Кора головного мозга: функции и особенности строения. Двигательные функции коры больших полушарий. Физиология коры больших полушарий

Функции спинного мозга

В белом веществе спинного мозга, примыкающем к серому веществу между пере­дними и задними рогами, расположена ретикулярная формация . Эта формация образована скоплениями нервных клеток, имеющих многочисленные связи друг с другом. Ретикулярная формация обеспечивает активность других нейронов спинного мозга благодаря свойству автоматии (см. ниже).

Вегетативные рефлексы (сосудодвигательные, потоотделительные, мочеполовые, дефекационные) обусловлены наличием в спинном мозге центров вегетативной нервной системы (см. ниже).

Проводниковые функции

Осуществляются согласно закону Белла-Мажанди: афферентная информация поступает в спинной мозг через задние корешки, эфферентные импульсы передаются через передние корешки.

Восходящие (чувствительные) пути спинного мозга расположены в задних столбах белого вещества и несут информацию из внешнего мира и внутренней среды организма:

1) от кожных рецепторов (болевых, температурных, прикосновения, давления, вибрации);

2) от проприорецепторов (мышечных веретен, сухожильных рецепторов Гольджи, надкостницы и оболочек суставов);

3) от рецепторов внутренних органов – висцерорецепторов (механо- и хеморецепторов).

Нисходящие (двигательные) пути расположены в передних столбах и передают импульсы к скелетным мышцам о произвольных (осознаваемых) движениях, тонические влияния на мышцы, импульсы, обеспечивающие поддержание позы и равновесия. По нисходящим путям передаются также вегетативные влияния (на внутренние органы).

Аналогичны проводниковые функции и в других стволовых структурах (продолговатый мозг, средний мозг и мост): по задней группе белых волокон проходят афферентные проводящие пути, по передней – эфферентные.

Функции продолговатого мозга

Основная функция пирамид - проведение сигналов о произвольных движениях .

Функции ядер олив связаны с поддержанием равновесия .

В продолговатом мозге находятся ядра VIII-XII черепных нервов, поэтому продолговатый мозг осуществляет защитные рефлексы (кашель, чихание, рвота, слезоотделение, смыкание век, сужение зрачка) (см. ).

Продолговатый мозг осуществляет сенсорные функции: рецепция кожной чувствительности лица, первичный анализ вкуса. К продолговатому мозгу поступают сигналы от хеморецепторов и барорецепторов сосудов, интерорецепторов внутренних органов и вестибулорецепторов. Влияние этих структур определяет функционирование на уровне продолговатого мозга дыхательного, сердечного и сосудистого центров . Структуры ретикулярной формации выполняют также функции регуляции тонуса скелетной мускулатуры .

Проводниковые функции - см. спинной мозг.

Структуры заднего мозга

Задний мозг включает мост и мозжечок.

Мост лицевого (VII пара) и преддверно- улиткового (VIII пара) нервов .

Отвечает за физиологическую реакцию напряжения и тревоги, участвует в механизмах сна. Многие из его нейронов норадренергические .

Функции моста:

· проводниковые (преобладают);

· обеспечивает поддержание позы и сохранения равновесия тела в пространстве при изменении скорости движения;

· обеспечивает тонус шейных мышц;

· содержит вегетативные центры регуляции дыхания (пневмотосксический центр), частоты сердечных сокращений, деятельности желудочно-кишечного тракта.

· регулирует жевание и глотание (см. Сложные рефлексы ствола мозга );

· играет важную роль в активации коры больших полушарий (в т.ч. в состоянии тревоги);

· ограничивает сенсорные притоки нервных импульсов к большим полушариям во время сна.

Мозжечок

Функции мозжечка связаны главным образом с органи­зацией двигательных актов и регуляцией вегетативных функций . От двигательной коры и базальных ядер в мозжечок поступает информация о планируемом движении, а также афферентация от соматосенсорной системы. Мозжечок обеспе­чивает взаимную координацию движений , а также коррекцию выполняемого движения (необходима, т.к. при осу­ществлении двигательного акта перемещающиеся части тела испытывают влияние инерционных сил, что нарушает плавность и точность выполняе­мого движения).

Функции мозжечка:

· сохранение позы и равновесия тела;

· координация целенаправленных движений;

· построение быстрых баллистических движений;

· регуляция мышечного тонуса;

· регуляция вегетативных функций (сердцебиения, тонус сосудов, моторика кишечника и т.п.);

· проводниковая.

Функции среднего мозга

В среднем мозге выделяют дорсально расположенную крышу и вентрально идущие ножки мозга .

ретикулярная формация , ядра глазодвигательного и блокового черепных нервов (III-IV пара).

Крыша среднего мозга состоит из четырех возвышений (четверохолмия ) - холмиков, имеющих вид полусфер.

Ножки мозга представлены двумя толстым, продольно исчерченными валиками, идущими к правому и левому полушариям большого мозга. В толще ножек мозга проходят парные ядра черной субстанции . В покрышке залегают ядра экстрапирамидной двигательной системы (красные ядра, черная субстанция и др.).

Ядра черепных нервов (III-V) и ретикулярная формация участвуют в реализации сложных рефлексов ствола мозга.

Черная субстанция - один из участков мозга, вырабатывающих дофамин. Кроме того, черная субстанция выполняет ряд важнейших функций: регуляцию мышечного тонуса, особенно во время сна, обеспечение гомеостаза, входят в противоболевую и формирующую сон системы организма.

Тонические реакции совместно с позными рефлексами спинного мозгаобеспечивают перераспределение тонуса различ­ных групп мышц при изменении положения тела или отдельных его час­тей (например, головы) в пространстве. Они делятся на две группы: статические и статокинетические. Статические реакции возникают при изменении положения тела, не связанном с его перемещением в пространстве (т.е. позные рефлексы). Статокинетические реакции проявляются в перераспре­делении тонуса скелетных мышц, которое обеспечивает сохранение равно­весия тела человека при угловых и линейных ускорениях активного или пассивного перемещения его в пространстве

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг это самый верхний отдел ствола мозга, полостью которого является III желудочек . Промежуточный мозг располагается под мозоли­стым телом и сводом мозга, большая его часть окружена полушариями конечного мозга. К промежуточному мозгу относят зрительные бугры (таламусы), подбугорье (гипоталамус), надталамическую часть (эпиталамус) и заталамическую область (метаталамус). К промежуточному мозгу также относятся две железы внутренней секреции - гипофиз и эпифиз (шишковидное тело).

Таламус

Таламусы (зрительные бугры) представляют собой скопление серого вещества, имеют яйцевидную форму, соединены межталамической спайкой . Нервные клетки его группируются в большое количество ядер (до 120). Функционально ядра таламуса разделяют на специфические , неспецифические , ассоциативные и моторные .

Специфические ядра связаны с определенным чувствительными зонами коры - слуховыми, зрительными и т.п. (всех, кроме обонятельной). Здесь происходит конвергенция афферентных сигналов с подавлением биологически малозначимых. Неспецифические ядра таламуса связаны со многими участками коры и вместе со структурами ретикулярной формации принимают участие в формировании восходящих активирующих влияний. Ассоциативные ядра образованы мультиполярными, аксоны которых идут в слои ассоциативных и частично проекционных областей. Ассоциативные ядра участвуют в высших интегративных процессах (мультисенсорной корвергенции и т.п.), однако их функции изучены еще недостаточно. К моторным ядрам таламуса относится вентральное ядро, которое имеет вход от мозжечка и базальных ганглиев, и одновременно дает проекции в моторную зону коры больших полушарий. Это ядро включено в систему регуляции движений.

Гипоталамус

Гипоталамус образует стенки и дно 3-го желудочка, от него на тонкой ножке свисает гипофиз . В гипоталамусе выделяются три области скопления ядер: передняя, средняя (медиальная) и задняя. В передней области гипоталамуса находится супраоптическое и паравентрикулярные ядра. В нейросекреторных клетках этих ядер вырабатываются гормоны, которые поступают в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз). В средней (медиальной) области расположены нейроны, где вырабатываются нейрогормоны либерины и статины , соответственно активирующие или угнетающие деятельность передней доли гипофиза (аденогипофиза) . К ядрам задней области относятся рассеянные крупные клетки, а также ядра сосцевидного тела .

Гипоталамус является структурой ЦНС, осуществляющей сложную интеграцию функций различных внутренних органов к целостной деятельности организма. Он изменяет деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной и других висцеральных систем при изменениях внешней или внутренней среды (изменениях погодных условий, физической нагрузки, инфекциях и др. факторах, угрожающих гомеостазу). В зависимости от выполняемых вегетативных функций в гипоталамусе выделяют две зоны. Первой зонойявляется динамогенная , занимающая среднюю и заднюю части гипоталамуса. При ее возбуждении наблюдаются «двигательные реакции»: расшире­ние зрачка, учащение сердцебиений, повышение кровяного давления, активация дыхания, повыше­ние двигательной возбудимости, т.е. проявления симпатических влияний вегетативной нервной системы. Второй зонойявляется трофогенная , ее возбуждение про­является в сужении зрачка, снижении кровяного давления, урежении дыха­ния, рвоте, дефекации, мочеиспускании, слюноотделении, т.е. симптомах, характерных для влияний парасимпатической нервной системы.

В гипоталамусе располагаются мотивационные центры: голода, насыщения, жажды, а также половые и агрессивно-оборонительные центры. Получая афферентные потоки возбуждений от интерорецепторов (осморецепторов, хеморецепторов, терморецепторов и т.д.) и интегрируя их с гумо­ральными влияниями на нервные клетки гипоталамуса, эти центры форми­руют соответствующие мотивационные состояния организма.

Лимбическая система

Лимбическая система (синоним: лимбический комплекс, висцеральный мозг) - комплекс структур среднего, промежуточного и конечного мозга, участвующих в организации висцеральных, мотивационных и эмоциональных реакций организма. Лимбическую систему образуют: обонятельная луковица; обонятельный тракт; обонятельный треугольник; переднее продырявленное вещество; поясная извилина ; парагиппокампальная извилина ; гиппокамп ; миндалевидное тело ; гипоталамус ; сосцевидное тело ; ретикулярная формация среднего мозга.

Лимбическая система оказывает модулирующее влияние на кору большого мозга и под­корковые структуры, устанавливая вместе с ретикулярной формацией необходимый уров­ень их активности (по возрастающей: кома→глубокий сон→поверхностный сон (дремота)→спокойное бодрствование→активное бодрствование→возбужденное состояние→аффект). Лимбическая система контролирует эмоции, цикл сон-бодрствование, сексуальное поведение, а также процессы научения и запоминания. Получая информацию о внешней и внутренней средах организма, лимбическая система запускает вегетативные и соматические эмоциональные реакции (учащение сердцебиений и дыхания, повышение артериального давления и потоотделение, напряжение мышц). Лимбические образования относят к высшим интегративным центрам регуляции вегетативных функций орга­низма . От них импульсы возбуждения направляются к вегета­тивным центрам гипоталамуса и через него к гипофизу и стволовым и спинальным ядрам вегетативной нервной системы. Благодаря своим связям с базальными ганглиями, передними от­делами таламуса и ретикулярной формацией лимбические образования могут влиять на тонус скелетных мышц.

Особенностью работы лимбической системы является то, что между ее структурами имеются простые двусторонние связи и сложные пути, образующие множество замкнутых кругов (круг Пейпеса ). Такая организация создает условия для длительного циркулирования од­ного и того же возбуждения в системе и тем самым для сохранения в ней единого состояния и навязывание этого состояния другим системам мозга (реверберация возбуждения ). Это определяет не только тоническую актива­цию коры большого мозга, но также силу и выраженность эмоциональных состояний организма; имеет отно­шение к памяти и процессам обучения и кратковременной памяти, регулирует агрессивно-оборонительные, пищевые и сексуальные формы поведе­ния.

Базальные ядра

В белом веществе полушарий головного мозга, ближе к его осно­ванию, заложено серое вещество образующее подкорковые или базальные ядра: полосатое тело , состоящее из хвоста­того ичечевицеобразного ядер (включает скорлупу, латеральный и медиальный бледный шар), ограды, миндалевидного тела .

Базальные ядразанима­ют центральное место среди структур системы произвольных движений. (двигатель­ных ядер) . При участии базальных ядер осуществляется синергизм всех эле­ментов таких сложных двигательных актов, как ходьба, бег, лазанье; достига­ются плавность движений и установка исходной позы для их осуществления. Базальные ядра координируют тонус и фазовую двигательную активность мышц. Их деятельность связана с вы­полнением медленных движений, таких как медленная ходьба, перешагивание через препятствие, вдевание нитки в иголку.

Базальные ядра участвуют не только в регуля­ции моторной деятельности, но и в анализе афферентных потоков, в регу­ляции ряда вегетативных функций, в осуществлении сложных форм врож­денного поведения, в механизмах кратковременной памяти, а также в регу­ляции цикла сон-бодрствование.

Функции коры больших полушарий

Высшим отделом ЦНС является кора больших полушарий . Разные области коры большого мозга имеют разные поля, определяющиеся по характеру и количеству нейронов, толщине слоев и др. Наличие структурно различных полей предполагает и разное их функциональное предназначение.

С учетом функциональных особенностей поля новой коры подразделяют на первичные , вторичные и третичные или ассоциативные . Первичные и вторичные поля объединяют отделы коры, связанные с функционированием определенных сенсорных систем.

1) Первичные (проекционные) поля получают и обрабатывают информацию от какой-либо сенсорной системы. Здесь осуществляется первичный анализ сенсорной информации в пределах одной модальности (например, для зрительной − цвет, освещенность, форма). Модальность - вид сенсорных ощущений - слуховая, зрительная, обонятельная и т.д.

Первичные сенсорные и моторные поля строго локализованы. Далее представлены некоторые из них.

В коре постцентральной извилины и верхней теменной дольки залегают нервные клетки, образующие ядро проприоцептивной и общей чувствительности (температурной, болевой и осязательной). Ядро двигательного анализатора находится в моторной области коры, к которой относится предцентральная извилина и парацентральная долька медиальной поверхности полушария. Величина и расположение проекционных зон различных органов в соматочувствительной и двигательной коре зависит от их функционального значения.

В глубине латеральной борозды, на обращенной к островку поверхности средней части верхней височной извилины, находится ядро слухового анализатора . В коре средней височной извилины расположено ядро вестибулярного анализатора .

Ядро зрительного анализатора располагается на медиальной поверхности затылочной доли, по обеим сторонам от шпорной борозды.

Центры речи расположены у правшей в левом полушарии, а у левшей - в правом. Ядро двигательного анализатора речи (речепроизношение) располагается в задних отделах нижней лобной извилины (центр Брока ). Ядро слухового анализатора устной речи (речевосприятие) тесно связано с корковым слуховым центром и находится в задних отделах верхней височной извилины, на ее поверхности, обращенной в сторону латеральной борозды (зона Венике ). Вблизи от ядра зрительного анализатора находится ядро зрительного анализатора письменной речи.

Корковые отделы вкусового и обонятельного анализаторов на­ходятся на нижней поверхности височной доли, в извилине морского конька и крючке на нижней поверхно­сти височной доли.

2) Вторичные поля расположены над первичными и занимают большую площадь. К ним, помимо чувствительных, поступают волокна от мотивационных и эмоциогенных центров, структур памяти и т.д. Для них характерно опознание сенсорных образов в пределах одной модальности (например, узнавание предмета − гвоздь, шуруп, стержень, дюбель, каблук, гриб, ниппель, игла). Повреждения вторичных полей могут приводить к сенсорным агнозиям (нарушениям процессов узнавания): зрительным, слуховым, обонятельным, вкусовым, а также к сенсорной афазии (нарушения узнавания речи).

3) Третичные или ассоциативные поля занимают более 50% всей поверхности полушарий и являются наиболее молодыми (в эволюционном отношении). Третич­ные поля имеют тесную связь с ассоциативными ядрами таламуса. Ассоциативные зоны обес­печивают контакты между проекционными зонами отдельных ана­лизаторов и интегрируют их деятельность. Они принимают участие в мультисенсорной обработке информации, формировании ответных реакций и осуществлении сложных форм поведения. Помимо этого суще­ствуют другие виды конвергенции: сенсорно-биологическая (проявляется в схождении к от­дельным нейронам коры большого мозга афферентных возбуждений какой-либо сенсорной модальности и мотивационных возбуждений, связанных с различными биологическими состояниями организма (боль, голод и др.), мультибиологическая и эфферентно-афферентная. Главные ассоциативные области это теменно-затылочная (преимущественно функция восприятия) и фронтальная (организация и контроль поведенческих, преимущественно двигательных, реакций). Передний фронтальный отдел являются морфологиче­ским субстратом психической деятельности (сознания, мышле­ния, научения, памяти, эмоций).

Кора больших полушарий является высшим отделом центральной нервной системы, который в процессе филогенетического развития появляется позже всего и формируется в ходе индивидуального (онтогенетического) развития позже других отделов мозга. Кора представляет собой слой серого вещества толщиной 2-3 мм, содержащий в среднем около 14 млрд. (от 10 до 18 млрд.) нервных клеток, нервные волокна и межуточную ткань (нейроглию). На поперечном ее срезе по расположению нейрон ов и их связей различают 6 горизонтальных слоев. Благодаря многочисленным извилинам и бороздам площадь поверхности коры достигает 0,2 м2. Непосредственно под корой находится белое вещество, состоящее из нервных волокон, которые передают возбуждение в кору и из нее, а также от одних участков коры другим.
Корковые нейрон ы и их связи. Несмотря на огромное число нейрон ов в коре, известно очень немного их разновидностей. Основными типами их являются пирамидные и звездчатые нейрон ы.
...
В афферентной функции коры и в процессах переключения возбуждения на соседние нейрон ы основная роль принадлежит звездчатым нейрон ам. Они составляют у человека более половины всех клеток коры. Эти клетки имеют короткие ветвящиеся аксон ы, не выходящие за пределы серого вещества коры, и короткие ветвящиеся дендрит ы. Звездчатые нейрон ы участвуют в процессах восприятия раздражении и объединении деятельности различных пирамидных нейрон ов.

Пирамидные нейрон ы осуществляют эфферентную функцию коры и внутрикорковые процессы взаимодействия между удаленными друг от друга нейрон ами. Они делятся на крупные пирамиды, от которых начинаются проекционные, или эфферентные, пути к подкорковым образованиям, и мелкие пирамиды, образующие ассоциативные пути к другим отделам коры. Наиболее крупные пирамидные клетки - гигантские пирамиды Беца - находятся в передней центральной извилине, в так называемой моторной зоне коры. Характерная особенность крупных пирамид - их вертикальная ориентация в толще коры. От тела клетки вертикально вверх к поверхности коры направлен наиболее толстый (верхушечный) дендрит , через который в клетку поступают различные афферентные влияния от других нейрон ов, а вертикально вниз отходит эфферентный отросток - аксон .

Многочисленность контактов (например, только на дендрит ах крупной пирамиды их насчитывают от 2 до 5 тыс.) обеспечивает возможность широкой регуляции деятельности пирамидных клеток со стороны множества других нейрон ов. Это позволяет координировать ответные реакции коры (в первую очередь ее моторную функцию) с разнообразными воздействиями из внешней среды и внутренней среды организма.

Для коры больших полушарий характерно обилие межнейрон ных связей. По мере развития мозга человека после его рождения увеличивается число межцентральных взаимосвязей, особенно интенсивно до 18 лет.

...
Первичные, вторичные и третичные поля коры . Особенности строения и функционального значения отдельных участков коры позволяют выделить отдельные корковые поля.

Различают три основные группы полей в коре: первичные, вторичные и третичные поля.

Первичные поля связаны с органами чувств и органами движения на периферии, они раньше других созревают в онтогенез е, имеют наиболее крупные клетки. Это так называемые ядерные зоны анализаторов, по И. П. Павлову (например, поле болевой, температурной, тактильной и мышечно-суставной чувствительности в задней центральной извилине коры, зрительное поле в затылочной области, слуховое поле в височной области и двигательное поле в передней центральной извилине коры) (рис. 54). Эти поля осуществляют анализ отдельных раздражений, поступающих в кору от соответствующих рецептор ов. При разрушении первичных полей возникают так называемая корковая слепота, корковая глухота и т. п. Рядом расположены вторичные поля, или периферические зоны анализаторов, которые связаны с отдельными органами только через первичные поля. Они служат для обобщения и дальнейшей обработки поступающей информации. Отдельные ощущения синтезируются в них в комплексы, обусловливающие процессы восприятия. При поражении вторичных полей сохраняется способность видеть предметы, слышать звуки, но человек их не узнает, не помнит их значения. Первичные и вторичные поля имеются и у человека, и у животных.

Наиболее далеки от непосредственных связей с периферией третичные поля, или зоны перекрытия анализаторов. Эти поля есть только у человека. Они занимают почти половину территории коры и имеют обширные связи с другими отделами коры и с неспецифическими системами мозга. В этих полях преобладают наиболее мелкие и разнообразные клетки. Основным клеточным элементом здесь являются звездчатые нейрон ы. Третичные поля находятся в задней половине коры - на границах теменных, височных и затылочных ее областей и в передней половине - в передних частях лобных областей. В этих зонах оканчивается наибольшее число нервных волокон, соединяющих левое и правое полушария, поэтому роль их особенно велика в организации согласованной работы обоих полушарий. Третичные поля созревают у человека позже других корковых полей, они осуществляют наиболее сложные функции коры. Здесь происходят процессы высшего анализа и синтеза. В третичных полях на основе синтеза всех афферентных раздражении и с Учетом следов прежних раздражении вырабатываются цели и задачи поведения. Согласно им происходит программирование двигательной деятельности. Развитие третичных полей у человека связывают с функцией речи. Мышлени е (внутренняя речь) возможно только при совместной деятельности анализаторов, объединение информации от которых происходит в третичных полях.

При врожденном недоразвитии третичных полей человек не в состоянии овладеть речью (произносит лишь бессмысл енные звуки) и даже простейшими двигательными навыками (не может одеваться, пользоваться орудиями труда и т. п.).

Воспринимая и оценивая все сигналы из внутренней и внешней среды, кора больших полушарий осуществляет высшую регуляцию всех двигательных и эмоционально-вегетативных реакций.

Функции коры больших полушарии . Кора больших полушарий выполняет наиболее сложные функции организации приспособительного поведения организма во внешней среде. Это прежде всего функция высшего анализа и синтеза всех афферентных раздражении.

Афферентные сигналы поступают в кору по разным каналам, в разные ядерные зоны анализаторов (первичные поля), а затем синтезируются во вторичных и третичных полях, благодаря деятельности которых создается целостное восприятие внешнего мира. Этот синтез лежит в основе сложных психи ческих процессов восприятия, представления, мышлени я. Кора больших полушарий представляет собою орган, тесно связанный с возникновением у человека сознания и регуляцией его общественного поведения. Важной стороной деятельности коры больших полушарий является замыкательная функция - образование новых рефлексов и их систем (условные рефлексы, динамические стереотипы-см. главу XV).

Благодаря необычайно большой продолжительности сохранения в коре следов прежних раздражении (памяти) в ней накапливается огромный объем информации. Это имеет большое значение для сохранения индивидуального опыта, который используется по мере необходимости.
...
Экспериментально показано, что у высших представителей животного мира после полного оперативного удаления коры высшая нервная деятельность резко ухудшается. Они теряют способность тонко приспосабливаться к внешней среде и самостоятельно существовать в ней.

Кора больших полушарий головного мозга представляет собой наиболее молодое образование центральной нервной системы.Деятельность коры больших полушарий основана на принципе условного рефлекса, поэтому ее называют условно-рефлекторной. Она осуществляет быструю связь с внешней средой и приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды.

Глубокие борозды делят каждое полушарие большого мозга на лобную, височную, теменную, затылочную доли и островок . Островок расположен в глубине сильвиевой борозды и закрыт сверху частями лобной и теменной долей мозга.

Кора большого мозга делится на древнюю (архиокортекс ), старую (палеокортекс ) и новую (неокортекс). Древняя кора, наряду с другими функциями, имеет отношение к обонянию и обеспечению взаимодействия систем мозга. Старая кора включает поясную извилину, гиппокамп. У новой коры наибольшее развитие величины, дифференциации функций отмечается у человека. Толщина новой коры 3-4 мм. Общая площадь коры взрослого человека 1700-2000 см 2 , а число нейронов — 14 млрд (если их расположить в ряд, то образуется цепь протяженностью 1000 км) — постепенно истощается и к старости составляет 10 млрд (более 700 км). В составе коры имеются пирамидные, звездчатые и веретенообразные нейроны.

Пирамидные нейроны имеют разную величину, их дендриты несут большое количество шипиков: аксон пирамидного нейрона идет через белое вещество в другие зоны коры или структуры ЦНС.

Звездчатые нейроны имеют короткие, хорошо ветвящиеся дендриты и короткий аксон, обеспечивающий связи нейронов в пределах самой коры большого мозга.

Веретенообразные нейроны обеспечивают вертикальные или горизонтальные взаимосвязи нейронов разных слоев коры.

Строение коры больших полушарий

В коре содержится большое количество глиальных клеток, выполняющих опорную, обменную, секреторную, трофическую функции.

Наружная поверхность коры разделена на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную. Каждая доля имеет свои проекционные и ассоциативные области.

Кора большого мозга имеет шестислойное строение (рис. 1-1):

• молекулярный слой (1) светлый, состоит из нервных волокон и имеет небольшое количество нервных клеток;
• наружный зернистый слой (2) состоит из звездчатых клеток, определяющих длительность циркулирования возбуждения в коре головного мозга, т.е. имеющих отношение к памяти;
• слой пирамидных меток (3) формируется из пирамидных клеток малой величины и вместе со слоем 2 обеспечивает корко-корко- вые связи различных извилин мозга;
• внутренний зернистый слой (4) состоит из звездчатых клеток, здесь заканчиваются специфические таламокортикальные пути, т.е. пути, начинающиеся от рецепторов-анализаторов.
• внутренний пирамидный слой (5) состоит из гигантских пирамидных клеток, которые являются выходными нейронами, аксоны их идут в ствол мозга и спинной мозг;
• слой полиморфных клеток (6) состоит из неоднородных по величине клеток треугольной и веретенообразной формы, которые образуют кортикоталамические пути.

I — афферентные пути из таламуса: СТА — специфические таламические афференты; НТА — неспецифические таламические афференты; ЭМВ — эфферентные моторные волокна. Цифрами обозначены слои коры; II — пирамидный нейрон и распределение окончаний на нем: А — неспецифические афферентные волокна из ретикулярной формации и ; Б — возвратные коллатерали от аксонов пирамидных нейронов; В — комиссуральные волокна из зеркальных клеток противоположного полушария; Г — специфические афферентные волокна из сенсорных ядер таламуса

Рис. 1-1. Связи коры больших полушарий.

Клеточный состав коры по разнообразию морфологии, функций, формам связи не имеет себе равных в других отделах ЦНС. Нейронный состав, распределение по слоям в разных областях коры различны. Это позволило выделить в мозге человека 53 цитоархитектонических поля. Разделение коры большого мозга на цитоархитектонические поля более четко формируется по мере совершенствования ее функции в филогенезе.

Функциональной единицей коры является вертикальная колонка диаметром около 500 мкм. Колонка - зона распределения разветвлений одного восходящего (афферентного) таламокортикального волокна. Каждая колонка содержит до 1000 нейронных ансамблей. Возбуждение одной колонки тормозит соседние колонки.

Восходящий путь проходит через все корковые слои (специфический путь). Неспецифический путь также проходит через все корковые слои. Белое вещество полушарий расположено между корой и базальными ганглиями. Оно состоит из большого количества волокон, идущих в разных направлениях. Это проводящие пути конечного мозга. Различают три вида путей.

• проекционный — связывает кору с промежуточным мозгом и другими отделами ЦНС. Это восходящие и нисходящие пути;
• комиссуральный - его волокна входят в состав мозговых комиссур, которые соединяют соответствующие участки левого и правого полушарий. Входят в состав мозолистого тела;
• ассоциативный - связывает участки коры одного и того же полушария.

Зоны коры больших полушарий

По особенностям клеточного состава поверхность коры подразделяют на структурные единицы следующего порядка: зоны, области, подобласти, поля.

Зоны коры головного мозга разделяются на первичные, вторичные и третичные проекционные зоны. В них расположены специализированные нервные клетки, к которым поступают импульсы от определенных рецепторов (слуховых, зрительных и т.д.). Вторичные зоны представляют собой периферические отделы ядер анализаторов. Третичные зоны получают обработанную информацию от первичных и вторичных зон коры больших полушарий и играют важную роль в регуляции условных рефлексов.

В сером веществе коры больших полушарий различают сенсорные, моторные и ассоциативные зоны:

• сенсорные зоны коры больших полушарий - участки коры, в которых располагаются центральные отделы анализаторов:
  зрительная зона — затылочная доля коры больших полушарий;
  слуховая зона — височная доля коры больших полушарий;
  зона вкусовых ощущений — теменная доля коры больших полушарий;
  зона обонятельных ощущений — гиппокамп и височная доля коры больших полушарий.

Соматосенсорная зона находится в задней центральной извилине, сюда приходят нервные импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, суставов и импульсы от температурных, тактильных и других рецепторов кожи;

• моторные зоны коры больших полушарии - участки коры, при раздражении которых появляются двигательные реакции. Располагаются в передней центральной извилине. При ее поражении наблюдаются значительные нарушения движения. Пути, по которым импульсы идут от больших полушарий к мышцам, образуют перекрест, поэтому при раздражении моторной зоны правой стороны коры возникает сокращение мышц левой стороны тела;
• ассоциативные зоны - отделы коры, находящиеся рядом с сенсорными зонами. Нервные импульсы, поступающие в сенсорные зоны, приводят к возбуждению ассоциативных зон. Особенностью их является то, что возбуждение может возникать при поступлении импульсов от различных рецепторов. Разрушение ассоциативных зон приводит к серьезным нарушениям обучения и памяти.

Речевая функция связана с сенсорными и двигательными зонами. Двигательный центр речи (центр Брока) находится в нижней части левой лобной доли, при его разрушении нарушается речевая артикуляция; при этом больной понимает речь, но сам говорить не может.

Слуховой центр речи (центр Вернике) расположен в левой височной доле коры больших полушарий, при его разрушении наступает словесная глухота: больной может говорить, излагать устно свои мысли, но не понимает чужой речи; слух сохранен, но больной не узнает слов, нарушается письменная речь.

Речевые функции, связанные с письменной речью — чтение, письмо, — регулируются зрительным центром речи, расположенным на границе теменной, височной и затылочной долей коры головного мозга. Его поражение приводит к невозможности чтения и письма.

В височной доле находится центр, отвечающий за запоминание слое. Больной с поражением этого участка не помнит названия предметов, ему необходимо подсказывать нужные слова. Забыв название предмета, больной помнит его назначение, свойства, поэтому долго описывает их качества, рассказывает, что делают с этим предметом, но назвать его не может. Например, вместо слова «галстук» больной говорит: «это то, что надевают на шею и завязывают специальным узлом, чтобы было красиво, когда идут в гости».

Функции лобной доли:

• управление врожденными поведенческими реакциями при помощи накопленного опыта;
• согласование внешних и внутренних мотиваций поведения;
• разработка стратегии поведения и программы действия;
• мыслительные особенности личности.

Состав коры больших полушарий

Кора больших полушарий головного мозга является высшей структурой ЦНС и состоит из нервных клеток, их отростков и нейроглии. В составе коры имеются звездчатые, веретенообразные и пирамидные нейроны. Благодаря наличию складок кора имеет большую поверхность. Выделяют древнюю кору (архикортекс) и новую кору (неокортекс). Кора состоит из шести слоев (рис. 2).

Рис. 2. Кора больших полушарий головного мозга

Верхний молекулярный слой образован в основном дендритами пирамидных клеток нижележащих слоев и аксонами неспецифических ядер таламуса. На этих дендритах формируют синапсы афферентные волокна, приходящие от ассоциативных и неспецифических ядер таламуса.

Наружный гранулярный слой образован мелкими звездчатыми клетками и частично малыми пирамидными клетками. Волокна клеток этого слоя расположены преимущественно вдоль поверхности коры, формируя кортикокортикальные связи.

Слой пирамидных клеток малой величины.

Внутренний гранулярный слой, образованный звездчатыми клетками. В нем заканчиваются афферентные таламокортикальные волокна, начинающиеся от рецепторов анализаторов.

Внутренний пирамидный слой состоит из крупных пирамидных клеток, участвующих в регуляции сложных форм движения.

Мультиформный слой состоит из верстеновидных клеток, образующих кортикоталамические пути.

По функциональной значимости нейроны коры подразделяют на сенсорные , воспринимающие афферентные импульсы от ядер таламуса и рецепторов сенсорных систем; моторные , посылающие импульсы к подкорковым ядрам, промежуточному, среднему, продолговатому мозгу, мозжечку, ретикулярной формации и спинному мозгу; и промежуточные , осуществляющие связь между нейронами коры больших полушарий. Нейроны коры больших полушарий находятся в состоянии постоянного возбуждения, не исчезающего и во время сна.

В кору больших полушарий, к сенсорным нейронам поступают импульсы от всех рецепторов организма через ядра таламуса. И каждый орган имеет свою проекцию или корковое представительство, расположенное в определенных областях больших полушарий.

В коре больших полушарий имеется четыре чувствительные и четыре двигательные области.

Нейроны двигательной коры получают афферентную импульсацию через таламус от мышечных, суставных и кожных рецепторов. Основные эфферентные связи двигательной коры осуществляются через пирамидные и экстрапирамидные пути.

У животных наиболее развита лобная область коры и ее нейроны участвуют в обеспечении целенаправленного поведения. Если удалить эту долю коры, животное становится вялым, сонливым. В височной области локализуется участок слуховой рецепции, и сюда поступают нервные импульсы от рецепторов улитки внутреннего уха. Область зрительной рецепции находится в затылочных долях коры головного мозга.

Теменная область, внеядерная зона, играет важную роль в организации сложных форм высшей нервной деятельности. Здесь расположены рассеянные элементы зрительного и кожного анализаторов, осуществляется межанализаторный синтез.

Рядом с проекционными зонами располагаются ассоциативные зоны, которые осуществляют связь между сенсорной и двигательной зонами. Ассоциативная кора принимает участие в конвергенции различных сенсорных возбуждений, позволяющей осуществлять сложную обработку информации о внешней и внутренней среде.

Раньше считалось, что высшие функции мозга человека осуществляются корой больших полушарий. Еще в прошлом веке было установлено, что при удаление коры у животных, они теряют способность к выполнению сложных актов поведения, обусловленных приобретенным жизненным опытом. Сейчас установлено, что кора не является высшим распределителем всех функций. Многие ее нейроны входят в состав сенсорных и двигательных систем среднего уровня. Субстратом высших психических функций являются распределительные системы ЦНС, в состав которых входит и подкорковые структуры, и нейроны коры. Роль любой области коры зависит от внутренней организации её спналтических связей, а также ее связей с другими образованиями ЦНС. Вместе с тем. у человека в процессе эволюции произошла кортиколизация всех, в том числе и жизненно важных висцеральных функций. Т.е. их подчинение коре. Она стала главной интегрирующей системой всей ЦНС. Поэтому в случае гибели значительной части нейронов коры у человека, его организм становится нежизнеспособным и погибает в результате нарушения гомеостаза (гипотермия мозга). Кори головного мозга состоит из шести слоев:

I. Молекулярный слой, самый верхний. Образован множеством восходящих дендритов пирамидных нейронов. Тел нейронов в нем мало. Этот слой пронизывают аксоны неспецифических ядер таламуса относящихся к ретикулярной формации. За счет такой структуры слой обеспечивает активацию всей коры.

2-Наружный зернистый слой. Формируется плотно расположенными мелкими нейронами, имеющими многочисленные синаптические контакты между собой. Благодаря этому наблюдается длительная циркуляция нервных импульсов. Это является одним из механизмов памяти.

3. Наружный пирамидный слой. Состоит из мелких пирамидных клеток. С помощью их и клеток второго слоя происходит образование межкортикальных связей, т.е. связей между различными областями коры.

4. Внутренний зернистый слой. Содержит звездчатые клетки, на которых образуют синапсы аксоны переключающих и ассоциативных нейронов таламуса. Сюда поступает вся информация от периферических рецепторов.

5. Внутренний пирамидный слой. Образован крупными пирамидными нейронами, аксоны которых образуют нисходящие пирамидные пути, направляющиеся в продолговатый и спинной мозг.

6. Слой полиморфных клеток. Аксоны его нейронов идут к таламусу.

Корковые нейроны образуют нейронные сети, включающие три основных компонента:

1. афферентные или входные волокна.

2.интернейроны

3. эфферентные - выходные нейроны. Эти компоненты образуют несколько уровней нейронных сетей.

1. микросети. Самый нижний уровень. Это отдельные межнейронные синапсы с их пре- и постсинаптическими структурами Синапс является сложным функциональным элементом, имеющим внутренние саморёгуляторные механизмы. Нейроны коры имеют сильно разветвленные дендриты. На них находится огромное количество шипиков в виде барабанных палочек. Эти шипики служат для образования входных синапсов. Корковые синапсы чрезвычайно"" чувствительны к внешним воздействиям. Например, лишение зрительных раздражений, путем содержания растущих животных в темноте, приводит к значительному уменьшению синапсов в зрительной коре. При болезни Дауна синапсов в коре также меньше, чем в норме. Каждый шипик образующий синапс, выполняет роль преобразователя сигналов идущих к нейрону.

2. Локальные сети. Новая кора слоистая структура, слои которой образованы локальными нейронными сетями. К ней через таламус и обонятельный мозг, могут приходить импульсы от всех периферических рецепторов. Входные волокна проходят через все слои, образуя синапсы с их нейронами. В свою очередь, коллатерали входных волокон и интернейроны этих слоев образуют локальные сети на каждом уровне коры. Такая структура коры обеспечивает возможность обработки, хранения и взаимодействия различной информации. Кроме того, в коре имеется несколько типов выходных нейронов. Практически каждый ее слой дает выходные волокна, направляющиеся к другим слоям или отдаленным участкам коры.

3. Корковые колонки. Входные и выходные элементы с интернейронами образуют вертикальные корковые колонки пли локальные модули. Они проходят через все слои коры. Их диаметр составляет 300-500 мкм. Образующие эти колонки нейроны концентрируются вокруг таламо-кортикального волокна, несущего определенный вид сигналов. В колонках имеются многочисленные межнейронные связи. Нейроны 1-5 слоев колонок обеспечивают восприятие и переработку поступающей информации. Нейроны 5-6 слоя образуют эфферентные пути коры. Соседние колонки также связаны между собой. При этом возбуждение одной сопровождается торможением соседних. В определенных областях коры сосредоточены колонки, выполняющие однотипную функцию. Эти участки называются цитоархитектоническими полями. В коре человека их 53. Поля делят на первичные, вторичные, третичные.

Первичные обеспечивают обработку определенной сенсорной информации.

Вторичные и третичные взаимодействие сигналов разных сенсорных систем. В частности, первичное соматосенсорное поле, к которому идут импульсы от всех кожных рецепторов (тактильных, температурных, болевых) находится в области центральной задней извилины. Больше всего места в коре занимает представительство губ, лица, кистей рук. Поэтому при поражениях этой зоны изменяется чувствительность соответствующих участков кожи. Представительство проприорецепторов мышц и сухожилий, т.е. моторная кора занимает переднюю центральную извилину. Импульсы от проприорецепторов нижних конечностей идут к верхней части извилины. От мышц туловища к средней части. От мускулатуры головы и шеи к ее нижней части. Наибольшую площадь этого поля также занимает представительство мускулатуры губ, языка, кистей и лица.

Импульсы от рецепторов глаза поступают в затылочные области коры около шпорной борозды. Поражение первичных полей приводит к корковой слепоте, а вторичных и третичных - потере зрительной памяти. Слуховая область коры расположена в верхней височной извилине и поперечной извилине Гешля. При поражении первичных полей зоны развивается корковая глухота. Периферических - трудности в различении звуков. В задней трети верхней височной извилины левого полушария находится сенсорный центр речи - центр Вернике. При его патологических изменениях теряется способность к пониманию речи. Двигательный центр речи - центр Брока, располагается в нижней лобной извилине левого полушария. Нарушения в этой части коры приводят к потере способности произносить слова.

Функциональная асимметрия полушарий.

Передний мозг образован двумя полушариями, которые состоят из одинаковых долей. Однако они играют разную функциональную роль. Впервые различия между полушариями описал 1863 г. невропатолог Поль Брэка. обнаруживший, что при опухолях левой лобной доли теряется способность к произношению речи. В 50-х годах XX века Р.Сперри и М.Газзанига исследовали больных, у которых с целью прекращения эпилептических припадков была произведена перерезка мозолистого тела. В нем проходят комиссуральные волокна, связывающие полушария. Умственные способности у людей с расщепленным" мозгом не изменяются. Но с помощью специальных тестов обнаружено, что функции полушарий отличаются. Например, если предмет находится в поле зрения правого глаза, то зрительная информация поступает в левое полушарие, то такой больной может назвать его, описать его свойства. прочитать или написать текст.

Если же предмет попадает в поле зрения левого глаза, то пациент даже не может назвать его и рассказать о нем. Он не может читать этим глазом. Таким образом, левое полушарие является доминирующим в отношении сознания, речи, счета, письма, абстрактного мышления, сложных произвольных движений. С другой, стороны, хотя правое полушарие не имеет выраженных речевых функций, оно в определенной степени способно понимать речь и мыслить абстрактно. Но в значительно большей мере, чем левое, оно обладает механизмами сенсорного распознавания предметов образной памяти. Восприятие музыки целиком является функцией правого полушария. Т.е. правое полушарие отвечает за неречевые функции, т.е. анализ сложных зрительных и слуховых образов, восприятие пространства, формы. Каждое полушарие изолированно принимает, перерабатывает и хранит информацию. Они обладают собственными ощущениями, мыслями, эмоциональными оценками событий. Левое полушарие обрабатывает информацию аналитически, т.е. последовательно, а правое одномоментно, интуитивно. т.е. полушария используют разные способы познания. Вся система образования в мире направлена на развитие левого полушария, т.е. абстрактного мышления, а не интуитивного. Несмотря на функциональную асимметрию, в норме полушария работают совместно, обеспечивая все процессы человеческой психики.

Пластичность коры.

Некоторые ткани сохраняют способность к образованию новых клеток из клеток-предшественников в течение всей жизни. Это клетки печени, кожи энтероциты. Нервные клетки не обладают такой способностью. Однако у них сохраняется способность к образованию новых отростков и синапсов т.е каждый нейрон способен при повреждении отростка образовывать новые. Восстановление отростков может происходить двумя путями: путем формирования нового конуса роста и образования коллатералей. Обычно росту нового аксона препятствует возникновение, глиального рубца. Но несмотря на это новые синаптические контакты образуются коллатералям и поврежденного аксона. Наиболее высока пластичность нейронов коры. Любой ее нейрон запрограммирован на то, что при его повреждении он активно пытается восстановить утраченные связи. Каждый нейрон вовлечен, а конкурентную борьбу с другими за образование синаптических контактов. Это служит основой пластичности нейронных корковых сетей. Установлено, что при удалении мозжечка нервные пути, идущие к нему, начинают прорастать в кору. Если в интактный мозг пересадить участок мозга другого животного, то нейроны этого кусочка ткани образуют многочисленные контакты с нейронами мозга реципиента.

Пластичность коры проявляется как в нормальных условиях. Например, при образовании новых межкортикальных связей в процессе обучения, так и при патологии. В частности, утраченные при поражении участка коры функции берут на себя ее соседние поля или другое полушарие. Даже при поражении обширных областей коры вследствие кровоизлияния, их функции начинают выполнять соответствующие области противоположного полушария.

Элгктроэнцефалография. Ее значение для экспеперементальных исследований и клиники.

электроэнцефалография (ЭЭГ - это регистрация электрической активности мозга с поверхности кожи головы. Впервые ЭЭГ человека зарегистрировал в 1929 г. немецкий психиатр Г.Бергер. При снятии ЭЭГ на кожу накладывают электроды, сигналы от которых усиливаются и подаются на осциллограф и пишущее устройство. В норме регистрируются следующие типы спонтанных колебаний:

1. а-ритм. Это волны с частотой 8-13 Гц. Наблюдается в состоянии бодрствования, полного покоя и при закрытых глазах. Если человек открывает глаза а-ритм сменяется р-ритмом. Это явление называется блокадой а-ритма.

2. В-ритм, Его частота от 14 до 30 Гц. Наблюдается при деятельном состоянии мозга и читается по мере повышения интенсивности умственной работы.

3. (гама) - ритм. Колебания с частотой 4-8 Гц. Регистрируется во время засыпания.

поверхностного сна и неглубоком наркозе.

4. (сигма) - ритм. Частота 0,5-3,5 Гц. Наблюдается при глубоком сне и наркозе.

Чем ниже частота ритмов ЭЭГ, тем больше их амплитуда. Помимо эти основных ритмов регистрируются и другие ЭЭГ феномены. Например, по мере углубления сна появляются сонные веретена. Это периодическое увеличение частоты и амплитуды тета- ритма. При ожидании команды к действию возникает отрицательная Е-волна ожидания и т.д.

В эксперименте ЭЭГ используют для определения уровня активности мозга, а в клинике для диагностики эпилепсии (особенно скрытых форм), а также для выявление смерти мозга (кора живет 3-5 мин, стволовые нейроны 7-10, сердце 90. почки 150).

1. Какое строение имеет кора больших полушарий?

Кора больших полушарий представляет собой слой се-рого вещества толщиной в 2-4 мм. Она образована нерв-ными клетками (около 14 млрд), расположенными на поверхности переднего мозга. Борозды (углубления), изви-лины (складки) увеличивают площадь поверхности коры (до 2000—2500 см 2).

2. Какие доли выделяют в коре больших полушарий?

Кора больших полушарий разделена на доли глубокими (бороздами. В каждом полушарии выделяют лобную долю, теменную, височную и затылочную. Лобная доля от темен-ной отделена центральной бороздой. Височную долю от лобной и теменной отделяет боковая борозда. Затылочная доля отделена от теменной менее глубокой теменно-затылочной бороздой.

3. Какие функции выполняет кора больших полушарий?

Кора больших полушарий отвечает за восприятие всей поступающей в мозг информации (зрительной, слуховой, осязательной, вкусовой и т.д.), за управление всеми слож-ными мышечными движениями. С работой больших по-лушарий связаны психические функции (память, речь, мышление и др.).

4. Каково расположение областей, ответственных за осу-ществление функций коры?

В коре больших полушарий различают сенсорные, мо-торные и ассоциативные зоны.

В сенсорных зонах находятся центральные отделы ана-лизаторов, т.е. происходит обработка информации, посту-пающей от органов чувств. Соматосенсорная зона (кожной чувствительности) располагается в заднецентральной изви-лине, сзади от центральной борозды. К этой зоне приходят импульсы от скелетных мышц, сухожилий и суставов, а так-же импульсы от тактильных, температурных и других рецеп-торов кожи. В правое полушарие поступают импульсы от левой половины тела, а в левое — от правой. Зрительная зо-на располагается в затылочной области коры. В эту зону приходят импульсы от сетчатки. Слуховая зона располагает-ся в височной области. Раздражение этой области вызывает ощущение низких или высоких, громких или тихих звуков. Зона вкусовых ощущений располагается в теменной области, в нижней части заднецентральной извилины. При ее раздражении возникают различные вкусовые ощущения. Материал с сайта

Моторными зонами называют отделы коры больших полушарий, при раздражении которых возникает движение. Двигательная зона расположена в передней центральной из вилине (спереди от центральной борозды). С верхней ча-стью полушарий связана регуляция движений нижних ко-нечностей, затем туловища, еще ниже руки, а затем мышц лица и головы. Наибольшее пространство занимает двига-тельная зона кисти и пальцев руки и мышц лица, наимень-шее — мышц туловища. Пути, по которым импульсы идут от больших полушарий к мышцам, образуют перекрест, поэто-му при раздражении моторной зоны правой стороны коры возникает сокращение мышц левой стороны тела.

Ассоциативные зоны (в частности, теменная доля) свя-зывают различные области коры. Деятельность этих зон лежит в основе высших психических функций человека. При этом правое полушарие отвечает за образное (узнава-ние людей, восприятие музыки, художественное творчест-во) мышление, левое за абстрактное (письменная и устная речь, математические операции) мышление.

Деятельность каждого органа человека находится под контролем коры больших полушарий.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

• строение коры больших полушарий кратко
• кора мозга сообщение
• зоны коры больших полушарий мозга сенсорные ощущений
• мышечная зона копы больших полушарий находится в
• строение и функции коры больших полушарий у школьников