Строение головного мозга в 3D

Полтора килограмма вещества, в котором всё важное спрятано внутри. Снаружи видна только кора; ядра, таламус, желудочки и проводящие пути лежат в глубине, и понять их взаимное расположение по плоским рисункам трудно. Здесь кору можно сделать прозрачной или убрать совсем — и посмотреть, что под ней.

Два мегабайта моделей. Кора раскрашена по долям, как в учебнике.

Четыре доли и два ориентира

Кору делят на доли не произвольно: границы задают две борозды, которые видно на любом мозге. Центральная борозда отделяет лобную долю от теменной, и это же граница между движением и чувствительностью: перед ней лежит первичная двигательная кора, сразу за ней — первичная чувствительная. Латеральная борозда отделяет височную долю; в её глубине спрятан островок — пятая доля, снаружи не видная.

Теменно-затылочная борозда на медиальной поверхности отделяет затылочную долю. На наружной поверхности чёткой границы между теменной и затылочной долями нет — её проводят условно.

Гомункулус: почему кисть больше туловища

В предцентральной и постцентральной извилинах тело представлено целиком, но перевёрнуто и непропорционально: нога — сверху, на медиальной поверхности, туловище и рука — на выпуклой, лицо и язык — внизу. Площадь коры зависит не от размера части тела, а от точности управления и чувствительности: кисть и губы занимают больше места, чем всё туловище.

Отсюда клиника. Очаг в верхней части предцентральной извилины даёт слабость в ноге, в нижней — в лице и руке. Раздражение коры вызывает судорогу, которая «расползается» по телу в порядке представительства — это джексоновский марш.

Речь: два центра и путь между ними

У большинства людей речь живёт в левом полушарии — у правшей примерно в 95 % случаев. Центр Брока в нижней лобной извилине отвечает за построение и произнесение фразы: при его поражении человек понимает обращённую речь, но говорит с трудом, короткими обрывками. Центр Вернике в задней части верхней височной извилины отвечает за понимание: при его поражении речь остаётся беглой, но теряет смысл, а обращённую речь человек не разбирает.

Между ними идёт дугообразный пучок. Его повреждение даёт проводниковую афазию: и понимание, и речь сохранны, а повторить услышанную фразу человек не может.

Базальные ядра: две петли

Под корой лежат хвостатое ядро, скорлупа, бледный шар, ограда и прилежащее ядро. Хвостатое ядро и скорлупа вместе называются полосатым телом — это вход системы: сюда приходит сигнал почти от всей коры. Выход — внутренняя часть бледного шара, которая тормозит таламус, а тот возбуждает кору.

Путей два, и они противоположны. Прямой снимает торможение с таламуса и облегчает движение. Непрямой через наружную часть бледного шара и субталамическое ядро торможение усиливает и движение подавляет. Дофамин из чёрного вещества усиливает прямой путь и ослабляет непрямой.

Когда дофаминовые нейроны гибнут, перевес уходит к непрямому пути — это болезнь Паркинсона со скованностью и дрожанием. Когда гибнут нейроны полосатого тела, перевес противоположный — это хорея Гентингтона с лишними движениями. Повреждение субталамического ядра даёт гемибаллизм — размашистые броски одной половиной тела.

Таламус: ворота в кору

Почти всё, что доходит до коры, проходит через таламус — кроме обоняния, у которого свой короткий путь. Ядра таламуса разделены Y-образной внутренней мозговой пластинкой на переднюю, медиальную и латеральную группы.

• Вентральное заднелатеральное — чувствительность туловища и конечностей, вентральное заднемедиальное — лица.
• Латеральное коленчатое тело — зрение, медиальное — слух.
• Вентральное латеральное — путь мозжечка к двигательной коре, вентральное переднее — путь базальных ядер.
• Переднее ядро — звено лимбического круга Папеца.

Инфаркт в области заднелатерального ядра даёт таламический синдром: сначала выпадение чувствительности, а через недели — мучительная жгучая боль в той же половине тела, плохо поддающаяся лечению.

Память и эмоции

Гиппокамп лежит в нижнем роге бокового желудочка и переводит новые сведения из кратковременной памяти в долговременную. После двустороннего удаления гиппокампов человек перестаёт запоминать новое, сохраняя всё, что помнил раньше.

Миндалевидное тело лежит перед гиппокампом и придаёт происходящему эмоциональный вес — прежде всего страх. Из гиппокампа выходит свод, который идёт к сосцевидному телу, оттуда сосцевидно-таламический пучок — к переднему ядру таламуса, а от него волокна поднимаются в поясную извилину и возвращаются к гиппокампу. Это замкнутое кольцо называется кругом Папеца.

Отложение патологического белка при болезни Альцгеймера начинается в парагиппокампальной извилине и гиппокампе — оттого первой и страдает память на недавние события, а память на давнее держится долго.

Ствол и мозжечок

Ствол мозга — средний мозг, мост и продолговатый мозг — занимает мало места и делает непропорционально много: через него идут все пути между полушариями и телом, в нём лежат ядра десяти из двенадцати черепных нервов, а в продолговатом мозге — дыхательный и сосудодвигательный центры.

Мозжечок не отдаёт команд мышцам напрямую. Он сверяет задуманное движение с выполненным и вносит поправку. Червь отвечает за равновесие и походку, полушария — за точность движений конечностей. Ошибки мозжечка выглядят характерно: промахивание мимо цели, дрожание к концу движения, шаткая походка с широко расставленными ногами.

Важная особенность: мозжечок и ствол управляют своей же стороной тела, а полушария мозга — противоположной. Поэтому очаг в правом полушарии даёт слабость слева, а очаг в правом полушарии мозжечка — промахивание правой рукой.

Желудочки и ликвор

Внутри мозга четыре полости. Два боковых желудочка в полушариях сообщаются с третьим межжелудочковыми отверстиями, третий с четвёртым — водопроводом мозга, а из четвёртого ликвор выходит в подпаутинное пространство через три отверстия в его крыше.

Водопровод — самое узкое место этого пути и самое частое место, где он перекрывается. Ликвор при этом продолжает вырабатываться, давление растёт, желудочки расширяются — это окклюзионная гидроцефалия.

Все структуры раздела

Номенклатура дана по Terminologia Anatomica. Каждую структуру можно найти в трёхмерной модели через поиск или указатель слева.

Частые вопросы

Разборы других разделов

• Коленный сустав — 48 структур, связки и мениски
• Среднее и внутреннее ухо — 15 структур, косточки и улитка
• Печень — 23 структуры, сегменты по Куино
• Тело человека (женское) — 546 структур: органы, скелет, сосуды, кожа
• Брюшная полость — 94 структуры: органы, сосуды, скелет
• Анатомия по КТ — 106 структур: скелет, мышцы и органы одного тела

Откуда взята модель

Трёхмерные модели — SPL/NAC Brain Atlas (выпуск 2017-01), подготовленный Surgical Planning Laboratory и Neuroimaging Analysis Center, Brigham and Women's Hospital и Harvard Medical School, по магнитно-резонансным снимкам. Распространяется по 3D Slicer License; полный текст лицензии и перечень наших изменений — по ссылке. Из исходника взят только мозг: кожа головы и мышцы головы и шеи не включены, мышцы уже есть в атласе тела человека. Кора мозжечка собрана обратно из долек по Ларселлу — в исходнике она разрезана на 29 частей с каждой стороны. Геометрия упрощена примерно с 1 963 тысяч треугольников до 478 тысяч; масштаб натуральный, сверен по глазному яблоку исходника. Русская и латинская номенклатура, описания функций и клинические заметки подготовлены отдельно и лицензией исходных данных не покрываются.