Головний мозок: відділи та їх функції

Головний мозок — це найвищий відділ центральної нервової системи. Він лежить у порожнині черепа, має масу близько 1,4 кг, що становить приблизно 2 % маси тіла дорослої людини. Попри невелику частку в масі тіла, мозок споживає близько 20 % усього кисню, який надходить в організм, і приблизно 15 % серцевого викиду крові. Це свідчить про надзвичайно високу інтенсивність обміну речовин у нервовій тканині.

Як і спинний мозок, головний мозок вкритий трьома оболонками: твердою, павутинною та м’якою. Між оболонками циркулює спинномозкова рідина (ліквор), яка амортизує поштовхи й забезпечує живлення нервової тканини. Усередині мозку є порожнини — шлуночки, заповнені ліквором.

Відділи головного мозку (знизу вгору)

Головний мозок поділяють на шість основних відділів. Розташуймо їх знизу вгору:

• Довгастий мозок — безпосереднє продовження спинного мозку.

• Міст (варолієв міст) — розташований над довгастим мозком.

• Мозочок — лежить позаду мосту й довгастого мозку.

• Середній мозок — найменший відділ, розташований над мостом.

• Проміжний мозок — включає таламус і гіпоталамус.

• Кінцевий мозок — великі півкулі, найбільший відділ.

Довгастий мозок, міст і середній мозок разом утворюють стовбур мозку — філогенетично найдавнішу частину, що виконує життєво важливі функції.

Черепні нерви

Від головного мозку відходять 12 пар черепних нервів. Вони бувають:

• Чутливі — нюховий (І пара), зоровий (ІІ пара) і присінково-завитковий (VIII пара).

• Рухові — наприклад, окоруховий (ІІІ пара), який керує рухами ока.

• Змішані — наприклад, блукаючий (Х пара), що іннервує серце, легені й органи травлення.

Як виглядає мозок на сагітальному розрізі

На сагітальному (поздовжньому) розрізі головного мозку добре видно всі відділи: унизу — довгастий мозок, над ним — міст, позаду них — мозочок із характерним деревоподібним малюнком білої речовини (так зване «дерево життя»), вище — середній і проміжний мозок, а зверху — великі півкулі, з’єднані між собою мозолистим тілом — товстим пучком нервових волокон, що забезпечує обмін інформацією між півкулями.

Ці три відділи входять до стовбура мозку й містять життєво важливі центри. Розгляньмо кожний окремо.

Довгастий мозок

Довгастий мозок — це безпосереднє продовження спинного мозку. Він виконує дві ключові функції: рефлекторну та провідникову.

У довгастому мозку розташовані життєво важливі центри:

• Дихальний центр — регулює частоту й глибину дихання.

• Серцево-судинний центр — регулює серцебиття й тонус судин.

• Центри ковтання, кашлю, чхання та блювання.

Важливо: жування, кліпання та сльозовиділення не слід локалізувати тільки в довгастому мозку — у цих рефлексах беруть участь також ядра мосту. Тяжке ушкодження довгастого мозку (наприклад, унаслідок травми шийного відділу хребта чи стовбура) може миттєво порушити дихання й серцебиття, що загрожує життю.

Міст (варолієв міст)

Міст розташований над довгастим мозком. Він виконує провідникову функцію, зв’язуючи кору великих півкуль із мозочком і спинним мозком. У мості розташовані ядра черепних нервів, що керують жуванням і мімікою. Разом із довгастим мозком міст бере участь у регуляції дихання.

Середній мозок

Середній мозок — найменший відділ стовбура. Його головна структура — чотиригорбкове тіло:

• Верхні горбки — підкіркові центри зорових орієнтувальних реакцій.

• Нижні горбки — підкіркові центри слухових орієнтувальних реакцій.

Орієнтувальні рефлекси — це мимовільні реакції на новий подразник: поворот голови й очей у бік світла чи звуку, насторожування. Середній мозок також забезпечує зіничний рефлекс (звуження зіниці на яскраве світло), регулює м’язовий тонус і підтримує позу тіла.

Мозочок

Мозочок лежить позаду мосту й довгастого мозку, у задній черепній ямці. Він складається з двох півкуль і непарної серединної структури — черв’яка. Поверхню мозочка вкриває кора із сірої речовини, а під нею — біла речовина, що на розрізі утворює характерний малюнок, який нагадує гілки дерева («дерево життя»).

Основні функції мозочка:

• Координація рухів — узгодження роботи різних м’язів для виконання плавних, точних рухів.

• Підтримання рівноваги й пози тіла.

• Регуляція м’язового тонусу.

• Закріплення рухових навичок — письмо, їзда велосипедом, гра на музичному інструменті.

Ушкодження мозочка проявляється характерними симптомами: хиткою ходою (хода п’яного), тремтінням рук (інтенційний тремор — тремтіння посилюється під час цілеспрямованого руху), неточними розмашистими рухами. Пальце-носова проба (попросити людину доторкнутися вказівним пальцем до кінчика носа) буде неточною навіть із відкритими очима. Якщо рух стає неточним лише із заплющеними очима — це свідчить про порушення пропріоцептивної чутливості, а не про ураження мозочка.

Проміжний мозок

Проміжний мозок складається з двох головних частин: таламуса й гіпоталамуса.

Таламус (зорові горби)

Таламус — це парне утворення, яке називають «воротами кори». Він перемикає й попередньо обробляє нервові імпульси від усіх рецепторів тіла (крім нюхових) і передає їх у відповідні зони кори великих півкуль. Таламус також бере участь у формуванні відчуття болю та емоційних реакцій.

Гіпоталамус

Гіпоталамус — вищий центр автономної (вегетативної) регуляції. Він контролює:

• Терморегуляцію — підтримання сталої температури тіла.

• Голод і насичення — центри апетиту.

• Спрагу та водно-сольовий обмін.

• Цикли сну й неспання.

• Емоційні реакції (гнів, страх, задоволення).

Особливість гіпоталамуса — наявність нейросекреторних клітин, які виробляють гормони й керують роботою гіпофіза. Цю гіпоталамо-гіпофізарну систему детальніше розглядають у темі «Ендокринна система».

Кінцевий мозок — найбільший відділ головного мозку. Він складається з двох великих півкуль — лівої та правої, з’єднаних мозолистим тілом.

Кора великих півкуль

Кора — це шар сірої речовини завтовшки 2–4 мм, що вкриває поверхню півкуль. У корі налічують близько 14–16 млрд нейронів. Завдяки численним борознам і звивинам площа кори сягає приблизно 2 200 см². Під корою розташована біла речовина (аксони нейронів) і підкіркові ядра.

Борозни та частки

Поверхня кожної півкулі поділена глибокими борознами на частки:

• Центральна борозна (Роландова) — відокремлює лобову частку від тім’яної.

• Бічна борозна (Сільвієва) — відокремлює скроневу частку від лобової й тім’яної.

• Тім’яно-потилична борозна — відокремлює тім’яну частку від потиличної.

Виділяють чотири основні частки кожної півкулі: лобову, тім’яну, скроневу та потиличну.

Зони кори (проекційні ділянки)

Різні ділянки кори виконують різні функції. Основні зони:

Нюхова зона включає грушоподібну кору біля медіальної поверхні скроневої частки. Смакова зона розташована в острівцевій корі та прилеглій лобовій покришці (а не у внутрішній поверхні скроневої частки, як іноді помилково вважають).

Перехрест рухових і чутливих шляхів

Важлива особливість: рухові та чутливі шляхи перехрещуються. Це означає, що ліва півкуля керує рухами правої половини тіла й сприймає чутливість від неї, а права півкуля — лівої половини. Наприклад, крововилив (інсульт) у ліву рухову зону призведе до паралічу правої руки й правої ноги.

Асоціативні зони

Окрім проекційних зон, у корі є асоціативні зони, які поєднують інформацію від різних сенсорних зон. Найбільші асоціативні зони розташовані в лобових частках — вони забезпечують мислення, планування, прийняття рішень і довільну поведінку. Важливі ділянки мовленнєвої мережі (центри Брока й Верніке) у більшості людей лежать у лобовій і скроневій частках лівої півкулі — їх детальніше розглядають в уроці «Пам’ять, мовлення, типи вищої нервової діяльності».

Функціональна асиметрія півкуль

Хоча ліва й права півкулі мають подібну будову, вони виконують дещо різні функції — це називають функціональною асиметрією. У більшості людей ліва півкуля має провідну роль у мовленні, а права — у деяких просторових операціях (наприклад, розпізнаванні облич, орієнтації на місцевості) та емоційній інтонації мовлення.

Важливо: не поділяй людей на «логічних лівопівкульних» і «творчих правопівкульних». Мислення, пам’ять, музика й емоції залучають мережі обох півкуль. Асиметрія є відносною, а не абсолютною.

Вплив алкоголю на головний мозок

Алкоголь легко проникає через гематоенцефалічний бар’єр і діє на різні відділи мозку:

• Пригнічує кору великих півкуль — слабшають самоконтроль, увага, критичність мислення, знижується здатність приймати зважені рішення.

• Пригнічує мозочок — порушується координація рухів, хода стає хиткою, з’являється тремтіння рук.

Систематичне вживання алкоголю руйнує нейрони (особливо в корі й мозочку), погіршує пам’ять і мислення, може призвести до атрофії мозку.

Вплив нікотину на головний мозок

Нікотин діє на нікотинові ацетилхолінові рецептори в мозку, що сприяє розвитку залежності. Він активує симпатичні реакції (пришвидшує серцебиття, підвищує артеріальний тиск).

Нікотин особливо небезпечний для мозку підлітка, який активно розвивається: він може шкодити увазі, здатності до навчання й контролю імпульсів. Варто пам’ятати, що наслідки куріння не зводяться лише до дії нікотину — тютюновий дим містить багато інших токсичних речовин (смоли, чадний газ тощо).

Приклад 1. Логічні пари «відділ мозку — функція»

Установіть відповідність між відділом головного мозку (1–4) і функцією (А–Д).

1 довгастий мозок 2 мозочок 3 гіпоталамус 4 середній мозок

А центри дихання й кашлю Б координація рухів і рівновага В терморегуляція, голод і спрага Г орієнтувальні рефлекси на світло й звук Д аналіз зорових образів (потилична частка кори)

Розв’язання:

• Довгастий мозок містить життєво важливі центри дихання, серцебиття, ковтання, кашлю, чхання. Отже, 1 → А.

• Мозочок відповідає за координацію рухів і рівновагу. 2 → Б.

• Гіпоталамус — центр терморегуляції, голоду й спраги. 3 → В.

• Середній мозок — верхні горбки реагують на світло, нижні — на звук; це орієнтувальні рефлекси. 4 → Г.

• Варіант Д (аналіз зорових образів) — функція потиличної частки кори, а не одного з перелічених підкіркових відділів. Він зайвий.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 2. Інсульт і втрата зору

Після інсульту людина перестала бачити, хоча очі й зорові нерви здорові. Яку частку кори великих півкуль ймовірно ушкоджено?

Розв’язання: Зорова зона розташована в потиличній частці кори. Саме там відбувається аналіз зорових образів. Якщо очі й зорові нерви (ІІ пара) здорові, але людина не бачить — ушкоджена саме потилична частка.

Відповідь: потиличну частку.

Чому інші варіанти неправильні:

• Скронева частка — містить слухову зону, ушкодження спричинить порушення слуху, а не зору.

• Лобова частка — містить рухову зону, ушкодження спричинить паралічі, а не втрату зору.

• Тім’яна частка — містить соматосенсорну зону, ушкодження порушить шкірно-м’язову чутливість.

Приклад 3. Два судження учнів

Олег: «Дихальний центр розташований у мозочку, тому травма потилиці небезпечна для життя». Ніна: «У разі ушкодження рухової зони лівої півкулі паралізуються права рука й нога». Хто має рацію?

Розв’язання: Олег помиляється — дихальний центр розташований у довгастому мозку, а не в мозочку. Ніна має рацію — через перехрест рухових шляхів ліва півкуля керує правою половиною тіла.

Відповідь: має рацію лише Ніна.

Приклад 4. Логічні пари «позначка на рисунку — частка кори»

Установіть відповідність між позначкою на рисунку бічної поверхні півкулі (1–4) і часткою кори (А–Д).

1 — ділянка перед центральною борозною 2 — ділянка між центральною й тім’яно-потиличною борознами 3 — ділянка під бічною борозною 4 — задня частина півкулі

А лобова Б тім’яна В скронева Г потилична Д мозочок

Розв’язання:

• Перед центральною борозною — лобова частка. 1 → А.

• Між центральною й тім’яно-потиличною борознами — тім’яна частка. 2 → Б.

• Під бічною борозною — скронева частка. 3 → В.

• Задня частина півкулі (за тім’яно-потиличною борозною) — потилична частка. 4 → Г.

• Мозочок — окремий відділ головного мозку, а не частка кори. Він зайвий (Д).

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 5. Стан сп’яніння

У стані сп’яніння людина хитається й робить неточні рухи. Порушення роботи якого відділу мозку це найкраще пояснює?

Розв’язання: Алкоголь пригнічує роботу мозочка — відділу, що відповідає за координацію рухів, рівновагу й точність довільних рухів. Хитка хода та неточні рухи — класичні симптоми порушення функції мозочка.

Відповідь: мозочка.

Чому інші варіанти неправильні:

• Довгастий мозок — його пригнічення спричинило б порушення дихання й серцебиття, а не хитку ходу.

• Гіпоталамус — його ушкодження порушило б терморегуляцію, голод, спрагу.

• Середній мозок — його пригнічення порушило б орієнтувальні рефлекси, зіничні реакції.

• Розміщують дихальний центр у мозочку — насправді він розташований у довгастому мозку. Травма потилиці, де лежить мозочок, менш небезпечна для життя, ніж ушкодження довгастого мозку.

• Плутають частки: слухову зону шукають у потиличній, а зорову — у скроневій. Запам’ятай: потилиця — зір (ми «дивимось» очима, що спереду, але зорова кора — ззаду), скроня — слух.

• Плутають таламус і гіпоталамус: терморегуляцію, голод і спрагу приписують таламусу. Насправді це функції гіпоталамуса, а таламус — лише «перемикач» чутливих шляхів.

• Забувають про перехрест шляхів і вважають, що ліва півкуля керує лівою рукою. Правило: ліва півкуля → права половина тіла, права півкуля → ліва половина.

• Вважають мозочок частиною великих півкуль. Насправді мозочок — окремий відділ головного мозку, що лежить позаду мосту й довгастого мозку.

• Плутають рухову зону (передцентральна звивина лобової частки) із зоною шкірно-м’язової чутливості (зацентральна звивина тім’яної частки). Рухова — спереду від центральної борозни, чутлива — позаду.

Тема 4.2 програми НМТ («Нервова система») вимагає знати функції відділів нервової системи й зони кори великих півкуль, візуально розпізнавати відділи головного мозку й частки великих півкуль, а також знати вплив алкоголю й куріння на організм.

Формати завдань

• Завдання 25–28 — логічні пари (1–4 → А–Д), одна буква зайва. По 1 балу за кожну правильну пару, максимум 4 бали. Цей формат ідеально підходить для перевірки співвідношення «відділ мозку — функція» або «позначка на рисунку — назва частки».

• Форма «позначка на рисунку → назва» є в демоваріанті НМТ-2026 (№ 28, тема 4.5) і теж підходить для відділів мозку й часток кори.

• Завдання 1–24 — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г), 0 або 1 бал. У демоваріанті 2026 є основи «два судження учнів» (№ 4, 16) і «два твердження» (№ 8, 14, 20), які можуть стосуватися відділів мозку.

Стратегія виконання

Для завдань на логічні пари «відділ → функція»:

• Спершу з’єднай однозначні пари: довгастий мозок — дихання/кашель, мозочок — координація/рівновага.

• Зайвий варіант визнач методом виключення: наприклад, ним може бути функція кори великих півкуль («аналіз зорових образів» — потилична частка), а не підкіркового відділу.

У демоваріанті НМТ-2026 тему 4.2 не використано ні як основну, ні як додаткову, але це не означає, що її не буде в НМТ-2027. Тема 4.2 є в програмі, тому завдання за нею можливі в будь-якому варіанті.

• Відділи головного мозку (знизу вгору): довгастий мозок, міст, мозочок, середній мозок, проміжний мозок (таламус + гіпоталамус), кінцевий мозок (великі півкулі).

• Довгастий мозок містить життєво важливі центри — дихання, серцебиття, ковтання, кашель, чхання. Його ушкодження небезпечне для життя.

• Міст зв’язує кору з мозочком і спинним мозком, бере участь у регуляції жування й міміки.

• Мозочок — координація рухів, рівновага, м’язовий тонус, закріплення рухових навичок.

• Середній мозок — орієнтувальні рефлекси на світло й звук, зіничний рефлекс, м’язовий тонус.

• Таламус перемикає чутливі шляхи до кори («ворота кори»).

• Гіпоталамус — терморегуляція, голод, спрага, водно-сольовий обмін, сон, зв’язок із гіпофізом.

• Зони кори: рухова — передцентральна звивина лобової частки; шкірно-м’язова чутливість — зацентральна звивина тім’яної частки; зорова — потилична частка; слухова — скронева частка.

• Перехрест шляхів: ліва півкуля керує правою половиною тіла, права — лівою.

• Алкоголь пригнічує кору (самоконтроль, увага) та мозочок (координація). Нікотин викликає залежність і шкодить розвитку мозку підлітка.