Кора головного мозга и многообразие ее функций

У полушарий мозга

Кора – это структура мозга и слой серого вещества, имеющий толщину от 1,3 до 4,5 мм. Он располагается по периферии каждого из полушарий, покрывая их. Наибольшая его толщина находится в верхних частях постцентральной и предцентральной извилин, а также предцентральной доли (дольки).

Кора полушарий мозга играет важнейшую роль при осуществлении высшей психической (нервной) деятельности всего организма. Она составляет более 80 % от всей его массы. У человека в среднем она равняется примерно 44 % от общего объема каждого из полушарий.

Кора полушарий разделяется на четыре типа:

1. Палеокортекс (древняя).
2. Архикортекс (старая).
3. Неокортекс (новая).
4. Промежуточная (состоит из промежуточных частей палеокортекса и архикортекса).

Эта оболочка покрывает большой головной мозг полностью и образует довольно большое количество борозд, которые отличаются глубиной и протяженностью. Между ними располагаются различные по величине извилины.

На сегодняшний день кора головного мозга и все остальные его части изучены довольно глубоко. Известно, какие области мозга отвечают за те или иные процессы в организме. Однако все же еще существует вопросы, не имеющие ответов.

Как видно из сказанного, кора – это термин, имеющий большое количество значений, которые затрагивают различные сферы жизни человека.

Отделы головного мозга – их строение и функции

Центр нервной системы представляет собой и единый «управляющий блок», и группу слаженно работающих отдельных структур. Основные отделы головного мозга, задний, средний и передний, выполняют определенные функции, поэтому отличаются по строению и энергозатратности. Даже клетки, из которых состоит каждая область органа, имеют свои особенности строения.

Задний отдел головного мозга

Указанная область включает две структурные единицы:

1. Варолиев мост. Продолжение продолговатого мозга, с другой стороны граничит со средним отделом. Задачей моста является передача нервных сигналов. Через него проходят все пути (восходящие и нисходящие), которые связывают спинной мозг с передним, мозжечком и другими частями органа. Варолиев мост содержит ядра лицевого, тройничного и отводящего и нервов. Он отвечает за множество рефлексов – глазные, моргание, мочеиспускание, моторику кишечника и другие.

Мозжечок . Располагается под затылочными долями больших полушарий. Строение головного мозга позволяет мозжечку сообщаться с соседними отделами посредством трех пар «ножек». Данная структура занимает всего 10% площади, но содержит более половины всех имеющихся нейронов. Главные функции мозжечка – вегетативная регуляция, координация движений, сохранение равновесия и мышечного тонуса. Дополнительно он поддерживает работу желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. В последние 10 лет исследования показали, что мозжечок участвует и в высшей нервной деятельности – памяти, мышлении, накоплении опыта.

Продолговатый отдел головного мозга

Альтернативные названия – миелэнцефалон и луковица. Отдел представляет собой прямое продолжение спинного мозга. Он располагается у основания черепа в его задней части. Задачи луковицы – контроль дыхания и процессов кровообращения. Строение головного мозга и функции в данном случае находятся в тесной зависимости, поэтому при повреждении миелэнцефалона его работа не компенсируется другими отделами, и мгновенно наступает смерть. Дополнительно луковица помогает поддерживать равновесие, обмен веществ, координацию и мышечную деятельность, связь с органами чувств.

Средний отдел головного мозга

Одна из самых маленьких структур, около 2-х см в диаметре. Располагается между задним и промежуточным мозгом. Строение включает следующие части:

• крыша (зеленый);
• среднемозговая область покрышки (красный);
• Сильвиев водопровод (черный);
• ножки (голубой).

Небольшой размер не мешает этому отделу выполнять важнейшие функции головного мозга, которые часто ошибочно приписывают полушариям:

• общий уровень возбуждения центральной нервной системы;
• слух;
• зрение;
• концентрация внимания;
• оборонительные, ориентировочные и защитные рефлексы;
• контроль движений;
• поддержание нормальной температуры тела.

В описываемом отделе происходит выработка дофамина, поэтому средний мозг регулирует:

• эмоциональную активность;
• репродуктивное поведение и возбудимость;
• уровень мотивации;
• развитие привычек и пристрастий, включая зависимости;
• болевую чувствительность;
• циклы сна и бодрствования.

Передний мозг

Строение этой части центральной нервной системы включает диэнцефалон и большие полушария. Другие названия – промежуточный и конечный мозг. Диэнцефалон представляет собой «подложку» полушарий, но имеет сложное строение:

1. Таламический мозг. Включает таламус, эпиталамус и субталамус.
2. Гипоталамический отдел (гипоталамо-гипофизарная система). К нему относится задняя доля гипофиза и гипоталамус.

Промежуточный мозг выполняет массу важных функций в организме. Он регулирует:

• температуру тела;
• режимы сна и бодрствования;
• жажду и голод;
• ощущение насыщения;
• нейрогуморальные процессы;
• работу желез внутренней секреции;
• выработку гормонов.

Конечный мозг состоит из правого и левого полушарий. Они соединяются друг с другом поперечными нервными пучками (комиссурами). Главным «мостом» между полушариями считается пластина мозолистого тела. В популярной психологии пропагандируется утверждение, что строение конечного головного мозга предполагает разрозненную работу его половинок. Одна отвечает за логику и рациональность, другая – за творчество и фантазию.

Современные научные исследования опровергают теорию асимметрии. Оба полушария головного мозга параллельно принимают участие в высшей нервной деятельности. Распределение задач неравномерное, но отличия несущественные. Функции конечного мозга:

регуляция движений;
зрение;
речь;
кожно-мышечная чувствительность;
обоняние;
слух;
вкусовые ощущения;
мышление;
логика;
внимание;
память;
обучение;
формирование эмоций и другие.

Клетки головного мозга

Мозг состоит из двух типов клеток: нервных клеток (нейронов) и глиальных клеток.

Нервная клетка

Существует множество размеров и форм нейронов, но все они состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейрон передает информацию посредством электрических и химических сигналов. Попробуйте представить себе электрическую проводку в вашем доме. Электрическая цепь состоит из многочисленных проводов, соединенных таким образом, что при включении выключателя света будет светиться лампочка. Возбужденный нейрон будет передавать свою энергию нейронам, находящимся в непосредственной близости от него.

Нейроны передают свою энергию, или “говорят”, друг другу через крошечный промежуток, называемый синапсом (рис. 12). У нейрона есть много рук, называемых дендритами, которые действуют как антенны, собирающие сообщения от других нервных клеток. Эти сообщения передаются в тело ячейки, которое определяет, следует ли передавать сообщение вместе.

Важные сообщения передаются в конец аксона, где мешочки, содержащие нейротрансмиттеры, открываются в синапс. Молекулы нейротрансмиттера пересекают синапс и помещаются в специальные рецепторы на принимающей нервной клетке. Это стимулирует клетку передавать сообщение.

Рисунок 12. Нервные клетки состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейроны взаимодействуют друг с другом, обмениваясь нейротрансмиттерами через крошечный промежуток, называемый синапсом.

 Глиальные клетки

Glia (греческое слово, означающее клей) — это клетки головного мозга, которые обеспечивают нейроны питанием, защитой и структурной поддержкой. Существует примерно в 10-50 раз больше glia, чем нервные клетки и являются наиболее распространенным типом клеток, участвующих в опухолях головного мозга.

Особенности строения

Лобные доли – отдел головного мозга, который несет ответственность за коммуникативные навыки (умение разговаривать, мыслить, запоминать). Анатомическое строение лобной доли предполагает четкое ограничение со стороны височных областей боковыми бороздами. С фронтальной стороны лобная часть отделяется от теменного участка центральной бороздой. Нижний край отдела ограничивает сильвиевая борозда.

Основные извилины, находящиеся в лобной доле, включают вертикальную прецентральную и верхнюю, среднюю, нижнюю, пролегающие горизонтально. Извилины разделены бороздами. В период бодрствования нейроны и нейромедиаторы в этой области более активны, чем во время сна.

Участок префронтальной коры функционально связан и активно взаимодействует с отделами лимбической нервной системы – мозговыми структурами, находящимися по обеим сторонам таламуса. Лимбическая система задействована в регуляции обоняния, работы внутренних органов, проявления эмоций, режима сна и бодрствования, запоминания.

Гипоталамус, входящий в лимбическую систему, управляет при помощи гормонов вегетативной нервной системой, благодаря чему человек чувствует жажду и голод, просыпается и засыпает в соответствии с заложенными природой биологическими часами, испытывает половое влечение к представителям противоположного пола. Гиппокамп участвует в процессе формирования базы долговременной памяти. Эта структура ответственна за восприятие, анализ и хранение информации пространственного плана.

Лобная доля считается корковым участком лимбической системы. В лобной части мозга находятся ассоциативные зоны, где происходит обработка и сравнение поступающей извне информации с данными, которые хранятся в памяти. Анатомия этой мозговой структуры предполагает деление на отделы:

• Моторный.
• Премоторный.
• Дорсолатеральный префронтальный.
• Медиальный префронтальный.
• Орбитофронтальный. Является пересечением нейронных путей, по которым передается информация в ассоциативные зоны коры – место тесного взаимодействия префронтальной и лимбической системы.

Префронтальная область регулирует сложные формы и модели поведения, обеспечивая взаимосвязь мотивационных, эмоциональных и мыслительных процессов. Отдел участвует в оценке окружающей обстановки, с учетом обстоятельств формирует порядок планируемых действий, анализирует последствия намеченных поступков, вырабатывает типичные для конкретных ситуаций модели поведения.

Патологии и признаки поражения отделов

Обширное поражение медиальных участков лобной доли провоцирует развитие абулии, которая проявляется замедленными реакциями, равнодушием, безучастностью к происходящему. При повреждении участка префронтальной орбитальной коры у пациента наблюдается отсутствие критической оценки собственного поведения, эмоциональная лабильность.

Двусторонняя травма в лобной области сопровождается признаками: ажитация, беспокойное поведение, навязчивость, многословие. Аномальное поведение является признаком деменции, которая развивается на фоне дегенеративных процессов, затрагивающих лобные доли. Повреждение мозгового вещества двигательной коры вызывает гемипарез или мышечную слабость.

Нарушения развиваются на стороне, противоположной местоположению патологического очага в мозге. Повреждение зрительного участка в одном полушарии приводит к развитию двухсторонней слепоты в половине поля обзора. Поражение поля 19 ассоциируется со зрительной агнозией – нарушением зрительного восприятия. Пациент видит предмет, но не может его распознать.

Информация, которая поступает через зрительный анализатор, не обрабатывается или обрабатывается неправильно, что приводит к невозможности различать знакомые предметы, лица людей. У таких больных нарушается цветовое восприятие – они не различают оттенки.

Повреждение поля 22 приводит к развитию музыкальной глухоты (нарушение восприятия музыкальных произведений), появлению слуховых галлюцинаций, нарушению реакций, ориентированных на слуховые раздражители. Поражение поля 41 сопровождается развитием корковой глухоты (невозможность восприятия звуковых сигналов).

Поражение поля 34 сопровождается нарушением восприятия запахов, в том числе обонятельными галлюцинациями. Патологические структурные изменения в нервной ткани поля 39 приводят к неспособности читать и писать. При повреждении ткани поля 37 человек не помнит названия предметов.

Зоны мозга разделяются на сенсорные и двигательные, а также ассоциативные – причем все участки взаимодействуют между собой. Каждый отдел наделен определенными функциями, которые в совокупности обуславливают высшую психическую и сложную двигательную деятельность.

Просмотров: 393

Клещевой энцефалит

Данное заболевание имеет вирусную этиологию и предшествует повышению температуры, развитию головной боли и недомогания, ослабеванию мышечной ткани, на фоне чего возникает ригидность. При запущенной форме клещевого энцефалита симптоматика усугубляется: у пациента часто проявляются галлюцинации и навязчивые идеи, он становится агрессивным и возбужденным, его тревожат судороги.

Коревой

При развитии коревого энцефалита поражение больших полушарий проявляется резким повышением температуры, спутанностью сознания, в результате чего пациент не может ориентироваться во времени и пространстве, зрительными галлюцинациями и нервной возбудимостью. Характерными симптомами коревого энцефалита являются также судороги, развивающиеся во всех частях тела, парез и слабость мышц конечностей: присутствует риск возникновения коматозного состояния.

Летаргический

Если поражение коры мозга обусловлено развитием летаргического энцефалита, у пациента повышается температура, ухудшается речь, возникает кататония – патологическое состояние, при котором тело застывает в одном положении на несколько часов. Для летаргического энцефалита характерны и такие симптомы, как апатическое состояние, недомогание, сонливость, обусловленная нарушением режима дня.

Строение коры головного мозга

Описываемый отдел – самый крупный, он составляет до 80% всей массы представленного органа. Кора головного мозга представляет собой слой серого вещества, располагающийся на поверхности и периферии больших полушарий. Она отвечает за высшую нервную деятельность и большинство психических процессов. Весь отдел классифицируется на 5 видов долей. Каждая из них имеет собственные функции.

Лобные доли

Передняя часть коры отделена от теменной и височной двумя бороздами (центральной и латеральной). Лобные доли головного мозга состоят из нескольких основных извилин:

• предцентральная;
• верхняя лобная;
• средняя лобная;
• нижняя лобная.

Последняя извилина делится мелкими ветвями латеральной борозды на 3 части:

• оперкулярную;
• треугольную;
• орбитальную.

За что отвечают доли мозга в лобной зоне:

• мотивация;
• тормозные рефлексы;
• целенаправленное (осознанное) поведение;
• планирование;
• исполнение поставленных задач;
• способность писать;
• речь;
• точность движений.

Височные доли

Боковые зоны обладают самыми выраженными и четкими границами. Строение головного мозга в представленных долях отделяет их латеральной и двумя длинными височными бороздами (верхней и нижней). Некоторые участки «изрезаны» короткими поперечными ветвями. Височные доли мозга делятся на 3 основные извилины:

• нижняя;
• средняя;
• верхняя.

Функции этого участка коры:

• слух;
• зрительная память;
• восприятие речи;
• формирование эмоций;
• вербальная память;
• сознание;
• восприятие и сочинение музыки;
• обработка зрительной информации.

Теменные доли

Представленная область располагается вверху мозга, ближе к его задней части. Она отделена от других участков центральной и теменно-затылочной бороздой. Главной задачей рассматриваемой части коры является анализ окружающего пространства. Теменные доли головного мозга делятся на несколько областей, каждая из которых обладает специфической функциональностью:

1. Первичная соматосенсорная кора. Отвечает за восприятие и анализ тактильных ощущений. Она помогает правильно распознавать предметы, извлекать из памяти знания об их структуре, массе и форме.
2. Заднебоковые отделы теменных долей. Формируют визуально-пространственные соотношения и объединяют их с другими характеристиками объектов. Данная зона обеспечивает корректное восприятие положения и траекторий перемещения своего тела и конечностей, окружающих предметов.
3. Среднетеменная доля в доминантном полушарии. Функции – математические способности, письмо, понимание разницы между левой и правой стороной, узнавание пальцев.
4. Субдоминантная теменная доля. Регулирует осознание собственного тела и его частей, взаимосвязь объектов в пространстве, способность объединять кусочки в целые композиции, выполнение простых механических задач (одевание, расчесывание и других).

Затылочные доли

Это образование коры локализуется у основания черепа, отделено латеральными бороздами. Задачи, которые выполняют затылочные доли мозга, и их функции, определены нервными пучками в их строении. В описываемой области сосредоточены структуры, отвечающие за зрение. Строение коры головного мозга затылочных долей включает 2 участка:

• зона визуальных ассоциаций;
• первичная зрительная кора.

Базовые функции:

• регуляция движений глаз;
• получение визуальной информации, ее обработка;
• анализ изображений;
• способность отличать предметы друг от друга визуально;
• объективное восприятие реальности.

Островковая доля

Описываемая часть коры расположена в глубине латеральной борозды. Пока это самая неизученная область в плане выполняемых функций. Предположительно островковая доля головного мозга отвечает за:

• формирование сознания;
• возникновение эмоций;
• поддержку гомеостаза;
• обработку любой сенсорной информации и ее объединение, анализ (визуальной, тактильной, аудио);
• контроль моторики;
• эмпатию;
• речь;
• восприятие тепла, холода, насыщения, полноты мочевого пузыря;
• ощущение одышки;
• равновесие;
• рефлекторные реакции (смех, плач);
• обучение движениям;
• социальные эмоции (отвращение, нормы поведения и другие);
• оргазм.

Строение

Морфологическое строение больших полушарий в пределах головного мозга предполагает наличие коркового слоя, состоящего из серого вещества, и подкорковых отделов, образованных белым веществом. Внутри массива белого вещества находятся локальные участки серого – ядра. Белое вещество служит основой для нервных волокон:

• Ассоциативных. Объединяют разные функциональные участки в рамках одной гемисферы.
• Комиссуральных. Соединяют участки разных гемисфер, чаще симметрично расположенных.
• Проводящих. Связывают отделы мозга – головного и спинного, благодаря чему образуется единая сеть ЦНС.

Строение коры, покрывающей большие полушария, предполагает наличие борозд (углублений относительно поверхности) и извилин (возвышенностей относительно поверхности). В анатомии площадь коры, покрывающей большие полушария, увеличивается за счет присутствия борозд. Продолжительность и глубина борозд – индивидуальные характеристики человека.

Корковый слой, образованный из серого вещества, содержит центры управления, которые отвечают за высшие психические функции, что взаимосвязано с такими процессами, как познавательная и мыслительная деятельность. Кора, покрывающая большие полушария в пределах головного мозга, координирует функции организма, формируя адаптивные реакции на внешние воздействия. Корковый слой образован 6-ю видами клеток.

Цитоархитектоника (расположение клеток в ткани) коры предполагает наличие молекулярной, зернистой (наружной, внутренней), пирамидной (наружной, внутренней), полиформной пластинок. В пределах головного мозга различают поверхности полушарий – верхнелатеральную (охватывает боковые верхние участки), медиальную (находится в срединной области), базальную (прилегает к основанию черепной коробки).

Верхнелатеральная поверхность обладает выпуклой формой, прилежит к костным структурам, образующим свод черепа. Плоская медиальная поверхность располагается напротив аналогичной поверхности второй гемисферы. Каждая гемисфера состоит из 5 долей. Лобная доля коры, покрывающей большие полушария – это самый большой отдел конечного мозга. Центральная борозда, анатомически поперечно пересекающая головной мозг – граница между лобной и теменной долями в рамках больших полушарий.

Сильвиева, известная так же как латеральная, борозда проходит в пределах больших полушарий перпендикулярно центральной, отделяя височную долю конечного мозга от двух сегментов – лобного и теменного. Теменно-затылочная борозда – граница теменного сегмента в задней стороне. Островковая доля в пределах гемисфер головного мозга находится в глубине сильвиевой борозды. Островковая доля просматривается, если приподнять участки лобной и височной долей, которые ее прикрывают.

Сильвиева, известная так же как боковая, борозда, которая отделяет участок височной доли от мозговых структур лобной и теменной – одна из самых крупных. Она образуется на 14-й неделе внутриутробного развития. Мелкие борозды, разделяющие доли коры большого мозга на извилины, формируются на 24-38 неделе, образуя своеобразный рельеф поверхности полушарий, индивидуальный для каждого человека.

Борозды и извилины 3-го порядка продолжают развиваться после рождения, наиболее интенсивно на 1-м году жизни. В лобной доле коры в пределах больших полушарий параллельно центральной пролегает прецентральная борозда, отделяющая, ограничивающая прецентральную извилину – центр, где происходит инициация и регуляция сознательной двигательной активности, направляемой волевым усилием.

Прецентральную извилину перпендикулярно пересекают лобные борозды (верхняя, нижняя). Они разделяют на сегменты лобные извилины. На заднем участке лобной извилины, расположенной снизу, находится центр Брока, который отвечает за речевую функцию. В теменной доле параллельно центральной пролегает постцентральная борозда.

Расположенная между указанными бороздами постцентральная извилина является центром чувствительности, который отвечает за реакции организма на болевые, тактильные, температурные воздействия. Височные борозды (верхняя, нижняя) пролегают в височной доле, располагаются параллельно сильвиевой борозде.

Височные борозды разделяют на сегменты височные извилины, где в верхней части располагается центр, отвечающий за функцию слуха, и центр Вернике, ответственный за речевую функцию. Шпорная борозда, которая обеспечивает зрительную функцию, пролегает в затылочной доле, где граничит с теменно-затылочной бороздой.

Внутри черепа есть мост

Схема строения мозга показывает, что еще одна его составляющая, варолиев мост, находится ниже ножек и образует выдающийся выступ (из-за направленных в мозжечок поперечных волокон). В передней зоне моста присутствуют преимущественно проводящие пути. А именно: путь ядер слухового нерва, вышеупомянутый пирамидальный (двигательный, корково-мышечный), общий чувствительный (от спинного мозга к зрительному бугру, медиальная петля) и др.

Строение мозга человека включает в себя такой элемент, как мозжечок. Он находится над продолговатым мозгом в задней черепной ямке. Покрыт сверху затылочными долями коры самого головного мозга. Мозжечок обладает двумя полушариями и центральной частью – червем. У новорожденного этот орган весит 20 граммов, к пяти месяцам масса увеличивается в 3 раза, к девяти месяцам – в 4 раза.

Окончательно формирование этого органа завершается к 15 годам. Поверхность полушарий представляет собой серое вещество – кору, под которой скрывается белое вещество. Орган имеет три пары ножек, связывающих его с другими отделами: нижняя пара – с продолговатым мозгом, средняя – с варолиевым мостом, верхняя — со средним мозгом.

Белое вещество

Оно представлено в виде многочисленных волокон. Их разделяют на три группы:

• Проекционные. Эта категория представлена пучками эфферентных и афферентных волокон. Посредством них существуют связи между проекционными центрами и базальными, стволовыми и спинномозговыми ядрами.
• Ассоциативные. Эти волокна обеспечивают соединение корковых участков в границах одного полушария. Они разделены на короткие и длинные.
• Комиссуральные. Эти элементы связывают корковые зоны противоположных полушарий. Комиссуральными образованиями считаются: мозолистое тело, задняя и передняя спайка и спайка свода.

Изучение развития головного мозга

До последнего времени была ведущей «локализационная теория». То есть считалось, что каждой психической функции, даже самой сложной, соответствует определенный участок головного мозга. Эта теория строится на представлении мозга как системы отдельных мозговых центров, которые соединяются друг с другом особыми нервными волокнами. Она отражает уровень развития психологических методов, существовавших в то время, и то, что на небогатом фактическом материале было выдвинуто много гипотез и теорий.

Изучение развития головного мозга в процессе эволюции выявило, что чем сложнее организм, тем ярче выражено анатомическое разделение коры. Участки коры, отвечающие за более сложные функции, получают большее развитие.

Большие результаты дало изучение коры в процессе онтогенеза. Исследования выявили, что на ранних стадиях развития ее можно разделить на три основные зоны:

1. изокортекс — новая кора, у человека составляет основную часть коры;
2. аллокортекс — включает в себя древнюю и старую кору, например, у амфибий только появляется; хорошо выражен у рептилий;
3. алло- и изокортекс — межуточная кора.

Дальнейшие, более совершенные методы исследования установили, что кора состоит из отдельных полей, которые разнятся гистологически. Эти поля могут быть отделены друг от друга. Это объясняет некоторое различие выполняемых ими функций. В связи с этим «локализационная теория» основала положение о том, что даже самая сложная психическая функция имеет определенный «центр» в мозге и им выполняется.

Современные исследования разнообразных речевых, зрительных и двигательных функций разрушает классическую «локализационную теорию». Например, нарушение речи связано с повреждением различных участков коры и часто – с нарушением других интеллектуальных функций.

В этом случае исследования происходят на основе изучения нарушения участков коры, то есть методом «удаления». При нарушении определенного участка коры повреждается определенная функция. Этот метод не ведет к установлению «центра» формирования функции в коре, а лишь дает понимание, что данная область коры участвует в реализации конкретной функции. Возможно, в выполнении нарушенной функции участвуют и другие поля.

Ученые доказали, что нарушение других участков коры, которые не связаны с выполнением данной функции, также могут повредить эту функцию. Еще было установлено, что при разрушении основного «центра» выполнения функции, остальные участки коры могут частично принять на себя ее работу, это происходит со временем и имеет только компенсационный эффект.