I. Сенсорные зоны (области) коры больших полушарий


Карта проекций частей тела на постцентральную (А) и прецентральную (В) кору больших полушарий. Сенсорный (А) и моторный (В) гомункулус.

Размер

Объём 10 ПБ у человека равняется в среднем 14 см³, что представляет собой 1,2 % от общего объема мозга. Такой показатель дважды превосходит стандартные ожидания касательно размера данной зоны у гоминид с объемом мозга, свойственным Homo Sapiens. Для сравнения, объём 10 ПБ у бонобо — около 2,8 см³, что представляет собой 0,74 % от общего объёма мозга бонобо[4]. У шимпанзе обыкновенного — 2,24 см³, что является 0,57 % от общего объема мозга; у горилл — 1,94 см³, или 0,55 % от общего объема мозга; у орангутанов — 1,6 см³, или 0,45 %; у гиббонов — 0,2 см³, или 0,23 %[4].

У человека в каждом полушарии 10 ПБ содержит около 250 миллионов нейронов[4].

Фронтополярная кора человека имеет наименьшую плотность нейронов среди всех приматов[4]. Однако дендриты её нейронов крайне арборизированы, то есть очень ветвисты, и имеют очень высокую плотность дендритных шипиков[5]. Такие особенности строения являются основой для интеграции входящей информации от множества мозговых зон[3].

Роль неокортекса в эмоциях и стереогинезе

Эмоции у человека изначально появляются в лимбической системе головного мозга. Но в этом случае они представлены примитивными понятиями, которые попадая в новую кору, обрабатываются при помощи ассоциативной функции. Вследствие этого человек может оперировать эмоциями на более высоком уровне, что дает возможность ввести такие понятия как радость, печаль, любовь, гнев и др.

Также неокортекс имеет возможность гасить сильные всплески эмоций в лимбической системе, благодаря посылу успокаивающих сигналов в области с высоким возбуждением нейронов. Это приводит к тому, что у человека главенствующую роль в поведении играет разум, а не инстинктивные рефлексы.

Диагностика отклонений

При подозрении на ирритацию структур мозга назначают ряд инструментальных исследований. Для оценки биоэлектрической активности головного мозга в обязательном порядке проводят электроэнцефалограмму.

Эта процедура абсолютно безболезненна. Для регистрации электрической активности мозга на голову помещают специальные электроды. В ходе исследования регистрируются умеренные колебания альфа-волн, их амплитуда и учитываются другие факторы. Также определяют, какой ритм доминирует. Это позволяет определить диффузные изменения.

Кроме электроэнцефалограммы, необходимо провести сбор анамнеза и магнитно-резонансную томографию. Это исследование необходимо при дезорганизации биоэлектрической активности для подтверждения диагноза и определения причин нарушений.

Опасность заболевание представляет при обнаружении обширных очагов поражения и значительном повышении судорожной активности. Специалист должен оценить результаты исследований и назначить лечение.

Толщина коры

У млекопитающих видов с большими размерами мозга (в абсолютном выражении, а не только по отношению к размеру тела), кора, как правило, большую толщину кори. Диапазон, однако, не очень большой. Маленькие млекопитающие, такие как землеройки имеют толщину неокортекса примерно 0,5 мм; а виды с самым большим мозгом, такие как люди и китообразные имеют толщину 2,3-2,8 мм. Существует примерно логарифмическая зависимость между весом мозга и толщиной коры.

Магниторезонансная томография (МРТ) мозга делает возможными прижизненные замеры толщины коры и поривнняння по отношению к размерам тела. Толщина различных участков вариативная, но в целом, сенсорные (чувствительные) участки коры тоньше моторные (двигательные). В одном из исследований показана зависимость толщины коры от уровня интеллекта. Другое исследование показало большую толщину коры лиц, страдающих мигренью. Правда, другие исследования показывают отсутствие такой связи.

Вторая ипостась гена

В начале 50-х годов прошлого века возникла идея, что память не может ограничиваться только электрическими процессами — для долговременного хранения информации в мозгу она должна быть законсервирована в химическом виде. Хотя в ту пору существовали ещё весьма общие представления о геноме клетки, появилась мысль, что он не только хранит наследственную информацию, но и участвует в хранении информации, приобретённой в течение жизни.

Чтобы это проверить, нужно было посмотреть, вызывает ли обучение синтез нуклеиновых кислот и белков в мозге. После того как стал известен принцип работы генома — ДНК → РНК → белок, эксперименты стали более целенаправленными. И вот что выяснилось. Сразу после того, как животных обучали какому-либо навыку, в их мозге усиливается синтез РНК. (Для того чтобы это обнаружить, им вводили вещества-предшественники РНК с радиоактивной меткой). Это происходило и с мышами, которых обучали избегать электрического тока в ответ на звуковой сигнал, и с цыплятами, у которых вырабатывали запечатление на объект, и с золотыми рыбками, которых обучали плавать с прикреплённым к брюшку плотиком. А если синтез РНК затормозить, то животные совершают много ошибок или вообще не способны усвоить навык.

В это же время в мозгу синтезируются и новые белки — это также удалось определить по включению радиоактивных изотопов. Блокаторы синтеза белка нарушают долговременную память, не затрагивая память краткосрочную. Из этого становится понятно, как работают гены: при обучении на матрице ДНК синтезируется РНК, которая, в свою очередь, порождает новые белки. Эти белки вступают в действие через несколько часов после приобретения информации, и они-то обеспечивают её хранение. А инициаторы всех этих событий — электрические процессы, происходящие на мембране нервной клетки.

Группа исследователей из отдела системогенеза Института нормальной физиологии РАМН под руководством доктора медицинских наук члена-корреспондента РАМН К.В. Анохина поставила перед собой задачу найти такие методы исследования, которые бы позволяли одновременно исследовать активность нервных клеток во всём мозгу в связи с каким-либо поведением или познавательной (когнитивной) деятельностью. «Начиная работу, мы были убеждены, что информация от синапсов передаётся на другой, более глубокий уровень — проникает в ядро клетки и каким-то образом изменяет работу генов, — говорит Константин Владимирович — Осталось найти эти гены».

Надо сказать, что в клетках мозга работает несметное множество генов — у человека половина из всех изученных генов экспрессируется только там. Задача была в том, чтобы из всего их множества найти ключевые, участвующие в сохранении новой информации. Поиск увенчался успехом в середине 1980-х годов, когда К.В. Анохин и его коллеги обратили внимание на так называемые «непосредственные ранние гены». Такое название они получили за способность первыми откликаться на внеклеточные стимулы. Роль же «ранних» генов заключается в том, чтобы «разбудить» другие — поздние гены. Их продукты — регуляторные белки — транскрипционные факторы, воздействуют на участки молекулы ДНК и запускают процесс транскрипции — переписывания информации с ДНК на РНК. В конце концов «поздние» гены синтезируют свои белки, которые вызывают в клетке необходимые изменения, например образуют новые связи нейрона.

Возложенные функции

Функционал височной коры незначителен, однако, он – высокоспециализированный. Функции височной доли головного мозга связаны с восприятием, анализом и синтезом речи, восприятием слуховой информации, частично вкусовыми и обонятельными сведениями. Также, расположение одной части морского коня определяет еще одну функцию – память, а именно механическую ее составляющую. Одна зона имеет особое предназначение: центр Вернике (сенсорная речевая область) – располагается на задней части верхней височной извилины. Эта зона отвечает за восприятие и осмысление устной и письменной речи.

Имеет значение функциональная асимметрия головного мозга, то есть расположение доминантных участков коры на поверхности мозга. Такая специфика центральной нервной системы не обошла и височную долю.

Левая височная доля отвечает за такие функции (следует указать: перечень задач отталкивается от того, что левое полушарие – доминантное):

  • Понимание звуковой информации (музыка, слова и речь);
  • Кратковременная память;
  • Подбор слов во время разговора;
  • Синтез зрительной информации со слуховой; Здесь присутствует интересный феномен – синестезия. Таким явлением обладает лишь % населения. Суть феномена заключается в возможности видеть качественные параметры звуков различным цветовым спектром. Физиологически это объясняется процессом иррадиации (распространение потенциала действия), когда возбуждение чрезмерно раздраженной области коры переходит на соседнюю часть мозга. Такой способностью, как правило, обладали и обладают знаменитые музыканты (Римский-Корсаков, Ференц Лист).
  • Связь музыки и эмоций;
Читайте также:  Невралгия тройничного нерва — лечение, симптомы, профилактика

Правая височная доля мозга отвечает за следующие функции и способности:

  • Распознавание мимики лица;
  • Идентификация речевой интонации;
  • Музыкальные тона и ритм;
  • Запоминание и фиксация зрительных данных.

Кроме распознавания интонации речи, недоминантная доля также проводит ее анализ и последующее вмонтирование образов в общую эмоциональную установку к собеседнику. Именно эта часть мозга позволяет человеку знать, рад ли ему его беседчик или желает скорее от него избавиться.

Первая сигнальная система: функции

Функции полей Бродмана в первой сигнальной системе отличаются в зависимости от локализации центра, особенностей его гистологической структуры. В целом эти ядра выполняют такие функции:

  • осуществление двигательного процесса;
  • узнавание предметов на ощупь;
  • слух;
  • зрение.

Чтобы осуществить точное движение, необходима одновременная активация нескольких полей Брока:

  1. Центры 4 и 6, пирамидные клетки которых несут импульс к скелетным мышцам и обеспечивают их сокращение.
  2. Поле под номером 40, где находятся центры осуществления сложных, стереотипных для конкретного человека движений. Эти центры формируются в течение жизни индивидуума, как правило, во время профессиональной деятельности.
  3. Иногда необходима активация 46 поля, которое отвечает за синхронный поворот глаз вместе с головой.
Первая сигнальная система: функции

В узнавании предметов на ощупь, или стереогнозии, участвуют поля под номерами 5 и 7.

Поля 41, 42 и 52 необходимы для того, чтобы человек мог воспринимать звуки окружающего мира. Причем к центру слуха с одной стороны подходят волокна сразу из двух ушей. Поэтому повреждение коры с одной стороны не приводит к слуховым нарушениям. Центр, расположенный в поле 41, отвечает за первичный анализ информации. В 42 поле находятся центры слуховой памяти. А при помощи поля под номером 52 человек может ориентироваться в пространстве.

В полях с 17 по 19 находится зрительный анализатор. По аналогии со слуховыми центрами, в 17 поле происходит первичный анализ информации, в 18 находится зрительная память, а в 19 — оценочные центры и ориентация.

В 11 поле расположены центры обоняния, в 43 — центры вкуса.