Кора головного мозга, строение и функции. Строение коры головного мозга

КОРА ГОЛОВНОГО МОЗГА (cortex encephali ) - все поверхности полушарий большого мозга, покрытые плащом (pallium), образованным серым веществом. Вместе с другими отделами ц. н. с. кора участвует в регуляции и координации всех функций организма, играет исключительно важную роль в психической, или высшей нервной деятельности (см.).

В соответствии с этапами эволюционного развития ц. н. с. кору делят на старую и новую. Старая кора (archicortex - собственно старая кора и paleocortex - древняя кора) - филогенетически более древнее образование, чем новая кора (neocortex), появившаяся в процессе развития больших полушарий головного мозга (см. Архитектоника коры головного мозга , Головной мозг).

Морфологически К. г. м. образована нервными клетками (см.), их отростками и нейроглией (см.), имеющей опорно-трофическую функцию. У приматов и человека в коре насчитывается ок. 10 млрд. нейроцитов (нейронов). В зависимости от формы различают пирамидальные и звездчатые нейроциты, которые характеризуются большим разнообразием. Аксоны пирамидальных нейроцитов направляются в подкорковое белое вещество, а их апикальные дендриты - в наружный слой коры. Звездчатые нейроциты имеют только внутрикорковые аксоны. Дендриты и аксоны звездчатых нейроцитов обильно ветвятся вблизи клеточных тел; часть аксонов подходит к наружному слою коры, где они, следуя горизонтально, образуют густое сплетение с вершинами апикальных дендритов пирамидальных нейроцитов. Вдоль поверхности дендритов имеются почковидные выросты, или шипики, которые представляют собой область аксодендритных синапсов (см.). Мембрана тела клетки является областью аксосоматических синапсов. В каждой области коры имеется множество входных (афферентных) и выходных (эфферентных) волокон. Эфферентные волокна идут к другим областям К. г. м., к подкорковым образованиям или к двигательным центрам спинного мозга (см.). Афферентные волокна входят в кору от клеток подкорковых структур.

Древняя кора у человека и высших млекопитающих состоит из одного клеточного слоя, слабо отдифференцированного от нижележащих подкорковых структур. Собственно старая кора состоит из 2-3 слоев.

Новая кора имеет более сложное строение и занимает (у человека) ок. 96% всей поверхности К. г. м. Поэтому, когда говорят о К. г. м., то обычно подразумевают новую кору, к-рую подразделяют на лобную, височную, затылочную и теменную доли. Эти доли делят на области и цитоархитектонические поля (см. Архитектоника коры головного мозга).

Толщина коры у приматов и человека варьирует от 1,5 мм (на поверхности извилин) до 3-5 мм (в глубине борозд). На срезах, окрашенных по Нисслю, видно слоистое строение коры, к-рое зависит от группировки нейроцитов на разных ее уровнях (слоях). В коре принято различать 6 слоев. Первый слой беден клеточными телами; второй и третий - содержат малые, средние и большие пирамидальные нейроциты; четвертый слой - зона звездчатых нейроцитов; пятый слой содержит гигантопирамидальные нейроциты (гигантские пирамидные клетки); шестой слой характеризуется наличием мультиформных нейроцитов. Однако шестислойная организация коры не является абсолютной, т. к. в действительности во многих отделах коры имеет место постепенный и равномерный переход между слоями. Клетки всех слоев, расположенные на одном перпендикуляре по отношению к поверхности коры, тесно связаны между собой и с подкорковыми образованиями. Такой комплекс называют колонкой клеток. Каждая такая колонка отвечает за восприятие преимущественно одного вида чувствительности. Напр., одна из колонок коркового представительства зрительного анализатора воспринимает движение предмета в горизонтальной плоскости, соседняя - в вертикальной и т. п.

Аналогичные комплексы клеток новой коры имеют горизонтальную ориентацию. Предполагают, что, напр., мелкоклеточные слон II и IV состоят в основном из воспринимающих клеток и являются «входами» в кору, крупноклеточный слой V - это «выход» из коры в подкорковые структуры, а среднеклеточный слой III - ассоциативный, связывает между собой различные зоны коры.

Т. о., можно выделить несколько типов прямых и обратных связей между клеточными элементами коры и подкорковых образований: вертикальные пучки волокон, несущие информацию из подкорковых структур к коре и обратно; внутрикортикальные (горизонтальные) пучки ассоциативных волокон, проходящие на различных уровнях коры и белого вещества.

Вариабельность и своеобразие строения нейроцитов свидетельствуют о чрезвычайной сложности аппаратов внутрикорковых переключений и способов соединений между нейроцитами. Такую особенность строения К. г. м. следует рассматривать как морфол, эквивалент ее чрезвычайной реактивности и функц, пластичности, обеспечивающих ей высшие нервные функции.

Увеличение массы корковой ткани происходило в ограниченном пространстве черепа, поэтому поверхность коры, гладкая у низших млекопитающих, у высших млекопитающих и человека преобразовалась в извилины и борозды (рис. 1). Именно с развитием коры уже в прошлом столетии ученые связывали такие стороны деятельности мозга, как память (см.), интеллект, сознание (см.), мышление (см.) и т. п.

1870 год И. П. Павлов определил как год, «с которого начинается научная плодотворная работа по изучению больших полушарий». В этом году Фрич и Гитциг (G. Fritsch, E. Hitzig, 1870) показали, что электрическое раздражение определенных участков переднего отдела К. г. м. собак вызывает сокращение определенных групп скелетной мускулатуры. Многие ученые полагали, что при раздражении К. г. м. активируются «центры» произвольных движений и моторной памяти. Однако еще Ч. Шеррингтон предпочитал избегать функц, интерпретации этого явления и ограничивался лишь утверждением, что область коры, раздражение к-рой вызывает сокращение мышечных групп, интимно связана со спинным мозгом.

Направления экспериментальных исследований К. г. м. конца прошлого столетия почти всегда были связаны с проблемами клин, неврологии. На этой основе были начаты опыты с частичной или полной декортикацией головного мозга (см.). Первым полную декортикацию у собаки произвел Гольтц (F. L. Goltz, 1892). Декортицированная собака оказалась жизнеспособной, но у нее были резко нарушены многие важнейшие функции - зрение, слух, ориентация в пространстве, координация движений и др. До открытия И. П. Павловым феномена условного рефлекса (см.) интерпретация опытов как с полными, так и частичными экстирпациями коры страдала отсутствием объективного критерия их оценки. Введение условнорефлекторного метода в практику эксперимента с экстирпациями открыло новую эру в исследованиях структурно-функциональной организации К. г. м.

Одновременно с открытием условного рефлекса возник вопрос и о его материальной структуре. Поскольку первые попытки выработать условный рефлекс у декортицированных собак не удались, И. П. Павлов пришел к выводу, что К. г. м. является «органом» условных рефлексов. Однако дальнейшими исследованиями была показана возможность выработки условных рефлексов у декортицированных животных. Было установлено, что условные рефлексы не нарушаются при вертикальных перерезках различных областей К. г. м. и разобщении их с подкорковыми образованиями. Эти факты наряду с электрофизиологическими данными дали повод рассматривать условный рефлекс как результат становления многоканальной связи между различными корковыми и подкорковыми структурами. Недостатки метода экстирпации для изучения значения К. г. м. в организации поведения побудили к разработке методик обратимого, функционального, выключения коры. Буреш и Бурешова (J. Bures, О. Buresova, 1962) применили феномен так наз. распространяющейся депрессии путем аппликации к тому или иному участку коры хлористого калия или других раздражителей. Поскольку депрессия не распространяется через борозды, этот метод можно использовать только на животных с гладкой поверхностью К. г. м. (крысы, мыши).

Другой путь функц, выключения К. г. м.- ее охлаждение. Метод, разработанный Н. Ю. Беленковым с сотр. (1969), состоит в том, что в соответствии с формой поверхности корковых областей, намечаемых к выключению, изготавливаются капсулы, которые вживляются над твердой мозговой оболочкой; во время эксперимента через капсулу пропускается охлажденная жидкость, вследствие чего температура коркового вещества под капсулой снижается до 22-20°. Отведение биопотенциалов с помощью микроэлектродов показывает, что при такой температуре импульсная активность нейронов прекращается. Метод холодовой декортикации, используемый в хрон, опытах на животных, продемонстрировал эффект экстренного отключения новой коры. Оказалось, что такое отключение прекращает осуществление ранее выработанных условных рефлексов. Т. о., было показано, что К. г. м. представляет собой необходимую структуру для проявления условного рефлекса в интактном мозге. Следовательно, наблюдаемые факты выработки условных рефлексов у хирургически декортицированных животных являются результатом компенсаторных перестроек, происходящих в интервале времени от момента операции до начала исследования животного в хрон, эксперименте. Компенсаторные явления имеют место и в случае функц, выключений новой коры. Так же, как и холодовое выключение, острое выключение новой коры у крыс с помощью распространяющейся депрессии резко нарушает условно-рефлекторную деятельность.

Сравнительная оценка эффектов полной и частичной декортикации у различных видов животных показала, что обезьяны переносят эти операции тяжелее, чем кошки и собаки. Степень нарушения функций при экстирпации одних и тех же зон коры различна у животных, стоящих на разных ступенях эволюционного развития. Напр., удаление височных областей у кошек и собак меньше нарушает функцию слуха, чем у обезьян. Точно так же зрение после удаления затылочной доли коры страдает у обезьян в большей степени, чем у кошек и собак. На основании этих данных возникло представление о кортиколизации функций в процессе эволюции ц. н. с., согласно к-рому филогенетически более ранние звенья нервной системы переходят на более низкий уровень иерархии. При этом К. г. м. пластически перестраивает функционирование этих, филогенетически более старых, структур в соответствии с влиянием окружающей среды.

Корковые проекции афферентных систем К. г. м. представляют собой специализированные конечные станции путей от органов чувств. От К. г. м. к мотонейронам спинного мозга в составе пирамидного тракта идут эфферентные пути. Они берут начало преимущественно от двигательной области коры, к-рая у приматов и человека представлена передней центральной извилиной, расположенной кпереди от центральной борозды. Кзади от центральной борозды расположена соматосенсорная область К. г. м.- задняя центральная извилина. Отдельные участки скелетной мускулатуры корти-колизированы в различной степени. Наименее дифференцированно в передней центральной извилине представлены нижние конечности и туловище, большую площадь занимает представительство мышц кисти. Еще более обширная область соответствует мускулатуре лица, языка и гортани. В задней центральной извилине в таком же соотношении, как и в передней центральной извилине, представлены афферентные проекции частей тела. Можно сказать, что организм как бы спроецирован в эти извилины в виде абстрактного «гомункулюса», который характеризуется чрезвычайным перевесом в пользу передних сегментов тела (рис. 2 и 3).

Помимо этого, в состав коры входят ассоциативные, или неспецифические, области, получающие информацию от рецепторов, воспринимающих раздражения различной модальности, и от всех проекционных зон. Филогенетическое развитие К. г. м. характеризуется прежде всего ростом ассоциативных зон (рис. 4) и обособлением их от проекционных. У низших млекопитающих (грызунов) почти вся кора состоит из одних только проекционных зон, выполняющих одновременно и ассоциативные функции. У человека проекционные зоны занимают лишь небольшую часть коры; все остальное отведено под ассоциативные зоны. Предполагают, что ассоциативные зоны играют особо важную роль в осуществлении сложных форм в. н. д.

У приматов и человека наибольшего развития достигает лобная (префронтальная) область. Это филогенетически самая молодая структура, имеющая непосредственное отношение к самым высшим психическим функциям. Однако попытки спроецировать эти функции на отдельные участки лобной коры не имеют успеха. Очевидно, любая часть лобной коры может включаться в осуществление любой из функций. Эффекты, наблюдаемые при разрушении различных участков этой области, относительно кратковременны или часто совсем отсутствуют (см. Лобэктомия).

Приуроченность отдельных структур К. г. м. к определенным функциям, рассматриваемая как проблема локализации функций, остается до сих пор одной из самых трудных проблем неврологии. Отмечая, что у животных после удаления классических проекционных зон (слуховых, зрительных) условные рефлексы на соответствующие раздражители частично сохраняются, И. П. Павлов высказал гипотезу о существовании «ядра» анализатора и его элементов, «рассеянных» по всей К. г. м. С помощью микроэлектродные методы исследования (см.) удалось зарегистрировать в различных областях К. г. м. активность специфических нейроцитов, отвечающих на стимулы определенной сенсорной модальности. Поверхностное отведение биоэлектрических потенциалов выявляет распределение первичных вызванных потенциалов на значительных площадях К. г. м.- за пределами соответствующих проекционных зон и цитоархитектонических полей. Эти факты наряду с поли-функциональностью нарушений при удалении любой сенсорной области или ее обратимом выключении указывают на множественное представительство функций в К. г. м. Двигательные функции также распределены на значительных площадях К. г. м. Так, нейроциты, отростки которых формируют пирамидный тракт, расположены не только в моторных областях, но и за их пределами. Помимо сенсорных и моторных клеток, в К. г. м. имеются еще и промежуточные клетки, или интернейроциты, составляющие основную массу К. г. м. и сосредоточенные гл. обр. в ассоциативных областях. На интернейроциты конвергируют разномодальные возбуждения.

Экспериментальные данные указывают, т. о., на относительность локализации функций в К. г. м., на отсутствие корковых «центров», зарезервированных под ту или иную функцию. Наименее дифференцированными в функц, отношении являются ассоциативные области, обладающие особо выраженными свойствами пластичности и взаимозамещаемости. Из этого, однако, не вытекает, что ассоциативные области эквипотенциальны. Принцип эквипотенциальности коры (равнозначности ее структур), высказанный Лешли (К. S. Lashley) в 1933 г. на основании результатов экстирпаций мало-дифференцированной коры крысы, в целом не может распространяться на организацию кортикальной активности у высших животных и человека. Принципу эквипотенциальности И. П. Павлов противопоставил концепцию о динамической локализации функций в К. г. м.

Решение проблемы структурно-функциональной организации К. г. м. во многом затрудняется отождествлением локализации симптомов экстирпаций и стимуляций определенных корковых зон с локализацией функций К. г. м. Этот вопрос касается уже методологических аспектов нейрофизиол, эксперимента, т. к. с диалектической точки зрения любая структурно-функциональная единица в том виде, в каком она выступает в каждом данном исследовании, представляет собой фрагмент, одну из сторон существования целого, продукт интеграции структур и связей мозга. Напр., положение о том, что функция моторной речи «локализуется» в нижней лобной извилине левого полушария, основано на результатах повреждения этой структуры. В то же время электрическая стимуляция этого «центра» речи никогда не вызывает акта артикуляции. Оказывается, однако, что произнесение целых фраз можно вызвать стимуляцией рострального таламуса, посылающего афферентные импульсы в левое полушарие. Фразы, вызванные такой стимуляцией, не имеют ничего общего с произвольной речью и не адекватны ситуации. Этот высоко-интегрированный эффект стимуляции свидетельствует о том, что восходящие афферентные импульсы трансформируются в нейрональный код, эффективный для высшего координационного механизма моторной речи. Точно так же сложнокоординированные движения, обусловленные раздражением моторной области коры, организуются не теми структурами, которые непосредственно подвергаются раздражению, а соседними или спинальными и экстрапирамидными системами, возбуждаемыми по нисходящим путям. Эти данные показывают, что между корой и подкорковыми образованиями имеется тесная связь. Поэтому нельзя противопоставлять кортикальные механизмы работе подкорковых структур, а надо рассматривать конкретные случаи их взаимодействия.

При электрической стимуляции отдельных корковых областей изменяется деятельность сердечно-сосудистой системы, дыхательного аппарата, жел.-киш. тракта и других висцеральных систем. Влияния К. г. м. на внутренние органы К. М. Быков обосновывал также возможностью образования висцеральных условных рефлексов, что наряду с вегетативными сдвигами при различных эмоциях было положено им в основу концепции существования кортико-висцеральных отношений. Проблема кортико-висцеральных отношений решается в плане изучения модуляции корой деятельности подкорковых структур, имеющих непосредственное отношение к регуляции внутренней среды организма.

Существенную роль играют связи К. г. м. с гипоталамусом (см.).

Уровень активности К. г. м. в основном определяется восходящими влияниями от ретикулярной формации (см.) ствола мозга, к-рую контролируют кортико-фугальные влияния. Эффект последних имеет динамический характер и является следствием текущего афферентного синтеза (см.). Исследования с помощью электроэнцефалографии (см.), в частности кортикографии (т. е. отведения биопотенциалов непосредственно от К. г. м.), казалось бы подтвердили гипотезу о замыкании временной связи между очагами возбуждений, возникающих в кортикальных проекциях сигнального и безусловного раздражителей в процессе образования условного рефлекса. Однако оказалось, что по мере упрочения поведенческих проявлений условного рефлекса электрографические признаки условной связи исчезают. Этот кризис методики электроэнцефалографии в познании механизма условного рефлекса был преодолен в исследованиях М. Н. Ливанова с сотр. (1972). Ими показано, что распространение возбуждения по К. г. м. и проявление условного рефлекса зависит от уровня дистантной синхронизации биопотенциалов, отводимых от пространственно удаленных пунктов К. г. м. Повышение уровня пространственной синхронизации наблюдается при умственном напряжении (рис. 5). В этом состоянии участки синхронизации не сконцентрированы в определенных зонах коры, а распределены по всей ее площади. Корреляционные отношения охватывают пункты всей лобной коры, но вместе с тем повышенная синхронность регистрируется и в предцентральной извилине, в теменной области и в других участках К. г. м.

Головной мозг состоит из двух симметричных частей (полушарий), связанных между собой комиссурами, состоящими из нервных волокон. Оба полушария головного мозга объединяются самой большой комиссурой - мозолистым телом (см.). Его волокна связывают идентичные пункты К. г. м. Мозолистое тело обеспечивает единство функционирования обоих полушарий. При его перерезке каждое полушарие начинает функционировать независимо одно от другого.

В процессе эволюции мозг человека приобрел свойство латерализации, или асимметрии (см.). Каждое его полушарие специализировалось для выполнения определенных функций. У большинства людей доминирующим является левое полушарие, обеспечивающее функцию речи и контроль за действием правой руки. Правое полушарие специализировано для восприятия формы и пространства. Вместе с тем функц, дифференциация полушарий не абсолютна. Тем не менее обширные повреждения левой височной доли сопровождаются, как правило, сенсорными и моторными нарушениями речи. Очевидно, что в основе латерализации лежат врожденные механизмы. Однако потенциальные возможности правого полушария в организации функции речи способны проявляться при повреждении левого полушария у новорожденных.

Имеются основания рассматривать латерализацию как адаптивный механизм, развившийся вследствие усложнения функций головного мозга на высшем этапе его развития. Латерализация препятствует интерференции различных интегративных механизмов во времени. Возможно, что кортикальная специализация противодействует несовместимости различных функциональных систем (см.), облегчает принятие решения о цели и способе действия. Интегративная деятельность мозга не исчерпывается, т. о., внешней (суммативной) целостностью, понимаемой как взаимодействие активностей независимых элементов (будь то нейроциты или целые образования мозга). На примере развития латерализации можно видеть, как сама эта целостная, интегративная деятельность мозга становится предпосылкой дифференциации свойств ее отдельных элементов, наделяет их функц, спецификой. Следовательно, функц, вклад каждой отдельной структуры К. г. м. в принципе нельзя оценить в отрыве от динамики интегративных свойств целостного мозга.

Патология

Кора головного мозга редко поражается изолированно. Признаки ее поражения в большей или меньшей степени обычно сопутствуют патологии головного мозга (см.) и входят в состав ее симптомов. Обычно патол, процессами поражается не только К. г. м., но и белое вещество полушарий. Поэтому под патологией К. г. м. обычно понимают ее преимущественное поражение (диффузное или локальное, без строгой границы между этими понятиями). Наиболее обширное и интенсивное поражение К. г. м. сопровождается исчезновением психической активности, комплексом как диффузных, так и локальных симптомов (см. Апаллический синдром). Наряду с неврол, симптомами поражения двигательной и чувствительной сферы, симптомами поражения различных анализаторов у детей является задержка развития речи и даже полная невозможность становления психики. В К. г. м. при этом наблюдаются изменения цитоархитектоники в виде нарушения слоистости, вплоть до полного ее исчезновения, очаги выпадения нейроцитов с замещением их разрастаниями глии, гетеротопия нейроцитов, патология синаптического аппарата и другие патоморфол, изменения. Поражения К. г. м. наблюдаются при различных врожденных аномалиях мозга в виде анэнцефалии, микрогирии, микроцефалии, при различных формах олигофрении (см.), а также при самых различных инфекциях и интоксикациях с поражением нервной системы, при черепно-мозговых травмах, при наследственных и дегенеративных заболеваниях мозга, нарушениях мозгового кровообращения и т. д.

Изучение ЭЭГ при локализации патол, очага в К. г. м. чаще выявляет преобладание очаговых медленных волн, которые рассматриваются как коррелят охранительного торможения (У. Уолтер, 1966). Слабая выраженность медленных волн в области патол, очага является полезным диагностическим признаком в предоперационной оценке состояния больных. Как показали исследования Н. П. Бехтеревой (1974), проведенные совместно с нейрохирургами, отсутствие медленных волн в области патол, очага является неблагоприятным прогностическим признаком последствий хирургического вмешательства. Для оценки патол, состояния К. г. м. используется также тест на взаимодействие ЭЭГ в зоне очагового поражения с вызванной активностью в ответ на положительные и дифференцировочные условные раздражители. Биоэлектрическим эффектом такого взаимодействия может быть как усиление очаговых медленных волн, так и ослабление их выраженности или усиление частых колебаний типа заостренных бета-волн.

Библиография: Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса, М., 1968, библиогр.; Беленков Н. Ю. Фактор структурной интеграции в деятельности мозга, Усп. физиол, наук, т. 6, в. 1, с. 3, 1975, библиогр.; Бехтерева Н. П. Нейрофизиологические аспекты психической деятельности человека, Л., 1974; Грей Уолтер, Живой мозг, пер. с англ., М., 1966; Ливанов М. Н. Пространственная организация процессов головного мозга, М., 1972, библиогр.; Лурия А. Р. Высшие корковые функции человека и их нарушения при локальных поражениях мозга, М., 1969, библиогр.; Павлов И. П. Полное собрание сочинений, т. 3-4, М.-Л., 1951; Пенфильд В. и Робертс Л. Речь и мозговые механизмы, пер. с англ., Л., 1964, библиогр.; Поляков Г. И. Основы систематики нейронов новой коры большого мозга человека, М., 1973, библиогр.; Цитоархитектоника коры большого мозга человека, под ред. С. А. Саркисова и др., с. 187, 203, М., 1949; Шаде Дж. и Форд Д. Основы неврологии, пер. с англ., с. 284, М., 1976; M a s t e г t о n R. B. a. B e r k 1 e y M. A. Brain function, Ann. Rev. Psychol., у. 25, p. 277, 1974, bibliogr.; S h о 1 1 D. A. The organization of cerebral cortex, L.-N. Y., 1956, bibliogr.; Sperry R. W. Hemisphere deconnection and unity in conscious awareness, Amer. Psychol., v. 23, p. 723, 1968.

H. Ю. Беленков.

Одним из важнейших органов, обеспечивающих полноценное функционирование человеческого организма, является головной мозг, связанный со спинным отделом и сетью нейронов в различных частях тела. Благодаря такой связи обеспечивается синхронизация умственной активности с моторными рефлексами и областью отвечающей за анализ поступающих сигналов. Кора головного мозга представляет собой слоистое в горизонтальном направлении образование. В его составе находятся 6 различных структур, каждая из них имеет специфичную плотность расположения, количество и размеры нейронов. Нейроны представляют собой нервные окончания выполняющие функцию связи между частями нервной системы при прохождении импульса или в качестве реакции на действие раздражителя. Помимо слоистой в горизонтальном направлении структуры, кора головного мозга пронизана множеством ответвлений нейронов, расположенных по большей части вертикально.

Вертикальная направленность ответвлений нейронов формирует структуру пирамидальной формы или образования в виде звездочки. Множество ответвлений короткого прямого или ветвящегося типов пронизывают, как слои коры в вертикальном направлении, обеспечивая связь различных отделов органа между собой, так и в горизонтальной плоскости. По направлению ориентации нервных клеток принято выделять центробежные и центростремительные направления связи. В целом, физиологическая функция коры помимо обеспечения процесса мышления и поведения состоит в защите полушарий головного мозга. Кроме этого, по мнению ученых в результате эволюции имело место развитие и усложнение структуры коры. При этом наблюдалось усложнение строения органа по мере налаживания новых связей между нейронами, дендритами и аксонами. Характерно то, что по мере развития интеллекта человека, возникновение новых нейронных связей происходило вглубь структуры коры от внешней поверхности к участкам расположенным ниже.

Функции коры

Кора головного мозга имеет среднюю толщину 3 мм и достаточно большую площадь за счет наличия связующих каналов с центральной нервной системой. Восприятие, получение информации, ее обработка, принятие решения и его осуществление происходит благодаря множеству импульсов, проходящих через нейроны по типу электрической цепи. В зависимости от множества факторов в коре происходит генерация электрических сигналов мощностью до 23 Вт. Степень их активности определяется состоянием человека и описывается показателями амплитуды и частоты. Известно, что большее количество связей находится в областях, обеспечивающих более сложные процессы. При этом всем кора головного мозга не является завершенной структурой и находится в развитии в течение всей жизни человека по мере развития его интеллекта. Получение и обработка поступающей в мозг информации обеспечивает ряд физиологических, поведенческих, психических реакций благодаря функциям коры, среди которых:

• Обеспечение связи органов и систем тела человека с внешним миром и между собой, правильное протекание обменных процессов.
• Правильность восприятия поступающей информации, ее осознание через процесс мышления.
• Поддержка взаимодействия различных тканей и структур, составляющих органы человеческого тела.
• Формирование и работа сознания, интеллектуальная и творческая деятельность человека.
• Контроль речевой активности и процессов, связанных с психической деятельностью.

Следует отметить недостаточную изученность места и роли передних отделов коры на обеспечение функционирования человеческого организма. Об этих участках известно об их низкой чувствительности к внешним воздействиям. Например, действие на них электрических импульсов не вызвало проявления выраженной реакции. По мнению некоторых специалистов, к функциям этих участков коры относится самосознание личности, наличие и характер ее специфичных особенностей. У людей с поврежденными передними участками коры наблюдаются процессы асоциализации, утрата интересов в области трудовой деятельности, собственного внешнего вида и мнения в глазах других людей. Другими возможными эффектами могут стать:

• потеря способности концентрации;
• частичная или полная утрата творческих способностей;
• глубинные психические расстройства личности.

Строение слоев коры головного мозга

Выполняемые органом функции, такие как координация полушарий, умственная и трудовая деятельность во многом обусловлена строением его структуры. Специалисты выделяют 6 различных типов слоев, взаимодействие между которыми обеспечивает работу системы в целом, среди них:

• молекулярный покров образует множество хаотично переплетенных дендритных образований с низким количеством веретенообразных клеток, отвечающих за ассоциативную функцию;
• внешний покров представлен множеством нейронов, имеющих различную форму и высокую концентрацию, за ними располагаются внешние границы структур пирамидальной формы;
• наружный покров пирамидального типа состоит из нейронов мелкого и крупного размеров при более глубоком расположении последних. Форма этих клеток имеет коническую форму, от его вершины ответвляется дендрит, имеющий наибольшую длину и толщину, который путем разделения на более мелкие образования связывает нейроны с серым веществом. По мере приближения к коре головного мозга ветвления характеризуются меньшей толщиной и образуют веерообразную структуру;
• внутренний покров зернистого типа состоит из нервных клеток, имеющих небольшие габариты, расположенные на некоторой дистанции, между которыми проходят сгруппированные структуры волокнистого типа;
• внутренний покров пирамидальной формы состоит из нейронов имеющих средние и большие размеры, причем верхние окончания дендритов достигают уровня молекулярного покрова;
• покров, состоящий из нейронных клеток, имеющих форму веретена, характеризуется тем, что его часть, расположенная в наиболее низкой точке достигает уровня белого вещества.

Различные слои, входящие в состав коры отличаются между собой формой, расположением и назначением составляющих их структур. Взаимосвязь нейронов звездчатого, пирамидального, ветвистого и веретенообразного типов между различными покровами образуют более 5 десятков, так называемых полей. Несмотря на то, что четкие границы полей отсутствуют, их совместное действие позволяет регулировать множество процессов связанных с получением нервных импульсов, обработкой информации и выработкой ответных реакций на раздражитель.

Области коры головного мозга

По выполняемым функциям в рассматриваемой структуре можно выделить три области:

1. Зона, связанная с обработкой импульсов, получаемых через систему рецепторов от органов зрения, обоняния, осязания человека. По большому счету большинство рефлексов связанных с моторикой обеспечивают клетки пирамидальной структуры. Обеспечивающие посредством дендритных структур и аксонов связь с мышечными волокнами и спинномозговым каналом. Участок, отвечающий за прием мышечной информации, имеет налаженные контакты между различными слоями коры, что важно на этапе корректной трактовки поступающих импульсов. Если кора головного мозга поражается на этом участке, это может привести к расстройству согласованной работы сенсорных функций и действий, связанных с моторикой. Визуально расстройства двигательного отдела могут проявляться в воспроизведении непроизвольных движений, подергиваний, судорог, в более сложной форме приводить к обездвиживанию.
2. Область сенсорного восприятия отвечает за обработку поступивших сигналов. По структуре она представляет собой взаимосвязанную систему анализаторов для установки обратной связи на действие стимулятора. Специалисты выделяют ряд областей, отвечающих за обеспечение чувствительности к сигналам. Среди них, затылочная обеспечивает зрительное восприятие, височная-связана со слуховыми рецепторами, зона гипокампа с обонятельными рефлексами. Район, отвечающий за анализ информации вкусовых стимуляторов, расположен в области темени. Там же локализуются центры, отвечающие за получение и обработку тактильных сигналов. Сенсорная способность находится в прямой зависимости от количества нейронных связей в этом участке, в целом эти зоны занимают до пятой части общего объема коры. Повреждение этой зоны влечет за собой искажение восприятия, что не позволяет выработать ответный сигнал адекватный действующему на него раздражителю. Например, нарушение работы слуховой зоны не обязательно приводит к глухоте, но может вызвать ряд эффектов искажающих корректное восприятие информации. Это может выражаться в неспособности улавливать длину или частотность звуковых сигналов их продолжительность и тембр, нарушении фиксации воздействий с небольшим временем действия.
3. Ассоциативная зона осуществляет контакт между сигналами, получаемыми нейронами в сенсорной области и моторикой, представляющей собой ответную реакцию. Этот участок формирует осмысленные поведенческие рефлексы, обеспечивает их практическую реализацию и занимает большую часть коры. По району локализации можно выделить передние участки, расположенные в лобных частях и задние, которые занимают пространство между зоной висков, темени и затылка. Для человека характерно большее развитие задних участков районов ассоциативного восприятия. Ассоциативные центры играют еще одну важную роль, обеспечивают реализацию и восприятие речевой деятельности. Повреждение переднеассоциативной области приводит к нарушению возможности выполнения аналитических функций, прогнозирования на основании имеющихся фактов или предшествующего опыта. Нарушение работы зоны задней ассоциации затрудняет ориентацию человека в пространстве. Также затрудняет работу абстрактного объемного мышления, конструирования и правильной трактовки сложных зрительных моделей.

Последствия повреждений коры мозга

До конца, не изучено является ли забывчивость одним из нарушений, связанных с повреждением коры головного мозга? Или эти изменения связаны с нормальным функционированием системы по принципу разрушения неиспользуемых связей. Учеными доказано, что за счет взаимосвязи нейронных структур между собой при повреждении одной из названных областей может наблюдаться частичное и даже полное воспроизведение ее функций другими структурами. В случае частичной утраты способности к восприятию, переработке информации или воспроизведению сигналов, система может некоторое время оставаться работоспособной, обладая ограниченными функциями. Это происходит за счет восстановления связей между не подвергшимися негативному воздействию участками нейронов по принципу распределительной системы. Однако, возможен и обратный эффект при котором повреждение одной из зон коры может привести к расстройству нескольких функций. В любом случае, нарушение нормальной работы этого важного органа является серьезным отклонением, при возникновении которого необходимо немедленно прибегнуть к помощи специалистов во избежание дальнейшего развития расстройства.

Среди наиболее опасных нарушений работы этой структуры можно выделить атрофию, связанную с процессами старения и отмирания части нейронов. Наиболее используемыми методами диагностики являются компьютерная и магнитно-резонансные виды томографии, энцефалография, исследования при помощи ультразвука, проведение рентгена и ангиографии. Следует отметить, что современные методы диагностики позволяют выявить патологические процессы в работе мозга на достаточно раннем этапе, при своевременном обращении к специалисту в зависимости от вида нарушения существует вероятность восстановления нарушенных функций.

Чтение укрепляет нейронные связи:

Центральная нервная система – это та часть организма отвечающая за наше восприятие внешнего мира и себя самих. Она регулирует работу всего тела и, по сути, является физическим субстратом того, что мы называем «Я». Главный орган этой системы — головной мозг. Разберем, как устроены отделы головного мозга.

Функции и строение головного мозга человека

Этот орган преимущественно состоит из клеток под названием нейроны. Эти нервные клетки продуцируют электрические импульсы, благодаря которым работает нервная система.

Работу нейронов обеспечивают клетки под названием нейроглии – они составляют почти половину от общего количества клеток ЦНС.

Нейроны, в свою очередь, состоят из тела и отростков двух типов: аксоны (передающие импульс) и дендриты (принимающие импульс). Тела нервных клеток формируют тканевую массу, которую принято называть серым веществом, а их аксоны сплетаются в нервные волокна и представляют собой белое вещество.

В ходе эволюции мозг стал одним из самых важных органов во всём организме. Занимая всего одну пятидесятую часть от общей массы тела, он потребляет пятую часть всего попадающего в кровь кислорода.

Для его защиты природа сформировала целый арсенал различных средств. Снаружи отделы мозга защищает черепная коробка, под которой располагаются ещё три оболочки головного мозга:

1. Твёрдая. Представляет собой тонкую плёнку, одной стороной примыкающую к костной ткани черепа, а другой непосредственно к коре.
2. Мягкая. Состоит из рыхлой ткани и плотно обволакивает поверхность полушарий, заходя во все щели и борозды. Её функция – это кровоснабжение органа.
3. Паутинная. Располагается между первой и второй оболочками и осуществляет обмен ликвора (спинномозговой жидкости). Ликвор – природный амортизатор, защищающий мозг от повреждений при движении.

Далее рассмотрим подробнее, как устроен мозг человека. По морфо-функциональным характеристикам головной мозг также делится на три части. Самый нижний отдел называется ромбовидный. Там, где начинается ромбовидная часть, заканчивается спинной мозг – он переходит в продолговатый и задний (Варолиев мост и мозжечок).

Далее следует средний мозг, объединяющий нижние части с основным нервным центром – передним отделом. Последний включает конечный (большие полушария) и промежуточный мозг. Ключевые функции больших полушарий головного мозга заключаются в организации высшей и низшей нервной деятельности.

Конечный мозг

Эта часть имеет наибольший объём (80%) по сравнению с остальными. Она состоит из двух больших полушарий, мозолистого тела, соединяющего их, а также обонятельного центра.

Большие полушария головного мозга, левое и правое, отвечают за формирование всех мыслительных процессов. Здесь находится наибольшая концентрация нейронов и наблюдаются наиболее сложные связи между ними. В глубине продольной борозды, которая делит полушария, располагается плотная концентрация белого вещества – мозолистое тело. Оно состоит из сложных сплетений нервных волокон, сплетающих различные части нервной системы.

Внутри белого вещества есть скопления нейронов, которые зовутся базальными ганглиями. Близкое расположение к «транспортной развязке» мозга позволяет этим образованиям регулировать мышечный тонус и осуществлять мгновенные рефлекторно-двигательные реакции. Кроме того, базальные ганглии отвечают за образование и работу сложных автоматических действий, частично повторяя функции мозжечка.

Кора головного мозга

Этот небольшой поверхностный слой серого вещества (до 4,5 мм) является самым молодым образованием в центральной нервной системе. Именно кора больших полушарий отвечает за работу высшей нервной деятельности человека.

Исследования позволили определить, какие области коры образовались в ходе эволюционного развития относительно недавно, а какие присутствовали ещё у наших доисторических предков:

• неокортекс – новая наружная часть коры, являющаяся основной её частью;
• архикортекс – более старое образование, отвечающее за инстинктивное поведение и эмоции человека;
• палеокортекс – наиболее древняя область, занимающаяся контролем над вегетативными функциями. Помимо этого, она помогает поддерживать внутреннее физиологическое равновесие организма.

Несмотря на, казалось бы, небольшой объём, кора больших полушарий имеет площадь около четырёх квадратных метров.

Это возможно благодаря извилинам и бороздам, которые кроме этого ещё и делят полушария на доли, каждая из которых имеет различные функции:

Лобные доли

Самые крупные доли больших полушарий, отвечающие за сложные двигательные функции. В лобных долях мозга происходит планирование произвольных движений, также здесь расположены речевые центры. Именно в этой части коры осуществляется волевой контроль поведения. В случае повреждения лобных долей человек теряет власть над своими поступками, ведёт себя антисоциально и просто неадекватно.

Затылочные доли

Тесно связаны со зрительной функцией, отвечают за переработку и восприятие оптической информации. То есть превращают весь набор тех световых сигналов, что поступают на сетчатку глаза, в осмысленные зрительные образы.

Теменные доли

Проводят пространственный анализ и занимаются обработкой большинства ощущений (осязание, боль, «мышечное чувство»). Кроме того, способствует анализу и объединению различной информации в структурированные фрагменты – способность ощутить собственное тело и его стороны, умение читать, считать и писать.

Височные доли

В этом отделе происходит анализ и переработка аудио информации, что обеспечивает функцию слуха, восприятие звуков. Височные доли участвуют в распознавании лиц разных людей, а также мимических выражений, эмоций. Здесь информация структурируется для постоянного хранения, и таким образом реализуется долговременная память.

Кроме того, височные доли содержат речевые центры, повреждение которых приводит к неспособности воспринимать устную речь.

Островковая доля

Считается ответственной за формирование в человеке сознания. В моменты сопереживания, эмпатии, прослушивания музыки и звуков смеха и плача, наблюдается активная работа островковой доли. Здесь же проходит обработка ощущений отвращения к грязи и неприятным запахам, включая воображаемые стимулы.

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг служит своего рода фильтром для нейронных сигналов – принимает всю поступающую информацию и решает, куда какая должна попасть. Состоит из нижней и задней части (таламус и эпиталамус). В этом отделе также реализуется эндокринная функция, т.е. гормональный обмен.

Нижняя часть состоит из гипоталамуса. Этот небольшой плотный пучок нейронов оказывает колоссальное воздействие на весь организм. Помимо регуляции температуры тела, гипоталамус управляет циклами сна и бодрствования. Он также выделяет гормоны, которые отвечают за ощущения голода и жажды. Будучи центром удовольствия, гипоталамус регулирует сексуальное поведение.

Он также напрямую связан с гипофизом и переводит нервную деятельность в эндокринную. Функции гипофиза в свою очередь заключаются в регуляции работы всех желез организма. Электрические сигналы идут от гипоталамуса в гипофиз головного мозга, «приказывая» выработку каких гормонов стоит начать, а каких прекратить.

Промежуточный мозг также включает:

• Таламус – именно эта часть выполняет функции «фильтра». Здесь сигналы, поступающие от зрительных, слуховых, вкусовых и тактильных рецепторов проходят первичную обработку и распределяются по соответствующим отделам.
• Эпиталамус – вырабатывает гормон мелатонин, который регулирует циклы бодрствования, участвует в процессе полового созревания, осуществляет контроль эмоций.

Средний мозг

В первую очередь регулирует слуховую и зрительную рефлекторную деятельность (сужение зрачка при ярком свете, поворот головы на источник громкого звука и т.п.). После обработки в таламусе информация идёт в средний мозг.

Здесь происходит её дальнейшая обработка и начинается процесс восприятия, формирования осмысленного звукового и оптического образа. В этом отделе синхронизируется движение глаз и обеспечивается работа бинокулярного зрения.

Средний мозг включает ножки и четверохолмие (два слуховых и два зрительных бугра). Внутри находится полость среднего мозга, объединяющая желудочки.

Продолговатый мозг

Это древнее образование нервной системы. Функции продолговатого мозга заключаются в обеспечении дыхания и сердцебиения. Если повредить этот участок, то человек умирает – кислород перестаёт поступать в кровь, которую больше не перекачивает сердце. В нейронах этого отдела начинаются такие защитные рефлексы как: чихание, моргание, кашель и рвота.

Строение продолговатого мозга напоминает вытянутую луковицу. Внутри неё содержатся ядра серого вещества: ретикулярная формация, ядра нескольких черепных нервов, а также нейронные узлы. Пирамида продолговатого мозга, состоящая из пирамидальных нервных клеток, выполняет проводящую функцию, объединяя кору полушарий и спинной отдел.

Важнейшие центры продолговатого мозга:

• регуляции дыхания
• регуляции кровообращения
• регуляции ряда функций пищеварительной системы

Задний мозг: мост и мозжечок

Строение заднего мозга включает в себя Варолиев мост и мозжечок. Функция моста весьма схожа с его названием, так как состоит он преимущественно из нервных волокон. Мост головного мозга – это, по сути, «шоссе» через которое проходят сигналы, идущие от тела в головной мозг, и импульсы, направляющиеся от нервного центра в тело. По восходящим путям мост мозга переходит в средний мозг.

Мозжечок же имеет куда более широкий спектр возможностей. Функции мозжечка – это координация движений тела и поддержание равновесия. Более того, мозжечок не только регулирует сложные движения, но и способствует адаптации двигательного аппарата при различных нарушениях.

К примеру, эксперименты с использованием инвертоскопа (специальные очки, переворачивающие изображение окружающего мира), показали, что именно функции мозжечка ответственны за то, что при долгом ношении прибора человек не просто начинает ориентироваться в пространстве, но и видит мир правильно.

Анатомически мозжечок повторяет строение больших полушарий. Снаружи покрыт слоем серого вещества, под которым находится скопление белого.

Лимбическая система

Лимбической системой (от латинского слова limbus – край) называют совокупность образований, опоясывающих верхнюю часть ствола. Система включает в себя обонятельные центры, гипоталамус, гиппокамп и ретикулярную формацию.

Основные функции лимбической системы – это адаптация организма к изменениям и регуляция эмоций. Это образование способствует созданию устойчивых воспоминаний, благодаря ассоциациям между памятью и чувственными переживаниями. Тесная связь между обонятельным трактом и эмоциональными центрами приводит к тому, что запахи вызывают у нас такие сильные и чёткие воспоминания.

Если перечислить списком основные функции лимбической системы, то она отвечает за следующие процессы:

1. Обоняние
2. Коммуникация
3. Память: кратковременную и долгосрочную
4. Спокойный сон
5. Работоспособность отделов и органов
6. Эмоции и мотивационная составляющая
7. Интеллектуальная деятельность
8. Эндокринные и вегетативные
9. Частично участвует в формировании пищевого и полового инстинкта
   

Каждое полушарие разделяется на пять долей, четыре из которых (лобная, теменная, затылочная и височная) примыкают к соответствующим костям черепного свода, а одна (островковая) находится в глубине, в ямке, которая разделяет лобную и височную доли.

Кора большого мозга имеет толщину в 1,5–4,5 мм, ее площадь увеличивается за счет присутствия борозд; она связана с другими отделами ЦНС, благодаря импульсам, которые проводят нейроны.

Полушария достигают примерно 80% от общей массы головного мозга. Они осуществляют регуляцию высших психических функций, тогда как мозговой ствол – низшие, которые связаны с деятельностью внутренних органов.

Три основные области выделяют на полушарной поверхности :

• выпуклая верхнелатеральная, которая примыкает к внутренней поверхности черепного свода;
• нижняя, с располагающимися передними и средними отделами на внутренней поверхности черепного основания и задними в области намета мозжечка;
• медиальная расположена у продольной щели мозга.

Особенности устройства и деятельности

Кора большого мозга подразделяется на 4 вида:

• древняя – занимает чуть более 0,5% всей поверхности полушарий;
• старая – 2,2%;
• новая – более 95%;
• средняя – примерно 1,5%.

Филогенетически древняя кора большого мозга, представленная группами крупных нейронов, оттесняется новой к основанию полушарий, становясь узкой полоской. А старая, состоящая из трех клеточных слоев, смещается ближе к середине. Главная область старой коры – гиппокамп, являющийся центральным отделом лимбической системы . Средняя (промежуточная) кора представляет собой образование переходного типа, так как трансформация старых структур в новые осуществляется постепенно.

Кора головного мозга у человека, в отличие от таковой у млекопитающих, также ответственна за согласованную работу внутренних органов. Такое явление, при котором, возрастает роль коры в осуществлении всей функциональной деятельности организма, носит название кортикализация функций.

Одна из особенностей коры – ее электрическая активность, происходящая спонтанно. Нервные клетки, расположенные в этом отделе, обладают определенной ритмической активностью, отражающей биохимические, биофизические процессы. Активность обладает различной амплитудой и частотой (альфа-, бета-, дельта-, тета-ритмы), что зависит от влияния многочисленных факторов (медитации, фазы сна, переживания стресса, наличия судорог, новообразования).

Структура

Кора головного мозга представляет собой многослойное образование: каждый из слоев имеет свой определенный состав нейроцитов, конкретную ориентацию, расположение отростков.

Систематическое положение нейронов в коре носит название «цитоархитектоника», расположенные в определенном порядке волокна – «миелоархитектоника».

Кора больших полушарий головного мозга состоит из цитоархитектонических шесть слоев.

1. Поверхностный молекулярный, в котором нервных клеток не очень много. Их отростки расположены в нем самом, и они не выходят за пределы.
2. Наружный зернистый сформирован из пирамидальных и звездчатых нейроцитов. Отростки выходят из этого слоя и идут в последующие.
3. Пирамидальный состоит из пирамидных клеток. Их аксоны направляются вниз, где оканчиваются или формируют ассоциативные волокна, а дендриты идут вверх, во второй слой.
4. Внутренний зернистый образован звездчатыми клетками и малыми пирамидными. Дендриты идут в первый слой, боковые отростки разветвляются в пределах своего слоя. Аксоны протягиваются в верхние слои или в белое вещество.
5. Ганглионарный образован большими пирамидными клетками. Здесь находятся самые крупные нейроциты коры. Дендриты направлены в первый слой или распределены в своем. Аксоны выходят из коры и начинают являться волокнами, связывающими различные отделы и структуры ЦНС между собой.
6. Мультиформный – состоит из различных клеток. Дендриты идут к молекулярному слою (некоторые только до четвертого или пятого слоев). Аксоны направляются в вышележащие слои или выходят из коры в качестве ассоциативных волокон.

Кора головного мозга разделяется на области – так называемая горизонтальная организация . Всего их насчитывается 11, и они включают в себя 52 поля, каждое из которых имеет свой порядковый номер.

Вертикальная организация

Существует и вертикальное разделение – на колонки нейронов. При этом маленькие колонки объединяются в макроколонки, которые называют функциональным модулем. В основе таких систем находятся звездчатые клетки – их аксоны, а также горизонтальные связи их с боковыми аксонами пирамидальных нейроцитов. Все нервные клетки вертикальных колонок реагируют на афферентный импульс одинаково и вместе посылают эфферентный сигнал. Возбуждение в горизонтальном направлении обусловлено деятельностью поперечных волокон, которые следуют от одной колонки к другой.

Впервые обнаружил единицы, которые объединяют нейроны различных слоев по вертикали, в 1943г. Лоренте де Но – с помощью гистологии. Впоследствии это было подтверждено с помощью методов электрофизиологии на животных В. Маунткаслом.

Развитие коры во внутриутробном развитии начинается рано: уже в 8 недель у эмбриона появляется корковая пластина. Вначале дифференцируются нижние слои, а в 6 месяцев у будущего ребенка появляются все поля, которые присутствуют и у взрослого человека. Цитоархитектонические особенности коры к 7 годам полностью формируются, но тела нейроцитов увеличиваются еще до 18. Для образования коры необходимо согласованное перемещение и деление клеток-предшественниц, из которых появляются нейроны. Установлено, что на этот процесс влияет специальный ген.

Горизонтальная организация

Принято разделять зоны коры головного мозга на:

• ассоциативные;
• сенсорные (чувствительные);
• моторные.

Учеными при изучении локализованных участков и их функциональных особенностей применялись разнообразные способы: раздражение химическое или физическое, частичное удаление мозговых участков, выработка условных рефлексов, регистрация биотоков мозга.

Чувствительные

Эти области занимают примерно 20% коры. Поражение таких зон ведет к нарушению чувствительности (снижение зрения, слуха, обоняния и т. п.). Площадь зоны напрямую зависит от количества нервных клеток, которые воспринимают импульс от определенных рецепторов: чем их больше, тем выше сензитивность. Выделяют зоны:

• соматосенсорную (отвечает за кожную, проприоцептивную, вегетативную чувствительность) – она расположена в теменной доле (постцентральная извилина);
• зрительную, двухстороннее повреждение которое приводит к полной слепоте, – находится в затылочной доле;
• слуховую (расположена в височной доле);
• вкусовую, находящуюся в теменной доле (локализация – постцентральная извилина);
• обонятельную, двухстороннее нарушение которой приводит к потере обоняния (расположена в гиппокамповой извилине).

Нарушение слуховой зоны не приводит к глухоте, но появляются другие симптомы. Например, невозможность различения коротких звуков, смысла бытовых шумов (шагов, льющейся воды и т. п.) при сохранности различия звуков по высоте, длительности, тембру. Также может происходить амузия, заключающаяся в неспособности узнавать, воспроизводить мелодии, а также различать их между собой. Музыка также может сопровождаться неприятными ощущениями.

Импульсы, идущие по афферентным волокнам с левой стороны тела, воспринимаются правым полушарием, а с правой стороны – левым (повреждение левого полушария вызовет нарушение чувствительности с правой стороны и наоборот). Это связано с тем, что каждая постцентральная извилина связана с противоположной частью тела.

Двигательные

Моторные участки, раздражение которых вызывает движение мускулатуры, располагаются в передней центральной извилине лобной доли. Двигательные зоны сообщаются с сенсорными.

Двигательные пути в продолговатом мозге (и частично в спинном) образуют перекрест с переходом на противоположную сторону . Это приводит к тому, что раздражение, которое возникает в левом полушарии, поступает в правую половину туловища, и наоборот. Поэтому поражение участка коры одного из полушарий ведет к нарушению двигательной функции мышц с противоположной стороны туловища.

Моторная и сенсорная области, которые расположены в районе центральной борозды, объединяются в одно образование – сенсомоторную зону.

Неврология и нейропсихология накопили множество сведений о том, как поражение этих областей приводит не только к элементарным двигательным расстройствам (параличам, парезам, треморам), но и к нарушениям произвольных движений и действий с предметами – апраксиям. При их появлении могут нарушаться движения во время письма, происходить расстройства пространственных представлений, появляться бесконтрольные шаблонные движения.

Ассоциативные

Эти зоны ответственны за связывание поступающей сенсорной информации с той, которая была получена ранее и хранится в памяти. Кроме того, они позволяют сравнивать между собой информацию, которая идет от различных рецепторов. Ответная реакция на сигнал формируется в ассоциативной зоне и передается в зону двигательную. Таким образом, каждая ассоциативная область отвечает за процессы памяти, научения и мышления . Крупные ассоциативные зоны находятся рядом с соответствующими функционально сенсорными зонами. К примеру, какая-либо ассоциативная зрительная функция контролируется зрительной ассоциативной зоной, которая расположена рядом с сенсорным зрительным участком.

Установление закономерностей работы мозга, анализ его локальных нарушений и проверку его активности осуществляет наука нейропсихология, которая находится на стыке нейробиологии, психологии, психиатрии и информатики.

Особенности локализации по полям

Кора большого мозга пластична, что сказывается на переходе функций одного отдела, если произошло его нарушение, в другой. Это обусловлено тем, что анализаторы в коре имеют ядро, где происходит высшая деятельность, и периферию, которая отвечает за процессы анализа и синтеза в примитивном виде. Между ядрами анализаторов находятся элементы, которые принадлежат разным анализаторам. Если повреждение касается ядра, за его деятельность начинают отвечать периферические составляющие.

Таким образом, локализация функций, которыми обладает кора головного мозга, – понятие относительное, так как определенных границ не существует. Тем не менее, цитоархитектоника предполагает наличие 52 полей, которые сообщаются друг с другом проводящими путями:

• ассоциативными (этот тип нервных волокон отвечает за деятельность коры в области одного полушария);
• комиссуральными (связывают симметричные области обоих полушарий);
• проекционными (способствуют сообщению коры, подкорковых структур с другими органами).

Таблица 1

Итак, строение коры головного мозга предполагает рассмотрение ее в горизонтальной и вертикальной ориентации. В зависимости от этого, выделяют вертикальные колонки нейронов и зоны, расположенные в горизонтальной плоскости. Основные функции, которые выполняет кора, сводятся к осуществлению поведения, регуляции мышления, сознания. Кроме того, она обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой и принимает участие в контроле работы внутренних органов.

Мозг человека обладает небольшим верхним слоем в толщину приблизительно 0,4 см. Это кора головного мозга. Она служит для выполнения большого количества функций, используемых в различных жизненных аспектах. Непосредственно такое воздействие коры чаще всего влияет на поведение человека и его сознание.

Кора мозга обладает средней толщиной примерно 0,3 см и довольно внушительным объемом благодаря присутствию связующих каналов с ЦНС. Информация воспринимается, обрабатывается, принимается решение за счет большого количества импульсов, которые проходят сквозь нейроны, словно по электрической цепи. В зависимости от различных состояний в коре мозга осуществляется выработка электрических сигналов. Уровень их активности можно определить по самочувствию человека и описать посредством амплитудных и частотных показателей. Существует факт, что множество связей локализуется в участках, которые участвуют в обеспечении сложных процессов. Кроме сказанного, кора головного мозга человека не считается оконченной по своей структуре и развивается на протяжении всего периода жизни в процессе формирования человеческого интеллекта. При получении и обработке информационных сигналов, которые поступает в мозг, человеку обеспечиваются реакции физиологического, поведенческого, психического характера из-за функций коры головного мозга. К таковым относятся:

• Взаимодействие органов и систем в организме с окружающей средой и друг с другом, надлежащее протекание процессов обмена.
• Надлежащий прием и обрабатывание информационных сигналов, их осознание посредством мыслительных процессов.
• Поддержание взаимосвязи разных тканей и структур, которые составляют органы в теле человека.
• Образование и функционирование сознания, интеллектуальный и творческий труд индивида.
• Контроль за активностью речи и процессами, которые связаны с психоэмоциональными ситуациями.

Необходимо сказать о неполном исследовании места и значения передних отделов коры больших полушарий в обеспечении работы организма человека. О таких зонах известен факт об их низкой восприимчивости к наружному влиянию. К примеру, воздействие на эти участки электрического импульса не проявляется яркими реакциями. Как считают некоторые ученые, их функциями являются самосознание, наличие и характер специфических особенностей. Люди с пораженными передними зонами коры имеют проблемы с социализацией, у них утрачивается интерес в сфере труда, отсутствует внимание к своему внешнему виду и мнению остальных. Другие возможные эффекты:

• утрата возможности концентрировать внимание;
• частично либо полностью выпадают творческие умения;
• глубинные психоэмоциональные нарушения индивида.

Слои коры

Осуществляемые корой функции часто обуславливаются устройством структуры. Строение коры головного мозга отличается своими особенностями, которые выражаются в разном количестве слоев, размерах, топографии и строении формирующих кору нервных клеток. Ученые различают несколько разных видов слоев, которые, взаимодействуя друг с другом, способствуют функционированию системы полностью:

• молекулярный слой: он создает большое количество хаотичным образом сплетенных дендритных образований с небольшим содержанием клеток, по форме похожих на веретено, которые отвечают за ассоциативное функционирование;
• внешний слой: выражен большим числом нейронов, которые имеют разнообразную форму и высокое содержание. За ними расположены внешние пределы структур, по форме напоминающие пирамиду;
• внешний слой пирамидального вида: содержит в себе нейроны незначительных и существенных габаритов во время более глубокого нахождения больших. По форме эти клетки напоминают конус, от верхней точки отходит дендрит, который имеет максимальные габариты, посредством разделения на мелкие образования связываются нейроны, содержащие серое вещество. По мере приближения к коре полушарий, ветвления отличаются небольшой толщиной и формируют структуру, напоминающую по форме веер;
• внутренний слой зернистого вида: содержит в себе нервные клетки, которые имеют маленький размер, располагаются на определенном расстоянии, между ними идут сгруппировавшиеся структуры волокнистого вида;
• внутренний слой пирамидального вида: включает в себя нейроны, которые обладают средними и большими габаритами. Верхние окончания дендритов могут доходить до молекулярного слоя;
• покров, который содержит в себе нейронные клетки, обладающие формой веретена. Свойственно для них то, что их часть, которая находится в самой низкой точке, может достигнуть уровня белого вещества.

Разнообразные слои, которые включает в себя кора больших полушарий головного мозга, различаются друг с другом по форме, нахождению и предназначению элементов их строения. Совместное действие нейронов в форме звезды, пирамиды, веретена и ветвистого видов между разнообразными слоями формирует больше 50 полей. Невзирая на то, что четких пределов у полей не существует, их взаимодействие дает возможность осуществлять регулировку большого количества процессов, которые сопряжены с принятием нервных импульсов, обрабатыванием информации и формированием встречной реакции на раздражители.

Строение коры большого мозга довольно сложное и обладает своими особенностями, выражающимися в разном количестве покровов, габаритов, топографии и структуре клеток, которые образовывают слои.

Области коры

Локализация функций в коре головного мозга многими специалистами рассматривается по-разному. Но большинство исследователей пришло к выводу, что кору больших полушарий можно поделить на несколько основных участков, которые включают в себя корковые поля. По осуществляемым функциям данное строение коры головного мозга разделяется на 3 области:

Зона, которая сопряжена с обрабатыванием импульсов

Данная область сопряжена с обрабатыванием импульсов, которые поступают сквозь рецепторы от зрительной системы, обоняния, осязания. Основная часть рефлексов, которые сопряжены с моторикой, обеспечивается клетками пирамидальной формы. Участок, несущий ответственность за принятие информации мышц, обладает отлаженным взаимодействием между разнообразными слоями коры головного мозга, что играет особую роль на стадии надлежащей обработки идущих импульсов. Когда кора головного мозга повреждается на данном участке, это провоцирует расстройства в отлаженной работе сенсорных функций и действий, которые неразрывны с моторикой. Внешне сбои в двигательном отделе могут проявиться при осуществлении непроизвольных движений, судорожных подергиваниях, тяжелых формах, ведущих к параличу.

Зона сенсорного восприятия

Данный участок несет ответственность за обрабатывание сигналов, которые поступают в мозг. По своему строению он является системой взаимодействия анализаторов в целях установления обратной связи на воздействие стимулятора. Учеными выделяются несколько участков, которые отвечают за восприимчивость к импульсам. К ним относятся затылочная, обеспечивающая зрительную обработку; височная сопряжена со слухом; зона гиппокампа - с обонянием. Участок, который отвечает за обрабатывание информации вкусовых стимуляторов, находится возле темени. Там происходит локализация центров, несущих ответственность за принятие и обрабатывание тактильных сигналов. Сенсорная способность напрямую зависит от числа нейронных связей на данном участке. Приблизительно указанные зоны могут занимать до 1/5 от общего размера коры. Поражение такой зоны повлечет за собой неправильное восприятие, что не даст возможность вырабатывать встречный сигнал, адекватный влияющему на него раздражителю. К примеру, сбой в работе слуховой зоны не всегда провоцирует глухоту, но способен вызывать определенные эффекты, которые искажают надлежащее восприятие информации. Подобное выражается в невозможности уловить длину либо частотность звука, его длительность и тембр, сбои фиксации воздействий с незначительным временем действия.

Ассоциативная зона

Указанная зона делает возможным контакт между сигналами, которые принимают нейроны в сенсорной части и моторикой, представляющей из себя встречную реакцию. Данный отдел образовывает осмысленные рефлексы поведения, участвует в обеспечении их фактической реализации и им в большей степени охватывается кора головного мозга. По районам нахождения выделяют передние отделы, которые располагаются возле лобных частей, и задние, занимающие промежуток посреди висков, темени и затылка. Человеку свойственно сильное развитие задних отделов районов ассоциативного восприятия. Эти центры имеют важное значение, обеспечивающее осуществление и обработку речевой деятельности. Поражение переднеассоциативного участка провоцирует сбои возможности осуществления аналитической функции, прогнозирования, отталкиваясь от фактов либо раннего опыта. Сбой в работе зоны задней ассоциации осложняет ориентацию в пространстве, замедляет абстрактное объемное мышление, конструирование и надлежащую трактовку трудных зрительных моделей.

Особенности неврологической диагностики

В процессе неврологической диагностики большое внимание уделяется нарушениям движений и восприимчивости. Поэтому обнаружить сбои в работе проводящих протоков и начальных зон намного проще, чем повреждения ассоциативной коры. Нужно сказать, что неврологическая симптоматика способна отсутствовать даже при обширном поражении лобного, теменного либо височного участка. Нужно, чтобы оценка когнитивных функций была столь же логична и последовательна, как и неврологическая диагностика.

Подобный вид диагностики направлен на закрепленные взаимосвязи функции коры головного мозга и структуры. Например, в период повреждения стриарной коры либо зрительного тракта в подавляющем большинстве случаев есть контралатеральная гомонимная гемианопсия. В той ситуации, когда поврежден седалищный нерв, не наблюдают ахиллов рефлекс.

Изначально считалось, что таким образом могут действовать и функции ассоциативной коры. Бытовало предположение, что существуют центры памяти, восприятия пространства, обработки слов, потому посредством особых тестов возможно определить локализацию повреждения. Позже появились мнения касательно распределяющихся нейронных систем и функциональной направленности в их границах. Данные представления говорят про то, что за сложные когнитивные функции коры отвечают распределенные системы – замысловатые нейронные контуры, внутри которых находятся корковые и подкорковые образования.

Последствия повреждений

Специалисты доказали, что благодаря взаимосвязи нейронных структур друг с другом, в процессе поражения одного из вышеуказанных участков наблюдается частичное либо полное функционирование иными структурами. В результате неполной потери способности к восприятию, обработке информации либо воспроизведению сигналов система способна определенный промежуток времени оставаться работоспособной, имея ограниченные функции. Подобное может произойти благодаря восстановлению взаимосвязей между неповрежденными участками нейронов по методу распределительной системы.

Но существует вероятность обратного эффекта, в процессе которого поражение одного из отделов коры ведет к нарушениям ряда функций. Как бы ни было, сбой в нормальном функционировании такого важного органа считается опасным отклонением, при формировании которого следует без промедлений обратиться за помощью к врачам в целях избежания последующего развития расстройств. К наиболее опасным сбоям в функционировании такой структуры относят атрофию, которая связана со старением и отмиранием части нейронов.

Самыми применяемыми людьми способами обследования считаются КТ и МРТ, энцефалография, диагностика посредством УЗИ, проведение рентгена и ангиографии. Нужно сказать, что нынешние способы исследования дают возможность обнаружить патологию в функционировании мозга на предварительной стадии, если вовремя обратиться к врачу. В зависимости от типа расстройства, есть возможность восстановить поврежденные функции.

Кора головного мозга отвечает за мозговую деятельность. Подобное ведет к переменам в строении самого человеческого мозга, поскольку его функционирование стало значительно сложнее. Поверх зон мозга, сопряженных с органами чувств и двигательным аппаратом, сформировались зоны, очень плотно наделенные ассоциативными волокнами. Подобные участки нужны в целях сложного обрабатывания поступившей в мозг информации. В итоге образования коры головного мозга приходит следующий этап, на котором роль ее работы резко вырастает. Кора головного мозга у человека является органом, выражающим индивидуальность и сознательную деятельность.