Урок биологии на тему 'Головной мозг. Строение и функции переднего мозга'

Урок № 14_8

Тема: «Головной мозг. Строение и функции переднего мозга»

Цели:

• Познакомить учащихся со строением и функциями промежуточного мозга и коры больших полушарий головного мозга;

• Показать ведущую роль больших полушарий в поведении высших животных и человека;

• Раскрыть симметрию левого и правого полушарий.

Изучение новой темы

I. Внимательно прочитайте статью «Головной мозг», ответьте на вопросы и заполните таблицы. Все ответы пишите в своих тетрадях. Работайте в парах. Задание № 1 - 3 оцениваются в 1 балл. Задание № 4 - 6 баллов. Задание № 5 - 3 балла. Задание № 6 и 7 - 2 балла. Максимальное количество баллов за задание I - 16.

«Головной мозг»

Методы исследования функций головного мозга

С середины XIX века в физиологии большое внимание стали уделять экспериментальным исследованиям. Ученым удалось с помощью приборов наблюдать, изучать и регистрировать нервные процессы.

Сначала применялось только хирургическое вмешательство. Одни ученые вскрывали череп собаки и, раздражая отдельные участки ее мозга электрическим током, наблюдали ответные реакции тех или иных органов. Другие удаляли части мозга и например, в первой половине XIX века были проведены опыты на голубях. У них удаляли разные участки мозжечка. Движения птиц нарушались по-разному. Они то кувыркались через голову вперед или назад, то вращались вправо или влево. Подобные движения наблюдались после операций на кроликах, собаках. После полного удаления мозжечка животные спотыкаются, высоко поднимают лапы, заваливаются, передвигаются скачками, не могут остановиться, при стоянии качаются, широко расставив ноги, не могут сразу взять пищу, быстро устают. Правда, эти опыты привели некоторых ученых к ошибочным выводам. Они стали считать мозжечок единственным центром согласования движений.

Самое значительное достижение XIX - XX вв. - создание рефлекторной теории нервной деятельности. И.П Павлов говорил, что мозг - самое совершенное и сложное создание природы. Современная наука, на основе учения о рефлексах, располагает точными данными о деятельности мозга. Человек может использовать знания о нервной системе и управлять протекающими в ней процессами.

В настоящее время активность мозга изучают с помощью электрофизиологических методов, в том числе электроэнцефалографии. Для ее получения на коже головы укрепляют электроды, которые регистрируют электрические импульсы, отражающие активность многочисленных клеток мозга. С электродов импульсы передаются на усилитель и автоматически записываются. Эти исследования имеют больше диагностическое значение, так как позволяют определять локализацию очаговых нарушений. Деятельность мозга изучают также при операциях, проводимых под местной анестезией. Аналогичным образом при стимуляции сенсорных клеток и органов чувств запись электрической активности с помощью микроэлектродов, введенных в тела или аксоны нейронов определенных участков мозга, позволяет картировать участки, выполняющие сенсорные функции.

На основании наблюдения эффектов раздражения или удаления отдельных участков коры больших полушарий, клинических наблюдений, анализа биоэлектрических изменений в ответ на раздражение различных рецепторов детально изучена локализация функций в коре больших полушарий.

Передний мозг состоит из двух частей: промежуточного и больших полушарий мозга. Промежуточный мозг граничит со средним мозгом, а большие полушария сверху и с боков покрывают все другие отделы мозга.

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг состоит из зрительных бугров (таламуса) и подбугровой области (гипоталамуса).

Таламус (от греч. «таламос» - комната, внутренние покои) состоит из серого вещества, сгруппированного ядрами, к которым приходят чувствительные импульсы почти от всех рецепторов, воспринимающих раздражения внешней и внутренней среды (от кожи, мышц, зрительных и слуховых рецепторов и др.). Отсюда информация поступает в кору больших полушарий головного мозга.

Гипоталамус (от греч. «гипо» - ниже, под - и «таламос» - комната, внутренние покои) - отдел промежуточного мозга, в котором находятся многочисленные ядра, регулирующие вегетативные функции (сердечный ритм, кровяное давление, дыхание, перистальтика).

С работой гипоталамуса связано возникновение чувства голода, жажды, эмоций. Он регулирует деятельность эндокринных желез (благодаря связям с гипофизом), сексуальное поведение, поддержание постоянства состава внутренней среды организма. Гипоталамус участвует в регуляции сна и бодрствования, температуры тела, водного обмена, обмена углеводов. При повреждении гипоталамуса возникает чрезмерное ожирение за счет излишнего потребления жиров и появления так называемого волчьего голода, поражение других ядер вызывает катастрофическое похудение при резко сниженном аппетите.

Большие полушария мозга

Полушария головного мозга состоят из подкорковых базальных ганглиев - скопления серого вещества в толще белого вещества и «мозгового плаща», которые окружают полости - боковые желудочки. У взрослого человека масса больших полушарий составляет 80% головного мозга. Правое и левое полушария разделены глубокой продольной бороздой. «Плащ» у человека представлен корой головного мозга. Это серое вещество больших полушарий. Кора является высшим, эволюционно наиболее молодым образованием центральной нервной системы.

Кора покрывает всю поверхность больших полушарий слоем толщиной от 1.5 до 3 мм. Общая площадь поверхности полушарий коры у взрослого человека 1700 - 2000 см². В коре насчитывают от 12 до 18 млрд нервных клеток. Многочисленные борозды делят всю поверхность полушарий на выпуклые извилины и доли. Три главные борозды - центральная, боковая и теменно-затылочная - делят каждое полушарие на четыре доли: лобную, теменную, затылочную, височную.

Образующие кору нервные клетки и волокна расположены в 6 слоев (в некоторых областях коры различают и 7-й слой). По особенностям клеточного состава и строения кору разделяют на 52 участка. Их называют корковыми полями.

В коре больших полушарий различают чувствительные (сенсорные), двигательные (моторные) и ассоциативные зоны. В различные отделы коры больших полушарий проецируются все рецепторные поля организма человека. Эти области коры были названы И.П. Павловым корковыми, или центральными концами анализаторов.

Сенсорные (чувствительные) зоны: зрительная - затылочная доля; слуховая - височная доля; вкусовая - височная доля; обонятельная - височная доля; кожно-мышечная чувствительность - теменная доля.

Двигательные (моторные) зоны - зоны, при раздражении которых возникает движение.

Они взаимодействуют с сенсорными зонами, вследствие чего при раздражении некоторых участков моторных зон вместе с движением возникает и ощущение, а при раздражении сенсорной области наряду с ощущением возникает и движение. С регуляцией двигательной функции связаны отделы коры больших полушарий, расположенные в передней центральной извилине. При раздражении различных участков этой области возникает сокращение отдельных мышц. При ее поражении наблюдаются серьезные нарушения движения. С верхней частью полушарий связана регуляция движений нижних конечностей, затем туловища, еще ниже - руки, а затем мышц лица и головы. Наибольшее пространство занимает двигательная зона кисти и пальцев руки и мышц лица, наименьшее - туловища. Пути, по которым импульсы идут от больших полушарий к мышцам, образуют перекрест, поэтому при раздражении моторной зоны правой стороны коры возникает сокращение мышц левой стороны тела.

Моторная и сенсорные зоны коры, расположенные с обеих сторон от борозды, представляют собой единое функциональное образование, называемое сенсомоторной зоной.

Ассоциативные зоны - отделы коры, расположенные рядом с сенсорными зонами, в которых возникает возбуждение при поступлении импульсов в сенсорные зоны.

Они очень хорошо развиты у человека. В одной и той же ассоциативной зоне возбуждение может возникать при поступлении импульсов от различных рецепторов. У человека при нарушении функций этих зон может быть утрачена способность правильно оценивать раздражение.

Лобные доли мозга ответственны за составление программ поведения и управление трудовой деятельностью. Этими долями прогнозируются будущие действия. Возбуждение, приходящее от органов речи, направляется в нижнюю лобную извилину. Этот центр связан с преднецентральной извилиной, куда приходят импульсы от мышц языка, губ, щек и гортани. Расположенные в заднем отделе средней лобной извилины участки коры связаны с письменной речью. Участки коры, особенно тесно связанные с речью, у правшей представлены в левом, а у левшей - в правом полушарии. Функция речи не ограничивается только определенными участками коры. Речь наиболее сложно локализована и осуществляется при участии всей коры больших полушарий. В речевой коммуникации на равных участвуют оба мозговых полушария.

Анализ речевых звуков, а также их синтез, формирование из них отдельных слов и целых предложений контролируются левым полушарием. Анализируя и синтезируя речь, это полушарие опирается на грамматические правила и на грамматическую информацию. Таким образом, в конечном счете оно является «устройством» для абстрактного логического мышления.

Основной отличительной особенностью «правополушарного» - образного - мышления считают способность целостно, в комплексе воспринимать предметы и явления, с одновременной и даже мгновенной обработкой многих, если не всех их параметров. Левое полушарие отвечает за способность говорить и понимать речь, писать и понимать написанное, совершать в уме математические операции. Такая функциональная ассиметрия полушарий имеется только у человека. Она существенно расширяет возможности мозга, делает его более совершенным. Какими-то свойствами обладает только одно полушарие, другими - оба, но в разной степени, и все это находится в сложнейшей взаимозависимости и взаимодействии.

Оба полушария работают всегда согласованно, каждому слову соответствуют определенные образы. С помощью речи можно руководить восприятием другого человека, переключать его внимание с одних предметов на другие.

Кора больших полушарий необходима для образования условных рефлексов. Через нее проходят дуги всех условных рефлексов, а условные рефлексы служат средством приспособления к меняющимся условиям внешней среды. Одной из главных функций коры является осуществление высшей нервной деятельности.

1. Какое самое значительное достижение в XIX - XX вв. в биологии?

2. Если животное спотыкается, высоко поднимает лапы, заваливается, передвигается скачками, не может остановиться, при стоянии качается, широко расставив ноги, не может сразу взять пищу, быстро устает, то какой отдел головного мозга был удален?

3. С помощью каких методов сейчас изучают активность мозга?

4. Заполните таблицу, предварительно перерисовав ее в свою тетрадь:

Отдел головного мозга

Функции

Промежуточный мозг

Таламус

Гипоталамус

Большие полушария

Лобная доля

Теменная доля

Затылочная доля

Височная доля

5. Заполните таблицу, предварительно перерисовав ее в свою тетрадь:

Зоны коры больших полушарий

Характеристика

Чувствительная (сенсорная) зона

Двигательная (моторная) зона

Ассоциативная зона

6. Определите, какие зоны коры будут воспринимать слово «ключ», написанное на классной доске. Установите, в каком полушарии эта надпись будет опознана.

7. Определите, какие зоны коры будут воспринимать реальный ключ. Установите, в каком полушарии этот предмет будет опознан.

II. Прочитайте § 46 учебника Д.В. Колесов, Р.Д. Маш, И.Н. Беляев и выполните следующие задания. Работайте в парах. Задание № 1и 2 оцениваются в 4 балла. Максимальное количество баллов за задание II - 8.

1. Укажите значком «+», какие из перечисленных функций может выполнять старая кора, а какие - только новая.

Функции

Старая кора

Новая кора

1. Способность различать благоприятные и неблагоприятные события и реагировать на них тревогой, агрессией, испугом, радостью.

2. Способность точно распознавать объекты, программировать ответную деятельность с учетом возможных последствий.

3. Способность хранить в памяти прошлый опыт и использовать его в новых условиях.

4. Прогнозировать результаты будущей деятельности, строить планы и контролировать их выполнение, использовать речевые символы, знаки для прогнозирования своего поведения.

2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.

А) Кора больших полушарий образована серым веществом.

Б) Серое вещество состоит из отростков нейронов.

В) В каждом полушарии выделяют лобную, теменную височную и затылочную доли.

Г) Зрительная кора находится в лобной доле.

Д) Слуховая кора расположена в височной доле.

Е) Основная функция древней коры - научение и память.

Оценки

«5»: 24 - 22 балла

«4»: 21 - 17 баллов

«3»: 16 - 12 баллов

«2»: 11 - 0 баллов.

Подведение итогов урока:

1.Прочитайте цели, поставленные перед вами во время самостоятельной работы.

2.Достигли ли вы целей урока? В какой степени?

3.Что помогало и что мешало вашей работе на уроке?

4.Выберите домашнее задание по схеме:

А) выполнил все на «5» - нет домашнего задания.

Б) при работе допускал ошибки, но выполнил все задания - § 46.

В) часто ошибался, работать было трудно - поработайте со статьей еще раз + § 46.