Функции различных областей коры головного мозга

Морфо-функциональная организация КБП головного мозга.

Морфофункциональная организация новой коры представлена, с одной стороны, горизонтальной структурой (слои коры и основанные на особенностях клеточного строения цитоархитектонические поля по Бродману), а с другой стороны – вертикальной структурой (вертикальными колонками). Свои функции кора выполняет при помощи именно вертикальных образований – колонок. Оказалось, что вертикальные связи между нейронами намного теснее, чем горизонтальные. В результате экспериментальных исследований была выдвинута гипотеза о колончатой организации коры больших полушарий, основные положения которой заключаются в следующем:

· все нейроны одной колонки реагируют на стимулы одной и той же модальности, а колонки, нейроны которых реагируют на стимулы разной модальности, пространственно удалены друг от друга;

· все нейроны одной колонки имеют практически одинаковые рецептивные поля;

· все нейроны одной колонки реагируют на стимулы с одинаковым латентным периодом (задержкой);

· возбуждение (активация) одной колонки вызывает торможение соседних, непосредственно окружающих ее колонок.

Итак, единицей функционирования новой коры является локальная нейронная сеть, пронизывающая все 6 слоев коры и представляющая собой вертикальную микроколонку. Такую микроколонку можно представить в виде цилиндра с диаметром 100–150 мкм (рис. 14.3). Несколько микроколонок объединяются в более крупные образования с диаметром 300–600 мкм – функциональные корковые модули.

Тормозные и возбудительные отношения между функциональными модулями позволяют говорить о существовании еще более крупных объединений колонок – динамических распределенных систем.

Так, в новой коре б.п. существует модульный принцип организации, который предполагает наличие нескольких уровней:

· вертикальные микроколонки;

· функциональные корковые модули;

· динамические распределенные системы.

Конструкция этих уровней в разных областях мозга имеет сходные черты, и каждый модуль может участвовать в выполнении разных по сложности и содержанию функций, необходимых для реализации сложных поведенческих актов.

С функциональной точки зрения новую кору принято разделять на три типа зон (областей):

1) проекционые (сенсорные);

2) ассоциативные;

3) двигательные (моторные).

1. Проекционные зоны коры осуществляют высший уровень анализа внешних и внутренних сенсорных сигналов, получают информацию непосредственно от специфических (релейных) ядер таламуса. Каждому участку рецепторной поверхности соответствует четко определенный участок в проекционной коре. Основными сенсорными зонами являются зрительные, слуховые и соматосенсорные области.

Зрительные проекционные зоны занимают затылочную область коры (поля по Бродману 17, 18 и 19). На уровне первичной зрительной зоны происходит детектирование отдельных признаков зрительного образа. Вторичные и третичные зрительные зоны осуществляют взаимодействие зрительного сигнала с информацией от других сенсорных систем (слуховая, соматосенсорная и т.д.).

Слуховые проекционные зоны находятся в височных областях коры. Первичные слуховые зоны занимают поля 41 и 42, а вторичные – поля 21, 22 и 52. В первичных слуховых областях происходит анализ звуков разной частоты, причем все нейроны одной вертикальной колонки реагируют на звук одной определенной частоты. Здесь также происходит анализ тона, громкости и характера коротких (до 100 мс) звуков. Во вторичных слуховых зонах осуществляется оценка значимости звуковых сигналов (видовая и индивидуальная). Особое значение для человека имеет область височной коры левого полушария (поле 22), которая имеет название зона Вернике. Эта область отвечает за понимание и восприятие речи (своей и чужой) и является сенсорным центром речи..

Соматосенсорные проекционные области осуществляют высший уровень анализа кожной, мышечной и висцеральной чувствительности. Первичные соматосенсорные области расположены в области центральной борозды (поля 1, 2 и 3 по Бродману, задняя центральная извилина). Эта область коры имеет четкую топическую организацию – каждый участок тела человека представлен своим участком в соматосенсорной коре. Вторичная соматосенсорная зона небольшая, располагается в латеральной борозде. Туда поступают сигналы и от висцеральных рецепторов (от внутренних органов).

2. Ассоциативные зоны коры. Не имеют специализированных входов, однако приобретают все большее значение в регуляции сложных форм поведения и у приматов занимают значительную часть неокортекса. Основными ассоциативными зонами являются теменная кора (поля 5, 7, 39, 40 по Бродману) и лобная кора (поля с 8 по 12).

Теменная ассоциативная зона обеспечивает воссоздание целостных образов предметов и явлений, осуществляет интеграцию афферентных потоков от разных сенсорных систем. На нейронах теменной зоны происходит конвергенция афферентных потоков разной сенсорной модальности, что создает оптимальные возможности для восприятия целостного образа предмета и его пространственно-временных отношений с другими предметами. Теменная кора получает сигналы от проекционных областей коры по ассоциативным волокнам и от ассоциативных ядер таламуса (от подушки и вентробазального комплекса). Большее число эфферентных выходов из теменной области идет в моторную кору, где и происходит формирование команды произвольного движения.

Особенно сильно выражена интегративная функция теменной коры у человека. При повреждении этой области нарушается способность комплексного восприятия предметов во всей совокупности их признаков, нарушается дифференцировка предметов, их пространственное различение.

Лобные ассоциативные зоны. Нейроны этих зон полимодальны и имеют множество связей с другими корковыми областями, а также с подкорковыми структурами. У человека передние участки лобных долей участвуют в реализации наиболее сложных процессов, связанных с сохранностью личности, формированием социальных отношений, адекватностью поведения. Участки лобной коры связаны с организацией целенаправленного поведения: программирование, прогнозирование последствий и контроль поведения, а также с функцией принятия решения.

Лобные доли коры б.п. у человека участвуют в организации речевой деятельности – нижняя треть задней лобной извилины содержит моторную речевую зону (зону Брока), ответственную за произнесение слов.

3. Моторные зоны. Двигательные (моторные) зоны расположены в прецентральной области (поля 4 и 6 по Бродману), а также на медиальной поверхности есть еще дополнительная моторная область. Электрическая стимуляция различных участков моторной коры приводит к сокращениям отдельных мышц противоположной стороны тела. Каждому участку коры соответствует своя группа мышц. Большие участки коры отвечают за движения пальцев рук, кистей, языка, мышц лица, и существенно меньше – за движения крупных мышц спины и нижних конечностей.

Повреждение моторной коры у человека приводит к параличам соответствующей мускулатуры.

Афферентные (входящие) сигналы в моторную кору приходят из сенсорных зон обоих полушарий, от ассоциативных областей коры и из подкорковых структур. Большое значение имеет поступающая в моторную кору информация от мышц, суставов и сухожилий (проприорецепция).

Нейроны моторной коры сгруппированы в вертикальные колонки, которые управляют работой небольших групп мышечных волокон. Существуют отдельные колонки моторной коры, связанные с быстрыми (фазическими) движениями и с медленными (тоническими) движениями.

В моторной коре начинается также т.н. экстрапирамидная система. Аксоны этой системы из коры направляются к базальным ганглиям, мозжечку, красному ядру среднего мозга, ядрам ретикулярной формации и другим структурам ствола мозга.

В то же время кора б.п., функционируя как единое целое, осуществляет процессы обработки чувствительной (сенсорной) информации, формирует двигательные команды. Кора обеспечивает индивидуальное приспособление человека к изменяющимся условиям внутренней и окружающей среды. Благодаря гибкой приспособляемости к постоянно изменяющейся обстановке организм человека сохраняет жизнеспособность и жизнедеятельность.

Дата добавления: 2015-06-04