Что контролирует кора больших полушарий. Функции коры головного мозга — в чем они заключаются. Строение и функции
45. Кора больших полушарий, ее строение и значение.
Кора больших полушарий головного мозга - структура головного мозга, слой серого вещества толщиной 1,3-4,5 мм, расположенный по периферии полушарий большого мозга, и покрывающий их.
Кора головного мозга играет очень важную роль в осуществлении высшей нервной (психической) деятельности.
У человека кора составляет в среднем 44% от объёма всего полушария в целом.
Кора большого мозга покрывает поверхность полушарий и образует большое количество различных по глубине и протяжённости борозд. Между бороздами расположены различной величины извилины большого мозга.
В каждом полушарии различают следующие поверхности:
выпуклую верхнелатеральную поверхность , примыкающую к внутренней поверхности костей свода черепа
нижнюю поверхность , передние и средние отделы которой располагаются на внутренней поверхности основания черепа, в области передней и средней черепных ямок, а задние - на намёте мозжечка
медиальную поверхность , направленную к продольной щели мозга.
В каждом полушарии различают наиболее выступающие места: спереди - лобный полюс, сзади - затылочный, и сбоку - височный.
Полушарие разделено на пять долей. Четыре из них примыкают к соответствующим костям свода черепа:
Лобная, теменная, затылочная, височная, островковая доля отделяет лобную долю от височной.
Устройство коры головного мозга и взаимодействие между собой отдельных её частей называется архитектоникой коры большого мозга. Место, где кора мозга выполняет те или иные функции: анализ поступающей от органов чувств информации, их сохранение, и т.д., во многом определяются внутренней структурой и построением связей (морфологией) внутри конкретных участков головного мозга (такие участки называются корковыми полями). Ещё одной важнейшей функцией коры головного мозга является связь с определенными внешними приемниками информации (рецепторами), каковыми являются все органы чувств, а также с органами и тканями, выполняющими команды, поступающие от коры головного мозга (эффекторами).
Всё, что человек видит, распознаётся и анализируется в затылочной области коры головного мозга, глаз же - всего лишь приемник изображения, передающий его по нервным волокнам для анализа в затылочную зрительную зону.
В том случае, если изображение движется, то анализ движения этого изображения происходит в теменной области , и в результате этого анализа мы определяем, в каком направлении и с какой скоростью движется видимый нами предмет.
Теменные области коры, совместно с височными зонами коры принимают участие в формировании акта членораздельной речи и в восприятии формы тела человека и его расположения в пространстве.
Лобные доли коры головного мозга у человека являются теми участками коры, которые в основном осуществляют высшие психические функции, проявляющиеся в формировании личностных качеств, темперамента, характера, способностей, воли, разумности поведения, творческих наклонностей и одарённости, влечений и пристрастий, в общем всего того, что делает человека личностью, не похожей на всех остальных людей, и в построении целенаправленного поведения, основанного на предвидении. Все эти способности резко нарушается при повреждении лобных отделов коры головного мозга.
Наиболее обширное поражение коры головного мозга сопровождается полным исчезновением психической деятельности.
глиальные клетки ; оно расположено в некоторых отделах глубинных мозговых структур, из этого вещества сформирована кора больших полушарий (а также мозжечка).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.
- Поверхностный молекулярный, в котором нервных клеток не очень много. Их отростки расположены в нем самом, и они не выходят за пределы.
- Наружный зернистый сформирован из пирамидальных и звездчатых нейроцитов. Отростки выходят из этого слоя и идут в последующие.
- Пирамидальный состоит из пирамидных клеток. Их аксоны направляются вниз, где оканчиваются или формируют ассоциативные волокна, а дендриты идут вверх, во второй слой.
- 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.
- 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.
- 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
|
Соответствующие поля |
||
|
Двигательная |
||
|
Чувствительная |
||
|
Зрительная |
||
|
Обонятельная |
||
|
Вкусовая |
||
|
Речедвигательная, которая включает центры: |
Вернике, позволяющий воспринимать устную речь |
|
|
Брока – отвечает за движение языковых мышц; поражение грозит полной потерей речи |
||
|
Восприятия речи на письме |
||
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.
Большие полушария – самая развитая функционально важная структура центральной нервной системы. Все части головного мозга перекрыты отделами полушарий.
Анатомически полушария (правое и левое) отделяются продольной щелью, расположенной в глубоких отделах. Эта щель может соприкасаться с мозолистым телом. Мозжечок и мозговые полушария отделены друг от друга поперечной щелью.
Строение полушарий
Снаружи полушария покрыты корой (пластинка серого вещества). Имеют 3 поверхности: верхнебоковую, медиальную (срединную) и нижнюю. Поверхности отделяются краями.
Полушария имеют полюса: лобный, затылочный и височный.
На всех поверхностях полушарий, кроме нижней, расположены борозды. Они могут быть глубокими и мелкими, имеют неправильную форму и могут изменять свою направленность. Каждое полушарие разделено глубокими бороздами на доли.
Выделяют следующие виды долей:
- лобная;
- затылочная;
- теменная;
- островковая;
- височная.
Лобная доля
Она расположена в передних отделах обоих полушарий и ограничена одноименным полюсом, латеральной и центральной бороздами.
Центральная борозда (Роландова) начинается на срединной поверхности полушария, направлена к его верхнему краю. Затем направляется книзу, но не достигает латеральной борозды.
Параллельно центральной борозде расположена предцентральная. От нее идут вверх 2 лобные борозды – верхняя и нижняя, которые делят лобную долю на извилины.
Извилины отделяют мелкие борозды друг от друга. В лобной доле 3 извилины – верхняя, средняя и нижняя. В области нижней извилины находится центр Брока. Значение его велико. Он отвечает за интерпретацию смысла речи, синтаксическое формирование предложений и расстановку слов в них.
Лобная доля состоит из 3 частей – треугольной, глазничной и покрышечной.
Функции лобной доли:
- мышление;
- регуляция поведения;
- осознанные движения;
- двигательная активность;
- речевая функция;
- почерк;
- центр памяти.
Теменная доля
Теменная доля расположена позади Роландовой борозды. Ограничена затылочно-теменной и латеральной бороздами.
В этой доле находится постцентральная борозда, которая проходит параллельно центральной борозде. Между ними находится постцентральная извилина. Направляясь в сторону лобной доли и соединяясь с предцентральной извилиной, формируется парацентральная долька. Кроме этой дольки, у теменной доли есть одноименные верхняя и нижняя дольки. Нижняя теменная долька имеет 2 извилины: надкраевую и угловую.
Функции теменной доли:
- глубокая и поверхностная чувствительность всего тела;
- автоматические движения, спровоцированные постоянными повторами (умывание, одевание, вождение автомобиля и т.д);
- осязательная функция (способность узнавать размер, вес предмета на ощупь).
Затылочная доля
Она расположена за теменно-затылочной бороздой. Имеет небольшой размер. Затылочная доля имеет борозды и извилины, которые могут изменять свою форму и направление. Наиболее выраженными являются шпорная и поперечная борозды. Оканчивается затылочная доля затылочным полюсом.
Функции затылочной доли:
- зрительная функция (восприятие и переработка информации);
- восприятие света.
Височная доля
Височная доля отделена от лобной и теменной Сильвиевой бороздой (латеральной). Край этой доли прикрывает сбоку островковую долю и называется височной покрышкой. Височная доля имеет одноименный полюс и 2 одноименные извилины – верхнюю и нижнюю. Также в ней находятся три короткие извилины, которые располагаются в поперечном направлении – извилины Гешля. В височной доле расположен центр Вернике, который отвечает за придание смысла нашей речи.
Функции височной доли:
- восприятие ощущений (слух, вкус, обоняние);
- анализ звука и речи;
- память.
Островковая доля
Находится в глубине Сильвиевой борозды. Ее можно увидеть только в том случае, если раздвинуть покрышку (височную, лобную и теменную доли). Имеет круговую, центральную борозды, длинную и короткую извилины.
Основной функцией островка является распознавание вкуса.
В медиальной области полушарий находятся следующие структуры:
- борозды: мозолистое тело; гиппокамп; поясная.
- извилины: парагиппокампальная, зубчатая, поясная, язычная.
На нижней поверхности полушарий расположены обонятельные луковицы, борозды и пути. Кроме этого, там находятся носовая борозда, крючок (конец парагиппокампальной извилины), затылочно-височные извилины и борозда.
Обонятельные луковица, путь, треугольник, продырявленное вещество, поясная, парагиппокампальная, зубчатая извилины и гиппокамп формируют лимбическую систему.
Функция лимбической системы – обонятельная.
Кора полушарий
Кора большого мозга – это серое вещество, расположенное на периферических участках полушарий. Площадь ее поверхности составляет около 200 тысяч мм 2 . Форма, вид и расположение нейронов и других структур неодинаково на различных участках коры и носит название «цитоархитектоника». В коре полушарий находятся ядра корковых анализаторов всех видов чувствительности: двигательного, кожного, слухового, обонятельного и зрительного.
Патологии полушарий головного мозга
При поражении коры любой доли больших полушарий головного мозга возникают различные неврологические симптомы и синдромы.
Необходимо своевременно обращаться за медицинской помощью, чтобы избежать тяжелых последствий при нарушении функционирования любой зоны мозга.
Причинами развития таких состояний являются:
- травмы головы;
- онкологические заболевания (доброкачественные и злокачественные опухоли головного мозга);
- атрофические заболевания головного мозга (болезнь Пика, );
- врожденные нарушения (недостаточное развитие структур нервной системы);
- родовые травмы черепа;
- гидроцефалия;
- инфекционно-воспалительные процессы в оболочках мозга (менингит, энцефалит);
- нарушение кровообращения в сосудах головного мозга.
Нарушения в коре лобной доли
При поражении коры лобной доли, в зависимости от локализации, возникают следующие симптомы:
- лобная атаксия – нарушение равновесия, шаткость походки;
- повышенный мышечный тонус в конечностях (пассивные движения ограничены или затруднены);
- паралич конечности/конечностей с одной стороны;
- тонические/клонические судороги;
- припадки (тонико-клонические или эпилептические);
- затруднение речи (человек не может подобрать синонимы, падеж, время действия) – афазия Брока;
- симптомы лобной психики (человек ведет себя дурашливо, раскрепощенно, может появляться ярость без причины);
- «лобные знаки» (появление примитивных рефлексов, таких как у младенца – хоботкового, хватательного и др.);
- утрата обоняния с одной стороны.
Кроме выраженных симптомов лобной психики, больной может вести себя апатично, безразлично, не вступать в контакт с окружающими. В тяжелых случаях может возникнуть склонность к аморальным общественным поступкам: драки, дебоши, поджоги.
Патологические нарушения в коре теменной доли
При поражении коры теменной доли возникают нарушения чувствительности и окружающего восприятия. Характерны следующие симптомы:
- нарушения кожной чувствительности;
- постуральность (изменения положения в пространстве, пассивные движения, которые больной ощущает, но с ним этого не происходит);
- отсутствие восприятия частей своего тела;
- неспособность или отказ реагировать на воздействие раздражителей в зонах поверхностной и глубокой чувствительности;
- утрата навыков чтения, письма, счета;
- неспособность находить знакомые места;
- при исследовании предметов с закрытыми глазами больной не может распознать знакомую вещь.
Патологические нарушения в коре височной доли
Основными проявлениями поражения височной доли являются:
- корковая глухота (утрата слуха, при которой нет травмы уха);
- афазия Вернике – утрата способности воспринимать речь, музыку и т.д;
- шум в ушах;
- подобные сну состояния (больной вспоминает то, чего раньше не видел и не слышал, но утверждает, что это было с ним наяву, а не во сне);
- возникновение слуховых галлюцинаций;
- кратко- или долговременная утрата памяти (амнезия);
- возникновение моментов дежавю;
- сочетанные галлюцинации (слуховые + зрительные, слуховые + обонятельные);
- височные припадки.
Патологические нарушения в коре затылочной доли
Повреждения коры данного участка сопровождаются проблемами со зрительным анализатором. Развиваются такие состояния, как:
- корковая слепота (полная утрата зрения без повреждения зрительного анализатора);
- утрата зрения, при которой больной утверждает, что он не потерял зрение;
- гемианопсия – выпадение полей зрения с одной из сторон;
- неспособность вспомнить предмет, цвет или лицо человека;
- изменения окружающих предметов, которые кажутся маленькими – зрительные иллюзии;
- зрительные галлюцинации – вспышки света, зигзаги, индивидуальные для каждого глаза.
При поражении лимбической системы происходит утрата памяти или спутанность воспоминаний, наблюдаются отсутствие возможности создавать и запоминать яркие моменты жизни, низкая эмоциональная лабильность, отсутствие обоняния, утрата способности анализировать и принимать решения, а также овладевать новыми умениями.
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:
- 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.
- 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.
- 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:
doctor
Кора головного мозга – многоуровневая мозговая структура у людей и многих млекопитающих животных, состоящая из серого вещества и находящаяся в периферийном пространстве гемисфер (серое вещество коры их покрывает). Структура контролирует важные функции и процессы, протекающие в мозге и других внутренних органах.
(гемисферы) мозга в черепной коробке занимают около 4/5 всего пространства. Их составная часть – белое вещество, включающее в себя длинные миелиновые аксоны нервных клеток. С внешней стороны гемисферы покрыты корой мозга, которая тоже состоит из нейронов, а также из глиальных клеток и безмиелиновых волокон.
Принято разделять поверхность гемисфер на некоторые зоны, каждая из которых отвечает за выполнение определенных функций в организме (по большей части это рефлекторная и инстинктивная деятельность и реакции).
Существует такое понятие – «древняя кора». Это эволюционно самая древняя структура плаща конечного мозга коры больших полушарий у всех млекопитающих. Также выделяют «новую кору», которая у низших млекопитающих только намечена, а у человека образовывает большую часть коры головного мозга (есть и «старая кора», которая новее, чем «древняя», но древнее, чем «новая»).
Функции коры
Кора головного мозга человека отвечает за контроль над множеством функций, которые используются в разных аспектах жизнедеятельности организма человека. Ее толщина составляет около 3-4 мм, а объем довольно внушительный за счет наличия связующих с центральной нервной системой каналов. Как по электросети происходит восприятие, обработка информации, прием решений с помощью нервных клеток с отростками.
Внутри коры головного мозга вырабатываются различные электросигналы (тип которых зависит от текущего состояния человека). Активность этих электрических сигналов зависит от самочувствия человека. Технически электросигналы такого типа описываются с помощью показателей частоты и амплитуды. Большее количество связей и локализовано в местах, которые несут ответственность за обеспечение наиболее сложных процессов. При этом кора головного мозга продолжает активно развиваться в течение всей жизни человека (по крайней мере, до того момента, пока развивается его интеллект).
В процессе обработки информации, поступающей в мозг, в коре формируются реакции (психические, поведенческие, физиологические и т.д.).
Наиболее важными функциями коры мозга являются:
- Взаимодействие внутренних органов и систем с окружающей средой, а также друг с другом, правильное течение обменных процессов внутри организма.
- Качественный прием и обработка получаемой информации извне, осознание полученной информации за счет протекания процессов мышления. Высокая чувствительность к любой получаемой информации достигается за счет большого количества нервных клеток с отростками.
- Поддержка беспрерывной взаимосвязи между различными органами, тканями, структурами и системами организма.
- Формирование и правильная работа сознания человека, течение творческого и интеллектуального мышления.
- Осуществление контроля над активностью речевого центра и процессами, связанными с разными психическими и эмоциональными ситуациями.
- Взаимодействие со спинным мозгом и другими системами и органами человеческого организма.
Кора головного мозга в своей структуре имеет передние (лобные) отделы гемисфер, которые на данный момент современной наукой изучены в наименьшей степени. Об этих участках известно, что они практически невосприимчивы к внешнему воздействию. Например, если на эти отделы воздействовать с помощью внешних электрических импульсов, они не будут давать никакой реакции.
Некоторые ученые уверены, что передние отделы больших полушарий отвечают за самосознание человека, за его специфичные особенности характера. Известен тот факт, что люди, у которых передние отделы поражены в той или иной степени, испытывают определенные сложности с социализацией, они практически не уделяют внимания своему внешнему виду, им не интересна трудовая деятельность, не интересует мнение окружающих.
С точки зрения физиологии, значение каждого отдела больших полушарий сложно переоценить. Даже тех, которые на данный момент до конца не изучены.
Слои коры головного мозга
Кора головного мозга образована несколькими слоями, каждый из которых имеет уникальную структуру и отвечает за выполнение определенных функций. Все они взаимодействуют друг с другом, выполняя общую работу. Принято выделять несколько основных слоев коры:
- Молекулярный. В этом слое формируется огромное количество дендритных образований, которые между собой сплетены в хаотичном порядке. Нейриты параллельно ориентированы, формируют прослойку волокон. Нервных клеток здесь сравнительно мало. Считается, что основная функция этого слоя – ассоциативное восприятие.
- Внешний. Здесь сосредоточено множество нервных клеток с отростками. Нейроны различаются по форме. Точно о функциях этого слоя пока ничего неизвестно.
- Внешний пирамидальный. Содержит множество нервных клеток с отростками, которые различаются размерами. Нейроны имеют преимущественно коническую форму. Дендрит имеет большие размеры.
- Внутренний зернистый. Включает в себя небольшое количество нейронов маленького размера, которые расположены на некотором расстоянии. Между нервными клетками находятся волокнистые сгруппированные структуры.
- Внутренний пирамидальный. Нервные клетки с отростками, которые в него входят, имеют крупные и средние размеры. Верхняя часть дендритов может соприкасаться с молекулярным слоем.
- Покров. Включает в себя нервные клетки в форме веретена. Для нейронов в этой структуре характерно то, что нижняя часть нервных клеток с отростками доходит вплоть до белого вещества.
Кора головного мозга включает в себя различные слои, которые различаются формой, расположением, функциональной составляющей своих элементов. В слоях находятся нейроны пирамидального, веретенного, звездного, ветвистого видов. Совместно они создают более пятидесяти полей. Несмотря на то, что поля не имеют четко обозначенных границ, их взаимодействие друг с другом позволяет выполнять регулирование огромного числа процессов, сопряженных с получением и обработкой импульсов (то есть поступающей информации), созданием ответной реакции на влияние раздражителей.
Строение коры крайне сложное и до конца не изученное, поэтому ученые не могут точно сказать, как именно работают некоторые элементы мозга.
Уровень интеллектуальных способностей ребенка связан с размерами мозга и качеством кровообращения в мозговых структурах. У многих детей, у которых отмечались скрытые родовые травмы в области позвоночника, кора головного мозга заметно меньше, чем у их здоровых сверстников.
Префронтальная кора
Крупный отдел коры больших полушарий, который представлен в виде передних отделов лобных долей. С ее помощью осуществляется контроль, управление, фокусировка любых действий, которые совершает человек. Этот отдел позволяет нам правильно распределять своё время. Известный психиатр Т. Голтьери охарактеризовал этот участок в качестве инструмента, с помощью которого люди ставят цели, разрабатывают планы. Он был уверен, что правильно работающая и хорошо развитая префронтальная кора – важнейший фактор эффективности личности.
К основным функциям префронтальной коры также принято относить:
- Концентрацию внимания, сосредоточение на получении только необходимой человеку информации, игнорирование сторонних мыслей и чувств.
- Способность «перезагружать» сознание, направляя его в нужное мыслительное русло.
- Настойчивость в процессе выполнения определенных задач, стремление к получению намеченного результата, несмотря на возникающие обстоятельства.
- Анализ складывающейся в настоящий момент ситуации.
- Критическое мышление, позволяющее создать комплекс действий для поиска проверенных и достоверных данных (проверка полученной информации перед ее использованием).
- Планирование, выработка определенных мер и действий для достижения поставленных целей.
- Прогнозирование событий.
Отдельно отмечается способность этого отдела управлять эмоциями человека. Здесь процессы, протекающие в лимбической системе, воспринимаются и переводятся в конкретные эмоции и чувства (радость, любовь, желание, горе, ненависть и т.д.).
Разным структурам коры головного мозга приписываются различные функции. Единого мнения по этому вопросу до сих пор нет. Международное медицинское сообщество на данный момент приходит к выводу, что кора может быть разделена на несколько крупных зон, включающих в себя корковые поля. Поэтому, учитывая функции этих зон, принято выделить три основных отдела.
Зона, ответственная за обработку импульсов
Импульсы, поступающие через рецепторы осязательных, обонятельных, зрительных центров, идут именно в эту зону. Практически все рефлексы, связанные с моторикой, обеспечены пирамидальными нейронами.
Здесь же располагается отдел, который отвечает за получение импульсов и информации со стороны мышечной системы, активно взаимодействует с разными слоями коры. Он получает и обрабатывает все импульсы, которые идут от мышц.
Если по какой-то причине кора головы будет повреждена в этой зоне, то у человека будут наблюдаться проблемы с функционированием сенсорной системы, проблемы с моторикой и работой других систем, которые сопряжены с сенсорными центрами. Внешне подобные нарушения будут проявляться в виде постоянных непроизвольных движений, судорог (разной степени выраженности), частичным или полным параличом (в тяжелых случаях).
Зона сенсорного восприятия
Эта зона отвечает за обработку электрических сигналов, поступающих в мозг. Здесь располагаются сразу несколько отделов, которые обеспечивают восприимчивость мозга человека к поступающим от других органов и систем импульсам.
- Затылочный (обрабатывает импульсы, поступающие от зрительного центра).
- Височный (осуществляет обработку информации, идущей от речеслухового центра).
- Гиппокамп (анализирует импульсы, поступающие от обонятельного центра).
- Теменной (обрабатывает данные, полученные от вкусовых рецепторов).
В зоне сенсорного восприятия располагаются отделы, которые также осуществляют получение и обработку тактильных сигналов. Чем больше будет нейронных связей в каждом отделе, тем выше будет его сенсорная способность по принятию и обработке информации.
Отмеченные выше отделы занимают около 20-25% всей коры головного мозга. Если зона сенсорного восприятия будет каким-то образом повреждена, то у человека могут возникнуть проблемы со слухом, зрением, обонянием, ощущением прикосновений. Получаемые импульсы или не будут доходить, либо будут неправильно обрабатываться.
Далеко не всегда нарушения сенсорной зоны будут вести к утрате какого-то чувства. К примеру, если будет поврежден слуховой центр, это не всегда приведет к полной глухоте. Однако у человека практически наверняка будут определенные сложности с правильным восприятием получаемой звуковой информации.
Ассоциативная зона
В строении коры головного мозга также присутствует ассоциативная зона, которая обеспечивает контакт между сигналами нейронов сенсорной зоны и центра моторики, а также дает необходимые обратные сигналы в эти центры. Ассоциативная зона формирует поведенческие рефлексы, принимает участие в процессах их фактической реализации. Занимает значительную (сравнительно) часть коры головного мозга, охватывая отделы, входящие как в лобную, так и в задние части больших полушарий (затылочная, теменная, височная).
Человеческий мозг устроен таким образом, что в плане ассоциативного восприятия задние отделы больших полушарий развиты особенно хорошо (развитие происходит в течение всей жизни). Они осуществляют управление речью (ее пониманием и воспроизведением).
Если передние или задние отделы ассоциативной зоны будут повреждены, то это может привести к определенным проблемам. Например, в случае поражения перечисленных выше отделов человек утратит способность грамотно анализировать полученную информацию, не сможет давать простейшие прогнозы на будущее, отталкиваться от фактов в процессах мышления, использовать полученный ранее опыт, отложившийся в памяти. Также могут возникнуть проблемы с ориентацией в пространстве, абстрактным мышлением.
Кора головного мозга выступает в виде высшего интегратора импульсов, в то время как эмоции сосредоточены в подкорковой зоне (гипоталамус и другие отделы).
Разные области коры головного мозга отвечают за выполнение определенных функций. Рассмотреть и определить разницу можно несколькими методами: нейровизуализация, сравнение паттернов электроактивности, изучение клеточной структуры и т.д.
В начале 20-го века К. Бродман (немецкий исследователь анатомии мозга человека) создал специальную классификацию, разделив в ней кору на 51 участок, основывая свою работу на цитоархитектонике нервных клеток. В течение всего 20-го века описанные Бродманом поля обсуждались, уточнялись, переименовывались, но до сих пор их используют для описания коры головного мозга у людей и крупных млекопитающих.
Многие поля Бродмана определялись изначально на основе организации нейронов в них, но в дальнейшем их границы были уточнены в соответствии с корреляцией с разными функциями коры мозга. К примеру, первое, второе и третье поля определяются как первичная соматосенсорная кора, четвертое поле – первичная моторная кора, семнадцатое поле – первичная зрительная кора.
При этом некоторые поля Бродмана (например, зона 25 мозга, а также поля 12-16, 26, 27, 29-31 и многие другие) до конца не изучены.
Речедвигательная зона
Хорошо изученный участок коры головного мозга, который принято также называть центром речи. Зону условно разделяют на три крупных отдела:
- Речедвигательный центр Брока. Формирует у человека способность говорить. Располагается в задней извилине передней части больших полушарий. Центр Брока и двигательный центр речедвигательных мышц – это разные структуры. Например, если двигательный центр будет поврежден каким-то образом, то человек не утратит способность говорить, не пострадает смысловая составляющая его речи, однако речь перестанет быть четкой, а голос станет маломодулированным (иными словами, утратиться качество произношения звуков). Если будет поврежден центр Брока, то человек не сможет говорить (так же, как и младенец в первые месяцы жизни). Подобные нарушения принято называть моторной афазией.
- Сенсорный центр Вернике. Располагается в височном отделе, отвечает за функции по получению и обработке устной речи. Если центр Вернике будет поврежден, то формируется сенсорная афазия – больной не сможет понять обращенную к нему речь (причем не только от другого человека, но и свою собственную). Произнесенное пациентом будет представлять собой набор несвязных звуков. Если произойдет одновременное поражение центров Вернике и Брока (обычно это происходит при инсульте), то в этих случаях наблюдается развитие моторной и сенсорной афазии единовременно.
- Центр восприятия письменной речи. Расположен в зрительной части коры головного мозга (поле №18 по Бродману). Если он окажется поврежденным, то у человека наблюдается аграфия – утрата способности писать.
Толщина
Все млекопитающие, которые имеют сравнительно большие размеры мозга (в общем понимании, а не в сравнении с размерами тела), обладают достаточную толстой корой мозга. К примеру, у полевых мышей ее толщина составляет около 0,5 мм, а у людей – около 2,5 мм. Ученые также выделяют определенную зависимость толщины коры от веса животного.
С помощью современных обследований (особенно посредством МРТ) можно с высокой точностью измерить толщину мозговой коры у любого млекопитающего. При этом в разных зонах головы она будет значительно варьироваться. Отмечается, что в сенсорных зонах кора намного тоньше, чем в моторных (двигательных).
Исследования показывают, что толщина коры головного мозга во многом зависит от уровня развития интеллекта человека. Чем умнее индивидуум, тем толще кора. Также толстая кора регистрируется у людей, которые постоянно и длительное время страдают от мигреневых болей.
Борозды, извилины, щели
Среди особенностей строения и функций коры головного мозга принято выделять также щели, борозды и извилины. Эти элементы формируют у млекопитающих и людей большую площадь поверхности мозга. Если в разрезе смотреть на мозг человека, то можно видеть, что более 2/3 поверхности скрывается в пазах. Щели и борозды – это углубления в коре, которые различаются только размером:
- Щель – крупная борозда, разделяющая мозг млекопитающего на части, на две гемисферы (продольная медиальная щель).
- Борозда – неглубокое углубление, окружающее извилины.
При этом многие ученые считают подобное разделение на борозды и щели весьма условным. Это во многом связано с тем, что, к примеру, латеральную борозду часто называют «боковой щелью», а центральную борозду – «центральной щелью».
Кровоснабжение отделов коры головного мозга осуществляется с помощью сразу двух артериальных бассейнов, которые формируют позвоночная и внутренняя сонная артерии.
Наиболее чувствительной зоной больших полушарий считается центральная задняя извилина, которая связана с иннервацией разных участков тела.