Как выглядит кошачий мозг. Анатомия и физиология кошки: мозг и эндокринная система. Зачем кошки трутся об людей

Все органы чувств и железы, вырабатывающие гормоны, передают информацию в мозг. Мозг перерабатывает химические сигналы и через нервную систему посылает команды телу. Работа мозга требует значительного расхода энергии, и, хотя вес мозга составляет менее 1% веса тела, он получает 20% крови, перегоняемой сердцем.

Регуляция физиологических функций

Гормоны, вырабатываемые мозгом, регулируют большинство функций тела. Антидиуретический гормон (АДГ) вырабатывается гипоталамусом и регулирует концентрацию мочи. Также в гипоталамусе вырабатывается окситоцин, стимулирующий процесс родов и выделение молока у кошек, и кортиколиберин, регулирующий выделение адренокортикотропного гормона. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) заставляет надпочечники вырабатывать кортизол в ответ на стресс или опасность.

Гормоны роста: гипофиз вырабатывает гормоны, регулирующие выделение гормонов роста. Тиреотропный гормон (ТТГ) стимулируеп деятельность щитовидной железы, которая в свою очередь, контролирует скорость обмена веществ. Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) ускоряет синтез мелатонина в шишковидной железе. Мелатонин участвует в регуляции цикла "сон - бодрствование", поддерживая 24-часовой ритм жизнедеятельности кошки.

Образование половых гормонов, яйцеклеток и сперматозоидов контролируется фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ) у кошек и лютеинизирующим гормоном (ЛГ) у котов.

Надпочечники

Надпочечники расположены рядом с почками и состоят из коры и внутреннего мозгового вещества. Кора надпочечников вырабатывает кортизол и другие гормоны, играющие важную роль в регуляции обмена веществ и формировании реакции организма на травму. Мозговое вещество надпочечников продуцирует эпинефрин и норэпинефрин (более известные как адреналин и норадреналин).

Эти гормоны контролируют частоту сердцебиения и расширение кровеносных сосудов. Надпочечники являются жизненно важным звеном системы биологической обратной связи, контролирующей реакцию "сражайся-или-беги" и оказывающей непосредственное влияние на поведение кошки. Механизмы обратной связи определяют настроение кошек, их общительность и "приручаемость".

Биологический компьютер

Головной мозг кошки состоит из миллиардов особых клеток - нейронов. Каждая из них имеет до 10 ООО связей с другими клетками. у семинедельного котенка сообщения передаются в мозгу со скоростью почти 386 км/ч. С возрастом скорость передачи уменьшается.

Анатомически головной мозг кошки похож на мозг любого другого млекопитающего. Мозжечок контролирует мышцы, полушария большого мозга отвечают за обучение, эмоции и поведение, а ствол связывает их с периферической нервной системой. В лимбической системе, как полагают, происходит соединение врожденной информации с усвоенными данными.

Интеллект кошки

Кошкам присущ врожденный инстинкт метить и защищать территорию и охотиться, но им еще нужно выучиться тому, как все это делать.

Выращивая котят, мы активно вмешиваемся в развитие их мозга и формирование механизмов поведения. Кошка, которая попала в человеческую семью до того, как ей исполнилось семь недель, приучается доверять людям, в то время как уличным кошкам свойственно подозрительное отношению к другим животным и к людям: ведь кошки невелики и сравнительно беззащитны перед такими противниками.

Некоторые считают, что кошку ничему обучить нельзя. Кошки и впрямь могут показаться животными, не поддающимися обучению, ведь их мозг приспособлен для одиночного образа жизни и они с трудом овладевают навыками общественного поведения, которые мы и другие стадные животные используем инстинктивно.

Как правило, похвала не может заставить кошку повиноваться, потому что, с точки зрения одинокого охотника, одобрение окружающих никак не влияет на выживание, однако кошка может пойти на компромисс за пищевое вознаграждение.

Наглядный пример кошачьего "образа мыслей" - это кошка, отчаянно сопротивляющаяся попыткам затолкать ее в сумку для посещения ветеринара и с удовольствием залезающая в нее, чтобы вернуться домой. "Умное" животное прекрасно может выбирать меньшее из двух зол.

Оценивая влияние социальной жизни на размер мозга, следует помнить, что социальность – не единственный эволюционный фактор, влияющий на формирование нервной системы.

Среди гипотез, объясняющих развитие интеллекта у животных, одна из самых популярных - та, что связывает интеллект с уровнем социальности.

Несмотря на социальную жизнь, гепардам приходится довольствоваться небольшим мозгом, чтобы не терять в скорости и манёвренности бега. (Фото Michigan State University.)

Насыщенная социальная жизнь сделала львиц «мозговитее» львов. (Фото davidsluka / pixabay.com.)

Сообществом жить проще, но только если уметь общаться с «коллегами по виду», а это не так-то просто: нужно знать, кто к тебе относится хорошо, а кто – так себе, нужно разрешать конфликты по возможности мирным способом, нужно как-то понимать чужие эмоции и намерения.

Чтобы решать такого рода задачи, нужна развитая нервная система, то есть сам собой напрашивается вывод, что у социальных видов мозг будет больше. С другой стороны, здесь возможно и обратное рассуждение: у одиночек нервная система будет развита сильнее, так как с изменчивой средой обитания им приходится справляться только своими силами, без помощи товарищей.

Считается, что гипотеза «большого социального мозга» хорошо подтверждается на примере приматов. Но, кроме обезьян и людей, на свете существует ещё масса других животных, социальных и несоциальных. И вот с ними уже не всё так очевидно.

С одной стороны, есть результаты исследования, опубликованного в начале нынешнего года в журнале PNAS : среди 39 видов животных, которым нужно было пройти тест на интеллект, самыми умными оказались медведи, еноты и представители семейства куньих, а вот сурикаты, известные своим общественным образом жизни, оказались хуже всех (пару им составили мангусты).

С другой стороны, исследователи из Университета Майами, сравнивавшие умственные способности львов, пятнистых гиен, тигров и леопардов, обнаружили наибольшую сообразительность именно у львов и гиен, .

Дополнительную интригу вносят результаты Шарлин Сакаи (Sharleen Sakai ) и её коллег из Университета штата Мичиган , которые анализировали строение мозга у тринадцати видов кошачьих, из которых общественными были только два – лев и гепард. (На всякий случай уточним, что словосочетание «большие кошки» в названии мы употребили в бытовом, но не в строго систематическом смысле: в зоологии гепард и пума не включены в подсемейство Pantherinae, или больших кошек, так как отличаются от леопардов, львов, тигров и пр. по более существенным морфологическим признакам.)

Сами мозги изучали не напрямую, а опосредованно, с помощью компьютерной томографии черепов, которых по разным музейным и научным коллекциям накопилось довольно много. Можно было бы ожидать, что социальность львов и гепардов сделает их более мозговитыми в прямом смысле слова – то есть что мозг у них будет больше, чем у прочих – однако тут обнаружились некоторые нюансы.

Как пишут авторы работы в Frontiers in Neuroanatomy , общий размер мозга у кошачьих не слишком отличался (опять же на всякий случай заметим, что сравнивали не абсолютные величины, а относительные, учитывая размер всего животного). Хотя отличия и были, и в первую очередь в лобной коре, которая у кого-то была заметно больше, у кого-то меньше.

Самая большая лобная кора была у львиц, что вполне укладывается в гипотезу «большого социального мозга»: львицы среди кошек наиболее социализированы, им приходится подолгу жить вместе одним прайдом, вместе охотится, воспитывать детёнышей и т. д., так что, само собой, им нужны объёмные лобные доли, которые как раз занимаются высшими когнитивными функциями, социальными в том числе.

А вот львам-самцам выстраивать сложные «межличностные» отношения не так уж необходимо: они живут большей частью одни, а их «царствование» в прайде ограничивается несколькими годами. Так что и пресловутые лобные доли у львов меньше, чем у львиц.

Но почему в таком случае у гепардов, которые тоже вполне социальны, и мозг вообще, и лобная кора оказались самыми маленькими из всех? И почему у одиночек леопардов мозг оказался больше, чем можно было бы ожидать? Здесь нужно вспомнить, что социальность – не единственное, чем приходится заниматься нервной системе, а на размер мозга могут влиять такие вещи, которые напрямую с умом и сообразительностью не связаны.

Гепарды – бегуны, они нападают не из засады, а преследуют свою добычу на открытой местности, причём во время охотничьего спринта за какой-нибудь антилопой им приходится часто маневрировать. Строение черепа гепардов и, соответственно строение мозга изменялось так, чтобы им легче бежалось и лучше маневрировалось – массивная голова могла бы стать тут помехой.

Что же до леопардов, то они известны как искусные охотники с довольно пластичным поведением, которые могут приспосабливаться к разным условиям, а высокая поведенческая пластичность, будь то у социального или одиночного вида, подразумевает хорошо развитую нервную систему.

Иными словами, когда мы говорим, что необходимость общаться и вести насыщенную социальную жизнь стала причиной увеличения мозга, то мы должны помнить, что в эволюции редко бывает так, чтобы что-то одно выходило на первый план, и что изменения, которые испытывает вид в течение эволюционного развития, происходят под действием самых разных факторов.

Мозг любого живого существа - пожалуй, самый загадочный и малоизученный орган. Функционирование отдельных видов клеток и отделов мозга четко выяснено и описано, но объяснить, каким образом мозг функционирует как единое целое науке пока не удалось. Хотя, достоверности ради, надо сказать, что в последние годы прогресс в подобных исследованиях все-таки наблюдается.

метод абляции – заключается в удалении одного из отделов мозга и последующем наблюдении поведения организма;
транскраниальная магнитная стимуляция - оценка возбудимости головного мозга при помощи магнитных импульсов.
электрофизиология - регистрация электрических импульсов активности мозга;
электрическая стимуляция - стимуляция отдельных областей мозга с помощью электрических импульсов.

НаучФильм. Головной мозг

Размер головного мозга 20-ти разных живых существ, индекс энцефализации

Проводя исследования, ученые выяснили, что величина головного мозга дифференциируется у разных животных, причем наблюдается разное соотношение величины мозга и массы тела живого существа. Чем больше масса мозга относительно массы тела, тем больше мозговой ткани используется для решения познавательных задач. Поэтому было введено такое понятие, как коэффициент энцефализаии – относительное соотношение массы тела и величины мозга млекопитающего. Он высчитывается по формуле:

где m – масса мозга, г; M – масса тела, г.

Индекс энцефализации дает возможность изучить потенциальные возможности различных видов.

Размер мозга не влияет на интеллект

Следует детальнее рассмотреть эту аксиому на примерах животных разных классов и видов.

Классификация начинается самой большой цифрой (самым умным из животных) и продолжается в порядке спадания.

Бутылконосый дельфин . Мозг весит 1550 г, коэффициент энцефализации составляет 4,14
Лиса – 53г, коэффициент =1,6
Слон – 7843 г, коэффициент = 1,3
Собака – 64 г, коэффициент = 1,2
Макака – 62г, коэффициент = 1,19
Осел – 370г, коэффициент = 1,09
Кошка – 35 г, коэффициент = 1,0
Воробей – 1,0г, коэффициент = 0,86
Жираф – 680г, коэффициент = 0,66
Лошадь – 510г, коэффициент = 0,9
Овца – 140г, коэффициент = 0,8
Кашалот – 7800 г, коэффициент = 0,58
Кролик – 12г, коэффициент = 0,4
Крыса – 2г, коэффициент = 0,4
Носорог – 500г, коэффициент = 0,37
Еж – 3.3г, коэффициент = 0,3
Мышь полевая – 0,2г, коэффициент = 0,22
Зеленая ящерица 0,1г, коэффициент = 0,04
Комнатная муха – 0,0002г, коэффициент = 0,02
Гадюка – 0,1г, коэффициент = 0,005

Итак, самым похожим на человека по величине коэффициента энцефализации является дельфин.

Как видим, стереотип о невысоких умственных способностях, например, осла, жирафа и овцы не имеет под собой основания.

Интересный факт: у насекомых мозга нет, роль центральной нервной системы у них выполняют нервные узлы - ганглии. Теоретически, если таракан останется без головы, он умрет от того, что не сможет есть.

Доведено также, что мыслительные способности организма зависят не только от величины мозга, а в немалой степени – от числа связей между нейронами.

Предупреждение усыхания мозга у людей

Следует детальнее рассмотреть мозг человека, так как именно этот орган при более детальном изучении может дать ответы на вечные вопросы, касающиеся нашего развития и жизнедеятельности.

Мозг новорожденного весит 365 г, ребенка 2 лет – 930 г, 6 лет – 1211 г, взрослого человека – 1400 г. Коэффициент энцеффализации мозга человека возрастом более 18 лет равен 6,74.

Интересно, что существует различие между мозгом мужчины и женщины. Первые зарегистрированные исследования половых различий мозга провел Френсис Гаттон еще в 1882 году. Позднее ученые из авторитетных, всемирно известных исследовательских институтов доказали, что мозг мужчины в среднем на 125 гр. больше, чем мозг женщины. Кроме того, существуют так же расовые и национальные различия. К примеру, обладателями самого легкого мозга являются австралийцы – 1185 г, самого тяжелого – европейцы – 1375 г.. При том у англичан мозг весит в среднем – 1346 г, у французов – 1280 г, у корейцев – 1376 г, у японцев – 1313 г. Лидеры – немцы, их мозг весит 1425 г. Мозг у россиян меньше немецкого на 26 граммов. У афроамериканцев мозг в среднем весит 1223 г, это на 100 г меньше, чем у белокожего населения США.

В течении жизни мозг может менять свой вес в сторону усыхания. В основном, гиппокамп уменьшается у людей, страдающих от депрессии и шизофреников. В настоящее время ученым известно, одни участки мозга стареют быстрее, чем другие. Вследствие возрастных изменений, потеря в объеме может доходить до 10%. Как установили ученые из медицинского центра университета Раш, к и усыханию мозга в старшем воздасте приводит дефицит витамина В 12 , а так же такое заболевание, как сахарный диабет.

Как избежать этого и предупредить высыхание серого вещества?

Ответ прост: нужно почаще употреблять в пищу продукты, содержащие этот самый витамин В 12 . В самых больших количествах он содержится в молоке, яйцах, мясе, птице, рыбе.

Очень полезны в этом плане бобы, фасоль, бананы, зерновой хлеб – именно в этих продуктах содержатся глюциды (медленные углероды), которые замедляют процессы старения мозга. Следует заниматься спортом: даже незначительные нагрузки стимулируют насыщение крови кислородом, соответственно в мозг поступает значительно больше питательных веществ. Очень важно установить для себя правильное питание, основными правилами котрого является ограниченое количество сладкого, а так же разнообразие в пище: мозг не любит диеты, где в течении нескольких недель нужно питаться однообразно.

Только правильный подход к собственному образу жизни позволит сохранить молодость мозга и увеличить уровень IQ.

Строение глаза

Зрение у кошки основано на способности организма обнаруживать свет - видимую часть электромагнитного излучения.У кошки глаза большие, по сравнению с головой, и слегка выпуклые. Если бы человек имел такие же большие глаза (по отношению к размерам тела), они были бы около 20 см в диаметре. В сущности, глаз - это наполненный жидкостью шар, расположенный в глазнице черепа. С задней стороны глазного яблока находится множество мышц, которые двигают глаз в различных направлениях. Хрусталик, зрачок и ресничное тело разделяют глаз на две части: переднюю камеру глаза, заполненную внутриглазной жидкостью, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом. Внешний плотный слой глаза называется склерой. В передней части склера образует прозрачное окно, которое называют роговицей. Нормальное давление внутри глаза поддерживается процессом образования и удаления внутриглазной жидкости. Когда этот механизм нарушается, внутриглазное давление начинает расти, глаз увеличивается в размерах, роговица мутнеет. Это заболевание называется глаукомой. Хрусталик выполняет роль линзы и прикреплен связками к ресничному телу, в котором находятся мышцы. Хрусталик преломляют световой поток, и фокусируют изображение

Зрачок при ярком свете

Зрачок при
нормальном свете

Зрачок в темноте

предмета на сетчатке. При рассматривании предметов на разных расстояниях от глаз происходит аккомодация - фокусировка изображения точно на сетчатке за счет изменения формы хрусталика, регулирует поток света к сетчатке. У ночных животных глаза большие, с большим зрачком, у дневных - значительно меньше. У кошек, которые видят в темноте, но любят погреться на солнышке, зрачок щелевидный , так как он лучше, чем круглый, уменьшает световой поток к чувствительной сетчатке. В задней части глаза находится отражательная оболочка, которая отражает свет. Глаза кошки ночью способны светиться зеленым светом, так как небольшие пучки света, отражаются от этой оболочки. В сосудистой оболочке, состоящей из сети питающих глаз кровеносных сосудов, в месте выхода зрительного нерва располагается слой клеток с кристаллическими включениями - зеркальце. Задняя часть глаза покрыта сетчаткой, которая является частью мозга. Свет попадает на сетчатку через зрачок. На сетчатке световой поток попадает на фоторецепторы. В глубине глазного яблока (ретина) со зрительными клетками находятся Фоторецепторы - это клетки,

содержащие окрашенное вещество - пигмент, которые под действием света обесцвечиваются, при этом молекулы пигмента изменяют свою форму, что приводит к возникновению электрического потенциала. Фоторецепторы различаются по форме и делятся на два типа: палочки и колбочки. В палочках содержится один пигмент, поэтому они обеспечивают сумеречное бесцветное зрение. В колбочках пигменты трех видов, они составляют основу цветового дневного зрения. Соотношение палочек и колбочек у животных разных видов отличается. Способность отличить мелкие детали (острота зрения) обеспечивается колбочками. В сетчатке существует место наилучшего видения, которое у человека имеет форму ямки, а у кошки - диска. У кошки как сумеречного животного сетчатка глаза в основном снабжена палочкам, и только в центральной части ретины, в области острого зрения, сконцентрированы колбочки. Повороты головы и взора способствуют попаданию изображения предмета в область лучшего видения на сетчатке.В сетчатке, кроме фоторецепторов, есть еще несколько слоев нервных клеток, от которых электрический сигнал по зрительному нерву поступает в мозг. Пути от правого и левого глаза перекрещиваются, так что в каждое полушарие мозга приходит информация от обоих глаз. Пространства, которые кошка видит правым и левым глазом (поля зрения) перекрываются спереди на 45 % так, что животное может видеть один и тот же предмет одновременно обоими глазами. Это лежит в основе способности животного определять форму предмета и расстояние до него. Кошки с расстояния в один метр различают удаленность площадки, на которую они прыгают, с точностью до 3-5 см. Информация от сетчатки приходит в зрительную область коры мозга, где происходит самая существенная ее обработка. Нервные клетки коры мозга меняют свою активность в зависимости от того, показывают ли кошке светящуюся линию, пятно или мышь. Если кошки потеряют зрение в раннем возрасте, то область нейронов, связанных со зрением, в коре мозга уменьшается, и за их счет увеличивается количество нейронов, связанных с различением слуховых и кожных раздражителей. Усы у таких кошек становятся на 30 % длиннее, чем у зрячих кошек. Увеличение роли слуха, обоняния и других органов чувств компенсирует потерю зрения так хорошо, что поведение таких животных ничем не отличается от поведения нормальных. Однако, нарушения в мозговых зрительных структурных приведут к тому, что тонкая психика животных, нюансы настроения не будут отражаться в прекрасных глазах кошки.

Спереди глаз защищен верхним и нижним веками, выстланными слизистой оболочкой, которые в сомкнутом состоянии полностью закрывают глаз. С помощью век кошки регулируют количество света, попадающего в глаз. Место соединения век называют углом глаза. У кошек есть третье веко, которое тесно примыкает к оболочке глаза в его внутреннем углу. Третье веко продвигает по глазу слезную жидкость и дополнительно защищает глаз. Когда глаз уходит внутрь глазницы, а это случается при плохом самочувствии или при уменьшении количества смазки в задней части глаза, то третье веко наполовину закрывает глаз, чтобы защитить его от повреждений. В стрессовом состоянии (длительная поездка в машине или на выставке) также наблюдается закрытие глаз третьим веком. Слезная железа находится под третьим веком. Иногда она увеличивается и выпадает за пределы третьего века, что связано с определенными проблемами. Внутренняя поверхность век, соприкасающаяся с роговицей, называется конъюнктивой. Под веками конъюнктива продолжается и образует конъюнктивальный мешок. Поверхность глаза постоянно смачивается жидкостью (слезой), которая скапливается в конъюнктивальном мешке. Избыток ее выделяется через специальный канал, расположенный во внутреннем углу глаза и идущий к носу. При большом избытке слез этот канал закупоривается, слезы начинают течь по лицевой поверхности и могут вызывать раздражение и воспаление кожи. Форма головы, а, особенно лицевой части некоторых плосконосых пород длинношерстных кошек может быть связана с затруднениями в оттоке слез, что приводит к их скоплению в углах глаз. Ресницы растут на линии соединения кожи и конъюнктивы. У

некоторых кошек может быть дополнительный ряд ресниц, которые натирают роговицу и вызывают раздражение. По различным причинам происходит заворот век, тогда ресницы также начинают тереть роговицу, что приводит к воспалению, которое называется энтропион.
Совсем недавно считалось, что кошки совсем не обладают цветным зрением и все окружающие предметы выглядят для них черно-белыми, примерно так же, как мы видим их на экране телевизора. Однако в настоящее время установлено, что кошки все же способны различать, хотя и хуже, чем мы, несколько цветов. Но что они различают значительно лучше нас, так это оттенки серого цвета, аж до 25 оттенков. Такую особенность зрения можно объяснить окраской их жертв - мышей и полевок, цвет меха которых варьирует от светло-серого до темно-серого и буровато-серого. Приматы же, включая человека, никогда не нуждались в таком различении оттенков серого цвета, и поэтому эволюция не подарила им этой особенности.

Уши

Если о физиологии домашних животных нам известно почти все, то память у кошек, особенности хранения и воспроизведения накопленной информации – тайна, которую только предстоит раскрыть. Однако исследований, проводимых в этой области, уже достаточно, чтобы составить некоторое представление о том, есть ли у кошек память и насколько она отличается от способности человека запоминать информацию.

В начале 1970х годов зоологами был проведен простой эксперимент с целью выяснить, какая память у кошек развита лучше: краткосрочная или долгосрочная. Голодным кошкам показывали любимую пищу, прятали ее на глазах у животных под одним из перевернутых ящиков, а затем уносили кошек из помещения на полчаса. Потом кошек вносили в комнату и отпускали на пол: почти все животные безошибочно и с первой попытки определяли, под каким из ящиков спрятана миска с кормом. В результате эксперимента были развеяны сомнения относительно того, есть ли у кошек память и доказано, что эти животные обладают развитой краткосрочной памятью.

Вторая часть эксперимента проводилась при тех же условиях, но кошек выносили из помещения на сутки. Теперь результаты изменились: некоторые кошки даже не пытались искать корм, другие обнюхивали ящики (то есть они помнили, что где-то тут есть пища, но не помнили, где именно). Казалось бы, очевидно, что долгосрочная память у кошек развита хуже, но не все так просто.

Читайте также: Поможем выбрать имя кошке: научный подход к проблеме

Как кошка запоминает?

Дело в том, что память этих животных строго избирательна. Человек способен запомнить огромное количество событий и фактов, образов и звуков, однако многое из этого не играет определяющей роли в нашей жизни. Кошка помнит тем лучше, чем важнее для нее объект или событие. Опытная мать ухаживает за котятами тщательнее и эффективнее, потому что она помнит, как выращивала малышей в прошлый раз – это еще один факт, не позволяющий сомневаться в том, есть ли у кошек память. Но когда котята вырастают, функция матери больше не имеет значения – кошка быстро забывает котят, если не общается с ними. Она не вспоминает котят при встрече, так как для кошки не имеет значения, кто перед ней – чужой кот или взрослое животное, которого она когда-то родила и выкормила.