Карта мозга по бродману

Строение и функции зон головного мозга человека

Карта мозга по бродману

Головной мозг устроен таким образом, что в небольшом его объеме сосредоточено поразительное количество нервных клеток и связей между ними. Секрет кроется в том, что есть борозды, извилины. Они позволяют увеличить площадь поверхности, при этом не увеличивается объем самих полушарий.

Мы расскажем, какие выделяют зоны коры больших полушарий головного мозга, какие функции они выполняют, из каких клеток состоят.

Что собой представляет кора

Кора – это поверхностный, достаточно тонкий слой головного мозга, который покрывает его полушария. Он состоит в основном из вертикальных нервных клеток (нейронов или невронов), их отростков, эфферентных (центробежных), афферентных (центростремительных) пучков, нервных волокон. Кроме нервных клеток, в состав коры также входит глия.

Именно сенсорные центры коры полушарий большого мозга обеспечивают взаимосвязь организма с внешним миром, помогают приспособиться к его условиям.

Ученые установили, что кора является самым молодым из всех образований ЦНС. Ее работа основана на принципах создания условного рефлекса. Именно она поддерживает связь человека с внешней средой, помогает организму приспособиться к изменчивым условиям окружающего мира.

Особенности строения

Выделяют зоны (отделы) мозга, области, подобласти, поля. Зоны бывают первичные, вторичные, третичные. В каждой доле содержатся особые клетки, которые способны воспринимать сигнал от определенного рецептора. Во вторичных отделах расположены отделы ядер анализаторов.

Третичные получают уже обработанную информацию долей первичных и вторичных. Они регулируют условные рефлексы. Удаление или нарушение какой-либо зоны делает невозможным нормальное функционирование всей ЦНС.

На каждую из них возложена своя доля огромной работы по управлению телом и его связи с внешним миром.

[attention type=yellow]

Зоны мозга и их функции – это важнейшее достижение эволюции, которое формировалось на протяжении миллионов лет. Важная особенность строения коры – горизонтальная слоистость нейронов и волокон. Они размещены очень плотно и образуют своеобразные слои.

[/attention]

Это упорядочивает расположение невронов, их отростков, и позволяет распределять функции между зонами и сторонами мозга. Принято выделять 6 слоев, которые значительно отличаются по расположению, ширине, размеру, форме нейронов, плотности их размещения.

Сенсорная зона коры головного мозга позволяет передавать и считывать импульсы от органов чувств. Таким образом, от чувствительных рецепторов (зрительных, слуховых, обонятельных, тактильных и т.д.) информация попадает в мозг.

Нейроны также отвечают за неосознанную дыхательную деятельность, работу сердечно-сосудистой системы, мочеполовой, пищеварительной и т.д. На них возлагается мышление, память, речь, слух и даже чувство удовольствия. Это основные управляющие клетки ЦНС.

Физиология человека устроена максимально продуманно. Ее формирование продолжалось миллионы лет, и этот процесс не заканчивается. Очень удобно, что нейроны располагаются именно вертикально.

Они при этом могут находиться на небольшой площади поверхности, занимать очень мало места, а их отростки могут достигать различных отделов на больших полушариях головного мозга.

Благодаря такому плотному расположению, называемому колоннообразным, может разместиться огромное количество невронов, обеспечивается максимальная их продуктивность.

Пирамидные клетки

Большую часть нервных клеток головного мозга составляют пирамидные клетки. Такое название связано с тем, что по своей форме они очень напоминают форму конуса. С высоты их отходит дендрит – толстый и длинный отросток, а с основания – аксон и более короткие дендриты базальные. Они направлены вглубь белого вещества, которое располагается прямо под корой, или ветвятся в область коры.

На дендритах есть множество выростов, шипиков, которые активно формируют так называемые синаптические контакты там, где есть окончания нервных волокон, что из подкорковых зон направляются в кору. Размер пирамидальной клетки – 5-150 мкм.

Наряду с пирамидальными клетками можно найти веретенообразные и звездчатые нейроны. Они отвечают за прием афферентных сигналов и формирование связей между нервными клетками. Нейроны веретенообразной формы создают горизонтальные и вертикальные взаимосвязи между разными слоями.

Кору делят на древнюю, старую и новую области. В ходе эволюции наблюдается постепенное увеличение новой, основной, поверхности и небольшое уменьшение старой, древней области.

[attention type=red]

Древняя кора, кроме некоторых других функций, отвечает за обоняние, помогает взаимодействовать всем системам мозга между собою. Именно запах был для древнего человека решающим в добыче пропитания. Сейчас на первый план вышли зрение, слух, речевая деятельность. В старую зону входит гиппокамп, поясная извилина. Затылочная область мозга считается более древней, чем, например, лобная.

[/attention]

Больше всего функциональных дифференциаций у новой зоны. Ее толщина всего 3-4 мм, но на этой площади помещается около 14 млрд. нейронов, которые непосредственно участвуют в мозговой деятельности человека.

Если все эти нейроны расположить один возле другого, то длина такого ряда составит 1000 км. К старости это число значительно сокращается, так как на протяжении всей жизни невроны истощаются, а восстанавливаться не могут. У пожилых людей их количество уменьшается до 10 млрд. (около 700 км).

В коре есть очень много клеток глии, которые выполняют секреторную, обменную, трофическую, опорную функции.

Деление на зоны

Благодаря крупным бороздам, полушария делятся на доли (лобная, теменная, затылочная, височная, островок).

Особенности коры еще и в том, что ее зоны выполняют разную функцию. Каждая сенсорная система (зрение, слух, обоняние, осязание) направляет полученную информацию в точно определенный участок.

Такие участки также отвечают за моторику, работу мышечных волокон. Остальные отделы, которые не получили задачи контролировать моторику или органы чувств, называются ассоциативными. Их область ответственности – речь, память, мышление.

Именно третья группа занимает самый большой объем.

Итак, по функциональной принадлежности кора делится на такие зоны:

  • сенсорную;
  • моторную;
  • ассоциативную.

И сенсорные, и моторные отделы можно найти на обоих полушариях. Есть и те, что представлены лишь на одном определенном полушарии, чаще всего левом. Это две зоны:

  • Зоны Брока и Вернике. Они участвуют в создании речи, понимании ее.
  • Угловая извилина. Она соотносит две формы слов – слуховую и зрительную.

У левшей эти отделы располагаются в правом полушарии.

Поля Бродмана

Есть и другой принцип разделения функций коры. Оно получило название карта полей Бродмана. Ее создатель – германский психиатр, психолог, физиолог, анатом К. Бродман. В 1903 году он описал 52 цитоархитектонические поля. Это участки коры, которые имеют отличия в клеточном строении.

Упомянутые поля отличаются по форме, величине, в них по-разному располагаются нервные клетки, волокна, они обеспечивают выполнение различных функций.

Функции

Кроме того, что в коре есть двигательные, сенсорные и ассоциативные зоны, вся она отвечает за работу отделов головного мозга. Каждая зона состоит из своих особенных нейронов (пирамидных, корзинчатых, звездчатых, веретенообразных и т.д.).

По функциям нейроны делят на такие виды:

  • Вставочные. Участвуют в процессах возбуждения и торможения.
  • Афферентные. Это знаменитые звездчатые нейроны. Они принимают импульсы, которые поступают с периферии (зрительные, слуховые, тактильные и др.). Также они участвуют в формировании ощущений. Данные клетки передают поступающие импульсы к невронам эфферентным и вставочным. Любопытно, что есть полисенсорные нейроны, которые способны улавливать разные импульсы от зрительных бугров.
  • Эфферентные. Это большие пирамидные клетки, которые ответственны за передачу импульса к периферии, где обеспечивают определенную деятельность. Поражение этой зоны обрывает связь с определенными органами чувств.

Слои нейронов

Нейроны и отростки на коре располагаются слоисто. Именно такое слоистое расположение помогает им взаимодействовать максимально эффективно. Если работа определенного участка слоя нарушается, его функции могут брать на себя соседние колонки невронов. Таких слоев ученые насчитали шесть.

Те нейроны, которые отвечают за одинаковые функции, расположены строго друг над другом. Получается, что основная единица структуры коры – это колонки, которые отвечают за распознавание и выполнение определенных сигналов. Все слои между собой взаимосвязаны.

Больше всего наблюдается взаимосвязь между 3-, 4-м и 5-м слоями.

Колонки

Диаметр средней колонки достигает 50 мкм. Кора устроена так, что соседние колонки тесно взаимосвязаны между собой, они выполняют одинаковые функции. Одни из них тормозят импульс, а другие – возбуждают.

Когда на нейроны воздействует какой-либо раздражитель, в ответ включается много колонок, происходит синтез и анализ полученных раздражений. Такой принцип называют экранированием. Каждая зона отвечает строго за свой участок работы.

Вертикальные колонки принято считать основной функциональной составляющей коры. Ее диаметр составляет 500 мкм. В каждой колонке проходит разветвление восходящего волокна. Каждая содержит около 1000 нейронных соединений. При возбуждении колонки происходит торможение соседних с ней. Восходящий путь колонок проходит сквозь все слои.

Между базальными ганглиями и корой располагается белое мозговое вещество. Его составляет огромное количество волокон, которые направлены во все стороны. Их называют путями конечного мозга. Выделяют три вида таких путей:

  1. Проекционный. Он обеспечивает связь с промежуточным мозгом и отделами ЦНС.
  2. Комиссуральный. Эти волокна создают мозговые комиссуры, соединяющие левое и правое полушария. Комиссуры также можно обнаружить в мозолистом теле.
  3. Ассоциативный. Связывает участки одного полушария.

Вся поверхность коры соотносится с сигнальными системами, потому в ней находится огромное количество нейронов (ученые называют цифру около 15 млрд.). Отростки выполняют замыкательную функцию и помогают в передаче импульсов.

Нейрон – уникальный анализатор, который способен улавливать и передавать биоэлектрические сигналы с огромной скоростью. Он взаимодействует с разными чувствительными клетками рецепторов. Двигательный неврон дает команду к действию определенным мышцам, связкам. Так запускается моторика, которая обеспечивает нашему организму движение.

Кора по своему клеточному составу уникальна. Ее клетки способны выполнять огромный спектр функций, они тесно взаимосвязаны между собою. В разных зонах плотность нейронов индивидуальна, они могут по-разному распределяться по слоям.

Источник: https://vsepromozg.ru/stroenie/zony-mozga

Карта мозга

Карта мозга по бродману

Вращающийся глобус и «лоскутное одеяло» изображённых на нём стран – такая карта помогает нам понять, где именно мы находимся, а также то, что государства и народы отличаются друг от друга и имеют весьма конкретные границы.

Теперь подобная карта появилась и у внешнего слоя мозга — его коры, на которой каждое полушарие оказалось разделённым на 180 отдельных «стран».

Причём, девяносто семь областей из них никогда не описывались ранее, несмотря на явные различия в структуре, функции и значительную связь с соседями. Новая карта мозга опубликована в Nature.

Иллюстрация: M. F. Glasser, D. C. Van Essen

«Каждая отдельная область на карте содержит клетки со сходными структурой, функциями и взаимосвязями. Но эти «регионы» отличаются друг от друга подобно разным странам и имеют чётко определённые границы, а также уникальную культуру»,

— отмечает Дэвид Ван Эссен (David Van Essen), невролог Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, который курировал исследование.

Нейрофизиологи давно стремились разделить мозг на мелкие части, чтобы лучше понять, как он работает в целом.

Одна из самых известных карт мозга разделила кору на 52 области, основанные на различном расположении клеток в ткани (теперь эти зоны известны как поля Бродмана).

Более современные карты основывались на данных магнитно-резонансной томографии (МРТ) — например, функциональной МРТ, которая измеряет приток крови в ответ на различные умственные задачи.

Однако, до сих пор большинство таких «картографических» исследований проводились с помощью лишь одного типа измерений, что, как отмечает Томас Йео (Thomas Yeo), нейробиолог из Национального университета Сингапура, не только не даёт полное представление о работе всего мозга, но и может ввести исследователей в заблуждение. Новая карта основана на многократных МРТ измерениях, которые максимально конкретизируют внимание на корковых областях и поэтому помогают наиболее хорошо их оценить.

Разделяй и властвуй

Чтобы построить карту, группа учёных под руководством нейробиолога Мэтью Глассера (Mathew Glasser) из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовала изображения, полученные у 210 здоровых молодых людей, которые участвовали в проекте «Коннектом человека» по картированию структур мозга и их функциональных связей. В исследование включили информацию о толщине коры, функциях мозга, аксональных связях между регионами, о топографической организации клеток в ткани и содержании миелина — вещества, которое отвечает за электроизоляцию аксонов.

Глассер зонировал кору головного мозга по принципу значительных изменений в двух или более свойствах, которые использовал, чтобы «расставить» границы на карте. Обработка данных велась с использованием алгоритмов машинного обучения.

«Если медленно «ползать» по поверхности коры, то в какой-то момент вы найдёте такое место, где свойства начнут меняться, или даже такое, где обнаружатся несколько независимых изменений на одном и том же месте», 

— отметил исследователь.

Методика подтвердила наличие 83 известных ранее участков мозга и выявила ещё 97 новых. Учёные проверили карту, наблюдая за работой этих регионов у 210 человек.

[attention type=green]

Они обнаружили то, что карта достаточно точная, но размер её зон несколько варьирует от человека к человеку.

[/attention]

Эти различия помогут  понять по-новому индивидуальную изменчивость когнитивных способностей, а также выявить риски развития заболеваний.

Грани достижимого

«Несмотря на то, что в центре внимания этой работы лежало создание красивого и усреднённого шаблона мозга, он действительно открывает возможность для дальнейшего изучения уникальных сочетаний индивидуальных особенностей с интеллектуальными и творческими способностями, то есть того, что делает каждого из нас уникальным», 

— говорит Рекс Юнг (Rex Jung), нейропсихолог из Университета Нью-Мексико в Альбукерке.

Но при всех очевидных плюсах минусы также есть: карта ограничена в нескольких важных аспектах. Самое важное, она очень немногое рассказывает о биохимических основах работы мозга или об активности отдельных нейронов, их небольших групп.

«Это похоже на фантастическую карту Google «Планета Земля», которая может даже продемонстрировать ваше район города или даже задний двор вашего дома. Тем не менее, вы не можете рассмотреть, как передвигаются ваши соседи, куда они собираются переместиться и какая у них работа», 

— говорит Юнг.

Глассер же предполагает, что этот проект станет версией 1.0.

«Это не означает, что этот вариант окончательный, но то, что мы получили сейчас, гораздо лучше, чем то, что мы имели прежде», 

— резонно замечает учёный.

A multi-modal parcellation of human cerebral cortex

Matthew F. Glasser, Timothy S. Coalson, Emma C. Robinson, David C. Van Essen et all.

Nature (2016) doi:10.1038/nature18933

Источник: http://sensint.ru/karta-mozga

Головной мозг: цитоархитектонические поля Бродмана

Карта мозга по бродману

Головной мозг – сложнейший орган в человеческом организме. Наиболее высокоорганизованная его часть – это кора. Благодаря ее наличию человек способен читать, писать, думать, помнить и прочее. Изучению особенностей строения коры уделяли внимание многие ученые. Существует множество работ о делении коры на так называемые поля Бродмана. Именно о них и пойдет речь далее в статье.

Немного об истории

Построением карты поверхности головного мозга занималось много ученых: Бейли, Бец, Экономо и прочие. Их карты значительно отличались друг от друга по форме полей, их размерам, количеству. В современной нейроанатомии наибольшее признание получили поля головного мозга по Бродману. Всего насчитывается 52 поля.

Павлов, в свою очередь, подразделил все поля на две большие группы:

  • центры первой сигнальной системы;
  • центры второй сигнальной системы.

Каждый центр состоит из ядра, играющего ключевую роль в осуществлении функции определенного центра, и анализаторов, окружающих ядро. Примечательно то, что центры в коре головного мозга регулируют функционирование органов на противоположной стороне тела. Это связано с тем, что проводящие пути нервных волокон делают перекрест на своем пути от центра к периферии.

Поля мозга по Бродману обозначены арабскими цифрами, у некоторых также есть обозначение, из которого можно понять функцию конкретного поля.

Первая сигнальная система: расположение

Центры первой сигнальной системы расположены в полях Бродмана, которые присутствуют и у животного, и у человека.

Они отвечают за простую реакцию на внешний раздражитель, формирование ощущений, представлений. Эти центры присутствуют и в правом, и в левом полушарии коры головного мозга.

Поля Бродмана первой сигнальной системы есть у человека с рождения и в норме не подвергаются изменениям в течение жизни.

К этим полям относятся:

  • 1 – 3 – находятся в теменной доле коры головного мозга позади от центральной извилины;
  • 4, 6 – расположены в лобной доле кпереди от центральной извилины, имеют в своем составе пирамидные клетки Беца;
  • 8 – это поле находится кпереди от 6-го, ближе к фронтальной части лобной коры;
  • 46 – расположено на наружной поверхности лобной доли;
  • 41, 42, 52 – размещены на так называемых извилинах Гешле, на базальной части височной доли головного мозга;
  • 40 – находится в теменной доли позади 1 – 3 полей, ближе к височной части;
  • 17 и 19 – расположены в затылочной части головного мозга, наиболее дорсально от остальных полей;
  • 11 – одна из наиболее древних структур, находится в гиппокампе.

Первая сигнальная система: функции

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

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

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

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

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

Поля 41, 42 и 52 необходимы для того, чтобы человек мог воспринимать звуки окружающего мира. Причем к центру слуха с одной стороны подходят волокна сразу из двух ушей.

Поэтому повреждение коры с одной стороны не приводит к слуховым нарушениям. Центр, расположенный в поле 41, отвечает за первичный анализ информации. В 42 поле находятся центры слуховой памяти.

А при помощи поля под номером 52 человек может ориентироваться в пространстве.

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

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

Вторая сигнальная система: расположение

Присутствие второй сигнальной системы характерно только для человека. Именно эти центры обеспечивают высшее мышление, которое включает в себя обобщение информации, мечты, логику. По сути, для нормального мышления и речи необходима активация всех полей Бродмана, но можно выделить центры, которые имеют свои специфические функции:

  • 44 – расположено в задней части нижней лобной извилины;
  • 45 – находится кпереди от 44 поля, в переднем участке лобной извилины;
  • 47 – размещено ниже двух предыдущих полей, ближе к базальной части лобной доли;
  • 22 – одна из наиболее передних частей височной доли;
  • 39 – находится в задней части верхней височной извилины.

Вторая сигнальная система: функции

Как уже было отмечено выше, цитоархитектонические поля Бродмана второй сигнальной системы необходимы для осуществления высшей нервной деятельности. А основное отличие человека от животного – способность к речи.

В 45 поле находится центр Брока. Он необходим для нормальной моторики речи. Именно благодаря наличию этого центра человек способен произносить слова. При его повреждении развивается состояние под названием “моторная афазия”.

[attention type=yellow]

В 44 поле находится центр письменной речи. Импульсы из этого участка коры поступают к скелетным мышцам пальцев и кисти. При его разрушении человек теряет способность писать, что получило название “аграфия”.

[/attention]

47 поле отвечает за пение. Именно при нормальной работе этого центра человек может произносить слова нараспев.

В 22 поле находится центр Вернике. Здесь происходит анализ слуховой речи. Благодаря нормальной работе 22 поля человек воспринимает слова на слух.

39 поле – центр зрительной речи. Функционирование этого поля позволяет человеку различать символы, написанные на бумаге. При его повреждении человек теряет способность читать, что называется сенсорной алексией.

Заключение

Цитоархитектонические поля Бродмана – важные структуры коры головного мозга. Но есть также центры, свободные от этих полей. Они размещены преимущественно в лобной доле, между височной и затылочной областями. Их называют ассоциативными зонами.

Источник: https://FB.ru/article/422454/golovnoy-mozg-tsitoarhitektonicheskie-polya-brodmana

Анатомия головного мозга лекция 10. корковые поля. – анатомия головного мозга

Карта мозга по бродману

Из всей группы «ранних» генов исследователей более всего заинтересовал ген c-fos К.В. Анохин и его коллеги с 1987 года занимаются изучением роли этого гена в обучении — по их мнению, именно он подходит на роль универсального зонда для картирования мозга.

«Этот ген обладает несколькими уникальными свойствами, — объясняет К.В. Анохин — Во-первых, в спокойном состоянии клетки он молчит, у него практически нет «фонового уровня» активности.

Во-вторых, если в клетке начинаются какие-либо новые информационные процессы, он очень быстро откликается на них, нарабатывая РНК и белки. В-третьих, он универсален, то есть активируется в самых разных частях центральной нервной системы — от спинного мозга до коры.

В-четвёртых, его активация связана с обучением, то есть с формированием индивидуального опыта». Чтобы доказать последнее утверждение, учёные провели десятки экспериментов, проверяя, при каких именно воздействиях c-fos выйдет из подполья и начнёт действовать.

Оказалось, ген не реагирует на очень сильную стимуляцию, например световую, звуковую или болевую, в тех случаях, когда воздействие не несёт в себе элементов новизны. Но как только ситуация обогащается новой информацией, ген тут же «просыпается».

Экспрессия гена c-fos: а)нейроны с белком c-fos выявляются по иммуногистохимическому окрашиванию;б) флуоресцентное окрашивание: зелёные нейроны с белком c-fos на фоне голубых прочих нейронов;в) выявление мест синтеза c-fos РНК при помощи гибридизации in situ;г) картина мест синтеза c-fos РНК, полученная при помощи компьютерной обработки.

Например, в эксперименте мышей помещали в камеру, где им пришлось перенести серию слабых, но неприятных электрокожных раздражений. В ответ на это в нескольких областях их мозга — в коре, гиппокампе и мозжечке бурно экспрессировался c-fos.

Однако если эту процедуру проводить ежедневно, то на шестой день ген уже не отвечает. Мыши по-прежнему реагируют на удар током, но он для них стал уже не новым, а ожидаемым событием.

Можно вновь вызвать активацию c-fos, если в очередной раз поместить мышей в камеру — и не подвергать их уже привычной процедуре. И в том и в другом случае ген отмечает событие, когда внешние стимулы не согласуются с матрицей индивидуальной памяти.

Такое рассогласование происходит при любом усвоении новой информации, и поэтому c-fos — неизбежный спутник познавательных процессов в мозге.

В другом опыте участвовали новорождённые цыплята, которых разделили на четыре группы.

Цыплята первой группы вылуплялись в темноте и ни разу не видели света, второй группе повезло больше — её содержали при обычном 12-часовом световом цикле, цыплят из третьей группы сразу после рождения переносили в условия обогащённой зрительной среды, а цыплят четвёртой группы сначала держали в обычных условиях, а на второй день переносили в обогащённую среду. У всех подопытных цыплят оценивали экспрессию гена c-fos на второй день после вылупления. Что оказалось? У первых трёх групп, несмотря на такие разные условия, в которых они провели два дня своей короткой жизни, c-fos не проявил себя. Зато у четвёртой группы, которым сменили среду на зрительно обогащённую, c-fos активизировался. Для них она была внове, в то время как цыплята третьей группы уже успели к ней привыкнуть.

Экспрессия c-fos увеличивалась и у цыплят, которые клевали заинтересовавшую их бусинку, она оказывалась горькой, и птенцы с одного раза обучались избегать её в дальнейшем.

Но вообще выяснилось, что активация гена вовсе не зависит от успешности обучения и точно так же сопровождает ошибочные действия.

[attention type=red]

Ген c-fos реагирует и просто на новый объект — для его активации достаточно однократного предъявления животному нового объекта всего на 10 секунд.

[/attention]

Исследователи предположили, что c-fos и другие ранние гены — тот самый мостик, через который индивидуальный опыт животного вступает во взаимодействие с его генетическим аппаратом.

Примечания

  1. Brodmann Korbinian.
    Vergleichende Lokalisationslehre der Grosshirnrinde : in ihren Principien dargestellt auf Grund des Zellenbaues. — Leipzig: Johann Ambrosius Barth Verlag, 1909.
  2. Сапин М. Р., Билич Г. Л.
    Анатомия человека. — М.:: «Высшая школа», 1989.

    — С. 417. — 544 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-06-001145-3.

  3. Gerhardt von Bonin & Percival Bailey.
    The Neocortex of Macaca Mulatta. — Urbana, Illinois: The University of Illinois Press, 1925.
  4. Е. Д. Хомская.
    Нейропсихология, 4-е издание. — Питер, 2008.

Вторая ипостась гена

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

Чтобы это проверить, нужно было посмотреть, вызывает ли обучение синтез нуклеиновых кислот и белков в мозге. После того как стал известен принцип работы генома — ДНК → РНК → белок, эксперименты стали более целенаправленными. И вот что выяснилось. Сразу после того, как животных обучали какому-либо навыку, в их мозге усиливается синтез РНК.

(Для того чтобы это обнаружить, им вводили вещества-предшественники РНК с радиоактивной меткой). Это происходило и с мышами, которых обучали избегать электрического тока в ответ на звуковой сигнал, и с цыплятами, у которых вырабатывали запечатление на объект, и с золотыми рыбками, которых обучали плавать с прикреплённым к брюшку плотиком.

А если синтез РНК затормозить, то животные совершают много ошибок или вообще не способны усвоить навык.

В это же время в мозгу синтезируются и новые белки — это также удалось определить по включению радиоактивных изотопов. Блокаторы синтеза белка нарушают долговременную память, не затрагивая память краткосрочную.

Из этого становится понятно, как работают гены: при обучении на матрице ДНК синтезируется РНК, которая, в свою очередь, порождает новые белки. Эти белки вступают в действие через несколько часов после приобретения информации, и они-то обеспечивают её хранение.

А инициаторы всех этих событий — электрические процессы, происходящие на мембране нервной клетки.

Группа исследователей из отдела системогенеза Института нормальной физиологии РАМН под руководством доктора медицинских наук члена-корреспондента РАМН К.В.

Анохина поставила перед собой задачу найти такие методы исследования, которые бы позволяли одновременно исследовать активность нервных клеток во всём мозгу в связи с каким-либо поведением или познавательной (когнитивной) деятельностью.

«Начиная работу, мы были убеждены, что информация от синапсов передаётся на другой, более глубокий уровень — проникает в ядро клетки и каким-то образом изменяет работу генов, — говорит Константин Владимирович — Осталось найти эти гены».

[attention type=green]

Надо сказать, что в клетках мозга работает несметное множество генов — у человека половина из всех изученных генов экспрессируется только там. Задача была в том, чтобы из всего их множества найти ключевые, участвующие в сохранении новой информации.

[/attention]

Поиск увенчался успехом в середине 1980-х годов, когда К.В. Анохин и его коллеги обратили внимание на так называемые «непосредственные ранние гены». Такое название они получили за способность первыми откликаться на внеклеточные стимулы.

Роль же «ранних» генов заключается в том, чтобы «разбудить» другие — поздние гены. Их продукты — регуляторные белки — транскрипционные факторы, воздействуют на участки молекулы ДНК и запускают процесс транскрипции — переписывания информации с ДНК на РНК.

В конце концов «поздние» гены синтезируют свои белки, которые вызывают в клетке необходимые изменения, например образуют новые связи нейрона.

Правильные движения требуют точных карт тела

Так как мозг использует карты для принятия решений о том, как совершить то или иное движение, очевидно, что чем более точная у вас карта, тем более точным и совершенным будет движение. Соответственно и наоборот, если карта неясная или размытая, выбор различных возможностей движения будет ограничен.

Эти положения подтверждаются тем фактом, что части тела, которые требуется двигать более, часто имеют большие по размеру карты. Например, рука способна выполнять чрезвычайно точные и дифференцированные движения и ощущать различные воздействия — в мозге для ее контроля отведена большая область.

При этом мозг отводит очень немного пространства для создания карт частей тела, которым уделяется мало внимания, таким как середина спины или локоть. Если бы мы нарисовали изображение человеческого тела, где каждая его часть имела размер, пропорциональный ее виртуальному аналогу, мы бы увидели вот такого человечка.

Эта фигура называется гомункул.

Еще одним подтверждением того, что карты чрезвычайно важны для координации, является то, что они на самом деле становятся больше, когда мы активно используем ту или иную часть тела. Например, часть мозга музыканта, которая ощущает и контролирует пальцы, заметно больше, чем аналогичная часть у человека, который не использует свои руки настолько активно.

Цитоархитектонические поля Бродмана в полушариях головного мозга

Карта мозга по бродману

Нейроны коры больших полушарий играют роль улавливания, приема и передачи многообразных видов раздражений. Они передают импульсы в центральную нервную систему и иные ядра анализаторов.

Иван Петрович Павлов описывал полушария головного мозга как скопление корковых анализаторов, где рождаются ответные реакции, влияющие на активность организма.

История изучения

В Германии в 1909 году врач-ученый Корбиниан Бродман впервые построил и описал карты цитоархитектонических полей Бродмана. Спустя 10 лет О. Фогт и Ц. Фогт изучили и описали больше сотни миело-архитектонических областей в полушариях мозга.

В результате в государственном научном центре неврологии И. Н. Филимоновым и С.А. Саркисовым выпущена карта полушарий мозга по Бродману, в которой описаны 47 полей.

Поля Бродмана чаще всего используются при изучении нейронной организации головного мозга и ее функционирования. Разделение той или иной области мозга к конкретному разделу полей проводилось на основе гистологического анализа — цветовой окраске по Нисслю.

Группы полей головного мозга по Бродману

Описание полей Бродмана в коре головного мозга по зонам:

  1. Первая зона — моторная, ответственная за реакции активных движений. В эту зону входят 4, 6, 8, 9 поля Бродмана. 4 отвечает за моторику, находится в прецентральной извилине. 6 выделяется в передних областях прецентральной извилины и в районе средней лобной извилины. 8 координирует произвольную подвижность глаз и находится в задних отделах верхней и средней лобной извилин. 9 располагается в префронтальной области.
  2. Вторая зона — аффективная. Включает в себя области коры мозга сзади роландовой борозды. Здесь располагаются 1, 2, 3, 5 и 7 поля. Верхняя часть зоны отвечает за тактильные ощущения ног и гениталий. Нижележащие области — за ощущения в области рук, черепа и ротовой полости. Вторая зона непосредственно взаимодействует с первой. В первой зоне располагаются афферентные нервные клетки, принимающие стимулы от проприоцепторов — это моторные сенсорные области. Во второй зоне размещаются двигательные компоненты — это сенсомоторные области, регулирующие формирование и интенсивность чувств боли.
  3. Третья зона – зрительная, располагающаяся в затылочной области коры мозга. В нее входят 17, 18, 19 поля Бродмана. 17-е относят к первичной зрительной области, а 18 и 19 — вторичной зрительной. От вторичных областей в первичные поступают зрительные возбуждения и там уже обрабатываются. При патологиях 17 поля Бродмана возникает корковая слепота — утрата зрительного восприятия. При нарушении 18 поражается функция идентификации и восприятия письменной речи. При патологиях 19 отмечаются галлюцинации и нарушения образного запоминания.
  4. Четвертая зона – слуховая, выделяется в височной зоне коры мозга. В нее включается 22, 41, 42, 52 поля. При поражении 22 отмечаются слуховые галлюцинации, страдает ориентирование на звук, возникает музыкальная глухота. При патологиях 42 страдает распознавание звуков, а поражение 41 – корковая глухота, то есть полная утрата слухового восприятия. 52 — это зона, которая отвечает за пространственное восприятие , звуков и речи.
  5. В пятую – обонятельную зону входит 11 и 29 поля, которые выделяются в грушевидной извилине. Отвечают за распознавание различных запахов.
  6. Шестая зона – вкусовая, включающая в себя 43-е поле.
  7. Седьмая зона — речевая, у правшей находится в левом полушарии. Сюда входит 22 поле — речевой центр Вернике, 37 — контролирует произвольную речь и ее понимание, 47 — области пения, 44 и 45 – речевые центры Брокка.
  8. 24, 25 и 26 поля Бродмана выполняют задачу распознавания несовпадений и ошибок.

Статья в тему:  Симптомы и лечение разных форм синдрома позвоночной артерии

Схема полей Бродмана:

Центры первой сигнальной системы

Первая сигнальная система числится как у Homo sapiens, так и у других живых существ. Она выполняет функции понимания и анализа раздражений, исходящих из окружающего мира и проявляющиеся в форме ощущений и представлений.

Центры первой сигнальной системы располагаются в ядрах анализаторов сенсорной чувствительности, двигательных анализаторах, слуховых, кожных, зрительных и обонятельных.

Обозначаются в верхней и нижней теменной области мозга, в прецентральной и надкраевой борозде, а также в толще латеральной борозды (слуховые ядра).

Назначение данной системы представлено в таблице полей Бродмана:

Поля по БродмануЯдра анализатораФункции
1, 2, 3, 5, 7КорковыеОтветственно за восприятие температуры и боли, а также осязательные ощущения. Проводящие аффективные пути, тянущиеся к коре большого мозга, пересекаются в районе спинного и продолговатого мозга. Из-за этого функции любого из полушарий контролируются диаметрально инверсной частью тела.
6 и 4МоторныеЗдесь выделяются нейроны, реакции от которых контролируют мышцы нижней части тела и лицевые.
8Черепа и глазЯдра, которые контролируют движения головы и глаз.
40МоторныеКонтролируют произвольные целенаправленные движения животного или человека.
18, 17 и 19ЗрительныеОтвечают за зрительную память, восприятие образов и ориентировку в незнакомых местах.
7КожныеВыполняет тактильные функции распознавания объектов и поверхностей на ощупь и других видов кожной чувствительности.
41, 42 и 52СлуховыеВосприятие и запоминание звуков извне.
43ОбонятельноеФилогенетически самая старая область коры мозга. Обеспечивает функцию восприятия и запоминания запахов. Тесно связана с вкусовыми ощущениями.

На картинке изображены поля коры больших полушарий по Бродману и их функции:

Вторая сигнальная система

Вторая сигнальная система существует исключительно у Homo sapiens, ее возникновение объясняется речевыми способностями и мышлением.

Размещается вторая сигнальная система в ядрах моторного анализатора написанного текста, речедвигательного анализатора, понимания вербальной и невербальной речи. Ядра второй системы раскинулись в задних и центральных областях нижележащей лобной извилины, а также в вышележащей височной борозде и внизу теменной доли.

По ядрам определяется назначение второй сигнальной системы.

Ядро восприятия письменности включает в себя поле 40, оно отвечает за изображение и понимание написанных букв. Контролирует также движения рук, повороты черепа и глаз, тонкую моторику.

Речедвигательная область состоит из поля 44 — это речевой центр Брокка, а также 45, связанное с музыкальным восприятием. Это ядро взаимосвязано с областями движений, так как в речевом процессе играет роль моторика многих мышц языка и рта. Выполняет функции устного воспроизведения звуков, слов и фраз.

Слуховое ядро устной речи состоит из поля 42 и 22, контролирует задачу распознавания и понимания устных звуков речи.

Ядро письменной речи — поле 29, обеспечивает функции анализа, восприятия и понимания написанного текста и чтения.

Источник: https://med-anketa.ru/citoarhitektonicheskie-polya-brodmana-v-polushariyah-golovnogo-mozga/

Медик
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: