Роль кори великих півкуль головного мозку

Содержание статьи

Кора великих півкуль головного мозку — будова і функції

Кора великих півкуль — це частина мозку товщиною всього 2-3 мм, яка робить людину унікальною.

Деякі коркові області мають прості функції, вони приймають сенсорну інформацію і беруть участь у створенні рухів, тоді як інші відповідають за:

пам’ять;
мовк;
абстрактне мислення;
творчість;
увагу та емоції.

Структура тканини

У людей і великих ссавців церебральний кортекс складається, забезпечуючи значну площу поверхні в обмеженому обсязі черепа. Таке компактне розміщення відіграє ключову роль для мозкової провідності та функціональної організації.

Гребінь, або складка, в кортикальної тканини називається звивиною, а жолоб — борозною. Ці структурні елементи з’являються під час розвитку плоду, а потім продовжують розвиватися після народження в процесі гірифікації.

Основна частина коркового шару прихована в борозенках і не видна зовні. Нейрони, яких в кортексі від 14 до 16 млрд, організовані в стовпці та мініколонни.

Кора головного мозку скомпонована таким чином, що велика площа поверхні нервової тканини повинна вписатися в межі нейрокраніума. Якщо корковий шар розгорнути, то виявиться, що його на кожній півкулі приблизно 0,12 квадратних метра.

Деякі ссавці, наприклад, гризуни мають абсолютно гладку поверхню мозку, тобто зовсім без звивин і борозенок.

Товщина коркового шару не завжди однакова, наприклад, сенсорний шар тонше моторного. У ранніх дослідженнях нейрофізіологи стверджували, що товщина кортекса безпосередньо пов’язана з інтелектом. Одні вчені припускали, що соматосенсорні шари кори великих півкуль товщі у осіб, які страждають мігренню. Однак пізніші роботи повністю спростували цю теорію.

Долі великих півкуль головного мозку

Типи кортекса

Поверхня півкуль головного мозку утворена корою, яка має ламінарну організацію. Тобто тканини в ній розташовуються пошарово. Схожу організаційну структуру має шкіра і кісткова мембрана. Ґрунтуючись на кількості шарів, прийнято виділяти:

Неокортекс (ізокортекс, неопалій) — велика, найбільш зріла в еволюційному плані частина кори з шістьма різними шарами. Прикладом неокортикальної області є зорова і моторна кора. Цей тип, своєю чергою, має два підтипи: істинний ізокортекс, проізокортекс.
Алокортекс складається з трьох або чотирьох шарів. В еволюційному плані це більш древній, в якомусь сенсі навіть примітивна ділянка, розташований в середніх скроневих частках. Він пов’язаний з нюхом і функціями виживання, а також з вісцеральними та емоційними реакціями. І тут є два підтипи: палеокортекс з трьома кортикальними пластинками, архікортекс — з чотирма або п’ятьма. Перший включає грушоподібну частку, спеціалізація якої — нюх, другий складається з гіпокампу, що займається кодуванням вербальної пам’яті та просторовими функціями.

Однак на цьому типізація не закінчується, оскільки є ще проміжна область — паралімбічна кора, де шари 2, 3 і 4 об’єднуються. Крім того, кортекс ділять на 4 частки, відповідні вищерозміщеним кісткам черепа: лобова, скронева, тім’яна і потилична.

Головний мозок — латеральна поверхня

Будова неокортексу

Оскільки ізокортес переважає, варто докладніше розглянути його будову. Отже, шість кортикальних шарів, кожен з яких містить характерний тільки для нього розподіл різних нейронів, а також їх зв’язків з корковими та підкірковими областями.

I — молекулярний шар, який містить мало нейронів.
II — зовнішній зернистий.
III — зовнішній пірамідальний шар.
IV — внутрішній зернистий.
V — внутрішній пірамідальний.
VI — поліморфний (мультиформний) шар.

Коркові шари не просто лежать один на одному, всі вони мають зв’язки, які охоплюють всю товщину кори. Ці мікросхеми згруповані в стовпці та мініколони.

Будова і функції кори головного мозку передбачають її участь у виконанні різних когнітивних і поведінкових обов’язків. Кортекс, як і весь мозок, отримує кисень, глюкозу та інші поживні речовини через кров, яка тече по церебральних артеріях. А вени несуть від мозку до серця вуглекислий газ і метаболічні відходи.

Зачатки неокортексу

Функціональна система

Треба сказати, що з усіх областей головного мозку кортекс демонструє найбільші еволюційні успіхи, хоча він почав еволюціонувати відносно недавно. На відміну від дуже консервативного довгастого мозку, який виконує важливі функції, наприклад, регулює частоту серцебиття і стежить за диханням, багато ділянок кортекса нічого не вирішують в питаннях виживання.

Неокортекс по праву вважається головним досягненням еволюції та субстратом розумового розвитку людини. Хоча його зачатки вперше з’явилися ще у рептилій, що жили в кам’яновугільному періоді.

Старий, початковий варіант цього шару, являв собою однорідний шестишаровий лист, що складається з нейронів. Розмір, а також складність кортекса майже досягли досконалості у сучасної людини, яка, до слова, відокремилася від рівня миші майже 100 млн років тому.

Якби який-небудь новий орган повинен був істотно відрізняти людей від інших видів, то це неокортекс — центр екстраординарних здібностей Хомо сапієнс.

Прийнято виділяти три функціональні зони кори головного мозку:

сенсорну;
моторну (рухову);
асоціативну.

Сенсорна область

Кортекс пов’язаний з різними підкірковими структурами. Частини кори, які отримують сенсорні сигнали від таламуса (частина мозку з великою масою сірої речовини), називаються первинними сенсорними зонами.

Кожне з п’яти чуттів відноситься до певних груп клітин мозку, які класифікують та інтегрують інформацію. П’ять загальновизнаних сенсорних модальностей, включаючи зір, слух, смак, дотик, нюх, розташовані наступним чином:

Соматосенсорна кора розташована поперек центральної борозни. Вона налаштована особливим чином, щоб відповідати сусіднім руховим клітинам, пов’язаним з конкретними частинами тіла. Найбільш чутливими областями вважаються губи та кінчики пальців.
Основна смакова зона знаходиться в постцентральній звивині.
Нюх — єдина сенсорна система, яка не проходить через таламус. Вона розташовується уздовж нижньої поверхні скроневої частки.
Зорова зона знаходиться глибоко в потиличній частині та захована всередині складок.
Первинна слухова кора розташована на поперечній звивині.

Кожна півкуля головного мозку отримує інформацію з протилежного боку тіла. Наприклад, права первинна соматосенсорна кора знає, що роблять ліві кінцівки, а права зорова зона обробляє сигнали, одержувані з лівого ока. Коркові сенсорні карти показують структуру відповідного чутливого органу, який називається топографічною схемою.

Приклади таких схема (карт):

ретинотопна — відповідає точкам в сітківці ока;
тонотопічна — в первинній слуховій корі;
соматотопічна — в первинній сенсорній корі (схематично виглядає як спотворене зображення людини).

Корковий гомункулус — це фізичне уявлення людського тіла, що розташоване в мозку. Простіше кажучи, це погляд на тіло з точки зору мозку, засноване на ступені сенсорної іннервації.

Моторні зони

Вони розташовані як пара навушників, що простягаються від вуха до вуха, в обох півкулях кори. Беруть участь в контролі довільних рухів, особливо дрібних, виконуваних руками. Права половина моторної області управляє лівою стороною тіла, а ліва — правою.

Первинна моторна кора. Вносить основний внесок в генерацію нервових імпульсів, які контролюють виконання руху. Наприклад, згинання ліктя.
Премоторний кортекс. Дуже схожа на попередню функцію, але відповідає за складні рухи.
Додаткова моторна зона. Планує рухову активність, несе відповідальність за послідовність рухів, а також координує обидві сторони тіла.

Крім того, моторні функції були описані та для задньої тім’яної кори, яка направляє довільні переміщення в просторі. А ось дорсолатеральний префронтальний кортекс вирішує, як і куди потрібно рухатися відповідно до інструкцій (думок), що генеруються мозком.

Більшість нейронів у моторній корі проектуються на синапси в спинному мозку. Вони впливають на ряд м’язів і суглобів.

Поля асоціацій

Вони:

виробляють осмислене сприйняття світу;
дозволяють людині ефективно взаємодіяти з середовищем;
підтримують абстрактне мислення і мову.

Тім’яні, скроневі, потиличні частки розташовані в задній частині мозку, перетворять сенсорну інформацію в послідовну модель сприйняття оточення, співвідносячи її з минулим досвідом. Тобто глобально області асоціації організовані як розподільні мережі. Ці зв’язки мають велике значення для мовної функції.

Взагалі, мовні здібності локалізуються в лівій півкулі в області Брока — функція «говорити», а в зоні Верніке — «розуміти мову». В цілому нейролінгвістичні процеси досить складні, вони залучають навіть лобову частку і мозочок.

Клінічне значення

Поведінкові та неврологічні методи використовуються для кращого розуміння того, як людський мозок думає, відчуває, діє. Діагностика мозкової діяльності проводиться за допомогою інструментальних досліджень.

Наприклад, електроенцефалограма (ЕЕГ), яка реєструє електричну активність тканин мозку, функціональна магнітно-резонансна томографія (МРТ) — говорить про особливості мозкових функцій.

Маркером атрофії сірої речовини головного мозку є нейродегенеративні захворювання, наприклад, хвороба Альцгеймера. Негативний вплив на кортекс може надавати безліч генетичних і хромосомних порушень, деякі з яких нерідко є придбаними. Інші неврологічні розлади, такі як епілепсія, проблеми з промовою (афазія), також відносяться до захворювань центральної нервової системи.

При пошкодженні мозку в результаті хвороби або травми може бути порушена тільки одна певна частка, наслідком чого стане порушення пов’язаних з нею функцій.

Плід, який розвивається в утробі матері, дуже чутливий до різних факторів навколишнього середовища. Тому викликати порушення розвитку нервової системи може токсичний вплив, наприклад, вживання вагітної алкоголю або наркотиків.

Дуже рідко зустрічається вроджена патологія — лісенцефалія, при якій поверхня мозку абсолютно гладка, тобто не має звивин. Це явище пов’язане з неправильною міграцією нейронів на 12-24 тижні гестації. Діти з таким мозком значно відстають від однолітків у розвитку, найчастіше живуть недовго і зовні відрізняються від здорової дитини.

Источник

Роль кори великих півкуль головного мозку в регуляції дихання

Дихання — це одна з вегетативних функцій, що має довільну регуляцію. Кожна людина може довільно змінити ритм і глибину дихання, затримати його на визначений час (10-20 сек). Можливість довільної зміни дихання говорить про регулюючі впливи кори великих півкуль на дану функцію.

Перші експериментальні докази кіркової регуляції дихання були представлені В. Я. Данилевським (1874 р.). Він показав, що при подразненні моторної ділянки кори виникають зміни дихання, характер яких залежить від місця й інтенсивності подразнення. У подальшому багато вчених у дослідах з подразненням і екстирпацією різних відділів кори великих півкуль підтвердили факт кіркової регуляції дихання.

У зв’язку з цим тривалий час обговорювалося питання про існування точної локалізації дихального центра в корі великих півкуль. В даний час вважають, що на дихання впливають різні відділи кори великих півкуль, але подразнення деяких з них є найбільш ефективними, що показано не тільки в дослідах на тварин, але і під час операцій на людині. Найбільш сильні зміни дихання в людини мають місце при подразненні премоторної зони кори.

Вплив кори великих півкуль виражається в забезпеченні особливо тонкого пристосування дихання до мінливих потреб організму. У дослідах Е. А. Асратяна показано, що у безкіркової собаки спостерігається ритмічне і координоване дихання тільки в тому випадку, якщо тварина знаходиться в стані повного спокою. При найменшому русі дихання порушується, воно не може бути пристосоване до умов м’язової діяльності.

Яскраві докази кіркової регуляції диханняи отримані методом умовних рефлексів. Умовний дихальний рефлекс можна виробити на дію будь-якого зовнішнього подразника, якщо сполучити його з яким-небудь безумовним дихальним рефлексом.

Г.П.Конраді і 3.П.Бабешкина як безумовний подразник використовували вдихання газової суміші з підвищеним вмістом СО2 (при цьому зростає легенева вентиляція). Вдиханню суміші передував 5-10 сек звук метронома. Після 10-15 сполучень один звук метронома (без вдихання суміші) викликав збільшення легеневої вентиляції.

Передстартова зміна дихання у спортсменів також є показником його умовнорефлекторної регуляції. Її значення в даному випадку полягає в пристосуванні організму до підвищеного фізичного навантаження, що вимагає збільшення газообміну. Передстартова зміна (збільшення) глибини і частоти дихання (одночасно зі зміною діяльності серцево-судинної системи) забезпечує більш швидку доставку О2 до працюючих м’язів і видалення з крові СО2.

Умовнорефлекторна регуляція дихання у людини розвивається і стає більш чіткою в процесі вироблення рухових навичок, вона особливо удосконалюється у спортсменів в процесі тренувань.

Розділ хіvвікові особливості структури і функції органів дихання морфологічний розвиток органів дихання

Антенатальний розвиток органів дихання. У процесі ембріонального розвитку органи диханняи формуються одночасно з травною трубкою на третьому тижні життя зародка.

Розвиток верхніх дихальних шляхів починається з того, що носові отвори, що утворяться на передньому кінці тіла зародка, відкриваються в первинну ротову порожнину. Носова порожнина розвивається з верхньої частини ротової шляхом поділу піднебінними виростами, з яких згодом утвориться тверде і м’яке піднебіння.

Органи дихання утворяться з непарного мешковидного випинання вентральної частини кишки, від якої згодом вони відокремлюються. З верхньої частини цього непарного випинання надалі формуються гортань і трахея, а його нижня частина поділяється по середній лінії на два мішки, з яких утворяться права і ліва легені.

З травним апаратом органи диханняи залишаються зв’язаними тільки у верхній частині в ділянки глотки.

Легені розвиваються як складна залоза, у якій альвеоли є секретирующими утвореннями, а бронхи — вивідними протоками.

На ранніх стадіях розвитку всі органи дихання (гортань, трахея, бронхи і легеневі мішки) сформовані тільки з клітин ентодерми. Пізніше в ці утворення проникають клітини мезенхіми. З мезенхіми формуються хрящі і м’язи гортані, хрящі трахеї, хрящові пластинки і гладкі м’язи бронхів, а також сполучнотканинна основа легень, прошарки сполучної тканини, що проростають між часточками легені, судинна система легень.

Бронхи і бронхиоли утворюються з легеневих мішків наприкінці 4-го і початку 5-го місяця внутрішньоутробного періоду розвитку. З 6-го місяця і до моменту народження в легенях розвиваються альвеолярні ходи і з’являються альвеоли. Протягом усього періоду внутрішньоутробного розвитку альвеоли являють собою пухирці, що спались з товстою стінкою. На 6-му місяці розвитку плоду утворяться зовнішній і внутрішній листки плеври.

Легені розправляються при першому вдиху немовляти, під час якого альвеоли розширюються, їхні порожнини різко збільшуються і зменшується товщина альвеолярних стінок.

Постнатальное розвиток органів дихання. Носова порожнина у немовлят дуже невелика. Її висота складає 17,5 мм при довжині ґратчастої кісти 10,5 мм і верхньої щелепи 7 мм. Носова перегородка, що розділяє ніс на праву і ліву частини, дуже низька. Носові раковини, що йдуть від зовнішніх бічних стінок носової порожнини і поділяючі носову порожнину на ряд щілин (чотири носових ходи), дуже товсті. У зв’язку з цим носові ходи вузькі. Нижній носовий хід утвориться до 6 місяців і продовжує збільшуватися до 13 років, потім протягом життя змінюється мало.

Значне збільшення середнього носового ходу починається з 2 років і продовжується до 20.

У немовл додаткові порожнини носа розвиті слабко: лобова і клиноподібна пазухи являють собою невеликі випинання слтзової оболонки. До 14 років вони досягають розмірів і форми пазух дорослої людини. Більше інших розвита гайморова порожнина. Комірки ґратчастої кісти у немовлят знаходяться в зародковому стані. Найбільш сильно вони ростуть у перший рік. Спочатку вони мають круглу форму, до 3 років стають крупніше, до 7 років втрачають округлі обриси і число їх збільшується, до 14 років досягають розмірів комірок дорослого.

Слізний канал у немовляти виражений добре, але дуже короткий, його вихідний отвір лежить порівняно близько до дна носової порожнини. Слизова оболонка носової порожнини дуже ніжна і має багато кровоносних судин, причому просвіт судин ширший, ніж у дорослих. Це забезпечує краще зігрівання повітря.

Після народження сильно росте зовнішня хрящова частина носа, міняються розміри і форма носа (особливо в перші 5 років життя), а разом з ним змінюється і носова порожнина.

Носоглотка в немовляти невисока і не утворить напівкруглого зводу, як у дорослого. Ширина носоглотки порівняно велика. Хоани, що з’єднують порожнину носа з порожниною рота, круглої чи трикутної форми. Протягом першого року життя вони ростуть дуже швидко, до двох років їх висота збільшується в два рази і форма їх стає овальною.

Нижня частина носоглотки (глотка) у дітей відносно велика, широка і коротка євстахієва труба розташовується низько.

Захворювання верхніх дихальних шляхів у дітей нерідко ускладнюються запаленням середнього вуха. Це пов’язано з тим, що інфекція легко проникає в середнє вухо через широку і коротку евстахієву трубу.

Гортань у немовлят розташовується вище, ніж у дорослих. Унаслідок цього дитина одночасно може дихати і ковтати. Гортань у ранньому віці має форму лійки, у якої фронтальний діаметр більше сагітального. З віком вона приймає циліндричну форму. Гортань і голосова щілина в новонароджених вузькі. Довжина її відносно велика: 1,53 см, тобто 1/32 довжини тіла. Гортань росте нерівномірно. До 3 років росте швидко, і в цей час у хлопчиків і дівчаток вона однакова. З 3 до 12 років її ріст незначний, але сильно змінюються форма хрящів, їх щільність, будова слтзової оболонки й ін.

Надгортанник у немовлят розташовується близько до язика, він невеликий, його краї загнуті досередини так, що він має вид жолоба. Він широкий і короткий — ширина 1 см, довжина 0,5 см. Розміри надгортанника до 16 років збільшуються в два рази. Надгортанник поступово сплощується і до 10 років у хлопчиків здобуває таку ж форму, як і у дорослого. У жінок цей процес закінчується до 20 років.

Справжні голосові зв’язки прикріплюються в однорічних дітей попереду до щитовидного хряща вище, ніж у дорослих. У дітей раннього віку вони коротші абсолютно і відносно голосової щілини, чим у старшому віці. Досить швидко голосові зв’язки ростуть у перший рік життя й у 14-16 років. З 12 років з’являються статеві розходження — з цього часу голосові зв’язки у хлопчиків довші (1,65 см),чим у дівчаток (1,5см).Довжина голосових зв’язувань у немовляти 0,42-0,45 см.

Статеві розходження у розвитку гортані до 2 років не виявлені. Після 2-3 років у дівчаток гортань відстає у рості. Ще яскравіше це виражено в 10-15 років. У дівчаток гортань коротше і менше, ніж у хлопчиків. У хлопчиків передньозадній діаметр гортані збільшується з 3-5 років і стає більше, ніж у дівчаток. Ця закономірність зберігається і у дорослих. Статеві розходження гортані більше за все помітні на щитовидному хрящі і голосових зв’язках.

Трахея у немовлят і дітей перших місяців життя має просвіт еліпсоїдної форми, що поступово до 15-20 років стає круглим, окружність її збільшується.

У немовлят, як і у плоду, трахея розташовується вище, ніж у дорослого. Ріст трахеї здійснюється відповідно до росту тіла. Особливо інтенсивно росте трахея в перші 6 місяців життя й у період статевого дозрівання — 14-16 років. Довжина трахеї до 10 років збільшується в 2 рази, до 25 років — у 3 рази.

У новонароджених і грудних дітей хрящова частина трахеальных кілець відносно мала, а сполучнотканинна задня стінка, навпаки, велика. Хрящова тканина трахеї еластична і м’яка, унаслідок чого вона легко стискується. У дітей трахея легко звужується і розширюється. З 25-річного віку звуження і розширення трахеї стає важким, а з 60- річного — неможливим.

Слизова оболонка трахеї, як і носоглотки, ніжна і багата кровоносними судинами, але відносно суха внаслідок недостатнього розвитку слизових залоз.

Бронхи у дітей вузькі, їх хрящова тканина м’яка, м’язові і еластичні волокна розвинені слабко, слизова оболонка містить мало слизових залоз, має багато судин. Ріст бронхів найбільш енергійний у перший рік життя і у період статевого дозрівання. Правий бронх є ніби продовженням трахеї, а лівий відходить від трахеї під великим кутом. Лівий бронх у немовлят і дітей раннього віку завжди більш довгий і вузький у порівнянні з правим. У підлітків у зв’язку з посиленим ростом бронхів у довжину відбувається зменшення їх хрящових стінок і посилений розвиток м’язової і эластической тканин. Бронхи дітей містять набагато менше хрящової тканини в порівнянні з дорослими.

Легені людини розділені на частки (праве має три частки, а ліве — дві). Цей розподіл виражений із другого місяця розвитку плоду.

Леггені немовляти відносно великі: маса легень у дітей відноситься до маси тіла як 1:43 чи 1:59. Легені ростуть безупинно до 16 років, але є періоди найбільш сильного росту: у 3 місяці і від 13 до 16 років.

З віком маса легень змінюється: у немовляти — 50 г, в однорічної дитини — 150 г, у 12-річного — 500 г, а в дорослого — 1 кг. Відносна маса легень зменшується в усі вікові періоди. Об’єм легень значно збільшується в перший рік життя. У 2-3-тижневої дитини легені займають 2/3 об’єму грудної клітини. Ріст легень здійснюється за рахунок розгалуження дрібних бронхів, утворення альвеол і збільшення їхнього об’єму: у новонароджених розмір альвеол у 2 рази менший, ніж у дітей 12 років, і в 3 рази, чим у дорослих. Процес диференціації легень закінчується до 7 років.

У дорослої людини альвеола являє собою кулю з поверхнею 0,126 мм і внутрішнім об’ємом 4,14 мл. У плоду у спавшихся легенях альвеоли мають круглясту чи овальну форму, у легенях дитини, наповнених повітрям, вони багатогранної форми унаслідок діючого на них тиску.

У процесі розвитку легеневого альвеолярного епітелію до моменту народження у плоду утвориться сурфактант — речовина, що стабілізує силу поверхневого натягу легень. Вона продудукується великими клітинами альвеолярного епітелію — гранулярними пневмоцитами. Якщо сурфактант не утвориться, то легені немовляти не розправляються.

Різні відділи легень розвиваються неоднаково. У немовляти верхня і середня частки правої легені майже однакового розміру, нижня більше їх. До 3 місяців верхня частка розвивається повільніше інших, надалі — однаково з ними. До другого року життя дитини окремі частки правих і лівих легень здобувають ті ж розміри відносно один одного, як і у дорослих. Нерівномірно змінюється маса легень: від моменту народження до 3 місяців життя права легеня важче лівого. Відповідно, і об’єм правої легені більший. До року об’єм легень дитини дорівнює 250-280 мл. До 16 років він збільшується в 20 разів у порівнянні з об’ємом легень немовляти.

Плевра новонародженої дитини містить багато клітинних елементів і мало эластичних і сполучнотканинних волокон аж до 2-2,5 років. Будова плеври дитини наближається до будівлі дорослого до 7 років.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник