Клітини кори головного мозку
Одним з найважливіших органів, що забезпечують повноцінне функціонування людського організму, є головний мозок, пов’язаний зі спинним відділом і мережею нейронів у різних частинах тіла. Завдяки такій зв’язку забезпечується синхронізація розумової активності з моторними рефлексами і областю відповідає за аналіз сигналів, що надходять. Кора головного мозку являє собою шарувату в горизонтальному напрямку освіта. У його складі знаходяться 6 різних структур, кожна з них має специфічну щільність розташування, кількість і розміри нейронів. Нейрони являють собою нервові закінчення виконують функцію зв’язку між частинами нервової системи при проходженні імпульсу або в якості реакції на дію подразника. Крім шаруватої в горизонтальному напрямку структури, кора головного мозку пронизана безліччю відгалужень нейронів, розташованих по більшій частині вертикально.
Вертикальна спрямованість відгалужень нейронів формує структуру пірамідальної форми або утворення у вигляді зірочки. Безліч відгалужень короткого прямого або ветвящегося типів пронизують, як шари кори у вертикальному напрямку, забезпечуючи зв’язок різних відділів органу між собою, так і в горизонтальній площині. За напрямом орієнтації нервових клітин прийнято виділяти відцентрові і доцентрові напрямку зв’язку. В цілому, фізіологічна функція кори крім забезпечення процесу мислення і поведінки полягає в захисті півкуль головного мозку. Крім цього, на думку вчених в результаті еволюції мало місце розвиток та ускладнення структури кори. При цьому спостерігалося ускладнення будови органу в міру налагодження нових зв’язків між нейронами, дендритами і аксонами. Характерно те, що в міру розвитку інтелекту людини, виникнення нових нейронних зв’язків відбувалося вглиб структури кори від зовнішньої поверхні до ділянок розташованих нижче.
Функції кори ↑
Кора головного мозку має середню товщину 3 мм і досить велику площу за рахунок наявності сполучних каналів з центральною нервовою системою. Сприйняття, отримання інформації, її обробка, прийняття рішення і його здійснення відбувається завдяки безлічі імпульсів, що проходять через нейрони за типом електричної ланцюга. В залежності від безлічі факторів в корі відбувається генерація електричних сигналів потужністю до 23 Вт. Ступінь їх активності визначається станом людини і описується показниками амплітуди та частоти. Відомо, що більша кількість зв’язків знаходиться в галузях, що забезпечують більш складні процеси. При цьому всім кора головного мозку не є завершеною структурою і знаходиться в розвитку протягом всього життя людини в міру розвитку його інтелекту. Отримання і обробка надходить у мозок інформації забезпечує ряд фізіологічних, поведінкових, психічних реакцій завдяки функціям кори, серед яких:
Слід відзначити недостатню вивченість місця і ролі передніх відділів кори на забезпечення функціонування людського організму. Про цих ділянках відомо про їх низької чутливості до зовнішніх впливів. Наприклад, дія на них електричних імпульсів не викликало прояви вираженої реакції. На думку деяких фахівців, до функцій цих ділянок кори відноситься самосвідомість особистості, наявність і характер її специфічних особливостей. У людей з пошкодженими передніми ділянками кори спостерігаються процеси асоциализации, втрата інтересів в області трудової діяльності, власного зовнішнього вигляду і думки в очах інших людей. Іншими можливими ефектами можуть стати:
Будова шарів кори головного мозку ↑
Виконуються органом функції, такі як координація півкуль, розумова і трудова діяльність багато в чому обумовлена будовою його структури. Фахівці виділяють 6 різних типів шарів, взаємодія між якими забезпечує роботу системи в цілому, серед них:
Різні верстви, що входять до складу кори відрізняються між собою формою, розташуванням і призначенням складових їх структур. Взаємозв’язок нейронів зірчастого, пірамідальної, гіллястого і веретеноподібної типів між різними покривами утворюють понад 5 десятків, так званих полів. Незважаючи на те, що чіткі межі полів відсутні, їх спільна дія дозволяє регулювати безліч процесів пов’язаних з отриманням нервових імпульсів, обробкою інформації та виробленням відповідних реакцій на подразник.
Простий спосіб від алкоголізму Алкоголік більше не зможе навіть випити чарку, якщо в їжу підсипати йому це… Читати далі…
Моментальний замовлення
Області кори головного мозку ↑
По виконуваних функцій у цій структурі можна виділити три області:
- Зона, пов’язана з обробкою імпульсів, одержуваних через систему рецепторів від органів зору, нюху, дотику людини. За великим рахунком більшість рефлексів пов’язаних з моторикою забезпечують клітини пірамідальної структури. Забезпечують за допомогою дендритних структур і аксонів зв’язок з м’язовими волокнами та спинномозковим каналом. Ділянка, що відповідає за прийом м’язової інформації, має налагоджені контакти між різними верствами кори, що важливо на етапі коректного трактування надходять імпульсів. Якщо кора головного мозку уражається на цій ділянці, це може призвести до розладу узгодженої роботи сенсорних функцій і дій, пов’язаних з моторикою. Візуально розлади рухового відділу можуть проявлятися у відтворенні мимовільних рухів, тремтіння, судоми, у більш складній формі призводити до знерухомлення.
- Область сенсорного сприйняття відповідає за обробку надійшли сигналів. За структурою вона являє собою взаємопов’язану систему аналізаторів для встановлення зворотного зв’язку на дію стимулятора. Фахівці виділяють ряд областей, які відповідають за забезпечення чутливості до сигналів. Серед них, потилична забезпечує зорове сприйняття, скронева-пов’язана зі слуховими рецепторами, зона гипокампа з нюховими рефлексами. Район, який відповідає за аналіз інформації смакових стимуляторів, розташований в області тімені. Там же локалізуються центри, що відповідають за отримання і обробку тактильних сигналів. Сенсорна здатність знаходиться в прямій залежності від кількості нейронних зв’язків в цій ділянці, в цілому ці зони займають до п’ятої частини загального обсягу кори. Ушкодження цієї зони тягне за собою спотворення сприйняття, що не дозволяє виробити відповідний сигнал адекватний діючого на нього подразника. Наприклад, порушення роботи слухової зони не обов’язково призводить до глухоти, але може викликати ряд ефектів спотворюють коректне сприйняття інформації. Це може виражатися в нездатності вловлювати довжину або частотність звукових сигналів їх тривалість і тембр, порушення фіксації впливів з невеликим часом дії.
- Асоціативна зона здійснює контакт між сигналами, що отримуються нейронами в сенсорній області і моторикою, що представляє собою реакцію. Ця ділянка формує осмислені поведінкові рефлекси, забезпечує їх практичну реалізацію і займає більшу частину кори. По району локалізації можна виділити передні ділянки, розташовані в лобових частинах і задні, які займають простір між зоною скронь, тімені і потилиці. Для людини характерно більший розвиток задніх ділянок районів асоціативного сприйняття. Асоціативні центри відіграють ще одну важливу роль, забезпечують реалізацію і сприйняття мовленнєвої діяльності. Пошкодження переднеассоциативной області призводить до порушення можливості виконання аналітичних функцій, прогнозування на підставі наявних фактів або попереднього досвіду. Порушення роботи зони задній асоціації ускладнює орієнтацію людини в просторі. Також ускладнює роботу абстрактного об’ємного мислення, конструювання і правильного трактування складних зорових моделей.
Наслідки пошкоджень кори мозку ↑
До кінця не вивчено є забудькуватість одним з порушень, пов’язаних з пошкодженням кори головного мозку? Або ці зміни пов’язані з нормальним функціонуванням системи за принципом руйнування цих зв’язків. Вченими доведено, що за рахунок взаємозв’язку нейронних структур між собою при пошкодженні однієї з названих областей може спостерігатись часткове і навіть повне відтворення її функцій іншими структурами. У разі часткової втрати здатності до сприймання, переробки інформації або відтворення сигналів, система може деякий час залишатися працездатною, володіючи обмеженими функціями. Це відбувається за рахунок відновлення зв’язків між не зазнали негативного впливу ділянками нейронів за принципом розподільної системи. Проте можливий і зворотний ефект при якому пошкодження однієї із зон кори може призвести до розладу декількох функцій. У будь-якому випадку, порушення нормальної роботи цього важливого органу є серйозним відхиленням, при виникненні якого необхідно негайно вдатися до допомоги фахівців, щоб уникнути подальшого розвитку розлади.
Серед найбільш небезпечних порушень роботи цієї структури можна виділити атрофію, пов’язану з процесами старіння і відмирання частини нейронів. Найбільш використовуваними методами діагностики є комп’ютерна та магнітно-резонансні види томографії, энцефалография, дослідження за допомогою ультразвуку, проведення рентгену та ангіографії. Слід зазначити, що сучасні методи діагностики дозволяють виявити патологічні процеси в роботі мозку на ранньому етапі, при своєчасному зверненні до фахівця в залежності від виду порушення існує ймовірність відновлення порушених функцій.
Автор: Ковальов Олександр
Источник
Архітектоніка кори – це загальний план будови кори. Загальна поверхня кори півкуль дорослої людини 2000 – 2500 см , причому 70% її заховані в глибині борозен. Товщина кори 2 – 4,5 мм. Йервові клітини і волокна, які утворюють кору, розташовані в 7 шарів:
- 1-й шар – молекулярний – найбільш поверхневий. У цьому шарі мало нервових клітин, вони дрібні. Шар утворений сплетінням нервових волокон. Завдяки цьому шару відбуваються внутрішньо- і міжпівкулеві зв’язки між різними частинами кори.
- 2-й шар – зовнішній зернистий. Складається з дрібних клітин у вигляді зернин і пірамід. Шар бідний на мієлінові волокна. Нейрони цього шару називаються вставними або інтернейронами. Ці нейрони забезпечують переробку інформації і її проведення до структур молекулярного шару на нижчі кіркові шари.
- 3-й шар – пірамідний, утворений середніми і великими пірамідними клітинами, з великою кількістю дендритів.
- 4-й шар – внутрішній зернистий, складається з дрібних зернистих клітин різної форми. Гранулярні нейрони, які розташовані у цьому шарі, здійснюють переробку і передачу інформації із закінчень аферентних волокон, які йдуть до кори і розгалужуються в межах I шару на пірамідні нейрони III і V шарів.
- 5-й шар – гангліозний – складається з великих пірамідних клітин. У передній центральній закрутці він містить ще “клітини Беца”, аксони яких дають початок низхідним пірамідним шляхам, що проходять через стовбур головного мозку у спинний мозок і зв’язують кору півкуль з периферією. Аксони III і V шарів забезпечують різні види внутрішньо-кіркових, міжкіркових і кірково-підкіркових зв’язків. В цих шарах є також інтернейрони різних розмірів і форми, які забезпечують вибіркові внутрішньо-кіркові взаємодії між нейронами різних типів. Це необхідно для:
- – передачі інформації між вхідними в кору аферентними волокнами і пірамідними нейронами;
- – обміну інформацією між нейронами, які розташовані в різних кіркових шарах;
- – обміну інформацією між нейронами, які розташовані в різних звивинах, частках і півкулях;
- – зберігання і відтворення інформації (пам’ять).
- 6-й шар – поліморфний – складається з клітин трикутної і веретеноподібної форми і належать до білої речовини мозку.
- 7-й шар – складається з веретеноподібних нейронів, має багато волокон. Між нервовими клітинами всіх шарів виникають як постійні, так і тимчасові зв’язки.
Під корою міститься біла речовина півкуль мозку, в складі якої розрізняють асоціативні, комісуральні та проекційні волокна.
Асоціативні волокна зв’язують між собою окремі ділянки однієї півкулі. Короткі асоціативні волокна зв’язують між собою окремі закрутки і близькі поля, а довгі – закрутки різних часток у межах однієї півкулі.
Асоціативні поля беруть участь в інтеграції сенсорної інформації та забезпеченні зв’язків між чутливими й руховими зонами кори.
Асоціативні шляхи утворюються інтернейронами і їх волокнами. До асоціативних відносять також зв’язки, які утворюються між ядрами однієї половини стовбура мозку, проміжного мозку і базальними ядрами відповідної півкулі. У спинному мозку асоціативні нейрони забезпечують міжсегментарні зв’язки.
Комісуральні волокна зв’язують симетричні частини обох півкуль, більша частина проходить через мозолисте тіло.
Проекційні волокна виходять за межі півкуль, по них здійснюється двобічний зв’язок кори з відділами центральної нервової системи, що лежать нижче.
Проекційні шляхи можуть бути низхідними та висхідними.
Висхідні (сенсорні, чутливі або аферентні) проекційні шляхи проводять нервові імпульси від екстеро-, пропріо- і інтерорецепторів (чутливих нервових закінчень у шкірі, органів опорно-рухової системи, внутрішній органів), а також від органів чуття до головного мозку.
Крім кори головного мозку, сенсорна інформація може поступати і в інші відділи нервової системи, а саме, в мозочок, середній мозок, ретикулярну формацію.
Низхідні (еферентні) проекційні шляхи проводять нервові імпульси від кори великих півкуль до базальних і стовбурових ядер головного мозку, а потім до рухових ядер спинного мозку і стовбуру мозку. Вони передають інформацію, пов’язану з програмованим рухом організму в конкретних ситуаціях, тому є руховими провідними шляхами.
У товщі білої речовини півкуль є порожнини – бічні шлуночки, які протоками сполучаються з третім мозковим шлуночком.
У людини відомі випадки народження дітей, у яких немає кори великого мозку. Це – аненцефали. Вони живуть лише кілька днів. Все, що набувається організмом протягом індивідуального життя зв’язане з функцією великого мозку. З функцією кори великого мозку зв’язана вища нервова діяльність. Взаємодія організму із зовнішнім середовищем, його поведінка в навколишньому світі зв’язані з півкулями великого мозку.
Источник
Взаємовідносини борозен і звивини з кістками і швами черепа у новонародженої дитини інші, ніж у дорослого. Основні борозни (центральна, латеральна) виражені добре, але гілки основних борозен і дрібні звивини позначені слабо. Надалі в процесі розвитку кори борозни стають глибшими, а звивини між ними рельєфніше. Співвідношення борозен, звивин і швів черепа, характерне для дорослої людини, встановлюється у дітей в 6-8 років.
Протягом перших місяців життя розвиток кори йде дуже швидкими темпами. Більшість нейронів набувають зрілу форму, інтенсивно відбуваються процеси мієлінізації нервових волокон, що дозволяють реагувати на зовнішні подразники більш диференційовано.
У процесі еволюції людини як біологічного виду, а також у процесі онтогенезу – індивідуального розвитку кожної людини – відбувається кортікалізаціі функцій, тобто включення кори головного мозку в регуляцію функцій нижележащих структур мозку. Це дозволяє організувати більш досконалу, що враховує індивідуальний досвід, збережений у пам’яті, регуляцію функцій організму. Надалі, у міру автоматизації тієї чи іншої реакції, виконання її знову передається підкірковим структурам з формуванням автоматичного реагування.
Різні коркові зони дозрівають нерівномірно. Найбільш рано дозріває соматосенсорная і рухова кора, дещо пізніше – зорова і слухова. Особливо інтенсивним протягом першого півріччя життя є розвиток зорової кори, що тягне за собою розвиток інших зон мозку та їх інтеграцію. Дозрівання сенсорних і моторних зон в основному закінчується до 3 років. Значно пізніше дозріває асоціативна кора: до 7 років формуються її основні зв’язки, а остаточна диференціювання, формування нейронних ансамблів і зв`язків з іншими відділами мозку відбуваються до підліткового віку. Найбільш пізно (ближче до 9 років) дозрівають лобні області кори. Поступовість дозрівання структур кори великих півкуль визначає вікові особливості вищих нервових функцій і поведінкових реакцій дітей різних вікових груп.
Загальна площа кори головного мозку людини близько 2200 см2, число нейронів кори перевищує 10 млрд. У складі кори маються пірамідні, зірчасті, веретеноподібні нейрони.
Пірамідні нейрони мають різну величину, аксон пірамідного нейрона, як правило, проходить через білу речовину в інші зони кори або в інші мозкові структури.
Зірчасті клітини мають короткі добре гілкуються дендрити і короткий аксон, що забезпечує зв’язки нейронів в межах самої кори головного мозку.
Веретеноподібні нейрони забезпечують вертикальні або горизонтальні взаємозв’язку нейронів різних шарів кори.
Кора головного мозку має переважно шестіслойних будову (рис. 11.10).
Рис. 11.10. Будова кори головного мозку
Шар I – верхній молекулярний, представлений в основному ветвлениями висхідних дендритів пірамідних нейронів, серед яких розташовані рідкісні горизонтальні клітини і клітини-зерна, сюди ж приходять волокна неспецифічних ядер таламуса, що регулюють через дендрити цього шару рівень збудливості кори головного мозку.
Шар II – зовнішній зернистий, складається з зірчастих клітин, що визначають тривалість циркулювання збудження в корі головного мозку, тобто мають відношення до пам’яті.
Шар III – зовнішній пірамідний, формується з пірамідних клітин малої величини і разом з II шаром забезпечує Корко-коркові зв’язку різних звивин мозку.
Шар IV – внутрішній зернистий, містить переважно зірчасті клітини. Тут закінчуються специфічні таламокортікальние шляху, тобто шляху, що починаються від рецепторів аналізаторів.
Шар V – внутрішній пірамідний (гангліозний), шар великих пірамід, які є вихідними нейронами, аксони їх йдуть в стовбур мозку і спинний мозок. У руховій зоні в цьому шарі знаходяться гігантські пірамідні клітини, відкриті Бецом (клітини Беца).
Шар VI – шар поліморфних клітин, більшість нейронів цього шару утворюють кортико-таламические шляху.
Розподіл нейронів по шарах в різних областях кори дозволило виділити в мозку людини 53 цитоархитектонических поля (поля Бродмана), які вдосконалюються в міру розвитку кори головного мозку. У людини і вищих ссавців розрізняють, поряд з первинними, вторинні і третинні коркові поля, що забезпечують асоціацію функцій даного аналізатора з функціями інших аналізаторів.
Особливістю коркових полів є екранний принцип їх функціонування, що полягає в тому, що рецептор проектує свій сигнал не так на один нейрон кори, а на поле нейронів, яке утворюється їх зв’язками. У результаті сигнал фокусується не крапка в точку, а на безлічі різноманітних нейронів, що забезпечує його повний аналіз і можливість передачі в інші зацікавлені структури. Так, одне волокно, що приходить в зорову область кори, може активувати зону розміром 0,1 мм. Це означає, що один аксон розподіляє свою дію на більш ніж 5000 нейронів.
Функції окремих зон нової кори визначаються особливостями її структурної організації, зв’язками з іншими структурами мозку, участю в сприйнятті, зберіганні та відтворенні інформації при організації та реалізації поведінки, регуляції функцій сенсорних систем, внутрішніх органів.
Структурний відмінність ділянок кори головного мозку пов’язане з різницею їхніх функцій. У корі головного мозку виділяють сенсорні, моторні і асоціативні області (рис. 11.11).
Рис. 11.11. Цітоархітектоніческі поля Бродмана
Коркові кінці аналізаторів мають свою топографію – локальне розташування в певних ділянках кори головного мозку. Вони називаються сенсорними областями кори головного мозку. Коркові кінці аналізаторів різних сенсорних систем перекриваються. Крім цього, у кожній сенсорній системі кори маються полісенсорній нейрони, які реагують не тільки на “свій” адекватний стимул, але й на сигнали інших сенсорних систем. Ці механізми лежать в основі формування полімодальних зв’язків, що забезпечують сочетанную реакцію на різні подразники.
Шкірна рецептірующая система, таламокортікальние шляху проектуються на задню центральну звивину. Тут мається суворе соматотопическую поділ. На верхні відділи цієї звивини проектуються рецептивні поля шкіри нижніх кінцівок, на середні – тулуба, на нижні відділи – руки, голови.
На задню центральну звивину в основному проектується больова і температурна чутливість. У корі тім’яної частки (поля 5 і 7, див. Рис. 11.11), де також закінчуються провідні шляхи чутливості, здійснюється більш складний аналіз: локалізація роздратування, дискримінація, стереогіоз. При пошкодженнях кори особливо сильно порушуються функції дистальних відділів кінцівок, особливо рук.
Зорова система знаходиться в потиличній частці мозку: поля 17, 18, 19. Центральний зоровий шлях закінчується в поле 17; він інформує про наявність та інтенсивності зорового сигналу. У полях 18 і 19 аналізуються колір, форма, розміри, якість предметів. Поразка поля 19 кори головного мозку призводить до того, що хворий бачить, але не впізнає предмет (зорова агнозія, при цьому втрачається також колірна пам’ять).
Слухова система проектується в поперечних скроневих звивинах (звивини Гешля), в глибині задніх відділів латеральної (Сільвієвій) борозни (поля 41, 42, 52). Саме тут закінчуються аксони задніх горбів Четверохолміе і латеральних колінчастих тіл.
Нюхова система проектується в області переднього кінця гіппокампальних звивини (поле 34). Кора цій області має не шести-, а тришарове будову. При подразненні відзначаються нюхові галюцинації, пошкодження її веде до аносмія (втрати нюху).
Смакова система проектується в гіппокампальних звивині по сусідству з нюхової областю кори (поле 43).
У передній центральній звивині розташовані зони, подразнення яких викликає рух, вони представлені по соматотопическую типу, але зовсім інакше: у верхніх відділах звивини – нижні кінцівки, в нижніх – верхні. Це моторні області кори головного мозку.
Спереду від передньої центральної звивини лежать премоторні поля 6 і 8. Вони організовують не ізольовані, а комплексні, координовані, стереотипні рухи. Ці поля також забезпечують регуляцію тонусу гладкої мускулатури, пластичний тонус м’язів через підкіркові структури.
У реалізації моторних функцій беруть участь також друга лобова звивина, потилична, верхнетеменная області.
Рухова область кори як ніяка інша має велику кількість зв’язків з іншими аналізаторами, чим, мабуть, і зумовлена наявність в пий значного числа полісенсорних нейронів.
Всі сенсорні проекційні зони і моторні області кори займають менше 20% поверхні кори головного мозку. Решта – це асоціативні області. Кожна асоціативна область кори пов’язана потужними зв’язками з кількома проекційними областями. У асоціативних областях відбувається інтеграція разномодальних інформації, що дозволяє здійснювати усвідомлення надходить інформації та складні поведінкові акти. Асоціативні області мозку у людини найбільш виражені в лобової, тім’яної і скроневій.
Кожна проекційна область кори оточена асоціативними областями. Нейрони цих областей здатні до сприйняття разномодальних інформації, володіють великими здібностями до навчання. Полісенсорній нейронів асоціативної області кори забезпечує їх участь в об’єднанні, що надходить, забезпеченні взаємодії сенсорних і моторних областей кори.
Так, в тім’яній асоціативної області кори формуються суб’єктивні уявлення про навколишній простір, про нашому тілі. Це стає можливим завдяки зіставленню соматосенсорной, пропріоцептивної і зорової інформації. Лобові асоціативні поля мають зв’язку з лимбичним відділом мозку і беруть участь в організації програм дії при реалізації складних поведінкових актів з урахуванням їх емоційного забарвлення.
Першою і найбільш характерною рисою асоціативних областей кори є здатність їх нейронів сприймати разномодальную інформацію, причому сюди надходить не первинна, а вже оброблена інформація з виділенням біологічної значущості сигналу. Це дозволяє формувати програму цілеспрямованої поведінкового акту.
Друга особливість асоціативної області кори полягає в здатності до пластичних перебудовам в залежності від значимості надходить.
Третя особливість асоціативної області кори виявляється у тривалому зберіганні слідів сенсорних впливів. Руйнування асоціативної області призводить до виражених порушень навчання, пам’яті.
Розподіл функцій по областях мозку не є абсолютним. Встановлено, що практично всі області мозку мають полісенсорній нейрони, які певною мірою можуть брати на себе функцію пошкоджених модальноспсціфічсскіх нейронів. Це дозволяє компенсувати пошкодження структур мозку в ті періоди дитинства, коли пошкоджена функція ще не закріплена жорстко в структурі нервової тканини.
Важливою особливістю кори головного мозку є її здатність тривало зберігати сліди збудження. Це властивість надає корі виняткове значення в механізмах асоціативної переробки та зберігання інформації, накопичення знань.
Источник