Морфология нервной системы (Карта цитоархитектонических полей — внутренняя поверхность)

Цитоархитектонические поля и представительство функций в коре больших полушарий

Морфология нервной системы (Карта цитоархитектонических полей — внутренняя поверхность)

Наружнаяповерхность Рисунок2

Наружная поверхность

1, 2, 3, 5, 7,43 (частично)— представительство кожной и проприоцептивной чувствительности;

4 — моторная зона;

6, 8,9, 10 — премоторнаяи дополнительные моторные области;

11 — представительствообонятельной рецепции;

17, 18, 19—представительство зрительной рецепции;

20, 21, 22, 37,41,42,44—представительство слуховой рецепции;

37, 42 — слуховойцентр речи;

41 — проекциякортиева органа;

44 — двигательныйцентр речи.

(По Бродману)

2.3. Основные принципы строения мозга

Мозгкак субстрат психических процессовпредставляет собой единуюсистему, единое целое, состоящее, однако,из различ­ныхучастков и зон, которые выполняютразличную роль в реа­лизациипсихических функций.

Все данные(анатомические, физиологические иклиничес­кие) свидетельствуют оведущей роли коры больших полуша­рийв мозговой организации психическихпроцессов.

Внейропсихологии на основе анализанейропсихологическихданных (т. е. изучения нарушений психическихпроцессов приразличных локальных поражениях мозга)была разработана общаяструктурно-функциональная модель мозгакак субстрата психическойдеятельности. Эта модель, предложеннаяА.

Лурия, характеризуетнаиболее общие закономерности работымозга какединого целого и является основой дляобъяснения его интегративнойдеятельности. Согласно данной модели(рис.

3) весь мозг может быть подразделенна три основных структурно- фун­кциональныхблока: а) энергетический блок, или блокрегуляции уровней активности мозга; б)блок приема, переработки и хране­нияэкстероцептивной (исходящей извне)информации; в) блок программирования,регуляции и контроля за протеканиемпси­хической деятельности.

Каждаявысшая психическая функция осуществляетсяпри участии всех трех блоков, каждый изкото­рыхвносит свой вклад в ее реализацию. Блокихарактеризуются определеннымиособенностями строения, физиологическимипринципами,лежащими в основе их работы, и той ролью,кото­руюони играют в осуществлении психическихфункций.

Первыйэнергетический блок регулирует дватипа процес­совактивации: общие генерализованныеизменения актива­циимозга, являющиеся основой различныхфункциональных состояний, и локальныеизбирательные активационные изме­нения,необходимые для осуществления высшихпсихических функций.

Функциональноезначение первого блока в обеспечениипси­хическихфункций прежде всего состоит, как ужеговорилось выше,в регуляции процессов активации, вобеспечении того

Структурно-функциональная модель интегративной работы мозга, предложенная а.Р.Лурия

Рисунок 3

А— первый блок регуляции общей иизбирательнойнеспецифической активации мозга,включающий ретикулярные структурыствола,среднего мозга и диэнцефальных отделов,а также лимбическую систему и медиобазальныеотделы коры лобных и височныхдолей мозга:

  1. — мозолистое тело,

  2. — средний мозг,

  3. —медиобазальные отделы правой лобной доли мозга,

  4. — мозжечок,

  5. — ретикулярная формация ствола,

  6. —медиальные отделы правой височной доли мозга,

  7. — таламус;

Б—второй блок приема, переработки ихранения экстероцептивной информации,включающий основные анализаторныесистемы (зрительную, кожно-кинестетическую,слуховую), корковыезоны которых расположены в заднихотделах больших полушарий:

  1. —теменная область (обще-чувствительная кора),

  2. — затылочная область (зрительная кора),

  3. — височная область (слуховая кора),

  4. — центральная борозда;

В— третий блок программирования, регуляциии контроля за протеканием психическойдеятельности, включающий моторные,премоторные и префронтальные отделымозга с их двусторонними связями:

  1. — префронтальная область,

  2. — премоторная область,

  3. —моторная область (прецентральная извилина),

  4. — центральная борозда,

(По Хамской)

общегоактивационного уровня, на которомразыгрываются всепсихические функции, в поддержанииобщего тонуса ЦНС, необходимоголюбой психической деятельности. Этотаспект работы первого блока имеетнепосредственное отношение к процессамвнимания, а также сознания в целом.

Помимо общих неспецифическихактивационных функций первый блок мозганепосредственносвязан с процессами памяти, с запечатлением,хранениеми переработкой разномодалъной информации.

Вто­ройблок — блок приема, переработки ихранения информации включаетв себя основные анализаторные системы:зрительную, слуховуюи кожно-кинестетическую, корковые отделы(зоны) которыхрасположены в задних отделах большихполушарий. Всетри анализаторные системы организованыпо общему при­нципу:они состоят из периферического(рецепторного) и цент­ральных отделов.

Центральные отделы анализаторов включаютнесколько уровней, последний из которых— кора больших по­лушарий. В целоманализаторы — это аппараты, подготавлива­ющиеответы организма на внешние раздражители.Кора задних Отделовбольших полушарий обладает рядом общихчерт, поз­воляющихобъединить различные уровни анализаторныхсис­темв единый блок мозга.

В коре задних отделовмозга выделяют первичные,вторичные и третичные поля, а потерминологии И.Павлова — «ядерные зоны анализаторов»и «периферию». В Ядерную зону зрительногоанализатора входят 17-е, 18-е и 19-е поля,в ядерную зону кожно-кинестетическогоанализатора — 3,-е1-е, 2-е, частично 5-е поле, в ядерную зонузвукового ана­лизатора— 41-е, 42-е и 22-е поля, из них первичнымиполями являются17-е, 3-е и 41-е. Остальные — вторичные.

Вторичныекорковые поля осуществляют синтезраздражи­телей,функциональное объединение различныханализатор­ныхзон, принимая непосредственное участиев обеспечении различныхгностических видов психическойдеятельности.

Третичныеполя коры больших полушарий находятсявне «ядерных зон» анализаторов. К нимотносятся верхнетеменная область (7 и40), нижнетеменная (39), средневисочнаяобласть (21и частично 37). Функциональное значениетретичных полей корымногообразно. С их участием осуществляютсясложные

надмодальностныевиды психической деятельности —симво­лической,речевой, интеллектуальной.

Третийструктурно-функциональный блок мозга— блок программирования,регулирования и контроля за протеканиемпсихической деятельности — включаетмоторные, премоторныеи префронтальные отделы коры лобныхотделов головного мозга.

Кора лобных долей мозга занимает 24%поверхности больших полушарий. В лобнойкоре выделяют моторную кору (4,6) и немоторную (9, 10, 11, 12, 46, 47). Эти областиимеют различноестроение и функции.

Моторная лобнаякора состав­ляет ядерную зонудвигательного анализатора.

Общаяструктурно-функциональная модельорганизации мозга,предложенная А. Р. Лурия, предполагает,что различные этапыпроизвольной опосредованной речиосознанной психи­ческойдеятельности осуществляются с обязательнымучас­тиемвсех трех блоков мозга.

Согласносовременным психологическим представлениям,каждаяпсихическая деятельность имеет строгоопределенную структуру: она начинаетсяс фазы мотивов, намерений, замыс­лов,которые затем превращаются в определеннуюпрограмму деятельности, включающую«образ результата» и представле­нияо способах реализации этой программы,а затем реализу­етсяс помощью определенных операций.Завершается психи­ческая деятельностьэтапом сличения полученных результатовсисходным «образом результата». В случаенесоответствия по­лученныхданных психическая деятельностьпродолжается до получениянужного результата. Поражение любогоиз трех бло­ков(или нарушение каких-либо отделов этихблоков) отража­ется на любой психическойдеятельности, так как приводит к нарушениюсоответствующей стадии или этапа еереализации. Даннаяобщая схема формирования мозга каксубстрата сложныхсознательных форм психической деятельностинахо­дит конкретное подтверждениепри анализе различных нару­шенийвысших психических функций, возникающихвследствие локальныхпоражений головного мозга.

Источник: https://StudFiles.net/preview/6014859/page:7/

Головной мозг: цитоархитектонические поля Бродмана

Морфология нервной системы (Карта цитоархитектонических полей — внутренняя поверхность)

Головной мозг – сложнейший орган в человеческом организме. Наиболее высокоорганизованная его часть – это кора. Благодаря ее наличию человек способен читать, писать, думать, помнить и прочее. Изучению особенностей строения коры уделяли внимание многие ученые. Существует множество работ о делении коры на так называемые поля Бродмана. Именно о них и пойдет речь далее в статье.

Немного об истории

Построением карты поверхности головного мозга занималось много ученых: Бейли, Бец, Экономо и прочие. Их карты значительно отличались друг от друга по форме полей, их размерам, количеству. В современной нейроанатомии наибольшее признание получили поля головного мозга по Бродману. Всего насчитывается 52 поля.

Павлов, в свою очередь, подразделил все поля на две большие группы:

  • центры первой сигнальной системы;
  • центры второй сигнальной системы.

Каждый центр состоит из ядра, играющего ключевую роль в осуществлении функции определенного центра, и анализаторов, окружающих ядро. Примечательно то, что центры в коре головного мозга регулируют функционирование органов на противоположной стороне тела. Это связано с тем, что проводящие пути нервных волокон делают перекрест на своем пути от центра к периферии.

Поля мозга по Бродману обозначены арабскими цифрами, у некоторых также есть обозначение, из которого можно понять функцию конкретного поля.

Первая сигнальная система: расположение

Центры первой сигнальной системы расположены в полях Бродмана, которые присутствуют и у животного, и у человека.

Они отвечают за простую реакцию на внешний раздражитель, формирование ощущений, представлений. Эти центры присутствуют и в правом, и в левом полушарии коры головного мозга.

Поля Бродмана первой сигнальной системы есть у человека с рождения и в норме не подвергаются изменениям в течение жизни.

К этим полям относятся:

  • 1 – 3 – находятся в теменной доле коры головного мозга позади от центральной извилины;
  • 4, 6 – расположены в лобной доле кпереди от центральной извилины, имеют в своем составе пирамидные клетки Беца;
  • 8 – это поле находится кпереди от 6-го, ближе к фронтальной части лобной коры;
  • 46 – расположено на наружной поверхности лобной доли;
  • 41, 42, 52 – размещены на так называемых извилинах Гешле, на базальной части височной доли головного мозга;
  • 40 – находится в теменной доли позади 1 – 3 полей, ближе к височной части;
  • 17 и 19 – расположены в затылочной части головного мозга, наиболее дорсально от остальных полей;
  • 11 – одна из наиболее древних структур, находится в гиппокампе.

Первая сигнальная система: функции

Функции полей Бродмана в первой сигнальной системе отличаются в зависимости от локализации центра, особенностей его гистологической структуры. В целом эти ядра выполняют такие функции:

  • осуществление двигательного процесса;
  • узнавание предметов на ощупь;
  • слух;
  • зрение.

Чтобы осуществить точное движение, необходима одновременная активация нескольких полей Брока:

  1. Центры 4 и 6, пирамидные клетки которых несут импульс к скелетным мышцам и обеспечивают их сокращение.
  2. Поле под номером 40, где находятся центры осуществления сложных, стереотипных для конкретного человека движений. Эти центры формируются в течение жизни индивидуума, как правило, во время профессиональной деятельности.
  3. Иногда необходима активация 46 поля, которое отвечает за синхронный поворот глаз вместе с головой.

В узнавании предметов на ощупь, или стереогнозии, участвуют поля под номерами 5 и 7.

Поля 41, 42 и 52 необходимы для того, чтобы человек мог воспринимать звуки окружающего мира. Причем к центру слуха с одной стороны подходят волокна сразу из двух ушей.

Поэтому повреждение коры с одной стороны не приводит к слуховым нарушениям. Центр, расположенный в поле 41, отвечает за первичный анализ информации. В 42 поле находятся центры слуховой памяти.

А при помощи поля под номером 52 человек может ориентироваться в пространстве.

В полях с 17 по 19 находится зрительный анализатор. По аналогии со слуховыми центрами, в 17 поле происходит первичный анализ информации, в 18 находится зрительная память, а в 19 – оценочные центры и ориентация.

В 11 поле расположены центры обоняния, в 43 – центры вкуса.

Вторая сигнальная система: расположение

Присутствие второй сигнальной системы характерно только для человека. Именно эти центры обеспечивают высшее мышление, которое включает в себя обобщение информации, мечты, логику. По сути, для нормального мышления и речи необходима активация всех полей Бродмана, но можно выделить центры, которые имеют свои специфические функции:

  • 44 – расположено в задней части нижней лобной извилины;
  • 45 – находится кпереди от 44 поля, в переднем участке лобной извилины;
  • 47 – размещено ниже двух предыдущих полей, ближе к базальной части лобной доли;
  • 22 – одна из наиболее передних частей височной доли;
  • 39 – находится в задней части верхней височной извилины.

Вторая сигнальная система: функции

Как уже было отмечено выше, цитоархитектонические поля Бродмана второй сигнальной системы необходимы для осуществления высшей нервной деятельности. А основное отличие человека от животного – способность к речи.

В 45 поле находится центр Брока. Он необходим для нормальной моторики речи. Именно благодаря наличию этого центра человек способен произносить слова. При его повреждении развивается состояние под названием “моторная афазия”.

В 44 поле находится центр письменной речи. Импульсы из этого участка коры поступают к скелетным мышцам пальцев и кисти. При его разрушении человек теряет способность писать, что получило название “аграфия”.

47 поле отвечает за пение. Именно при нормальной работе этого центра человек может произносить слова нараспев.

В 22 поле находится центр Вернике. Здесь происходит анализ слуховой речи. Благодаря нормальной работе 22 поля человек воспринимает слова на слух.

39 поле – центр зрительной речи. Функционирование этого поля позволяет человеку различать символы, написанные на бумаге. При его повреждении человек теряет способность читать, что называется сенсорной алексией.

Заключение

Цитоархитектонические поля Бродмана – важные структуры коры головного мозга. Но есть также центры, свободные от этих полей. Они размещены преимущественно в лобной доле, между височной и затылочной областями. Их называют ассоциативными зонами.

Источник: https://FB.ru/article/422454/golovnoy-mozg-tsitoarhitektonicheskie-polya-brodmana

Нервная система

Морфология нервной системы (Карта цитоархитектонических полей — внутренняя поверхность)

Кора полушарий большого мозга представляет собой высший и наиболее сложно организованный нервный центр экранного типа, деятельность которого обеспечивает регуляцию разнообразных функций организма и сложные формы поведения.

Кора образована слоем серого вещества толщиной 3-5 мм. Серое вещество содержит нервные клетки (более 10 млрд. нейронов), нервные волокна и клетки нейроглии. Различные ее участки, отличающиеся друг от друга некоторыми особенностями расположения и строения клеток, расположения волокон и функциональным значением, называются полями, которые впервые описал немецкий врач и ученый К.Бродманн.

Цитоархитектоника

Среди мультиполярных нейронов коры выделяют пирамидные, звездчатые, веретенообразные, паукообразные, горизонтальные, клетки “канделябры”, клетки с двойным букетом дендритов и некоторые другие виды нейронов.

Пирамидные нейроны составляют основную и наиболее специфическую для коры полушарий форму. Они имеют вытянутое конусовидное тело, вершина которого обращена к поверхности коры. От вершины и боковых поверхностей тела отходят дендриты. От основания пирамидных клеток берут начало аксоны.

Пирамидные клетки различных слоев коры отличаются размерами и имеют разное функциональное значение. Мелкие клетки представляют собой вставочные нейроны. Аксоны крупных пирамид принимают участие в образовании двигательных пирамидных путей.

Нейроны коры расположены нерезко отграниченными слоями, которые обозначаются римскими цифрами и нумеруются снаружи внутрь. Каждый слой характеризуется преобладанием какого-либо одного вида клеток. В коре полушарий различают шесть основных слоев:

  • I – молекулярный;
  • II – наружный зернистый;
  • III – пирамидный;
  • IV – внутренний зернистый;
  • V – ганглионарный;
  • VI – слой полиморфных клеток.

I – Молекулярный слой коры содержит небольшое количество мелких ассоциативных горизонтальных клеток Кахаля. Их аксоны проходят параллельно поверхности мозга в составе тангенциального сплетения нервных волокон молекулярного слоя. Однако основная масса волокон этого сплетения представлена ветвлениями дендритов нижележащих слоев.

II – Наружный зернистый слой образован многочисленными мелкими пирамидными и звездчатыми нейронами. Дендриты этих клеток поднимаются в молекулярный слой, а аксоны либо уходят в белое вещество, либо, образуя дуги, также поступают в тангенциальное сплетение волокон молекулярного слоя.

III – Самый широкий слой коры большого мозга – пирамидный. Он содержит пирамидные нейроны, клетки Мартинотти и веретеновидные клетки с двойным букетом дендритов. Апикальные дендриты пирамид уходят в молекулярный слой, боковые дендриты образуют синапсы со смежными клетками этого слоя.

Аксон пирамидной клетки всегда отходит от ее основания. У мелких клеток он остается в пределах коры, у крупных – формирует миелиновое волокно, идущее в белое вещество головного мозга. Аксоны мелких полигональных клеток Мартинотти направляются в молекулярный слой.

Пирамидный слой выполняет преимущественно ассоциативные функции.

IV – Внутренний зернистый слой в некоторых полях коры развит очень сильно (например, в зрительной и слуховой зонах коры), а в других он может почти отсутствовать (например, в прецентральной извилине). Этот слой образован мелкими звездчатыми нейронами. В его состав входит большое количество горизонтальных волокон.

V – Ганглионарный слой коры образован крупными пирамидами, причем область моторной коры (прецентральная извилина) содержит гигантские пирамиды, которые впервые описал киевский анатом В. А. Бец.

Апикальные дендриты пирамид достигают I-го слоя. Аксоны пирамид проецируются на моторные ядра головного и спинного мозга.

Наиболее длинные аксоны клеток Беца в составе пирамидных путей достигают каудальных сегментов спинного мозга.

Кроме пирамидных нейронов в ганглионарном слое коры встречаются вертикальные веретеновидные клетки, аксоны которых поднимаются в I-й слой коры, а также корзинчатые клетки.

VI – Слой полиморфных клеток образован разнообразными по форме нейронами (веретеновидными, звездчатыми, клетками Мартинотти). Аксоны этих клеток уходят в белое вещество в составе эфферентных путей, а дендриты достигают молекулярного слоя.

Миелоархитектоника

Среди нервных волокон коры полушарий большого мозга можно выделить ассоциативные волокна, связывающие отдельные участки коры одного полушария, комиссуральные, соединяющие кору различных полушарий, и проекционные волокна, как афферентные, так и эфферентные, которые связывают кору с ядрами низших отделов центральной нервной системы. Проекционные волокна в коре полушарий образуют радиальные лучи, заканчивающиеся в III – пирамидном слое. Кроме уже описанного тангенциального сплетения I – молекулярного слоя, на уровне IV – внутреннего зернистого и V – ганглионарного слоев расположены два тангенциальных слоя миелиновых нервных волокон – соответственно, наружная полоска Байярже и внутренняя полоска Байярже. Последние две системы являются сплетениями, образованными конечными отделами афферентных волокон.

Модульный принцип организации коры

В коре полушарий большого мозга описаны повторяющиеся блоки, или модули, нейронов, которые рассматривают как ее морфофункциональные единицы, способные к относительно автономной деятельности. Они имеют форму цилиндров, или колонок, проходящих вертикально через всю толщу коры.

Каждый модуль включает афферентные пути, систему локальных связей и эфферентные пути.

К афферентным путям относятся кортико-кортикальные и таламо-кортикальные волокна.

Модуль организован вокруг кортико-кортикальных волокон, представляющих собой аксоны пирамидных клеток либо этого же полушария, либо противоположного. Кортико-кортикальные волокна образуют окончания во всех слоях коры данного модуля.

В модуль входят также таламо-кортикальные волокна, оканчивающиеся в IV слое коры на шипиковых звездчатых нейронах и базальных дендритах пирамидных нейронов.

Эфферентные пути формируются аксонами крупных и гигантских пирамидных нейронов, а также аксонами веретеновидных и некоторых других клеток VI слоя коры.

Система локальных связей формируется вставочными нейронами модуля, которые включают более десятка типов клеток. Большая часть из них является тормозными и регулирует активность преимущественно пирамидных нейронов.

Из тормозных нейронов модуля наибольшее значение имеют:

  1. аксо-аксональные клетки;
  2. клетки-“канделябры”;
  3. корзинчатые клетки;
  4. клетки с двойным букетом дендритов;
  5. клетки с аксональной кисточкой.

Система тормозных нейронов играет роль фильтра, тормозящего часть пирамидных нейронов коры.

Оболочки головного и спинного мозга

Головной и спинной мозг покрыты тремя соединительнотканными оболочками: мягкой, непосредственно прилегающей к тканям мозга, паутинной и твердой, которая граничит с костной тканью черепа и позвоночника. Мозговые оболочки выполняют защитную, в т.ч. амортизирующую, функцию, обеспечивают выработку и всасывание ликвора.

Мягкая мозговая оболочка непосредственно прилежит к ткани мозга и отграничена от нее краевой глиальной мембраной.

В рыхлой волокнистой соединительной ткани оболочки имеются большое количество кровеносных сосудов, питающих мозг, многочисленные нервные волокна, концевые аппараты и одиночные нервные клетки.

Мягкая мозговая оболочка окружает сосуды, проникающие в мозг, образуя вокруг них периваскулярную пиальную мембрану. В желудочках мозга мягкая мозговая оболочка совместно с эпендимой принимает участие в образовании сосудистых сплетений, вырабатывающих ликвор.

Паутинная оболочка представлена тонким слоем рыхлой волокнистой соединительной ткани. Между ней и мягкой мозговой оболочкой лежит сеть перекладин, состоящих из тонких пучков коллагеновых и тонких эластических волокон. Эта сеть связывает оболочки между собой.

Между мягкой мозговой оболочкой, повторяющей рельеф ткани мозга, и паутинной, проходящей по возвышенным участкам, не заходя в углубления, располагается подпаутинное (субарахноидальное) пространство, пронизанное тонкими коллагеновыми и эластическими волокнами, связывающими оболочки между собой.

Субарахноидальное пространство сообщается с желудочками мозга и содержит цереброспинальную жидкость. В этом пространстве проходят крупные кровеносные сосуды, ветви которых питают мозг.

Ворсинки паутинной оболочки (наиболее крупные называются пахионовы грануляции) служат участками, через которые вещества из ликвора возвращаются в кровь. Они представляют собой бессосудистые выросты паутинной оболочки, содержащие сеть щелевидных пространств, и выпячивающиеся в просвет синусов твердой мозговой оболочки.

Твердая мозговая оболочка образована плотной волокнистой соединительной тканью, содержащей много эластических волокон. В полости черепа она плотно сращена с надкостницей.

В спинномозговом канале твердая мозговая оболочка отграничена от периоста позвонков эпидуральным пространством, заполненным слоем рыхлой волокнистой соединительной ткани, что обеспечивает ей некоторую подвижность.

Между твердой мозговой и паутинной оболочками располагается субдуральное пространство. В субдуральном пространстве содержится небольшое количество жидкости.

Оболочки со стороны субдурального и субарахноидального пространства покрыты слоем плоских клеток глиальной природы.

Возрастные изменения

Изменения в центральной нервной системе в старческом возрасте связаны прежде всего со склеротическими изменениями сосудов мозга. В старости мягкая и паутинная оболочки мозга утолщаются. В них могут появиться отложения извести. Наблюдается атрофия коры больших полушарий, прежде всего лобной и теменной долей.

Уменьшается число нейронов на единицу объема коры, зависит это главным образом от гибели клеток. Нейроны уменьшаются в размере, частично теряют базофильное вещество, ядра уплотняются, их контур становится неровным. Быстрее других изменяются пирамиды V слоя двигательной зоны коры и грушевидные клетки коры мозжечка.

В нейронах различных отделов нервной системы накапливаются гранулы липофусцина.

(см. также лекцию по нервной ткани из общей гистологии)

Некоторые термины из практической медицины:

  • лептоменинкс — совокупность паутинной и мягкой мозговых оболочек;
  • лептоменингит — воспаление мягкой и паутинной мозговых оболочек; проявляется развитием менингеальных симптомов, изменениями цереброспинальной жидкости воспалительного характера;
  • афазия — нарушение речи, характеризующееся полной или частичной утратой способности понимать чужую речь или пользоваться словами и фразами для выражения своих мыслей, обусловленное поражением коры доминантного полушария головного мозга при отсутствии расстройств артикуляционного аппарата и слуха;
  • лоботомия — рассечение доли головного мозга; перерезка корково-подкорковых волокон;

 

Источник: https://morphology.dp.ua/_mp3/neuralsys3.php

Карта мозга

Морфология нервной системы (Карта цитоархитектонических полей — внутренняя поверхность)

Вращающийся глобус и «лоскутное одеяло» изображённых на нём стран – такая карта помогает нам понять, где именно мы находимся, а также то, что государства и народы отличаются друг от друга и имеют весьма конкретные границы.

Теперь подобная карта появилась и у внешнего слоя мозга — его коры, на которой каждое полушарие оказалось разделённым на 180 отдельных «стран».

Причём, девяносто семь областей из них никогда не описывались ранее, несмотря на явные различия в структуре, функции и значительную связь с соседями. Новая карта мозга опубликована в Nature.

Иллюстрация: M. F. Glasser, D. C. Van Essen

«Каждая отдельная область на карте содержит клетки со сходными структурой, функциями и взаимосвязями. Но эти «регионы» отличаются друг от друга подобно разным странам и имеют чётко определённые границы, а также уникальную культуру»,

— отмечает Дэвид Ван Эссен (David Van Essen), невролог Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, который курировал исследование.

Нейрофизиологи давно стремились разделить мозг на мелкие части, чтобы лучше понять, как он работает в целом.

Одна из самых известных карт мозга разделила кору на 52 области, основанные на различном расположении клеток в ткани (теперь эти зоны известны как поля Бродмана).

Более современные карты основывались на данных магнитно-резонансной томографии (МРТ) — например, функциональной МРТ, которая измеряет приток крови в ответ на различные умственные задачи.

Однако, до сих пор большинство таких «картографических» исследований проводились с помощью лишь одного типа измерений, что, как отмечает Томас Йео (Thomas Yeo), нейробиолог из Национального университета Сингапура, не только не даёт полное представление о работе всего мозга, но и может ввести исследователей в заблуждение. Новая карта основана на многократных МРТ измерениях, которые максимально конкретизируют внимание на корковых областях и поэтому помогают наиболее хорошо их оценить.

Разделяй и властвуй

Чтобы построить карту, группа учёных под руководством нейробиолога Мэтью Глассера (Mathew Glasser) из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовала изображения, полученные у 210 здоровых молодых людей, которые участвовали в проекте «Коннектом человека» по картированию структур мозга и их функциональных связей. В исследование включили информацию о толщине коры, функциях мозга, аксональных связях между регионами, о топографической организации клеток в ткани и содержании миелина — вещества, которое отвечает за электроизоляцию аксонов.

Глассер зонировал кору головного мозга по принципу значительных изменений в двух или более свойствах, которые использовал, чтобы «расставить» границы на карте. Обработка данных велась с использованием алгоритмов машинного обучения.

«Если медленно «ползать» по поверхности коры, то в какой-то момент вы найдёте такое место, где свойства начнут меняться, или даже такое, где обнаружатся несколько независимых изменений на одном и том же месте», 

— отметил исследователь.

Методика подтвердила наличие 83 известных ранее участков мозга и выявила ещё 97 новых. Учёные проверили карту, наблюдая за работой этих регионов у 210 человек.

Они обнаружили то, что карта достаточно точная, но размер её зон несколько варьирует от человека к человеку.

Эти различия помогут  понять по-новому индивидуальную изменчивость когнитивных способностей, а также выявить риски развития заболеваний.

Грани достижимого

«Несмотря на то, что в центре внимания этой работы лежало создание красивого и усреднённого шаблона мозга, он действительно открывает возможность для дальнейшего изучения уникальных сочетаний индивидуальных особенностей с интеллектуальными и творческими способностями, то есть того, что делает каждого из нас уникальным», 

— говорит Рекс Юнг (Rex Jung), нейропсихолог из Университета Нью-Мексико в Альбукерке.

Но при всех очевидных плюсах минусы также есть: карта ограничена в нескольких важных аспектах. Самое важное, она очень немногое рассказывает о биохимических основах работы мозга или об активности отдельных нейронов, их небольших групп.

«Это похоже на фантастическую карту Google «Планета Земля», которая может даже продемонстрировать ваше район города или даже задний двор вашего дома. Тем не менее, вы не можете рассмотреть, как передвигаются ваши соседи, куда они собираются переместиться и какая у них работа», 

— говорит Юнг.

Глассер же предполагает, что этот проект станет версией 1.0.

«Это не означает, что этот вариант окончательный, но то, что мы получили сейчас, гораздо лучше, чем то, что мы имели прежде», 

— резонно замечает учёный.

A multi-modal parcellation of human cerebral cortex

Matthew F. Glasser, Timothy S. Coalson, Emma C. Robinson, David C. Van Essen et all.

Nature (2016) doi:10.1038/nature18933

Источник: http://sensint.ru/karta-mozga

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.