Череп -Skull

Череп
VolRenderShearWarp.gif
Объемный рендеринг черепа мыши
Подробности
Система Система скелета
Идентификаторы
МеШ D012886
ТА98 А02.1.00.001
ТА2 406
Анатомическая терминология

Череп представляет собой костную структуру, образующую голову у позвоночных . Он поддерживает структуры лица и обеспечивает защитную полость для мозга. Череп состоит из двух частей: черепной коробки и нижней челюсти . У человека этими двумя частями являются нейрокраниум и висцерокраниум ( лицевой скелет ), который включает нижнюю челюсть как самую большую кость. Череп образует самую переднюю часть скелета и является продуктом цефализации , заключая в себе головной мозг и несколько органов чувств .структур, таких как глаза, уши, нос и рот. У человека эти сенсорные структуры являются частью лицевого скелета.

Функции черепа включают защиту головного мозга, фиксацию расстояния между глазами для обеспечения стереоскопического зрения и фиксацию положения ушей для обеспечения звуковой локализации направления и расстояния звуков. У некоторых животных, таких как рогатые копытные (млекопитающие с копытами), череп также выполняет защитную функцию, обеспечивая крепление (на лобной кости ) для рогов .

Английское слово « череп » , вероятно, происходит от древнескандинавского « sclelele », а латинское слово « череп » происходит от греческого корня κρανίον ( кранион ). Человеческий череп полностью развивается через два года после рождения. Стыки костей черепа соединяются между собой структурами, называемыми швами .

Череп состоит из ряда сросшихся плоских костей , содержит множество отверстий , ямок , отростков и несколько полостей или пазух . В зоологии в черепе есть отверстия, называемые фенестрами .

Структура

Люди

Череп на месте
Анатомия плоской кости - надкостница нейрокраниума известна как перикраниум .
Человеческий череп спереди
Боковые кости черепа

Человеческий череп — это костная структура, образующая голову в человеческом скелете . Он поддерживает структуры лица и образует полость для головного мозга . Как и черепа других позвоночных, он защищает мозг от повреждений.

Череп состоит из трех частей различного эмбриологического происхождения — мозгового черепа , швов и лицевого скелета (также называемого перепончатым висцерокранием ). Нейрокраниум (или черепная коробка ) образует защитную черепную полость , которая окружает и вмещает головной мозг и ствол мозга . Верхние отделы костей черепа образуют свод черепа (тюбетейку). Перепончатый висцерокраниум включает нижнюю челюсть .

Швы представляют собой довольно жесткие соединения между костями мозгового черепа.

Лицевой скелет образован костями, поддерживающими лицо.

Кости

За исключением нижней челюсти , все кости черепа соединены между собой швамисинартродиальными (неподвижными) суставами , образованными костным окостенением , при этом волокна Шарпея допускают некоторую подвижность. Иногда внутри шва могут быть дополнительные кусочки кости, известные как черви или шовные кости . Чаще всего они обнаруживаются по ходу ламбдовидного шва .

Считается, что человеческий череп состоит из двадцати двух костей — восьми костей черепа и четырнадцати костей лицевого скелета. В мозговом черепе это затылочная кость , две височные кости , две теменные кости , клиновидная , решетчатая и лобная кости .

К костям лицевого скелета (14) относятся сошник , две нижние носовые раковины , две носовые кости , две верхнечелюстные кости , нижняя челюсть , две небные кости , две скуловые кости и две слезные кости . Некоторые источники считают парную кость за одну или верхнюю челюсть за две кости (как ее части); некоторые источники включают подъязычную кость или три косточки среднего уха , но общее общее мнение о количестве костей в человеческом черепе составляет двадцать две.

Некоторые из этих костей — затылочная, теменная, лобная в мозговом черепе, носовая, слезная и сошниковая в лицевом скелете — плоские кости .

Полости и отверстия

КТ человеческого черепа в 3D

Череп также содержит пазухи , заполненные воздухом полости, известные как околоносовые пазухи , и многочисленные отверстия . Синусы выстланы респираторным эпителием . Их известные функции заключаются в уменьшении веса черепа, в содействии резонансу голоса, а также в согревании и увлажнении воздуха, поступающего в носовую полость .

Форамины – это отверстия в черепе. Самым большим из них является большое затылочное отверстие , через которое проходит спинной мозг , а также нервы и кровеносные сосуды .

Процессы

Многие отростки черепа включают сосцевидный отросток и скуловые отростки .

Другие позвоночные

Фенестры

Схема черепа спинозавра
Фенестры в черепе динозавра Massospondylus

Фенестры (от латинского «окна » ) — отверстия в черепе.

Височные окна — анатомические особенности черепов нескольких видов амниот , характеризующиеся двусторонне-симметричными отверстиями (фенестрами) в височной кости . В зависимости от происхождения данного животного могут присутствовать две, одна или ни одной пары височных окон над или под заглазничными и чешуйчатыми костями. Верхние височные окна также известны как надвисочные окна, а нижние височные окна также известны как подвисочные окна . Наличие и морфология височного отверстия имеют решающее значение для таксономической классификации синапсид, частью которых являются млекопитающие.

Физиологические предположения связывают это с повышением скорости обмена веществ и увеличением мускулатуры челюстей. У более ранних амниот каменноугольного периода не было височных окон, но они были у двух более продвинутых линий: синапсид (звероподобных рептилий) и диапсидов (большинство рептилий, а затем и птиц). С течением времени височные отверстия диапсид и синапсид становились все более модифицированными и большими, чтобы сделать более сильные укусы и увеличить мускулы челюсти. Динозавры, которые являются диапсидами, имеют большие расширенные отверстия, а их потомки, птицы, имеют видоизмененные височные окна. Синапсиды имеют одно фенестральное отверстие в черепе, расположенное позади глазницы. У их потомков, цинодонтов, глазница слилась с фенестральным отверстием после того, как последнее начало расширяться внутри терапсид . Таким образом, большинство млекопитающих также имеют это. Позже приматы отделили свою орбиту от височной ямки заглазничной перемычкой, а гаплорины позже развили заглазничную перегородку .

Классификация
Череп шимпанзе
Козий череп.

Существует четыре типа черепа амниот, классифицируемых по количеству и расположению височных отверстий. Это:

  • Анапсида - без отверстий
  • Synapsida - одно низкое отверстие (под заглазничной и чешуйчатой ​​костями)
  • Euryapsida – одно высокое отверстие (над заглазничной и чешуйчатой ​​костями); эвриапсиды фактически произошли от диапсидной конфигурации, потеряв нижние височные отверстия.
  • Диапсида – два проема

Эволюционно они связаны следующим образом:

Кости

Скуловая кость — это кость черепа, встречающаяся у большинства рептилий, амфибий и птиц. У млекопитающих скуловую кость часто называют скуловой костью или скуловой костью.

Префронтальная кость — это кость, разделяющая слезную и лобную кости у многих черепов четвероногих.

Рыбы

Части головы рыбы, 1889 г., Фауна Британской Индии, сэр Фрэнсис Дэй.
Череп рыбы- меч

Череп рыб образован из ряда лишь слабо соединенных костей. Миноги и акулы обладают только хрящевым эндокраниумом, причем верхняя и нижняя челюсти представляют собой отдельные элементы. У костистых рыб есть дополнительная кожная кость , образующая более или менее связную крышу черепа у двоякодышащих и голостных рыб. Нижняя челюсть определяет подбородок.

Более простое строение встречается у бесчелюстных рыб , у которых череп в норме представлен корытообразной корзиной из хрящевых элементов, лишь частично покрывающих головной мозг и связанных с капсулами внутреннего уха и единственной ноздрей. Примечательно, что у этих рыб нет челюстей.

Хрящевые рыбы , такие как акулы и скаты, также имеют простую и предположительно примитивную структуру черепа. Череп представляет собой единую структуру, образующую футляр вокруг головного мозга, охватывающий нижнюю поверхность и бока, но всегда хотя бы частично открытый вверху в виде большого родничка . Самая передняя часть черепа включает переднюю пластинку хряща, рострум и капсулы, в которых заключены органы обоняния . За ними находятся глазницы, а затем дополнительная пара капсул, заключающих в себе структуру внутреннего уха . Наконец, череп сужается к задней части, где большое затылочное отверстие лежит непосредственно над единственным мыщелком , сочленяющимся с первым позвонком . Кроме того, в различных точках черепа имеются более мелкие отверстия для черепных нервов. Челюсти состоят из отдельных обручей хрящей, почти всегда отличающихся от собственно черепа.

У лучеперых рыб также произошли значительные изменения по сравнению с примитивным образцом. Крыша черепа, как правило, хорошо сформирована, и хотя точное родство его костей с костями четвероногих неясно, для удобства им обычно дают одинаковые названия. Однако другие элементы черепа могут быть редуцированы; за увеличенными глазницами есть небольшая щечная область, а между ними мало кости, если она вообще есть. Верхняя челюсть часто образована в основном из предчелюстной кости , при этом сама верхняя челюсть расположена дальше назад, а дополнительная симплектическая кость соединяет челюсть с остальной частью черепа.

Хотя черепа ископаемых лопастных рыб напоминают черепа ранних четвероногих, этого нельзя сказать о черепах современных двоякодышащих рыб . Крыша черепа сформирована не полностью и состоит из множества костей несколько неправильной формы, не имеющих прямого отношения к костям четвероногих. Верхняя челюсть образована только крыловидными и сошниками , все из которых несут зубы. Большая часть черепа сформирована из хрящей , а его общая структура редуцирована.

Тетраподы

Череп тиктаалика , вымершего рода, занимающего промежуточное положение между кистепёрыми рыбами и ранними четвероногими.

Черепа самых ранних четвероногих очень напоминали черепа их предков среди лопастных рыб . Крыша черепа образована рядом пластинчатых костей, в том числе верхнечелюстной , лобной , теменной и слезной . Он покрывает эндокраниум , соответствующий хрящевому черепу акул и скатов . Различные отдельные кости, составляющие височную кость человека, также являются частью серии крыши черепа. Еще одна пластина, состоящая из четырех пар костей, образует нёбо; к ним относятся сошник и небные кости . Основание черепа образовано кольцом костей, окружающих большое затылочное отверстие , и лежащей дальше вперед срединной костью; они гомологичны затылочной кости и частям клиновидной кости у млекопитающих. Наконец, нижняя челюсть состоит из нескольких костей, только самая передняя из которых (зубная кость) гомологична нижней челюсти млекопитающих .

У современных четвероногих очень многие исходные кости либо исчезли, либо слились друг с другом в различном порядке.

Птицы

Череп кукушки

Череп у птиц диапсидный , как и у рептилий, с предслезной ямкой (имеется у некоторых рептилий). Череп имеет один затылочный мыщелок. Череп состоит из пяти основных костей: лобной (верхняя часть головы), теменной (затылок), предчелюстной и носовой (верхняя часть клюва) и нижней челюсти (нижняя часть клюва). Череп нормальной птицы обычно весит около 1% от общего веса птицы. Глаз занимает значительную часть черепа и окружен склеротическим глазным кольцом, кольцом крошечных костей. Эта характеристика также наблюдается у рептилий.

Земноводные

Черепа земноводных, Ганс Гадов, 1909 г. Амфибии и рептилии

У современных амфибий череп обычно сильно уменьшен, многие кости либо отсутствуют, либо полностью или частично заменены хрящами. В частности, у млекопитающих и птиц произошли модификации черепа, позволяющие расширить мозг. Слияние между различными костями особенно заметно у птиц, у которых может быть трудно идентифицировать отдельные структуры.

Разработка

Череп новорожденного ребенка сбоку

Череп представляет собой сложную структуру; его кости образованы как внутримембранозным , так и эндохондральным окостенением . Кости крыши черепа , включающие кости лицевого скелета , а также боковые стороны и крышу мозгового черепа, представляют собой дермальные кости , образованные внутримембранозным окостенением, хотя височные кости образованы эндохондральным окостенением. Эндокраниум , кости , поддерживающие головной мозг ( затылочная , клиновидная и решетчатая ), в значительной степени образованы эндохондральным окостенением. Таким образом, лобная и теменная кости являются чисто перепончатыми. Быстро изменяется геометрия основания черепа и его ямок , передней , средней и задней черепных ямок . Передняя черепная ямка изменяется, особенно в течение первого триместра беременности, и в это время часто могут развиваться дефекты черепа.

При рождении человеческий череп состоит из 44 отдельных костных элементов. В процессе развития многие из этих костных элементов постепенно срастаются в твердую кость (например, лобная кость ). Кости крыши черепа первоначально разделены участками плотной соединительной ткани, называемыми родничками . Родничков шесть: один передний (или лобный), один задний (или затылочный), два клиновидных (или переднебоковых) и два сосцевидных (или заднелатеральных). При рождении эти области волокнистые и подвижные, необходимые для рождения и последующего роста. Этот рост может сильно напрягать «акушерский шарнир», где встречаются чешуйчатая и боковая части затылочной кости . Возможным осложнением этого напряжения является разрыв большой мозговой вены . По мере роста и окостенения соединительная ткань родничков прорастает и замещается швами , образующими кость . Пять швов - это два чешуйчатых шва , один венечный , один ламбдовидный и один стреловидный швы . Задний родничок обычно закрывается к восьми неделям, но передний родничок может оставаться открытым до восемнадцати месяцев. Передний родничок расположен на стыке лобной и теменной костей; это «мягкое место» на лбу ребенка. Тщательное наблюдение покажет, что вы можете подсчитать частоту сердечных сокращений ребенка, наблюдая за пульсацией пульса в переднем родничке.

Череп у новорожденного большой по сравнению с другими частями тела. Лицевой скелет составляет одну седьмую часть свода черепа . (у взрослых он в два раза меньше). Основание черепа короткое и узкое, хотя внутреннее ухо почти взрослого размера.

Клиническое значение

Краниосиностоз — это состояние, при котором один или несколько фиброзных швов в черепе младенцев преждевременно срастаются и изменяют характер роста черепа. Поскольку череп не может расширяться перпендикулярно сросшимся швам, он больше растет в параллельном направлении. Иногда полученный образец роста обеспечивает необходимое пространство для растущего мозга, но приводит к аномальной форме головы и аномальным чертам лица. В тех случаях, когда компенсация не обеспечивает достаточно места для растущего мозга, краниосиностоз приводит к повышению внутричерепного давления , что может привести к ухудшению зрения, нарушению сна, трудностям с приемом пищи или нарушению умственного развития.

Медный битый череп — явление, при котором сильное внутричерепное давление деформирует внутреннюю поверхность черепа. Название происходит от того факта, что внутренняя часть черепа выглядит так, как будто ее ударили молотком со сферической головкой , который часто используется медниками . Состояние чаще всего встречается у детей.

Травмы и лечение

Повреждения головного мозга могут быть опасными для жизни. В норме череп защищает мозг от повреждений своей твердой неподатливостью; череп является одной из наименее деформируемых структур, встречающихся в природе: ему требуется усилие около 1 тонны, чтобы уменьшить диаметр черепа на 1 см. Однако в некоторых случаях при черепно-мозговой травме может повышаться внутричерепное давление за счет таких механизмов, как субдуральная гематома . В этих случаях повышенное внутричерепное давление может вызвать выпячивание мозга за пределы большого затылочного отверстия («конус»), потому что мозгу негде расширяться; это может привести к значительному повреждению головного мозга или смерти, если не будет проведена срочная операция по снижению давления. Вот почему пациенты с сотрясением мозга должны наблюдаться очень тщательно.

Еще со времен неолита иногда выполнялась операция на черепе, называемая трепанацией . Это включало сверление трепанационного отверстия в черепе. Изучение черепов этого периода показывает, что пациенты иногда выживали в течение многих лет после этого. Вполне вероятно, что трепанация также выполнялась исключительно по ритуальным или религиозным причинам. В настоящее время эта процедура все еще используется, но обычно называется краниэктомией .

В марте 2013 года исследователи впервые в США заменили большую часть черепа пациента прецизионным полимерным имплантатом , напечатанным на 3D-принтере . Примерно через 9 месяцев у голландки была проведена первая полная замена черепа пластиковой вставкой, напечатанной на 3D-принтере. Она страдала гиперостозом , который увеличивал толщину черепа и сдавливал мозг.

Исследование, проведенное в 2018 году учеными Гарвардской медицинской школы в Бостоне, финансируемое Национальными институтами здравоохранения (NIH) , показало, что вместо того, чтобы путешествовать по крови , в черепе есть «крошечные каналы», по которым иммунные клетки соединяются с костью . костный мозг достигает очагов воспаления после повреждения тканей головного мозга.

Трансгендерные процедуры

Хирургическое изменение черт черепа с половым диморфизмом может быть выполнено как часть операции по феминизации лица , набора реконструктивных хирургических процедур, которые могут изменить мужские черты лица, чтобы приблизить их по форме и размеру к типичным женским чертам лица. Эти процедуры могут быть важной частью лечения трансгендеров от гендерной дисфории .

Общество и культура

Считалось, что Адам был похоронен на горе Голгофа . Шелковая вышивка (17 век)

Искусственная деформация черепа — во многом историческая практика некоторых культур. Веревки и деревянные доски использовались для давления на череп младенца и изменения его формы, иногда довольно значительно. Эта процедура начиналась сразу после рождения и продолжалась в течение нескольких лет.

Остеология

Как и лицо, череп и зубы также могут указывать на историю жизни и происхождение человека. Криминалисты и археологи используют метрические и неметрические признаки, чтобы оценить, как выглядел носитель черепа. Когда обнаруживается значительное количество костей, например, в Спиталфилдсе в Великобритании и курганах Дзёмон в Японии, остеологи могут использовать такие признаки, как пропорции длины, высоты и ширины, чтобы узнать взаимосвязь изучаемой популяции с другие живые или вымершие популяции.

Немецкий врач Франц Йозеф Галль примерно в 1800 году сформулировал теорию френологии , в которой предпринималась попытка показать, что специфические особенности черепа связаны с определенными чертами личности или интеллектуальными способностями его владельца. Его теория сейчас считается псевдонаучной .

Половой диморфизм

В середине девятнадцатого века антропологи сочли важным различать мужские и женские черепа. Антрополог того времени Джеймс МакГригор Аллан утверждал, что женский мозг подобен мозгу животного. Это позволило антропологам заявить, что женщины на самом деле более эмоциональны и менее рациональны, чем мужчины. Затем МакГригор пришел к выводу, что женский мозг больше похож на мозг младенцев, поэтому в то время он считал их хуже. Чтобы поддержать эти утверждения о женской неполноценности и заставить замолчать феминисток того времени, к изучению женского черепа присоединились другие антропологи. Эти черепные измерения являются основой того, что известно как краниология . Эти размеры черепа также использовались для установления связи между женщинами и чернокожими.

Исследования показали, что, хотя в раннем возрасте разница между мужским и женским черепом незначительна, в зрелом возрасте мужские черепа, как правило, больше и крепче, чем женские черепа, которые легче и меньше, а объем черепа примерно на 10 процентов меньше, чем у взрослых. мужчина. Однако более поздние исследования показывают, что женские черепа немного толще, и поэтому мужчины могут быть более восприимчивы к травмам головы, чем женщины. Однако другие исследования показывают, что мужские черепа в некоторых местах немного толще. А также некоторые исследования, показывающие, что женщины более подвержены травмам головы (сотрясению мозга), чем мужчины. Также было показано, что мужские черепа сохраняют плотность с возрастом, что может помочь предотвратить травмы головы, в то время как плотность женского черепа с возрастом немного уменьшается.

Мужские черепа могут иметь более выраженные надглазничные гребни , более выраженную глабель и более выраженные височные линии . Женские черепа обычно имеют более круглые орбиты и более узкие челюсти. Мужские черепа в среднем имеют более крупные и широкие нёбо , более квадратные орбиты , более крупные сосцевидные отростки , более крупные пазухи и более крупные затылочные мыщелки , чем у самок. Мужские нижние челюсти обычно имеют более квадратный подбородок и более толстые и грубые крепления мышц, чем женские.

Краниометрия

Головной указатель представляет собой отношение ширины головы, умноженное на 100 и деленное на ее длину (спереди назад). Индекс также используется для классификации животных, особенно собак и кошек. Ширина обычно измеряется чуть ниже теменного возвышения , а длина от глабели до затылочной точки.

Люди могут быть:

  • Долихоцефальный — длинноголовый
  • Мезатицефалический — среднеголовый
  • Брахицефальный — короткоголовый

Терминология

История

Трепанация , процедура, при которой в черепе делается отверстие, была описана как старейшая хирургическая процедура, для которой существуют археологические свидетельства, найденные в виде наскальных рисунков и человеческих останков. В одном захоронении во Франции , датированном 6500 г. до н. э., 40 из 120 найденных доисторических черепов имели трепанационные отверстия.

Дополнительные изображения

Смотрите также

использованная литература

Всеобщее достояние Эта статья включает общедоступный текст со страницы 128 20-го издания «Анатомии Грея» (1918 г.) .

внешние ссылки