Вячеслав Дубынин о таламусе и гипоталамусе

О сходствах таламуса и больших полушарий, гиперактивности у детей и функциях гипоталамуса рассказывает в своей лекции Вячеслав Дубынин, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ, специалист в области физиологии мозга.

Гипоталамус

Важнейшей частью нашего мозга является промежуточный мозг, который назван так, потому что находится между больших полушарий. В ходе эволюции большие полушария и промежуточный мозг формируются из структуры, называющейся передний мозг. Центральная часть переднего мозга дает два выроста, которые превращаются в большие полушария, а центр остается промежуточным мозгом. Внутри промежуточного мозга есть небольшая узкая щелевидная полость, называющаяся третьим желудочком.

Промежуточный мозг состоит из двух основных отделов: верхняя половина называется таламус, а нижняя — гипоталамус. Их реальный размер составляет 3–4 сантиметра. Кроме таламуса и гипоталамуса выделяют эпиталамус, к которому примыкает эпифиз (это наша эндокринная железа, она находится в верхней задней части таламуса) и гипофиз (это еще одна эндокринная железа, снизу примыкающая к гипоталамусу). Если идти вдоль стволовых структур головного мозга, то нам попадется сначала продолговатый мозг, мост, потом средний мозг, а затем мы попадем в зону таламуса и гипоталамуса. С промежуточным мозгом связан зрительный нерв — второй черепной нерв, который входит в мозг на границе таламуса и гипоталамуса.

Таламус — это ключевая структура, находящаяся на входе в кору больших полушарий. Кора больших полушарий — это самые высшие и самые замечательные центры, которые занимаются самыми сложными функциями. Для того чтобы они эффективно работали, нужно, чтобы к ним поступали правильные информационные потоки в правильном количестве. Этими функциями занимается таламус, поэтому его еще называют «секретарем» коры больших полушарий.

В коре больших полушарий есть зрительные, слуховые, двигательные центры, а также центры, связанные с эмоциями. В таламусе есть тот же самый набор центров, но только в уменьшенном размере. Есть группа «секретарей», которые помогают коре больших полушарий правильно и эффективно функционировать. Таламус можно сравнить с информационной воронкой, пропускающей часть сигналов в кору больших полушарий, а остальные сигналы либо вообще блокирует, либо пропускает в ослабленном виде. Проблема состоит в том, что кора больших полушарий не может обработать то огромное количество информационных потоков, которое все время движется по нашему мозгу.

Зрительные центры поставляют зрительную информацию, слуховые — слуховую, центры памяти вспоминают вчерашний вечер, центры эмоций переживают эмоции, двигательные центры хотят двигаться. Мозжечок все время предлагает коре больших полушарий: «Давай это сделаем! Давай то сделаем! Почему мы сидим и не двигаемся, мы столько всего умеем?» Чтобы действительно сидеть и не двигаться, чтобы, например, школьник на уроке спокойно сидел, таламус должен постоянно блокировать эти информационные потоки, чтобы кора больших полушарий не получала лишних возбуждающих сигналов. То есть это действительно информационная воронка, которая должна много чего срезать. Срезание идет за счет работы тормозных нейронов, то есть в таламусе, так же как в мозжечке и базальных ганглиях, очень важна функция гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и тормозные реакции.

Если таламус работает плохо, то, например, у младших школьников возникает довольно типичное изменение поведения, которое называется СДВГ (синдром дефицита внимания и гиперактивности). Проанализируйте название: дефицит внимания — мозг не может долго удерживать информационный канал, то есть таламус не может долго блокировать сигналы от тела, движения, происходящего за окном. Поэтому школьник не может долго слушать учителя, и его внимание быстро рассеивается. Гиперактивность — это неспособность долго сдерживать те двигательные предложения, которые поступают от мозжечка и базальных ганглиев. Ученик вас только что слушал, а вот он уже крутится, полез в портфель, схватил учебник и бросил в соседа — сложно все это контролировать. Поэтому по-настоящему зрелый таламус формируется годам к 8–10. И только вы обрадовались, что с ребенком уже все хорошо и вы им управляете, как начинается пубертатный период, половые гормоны опять нарушают работу таламуса, и опять возникают проблемы.

Если мы пойдем вдоль таламуса, мы увидим в нем массу структур, которые соответствуют разным центрам коры больших полушарий. Передние ядра таламуса — это ядра, связанные с передачей информации в центры памяти и центры, работающие с эмоциями. За передними ядрами таламуса находятся так называемые вентральные боковые, вентральные латеральные ядра таламуса, которые связаны с двигательным контролем, передняя часть этих ядер работает с базальными ганглиями, а задняя часть — с мозжечком.

Дальше находится вентробазальный комплекс, который в основном проводит информацию о чувствительности тела. Эту информацию в таламус поставляет спинной мозг. Как известно, есть нейроны спинномозговых ганглиев, сенсорные нейроны, собирающие кожную и мышечную чувствительность. Нейроны спинномозговых ганглиев формируют пучки аксонов, которые в составе белого вещества спинного мозга, не заходя в серое вещество, поднимаются сначала в продолговатый мозг, а потом идут в таламус. Эти скопления волокон называются дорсальные столбы, или тонкие и клиновидные пучки, или нежные и клиновидные пучки спинного мозга, они очень важны для проведения кожной и мышечной чувствительности. Мышечная чувствительность из спинного мозга в головной поднимается по двум параллельным путям — в таламус и мозжечок, потому что управление движениями идет и за счет автоматизированных мозжечковых программ, и за счет произвольных программ, которые генерирует кора больших полушарий. Коре больших полушарий, конечно, нужны эти информационные потоки.

Над вентробазальным комплексом ядер находятся зрительные и слуховые центры таламуса. Зрительные зоны таламуса очень обширны, там находится подушка и латеральное коленчатое тело, в которое приходит зрительный нерв. Слуховые ядра таламуса — это медиальные коленчатые тела, они поменьше, чем зрительные ядра, и основные информационные потоки поступают к ним из слуховых ядер продолговатого мозга и моста, из ядер восьмого нерва.

Кроме уже перечисленного в таламусе много и других структур, связанных, например, с ассоциативными зонами коры больших полушарий, и есть весьма известные медиальные (самые внутренние) ядра таламуса, граничащие с третьим желудочком. В медиальных ядрах есть скопления нервных клеток, которые обрабатывают и пропускают вкусовые, болевые сигналы, вестибулярную чувствительность. Кроме того, медиальные ядра связаны с центрами сна и бодрствования.

Существует спиноталамический тракт, идущий прямо из спинного мозга и заканчивающийся в медиальных ядрах таламуса. Это специфический тракт, путь для проведения болевых сигналов. Если в медиальных ядрах случается какой-то сбой, то может возникать патология, которая называется хроническая боль, когда у человека постоянно болит, например, большой палец правой руки. Причем с самим пальцем все нормально, но где-нибудь в таламусе произошел микроинсульт, и теперь там возникает патологический болевой сигнал, мешающий человеку жить. Подобного рода патология не блокируется никакими анальгетиками, и в тяжелых случаях люди идут на операцию, которая называется таламотомия, когда аккуратно разрушается точечная зона медиального таламуса, и тогда прекращается передача патологического болевого сигнала.

Нижняя часть промежуточного мозга — гипоталамус — занимается совершенно другими задачами. Гипоталамус ориентирован в основном во внутреннюю среду нашего организма. Там мы находим нервные клетки, которые занимаются, во-первых, нейроэндокринной регуляцией (гипоталамус — главный эндокринный центр нашего организма). Во-вторых, в гипоталамусе находятся нейроны, которые занимаются вегетативной регуляцией, то есть при помощи симпатической и парасимпатической системы они управляют деятельностью разных внутренних органов. В-третьих, в гипоталамусе мы обнаруживаем ряд важнейших центров биологических потребностей. Эти три группы функций гипоталамуса колоссально важны.

С точки зрения нейроэндокринной регуляции важно, что нервные клетки гипоталамуса постоянно оценивают концентрацию основных гормонов, которые находятся в нашей крови. Гормоны щитовидной железы, половых желез, надпочечников — все эти гормоны отслеживаются гипоталамусом. Гипоталамус врожденно знает, сколько их должно быть, и у него есть способы донести до конкретных эндокринных желез сигнал о том, что надо выделять больше или меньше гормонов. При этом гипоталамус использует в основном воздействие на гипофиз.

Эндокринная система устроена тремя этажами. Есть конкретная эндокринная железа, щитовидная. Она выделяет тироксины — важные гормоны, от которых зависит общий уровень активности каждой клетки нашего организма. Для того чтобы щитовидная железа выделяла правильное количество тироксинов, есть гипофиз, выделяющий тиреотропный гормон, и этот гормон говорит щитовидке, с какой активностью работать. Но над гипофизом находится гипоталамус, который с помощью своих гормонов, называющихся рилизинг-гормоны, говорит гипофизу, сколько выделять тиреотропных гормонов и в конечном итоге менять активность щитовой железы. Если тироксинов слишком мало, гипоталамус это чувствует, выделяет тиролиберин, от этого гипофиз начинает выделять больше тиреотропного гормона, и щитовидная железа начинает выделять больше тироксина. Подобного рода регуляторные контуры характерны не только для щитовидной железы, но для коры надпочечников, половых желез, подобным образом контролируется выделение гормонов роста.

Кроме этих функций, нейроны гипоталамуса и сами способны выделять гормоны прямо в кровь — такие гормоны, как, например, окситоцин и вазопрессин. Аксоны нервных клеток центральной зоны гипоталамуса (серый бугор гипоталамуса) идут в заднюю долю гипофиза, где прямо в кровь из этих аксонов выделяются окситоцин и вазопрессин. Окситоцин — это известный гормон, влияющий на сокращение матки при родах, молочных желез при кормлении ребенка. Кроме того, окситоцин известен сейчас как медиатор привязанности. Вазопрессин — это гормон, влияющий на работу почек и центров жажды. От концентрации вазопрессина зависит наша текущая потребность в жидкости.

С точки зрения вегетативной регуляции очень важна передняя часть гипоталамуса. Там находятся нейроны-терморецепторы, которые постоянно оценивают температуру крови, протекающей через гипоталамус. Если кровь слишком теплая, именно из гипоталамуса запускаются реакции, снижающие температуру нашего тела. Расширяются сосуды кожи, и начинается потоотделение. Если кровь, протекающая через гипоталамус, слишком холодная, то запускаются реакции сжатия сосудов кожи, и возникает дрожь или мурашки на коже. Это все вегетативные реакции, которые управляются гипоталамусом. Задняя часть гипоталамуса обеспечивает вегетативное сопровождение стресса, что тоже очень важно. Наконец, в гипоталамусе находятся центры шести наших важнейших биологических потребностей: центры голода и жажды, центры полового и родительского поведения и центры страха и агрессии.

Ссылка на источник
Просмотры: 812

Основные ядра

Строение данного образования является довольно сложным, что объясняется широким спектром выполняемых таламусом функций. Основной составляющей таламуса является ядро, образованное из серого вещества мозга, то есть тел нервных клеток. Всего в таламусе насчитывается около 120 ядер. В зависимости от места размещения ядра классифицируются на следующие группы:

Передние.
Латеральные. Задняя часть этой группы, в свою очередь, подразделяется на подушку, медиальное и латеральное коленчатые тела.
Медиальные.

В зависимости от функций ядра классифицируются на такие группы:

специфические;
ассоциативные;
неспецифические.

Патологии и их последствия

Учитывая многообразие функций таламуса и связь с разными отделами мозга, влияние его патологий на организм человека тоже разнообразно. Оно зависит от того, какие ядра повреждены и связи с какими отделами головного мозга нарушены. Среди часто встречающихся симптомов дисфункций таламуса в медицинской литературе описываются следующие:

нарушение (спутанность) сознания и внимания;
различные виды амнезии;
нарушение произвольного поведения;
тяжелые психические патологии: делирий (слабоумие), маниакальное расстройство и т. д.;
дефекты речевого поведения, например, словесное недержание, чрезмерное возбуждение, увеличение громкости и темпа речи и т. д.;
нарушение кожной чувствительности и субъективное ощущение отека и тяжести с той стороны тела, которая противоположна пораженной части таламуса;
сильные головные боли;
мышечная слабость и даже парез (паралич).

При серьезном поражении правой или левой частей таламуса может возникнуть так называемый таламический синдром, который включает в себя целый комплекс патологий в той стороне тела, что противостоит пораженной части:

различные виды пареза;
нарушение вибрационной чувствительности;
расстройство координации движений;
сильные боли.

Причины дисфункций таламуса чаще всего связаны с сосудистыми патологиями, в том числе с инсультом. Но нарушения работы этого отдела мозга могут также быть обусловлены травмой и опухолью мозга. Лечение патологий таламуса и их последствий зависит от причин и характера поражений. При неэффективности медикаментозных средств применяется и хирургическое вмешательство.

Причины и факторы риска

Наиболее распространенными причинами заболеваний гипоталамуса являются травмы головы. На гипоталамус также могут повлиять операция, радиация и опухоли. В некоторых случаях может быть генетическая связь с гипоталамической болезнью. Например, синдром Ка́ллмана

(Ка́льмана) вызывает гипоталамические проблемы у детей, при которых задерживается или отсутствует половое созревание и нарушается обоняние.

Дополнительные причины заболеваний гипоталамуса могут включать в себя:

Расстройства пищевого поведения, такие как булимия или анорексия;

Диету с высоким содержанием насыщенных жиров;

Генетические нарушения, которые вызывают избыточное накопление железа в организме;

Недоедание;

Воспаление;

Инфекции;

Чрезмерное кровотечение.

Диетические советы для здоровья гипоталамуса

Поскольку гипоталамус играет такую важную роль в организме, необходимо сохранить его здоровым. В то время как генетические факторы нельзя избежать, есть некоторые диетические шаги для поддержания идеального здоровья гипоталамуса.

Гипоталамус контролирует аппетит и фактически зависит от продуктов, которые мы едим. Исследования показали, что диета с высоким содержанием насыщенных жиров может изменить функцию гипоталамуса, который регулирует голод и энергетические затраты. Источники насыщенных жиров включают сало, мясо и молочные продукты. Диета с высоким содержанием насыщенных жиров оказывает воспалительное действие на организм. Это может влиять на иммунную систему, увеличивать воспаление в кишечнике и изменять естественную работу организма.

Диета с высоким содержанием полиненасыщенных жиров, таких как омега-3 жирные кислоты, может помочь при воспалении. Эти жиры являются безопасной альтернативой другим типам масел и жиров. Продукты с высоким содержанием омега-3 включают рыбу, грецкие орехи, семена льна и листовые овощи.

Дополнительные здоровые пищевые предпочтения для поддержки гипоталамуса включают: богатые витаминами фрукты и овощи, витамин С и витамины группы В.

Гипоталамус очень важен для организма, и мы его не замечаем, пока он работает нормально. Эти диетические советы помогут гипоталамусу работать хорошо.

Функции гипоталамуса

Ниже представлен перечень основных функций данной структуры:

управление активностью вегетативной нервной системы;
организация поведения (пищевое, половое, родительское, эмоциональное поведение и др.);
терморегуляция организма;
секреция гормонов: окситоцина, повышающего сократительную активность матки; вазопрессина, увеличивающего всасывание воды и натрия в почечных канальцах.

Перечисленные выше функции гипоталамуса обеспечиваются благодаря присутствию в нем разнообразных центров, а также специфических нервных клеток. Они способны реагировать на изменение состояния организма (температуру крови, водно-электролитный состав, количество в ней гормонов, концентрацию глюкозы и др.).

Таким образом, промежуточный мозг (таламус и гипоталамус в основном) имеет множество важнейших функций, благодаря которым возможна нормальная жизнедеятельность.

Немного о строении

Таламус (thalamus) или зрительный бугор представлен серым веществом. Это небольшие структуры яйцевидной формы, их размеры достигают 3-4 см. . Орган парный. Thalamus состоит из переднего бугорка, тела и подушки.

Медиальные (срединные) поверхности образуют полость промежуточного мозга, 3 желудочек. Передняя часть граничит с гипоталамусом, а латеральная или наружная соединяет кору большого мозга с подкорковыми структурами нижних отделов.

Таламус продолжает изучаться, его физиологическое значение до конца не установлено.