Obsah [Zobrazit/Skrýt]
Vytisknout tuto Wikistránku Vytisknout tuto Wikistránku

Stavba a funkce lidského mozku



Úvod

Mozek jako řídící a organizační centrum nervové soustavy je uložen v neurokraniu. U dospělého člověka váží okolo 1500 g. V literatuře se však uvádí velká variabilita hmotnosti mozku. Nejmenší hmotnost – 241 g a 369 g a také největší hmotnost – 2850 g byly nalezeny u idiotů (idiocie = těžká duševní zaostalost). Mozek se dělí na několik částí – oddílů, které často plní odlišné funkce, ty ale spolupracují a dohromady tvoří hlavní orgán. Cílem tohoto modulu je zopakovat si základní anatomii mozku včetně funkcí jednotlivých částí.

Oddíly mozku:

  1. Zadní mozek (rhombencephalon) obsahuje prodlouženou míchu (medulla oblongata, myelencephalon) a další dvě části - most Varolův (pons Varoli) a mozeček (cerebellum). Most a mozeček společně vytvářejí metencephalon (zadní mozek v užším slova smyslu).
  2. Střední mozek (mesencephalon)
  3. Přední mozek (prosencephalon) obsahuje mezimozek (diencephalon) a koncový mozek (telencephalon neboli cerebrum)

Prodloužená mícha, most a střední mozek vytvářejí mozkový kmen (truncus encephalicus). Je to nejstarší část lidského mozku.

 

Obr.1: Přehled hlavních oddílů mozku.

Zvládnutí schématu je možno si ověřit zde na animovaném schématu (posunuje se šipkou umístěnou vpravo u okna).

Embryonální vývoj mozku a mozkových komor

Mozek vzniká během embryonálního vývoje z přední části nervové trubice, která se u člověka tvoří během třetího týdne mezi 20.-27. dnem vývoje z útvaru zvaného neurální ploténka (shrnuto, Stiles a Jernigan, 2010). Nervová trubice vzniká primární a sekundární neurulací. Na hlavovém konci neurální trubice se tvoří 3 primární mozkové váčky – přední mozek (prosencephalon), střední mozek (mesencephalon) a zadní mozek (rhombencephalon). Současně se vytvoří temenní (oblast středního mozku) a týlní ohbí (hranice zadního mozku a míchy). Neurální ploténka vzniká z neuroektodermu. Je to pruh ektrodermu (vnějšího zárodečného listu), který vzniká diferenciací na hřbetní straně zárodku.

V 5. týdnu se zakládají sekundární mozkové váčky, které tvoří hlavní části mozku dospělého člověka. Přední mozek se rozdělí na mezimozek (diencephalon) a koncový mozek (telencephalon), zadní mozek se rozdělí na pons a mozeček (metencephalon) a prodlouženou míchu (myelencephalon). Současně vznikají v předním mozku rozšířením centrálního kanálu nervové trubice (pravá a levá) postranní mozkové komory (ventriculi laterales), v mezimozku se kanál rozšiřuje v III. mozkovou komoru (ventriculus tertius). Toto rozšíření pokračuje i v prodloužené míše  v IV. komoru (ventriculus quartus). V komorách se vytváří mozkomíšní mok. Nejvíce moku produkují postranní komory.

Obr. 2: Jednotlivé fáze vývoje mozku.

Ochrana mozku

Mezi útvary, které chrání mozek patří lebka, mozkové blány (meningy) a mozkomíšní mok. Nervové buňky CNS jsou rovněž chráněny před účinky škodlivých látek z krve, a to pomocí hematoencefalické bariéry (HEB).  HEB je souvislá vrstva endotelových velmi těsně propojených buněk, která neumožňuje průchod látek mezibuněčnými prostory. Při patologických stavech jako je zánět – meningitida – se integrita HEB narušuje.

Mozkové pleny

Mozek i míchu obalují tři vrstvy plen – tvrdá plena (dura mater encephali), pavučnice (arachnoidea encephali) a měkká plena (pia mater encephali). Tyto obaly jsou z pojivové tkáně. Obecná funkce těchto plen je ochrana CNS, ochrana krevních cév zásobujících CNS a shromažďování mozkomíšního moku.

Obr. 3: Jednotlivé vrstvy mozkových plen.

 

Přehled jednotlivých vrstev

Z klinické praxe: Meningitida – zápal mozkových blan

Meningitida je zánětlivé onemocnění mozkových obalů, které narušují integritu HEB. Je způsobena bakteriální nebo virovou infekcí, která může proniknout do mozkové tkáně a způsobit zánět mozkové tkáně – encefalitidu. Diagnostika se provádí na základě odběru mozkomíšní tekutiny ze subarachnoideálního prostoru a jejím vyšetření na přítomnost mikrobů.

Mozkomíšní mok

Mozkomíšní mok je čirá tekutina, která obklopuje mozek. Objem mozkomíšního moku je 100 – 160 ml, složením se podobá krevní plazmě, ze které vzniká. Obsahuje však více sodných a chloridových iontů a méně bílkovin. Jen malá část (asi 20 %) mozkomíšního moku se nachází v komorách. Větší množství je v subarachnoidálním prostoru.

Funkce - Mozkomíšní mok tvoří tekutý obal a nadlehčuje struktury CNS (snižuje hmotnost mozku až o 97%). Chrání tedy mozek před poškozením svou vlastní vahou, před nárazy a otřesy. Dále vyživuje mozek, odstraňuje odpadní látky nervových buněk a pomáhá přenášet chemické signály mezi různými částmi CNS.

Tvorba mozkomíšního moku - Místem tvorby mozkomíšního moku jsou cévnaté pleteně (choroidální plexy) umístěné ve stropu postranních, III. i IV. mozkové komory, kam vybíhá omozečnice s kapilárami. Z kapilár se mozkomíšní mok filtruje skrz ependymové buňky do komor – mok tedy vzniká filtrací plazmy. Odsud se dostává do ostatních částí mozku a do subarachnoideálního prostoru, kde skrz klky proniká do žilních splavů. Obměna mozkomíšního moku je 500 ml za den.

Z klinické praxe: Hydrocephalus – hromadění mozkomíšního moku

Hydrocephalus vzniká nahromaděním mozkomíšního mozku v komorách nebo subarchnoidálních prostorech. Může způsobit velký tlak na mozek. Příčinami mohou být – nádor, zánětlivý otok, který uzavírá mokovod, anebo meningitida– ta slepuje klky pavučnice nebo subarachnoideální prostor. U dětí může být příčina i v nadměrně vyvinutých choroidálních plexech. Hydrocephalus vede u dětí, ke zvětšení lebky, u dospělých ke zvětšení tlaku mozkomíšního moku a k poškození mozkové tkáně. Řeší se chirurgicky zavedením drenážní hadičky (shunt), která spojí komorový systém nebo subarachnoidální prostor s některou z tělních dutin, ze kterých může být mozkomíšní mok vstřebán (pobřišnicová dutina, pleurální dutina, levá síň…). Jiným řešením může být neurochirurgický výkon, který přímo v mozku vytvoří arteficiální komunikaci komorového a subarachnoidálního prostoru.

Hlavní oddíly mozku a jejich funkce

A) Prodloužená mícha (Medulla oblongata)

Prodloužená mícha je plynulým pokračováním prodloužené míchy. Je umístěna v zadní lebeční jámě (fossa cranialis posterior). Součástí prodloužené míchy je i IV. mozková komora.

Anatomické znaky:

Funkce prodloužené míchy:

Obr.4: Pozice prodloužené míchy a IV. mozkové komory.

B) Mozeček (Cerebellum)

Mozeček je uložen v zadní lebeční jámě nad prodlouženou míchou a mostem, pod týlními laloky koncového mozku. Je spojen s prodlouženou míchou, Varolovým mostem i středním mozkem. Tvoří 11% hmoty mozku.

Anatomické znaky:

Funkce mozečku:

Při řízení pohybové aktivity mozeček vyhodnocuje informace získané ze statokinetického aparátu (vnitřní ucho) a proprioreceptorů ve šlachách týkající se polohy a pohybů těla, které právě probíhají.  Mozeček dále přijímá informace o plánovaných pohybech z motorické kůry mozku, poté je porovnává s probíhajícími pohyby těla a nakonec posílá instrukce do mozkové kůry. Ta potom musí vyladit pohyby tak, aby mohlo dojít k pohybům naplánovaným. Použitím této zpětné vazby z mozečku může kůra znovu opravovat povely a vysílat je přímo k míše. Výsledkem jsou sladěné dobře koordinované pohyby.

Obr. 5: Pozice mozečku v kontextu jednotlivých oddílů mozku.

C) Varolův most (Pons Varoli)

Tvoří příčný val nad prodlouženou míchou. Je spojen raménky s mozečkem.

Anatomické znaky:

Funkce Varolova mostu:

Obr. 6: Pozice mostu a IV. mozkové komory v kontextu jednotlivých oddílů mozku.

D) Střední mozek (Mesencephalon)

U člověka je nejmenším oddílem mozku. Jedná se o fylogeneticky staré mozkové centrum. Je součástí mozkového kmene.

Anatomické znaky:

Funkce čtverohrbolí:

Obr. 7: Pozice středního mozku v kontextu jednotlivých oddílů mozku.

E) Mezimozek (Diencephalon)

Mezimozek je z větší části zakryt koncovým mozkem. Je jednou ze 4 hlavních částí mozku. Skládá se tří párových struktur – thalamu, hypothalamu a epithalamu. Jednotlivé části ohraničují III. mozkovou komoru. K hypothalamu je pomocí nálevky (infundibulum) připojena hypofýza – podvěsek mozkový.

Anatomické znaky:

Funkce thalamu - tvoří 80% mezimozku. Je podkladem pro boční stěny komory. Jádra thalamu přepojují senzitivní informace z těla (míchy), např. bolest, hmat, dále zrakové nebo sluchové signály do speciálních oblastí mozkové kůry. Každá informace, která směřuje do mozkové kůry,  se musí v thalamu přepojit – je to brána do mozkové kůry. Informace se v thalamu i aktivně zpracovává, thalamus zesiluje nebo zeslabuje signály určené pro mozkovou kůru. Některá z jader thalamu jsou motorická. Jádra uložená pod thalamem zevně od hypothalamu jsou zapojena do motorických okruhů bazálních ganglií (nucleus subthalamicus Luisi).

Funkce hypothalamu - dolní část mezimozku, na spodní straně je uloženo překřížení zrakových nervů – chiasma opticum, směrem dolů se nachází hypofýza – vylučuje velké množství hormonů. V hypothalamu je uloženo velké množství jader šedé hmoty, funkčně je hypothalamus hlavním centrem pro řízení orgánů těla:

Funkce epithalamu – nejvíce vzadu uložená část mezimozku, tvoří část stropu mozkové komory, skládá se z šišinky – epifýzy. Ta vylučuje hormon melatonin. Melatonin signalizuje tělu, aby se připravilo na spánkový cyklus, ovlivňuje biologické hodiny a nástup puberty, apod.)

Funkce hypofýzy – žláza s vnitřní sekrecí, adenohypofýza – produkce hormonů – STH, ACTH,TSH, LH, FHS, prolaktin; neurohypofýza – sekrece hormonů produkovaných v hypothalamu: ADH, oxytocin.

Obr. 8: Pozice mezimozku v kontextu jednotlivých oddílů mozku a jeho základní anatomie.

F) Koncový mozek (Telencephalon)

Je u člověka největší součástí CNS. Jeho povrch tvoří šedá mozková kůra (cortex cerebri, palium). Pod ní je bílá hmota a bazální ganglia (shluky šedé hmoty uvnitř bílé hmoty).

Mozkové hemisféry

Mozková kůra

 

Obr. 9: Pozice koncového mozku včetně kalózního tělesa.

Oblasti mozkové kůry

Na povrchu hemisfér jsou některé konstantní brázdy, které dělí jejich povrch na pět laloků. Čelní lalok (lobus frontalis) leží před centrální brázdou (sulcus centralis). Temenní lalok sahá od centrální brázdy po temennotýlní brázdu (sulcus parietooccipitalis). Týlní lalok je oddělen od temenního laloku myšlenou čárou spojující temennotýlní brázdu a předtýlní zářez (incissura preoccipitalis) na spodním okraji mozkových hemisfér. Spánkový lalok (lobus temporalis) je oddělen od čelního a temenního laloku boční brázdou (sulcus lateralis). Ostrovní lalok (lobus insularis), též zvaný ostrov (insula) je skrytý lalok uložený v hloubce postranní a centrální brázdy, překrytý rychleji rostoucími částmi čelního, temenního a spánkového laloku koncového mozku.

Obr. 10: Hlavní laloky a brázdy mozkové kůry.

A) Oblasti čelního laloku

Primární motorická korová oblast - tato oblast se nachází před centrální brázdou, zde se nachází tzv. pyramidové buňky, jejíchž axony tvoří pyramidovou (kortikospinální) dráhu. Tyto dráhy zajišťují přesné a zručné pohyby těla – zvláště předloktí, prstů a tvářových svalů.

Premotorická kůra – tato oblast se nachází před primární motorickou oblastí, kontroluje složitější pohyby volní činnosti, které jsou závislé na senzitivní zpětné vazbě – tj. uchopování předmětů, pohyb přes překážky apod.

Brocovo centrum řeči – se nachází v dolní oblasti obyčejně levé popř. dominantní mozkové hemisféry. Brockovo centrum v levé hemisféře (pokud je dominantní) řídí tvorbu řeči. Brocovo centrum v pravé hemisféře potom kontroluje emoční zabarvení mluveného slova, tato oblast se podílí i na krátkodobé paměti slov a řeči. Brockovo centrum souvisí s přednostním používáním jedné ruky k práci – levorukost či pravorukost.

Čelní zraková oblast - je to motorická oblast kontrolující chtěné rychlé pohyby očí při sledování pohyblivého cíle.

Primární čichová oblast, čichový bulbus – se nachází na bázi čelních laloků. Tato oblast je zodpovědná za uvědomování si zápachu a vůně. Čichová kůra se napojuje na čichové oblasti v nižších centrech limbického systému.

Prefrontální kůra je velká korová oblast čelního laloku, podílí se na poznávacích kognitivních funkcích jako je myšlení, vnímání, vědomé zapamatování, rozpomínání si na informace, dále abstraktní myšlení, sebeuvědomování, sebekontrola a houževnatost.

Obr. 11: Hlavní oblasti čelního laloku.

B) Oblasti temenního laloku

Senzitivní korová oblast – tato oblast se nachází těsně za centrální brázdou. Je zodpovědná za vnímání obecných tělesných vjemů – kožní vnímání (dotyk, teplo, chlad a bolest), propriorecepce a oblast chuťová. Toto centrum je schopno prostorově vjemy lokalizovat – prostorová diskriminace. Končí zde spinobulvární dráhy.

Somatosenzitivní asociační oblast – se nachází za primární senzitivní oblastí. Podílí se na rozpoznání předmětů podle tvaru, na základě předchozí zkušenosti.

Obr. 12: Hlavní oblasti temenního laloku.

C) Oblast týlního laloku

Primární zraková oblast – se nachází v koncové části týlního laloku. Tato oblast přijímá zrakové informace ze sítnice oka a pracovává informace z obou očí dohromady. Vnímá se zde orientace objektů.

Asociační zraková oblast – nachází se před primárním zrakovým polem. Spolupracuje s tímto centrem pro určení barvy, tvaru a pohybu objektů. Tato oblast spolupracuje i s ostatními částmi mozku prostřednictvím přední a zadní dráhy. Přední dráha vede  podél spodního okraje hemisfér, podílí se na rozpoznání slov v průběhu čtení a rozpoznání obličejů. Zadní dráha vybíhá do postcentrálního (temenního) laloku. Podílí se na prostorových vztazích mezi objekty.

Obr.13: Hlavní oblasti týlního laloku.

D) Oblast spánkového laloku

Sluchová oblast a vestibulární oblast – nachází se ve spánkovém laloku. Opět rozlišujeme primární a asociační oblasti. Primární vnímá hlasitost, výšku tónů a rytmus. Asociační – na základě paměti zvuků i  vřískot, hřmění nebo hudbu.

Obr. 14: Hlavní oblasti spánkového laloku.

E) Řečová oblast

Řečová oblast je  rozsáhlá oblast spojená s řečí. Dominantní je levá hemisféra (u praváků).  Dosud bylo identifikováno 5 oblastí - Brockova oblast (tvorba řeči), Wernickeova oblast (porozumnění řeči), boční prefrontální kůra před a pod Brokovou oblastí (analýza mluveného slova), oblasti spánkového laloku (koordinace sluchových a zrakových stránek řeči) a vnitřní lalok (insula) – spuštění artikulace, rozpoznání rytmu a zvuku mluveného slova. Pravá hemisféra se u praváků nepodílí na tvorbě řeči, ale spolupracuje na výkladu slov a jejich citovém zabarvení.

Obr. 16: Řečové oblasti mozkové kůry.

Lateralita hemisfér

Ve fungování levé a pravé hemisféry existují rozdíly. Obě hemisféry koordinují opačné části těla a mají rozdílné kognitivní funkce. U většiny lidí (90 – 95%) kontroluje levá hemisféra a to především jazykové schopnosti, matematiku a logiku, pravá hemisféra naopak kontroluje zrakově prostorové schopnosti, rozeznávání výrazů obličeje, intuici, emoce a umělecké a hudební schopnosti. Pravá hemisféra pracuje s velkým obrazem, kdežto levá s malými detaily, které potom logicky vysvětluje. U zbývající části populace (5 – 10%) jsou uvedené funkce obou hemisfér opačné nebo se obě hemisféry podílí stejnou měrou na kognitivních funkcích. Funkční rozdíly mezi hemisférami bývají větší u mužů než u žen.

Bazální ganglia

Bazální ganglia se nachází hluboko v bílé hmotě.  Pracují jako komplexní nervová struktura, která spolupracuje s mozkovou kůrou při kontrole pohybů. Pravděpodobně začínají, zastavují a regulují intenzitu volních pohybů, jsou řízeny a podřazeny mozkové kůře, mohou vybírat příslušné svaly nebo pohyby pro určitý úkol a brzdit protichůdně působící svaly. Porucha – Parkinsonova choroba, Huntingtonova choroba.

Funkční systémy mozku

Funkční systémy jsou sítě nervových buněk, které fungují společně přesto, že jsou od sebe značně vzdáleny (mohou být i v jiných částech mozku). Patří sem limbický systém (v předním mozku) a retikulární formace (v mozkovém kmeni).

Limbický systém

Tvoří ho

Limbický systém komunikuje s mnoha oblastmi mozku. Mimo jiné i s retikulární formací v mozkovém kmeni, tj. oblastí mozku, která ovládá naši orgánovou odpověď. Proto lidé trpící emočním stresem trpí onemocněním – vysoký krevní tlak nebo pálení žáhy. Limbický systém dále spolupracuje s mozkovou kůrou, proto jsou naše pocity a myšlenky těsně spjaty.

Retikulární formace

Použitá literatura a literatura ke studiu.

 

Zpracovala RNDr. Vlasta Lungová Ph.D., Katedra zoologie a ornitologie, PřF UP Olomouc

 

 





Autor příspěvku: lungovav dne 23.11.2012 Chcete-li příspěvek editovat, musíte se přihlásit do systému.
Rubriky: Nezařazené

Vložte komentář


+ šest = 7

Nejnovější příspěvky