Середній мозок (лат. mesencephalon) — це одна з трьох первинних частин головного мозку, що формуються на ранніх стадіях ембріонального розвитку нервової трубки (поряд із переднім і заднім мозком). У зрілому стані він є найменшою за розміром частиною мозку, але відіграє ключову роль у регуляції рухів, обробці сенсорної інформації та підтримці базових функцій. Середній мозок розташований між проміжним мозком (diencephalon) зверху та мостом (pons) знизу. Розглянемо його докладно.
Анатомія
Середній мозок складається з кількох основних структур, які поділяються на передню (вентральну) і задню (дорсальну) частини:
1. Покришка (tegmentum):
- Розташована вентрально (спереду).
- Містить ядра черепних нервів і ретикулярну формацію.
- Основні структури:
- Червоне ядро (nucleus ruber): Координує рухи, особливо верхніх кінцівок.
- Ядра черепних нервів:
- III (окоруховий нерв): Рухи очей, звуження зіниці.
- IV (блоковий нерв): Рухи очного яблука (верхній косий м’яз).
- Ретикулярна формація: Регулює тонус м’язів, увагу, сон.
2. Покрівля (tectum):
- Розташована дорсально (ззаду).
- Містить чотиригорбкове тіло (corpora quadrigemina):
- Верхні горбки: Обробка зорових рефлексів (наприклад, рух очей на світло).
- Нижні горбки: Обробка слухових рефлексів (реакція на звук).
- Зв’язані з таламусом і корою для інтеграції сенсорних сигналів.
3. Ніжки мозку (cerebral peduncles):
- Вентральні пучки білої речовини.
- Містять:
- Кортикоспінальні тракти: Низхідні шляхи для довільних рухів.
- Кортикопонтінні тракти: Зв’язок із мостом і мозочком.
4. Чорна речовина (substantia nigra):
- Розташована на межі покришки й ніжок.
- Поділяється на:
- Компактну частину (pars compacta): Виробляє дофамін, модулює базальні ганглії.
- Сітчасту частину (pars reticulata): Вихідний сигнал до таламуса, гальмівна роль (GABA).
- Важлива для координації рухів.
5. Мозковий водопровід (cerebral aqueduct):
- Вузький канал у центрі середнього мозку.
- З’єднує третій шлуночок (проміжний мозок) із четвертим (задній мозок).
- Циркуляція спинномозкової рідини.
Функції
Середній мозок виконує як моторні, так і сенсорні завдання:
1. Рухи:
- Довільні рухи: Ніжки мозку передають сигнали від кори до спинного мозку й мозочка.
- Рефлекторні рухи: Червоне ядро координує тонус і пози (особливо в тварин).
- Очні рухи: Ядра III і IV нервів контролюють рухи очей і зіниць.
2. Сенсорна обробка:
- Зір: Верхні горбки реагують на зорові стимули (наприклад, рефлекс повороту голови).
- Слух: Нижні горбки обробляють звуки (рефлекс насторожування).
3. Регуляція:
- Ретикулярна формація впливає на рівень свідомості, сон, серцебиття.
- Чорна речовина модулює рухи через дофамін.
4. Провідність:
- З’єднує вищі (кора, таламус) і нижчі (мозочок, спинний мозок) структури.
Нейротрансмітери
- Дофамін: Чорна речовина (pars compacta) — основне джерело для базальних гангліїв.
- GABA: У сітчастій частині чорної речовини й покришці для гальмування.
- Глутамат: У сенсорних і моторних шляхах.
- Ацетилхолін: У ядрах черепних нервів.
Зв’язки
- З переднім мозком: Таламус отримує сигнали від чорної речовини й покрівлі.
- З заднім мозком: Мозочок координується через ніжки й червоне ядро.
- Зі спинним мозком: Низхідні тракти через ніжки мозку.
Патології
1. Хвороба Паркінсона:
- Дегенерація чорної речовини → дефіцит дофаміну → тремор, скутість.
2. Інсульт:
- Ураження ніжок мозку → параліч (геміпарез), порушення рухів очей.
3. Гідроцефалія:
- Закупорка мозкового водопроводу → накопичення рідини → тиск на мозок.
4. Синдром Вебера:
- Пошкодження ніжок і III нерва → параліч на протилежному боці й ока на ураженому.
5. Травми:
- Пошкодження покрівлі → порушення рефлексів зору й слуху.
Еволюція
- Середній мозок добре розвинений у нижчих хребетних (риби, рептилії), де покрівля (tectum) є головним центром обробки зору й слуху.
- У ссавців його роль зменшується на користь кори, але він зберігає базові функції.
- Чорна речовина й дофамінові шляхи стають важливішими у вищих ссавців для складних рухів.
Цікаві факти
- Середній мозок — найкоротший сегмент мозкового стовбура (близько 2 см у людини).
- У птахів верхні горбки (оптичний тектум) значно більші, бо зір — їхнє основне чуття.
- Мозковий водопровід — найвужче місце в системі шлуночків, тому часто блокується.
Середній мозок — це “перехрестя” між вищими й нижчими структурами, яке забезпечує базову координацію рухів і рефлексів.