Розвиток 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
Функціональні здібності мозку до теперішнього часу залишаются до кінця не вивченими, незважаючи на велику кількість робіт, виконаних у цьому напрямку. Проблема взаємодії розуму та ємоцій обговорюється до сьогодення. Для з’ясування механізмів, що лежать у основі функціональної активності, ураженний мозок широко вивчався патоморфологами. Подальше вивчення цієї проблеми стало можливим завдяки функціональним дослідженням in vivo з використанням магнітно-резонансної томографії (МРТ), результатом яких є зображення специфічних зон мозку, що залучаються до процесу виконання різноманітних завдань [14]. За допомогою МРТ-картування можливе неінвазивне отримання інформації про фізіологію мозку, побудова карт активності мозку.
На початку, коли можливості МРТ щодо візуалізації функціональних областей мозку не були відомі, вивчення функціональної активностї мозку обмежувалося радіологічним дослідженням розподілу крові у мозковій речовині. Відкриття явища зміни інтенсивності магнітно-резонансного (МР) сигналу засноване на локальних змінах діоксігемоглобіну у еритроцитах було використане для функціонального картування областей мозку, залучених до виконання певних завдань [60]. Дані функціональної магнітно-резонансної томографії (ФМРТ) були ретельно перевірені за допомогою інвазивного картування на протязі оперативного втручання з прямою стимуляцією кори та використанням чутливих викликаних потенціалів. У всіх випадках дані інвазивного картування співпадали з даними ФМРТ. Робота Mima Т. із співавт. (1999) свідчить про схожість результатів ФМРТ та позитронно-емісійої томографії (ПЕТ), що пов’язано з оптимізацією одержання інформації із забезпеченням роздільної здатності меньше за 1 мм [37].
Розуміння можливостей клінічного використання ФМРТ-картування потребує знання не тільки методу, фізики та техніки ФМРТ, але й також фізіології мозку та його патофізіології. Формування зображень при ФМРТ засновано на підвищенні інтенсивності МР-сигналу, що відображає зниження концентрації діоксігемоглобіну у мікроциркуляційному руслі, яке є результатом локального збільшення оксигенації крові у період активації тканини мозку [57]. Підвищення інтенсивності МР-сигналу на тлі відносної магнітної однорідності носить назву BOLD-ефекту (залежність від рівня оксигенації крові). BOLD-ефект зумовленний вмістом діоксігемоглобіну у венозній частині капілярної мережі також, як й у більшості великих венозних структур [33]. Проведені дослідження Frahm J. із співавт. (1993) розкрили роль різних венозних структур та ефекту, що пов’язанний зі зміною швидкості току крові у формуванні зображень, а також вивчили вплив методики й вибору різноманітних індивідуальних параметрів дослідження на якість зображень, які одержуються. Клінічно ФМРТ можлива на високопольних системах з напруженістю магнітного поля 1,5 Тесла, що надають можливість побудови ехо-планарних зображень (ЕПЗ) та на звичайних системах з використанням методики градієнт-ехо[44,45,46,65]. Результати ФМРТ-картування засновані на прямому порівнянні з даними досліджень головного мозку здорових осіб.
Методика ФМРТ-картування розробленна для вирішення специфічних активаційних завдань, які особливо залежать від часу реконструкції зображення, індексу накопичування повторень та топографії зони зацікавлення. На якість результатів , що отримуються (т.б. на співвідношення показників сигнал-шум) суттево впливають однорідність магнітного поля та рухи пацієнта. Проблема імобілізації є суттевою при обстеженні пацієнтів, у яких можлива поява мимовільних рухів під час обстеження, наприклад синкінезій, а також у педіатричній практиці, де для подібних досліджень необхідна пасивна стимуляція [62]. Одержані зображення охоплюють протилежні за суттю періоди спокою та стимуляції, функціональну та структурну інформації. Зображення збираються послідовно на протязі певного періоду, з активацією певних зон. Порівняння зображень у стані спокою із зображеннями, що були отримані в процесі виконання простих завдань визначає ділянки мозку, які залучені до їх виконання. Хоча теоретично виконання завдань не потребує тривалого часу для гемодинамічних змін (зміни діоксігемоглобіну тривають декілька секунд), вплив специфічного стимулу повинен тривати не меньше 30с для того щоб надати можливість мозку пацієнта розпочати кожну фазу. Функціональні послідовності повторюються декілька разів (таким чином верифікується чи дійсно зміни сигналу є наслідком зміни фази спокою на активацію), что дає преревагу у порівнянні з методикою, що використовує введення радіоактивних речовин, такої як ПЕТ, яка обмежена кількістю можливих фаз активації.
Особливо важливим для проведення ФМРТ є етап наступної обробки. Функціональні зміни дуже малі та коливаються між 15-25% у первинно активованій корі та меньш ніж 2% при асоціативній активації. Ці зміни потребують складного статистичного аналізу для виявлення та уточнення локалізації відповідних ділянок. Прояв активації різних відділів кори порівнюється зі станом кори у спокої шляхом відніманння груп протилежних серій.
Важливим кроком у наступній обробці є співставлення даних про анатомічні та функціональні ділянки. Це дозволяє при отриманні зображень зон активації зберігати високу просторову роздільну здатність в анатомічному зображенні й відкриває шлях для індивідуального підходу до кожного дослідження для вияву окремої патології[31], що дуже важливо для планування оперативного втручання, коли необхідно не тільки відокремити здорову тканину від ураженної, але й визначити ступень їх функціональної активності. У цьому зв’язку вивчення функціональних здатностей мозку представляє більший інтерес, ніж вивчення його анатомічних змін.
З’являється все більша кількість робіт, присвячених вивченню можливостей клінічного використання МРТ-картування мозку при різних патологічних процесах. Функціональні дослідження мозку підтвердили своє значення у дослідженнях пацієнтів з патологією розвитку, такою як артеріо-венозні мальформації (АВМ) або при пухлинах, що повільно ростуть для вивчення феномену кіркової реорганізації. Дослідники підтвердили здатність ФМРТ-картування до неінвазивного виділення власне моторної або чутливої ділянок у пацієнтів з пухлинами мозку перед видаленням останніх, перед оперативними втручаннями з приводу епілепсії, радіохірургічними втучаннями, ендоваскулярними втручаннями, лікуванням больових синдромів. Виявлення залишкової функції дуже важливо для нейрохірурга т.я. його рішення про максимальний об’єм оперативного втучання у майбутньому буде залежати й від показників функціонального картування.
Вивчається можливість використання ФМРТ-картування для дослідження головного мозку пацієнтів, що страждають на демієлінізуючі процеси, в тому числі розсіяний склероз (PC). Наявність високоінтенсивних вогнищ на Т2-зважених нативних зображеннях визначає зміни у хімічному складі нормальної білої речовини, не враховуючи інформацію, яка має відношення до функціональної активності вогнищ. Чіткі кореляції, знайдені між вогнищами PC та клінічними порушеннями, що виявлялись при попередніх дослідженнях, зараз підлягають перегляду. Більш того, демієлінізація характеризуєтся низкою фізіологічних рис: порушення провідності у вигляді зниження швидкості, десинхронізація спалахів рухової активності. При PC анатомо-клінічні кореляції не виражені і причини багатьох симптомів, таких як втома або нейропсихологічний розлад недостатньо вивчені і не можуть бути пояснені за допомогою звичайних МР-зображень, що дають уяву про морфологічну структуру мозку. Розвиток ФМРТ обіцяє пролити світло на джерело порушень, що виникають при PC . ФМРТ таким чином можливо розглядати як інструмент, що дозволяє диференціювати зворотні функціональні зміни, які є наслідком часткової демієлінізації, та незворотні зміни, що є наслідком зменшення кількості аксонів. Дуже важливо також вивчення механізмів відновлення функцій у хворих на PC у процесі лікування, де розглядається двобічна наявність активності та розширення спеціалізованих областей. Таким чином, ФМРТ дає можливість відкривати нові шляхи для подальшого вивчення та вдосконалення напрямків у лікуванні РС[1].
Різними є свідчення про результати отримані при МРТ-картуванні у хворих на шизофренію. Частина авторів визначає зменшення зон активності у корі при виконанні різних активаційних завдань, а також уповільнення активації[52,54,59] на протязі захворювання. Друга група авторів свідчить про збереження деяких функцій та вказує лише на незначне їх порушення при загостренні процесу[47]. У пацієнтів зі слуховими галюцинаціями була виявлена активація кори звивини Гершля[25]. Curtis V.A. із співавт. (1999) вказує на різний ступінь активації моторної кори в залежності від ступеня складності активаційного завдання (вербальне та візуальне) і роблять висновок, що збіднення активації моторної кори у дослідженнях інших авторів можливо зумовлене складністю схеми спілкування з пацієнтом у процесі дослідження.
Найбільша кількість робіт з використанням ФМРТ-картування відноситься до досліджень активації саме моторної кори при різних видах подразнень, як активних, так і пасивних. Boroojerdi В. із співавт. (1999) описує моторну кору, як таку що має омега- або епсілон-подібну форму на аксіальних зображеннях та форму у вигляді «ключки» на сагітальних зображеннях і пропонує для оцінки зони активації використовувати кількісну оцінку «активованих» пікселів на зображеннях. Відмічається більш широка зона активації кори при самостійному виконанні пацієнтом активаційних завдань, ніж при виконанні цих завдань з використанням візуального подразника[23,24], при цьому бімануальна активність викликає меньш виражену та більш пізню активацію моторної кори в обох півкулях мозку, ніж активність тольки однієї руки[36]. Дослідження Lee K.M. із співавт. (1999)показали, що в активованій моторній корі у процесі виконання активаційних завдань можна виділити дві зони: передню, що відповідає за підготовчий період та задню, що контролює власне рухи, при цьому кожний палець кисті представлений власною зоною у моторній корі.
У пацієнтів, що страждають на судинну дисциркуляторну енцефалопатію дослідження моторної функції, що проведені під час виконання пацієнтами визначених активаційних завдань та у період пасивного реагування на стимуляцію показали, що для даної категорії хворих характерна кіркова реорганізація у вигляді розширення зони активності. У пацієнтів з обширними ішемічними ураженнями реорганізація проявлялася у вигляді появи нової зони активності у здоровій півкулі мозку.
Источник