови, и возможность того, что некоторые самки мышей находились в стадии сексуальной восприимчивости во время исследования, может объяснить эту большую вариабельность.

Эксперимент иллюстрирует растущее признание зависимости мозга от помощи извне нейронной бесполетной зоны. По словам авторов, наиболее вероятными источниками кластерина являются печень и сердце.По словам де Мигеля, результаты указывают на то, что оба органа являются источниками полезных молекул в результате физических упражнений. «Кажется, все они перекликаются с мозгом», — добавляет она.

Виледа говорит, что работа его группы с «беговой плазмой» у стареющих мышей также затрагивает печень. Этот орган вырабатывает фермент, связанный с когнитивными улучшениями у животных, и этот же фермент был увеличен в крови пожилых активных людей. Связь с печенью «нас удивила, потому что обычно это не то, на чем вы сосредотачиваетесь, когда думаете о физических упражнениях», — говорит он.Что касается связи с печенью, «эти механизмы начинают сходиться и переходить в одно и то же пространство».

Хотя физическая активность тесно связана с хорошим здоровьем, можно переусердствовать. Есть намеки на то, что некоторые люди, которые часто занимаются очень тяжелой физической активностью, могут иметь повышенный риск развития бокового амиотрофического склероза. «Есть информация, что слишком много упражнений может ослабить часть вашего иммунного ответа и сделать вас восприимчивым к оппортунистическим инфекциям», — говорит де Мигель.

Как «бегунья плазма» будет использоваться в качестве терапии, если эти эффекты у мышей сохранятся и у людей? «Сейчас у меня больше надежды, чем когда я начинал свою лабораторию, потому что было трудно думать об идентификации всех этих факторов», — говорит Виледа. «Но теперь у нас есть кандидаты, и когда они у вас есть, вы можете начать думать о разработке малых молекул».

Де Мигель говорит, что первым возможным шагом может быть проверка того, какие протоколы упражнений вызывают наибольшее увеличение количества белков, которые полезны для мозга.Как и в случае с мышами, кто-то, кому нужны стимулирующие мозг физические упражнения, мог просто получить инъекцию «плазмы бегуна», чтобы получить прирост бегуна без последующей боли.

У марафонских мышей подсказки, показывающие, как упражнения приносят пользу мозгу.

Если вы дадите мышке колесо, она будет бегать, бегать и бегать: от 4 до 6 миль каждую ночь, марафон каждые несколько дней. Все эти удары лапами приносят пользу мозгу существа — больший кровоток, больше нейронов, лучшая навигация и память.А если перелить кровь этой хорошо натренированной мыши мыши, ведущей малоподвижный образ жизни, она получит такой же прирост работы мозга, как если бы пушистый маленький бездельник сам прошел все эти мили.

Изучая, что происходит с этими мышами, исследователи из Стэнфордского университета теперь обнаружили единственный белок, который, кажется, обеспечивает когнитивные преимущества регулярных упражнений, преимущества, которые ученые давно наблюдали, но только недавно начали понимать. Названный кластерином, это последняя молекула, выделенная в гонке за составление карты сложной сети химических сигналов, которые превращают время на беговой дорожке во время, возвращаемое на биологические часы вашего мозга.Это открытие, хотя и предварительное, может проложить путь к лечению воспаления мозга, замедляющему прогрессирование нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Разблокируйте эту статью, подписавшись на STAT +, и получите первые 30 дней бесплатно!

НАЧАТЬ

Что это?

STAT + — это служба подписки STAT премиум-класса для углубленного освещения и анализа биотехнологий, фармацевтики, политики и науки о жизни.Наша отмеченная наградами команда освещает новости с Уолл-стрит, разработки политики в Вашингтоне, первые научные открытия и результаты клинических испытаний, а также сбои в сфере здравоохранения в Кремниевой долине и за ее пределами.

Что включено?

Ежедневная отчетность и анализ
Наиболее полный обзор отрасли от мощной команды репортеров
Информационные бюллетени только для подписчиков
Ежедневные информационные бюллетени, информирующие вас о самых важных отраслевых новостях дня
STAT + разговоры
Еженедельные возможности для общения с нашими репортерами и ведущими отраслевыми экспертами в видеочате в режиме реального времени
Эксклюзивные отраслевые мероприятия
Премиум-доступ к сетевым мероприятиям только для подписчиков по всей стране
Лучшие репортеры отрасли
Самый надежный отдел новостей в сфере здравоохранения с хорошими связями
И многое другое
Эксклюзивные интервью с лидерами отрасли, профили и инструменты премиум-класса, такие как наш CRISPR Trackr.

Взаимодействие с белками вызывает воспаление в головном мозге

PQBP1 функционирует в микроглии головного мозга, которая соответствует дендритным клеткам или части макрофагов, регулирующих врожденную иммунную систему, как внутриклеточный рецептор для кДНК ВИЧ и белков тау-белка аналогичным образом. Фото: Отделение невропатологии, TMDU.

Подобно тому, как система домашней безопасности может предупредить домовладельца о присутствии злоумышленника, белок, называемый полиглутамин-связывающим белком-1 (PQBP1), обнаруженный в клетках мозга, может предупреждать организм о присутствии «вторгающихся» вирусов, таких как вирус иммунодефицита человека ( ВИЧ).Теперь японские исследователи пролили новый свет на роль PQBP1 в обнаружении дисфункциональных белков, связанных с нейродегенеративными расстройствами.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications , исследователи из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) выявили роль внутриклеточного рецептора PQBP1 в ответе на тау-белок, обнаруживаемый в основном в нейронах, который играет ключевую роль в прогрессировании. нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера.

Ранее было показано, что

PQBP1 воспринимает и связывает ДНК ВИЧ и запускает иммунный путь, известный как путь cGAS-STING, для инициирования воспалительной реакции. Хотя также было показано, что PQBP1 взаимодействует с дисфункциональными белками, такими как те, которые участвуют в нейродегенеративном расстройстве, болезнь Хантингтона, специфическая роль PQBP1 в нейродегенеративных воспалительных реакциях остается неясной. Чтобы лучше понять эту взаимосвязь, исследователи из TMDU решили выяснить природу взаимодействия между PQBP1 и Tau.

«Охарактеризовав взаимосвязь между PQBP1 и тау-белком, мы смогли выяснить механизм воспаления в головном мозге, который действует как при вирусной инфекции, так и при нейродегенеративном заболевании», — говорит старший автор исследования Хитоши Окадзава.

Белок тау включается в микроглию с помощью рецептора поверхности клетки LRP1, а затем связывается с PQBP1, чтобы активировать путь cGAS-STING и экспрессию провоспалительных генов. Между тем, связывание тау-белка с TREM2 активирует другой сигнальный путь.Фото: Отделение невропатологии, TMDU.

Исследователи провели анализ in vitro с использованием микроглии, которая представляет собой экспрессирующие PQBP1 иммунные клетки, обнаруженные в головном мозге, чтобы продемонстрировать, что тау-белок взаимодействует с PQBP1 и что это взаимодействие вызывает иммунный ответ через активацию пути cGAS-STING. Их исследование показало, что путь PQBP1-cGAS-STING функционирует параллельно с TREM2-опосредованным путем, мутации которого, как известно, связаны с болезнью Альцгеймера генетически.

Они продолжили использовать модель мышей, в которой PQBP1 был условно инактивирован в микроглии, чтобы показать, что экспрессия PQBP1 необходима для индуцированного тау воспалительного ответа in vivo.

«Мы были рады обнаружить, что инактивация PQBP1 в микроглии на мышиной модели снижает воспаление мозга в ответ на инъекцию тау-белка в мозг», — говорит Окадзава.

Команда также обнаружила, что мутации в областях связывания PQBP1 тау-белка уменьшают воспаление в головном мозге в ответ на инъекцию тау-белка.Эти данные показывают, что PQBP1 может представлять собой потенциальную мишень для разработки терапевтических средств для лечения нейродегенеративных заболеваний, опосредованных тау-белком.

Ранние изменения регуляции генов синапсов могут вызвать болезнь Альцгеймера

Дополнительная информация: Мейхуа Джин и др., Тау активирует микроглию через путь PQBP1-cGAS-STING, способствуя воспалению мозга, Nature Communications (2021).DOI: 10.1038 / s41467-021-26851-2

Предоставлено Токийский медицинский и стоматологический университет

Ссылка : Тау и PQBP1: взаимодействие белков вызывает воспаление в головном мозге (2021, 8 декабря) получено 9 декабря 2021 г. с https: // medicalxpress.ru / news / 2021-12-tau-pqbp1-протеин-взаимодействие-воспаление.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Установлено, что 10 минут умеренного бега трусцой улучшают настроение и работу мозга

Исследования продолжают открывать удивительные способы, которыми физическая активность может улучшить наше самочувствие, включая то, как различные формы упражнений могут принести уникальную пользу мозгу.Последнее исследование, посвященное этой взаимосвязи, показывает, как всего 10 минут умеренного бега трусцой могут улучшить наше настроение и исполнительную функцию за счет улучшения кровотока в ключевой области мозга.

То, что общие упражнения полезны для нашего мозга, хорошо известно, но в последнее время мы наблюдаем некоторые интересные исследования, дающие полезные сведения о различных преимуществах, которые могут предложить разные типы тренировок. Например, опубликованное в прошлом году исследование показало, что 20 минут высокоинтенсивных интервальных тренировок или 25 минут умеренных аэробных упражнений значительно улучшили пластичность мозга.Другой пример, сделанный в 2019 году, продемонстрировал, как игра, эквивалентная игре в баскетбол, может улучшить обучение.

Авторы этого нового исследования из Университета Цукуба решили изучить роль бега в здоровье мозга. По сравнению с другими видами упражнений, такими как езда на велосипеде, которые в основном основаны на ногах, бег требует движения всего тела, и его эффективность движений сыграла важную роль в эволюции человека.

«Данные упражнения — это лекарство, эффекты лекарств различаются в зависимости от типа наркотиков, разные типы упражнений, такие как бег и педалирование, должны иметь разное влияние на психическое здоровье и активацию мозга», — пишут авторы.

Ученые набрали 26 здоровых участников и попросили их выполнить 10-минутный сеанс бега на беговой дорожке с умеренной интенсивностью, или 50 процентов их максимального VO2, вместе с сеансом отдыха для контроля в случайном порядке. Затем была использована ближняя инфракрасная спектроскопия для анализа кровотока в различных локусах двусторонней префронтальной коры, ключевой области мозга для регулирования настроения и исполнительной функции, когда испытуемые выполняли когнитивные задачи.

Они были основаны на тесте Струпа «Цветовое слово», где такое слово, как «красный», пишется зеленым цветом, и испытуемый должен читать цвет, а не слово.Ученые измерили время отклика для различных вариантов этой задачи, разной сложности, а также оценили настроение участников до и после упражнений и контрольных сессий отдыха. Было обнаружено, что 10 минут умеренного бега трусцой привели к значительному сокращению времени реакции в тестах Stroop Color-Word, в то время как активность в двусторонней префронтальной коре была значительно увеличена, и испытуемые отметили улучшение настроения.

«Учитывая степень исполнительного контроля, необходимого для координации баланса, движения и толчка во время бега, логично, что будет повышенная активация нейронов в префронтальной коре и что другие функции в этой области выиграют от этого увеличения ресурсов мозга. », — говорит автор исследования профессор Хидеаки Соя.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Источник: Университет Цукубы через EurekAlert

Уменьшает ли загрязнение воздуха воздействие физической активности на мозг?

Кредит: CC0 Public Domain

Новое исследование показывает, что люди, которые занимаются активными физическими нагрузками, такими как бег трусцой или занятия спортом, в районах с более высоким загрязнением воздуха, могут показывать меньшую пользу от этих упражнений, когда дело касается определенных маркеров заболеваний мозга.Маркеры, исследованные в исследовании, включали гиперинтенсивность белого вещества, которая указывает на повреждение белого вещества мозга, и объем серого вещества. Большие объемы серого вещества и меньшие объемы гиперинтенсивности белого вещества являются маркерами общего улучшения здоровья мозга. Исследование опубликовано в онлайн-выпуске Neurology от 8 декабря 2021 года, медицинского журнала Американской академии неврологии.

«Энергичные упражнения могут увеличить воздействие загрязнения воздуха, и предыдущие исследования показали неблагоприятное воздействие загрязнения воздуха на мозг», — сказала автор исследования Мелисса Ферлонг, доктор философии.D. из Университета Аризоны в Тусоне. «Мы действительно показали, что физическая активность связана с улучшением показателей здоровья мозга в регионах с более низким уровнем загрязнения воздуха. Однако некоторые положительные эффекты практически исчезли при высокой физической активности в районах с самым высоким уровнем загрязнения воздуха. Это не значит, что людям следует избегать В целом, влияние загрязнения воздуха на здоровье мозга было умеренным — примерно равным половине эффекта старения за один год, в то время как влияние высокой активности на здоровье мозга было намного больше — примерно эквивалентно тому, что вы были моложе на три года.«

В исследовании приняли участие 8600 человек со средним возрастом 56 лет из Биобанка Великобритании, большой биомедицинской базы данных. Воздействие на людей загрязнения, включая диоксид азота и твердые частицы, которые представляют собой частицы жидкости или твердые частицы, взвешенные в воздухе, оценивалось с помощью регрессии землепользования. В исследовании регрессии землепользования моделируются уровни загрязнения воздуха на основе данных мониторинга воздуха и характеристик землепользования, таких как движение транспорта, сельское хозяйство и промышленные источники загрязнения воздуха.

Воздействие загрязнения воздуха участниками было разделено на четыре равные группы, от самого низкого уровня загрязнения воздуха до самого высокого.

Физическая активность каждого человека измерялась в течение одной недели с помощью устройства для определения движения, которое они носили, называемого акселерометром. Затем исследователи охарактеризовали их режимы физической активности в зависимости от того, сколько они получали, от отсутствия до 30 минут и более в неделю.

У людей, которые получали наибольшее количество интенсивных физических нагрузок каждую неделю, в среднем объем серого вещества составлял 800 см ³ по сравнению со средним объемом серого вещества 790 см ³ у людей, которые не выполняли никаких интенсивных упражнений.Исследователи показали, что воздействие загрязнения воздуха не влияет на влияние физической активности на объем серого вещества. Тем не менее, исследователи обнаружили, что воздействие загрязнения воздуха изменяет эффекты высокой физической активности, если смотреть на гиперинтенсивность белого вещества. После поправки на возраст, пол и другие ковариаты исследователи обнаружили, что высокая физическая активность снижает гиперинтенсивность белого вещества в районах с низким уровнем загрязнения воздуха, но эти преимущества не были обнаружены в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха.

«Требуются дополнительные исследования, но если наши выводы будут воспроизведены, государственная политика может быть использована для решения проблемы воздействия на людей загрязнения воздуха во время упражнений», — сказал Ферлонг. «Например, поскольку значительная часть загрязнения воздуха происходит из-за дорожного движения, популяризация бега или езды на велосипеде по дорогам вдали от интенсивного движения транспорта может быть более выгодной».

Ограничением исследования является то, что в нем использовались значения загрязнения воздуха только за один год, а уровни могут изменяться от года к году.

Увеличивает ли жизнь энергичные упражнения риск развития БАС?

Предоставлено Американская академия неврологии

Ссылка : Снижает ли загрязнение воздуха положительное влияние физической активности на мозг? (2021 г., 8 декабря) получено 9 декабря 2021 г. с https: // medicalxpress.ru / news / 2021-12-air-Загрязнение-преимущества-Physical-brain.html

Живите дольше: бег может улучшить психическое здоровье и работу мозга

Новое исследование показало, что бег лучше влияет на здоровье мозга, чем езда на велосипеде.В отчете, опубликованном в Nature, изучалось влияние 10-минутных тренировок на беговой дорожке на активность префронтальной коры. Эта часть мозга участвует во множестве сложных форм поведения, таких как планирование и личность. Было обнаружено, что один конкретный субрегион, участвующий в тормозящем контроле и регуляции настроения, сильно активирован.

Исследователи считают, что разные виды упражнений могут иметь разные физические и неврологические преимущества.

Предыдущие исследования в основном фокусировались на влиянии езды на велосипеде, при которой задействуются разные группы мышц и возникают различные неврологические эффекты.

В отчете отмечается: «Учитывая, что упражнения являются лекарством, эффекты лекарств различаются в зависимости от типа наркотиков, разные типы упражнений, такие как бег и педалирование, должны иметь разное влияние на психическое здоровье и активацию мозга».

НЕ ПРОПУСТИТЕ:

Когнитивные способности измерялись с помощью показателя, называемого тестом «Цветное слово Струпа», во время бега участников.

Он проверяет как способность обрабатывать информацию, так и фильтровать ее для поиска определенного фрагмента данных.

Тест «цветное слово» показывает людям имена разных цветов, а текст — другим цветом.

Участников могут попросить описать цвет слова, что требует от них сначала прочитать, а затем игнорировать само слово другого цвета.

Положительное влияние физических упражнений на неврологическое и психическое здоровье было связано со снижением риска когнитивных заболеваний в более позднем возрасте.

Точный механизм, с помощью которого это происходит, полностью не изучен.

Определенные формы упражнений, особенно такие виды спорта, как бокс и футбол, связаны с повышенным риском нейродегенеративных заболеваний в более старшем возрасте из-за риска повторных ударов по голове.

В области нейропсихобиологии изучается, как мозг работает как орган, производящий различные психические и социальные эффекты.

Функции мозга — обзор

BFT — это компьютерная программа, разработанная Мукунданом [43] в отделении клинической нейропсихологии Национального института психического здоровья и нейронаук, Бангалор, с помощью Axxonet System Technologies, в период с 1995 г. и 1997.Он был разработан для обеспечения компьютеризированной программы когнитивной переподготовки пациентов с ЧМТ, другими поражениями головного мозга и заболеваниями головного мозга. Случаи были исследованы автором в отделении клинической нейропсихологии НИМХАНС в 1996–2003 гг. Программа BFT имеет девять основных функциональных модулей, которые представлены следующим образом:

Переобучение внимания с использованием числовых и алфавитных представлений : От одной до четырех цифр или букв отображаются на мониторе компьютера в заранее заданных размерах и продолжительности. .Пациенту дается указание реагировать на числа или буквы, вызывая их, набирая их с клавиатуры или указывая на те же числа на таблице. Стимулы выставляются в течение заранее установленного времени или до тех пор, пока субъект на них не ответит. Цифры или буквы представлены из файла данных, подготовленного исследователем с заранее установленным временем воздействия. Время экспозиции каждой презентации обычно уменьшается на 10–50 мс в каждом сеансе. Программа автоматически сохраняет время воздействия, ответы и время отклика (при использовании клавиатуры) для каждой презентации.

Переобучение внимания с помощью обнаружения слов : Слова из трех или четырех букв отображаются одно за другим на мониторе компьютера. И размер, и продолжительность экспозиции слова и интервалы между испытаниями изменяются в соответствии с заданными значениями. Пациенту предлагается наблюдать за целевым словом и идентифицировать его либо при прямом сравнении, либо при вспоминании и идентифицировать слово из массива из четырех слов, представленного позже. Шрифт, используемый в целевом слове, отличается от шрифтов слов в массиве, чтобы не было удобного визуального сравнения.Список слов выводится на монитор из заранее подготовленного файла данных стимула в случайном порядке. Программа сохраняет время экспозиции, интервалы между испытаниями и время отклика.

Скорость чтения : слова или предложения из файла данных отображаются и прокручиваются по горизонтали. Скорость прокрутки можно регулировать из расчета одна буква за 100 мс на 10 см по горизонтали или более медленными шагами. Испытуемому предлагается зачитать слова или непрерывный текст.Скорость прокрутки сохраняется для каждой презентации. Испытуемому предлагается прочитать и вспомнить текст сразу или после задержки.

Визуально-пространственное распознавание : Пациенту дается инструкция внимательно наблюдать за целевой фигурой и идентифицировать ее по массиву из четырех фигур. Цифры для сравнения представлены в равных, меньших или больших размерах, чем целевые. Идентификация должна производиться прямым сравнением или по памяти. Время экспозиции мишени, а также интервалы между испытаниями и испытаниями можно варьировать, а фактические значения сохраняются программой вместе с вариантами реакции испытуемого.

Рабочая память : Задача пациента состоит в том, чтобы идентифицировать одно- или двузначные целевые числа и числа, непосредственно предшествующие и следующие за ними, из матрицы из восьми чисел при прямом сравнении или из памяти, с различными интервалами между испытаниями. Продолжительность воздействия целевых чисел уменьшается, а интервал между испытаниями увеличивается между сеансами, а детали сохраняются вместе с ответами, выбранными субъектом.

Непрерывная работа : Это типичный тест n -back с использованием цифр с различными шаблонами. Пациент должен реагировать на повторение фигуры. Скорость изменения рисунков и продолжительность воздействия каждого рисунка могут быть изменены, а также сохранены программой.

Временное секвенирование : Программа представляет три однозначных числа одно за другим с использованием предварительно установленного времени воздействия и интервалов внутри исследования.По истечении заданного интервала два других числа отображаются одно за другим. Пациент должен сообщить, находятся ли последние два числа в той же последовательности, что и два из трех предыдущих чисел, представленных первыми. Цифры представлены из файла данных стимула. Скорость изменения чисел и продолжительность воздействия каждого числа можно варьировать, а ответы сохраняются программой.

Алфавитно-цифровая последовательность : Пациент должен научиться вспоминать от трех до шести целевых цифр (цифр или букв), представленных на мониторе, и после заданного интервала упорядочивать их, выбирая их из массива чисел или буквы, представленные на другом экране.Испытуемый должен расположить числа в порядке возрастания или убывания, выбирая каждое из массива цифр или букв.

Подавление ответа : здесь используется программа с парадигмой «Иди – Не Иди», которая помогает пациенту научиться подавлять импульсивные и принудительные реакции и научиться откладывать ответ, а также выбирать ответ согласно стратегии реагирования, а не по привычке. Программа хранит подробную информацию обо всех правильных и неправильных ответах, включая время отклика и используемые интервалы между испытаниями.

Функции отдела головного мозга: Головной мозг – строение и функции отделов в таблице (8 класс)