Фізіологія кори головного мозку

Вищим відділом ЦНС є кора великого мозку (кора великих півкуль). Вона забезпечує досконалу організацію поведінки тварин на основі вроджених і набутих в онтогенезі функцій.

У корі головного мозку виділяють: давню, стару і нову кору. Давня і стара кора об’єднуються з деякими прилеглими ядрами і утворюють лімбічну систему. Товщина нової кори – 3 мм, включає багато звивин, площа нової кори 2500 см2, 3 види структур кори головного мозку: нервові клітини, відростки нервових клітин, нейроглії.

У складі кори головного мозку – різні за будовою нейрони – зірчасті, великі і малі пірамідні, веретеноподібні, корзинчаті і інші.

У функціональному відношенні все нейрони поділяються на:

1. аферентні (зірчасті клітини) – до них йдуть імпульси від специфічних шляхів і виникають специфічні відчуття. Вони передають імпульси до Інтернейрони і еферентних нейронів. Група полісенсорних нейронів – отримує імпульси від асоціативних ядер зорових горбів;

2. еферентні нейрони (великі пірамідні клітини) – імпульси від них йдуть на периферію і забезпечують певний вид діяльності;

3. вставні нейрони (малі пірамідні, веретеноподібні і інші). Вставні нейрони можуть бути збудливими і гальмівними (великі і малі корзинчаті нейрони, нейрони з кистеобразное аксонами, канделяброобразние нейрони).

Функції відростків нервових клітин:

1. забезпечують зв’язок в межах кори головного мозку між вище і нижчого клітинами;

2. забезпечують зв’язок в межах однієї півкулі кори головного мозку;

3. комісуральні – виходять з кори головного мозку, проходять через коміссуру і йдуть в кору головного мозку протилежної півкулі;

4. виходять з кори головного мозку і йдуть в низхідному напрямку, утворюючи пірамідні і екстрапірамідні шляхи.

Вищим відділом ЦНС є кора великих півкуль, її площа складає 2200 см2.

Кора великих півкуль має п’яти-, шестіслойних будова. Нейрони представлені сенсорними, моторними (клітинами Бетца), інтернейронамі (гальмівними і збудливими нейронами).

Кора півкуль побудована по Колончатий принципом. Колонки – функціональні одиниці кори, діляться на микромодули, які мають однорідні нейрони.

За визначенням І. П. Павлова, кора великих півкуль – головний розпорядник і розподільник функцій організму.

Основні функції кори великих півкуль:

1) інтеграція (мислення, свідомість, мова);

2) забезпечення зв’язку організму із зовнішнім середовищем, пристосування його до її змін;

3) уточнення взаємодії між організмом і системами всередині організму;

4) координація рухів (можливість здійснювати довільні руху, робити мимовільні рухи більш точними, здійснювати рухові завдання).

Ці функції забезпечуються корригирующими, що запускають, інтегративними механізмами.

І. П. Павлов, створюючи вчення про аналізатори, виділяв три відділи: периферичний (рецепторний), провідникової (трьох-нейронний шлях передачі імпульсу з рецепторів), мозковий (певні області кори великих півкуль, де відбувається переробка нервового імпульсу, який набуває нової якості). Мозковий відділ складається з ядер аналізатора і розсіяних елементів.

Відповідно до сучасних уявлень про локалізацію функцій при проходженні імпульсу в корі головного мозку виникають три типи поля.

1. Первинна проекційна зона лежить в області центрального відділу ядер-аналізаторів, де вперше з’явився електричний відповідь (викликаний потенціал), порушення в області центральних ядер ведуть до порушення відчуттів.

2. Вторинна зона лежить в оточенні ядра, не пов’язана з рецепторами, по Інтернейрони нейронам імпульс йде з первинної проекційної зони. Тут встановлюється взаємозв’язок між явищами і їх якостями, порушення ведуть до порушення сприйняття (узагальнених відображень).

3. Третинна (асоціативна) зона має мультисенсорні нейрони. Інформація перероблена до значимої. Система здатна до пластичної перебудові, тривалому зберіганню слідів сенсорного дії. При порушенні страждають форма абстрактного відображення дійсності, мова, цілеспрямовану поведінку.

Спільна робота великих півкуль і їх асиметрія.

Для спільної роботи півкуль є морфологічні передумови. Мозолисте тіло здійснює горизонтальну зв’язок з підкірковими утвореннями і ретикулярною формацією стовбура мозку. Таким чином здійснюється содружественная робота півкуль і реципрокная іннервація при спільній роботі.

Функціональна асиметрія. У лівій півкулі домінують мовні, рухові, зорові і слухові функції. Розумовий тип нервової системи є лівопівкульних, а художній – правопівкульним.

Сенсорні зони – це функціональні зони кори головного мозку, які через висхідні нервові шляхи отримують сенсорну інформацію від більшості рецепторів тіла.

Первинні сенсорні і моторні зони займають менше 10% поверхні кори головного мозку і забезпечують найбільш прості сенсорні і рухові функції.

Асоціативні зони – це функціональні зони кори головного мозку. Вони пов’язують знову надходить сенсорну інформацію з отриманої раніше і що зберігається в блоках пам’яті, а також порівнюють між собою інформацію, що отримується від різних рецепторів. Сенсорні сигнали інтерпретуються, осмислюються і при необхідності використовуються для визначення найбільш придатних реакцій, які вибираються в асоціативної зоні і передаються в пов’язану з нею рухову зону. Таким чином, асоціативні зони беруть участь в процесах запам’ятовування, навчання і мислення, і результати їх діяльності складають те, що зазвичай називають інтелектом.

Окремі великі асоціативні області розташовані в корі поруч з соответствующімісенсорнимі зонами. Наприклад, зорова асоціативна зона розташована в потиличній зоненепосредственно попереду сенсорної зорової зони і здійснює описані вишеассоціатівние функції, пов’язані із зоровими відчуттями. Наприклад, звукова асоціативна зона аналізує звуки, розділяючи їх на категорії, а потім передає сигнали в більш спеціалізовані зони, такі як мовна асоціативна зона, де сприймається сенс почутих слів.

Рухові зони – це функціональні зони кори головного мозку, що посилають рухові імпульси до довільних м’язів по спадним шляхах, які починаються в білій речовині великих півкуль.

 Будова і функції базальних ядер великих півкуль. |  Фізіологія лімбічної системи мозку. Склад лімбічної системи, її роль в регуляції фізіологічних і психічних функцій організму.

 Нефрон. Будова нейрона. Поняття про гліальних клітинах. Їх види та функції в організмі. |  Основні принципи діяльності ЦНС. |  Рефлекс. Види рефлексів по реепторному, центральному та ефекторного ознаками. Структура рефлекторної дуги. Зворотній зв’язок (зворотна аферентна), її значення. |  Гальмівні медіатори в ЦНС і механізми їх дії. |  Будова спинного мозку. Нейрони спинного мозку. Власні функції спинного мозку. |  Продовгуватий мозок. Ядра черепно-мозкових нервів. Життєво важливі центри довгастого мозку. Захисні рефлекси. |  Анатомія середнього мозку. Сенсорні, моторні і вегетативні функції. Поняття про децеребрационной ригідності механізмі її виникнення. |  Структурно-функціональна організація мозочка. Сенсорні, моторні і вегетативні функції. Наслідки пошкодження мозочка по Лючіані. |  Таламус. Функціональна характеристика ядер таламуса. |  Гіпоталамус. Основні центри та функції гіпоталамуса. Нейросекреція в гіпоталамусі. |

Окремі ділянки кори мають різне функціональне значення. Разом з підкірковими центрами, стовбуром мозку і спинним мозком великий мозок об’єднує окремі частини організму в єдине ціле, здійснює нервову регуляцію всіх органів (рис. 55, 56).

У кору великого мозку надходять доцентрові імпульси від рецепторів. Кожному рецепторному апарату відповідає в корі ділянка, яку І.П Павлов назвав кірковим ядром аналізатора. Ділянка кори, де розташовані кіркові ядра аналізаторів, названі сенсорними зонами кори великого мозку.

Ядерна зона рухового аналізатора (сомато-сенсорна зона), куди надходять збудження від рецепторів суглобів, скелетних м’язів і сухожилок, розташована в передню- і задньоцентральних ділянках кори. У межах передньої центральної закрутки найвище розміщені центри для м’язів нижньої кінцівки, нижче – для м’язів тулуба, потім верхньої кінцівки і, нарешті, центри м’язів голови. Ураження цієї зони призводить до паралічу протилежної половини тіла.

Рис. 55. Зовнішня будова головного мозку (за дорлінг кіндерслі, 2003)

Передцентральна звивина (gyrus precentralis) і прицентральна часіка (lobulus paracentralis) лобової частки становлять руховий центр кори і є аналізатором кінестезичних імпульсів, які надходять від посмугованих м’язів, суглобів, сухожилків. Тут замикаються рухові умовні рефлекси. У верхній ділянці перед центральної звивини розташовані клітинні групи, що належать до м’язів нижніх кінцівок, нижче – верхніх кінцівок, ще нижче – неврони, пов’язані з іннервацією м’язів голови. Оскільки нервові шляхи перехрещуються, праві рухові центри кори пов’язані з мускулатурою лівої сторони тіла і навпаки.

У задній частині середньої лобової звивини міститься центр узгодженого руху голови й очей (окоруховий, блоковий, відвідний і додатковий нерви).

Рис. 56. Кіркові поля (за Дорлінг Кіндерслі, 2003)

У задньому відділі нижньої лобової звивини розміщена зона Брока – руховий центр мови, який разом із центром Верніке забезпечують здатність людини читати, писати, чути, вимовляти і розуміти мову.

Ушкодження різних полів кори лобової частки може призвести: до підвищення агресивності й послаблення реакції страху; зростання пасивно-захисних умовних рефлексів; порушення харчових і захисних умовних рефлексів.

У таких людей спостерігається втрата ініціативи, апатія, порушення абстрактного мислення, нездатність до творчого мислення, розгальмування нижчих емоцій і потягів, розлади мовлення і понятійного мислення.

У задній частині лобової звивини розташований центр письма, ураження якого призводить до порушення навичок письма під контролем зору.

У лівій (у лівшів у правій) нижній тім’яній часточці розташований центр, який координує цілеспрямовані рухи. Він функціонує за типом тимчасових зв’язків, які виникають протягом індивідуального життя, тобто умовних рефлексів. У разі ушкодження цього центру елементи довільних рухів зберігаються, але порушуються цілеспрямовані дії (апраксія).

У верхній тім’яній частці (задньоцентральна звивина) розміщений кірковий центр аналізаторів чутливості (больової, температурної, дотикової), або сомато-сенсорна кора. Ураження кори у цій частині призводить до часткової або повної анестезії (втрата чутливості).

Ураження кори в ділянці верхньої тім’яної частки призводить до зниження больової чутливості і порушення стереогноза – впізнавання предметів на дотик без допомоги зору.

У нижній тім’яній частині розташований центр праксії, який регулює здатність здійснювати координаційні рухи, які складають основу робочих процесів і потребують спеціального навчання.

У кутовій звивині тім’яної частки розташований зоровий центр мови. Його ураження призводить до неможливості розуміння письма (алексія).

Тім’яна ділянка – це апарат вищої інтегративної діяльності мозку людини, вона безпосередньо стосується процесів біологічної і соціальної адаптації, є фізіологічною основою вищих психічних функцій.

Локалізація статичного аналізатора (центр збереження рівноваги і положення тіла в просторі) – кора верхньої та середньої скроневих звивин. Ушкодження цього центру призводить до атаксії (розладу координації рухів).

Зона шкірного аналізатора, зв’язаного з температурою, больовою і тактильною чутливістю займає задньоцентральну ділянку. Центри чутливості нижчих частин тіла розміщені у верхніх частинах тіла – у нижніх її ділянках.

Найбільшу площу займає кіркове представництво рецепторів кисті рук, голосового аналізатора і обличчя, найменшу – тулуба, стегна і гомілки.

Ядерна зона зорового аналізатора розташована на внутрішній поверхні потиличної ділянки, в зоні шпорної борозни. Ураження цього центру призводить до сліпоти. При порушеннях у сусідніх із шпорною борозною частин кори в ділянці потиличного полюса на медіальній і латеральній поверхнях частки може спостерігатися втрата зорової пам’яті, здатності орієнтації у незнайомій обстановці, порушення функції, пов’язаної із бінокулярним зором (здатності за допомогою зору оцінювати форму предметів, відстань до них тощо).

У корі верхньої скроневої звивини розташована частина слухового аналізатора, а поблизу від бокової борозни – ядерна зона смакового аналізатора. Двостороннє ураження до повної кіркової глухоти.

Нюхова зона розміщена на внутрішній поверхні скроневих ділянок кори. В ділянці середньої і нижньої скроневих звивин розташоване кіркове представництво вестибулярного аналізатора. Ураження цієї ділянки призводить до порушення рівноваги під час стояння і зниження чутливості.

Із сенсорними зонами взаємодіє моторна зона кори великого мозку. Ядерні зони аналізаторів – це ділянки кори, в яких закінчується основна маса провідних шляхів аналізаторів. За межами ядерних зон розташовані розсіяні елементи, куди надходять імпульси від тих же рецепторів, що і в ядро аналізатора.

Центр мови міститься у лівій півкулі. Розрізняють 2 центри мови: руховий (зона Брока), який міститься у нижній частині лобової ділянки і слуховий (зона Верніке), який знаходиться у скроневій ділянці, під заднім кінцем сільвієвої борозни. Центри мови є лише у людини. Мовлення, мислення, почуття і вправні рухи контролюються нейронами, які розміщені в лобовій ділянці головного мозку. Розпізнавання тонів і звуків відбувається в скроневій ділянці. Ця ділянка також бере участь у запам’ятовуванні інформації. Різноманітні сенсорні відчуття, такі як біль, температура усвідомлюються та інтерпретуються в тім’яній ділянці. Потилична ділянка фіксує та інтерпретує зорові образи.