ТЕМА 1. История анатомии и представлений о мозге

АНАТОМИЯ ЦНС

(Курс лекций)

ОГЛАВЛЕНИЕ

ТЕМА 1. История анатомии и представлений о мозге.. 3

Тема 2. Методы исследования мозга. 7

Тема 3. Структурные элементы нервной ткани. 9

Тема 4. Межклеточные взаимодействия. 17

Тема 5. Общий план строения нервной системы человека. 20

Тема 6. Общий план строения ЦНС. 22

Тема 7. Спинной мозг. 26

Тема 8. Черепно-мозговые нервы. 33

Тема 9. Продолговатый мозг. 36

Тема 10 Задний мозг. 42

Тема 11. Средний мозг. 47

Тема 12. Промежуточный мозг. 52

Тема 13. Ретикулярная формация. 58

Тема 14. Конечный мозг. 62

Тема 15. Лимбическая система. 74

Тема 16. Проводящие пути ЦНС. 76

Тема 17. Основные этапы эволюции ЦНС. 84

Тема 18. Эмбриогенез ЦНС. 88

ТЕМА 1. История анатомии и представлений о мозге

Анатомия человека – это наука, изучающая происхождение, развитие, внешнее и внутреннее строение, функциональные особенности живого человека. Анатомия ЦНС, являясь разделом анатомии человека, изучает макро- и микроскопическое строение спинного и головного мозга.

Для понимания состояния и перспектив развития любой науки, в том числе анатомии, необходимо знать основные этапы ее становления. Анатомия - древняя наука, ее истоки уходят в доисторические времена. Наскальные рисунки эпохи палеолита свидетельствуют о том, что первобытные люди уже знали о положении жизненно важных органов (сердце, печень). Одновременно с этими первыми сведениями о строении тела, о его анатомии возникло представле­ние о назначении тех или иных органов, о функциях отдельных частей тела. Но лишь в редких случаях эти представления могли быть правильными: суеверие и фантазия, боязнь демонов и очень рано установившийся запрет расчленять тело мертвого человека стояли на пути к познанию. Однако первый шаг был сделан, и началось медленное, очень медленное и драматичное накопление знаний. Первое упоминания о сердце, печени, легких и других органах тела человека содержатся в древней китайской книге «Нейцзин» (XI - VII вв. до н.э.). Наибольшее впечатление на людей всегда производило сердце, когда они видели его вздрагивание и биение у еще живого зверя. Сердце, считали древние китайцы, первая из внутренностей; мать сердца — печень, а сыновья сердца — желудок и селезенка (эти два органа считались чем-то единым). Поэтому другом сердца считалась печень, а врагом — почка. Задача сердца - принимать пищеварительный сок, перерабатывать его и превращать в кровь. Про печень думали, что она служит обиталищем души, что от нее исходят все великие и благородные идеи. В желчном пузыре находится мужество; поэтому, вкусив желчь сильных зверей и казненных преступников, можно приобрести мужество и силу.

У древних индийцев представления о человеческом теле также были весьма путаными, хотя они и имели возможность получить более близкие к истине данные, так как в Индии с VIII века до н.э. отсутствовал запрет вскрывать мертвых. Древние индийцы полагали, что человек состоит из семи оболочек, трехсот костей, трех жидкостей, девятисот связок и девяноста жил, начинающихся у ногтей. В индийской книге «Аюрведа» («Знание жизни», IX —III вв. до н.э.) имеются сведения о мышцах и нервах. Впервые возникает учение об органах чувств: «И еще один орган имеется в человеческом теле, который содержит все основные вещества (свет, воду и землю) и сверх того эфир (разновидность прасубстанции мира), это глаз, чудесное образование, содержащее внутри себя огонь».

Определенную роль в развитии анатомии сыграли успехи, достигнутые в Древнем Египте в связи с культом бальзамирова­ния тел умерших. В течение столетий в древнем Египте вскрывалось несчетное количество трупов для изъятия внутренностей и головного мозга, препятствовавших бальзамированию. Но несмотря на это, древние египтяне почти ничего не знали об анатомии, если не считать анатомии костей. Дошедший до нашего времени «папирус Эберса» свидетельствует насколько неверны были представления египтян о человеческом теле. Например, сердце они рассматривали не только как центральный орган, из которого выходят крупные кровеносные сосуды, но и как орган, через который проходит кровь, слизь, вода, воздух и даже моча. Деятельность сердца, его биение в груди явно производили па египтян необычайное впечатление. Даже центр мышления они переносили в сердце, в то время как другие восточные народы уже понимали значение головного мозга. Артерии, по мнению египтян, проводили воз­дух, вены — кровь; ведь при вскрытии трупов артерии были пусты и кровь обнаруживалась только в венах. Кроме того, они знали и о наличии третьей, твердой системы трубок — нервов. Таким образом, все три известные естественной науке египтян стихии — газообразная, жидкая и твердая — были представлены в строении тела.

Сведения о медицине древних евреев можно найти в библии, талмуде и других писаниях. В них много наставлений, касающихся гигиены, но о строении тела и его органов там сказано немного и сведения фантастичны, например, считалось, что дыхательное горло в груди разделяется на 7 каналов.

Ценные данные в области анатомии были получены в Античной Греции. Первым греческим анатомом по праву считают Алкмеона Кротонского (VI в. до н. э.). Он первым утверждал, что мозг является органом души, средоточием чувствительности, психической деятельности и движения. Описал четверохолмие среднего мозга, семь пар черепно-мозговых нервов, блуждающий нерв, спинной мозг. Алкмеон впервые объяснил значение нервов для органов чувств, создал теорию ощущений: «Животное только ощущает, человек – и мыслит».

Величайший врач древности Гиппократ (460—377 гг. до н.э.), которого называют отцом ме­дицины, того же придерживался мнения, что мозг является органом души, однако, он принимался за железу. Аристотель (384—322 гг. до н.э.) же считал, что органом души является сердце, а мозг служит в качестве аппарата, регулирующего жар крови. Он холоден и не обладает чувствительностью. Из того, что Аристотель изложил в области медицины, многое, конечно, только продукт его фантазии или же заимствовано у других. Дело в том, что для развития анатомии в его время не хватало непосредственных наблюдений на трупе, которые были под строжайшем запретом.

Первыми в Древней Греции производили вскрытия трупов людей Герофил (род. ок. 304 г. до н.э.) и Эразистрат (300—250 гг. до н.э.). Они первые делают попытку создать точную естественную науку о человеческом теле, подлинную анатомию. Герофил (Александрийская шкода) мечтал сделать описание всего человеческого тела, его органов и их взаимосвязи, ибо все анатомические описания, имевшиеся в то время, были всего лишь фрагментами, случайными данными, полученными из отрывочных наблюдений, или же переносили анатомию животных на человека, что приводило обычно к неправильным представлениям. В своем труде «Анатомика» Герофил говорил о четырех силах, владеющих человеческим организмом: питающей силе, находящейся в печени, согревающей, находящейся в сердце, мыслящей, находящейся в головном мозгу и ощущающей, находящейся в нервах. Медицина ценит Герофила как анатома, который уже не объединял и не смешивал нервы с сухожилиями, а считал их продолжением головного и спинного мозга, отрогами «белой субстанции». Как известно, в головном и спинном мозгу различают серое и белое вещество - в головном мозгу серое вещество окружает белое, в спинном - наоборот. Герофил оставил мастерское описание всех трех известных ныне мозговых оболочек. Он описал большие кровяные пространства головного мозга, наподобие маленьких озер, собирающие венозную кровь, и мозговые желудочки. Важное значение имели его исследования глаза, который им хорошо описан.

Эразистрат (Книдосская школа, к которой принадлежал Аристотель) уточнил строение сердца, описал его клапаны, описал печень, как она выглядит у человека, тогда как прежние описания были по существу описаниями печени животных, назвал первую кишку, примыкающую к желудку, двенадцатиперстной, различал кровеносные сосуды, выделял двигательные и чувствительные нервы.

Выдающийся врач и энциклопедист древнего мира Клавдий Гален (131— 201) описал 7 (из 12) пар черепных нервов, соединительную ткань и нервы в мышцах, кровеносные сосуды в некоторых органах, надкостницу, связки, а также обобщил имевшиеся до него сведения по анатомии. Он пытался описать функции органов. Полученные при вскрытии животных (свиней, собак, обезьян, львов) факты без должных оговорок Гален переносил на человека, что было ошибкой (трупы людей в Древнем Риме, как и в Античной Греции, вскрывать запрещалось). Гален рассматривал строение живых существ (человека) как «предначертанное свыше», внеся в медицину (анатомию) принцип телеологии (от греч. telos — цель). Не случайно поэтому труды Галена на протяжении 1500 лет пользовались покровительством церкви и считались непогрешимыми. Насколько убедительна и обоснована анатомия, настолько путана, фантастична, умозрительна и противоречит фактам его физиология. Анатомия Галена была значительным шагом вперед; физиология его повторяла все заблуждения древних.

В последующие века было сделано немало анатомических открытий. Факты накапливались, но не обобщались. Эпоха раннего феодализма, господство догматизма не способствовали прогрессу науки, особенно в странах Европы. Этот период знаменуется развитием культуры народов Востока, достижениями в области математики, астрономии, химии. На Востоке также запрещалось вскрывать трупы, поэтому анатомию там изучали по книгам. На арабский язык переводились труды Гиппократа, Аристотеля, Галена.

Величайший мыслитель и врач Востока Абу Али И6н Сина (Авиценна, 980—1037 гг.) написал «Канон врачебной науки», в котором содержались сведения по анатомии, созвучные представлениям Галена. «Канон» был переведен на латинский язык и после изобретения книгопечатания переиздавался более 30 раз.

Во втором тысячелетии развитие городов, торговли, культуры послужило новым толчком к развитию медицины. Появляются медицинские школы. Начиная с ХIII в. в университетах выделяются медицинские факультеты. В XIV—XV вв. в них для демонстрации студентам стали вскрывать 1—2 трупа в год. В 1326 г. Мондинода Люцци (1275—1327), вскрывший два женских трупа, написал учебник по анатомии.

В XV—XVII вв. производились публичные вскрытия трупов человека, для чего создавались специальные помещения — анатомические театры. Особенно большой вклад в анатомию внесли Леонардо да Винчи и Андрей Везалий. Выдающийся итальянский ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452—1519) вскрыл 30 трупов людей. Он сделал многочисленные зарисовки костей, мышц, сердца и других органов и составил письменные пояснения к этим рисункам; изучил формы и пропорции тела человека, предложил классификацию мышц, объяснил их функцию с точки зрения законов механики.

Основоположником научной анатомии является профессор Падуанского университета Андрей Везалий (1514 - 1564), который на основании собственных наблюдений, сделанных при вскрытии трупов, написал труд «О строении человеческого тела», изданный в Базеле в 1543 г. Везалий систематически и довольно точно описал анатомию человека, указал на анатомические ошибки Галена. Исследования и новаторский труд Везалия предопределили дальнейшее развитие анатомии. Его учениками и последователями в XVI—XVII вв. было сделано немало анатомических открытий, уточнений, исправлений. Были обстоятельно описаны многие органы тела человека, в том числе и головной мозг.

Голландский анатом Ф. Рюнш (1638 — 1731) усовершенствовал метод бальзамирования трупов, производил инъекцию цветных масс в кровеносные сосуды, создал большую для того времени коллекцию анатомических препаратов, в том числе препаратов, демонстрирующих пороки развития и аномалии. Петр I во время одного из посещений Голландии приобрел у Ф.Рюиша более 1500 препаратов для петербургской «Кунсткамеры».

Анатомия в XVII—XIX вв. обогатилась новыми фактами. Начало микроскопической анатомии положил профессор университета в Болонье М. Мальпиги (1628—1694), открывший в 1661 1. с помощью микроскопа кровеносные капилляры. Появились книги и атласы с рисунками по анатомии человека. Открытие в 1895 г. К. Рентгеном (1845—1923) Х-лучей привело к созданию принципиально нового раздела анатомии — анатомии живого человека, рентгеноанатомии.

В XX в. анатомия достигла новых больших успехов. Это относится в первую очередь к функциональной анатомии, гистологии, цитологии. Основополагающие работы были проведены в области функциональной морфологии нервной системы. К. Гольджи (1843—1926) разработал оригинальный метод импрегнации тканей солями серебра, открыл внутриклеточный сетчатый аппарат, названный его именем. Используя метод Гольджи, С. Рамон-и-Кахаль (1852—1934) сформулировал нейронную теорию, согласно которой каждый нейрон явля­ется структурно и функционально независимой единицей, открыл динамическую поляризацию нейрона. Труд «Гистология нервной системы человека и позвоночных животных», впервые опубликованный в 1904 году, до сих пор остается самой фундаментальной монографией по морфологии нервной системы.

Английский ученый Дж. Ленгли (1852—1925) описал общий план строения автономной нервной системы, выделил в вегетативной нервной системе наряду с симпатической парасимпатическую часть. К. Монаков (1853—1930) и П. Флексинг (1847—1929) детально изучили анатомию мозга. О. Леви (1873—1961), Д. Экклс (1903) исследовали структуру и функцию синапсов. О. Леви обнаружил медиаторы парасимпатической (ацетилхолин) и симпатической (адреналин) частей вегетативной нервной системы.

Д. Эрлингер (1847) и Г. С. Гассер (1888-1903) открыли сложную структуру смешанных нервов, обнаружив в них три типа волокон, различающихся по своим морфофункциональным особенностям. В. Xесс (1881 — 1973) изучил центры гипоталамуса, доказал координирующую роль гипоталамуса в деятельности внутренних органов.

В России в эпоху феодализма, вместе с православием распространилась и византийская культура, медицина развивалась в монастырях, при которых духовенство учреждало больницы (монастырская медицина). Знания, которыми пользовались медики того времени - это открытия античной науки. Анатомия и физиология для первых русских врачей были изложены в трактате неизвестного автора под заглавием «Аристотелевы проблемы», а также в комментариях игумена Белозерского монастыря Кирилла под названием «Галиново на Иппократа», а анатомическая терминология - в сочинении Иоанна Болгарского «Шестоднев».

В феодальной России в 1620 г. было учреждено медицинское управление - Аптекарский Приказ, а при нем в 1654 г. первая медицинская школа. Анатомия в этой школе преподавалась по руководству Везалия «О строении человеческого тела».

В начале XVIII в. в России началась эпоха Петра I. Он сам очень интересовался анатомией, которой обучался во время своих поездок в Голландию, у знаменитого анатома Рюиша. У него же он приобрел коллекцию анатомических препаратов, что, вместе с собранными по указу Петра уродами («монстрами») послужило основанием для создания в Петербурге первого естественнонаучного музея - «Кунсткамеры натуральных вещей» (музей естественных редкостей). Часть этих препаратов сохранилась и до сих пор. В 1706 г. в Москве была создана первая лекарская школа, которой руководил доктор Николай Бидлоо. Его труд «Наставление для изучающих хирургию в анатомическом театре», был основным учебником для изучения анатомии в подобных школах.

В 1725 г. в Петербурге была создана Российская академия наук, в которой был заложен прочный фундамент для развития анатомии. В Академии наук работал гениальный русские ученый и основоположник естествознания в России М.В. Ломоносов. Он призывал к изучению анатомии путем наблюдения и тем самым указал правильную перспективу ее развития. Он оценил также значение микроскопа для изучения невидимых глазом структур.

Ученик и питомец М.В. Ломоносова А.П. Протасов был первым русским академиком-анатомом, после которого и началось бурное развитие этой науки в России. Развитию анатомии содействовали и другие последователи М.В. Ломоносова: К.И. Щепин, который первым стал преподавать анатомию на русском языке, М.И. Шеин - автор первого русского анатомического атласа «Syllabus» (1744) и один из создателей русской анатомической номенклатуры Н.М. Максимович-Амбодик, составивший первый русский словарь анатомических терминов под названием «Анатомо-физиологический словарь на российском, латинском и французском языках» (1783), С.Г. Зыбелин и его труд «Слово о сложениях тела человеческого».

В XVIII в. начали закладываться основы микроскопической анатомии, что связано в России с именем А.М. Шумлянского (1748-1795). А.М. Шумлянский завершил правильное представление о кровообращении, поэтому его имя должно стоять в одном ряду с именами Гарвея и Мальпиги.

На рубеже ХVIII и XIX вв., 1798 г, была учреждена Санкт-Петербургская медико-хирургическая академия. Созданную в Академии единую кафедру анатомии и физиологии, возглавил П.А. Загорский (1764-1846), который написал первый учебник анатомии на русском языке «Сокращённая анатомия или руководство к дознанию строения человеческого тела в пользу обучающихся врачебной науке» (1802) и создал первую русскую анатомическую школу. В честь его была выбита золотая медаль и учреждена премия его имени.

Выдающимся учеником П.А. Загорского и преемником его по кафедре был И.В. Буяльский (1789-1866). В руководстве «Краткая общая анатомия тела человеческого» (1844) он одним из первых в отечественной науке изложил общие законы строения человеческого организма и явился одним из основоположников учения об индивидуальной изменчивости, впоследствии развитого анатомом В.Н. Шевкуненко. В своем произведении «Анатомико-хирургические таблицы» (1828) он связал анатомию с хирургией. Этот труд принес отечественной анатомии мировую славу. В связи с растущими потребностями хирургии создается как самостоятельная наука хирургическая, или топографическая анатомия, обязанная своим возникновением И.В. Буяльскому и особенно Н.И. Пирогову - гениальному русскому анатому и хирургу. Благодаря деятельности Н.И. Пирогова, медицина вообще и анатомия в частности, сделали гигантский скачок в своем развитии. Н.И.Пирогов (1810-1881) добился огромных успехов в развитии хирургической анатомии. Он ввел в анатомию новый метод исследования - последовательные распилы замороженных трупов («ледяная анатомия») и на основании этого метода написал «Полный курс прикладной анатомии человеческого тела» (1843-1848) и атлас «Топографическая анатомия, иллюстрированная разрезами, проведенными через замороженное тело человека в трех направлениях» (1851-1859). Это были первые руководства по топографической анатомии. Вся деятельность Н.И. Пирогова составила эпоху в развитии медицины и анатомии. После смерти Н.И.Пирогова тело его было бальзамировано Д.И. Выводцевым, а через 60 лет ребальзамировано анатомами Р.Д.Синельниковым, А.И. Максименковым и др.

Во второй половине XIX в. окончательно сложилось передовое направление в отечественной медицине, названное нервизмом. Нервизм - это концепция преимущественного значения нервной системы в регулировании физиологических функций и процессов жизнедеятельности организма человека. Нервизм, говорил И.П. Павлов, - это физиологическое направление, стремящееся распространить влияние нервной системы на возможно большее количество функций организма. Идея нервизма зародилась в нашей стране в XVIII столетии и стала основой для развития отечественной медицины.

В середине XIX века киевский анатом В. Бец (1834–1894) открыл в V слое коры головного мозга гигантские пирамидные клетки (клетки Беца) и выявил различие в клеточном составе разных участков мозговой коры. Тем самым он положил начало учению о цитоархитектонике мозговой коры.

Крупный вклад в анатомию головного и спинного мозга внес выдающийся невропатолог и психиатр В. М. Бехтерев (1857–1927), который расширил учение о локализации функций в коре мозга, углубил рефлекторную теорию и создал анатомо-физиологическую базу для диагностики и понимания проявлений нервных болезней. Кроме того, В. М. Бехтерев открыл ряд мозговых центров и проводников.

В настоящее время фокус анатомических исследований нервной системы из макромира переместился в микромир. Ныне наиболее значительные открытия совершаются в области микроскопии не только отдельных клеток и их органоидов, но и на уровне отдельных биомакромолекул.

И наконец, вспоминая историю анатомических исследований ЦНС, следует особо отметить, что Зигмунд Фрейд, начинал свою карьеру в медицине именно как невролог — т. е. исследователь анатомии нервной системы.