Человеческий мозг – только факты
Коротко о мозге
Средние размеры человеческого мозга 20×20×15 см. У новорожденного он весит примерно 350 г. При хорошем развитии масса мозга молодой женщины составляет от 1200 до 1300 г, молодого мужчины — от 1300 до 1400 г. При этом данный орган состоит примерно из ста миллиардов нейронов (86 млрд. по последним данным), а также клеток, поддерживающих их работу.
В возрасте от двадцати до шестидесяти лет мы теряем примерно 1–3 г мозговой ткани ежегодно. После шестидесяти лет потери увеличиваются до 3–4 г. Чем старше мы становимся, тем быстрее теряем клетки мозга.
Масса мозга человека
Головной мозг, encephalon, располагается в полости черепной коробки и отделяется от внутренней поверхности черепа системой мозговых оболочек. Форма мозга и его линейные размеры соответствуют форме черепа. Головной мозг человека в среднем имеет следующие размеры: длина мозга (в переднезаднем сечении): 160-175 мм; ширина (в поперечном сечении) — 135-145 мм; вертикальный размер (по высоте) — 105-125 мм.
Средняя масса головного мозга
Средняя масса мозга человека достигает 1300 г, с индивидуальными отклонениями в пределах нормы — от 900 до 2000 г.
Одаренность, умственные и творческие способности человека никак не связаны с размерами и массой мозга. Плотность головного мозга равна 1,038-1,041 г/см³. Эти цифры позволяют вычислить массу мозга, исходя из объемов черепа.
Масса головного мозга имеет возрастные, половые и индивидуальные особенности. Масса головного мозга человека составляет 2,5% массы тела, в то время как масса головного мозга младенца — 10% массы тела (в среднем 450 г). От 28 до 50 лет масса и размеры головного мозга человека достигают максимальных значений и остаются постоянными для каждого человека. После 50 лет масса мозга постепенно уменьшается, примерно на 30 г каждые 10 лет. Масса мозга мужчин в среднем на 100-150 г больше, чем у женщин. Среднее значения массы мозга мужчин — 1380 г; женщин — 1240 г.
Минимальная и максимальная масса мозга
Следует отметить минимальные и максимальные значения массы мозга человека, которые не отражаются на умственных способностях. Минимальная масса мозга, которая не отражалась на социальном поведении человека — 900 г. Самый маленький мозг был ннайден у 46-летнего мужчины, он имел массу 680 г, и это не сказывалось на его социальном и психологическом статусах.
Большая масса мозга это следствие патологических процессов. Многочисленные исследования показывают, что максимальная масса мозга не превышает 2850 г. Вероятнее всего, граница максимальной массы здорового головного мозга человека около 2200-2300 г. Наблюдение самого тяжелого здорового мога было выполнено в XIX веке. Мозг массой 2222 г был описан Рудольфи и принадлежал неизвестному обывателю.
Оболочки головного мозга
Головной мозг, как и спинной, покрыт тремя оболочками: мягкой, паутинной и твёрдой.
Мягкая, или сосудистая, оболочка головного мозга (лат. pia mater encephali) непосредственно прилегает к веществу мозга, заходит во все борозды, покрывает все извилины. Состоит она из рыхлой соединительной ткани, в которой разветвляются многочисленные сосуды, питающие мозг. От сосудистой оболочки отходят тоненькие отростки соединительной ткани, которые углубляются в массу мозга.
Паутинная оболочка головного мозга (лат. arachnoidea encephali) — тонкая, полупрозрачная, не имеет сосудов. Она плотно прилегает к извилинам мозга, но не заходит в борозды.
Твёрдая оболочка головного мозга (лат. dura mater encephali) это надкостницы внутренней мозговой поверхности костей черепа.
Твёрдая мозговая оболочка построена из плотной соединительной ткани, выстланной изнутри плоскими увлажнёнными клетками, плотно срастается с костями черепа в области его внутренней основы. Между твёрдой и паутинной оболочками находится субдуральное пространство, заполненное серозной жидкостью.
Источник: Стивен Джуан «Странности нашего мозга» и др..
Сколько весит мозг обычного человека?
Еще с древних времен многие ученые задумывались над тем, сколько весит взрослый человеческий мозг, и как его вес влияет на способности и умения. Архимед в свое время пытался вычислить массу данного органа, погружая голову в сосуд с водой, а после делал расчеты в зависимости от того, сколько жидкости вылилось. По некоторым данным известно, что вес мозга составляет около 2% от всего веса человека. В этой статье вы узнаете, зависит ли интеллект от веса мозга, а также, в чем отличие между мозгом мужчины и женщины.
Развитие мозга
В ходе некоторых исследований стало известно, что примерный вес мозга взрослого составляет 1-2 кг. У мужчин лучше развита двигательная активность, а у женщин — интуиция. Именно поэтому женщины способны быстрее выполнять задачи и обдумывать информацию.
Головной мозг является очень важным органом, он контролирует жизнедеятельность всего организма. Стандартные размеры этого органа составляют 20х20х15 см. Обычно вес мозга не превышает 1,5 кг, в редких случаях он достигает веса 2 кг. Своего наибольшего веса этот орган достигает к 27-28 годам, а затем ежегодно начинает терять 2-3 грамма.
Формирование мозга
Центральная нервная система начинает формироваться внутриутробно еще с 3 недели после оплодотворения. Мозг развивается в пренатальный период вместе с другими структурами. Вес мозга в момент рождения детей составляет всего 300-500 г. В первый год жизни младенца происходит активное развитие и рост этого органа. К концу первого года жизни масса мозга уже составляет около 1 кг.
В период с 2 до 5 лет масса мозга начинает увеличиваться за счёт того, что происходит развитие тех областей, которые отвечают за целенаправленное движение, память, мышление и усвоение информации. В период от 5 до 7 лет созревают поля в мозге, отвечающие за восприятие, память, мышление, а также процессы, связанные с развитием речи. Исходя из вышеперечисленного, можно понять, что развитие мозга состоит из нескольких этапов, а если нарушается работа одного, то и другие дают сбой.
Мозг животных и людей
Мозги разных представителей фауны могут иметь разный вес в зависимости от многих факторов. Так, например, вес мозга динозавра в среднем составлял около 1 кг. А вот вес мозга слона составляет примерно 4-5 кг. Одним из самых больших является мозг синего кита, он весит 9 кг.
Одними из самых общительных представителей животного мира являются собаки. Их мозг весит всего 100 граммов, но это не делает их глупыми, к тому же, собаки отлично поддаются дрессировке.
Интеллект и мозг
В ходе многих исследований ученые пришли к выводу, что от размера мозга не зависит уровень интеллекта. Была проведена огромная работа, благодаря которой установили, что самый большой человеческий мозг принадлежал психически больному человеку. А вот мозг гениев обычно не отличался размерами.
Строение структуры коры играет главную роль в умениях и способностях индивида, поэтому у талантливых людей сеть нейронов достаточно густо расположена. Если же происходит увеличение других структур, это ведет к умственным отклонениям.
Поддерживайте активность и высокую работоспособность мозга регулярными тренировками когнитивных функций. Для этого вы можете использовать тренажеры Викиум.
СОДЕРЖАНИЕ
Размер мозга
| Имя | Размер мозга (см 3 ) |
|---|---|
| Homo habilis | 550–687 |
| Homo ergaster | 700–900 |
| человек прямоходящий | 600–1250 |
| Homo heidelbergensis | 1100–1400 |
| Homo neanderthalensis | 1200–1750 |
| Homo sapiens | 1400 |
| Homo floresiensis | 417 |
Биогеографические вариации
Попытки найти расовые или этнические различия в размере мозга обычно считаются псевдонаучными. Попытки найти расовые различия в размере мозга традиционно были связаны с научным расизмом и попытками продемонстрировать расовую интеллектуальную иерархию.
Большинство попыток продемонстрировать это опиралось на косвенные данные, которые оценивали размеры черепа, в отличие от прямых наблюдений за мозгом. Они считаются дискредитированными с научной точки зрения.
В крупномасштабном обзоре глобальных изменений черепов 1984 г. был сделан вывод, что различия в размерах черепа и головы не связаны с расой, а скорее связаны с сохранением тепла климатом, заявив: «Мы не находим поддержки использования размера мозга в таксономической оценке (кроме палеонтологические крайности с течением времени). Расовые таксономии, которые включают емкость черепа, форму головы или любую другую черту, на которую влияет климат, смешивают экотипические и филетические причины. Для плейстоценовых гоминидов мы сомневаемся, что объем черепной коробки является более « ценным » с таксономической точки зрения, чем любой другой другая черта «.
Однако Яки (2011) не обнаружил статистически значимых гендерных различий в соотношении серого вещества для большинства возрастов (сгруппированных по десятилетиям), за исключением 3-го и 6-го десятилетий жизни в выборке из 758 женщин и 702 мужчин в возрасте 20–69 лет. У среднего мужчины третьего десятилетия (в возрасте 20–29 лет) соотношение серого вещества было значительно выше, чем у средней женщины той же возрастной группы. Напротив, среди испытуемых шестого десятилетия у средней женщины соотношение серого вещества было значительно выше, хотя значимой разницы среди тех, кто находился на 7-м десятилетии жизни, не было обнаружено.
Генетический вклад
Исследования взрослых близнецов показали высокие оценки наследуемости общего размера мозга во взрослом возрасте (от 66% до 97%). Эффект варьируется в зависимости от региона головного мозга, однако, с высокой наследуемостью объемов лобных долей (90-95%), умеренными оценками в гиппокампе (40-69%) и факторами окружающей среды, влияющими на несколько срединных областей мозга. Кроме того, объем бокового желудочка, по- видимому, в основном объясняется факторами окружающей среды, что позволяет предположить, что такие факторы также играют роль в окружающей мозговой ткани. Гены могут вызывать связь между структурой мозга и когнитивными функциями, или последние могут влиять на первые в течение жизни. Был идентифицирован или предложен ряд генов-кандидатов, но они ожидают репликации.
Интеллект
Исследования по измерению объема мозга, слуховых вызванных потенциалов P300 и интеллекта показывают диссоциацию, так что и объем мозга, и скорость P300 коррелируют с измеренными аспектами интеллекта, но не друг с другом. Фактические данные противоречат вопросу о том, предсказывает ли изменение размера мозга также интеллект между братьями и сестрами, поскольку некоторые исследования обнаруживают умеренную корреляцию, а другие не находят никакой. Недавний обзор Несбитта, Флинна и др. (2012) отмечают, что приблизительный размер мозга вряд ли может служить хорошим показателем IQ, например, размер мозга также различается у мужчин и женщин, но без хорошо задокументированных различий в IQ.
Открытие последних лет состоит в том, что структура мозга взрослого человека изменяется, когда усваивается новый когнитивный или двигательный навык, включая словарный запас. Структурная нейропластичность (увеличенный объем серого вещества ) была продемонстрирована у взрослых после трех месяцев обучения зрительно-моторным навыкам, поскольку качественные изменения (например, обучение новой задаче) кажутся более важными для изменения структуры мозга, чем продолжение тренировок. уже изученной задачи. Было показано, что такие изменения (например, пересмотр перед медицинским осмотром) длятся не менее 3 месяцев без дальнейшей практики; другие примеры включают изучение новых звуков речи, музыкальные способности, навыки навигации и обучение чтению зеркально отраженных слов.
Другие животные
Хотя у людей самый высокий коэффициент энцефализации среди современных животных, для приматов это вполне нормально. Некоторые другие анатомические тенденции в эволюционном пути человека коррелируют с размером мозга: базикраниум становится более изогнутым с увеличением размера мозга по сравнению с базисной длиной мозга.
Емкость черепа
Однако больший объем черепа не всегда свидетельствует о более разумном организме, поскольку большие возможности требуются для управления большим телом или во многих случаях являются адаптивным признаком жизни в более холодной окружающей среде. Например, у современных Homo sapiens у северных популяций зрительная кора на 20% больше, чем у жителей южных широт, и это потенциально объясняет популяционные различия в размере человеческого мозга (и примерно черепном объеме). Неврологические функции определяются скорее организацией мозга, чем объемом. Индивидуальная изменчивость также важна при рассмотрении емкости черепа, например, средняя емкость черепа у неандертальцев для женщин составляла 1300 см 3 и 1600 см 3 для мужчин. У неандертальцев глаза и тела были больше по сравнению с их ростом, поэтому непропорционально большая область их мозга была посвящена соматической и визуальной обработке, функциям, обычно не связанным с интеллектом. Когда эти области были скорректированы для соответствия анатомически современным человеческим пропорциям, было обнаружено, что у неандертальцев мозг был на 15-22% меньше, чем у AMH. Когда неандертальская версия гена NOVA1 вставляется в стволовые клетки, она создает нейроны с меньшим количеством синапсов, чем стволовые клетки, содержащие человеческую версию.
В попытке использовать емкость черепа в качестве объективного показателя размера мозга, в 1973 году Гарри Джерисон разработал коэффициент энцефализации (EQ). Он сравнивает размер мозга образца с ожидаемым размером мозга животных примерно с таким же весом. Таким образом, можно сделать более объективное суждение о емкости черепа отдельного животного. Холлоуэй собрал большую научную коллекцию эндокастов головного мозга и измерений емкости черепа.
Примеры черепной емкости
Нейроны и нейромедиаторы
Химические цепочки
Все чувства и эмоции, которые испытывают люди, возникают путем химических изменений в головном мозге. Прилив радости, который человек ощущает после получения положительной оценки, выигрыша в лотерею или при встрече с любимым, происходит вследствие сложных химических процессов в головном мозге. Мы можем испытывать огромное количество эмоций, например таких, как печаль, горе, тревога, страх, изумление, отвращение, экстаз, умиление. Если мозг дает телу команду на осуществление какого-либо действия, например, сесть, повернуться или бежать, это также обусловлено химическими процессами. «Химический язык» нашей нервной системы состоит из отдельных «слов», роль которых исполняют нейромедиаторы (их еще называют нейротрансмиттерами).
Любой нейрон может получать большое количество химических сообщений, как положительных, так и отрицательных («работай» или «стоп»), от других нейронов, которые его окружают. Эти сообщения могут конкурировать или «сотрудничать», между собой, заставляя нейрон отвечать специфическим образом. Поскольку все эти события происходят в течение очень короткого времени (считаные доли секунды), очевидно, что медиатор должен быть удален из синаптического пространства очень быстро, чтобы те же самые рецепторы могли работать снова и снова. И это удаление может происходить тремя способами. Молекулы нейромедиатора могут быть захвачены назад в то нервное окончание, из которого они были выделены, и этот процесс получил название «обратный захват» («reuptake»); нейромедиатор может быть разрушен специфическими ферментами, находящимися в готовности недалеко от рецепторов на поверхности нейрона; или активное вещество может просто рассеяться в окружающую область мозга, и быть разрушено там.
Изменение нейротрансмиссии с помощью лекарств
Рассмотрим, что происходит при изменении уровней нейромедиаторов мозга на примере трех из них (серотонин, дофамин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
Серотонин
Многие исследования показывают, что низкий уровень серотонина в головном мозге приводит к депрессии, импульсивным и агрессивным формам поведения, насилию, и даже самоубийствам. Лекарственные вещества под названием антидепрессанты создают блок на пути обратного захвата серотонина, тем самым несколько увеличивая время его нахождения в пространстве синапса. Как итог, в целом увеличивается количество серотонина, участвующего в передаче сигналов с нейрона на нейрон, и депрессия со временем проходит.
В последние годы ведутся бурные дискуссии вокруг психического расстройства, носящего название «синдром дефицита внимания с 
гиперактивностью» (СДВГ, ADHD). Это расстройство, как правило, диагностируется в детском возрасте. Таким детям очень сложно сохранять концентрацию внимания в течение длительного времени, они совершенно не могут сидеть, не двигаясь; они постоянно находятся в движении, импульсивны и чрезмерно активны. К сожалению, СДВГ диагностируют у все большего числа детей, и многие из них получают лекарства, увеличивающие деятельность медиатора дофамина. Это помогает ребенку быть готовым к работе, более внимательным и сосредоточенным, и поэтому более способным последовательно выполнять задания.
Наркотическое вещество, известное как «экстази» или МДМА, также изменяет уровень серотонина в мозге, но намного более радикально. Он заставляет выделяющие серотонин нейроны выплескивать все содержимое сразу, затапливая этим химикатом весь мозг, что, конечно, вызывает ощущение чрезвычайного счастья и гиперактивность (чрезмерную двигательную активность). Однако, за это приходится расплачиваться позже. После того как экстази израсходовал весь мозговой запас серотонина, включаются компенсаторные механизмы, быстро разрушающие избыток нейромедиатора в мозге. После того, как спустя несколько часов действие наркотика заканчивается, человек, вероятно, будет чувствовать себя подавленным. Этот период «депрессии» продлится до тех пор, пока мозг не сможет восполнить запасы и обеспечить нормальный уровень медиатора. Повторное использование на этом фоне экстази может привести к глубокой депрессии или другим проблемам, которые будут тянуться в течение долгого времени.
Дофамин
Ученые обнаружили, что люди с расстройством психики, известным как шизофрения, фактически чрезмерно чувствительны к дофамину в мозге. Как следствие, при лечении шизофрении используются лекарства, которые блокируют дофаминовые в головном мозге, таким образом, ограничивая воздействие этого нейромедиатора.
С другой стороны, вещества, известные как амфетамины, увеличивают уровень дофамина, заставляя нейроны его высвобождать, и препятствуя его обратному захвату. В некоторых странах врачи используют разумные дозы этих препаратов при лечении некоторых заболеваний, например, синдрома гиперактивности с дефицитом внимания. Тем не менее, иногда люди абсолютно необдуманно неправильно используют эти вещества, пытаясь обеспечить себе повышенный уровень бодрствования и способность решать любые задачи.
Гамма-аминомасляная кислота
Гамма-аминомасляная кислота, или ГАМК, является главным медиатором, чья роль заключается в передаче нейронам команды «стоп». Исследователи полагают, что определенные типы эпилепсии, которые характеризуются повторными припадками, затрагивающими сознание человека и его двигательную сферу, могут являться результатом снижения содержания ГАМК в головном мозге. Передающая система мозга, не имея адекватного «тормоза», входит в состояние перегрузки, когда десятки тысяч нейронов начинают сильно и одновременно посылать свои сигналы, что приводит к эпилептическому приступу. Ученые полагают, что за разрушение слишком большого количества ГАМК могут быть ответственны мозговые ферменты, в связи с чем появились лекарства, которые помогают остановить этот процесс. Время показало их эффективность в лечении не только эпилепсии, но и некоторых других нарушений работы мозга.
Гормоны
Химическое взаимодействие
Плотность мозга человека г см3
Изучение вопросов возрастных изменений организма человека не теряет свою актуальность на протяжении многих лет, причем в последнее время проблемы старения и связанные с ним морфологические и физиологические изменения, происходящие в организме человека, становятся особенно актуальными.
В подавляющем большинстве стран мира условия проживания людей стали неизмеримо более комфортными по сравнению с недалеким прошлым, а развитие здравоохранения и различных медицинских технологий в последние годы вышло на принципиально новый уровень, что, несомненно, играет ключевую роль в увеличении продолжительности жизни людей. Однако из-за неблагоприятной экологической обстановки в городах, в которых проживает большая часть населения земли и связанные с этим особенности их жизнедеятельности, например недостаток физической активности, повышенный стресс и другие внешние факторы привели к омоложению многих заболеваний, в особенности неврологических, которые до недавнего времени обнаруживались в основном у людей пожилого возраста. Данные тенденции затрагивают не только отдельных индивидов, страдающих такими заболеваниями, и имеют не только гуманистический аспект, но также и экономический, привнося значительный ущерб для экономики. В связи с этим интерес к исследованию проблем старения возрастает не только в научных и медицинских кругах, но и на государственном уровне, что требует детального изучения процессов качественных преобразований систем органов человека, чему сегодня посвящено огромнейшее количество фундаментальных и прикладных медицинских исследований.
В течение жизни в организме происходит множество изменений влияющих на функциональное состояние как всего организма, так и отдельных органов и клеток, составляющих их. Непосредственно в области наук о мозге революционные морфометрические данные получены благодаря современным методам нейровизуализации [3, 6, 17].
Различными методами показано возрастное снижение массы тела человека в целом и его внутренних органов, однако имеются некоторые органы, которые с возрастом увеличиваются [16]. Что касается объекта нашего исследования – мозга человека, методами магнитно-резонансной томографии при жизни человека подсчитан объём мозга человека в разных возрастных периодах и выявлено возрастное уменьшение отдельных структур мозга в результате протекающих процессов атрофии, а также снижение объема белого и серого вещества мозга. В целом, в литературе отмечается, что уменьшение массы мозга человека в среднем происходит на 2,5 % в течение каждого десятилетия после 30 лет [1]. Изменение линейных характеристик мозга происходит аналогично изменениям, происходящим во всем организме – большинство структур в старческом возрасте уменьшается, например, средняя длина и высота полушарий уменьшается, также уменьшается объём подкорковых ядер, однако есть структуры, размер которых в старческом возрасте возрастает. Если в теле человека постепенно увеличивается количество жировой ткани [13, 14], то в мозге с возрастом увеличиваются объём желудочков мозга [28] и в старческом возрасте у мужчин увеличивается ширина таламуса [11].
С возрастом, в организме человека меняется не только размер, объём и вес органов, но также происходят и качественные изменения клеток, составляющих различные ткани тела человека. Непосредственно в мозге уменьшается не только количество нейронов – происходит перестройка глио – нейрональных соотношений, при которых количество нейронов в старости снижается, а количество глиальных клеток, принимающих участие в различных компенсаторных процесса, наоборот увеличивается [2, 7, 5].
Вопросы, посвященные возрастным изменениям количественных и объемных изменений коры мозга человека, рассматриваются во многих работах, однако среди этих публикаций авторы редко выделяют отдельные цитоархитектонические поля, в литературе чаще приводят усредненные данные на весь мозг или его доли, а работы, раскрывающие механизмы старения верхней теменной области и, в частности цитоархитектонического поля 7 практически отсутствуют. Кроме того, известно, что возрастные изменения в коре и подкорковых ядрах мозга человека протекают неравномерно – разные структуры мозга начинают стареть в разное время. Поэтому для целостного понимания процесса старения мозга важно знать, как меняется мозг не только в целом, но и как меняются его отдельные структуры.
Цель работы – изучение возрастных изменений цитоархитектонического поля 7 коры верхней теменной области мозга женщин.
Непосредственно цитоархитектоническое поле 7 коры мозга человека, находясь на стыке постцентральной и затылочной областей, участвует в интеграции двигательной и зрительной информации. Предполагается участие верхней теменной области в интегративной деятельности мозга посредством влияния на сеть структур, участвующих в обработке когнитивной информации, без прямого анализа внешних стимулов, в обработке которых главная роль принадлежит первичным и вторичным сенсорным полям коры мозга. К наиболее значимым функциям верхней теменной области относят процессы переключения и поддержания внимания и участие в восприятии пространства. Верхняя теменная область и непосредственно цитоархитектоническое поле 7 принимает участие в фиксации зрительного образа, в контроле движений и слежении за движениями рук. [21, 23]. Она также задействована во вторичной переработке зрительной информации и восстановлении из памяти зрительных образов [32].
Материалы и методы исследования
Изучение коры поля 7 мозга женщин проведено на непрерывной серии фронтальных парафиновых срезов левых и правых полушарий мозгов 15 женщин трех возрастных групп (зрелая группа – от 19 до 33 лет, пожилая группа – от 63 до 73 лет, старческая группа – от 80 до 87 лет). Окраска препаратов выполнена по методу Ниссля. Толщина срезов составляла 20 мкм. Во всех случаях изучался мозг женщин, умерших от несчастного случая или соматической патологии и не страдавших при жизни психическими и неврологическими заболеваниями.
На каждом 40-м срезе выделялся наиболее типичный участок коры поля 7 в центре медиальной поверхности верхней теменной области в соответствии с принятой в Институте мозга цитоархитектонической характеристикой данного поля.
Изучены следующие морфометрические показатели в слоях III3 и V коры поля 7 – площадь профильного поля пирамидных нейронов, плотность пирамидных нейронов, плотность пирамидных нейронов, окруженных сателлитной глией, плотность сателлитной глии и плотность общей глии. Данные плотности приведены на 0,001 мм3 с учетом поправки Абберкромби.
Исследования выполнены на комплексе электронно-оптического анализа изображений «ДиаМорф» (об. х100, ок. х10). Измерению и учету подлежали только сохранные нейроны с ядром и ядрышком.
Статистическая обработка данных выполнена в программе Statistica 8.0. Отличия изученных характеристик определялись с использованием U-критерия Манна – Уитни, отличия считались достоверными при уровне значимости р ≤ 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Уменьшение значения профильного поля пирамидных нейронов цитоархитектонического слоя III коры поля 7 мозга женщин статистически значимо происходит уже в пожилом возрасте, составляя 188,5 мкм2 в левом полушарии и 198,8 мкм2 в правом полушарии, что на 12 % меньше, чем аналогичные показатели в группе женщин зрелого возраста у которых среднее значение профильного поля пирамидных нейронов равнялось слева 214,6 мкм2, а справа 225,2 мкм2. В старческом возрасте продолжается плавное уменьшение данного показателя еще на 7 % слева и 11 % справа, достигая значения соответственно 173,8 мкм2 и 172,4 мкм2. Стоит отметить, что с возрастом межполушарная асимметрия профильного поля пирамидных нейронов сглаживается.
В цитоархитектоническом слое V коры поля 7 мозга женщин возрастные изменение значения профильного поля нейронов происходят позже, чем в слое III – в пожилом возрасте профильное поле пирамидных нейронов слоя V практически не изменяется, составляя слева 235,9 мкм2, справа 232,5 мкм2 в группе зрелого возраста, и 238,7 мкм2 и 239,47 мкм2 в группе пожилого возраста. Резко снижение профильного поля пирамидных нейронов в слое V происходит в группе старческого возраста – уменьшается на 22 % в левом полушарии и 25 % в правом полушарии, равняясь 184,1 мкм2 в левом полушарии и 173,4 мкм2 в правом полушарии (рис. 1).
Рис. 1. Профильное поле пирамидных нейронов слоя III3 и V поля 7 коры мозга женщин (мкм2). Примечание. * – возрастные отличия при р ≤ 0,05, по отношения к предыдущей возрастной группе
Плотность пирамидных нейронов слоя III коры поля 7 мозга женщин (в 0,001 мм3 вещества мозга) в пожилом возрасте уменьшается на 20 % по сравнению с группой зрелого возраста и в среднем составляет 21,1 нейрон в левом полушарии и 21,3 нейрон в правом полушарии. В группе женщин зрелого возраста их плотность равнялась в левом полушарии 26,3, а в правом 26,5 нейронов в 0,001 мм3 вещества мозга. В старческом возрасте снижение плотности нейронов продолжается, однако оно уже незначительное (в левом полушарии практически не изменилась – 20,2 нейронов в 0,001 мм3 вещества мозга, а в правом полушарии произошло уменьшение на 8 % – 19,2 нейронов в 0,001 мм3 вещества мозга).
Плотность нейронов слоя V аналогичного участка коры мозга женщин также, как и в слое III снижается в пожилом возрасте на 26 % слева и 25 % справа, равняясь в левом полушарии 21,5, в правом полушарии 20,4 нейронов в 0,001 мм3 вещества мозга. В группе женщин зрелого возраста, этот показатель равнялся соответственно 29,0 и 27,2 нейронов в 0,001 мм3 вещества мозга. В старческом возрасте плотность нейронов остается приблизительно на том же уровне (19,9 слева, 20,7 справа).
Плотность нейронов, окруженных сателлитной глией, слоя III коры поля 7 мозга женщин в процессе старения снижается достаточно плавно, однако в старческом возрасте отмечается большее падение их плотности в правом полушарии по сравнению с левым полушарием. Плотность нейронов, окруженных сателлитной глией, в группе женщин зрелого возраста составляла 12,9 в правом полушарии и 12,6 в левом полушарии. В пожилом возрасте она снизилась соответственно до 11,2 (на 13 %) и 11,1 (на 12 %), а в старческом слева уменьшилась еще на 12 % слева и на 20 % справа (9,7 и 8,5 нейронов, окруженных сателлитной глией, в 0,001 мм3 вещества мозга).
В слое V плотность нейронов, окруженных сателлитной глией, уменьшалась в левом и правом полушариях постепенно и равнялась: 11,4 и 10,8 в группе зрелого возраста, 10,6 и 10,2 в группе пожилого возраста, 9,3 и 9,5 нейронов в 0,001 мм3 вещества мозга в группе старческого возраста.
Плотность сателлитной глии слоя III в 0,001 мм3 вещества мозга у женщин группы зрелого возраста равнялась 16,8 глиоцитам в левом полушарии и 15,3 глиоцитам в правом полушарии. В пожилой группе плотность сателлитной глии уменьшилась на 12 % слева и 10 % справа (14,8 и 13,8 глиоцитов соответственно). В группе старческого возраста происходит более значительное снижение плотности сателлитной глии – она уменьшается еще на 19 % в левом полушарии и на 25 % в правом полушарии, равняясь слева 11,5, справа 9,9 сателлитным глиоцитам в 0,001 мм3 вещества мозга (рис. 2).
Рис. 2. Плотность сателлитной глии слоя III3 и V поля 7 коры мозга женщин в 0,001 мм3 вещества мозга. Примечание. * – возрастные отличия при р ≤ 0,05, по отношения к предыдущей возрастной группе
Плотность сателлитной глии слоя V в процессе старения меняется незначительно: в группе зрелого возраста она равняется 13,7 слева, 12,3 справа, в пожилой группе – в левом полушарии её плотность составляет 13,4, в правом полушарии 12. В старческой группе по сравнению со зрелой её плотность несколько уменьшается – 11,9 и 11,4 сателлитных глиоцитов в 0,001 мм3 вещества мозга (рис. 2).
Количество общей глии слоя III поля 7 мозга женщин с возрастом, по сравнению с остальными изученными нами показателями не уменьшается, а увеличивается, так в группе зрелого возраста её плотность составляла 53,1 глиоцита в левом и 50,8 глиоцитов в правом полушарии, а в группе пожилого возраста плотность общей глии увеличивается соответственно на 10 % и 15 % достигая значения плотности 58,5 глиоцитов в левом полушарии и 58,7 глиоцитов в правом полушарии. В следующей возрастной группе – старческой, отмечается значимое снижение плотности общей глии в правом полушарии мозга (52,1 глиоцита в 0,001 мм3 вещества мозга), тогда как в левом она практически не изменилась (56,5 глиоцитов в 0,001 мм3 вещества мозга).
В слое V коры поля 7 мозга женщин происходят аналогичные слою III изменения плотности общей глии (рис. 3).
Рис. 3. Плотность общей глии слоя III3 и V поля 7 коры мозга женщин в 0,001 мм3 вещества мозга. Примечание. * – возрастные отличия при р ≤ 0,05, по отношения к предыдущей возрастной группе
При изучении слоев III и V коры поля 7 верхней теменной области мозга женщин трех возрастных групп мы обнаружили значительное уменьшение плотности пирамидных нейронов в обоих цитоархитектонических слоях уже в пожилом возрасте, что говорит о наличии атрофических процессов. Установленное нами снижение плотности, а, следовательно, и уменьшение числа нейронов в изученной области коры согласуется с результатами других исследований и с общей тенденции уменьшения с возрастом, как массы мозга, так и количества нейронов в нем – по разным литературным данным число нейронов в старости может снижаться на 10-30 % от их числа в зрелом возрасте [26].
Вместе с общей плотностью нейронов, в процессе старения уменьшается плотность нейронов, окруженных сателлитной глией, и самой сателлитной глии, причем данное изменении более выражено в слое III по сравнению со слоем V, но их снижение происходит более плавно, чем снижение плотности нейронов. Показанное уменьшение плотности нейронов и сателлитной глии иллюстрируется и в других работах, изучающих возрастные изменения цитоархитектоники мозга человека [4]. Часть авторов ассоциируют уменьшение плотности нейронов процессами их гибели вызванной гипоксией, которая в свою очередь может быть обусловлена различными сосудистыми заболеваниями [27]. То есть в результате такой гибели в нервной ткани может устанавливаться баланс между количеством нейронов и функциональными возможностями сосудистого русла [19, 20].
Явное опережение уменьшения числа нейронов в коре мозга по сравнению с количеством глиальных клеток, показана и в других работах, например Н.С. Оржеховская также выявила более высокий темп снижения количества нейронов в старческом возрасте и большую устойчивость сателлитной глии в процессе старения [10]. Большая устойчивость сателлитной глии при старении может быть связана с более высокой активность синтеза РНК и более высокую способность к восстановлению по сравнению с нейронами [15], а также её ключевом значении в протекающих при любом повреждении нервной ткани компенсаторных процессах [8].
Если при изучении большинства морфологических показателей в процессе старения прослеживается тенденция к уменьшению их значения, то для значения плотности глии характерна иная направленность – количество общей глии, а именно в поле 7 коры верхней теменной области мозга женщин в пожилом возрасте увеличивается. Однако после 75 лет (в старческой группе) её количество в левом полушарии остается на прежнем уровне, а в правом полушарии плотность глии по сравнению с группой пожилого возраста уменьшается.
Аналогичное увеличение количества глии в процессе старения также отмечается и в исследованиях других авторов изучавших возрастные изменения цитоархитектоники коры мозга [5, 8, 12, 18]. Достаточно часто увеличение количества глиальных клеток, как и гибель нейронов, ассоциируют с возрастными изменениями сосудистой системы мозга и различными сопутствующими заболевания, в результате чего происходит повреждение нейронов и самой нервной ткани, в нейтрализации которых активное участие принимает глия. Увеличивающееся количество глии направлено не только на обеспечение нейротрофических функций, посредством глиальных леток происходит фагоцитоз погибающих нейронов. Однако имеется другая точка зрения, например, А.В. Павлов считает, что увеличение количества глиальных клеток в процессе старения при присутствии у большинства пожилых людей дефицита кровоснабжения мозга, также может провоцировать гибель нейронов из-за возникающего дефицита кислорода и питания, вызванного возросшими потребностями самой глии, то есть происходит «обкрадывание» нейронов глией, поскольку для успешного существования которой, также необходимо расходовать энергию [12].
Приведенные две точки зрения причин гибели нейронов в целом схожи и та и другая теория связывают протекающие процессы с дефицитом ресурсов, необходимых для функционирования нервной ткани, то есть в большинстве случаев с возрастными изменениями сосудистой системы мозга и ухудшением кровообращения мозга в целом.
Помимо снижения числа нейронов и сателлитной глии в мозге происходят процессы деградация дендритного древа, демиелинизация волокон и снижение количества синапсов [24, 31]. На активность работы мозга, по-видимому, также влияет и гормональная система, в частности, в литературе имеются данные говорящие о влиянии стеройдных гормонов на работу мозга и активность познавательной деятельности [22, 25]. Эти эффекты действия гормонов показаны при проведении функциональных исследований активности мозга во время проведения эстроген заместительной терапии в постменопаузе у женщин, где было выявлено благотворное влияние стеройдных гормонов, что выражалось в изменении зон активации коры мозга и продуктивности его работы при выполнения различных заданий [22, 29]. Вероятно, баланс гормональной системы также может оказывать влияние на структурную организация нервной системы [30].
Статистически значимое уменьшение основных цитоархитектонических признаков коры поля 7 верхней теменной области мозга женщин уже в пожилом возрасти и продолжающееся постепенное их снижение в старческом периоде жизни, вероятно, связана с функциональной ролью верхней теменной области, которая по данным литературы неразрывно связана с восприятием окружающего пространства и ориентацией в нем, а также задействована в процессах переключения и поддержания внимания. Общеизвестно, что при старении человека меняется его активность и социальная роль, в старости у многих людей снижается двигательная активность, и величина жизненного пространства с которым они активно взаимодействую. К сожалению, у пожилых людей сужается круг людей и предметов, с которыми они контактирую, а у некоторых он уменьшается до пространства собственного дома или близлежащих районов. Также с возрастом замедляется скорость переключения внимания и объём внимания, нарушается его концентрация, что также связано с функцией верхней теменной области, то есть постепенно снижается её функциональная нагрузка. [9]
Таким образом, проанализировав полученные нами морфометрические данные строения поля 7 коры верхней теменной области мозга женщин в трех возрастных группах, мы можем сказать, что морфологические изменения изученной области коры начинается уже в пожилом возрасте и далее, в процессе старения, протекают достаточно плавно. Также стоит отметить наибольшее изменение значения профильного поля пирамидных нейронов и плотности сателлитной глии в слое III по сравнению со слоем V, то есть для ассоциативного слоя III, характерно более раннее изменение его морфологической структуры, чем в слое V в котором оно наступает позже или, возможно, происходит на основе других механизмов старения, связанных со спецификой выполняемой слоем функции.