Кора головного мозга и многообразие ее функций. Функции и строение коры головного мозга

30.07.2013

Образована нейронами, представляет собой слой серого вещества, который покрывает полушария большого мозга. Её толщина 1,5 - 4,5 мм, площадь у взрослого 1700 – 2200 см 2 . Миелинизированные волокна, образующие белое вещество конечного мозга, соединяют кору с остальными отделами могза . Приблизительно 95 процентов поверхности полушарий является неокортексом или новой корой, которая филогенетически считается самым поздним образованием головного мозга. Архиокортекс (старая кора) и палеокортекс (древняя кора) имеют более примитивное строение, для них характерно нечёткое разделение на слои (слабая стратификация).

Строение коры.

Неокортекс образован шестью слоями клеток: молекулярной пластинкой, наружной зернистой пластинкой, наружной пирамидной пластинкой, внутренней зернистой и пирамидной пластинками, мультиформной пластинкой. Каждый слой отличается наличием нервных клеток определённого размера и формы.

Первый слой – молекулярная пластинка, которая образована небольшим количеством горизонтально ориентированных клеток. Содержит ветвящиеся дендриты пирамидных нейронов нижележащих слоёв.

Второй слой – наружная зернистая пластинка, состоящая из тел звездчатых нейронов и пирамидных клеток. Сюда же относится и сеть тонких нервных волокон.

Третий слой – наружная пирамидная пластинка состоит из тел пирамидных нейронов и отростков, которые не образуют длинных проводящих путей.

Четвёртый слой – внутренняя зернистая пластинка образована плотно расположенными звездчатыми нейронами. К ним прилегают таламокортикальные волокна. К этому слою относятся пучки миелиновых волокон.

Пятый слой – внутренняя пирамидная пластинка сформирована в основном крупными пирамидными клетками Беца.

Шестой слой – мультиформная пластинка, состоящая из большого числа мелких полиморфных клеток. Данный слой плавно переходит в белое вещество больших полушарий.

Бороздами кора головного мозга каждого из полушарий делится на четыре доли.

Центральная борозда начинается на внутренней поверхности, спускается вниз полушария и отделяет лобную долю от теменной. Латеральная борозда берёт начало от нижней поверхности полушария, косо поднимается к верху и заканчивается на середине верхнелатеральной поверхности. Теменно-затылочная борозда локализуется в задней части полушария.

Лобная доля.

Лобная доля имеет следующие структурные элементы: лобный полюс, предцентральную извилину, верхнюю лобную извилину, среднюю лобную извилину, нижнюю лобную извилину, покрышечную часть, треугольную и глазничную часть. Предцентральная извилина является центром всех двигательных актов: начиная от элементарных функций и заканчивая сложными комплексными действиями. Чем богаче и дифференцированнее действие, тем большую зону занимает данный центр. Интеллектуальная активность контролируется латеральными отделами. Медиальная и орбитальная поверхность отвечают за эмоциональное поведение и вегетативную активность.

Теменная доля.

В её пределах различают постцентральную извилину, внутритеменную борозду, парацентральную дольку, верхнюю и нижнюю теменные дольки, надкраевую и угловую извилины. Соматическая чувствительная кора головного мозга располагается в постцентральной извилине, существенной особенностью расположения функций здесь является соматотопическое расчленение. Всю оставшуюся теменную долю занимает ассоциативная кора. Она отвечает за распознавание соматической чувствительности и её взаимосвязь с различными формами сенсорной информации.

Затылочная доля.

Является самой малой по размерам и включает полулунную и шпорную борозды, поясную извилину и участок клиновидной формы. Здесь располагается корковый центр зрения. Благодаря чему человек может воспринимать зрительные образы, распознавать и оценивать их.

Височная доля.

На боковой поверхности можно выделить три височные извилины: верхнюю, среднюю и нижнюю, также несколько поперечных и две затылочно-височных извилин. Здесь, кроме того, находится извилина гиппокампа, которая считается центром вкуса и обоняния. Поперечные височные извилины являются зоной контролирующей слуховое восприятие и интерпретацию звуков.

Лимбический комплекс.

Объединяет группу структур, которые находятся в краевой зоне коры больших полушарий и зрительного бугра промежуточного мозга. Это лимбическая кора головного мозга, зубчатая извилина, миндалевидное тело, перегородочный комплекс, сосцевидные тела, передние ядра, обонятельные луковицы, пучки соединительных миелиновых волокон. Главная функция этого комплекса – это контроль эмоций, поведения и стимулов, а также функций памяти.

Основные нарушения функций коры.

Основные расстройства, которым подвергается кора головного мозга , делят на очаговые и диффузные. Из очаговых наиболее часто встречаются:

Афазия – расстройство или полная утрата речевой функции;

Аномия – неспособность называть различные объекты;

Дизартрия – расстройство артикуляции;

Просодия – нарушение ритмики речи и расстановки ударений;

Апраксия – неспособность выполнить привычные движения;

Агнозия – утрата способности узнавать предметы при помощи зрения или осязания;

Амнезия – нарушение памяти, которое выражается незначительной или полной неспособности воспроизводить информацию, полученную человеком в прошлом.

К диффузным расстройствам относят: оглушение, сопор, кому, делирий и деменцию.

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

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

Функции коры

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

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

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

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

Строение слоев коры головного мозга

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

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

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

Области коры головного мозга

По выполняемым функциям в рассматриваемой структуре можно выделить три области:

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

Последствия повреждений коры мозга

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

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

Чтение укрепляет нейронные связи:

Кора мозга – пласт серого вещества на поверхности больших полушарий, толщиной 2-5 мм, образующий много­численные борозды, извилины значительно увеличивающие ее площадь. Кора образована телами нейронов и глиальных клеток, расположенных послойно («экранный» тип организа­ции). Под ней лежит белое вещество, представленное нерв­ными волокнами.

Кора представляет собой наиболее молодой филогене­тически и наиболее сложный по морфофункциональной ор­ганизации отдел мозга. Это место высшего анализа и синтеза всей информации поступающей в мозг. Здесь происходит ин­теграция всех сложных форм поведения. Кора мозга отвечает за сознание, мышление, память, «эвристическую деятель­ность» (способность к обобщениям, открытиям). В коре со­держится более 10 млрд. нейронов и 100 млрд. глиальных клеток.

Нейроны коры по количеству отростков только муль­типолярные, а по их месту в рефлекторных дугах и выпол­няемым функциям все они вставочные, ассоциативные. По функции и строению в коре выделяют более 60 типов нейро­нов. По форме различают две их основных группы: пирамид­ные и непирамидные. Пирамидные нейроны являются ос­новным типом нейронов коры. Размеры их перикарионов от 10 до 140 мкм, на срезе они имеют пирамидную форму. От их верхнего угла вверх отходит длинный (апикальный) денд­рит, который Т-образно делится в молекулярном слое. От боковых поверхностей тела нейрона отходят боковые денд­риты. На дендритах и теле нейрона имеются многочисленные синапсы других нейронов. От основания клетки отходит ак­сон, который либо идёт в другие участки коры, либо к дру­гим отделам головного и спинного мозга. Среди нейронов коры мозга различают ассоциативные – связывающие уча­стки коры внутри одного полушария, комиссуральные – их аксоны идут в другое полушарие, и проекционные – их ак­соны идут в нижележащие отделы мозга.

Среди непирамидных нейронов наиболее часто встреча­ются звёздчатые и веретеновидные клетки. Звёздчатые ней­роны - это мелкие клетки с короткими сильно ветвящимися дендритами и аксонами, образующими внутрикорковые связи. Одни из них оказывают тормозное, а другие - возбуж­дающее влияние на пирамидные нейроны. Веретеновидные нейроны имеют длинный аксон, который может идти в вер­тикальном, или горизонтальном направлении. Кора по­строена по экранному типу, то есть нейроны, сходные по структуре и функции расположены слоями (рис. 9-7). Таких слоёв в коре шесть:

1. Молекулярный слой – самый наружный. В нём на­ходится сплетение нервных волокон, расположенных парал­лельно поверхности коры. Основную массу этих волокон со­ставляют ветвления апикальных дендритов пирамидных ней­ронов нижележащих слоёв коры. Сюда же приходят аффе­рентные волокна от зрительных бугров, регулирующих воз­будимость корковых нейронов. Нейроны в молекулярном слое в основном мелкие, веретеновидные.

2. Наружный зернистый слой. Состоит из большого числа звёздчатых клеток. Их дендриты идут в молекулярный слой и образуют синапсы с таламо-кортикальными аффе­рентными нервными волокнами. Боковые дендриты связыва­ются с соседними нейронами этого же слоя. Аксоны обра­зуют ассоциативные волокна, которые идут через белое ве­щество в соседние участки коры и там образуют синапсы.

3. Наружный слой пирамидных нейронов (пирамид­ный слой). Он образован пирамидными нейронами средней вели­чины. Так же, как у ней­ронов второго слоя, их денд­риты идут в молекулярный слой, а аксоны – в белое ве­щество.

4. Внутренний зернистый слой. Он содержит много звёздчатых нейронов. Это ассоциативные, афферентные ней­роны. Они образуют многочисленные связи с другими ней­ронами коры. Здесь расположен ещё один слой горизонталь­ных волокон.

5. Внутренний слой пирамидных нейронов (ганглио­нарный слой). Он образован крупными пирамидными нейро­нами. Последние особенно велики в моторной коре (прецен­тральной извилине), где имеют размеры до 140 мкм и назы­ваются клетками Беца. Их апикальные дендриты поднима­ются в молекулярный слой, боковые дендриты образуют связи с соседними клетками Беца, а аксоны – проекционные эфферентные волокна, идущие в продолговатый и спинной мозг.

6. Слой веретеновидных нейронов (слой полиморфных клеток) состоит в основном из веретеновидных нейронов. Их дендриты идут в молекулярный слой, а аксоны – к зритель­ным буграм.

Шестислойный тип строения коры характерен для всей коры, однако в разных её участках выраженность слоёв, а также форма и расположение нейронов, нервных волокон значительно различаются. По этим признакам К. Бродман выделил в коре 50 цитоархитектонических полей . Эти поля также различаются по функции и обмену веществ.

Специфическую организацию нейронов называют цито­архитектоникой. Так, в сенсорных зонах коры пирамидный и ганглиозный слои выражены слабо, а зернистые слои - хо­рошо. Такой тип коры называется гранулярным. В мотор­ных зонах, напротив, зернистые слои развиты плохо, а пира­мидные хорошо. Это агранулярный тип коры.

Кроме того, существует понятие миелоархитектоника . Это определённая организация нервных волокон. Так, в коре мозга различают вертикальные и три горизонтальных пучка миелиновых нервных волокон. Среди нервных волокон коры мозга различают ассоциативные – связывающие участки коры одного полушария, комиссуральные – соединяющие кору разных полушарий и проекционные волокна – связы­вающие кору с ядрами ствола мозга.

Рис. 9-7. Кора больших полуша-рий головного моз-га чело­века.

А, Б. Расположение кле­ток (цитоархитектоника).

В. Расположе­ние миелино­вых волокон (миелоархитектоника).

Кора больших полушарий головного мозга , слой серого вещества толщиной 1-5 мм, покрывающий полушария большого мозга млекопитающих животных и человека. Эта часть головного мозга, развившаяся на поздних этапах эволюции животного мира, играет исключительно важную роль в осуществлении психической, или высшей нервной деятельности, хотя эта деятельность является результатом работы мозга как единого целого. Благодаря двусторонним связям с нижележащими отделами нервной системы, кора может участвовать в регуляции и координации всех функций организма. У человека кора составляет в среднем 44% от объёма всего полушария в целом. Её поверхность достигает 1468-1670 см2.

Строение коры . Характерной особенностью строения коры является ориентированное, горизонтально-вертикальное распределение составляющих её нервных клеток по слоям и колонкам; таким образом, корковая структура отличается пространственно упорядоченным расположением функционирующих единиц и связей между ними. Пространство между телами и отростками нервных клеток коры заполнено нейроглией и сосудистой сетью (капиллярами). Нейроны коры подразделяются на 3 основных типа: пирамидные (80-90% всех клеток коры), звездчатые и веретенообразные. Основные функциональный элемент коры - афферентно-эфферентный (т. е. воспринимающий центростремительные и посылающий центробежные стимулы) длинноаксонный пирамидный нейрон. Звездчатые клетки отличаются слабым развитием дендритов и мощным развитием аксонов, которые не выходят за пределы поперечника коры и охватывают своими разветвлениями группы пирамидных клеток. Звездчатые клетки выполняют роль воспринимающих и синхронизирующих элементов, способных координировать (одновременно тормозить или возбуждать) пространственно близкие группы пирамидных нейронов. Корковый нейрон характеризуется сложным субмикроскопическим строением.Различные по топографии участки коры отличаются плотностью расположения клеток, их величиной и другими характеристиками послойной и колончатой структуры. Все эти показатели определяют архитектуру коры, или её цитоархитектонику Наиболее крупные подразделения территории коры - древняя (палеокортекс), старая (архикортекс), новая (неокортекс) и межуточная кора. Поверхность новой коры у человека занимает 95,6%, старой 2,2%, древней 0,6%, межуточной 1,6%.

Если представить себе кору мозга в виде единого покрова (плаща), одевающего поверхность полушарий, то основная центральная часть его составит новая кора, в то время как древняя, старая и межуточная займут место на периферии, т. е. по краям этого плаща. Древняя кора у человека и высших млекопитающих состоит из одного клеточного слоя, нечетко отделённого от нижележащих подкорковых ядер; старая кора полностью отделена от последних и представлена 2-3 слоями; новая кора состоит, как правило, из 6-7 слоев клеток; межуточные формации - переходные структуры между полями старой и новой коры, а также древней и новой коры - из 4-5 слоев клеток. Неокортекс подразделяется на следующие области: прецентральную, постцентральную, височную, нижнетеменную, верхнетеменную, височно-теменно-затылочную, затылочную, островковую и лимбическую. В свою очередь, области подразделяются на подобласти и поля. Основной тип прямых и обратных связей новой коры - вертикальные пучки волокон, приносящие информацию из подкорковых структур к коре и посылающие её от коры в эти же подкорковые образования. Наряду с вертикальными связями имеются внутрикортикальные - горизонтальные - пучки ассоциативных волокон, проходящие на различных уровнях коры и в белом веществе под корой. Горизонтальные пучки наиболее характерны для I и III слоев коры, а в некоторых полях для V слоя.

Горизонтальные пучки обеспечивают обмен информацией как между полями, расположенными на соседних извилинах, так и между отдалёнными участками коры (например, лобной и затылочной).

Функциональные особенности коры обусловливаются упомянутым выше распределением нервных клеток и их связей по слоям и колонкам. На корковые нейроны возможна конвергенция (схождение) импульсов от различных органов чувств. Согласно современным представлениям, подобная конвергенция разнородных возбуждений - нейрофизиологический механизм интегративной деятельности головного мозга, т. е. анализа и синтеза ответной деятельности организма. Существенное значение имеет и то, что нейроны сведены в комплексы, по-видимому, реализующие результаты конвергенции возбуждений на отдельные нейроны. Одна из основных морфо-функциональных единиц коры - комплекс, называемый колонкой клеток, который проходит через все корковые слои и состоит из клеток, расположенных на одном перпендикуляре к поверхности коры. Клетки в колонке тесно связаны между собой и получают общую афферентную веточку из подкорки. Каждая колонка клеток отвечает за восприятие преимущественно одного вида чувствительности. Например, если в корковом конце кожного анализатора одна из колонок реагирует на прикосновение к коже, то другая - на движение конечности в суставе. В зрительном анализаторе функции восприятия зрительных образов также распределены по колонкам. Например, одна из колонок воспринимает движение предмета в горизонтальной плоскости, соседняя - в вертикальной и т. п.

Второй комплекс клеток новой коры - слой - ориентирован в горизонтальной плоскости. Полагают, что мелкоклеточные слои II и IV состоят в основном из воспринимающих элементов и являются «входами» в кору. Крупноклеточный слой V - выход из коры в подкорку, а среднеклеточный слой III - ассоциативный, связывающий между собой различные корковые зоны

Локализация функций в коре характеризуется динамичностью в силу того, что, с одной стороны, имеются строго локализованные и пространственно отграниченные зоны коры, связанные с восприятием информации от определенного органа чувств, а с другой - кора является единым аппаратом, в котором отдельные структуры тесно связаны и в случае необходимости могут взаимозаменяться (т. н. пластичность корковых функций). Кроме того, в каждый данный момент корковые структуры (нейроны, поля, области) могут образовывать согласованно действующие комплексы, состав которых изменяется в зависимости от специфических и неспецифических стимулов, определяющих распределение торможения и возбуждения в коре. Наконец, существует тесная взаимозависимость между функциональным состоянием корковых зон и деятельностью подкорковых структур. Территории коры резко различаются по своим функциям. Большая часть древней коры входит в систему обонятельного анализатора. Старая и межуточная кора, будучи тесно связанными с древней корой как системами связей, так и эволюционно, не имеют прямого отношения к обонянию. Они входят в состав системы, ведающей регуляцией вегетативных реакций и эмоциональных состояний. Новая кора - совокупность конечных звеньев различных воспринимающих (сенсорных) систем (корковых концов анализаторов).

Принято выделять в зоне того или иного анализатора проекционные, или первичные, и вторичные, поля, а также третичные поля, или ассоциативные зоны. Первичные поля получают информацию, опосредованную через наименьшее количество переключений в подкорке (в зрительном бугре, или таламусе, промежуточного мозга). На этих полях как бы спроецирована поверхность периферических рецепторов.В свете современных данных, проекционные зоны нельзя рассматривать как устройства, воспринимающие раздражения «точку в точку». В этих зонах происходит восприятие определенных параметров объектов, т. е. создаются (интегрируются) образы, поскольку данные участки мозга отвечают на определенные изменения объектов, на их форму, ориентацию, скорость движения и т. п.

Корковые структуры играют первостепенную роль в обучении животных и человека. Однако образование некоторых простых условных рефлексов, главным образом с внутренних органов, может быть обеспечено подкорковыми механизмами. Эти рефлексы могут образовываться и на низших уровнях развития, когда ещё нет коры. Сложные условные рефлексы, лежащие в основе целостных актов поведения, требуют сохранности корковых структур и участия не только первичных зон корковых концов анализаторов, но и ассоциативных - третичных зон. Корковые структуры имеют прямое отношение и к механизмам памяти. Электрораздражение отдельных областей коры (например, височной) вызывает у людей сложные картины воспоминаний.

Характерная особенность деятельности коры - её спонтанная электрическая активность, регистрируемая в виде электроэнцефалограммы (ЭЭГ). В целом кора и её нейроны обладают ритмической активностью, которая отражает происходящие в них биохимические и биофизические процессы. Эта активность имеет разнообразную амплитуду и частоту (от 1 до 60 гц) и изменяется под влиянием различных факторов.

Ритмическая активность коры нерегулярна, однако можно по частоте потенциалов выделить несколько разных типов её (альфа-, бета-, дельта- и тета-ритмы). ЭЭГ претерпевает характерные изменения при многих физиологических и патологических состояниях (различных фазах сна, при опухолях, судорожных припадках и т. и.). Ритм, т. е. частота, и амплитуда биоэлектрических потенциалов коры задаются подкорковыми структурами, которые синхронизируют работу групп корковых нейронов, что и создаёт условия для их согласованных разрядов. Этот ритм связан с апикальными (верхушечными) дендритами пирамидных клеток. На ритмическую деятельность коры накладываются влияния, идущие от органов чувств. Так, вспышка света, щелчок или прикосновение к коже вызывают в соответствующих зонах т. н. первичный ответ, состоящий из ряда позитивных волн (отклонение электронного луча на экране осциллографа вниз) и негативной волны (отклонение луча вверх). Эти волны отражают деятельность структур данного участка коры и меняются в её различных слоях.

Филогенез и онтогенез коры . Кора - продукт длительного эволюционного развития, в процессе которого сначала появляется древняя кора, возникающая в связи с развитием обонятельного анализатора у рыб. С выходом животных из воды на сушу начинает интенсивно развиваться т. н. плащевидная, полностью обособленная от подкорки часть коры, которая состоит из старой и новой коры. Становление этих структур в процессе приспособления к сложным и разнообразным условиям наземного существования связано (совершенствованием и взаимодействием различных воспринимающих и двигательных систем. У земноводных кора представлена древней и зачатком старой коры, у пресмыкающихся хорошо развиты древняя и старая кора и появляется зачаток новой коры. Наибольшего развития новая кора достигает у млекопитающих, а среди них у приматов (обезьяны и человек), хоботных (слоны) и китообразных (дельфины, киты). В связи с неравномерностью роста отдельных структур новой коры её поверхность становится складчатой, покрываясь бороздами и извилинами. Совершенствование коры конечного мозга у млекопитающих неразрывно связано с эволюцией всех отделов центральной нервной системы. Этот процесс сопровождается интенсивным ростом прямых и обратных связей, соединяющих корковые и подкорковые структуры. Т. о., на более высоких этапах эволюции функции подкорковых образований начинают контролироваться корковыми структурами. Данное явление получило название кортиколизации функций. В результате кортиколизации ствол мозга образует с корковыми структурами единый комплекс, а повреждение коры на высших этапах эволюции приводит к нарушению жизненно важных функций организма. Наибольшие изменения и увеличение в процессе эволюции новой коры претерпевают ассоциативные зоны, в то время как первичные, сенсорные поля уменьшаются по относительной величине. Разрастание новой коры приводит к вытеснению старой и древней на нижнюю и срединную поверхности мозга.

Корковая пластинка появляется в процессе внутриутробного развития человека сравнительно рано - на 2-м месяце. Раньше всего выделяются нижние слои коры (VI-VII), затем - более высоко расположенные (V, IV, III и II;)К 6 месяцам у эмбриона уже имеются все цитоархитектонические поля коры, свойственные взрослому человеку. После рождения в росте коры можно выделить три переломных этапа: на 2-3-м месяце жизни, в 2,5-3 года и в 7 лет. К последнему сроку цитоархитектоника коры полностью сформирована, хотя тела нейронов продолжают увеличиваться до 18 лет. Корковые зоны анализаторов завершают своё развитие раньше, и степень их увеличения меньше, чем у вторичных и третичных зон. Отмечается большое разнообразие в сроках созревания корковых структур у разных индивидуумов, что совпадает с разнообразием сроков созревания функциональных особенностей коры. Т. о., индивидуальное (онтогенез) и историческое (филогенез) развитие коры характеризуется сходными закономерностями.

На тему : строение коры головного мозга

Подготовила

Мозговая кора входит в состав большинства существ на земле, однако именно у человека данная область достигла наибольшего развития. Специалисты утверждают, что это способствовало вековая трудовая деятельность, которая сопровождает нас на протяжении всей жизни.

В этой статье мы рассмотрим строение, а также за что отвечает кора мозга.

Корковая часть головного мозга играет главную функционирующую роль для человеческого организма в целом и состоит из нейронов, их отростков и глиальных клеток. В состав коры входят звездчатые, пирамидные и веретенообразные нервные клетки. Вследствие наличия складов, корковая область занимает достаточно большую поверхность.

В строение коры головного мозга включается послойная классификация, которая подразделяется на следующие слои:

• Молекулярный. Имеет отличительные отличия, которое отражается в низком клеточном уровне. Низкий показатель количества этих клеток, состоящих из волокон, тесно взаимосвязаны между собой
• Наружный зернистый. Клеточные субстанции этого слоя направляются в молекулярный слой
• Слой пирамидальных нейронов. Является наиболее широким слоем. Достиг наибольшей развитости в прецентральной извилине. Количество пирамидных клеток увеличивается в пределах 20-30 мкм от наружной зоны данного слоя к внутреннему
• Внутренний зернистый. Непосредственно зрительная кора головного мозга является тем участком, где внутренний зернистый слой достиг максимального своего развития
• Внутренний пирамидный. В его состав входят пирамидные клетки, имеющие крупный размер. Эти клетки переносятся до молекулярного слоя
• Слой мультиморфных клеток. Данный слой сформирован нервными клетками различного характера, но в большей степени веретенообразного типа. Внешняя зона характеризуется наличием более крупных клеток. Клетки внутреннего отдела характеризуются незначительным размером

Если рассматривать послойный уровень более тщательно, то можно увидеть, что кора большого мозга больших полушарий принимает на себя проекции каждого из уровней, протекающих в различных отделах ЦНС.

Зоны коры больших полушарий

Особенности клеточного строения корковой части мозга подразделяется на структурные единицы, а именно: зоны, поля, области и подобласти.

Кора мозга классифицируется на следующие проекционные зоны:

• Первичные
• Вторичные
• Третичные

В первичной зоне располагаются определенные нейронные клетки, к которым постоянно поступает рецепторный импульс (слуховой, зрительный). Вторичный отдел характеризуется наличием периферических отделов-анализаторов. Третичная принимает обработанные данные от первичной и вторичной зоны, а сама отвечает за условные рефлексы.

Также кора полушарий головного мозга подразделяется на ряд отделов или зон, которые позволяют регулировать множество человеческих функций.

Выделяет следующие зоны:

• Сенсорные - участки, в которых располагаются зоны коры головного мозга:
  • Зрительные
  • Слуховые
  • Вкусовые
  • Обонятельные
• Моторные. Это корковые области, раздражение которых может привести к определенным двигательным реакциям. Находятся в передней центральной извилине. Ее повреждение может привести к существенным двигательным нарушениям
• Ассоциативные. Данные корковые отделы находятся рядом с сенсорными зонами. Импульсы нервных клеток, которые направляются в сенсорную зону, формируют возбуждающий процесс ассоциативных отделов. Их поражение влекут за собой тяжелые нарушения процесса обучения и функций памяти

Функции долей коры головного мозга

Кора большого мозга и подкорка выполняют ряд человеческих функций. Непосредственно сами доли коры головного мозга содержат в себе такие необходимые центры, как:

• Двигательный, речевой центр (центр Брока). Располагается в нижней области лобной доли. Его повреждение может полностью нарушить речевую артикуляцию, то есть больной может понимать, что ему говорят, однако ответить не может
• Слуховой, речевой центр (центр Вернике). Находится в левой височной доле. Повреждение этой области может привести к тому, что человек будет не способен понять, что говорит другой человека, при этом способность излагать свои мысли остается. Также в этом случае серьёзно нарушается письменная речь

Функции речи выполняются сенсорными и двигательными зонами. Ее функции связаны с письменной речью, а именно чтением и письмом. Зрительная кора и головной мозг регулируют эту функцию.

Повреждение зрительного центра полушарий головного мозга ведет к полной потере навыков чтения и письма, а также к возможной потере зрения.

В височной доле расположен центр, который отвечает за процесс запоминание. Пациент с поражением данного участка не может запомнить названия определенных вещей. Однако само значение и функции предмета он понимает и может их описать.

Например, вместо слова «кружка» человек говорит: «это то, куда наливают жидкость, чтобы затем выпить».

Патологии коры мозга

Существует огромное количество заболеваний, поражающих мозг человека и в том числе его корковую структуру. Поражение коры приводит к нарушению работы ее ключевых процессов, а также снижает ее работоспособность.

К наиболее распространенным заболеваниям корковой части относятся:

• Болезнь Пика. Развивается у людей в пожилом возрасте и характеризуется отмиранием нервных клеток. При этом внешние проявления при данном заболевании практически идентичны болезни Альцгеймера, что можно заметить на этапе диагностирования, когда мозг похож на иссушенный грецкий орех. Стоит также отметить, что заболевание неизлечимо, единственное, на что направлена терапия так это на подавление или устранение симптоматики
• Менингит. Данное инфекционное заболевание косвенно затрагивает отделы коры головного мозга. Возникает вследствие поражения коры инфекцией пневмококка и ряда других. Характеризуется головными болями, повышенной температурой, резью в глазах, сонливостью, тошнотой
• Гипертоническая болезнь. При данном заболевании в коре мозга начинают формироваться очаги возбуждения, а исходящие импульсы от данного очага начинают сужать сосуды, что приводит к резким скачкам артериального давления
• Кислородное голодание коры головного мозга (гипоксия). Данное патологическое состояние чаще всего развивается в детском возрасте. Возникает вследствие недостатка кислорода или нарушения кровотока в головном мозга. Может привести к невозвратным изменениям нейронной ткани или летальному исходу

Большинство патологий мозга и коры невозможно определить исходя из проявляющейся симптоматики и внешних признаков. Для их выявления требуется прохождение специальных диагностических методов, которые позволяют исследовать практически любые, даже самые труднодоступные места и впоследствии определить состояние того или иного участка, а также проанализировать его работу.

Область коры диагностируется с помощью различных методик, о которых мы более подробно расскажем в следующей главе.

Проведение обследования

Для высокоточного обследования коры головного мозга используются такие методы, как:

• Магнитно-резонансная и компьютерная томография
• Энцефалография
• Позитронно-эмиссионная томография
• Рентгенография

Также используется ультразвуковое исследование мозга, однако этот метод является наименее эффективных в сравнении с вышеперечисленными методами. Из преимуществ ультразвукового исследования выделяют цену и быстроту обследования.

В большинстве случаев пациентам проводится диагностирование мозгового кровообращения. Для этого могут использоваться дополнительный ряд диагностик, а именно;

• Ультразвуковая допплерография. Позволяет выявить пораженные сосуды и изменения скорости кровотока в них. Метод обладает высокой информативностью и абсолютной безопасностью для здоровья
• Реоэнцефалография. Работа этого метода заключается в регистрации электрического сопротивления тканей, что позволяет сформировать линию пульсового кровотока. Позволяет определить состояние сосудов, их тонус и ряд других данных. Обладает меньшей информативностью, чем ультразвуковой способ
• Рентгеновская ангиография. Это стандартное рентгенологическое исследование, которое дополнительно проводится при помощи внутривенного введения контрастного вещества. Затем проводится сам рентген. В результате распространения вещества по всем организму, на экране подсвечиваются все потоки крови в головном мозге

Данные методы позволяют предоставить точную информацию о состоянии мозга, коры и показателей кровотока. Также существуют и другие способы, которые применяются в зависимости от характера заболевания, состояния пациента и других факторов.

Мозг человека является самым сложным органом, а на его изучение затрачиваются многочисленные ресурсы. Однако даже в эпоху инновационных методик его исследования, изучить определенные его участки не представляется возможным.

Мощность обработки процессов в головном мозге настолько значительна, что даже суперкомпьютер не в состоянии даже близко приблизиться по соответствующим показателям.

Кора большого мозга и сам головной мозг постоянно исследуются, вследствие чего открытие различных новых фактов о нем становиться все больше. Наиболее распространенные открытия:

• В 2017 году был проведен эксперимент, в котором были задействованы человек и суперкомпьютер. Выяснилось, что даже самая технически оснащенная техника способна сымитировать только 1 секунду мозговой активности. На задачу ушло целых 40 минут
• Объем человеческой памяти в электронной единице измерения количества данных, составляет около 1000 терабайт
• Мозг человека состоит более чем из 100 тысяч сосудистых сплетений, 85 млрд. нервных клеток. Также в мозгу имеется около 100 трлн. нейронных связей, которые обрабатывают человеческие воспоминания. Таким образом при познании чего-то нового структурная часть мозга также изменяется
• Когда человек пробуждается, головной мозг накапливает электрическое поле мощностью 25 ВТ. Этой мощности достаточно, что зажечь лампу накаливания
• Масса мозга составляет всего 2% от общей массы человека, тем не менее, мозг расходует около 16 % энергии в теле и более 17 % кислорода
• Головной мозг состоит на 80% из воды и на 60% из жира. Поэтому для поддержания нормальных функций мозгу необходимо здоровое питание. Употребляйте в пищу те продукты, которые содержат омега-3 жирные кислоты (рыба, оливковое масло, орехи) и ежедневно выпивайте необходимое количество жидкости
• Ученые выяснили, что если человек «сидит» на какой-либо диете, то мозг начинает есть сам себя. А низкие показатели кислорода в крови на протяжении нескольких минут, могут привести к нежелательным последствиям
• Забывчивость человека является естественным процессом, а уничтожение ненужной информации в мозге позволяет ему оставаться гибким. Также забывчивость может возникать искусственно, например, при употреблении алкоголя, который затормаживает естественные процессы в мозге

Активизация умственных процессов дает возможность генерировать дополнительную мозговую ткань, которая заменяет поврежденную. Поэтому необходимо постоянно умственно развиваться, что значительно снизит риск возникновения слабоумия в уже пожилом возрасте.