Сенсорні зони кори великих півкуль

Фізіологічне значення кори: Забезпечення вищої нервової діяльності

Источник

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