Белое вещество головного мозга
Когда говорят про мозг, то часто — почти синонимом — упоминают серое вещество. Но если с серым веществом извилин в основном все знакомы, то многие ли непрофессионалы знают о существовании белого вещества, или, как говорят анатомы на латыни, substantia alba? А, между прочим, оно занимает большую часть нашего мозга.
Если головной мозг представить в виде планеты Земля, то окажется, что земная кора — это кора головного мозга, мантия (все её слои) — это как раз то самое белое вещество, а ядро Земли — базальные ядра мозга (про них тоже напишем). Даже соотношение частей примерно одинаковое.
Да и роль белое вещество здесь играет очень важную. Оно состоит из пучков аксонов, отростков нейронов, покрытых миелиновой оболочкой (изолирующим слоем, состоящим из олигодендроцитов (в периферической нервной системе они называются клетками Шванна). Белое вещество не только связывает различные участки нервной системы, но и координирует всю работу организма человека.
Однако, substantia alba — удел не только головы, оно находится и в спинном мозге. И, что самое интересное, только в этом отделе нервной системы оно словно «обволакивает» серое вещство, то есть находится условно снаружи. Здесь его устройство складывается из волокон, ведущих из головного мозга (в основном из «двигательных» центров) в спинной мозг, а также связывающих участки непосредственно спинного мозга. Кстати, в белом веществе спинного мозга анатомы выделяют передние канатики (funiculus anterior), боковые канатики (funiculus lateralis) и задние канатики (funiculus posterior). Видите, такой достаточно необычный вид транспорта, как фуникулёр, этимологически связан с белым веществом!
Сечение спинного мозга
Раньше считали, что белое вещество — это лишь пассивный носитель или транспортировщик информации, но всё чаще появляются доказательства о его непосредственном участии в процессах обучения и обработки информации. Кроме этого, некоторые исследования показали, что у людей, страдающих бессонницей, нарушена структура именно белого вещества, а именно миелиновых оболочек, электроизолирующих нервные отростки.
Поражение белого вещества может привести к параличам (полной обездвиженности одной или сразу всех конечностей), дефектам полей зрения, нарушениям координации движений. Именно с разрушением миелиновой оболочки аксонов и заменой нервной ткани на соединительную в белом веществе головного и спинного мозга обусловлено такое страшное заболевание, как рассеянный склероз.
Впрочем, иногда врачи специально повреждали белое вещество. Более того, за это даже присудили нобелевскую премию португальцу Эгашу Монишу, который предложил рассечение белого вещества, соединяющего лобные доли, для лечения психических расстройств. «Рассечение белого» по-гречески переводится как «лейкотомия». Это слово вошло в вердикт нобелевского комитета, хотя гораздо более зловеще звучит другое название этой процедуры: лоботомия.
Анастасия Шешукова
егодня мы предлагаем вам рассказ о хоть и чёрном, но незаменимом веществе (или субстанции) нашего мозга.
Чёрная субстанция (или Substantia nigra) занимает не так много места, как белое вещество. Она находится в среднем мозге — одной из древнейших структур в центре головного мозга. А именно, спрятана под четырьмя его холмиками. Если уж быть точными совсем, то у каждого из нас две Substantia nigra — слева и справа.
Средний мозг. Анимация от Life Science Databases(LSDB).
Поперечное сечение среднего мозга на уровне четверохолмия. Чёрная субстанция показана угадайте каким цветом.
Несмотря на то, что в Substantia nigra, как и в сером веществе, находятся тела нейронов, она значительно темнее за счет своей «окраски» нейромеланином (к слову, другая форма этого пигмента — меланин — придает цвет нашим глазам, коже и волосам).
Мономер нейромеланина
Всего в чёрной субстанции выделяют два слоя: компактный слой (pars compacta) и вентральный (pars reticulata). Тут нужно пояснить слово «вентральный». Медики используют два пространственных антонима: вентральный и дорсальный. «Вентральный» означает «брюшной». Это совсем не значит, что вентральный слой черного вещества находится в желудке. Он просто в теле находится более «спереди». «Вентральный» — это передний, «дорсальный» — задний (спинной).
Если же говорить о функционале слоев, то компактный в каком-то смысле похож на процессор компьютера – он обрабатывает информацию и передает ее в таламус и четверохолмие среднего мозга, а вентральный — обеспечивает производство нейромедиатора дофамина. Слои располагаются вертикально, pars compacta расположен ближе к оси тела, чем pars reticulata.
Дофамин
Благодаря чёрному веществу мы можем двигать глазами, выполнять мелкие и точные движения, в частности, пальцев, жевать и глотать. А наш организм может осуществлять дыхание, сердечную деятельность, держать в тонусе кровеносные сосуды.
Нарушения работы чёрной субстанции приводят к разным заболеваниям. Есть гипотеза о том, что именно в нём кроется тайна шизофрении. А болезнь Паркинсона, о которой мы часто пишем на портале, вызвана именно нарушением производства дофамина в чёрной субстанции: она вызывает там гибель нейронов.
Гистология черного тела пациента с болезнью Паркинсона
Исследователи даже нашли нейротоксин МФТП (1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин), который точно так же, как и болезнь Паркинсона, разрушает дофаминовые нейроны, и теперь активно используют его на мышах для моделирования болезни и поиске способов её лечения.
МТФП
А совсем недавно мы уже писали о возможном спасении от болезни Паркинсона пересадкой нервных клеток, снабжающих чёрное вещество дофамином. И о том, что такие нервные клетки можно вырастить из собственных клеток кожи пациента.
Слева —клетки кожи (фибробласты), справа — выращенные из них нейроны
Ну а в среду читайте на нашем портале материал про главный «продукт» чёрного тела: дофамин. Про него напишут сотрудники Института биоорганической химии РАН.
Анастасия Шешукова
Сегодня мы рассказываем о маленькой, но удаленькой части нашего мозга — гипоталамусе.
Если представить мешочек, а в нем несколько виноградин — это, пожалуй, будет самая точная иллюстрация строения гипоталамуса, только в сильно увеличенном размере. В реальности он всего лишь сравним с миндалём, или фалангой большого пальца. А виноградины — это более трёх десятков ядер внутри гипоталамуса. Общая функция у них одна — вырабатывают нейросекрет: вещество, ускоряющее или, наоборот, замедляющее выработку гормонов. Так же по функциям все ядра разделяются на три группы: переднюю, среднюю и заднюю. И, конечно же, стоит о них рассказать поподробнее.
К передней группе ядер относятся супрахиазматические ядра, преоптическое ядро, и крупнейшие супраоптические и паравентрикулярное ядра. Опять же, названия разные и страшные, но функции сходные. Эти ядра:
Следующая по порядку, но не по значению средняя группа включает дорсомедиальное и вентромедиальные ядра, ядро серого бугра и ядро воронки. Их функции:
Гипоталамус на продольном разрезе головы
Средняя группа ядер контролирует водный, жировой и углеводный обмен, влияет на уровень сахара в крови, ионный баланс организма, проницаемость сосудов и клеточных мембран.
Задняя часть гипоталамуса состоит из правого и левого сосцевидных тел, а также медиальное и латеральное ядра, заднее гипоталамическое ядро:
Если объединить все выше сказанное, становится не удивительно, почему некоторые ученые прозвали гипоталамус «внутренним солнцем организма». Можно сказать, что большинство физиологических и жизненно необходимых процессов «крутится» именно вокруг него.
А в заключение — ещё немного интересных фактов. Если вы «сова» или «жаворонок» знайте, в этом «виноват» гипоталамус. И, кстати, за приятные и неприятные ощущения организма тоже отвечает он. Вот такой вот маленький диктатор!
Анастасия Шешукова
И в нынешней статье речь пойдет об одной из самых загадочных его областей — гиппокампе.
Название с древнегреческого переводится, как «морской конёк» (ἱππόκαμπος), поскольку считается, что гиппокамп на него похож. Так что этот загадочный отдел мозга в родстве и с ипподромом, и с гиппопотамом. Конечно же, в этимологическом родстве.
На самом деле, это скорее две параллельно расположенные дуги, охватывающие поясом ствол головного мозга. Собственно, гиппокамп — это часть лимбической системы, расположенной на лимбе (крае) верхней части ствола мозга.
Эти дуги связаны комиссуральными нервными волокнами (так называют нервные волокна соединяющие структуры правого и левого полушарий). Гиппокамп — одна из старейших систем мозга с точки зрения эволюции, но именно он остается одной из самых неизученных областей. Его по-прежнему окутывают тайны и гипотезы, и исследователи до сих пор во многом могут только предполагать, как работает гиппокамп.
Некоторые исследования показывали, что он отвечает за кратковременную память (подобно ОЗУ компьютера), и при удалении обеих частей гиппокампа у человека остается «неповрежденной» долговременная память, но он не способен запоминать новую информацию. Отсюда исследователи предположили, что «морской конек» так же участвует в «кодировании» краткосрочной памяти в долгосрочную во время сна. Опять же, пока не до конца понятно, как происходит это кодирование, и по какому принципу отбирается информация «достойная» долговременного хранения. Интересно также и то, что при удалении одной из частей гиппокампа способность к запоминанию не нарушается.
Существует гипотеза, что гиппокамп является «архиватором» воспоминаний, и работает примерно так же как мы на компьютере раскладываем файлы по папкам, называем их и запоминаем, как до них можно быстрее всего добраться. Поэтому зачастую, чтобы вспомнить какой-либо день, мы ориентируемся по деталям, которые замечали, так соединяются две функции гиппокампа: формирование воспоминаний и пространственно-временная ориентация. Впрочем, постепенно появляются работы, которые проливают свет на то, как работает гиппокамп во время запоминания нового. Более того, есть исследования, которые показывают, куда деваются из гиппокампа воспоминания при болезни Альцгеймера и как их можно вернуть.
Именно в этой области мозга находятся так называемые пространственные клетки (place cells) или клетки-решётки (grid cells). Часть из них возбуждается при определении человеком своего положения в пространстве, другие чувствительны к направлению движения и положению головы. За это открытие британо-американец Джон О’Киф и его бывшие аспиранты из Норвегии, Мэй-Бритт и Эдвард Мозеры получили в 2014 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине.
Джон О'Киф
Также гиппокамп помогает не сбиться с пути, и даже «вычислить» короткий путь. Любопытно, что исследование, проведенное в Лондоне в 2003 году, показало, что гиппокамп лондонских таксистов больше, чем у обычного человека, но до сих пор непонятно: крупный гиппокамп помогает стать таксистом или он развивается при постоянном поиске пути (про эту работу можно услышать в лекции Марии Фаликман на нашем портале). Это заставляет задуматься: стоит ли так часто пользоваться навигаторами, и не деградирует ли наш гиппокамп при этом?
Кроме того, стимуляция различных областей гиппокампа может привести к практически любой поведенческой реакции: удовольствию, ярости, пассивности, половому возбуждению. Больные при гиппокампальных приступах страдают от психомоторных эффектов, включая обонятельные, зрительные, слуховые, тактильные и прочие галлюцинации, которые невозможно подавить.
А повреждение гиппокампа ведет к снижению эмоциональности, инициативности, замедлению скорости основных нервных процессов, повышаются пороги вызова эмоциональных реакций.
Возможно, такой «букет» функций гиппокамп приобрел на ранних стадиях развития, когда ему приходилось отвечать за множество необходимых для выживания реакций.
Анастасия Шешукова
о мозжечке — маленьком брате-близнеце мозга.
Как и в русском языке, по-латински cerebellum означает «малый мозг» и находится за продолговатым мозгом и варолиевым мостом, под затылочными долями полушарий головного мозга. А «связывается» мозжечок с ним с помощью трёх пар ножек, которые в виде толстых кабелей тянутся к мозгу.
Cerebellum получает информацию, идущую из спинного мозга в кору полушарий головного мозга (афферентную) и, наоборот, следующую от двигательных центров к спинному мозгу (эфферентную). Благодаря этому, он может рассчитывать ошибку и, при необходимости, сообщать о ней в двигательные центры. Так мозжечок, словно кукловод, корректирует произвольные и автоматические движения.
Cerebellum состоит из двух полушарий (лат. hemispheria cerebelli), которые соединяет непарная структура — «червь» (лат. vermis cerebelli). Червь получил своё название из-за внешней схожести с кольчатыми червями. Эта вытянутая область покрыта бороздками: более мелкими на передней поверхности и более крупными на задней.
Vermis cerebelli
Кору полушарий составляет три слоя клеток, в который входят клетки Пуркинье. Они имеют важное влияние на двигательные функции, так как именно их созревание помогает детям учиться рисовать, ходить и даже сидеть. А тренировки такое созревание ускоряют. Самый развитый мозжечок имеют гимнасты, балерины, фигуристы и люди другого образа жизни, связанного с высокой координацией движений.
Клетки Пуркинье. Рисунок Сантьяго Рамон-и-Кахаля
Итак, кора имеет несколько слоёв:
1. Верхний слой коры мозжечка — молекулярный, состоит из параллельных волокон, разветвлений дендритов и аксонов второго и третьего слоёв. В нижней части молекулярного слоя расположены корзинчатые и звёздчатые клетки, которые обеспечивают взаимодействие клеток Пуркинье.
2. Средний (второй) слой коры составлен из клеток Пуркинье, выстроенных в один ряд и имеющих самую мощную в центральной нервной системе дендритную сеть. На дендритном поле одной клетки Пуркинье может замыкаться до 60 тысяч синапсов. Эти клетки функционально выполняют задачу сбора, обработки и передачи двигательной информации. Аксоны клеток Пуркинье образуют единственный путь, с помощью которого кора мозжечка передаёт информацию в ядра и другие структуры большого мозга.
3. Гранулярный слой. Под вторым слоем коры лежит гранулярный слой, состоящий из своеобразных клеток-зёрен, число которых достигает 10 млрд. Аксоны этих клеток поднимаются вверх, Т-образно делятся на поверхности коры, образуя дорожки контактов с клетками Пуркинье. Здесь же находятся клетки Гольджи.
«Внутренность» под корой занимает белое вещество. А в самом центре есть ещё одни небольшие скопления серого вещества, которые называют ядрами мозжечка. Они, как и большинство других областей, парные. Различают 4 вида ядер, мы их расположили по филогенетическому возрасту (от самого древнего к молодому):
Поэтому при поражении каждой из этих частей нарушаются различные стороны двигательной функции, соответствующие различным стадиям филогенеза, а именно: при повреждении archicerebellum страдает равновесие тела, при поражениях paleocerebellum выходит из строя работа мускулатуры шеи и туловища, при поражении neocerebellum — работа мускулатуры конечностей.
Функционирование мозжечка происходит бессознательно, так как в основном он отвечает за:
Также именно благодаря мозжечку мы можем писать и печатать на клавиатуре.
Мозжечок обеспечивает синергию сокращений разных мышц при сложных движениях. Например, при ходьбе: делая шаг, человек заносит ногу, и одновременно центр тяжести туловища мышцами спины переносится вперёд.
При повреждениях мозжечка ярче всего пациент замечает свою неспособность выполнить нужный порядок, определённую последовательность движений: он не способен, вытянув руки, быстро вращать ладони вниз-вверх, сесть из положения лежа без помощи рук. Часто встречается нарушение регуляции сокращения мышц: их гипертонус, а также различные виды тремора (дрожания рук).
Мозжечок оказывает угнетающее и стимулирующее влияние на работу
Но, что интересно, всего лишь пару лет назад выяснилось, что и без мозжечка жить можно. Однажды у 24-летней девушки врачи обнаружили вместо мозжечка «дыру», заполненную спинномозговой жидкостью. Пациентка рассказала, что начала ходить и внятно говорить лишь к седьмому году жизни, и, кроме этого, страдала от постоянных головокружений. Девушка никогда не бегала, не прыгала и не могла совершать очень сложных координированных действий, но тем не менее вела совершенно нормальный образ жизни.
Анастасия Шешукова
Мозжечок — это функциональное ответвление главной оси «кора больших полушарий — спинной мозг». С одной стороны, в нём замыкается сенсорная обратная связь, то есть он получает копию афферентации (информации, передаваемой из спинного мозга в кору полушарий головного мозга), с другой стороны, сюда же поступает копия эфферентации (информации от коры полушарий к спинному мозгу) от двигательных центров. Говоря техническим языком, первая сигнализирует о текущем состоянии регулируемой переменной, а вторая даёт представление о требуемом конечном состоянии. Сопоставляя первое и второе, кора мозжечка может рассчитывать ошибку, о которой сообщает в двигательные центры. Так мозжечок непрерывно корректирует и преднамеренные, и автоматические движения.
У низших позвоночных информация в мозжечок поступает также из акустической области, в которой регистрируются ощущения, относящиеся к равновесию, поставляемые ухом и боковой линией, а у некоторых даже от органа обоняния.
Повреждения мозжечка приводят в первую очередь к нарушениям равновесия, как и при патологии вестибулярного аппарата. У человека проявляется головокружением, тошнотой и рвотой. Типичны также глазодвигательные расстройства в виде нистагма. Больным трудно стоять и ходить, особенно в темноте (когда отсутствует зрительная коррекция положения в пространстве), для этого им приходится хвататься за что-нибудь руками; походка становится шатающейся, как будто в состоянии опьянения.
К латеральным элементам мозжечка идут сигналы преимущественно от коры полушарий головного мозга через ядра моста и нижней оливы. Клетки Пуркинье полушарий мозжечка дают проекции через латеральные зубчатые ядра к двигательным ядрам таламуса и далее к двигательным областям коры полушарий головного мозга. Через эти два входа полушария мозжечка получают информацию от корковых областей, активирующихся в фазу подготовки к движению, то есть участвующих в его «программировании»
Таким образом, часть импульсов, возникших в коре мозга, достигает противоположного полушария мозжечка, принося информацию не о произведённом, а лишь о намечаемом к выполнению активном движении. Получив такую информацию, мозжечок моментально высылает импульсы, корригирующие произвольное движение главным образом путём погашения инерции и наиболее рациональной регуляции тонуса мышц агонистов и антагонистов. В результате обеспечивается чёткость и отточенность произвольных движений, устраняются какие-либо нецелесообразные компоненты.
Новые исследования показывают, что небольшая область мозга, которая в значительной степени ответственна за координацию движения - мозжечок, может играть важную негенетическую роль в развитии аутизма.
Команда неврологов из Принстонского университета представила свою идею на основе новой интерпретации обширного исследования по аутизму - в журнале «Neuron».
Мозжечок - это район, расположенный в нижней задней части мозга, он является самым известным органом для обработки информации от органов чувств и координации движения. Хотя он составляет всего 10% от массы всего мозга, он содержит почти половину всех соединений нервных клеток мозга.
Еще в 1985 году, на основе результатов исследований, было показано, что возникновение аутизма обычно включает отклонения в мозжечке. Но роль, которую играют эти отклонения в возникновении аутизма - остается загадкой.
«Авторы исследования представляют интригующую идею, что отклонения в мозжечке могут повлиять не только на работу мозга, но и на то, как он развивается», - комментирует педиатр развития Пол Вонг, старший вице-президент Autism Speaks и глава департамента по медицинским исследованиям. - «Эти теории о роли мозжечка в аутизме подчеркивают, что различные области мозга постоянно взаимодействуют и, что связь между различными частями головного мозга имеет решающее значение для его функции». Исследователи Принстонского университета предлагают новую теорию, - что ранние травмы мозжечка нарушают обработку мозга таким образом, что могут привести к аутизму.
Травмы мозжечка и риск возникновения аутизма
Исследователи Принстонского университета отмечают, что результаты исследования показывают - дети, которые получили повреждения мозжечка до или во время родов имеют значительно повышенный риск аутизма. Они также ссылаются на исследования, показывающие, что мозжечок является областью мозга, где наиболее часто встречаются нарушения у людей с аутизмом.
Кроме того, ученые считают, что результаты последних исследований доказывают - мозжечок играет особенно важную роль в процессе внутриутробного развития связей между различными областями мозга.
Ученые предположили, что мозжечковая травма приводит к разладу в том, как другие области мозга развивают способность интерпретировать внешние раздражители и организовывать внутренние процессы.
«Известно, что мозжечок является процессором», - говорит соавтор исследования Сэмюэл Ван. – «Наш неокортекс (часть мозга, которая контролирует более высокий уровень мышления) не получает информацию нефильтрованно. Есть важные этапы, при которых обрабатывается внешняя информация, которая обнаруживается нашим мозгом и когда она достигает нейронной части мозга. У людей с аутизмом этот процесс идет неправильно, возможно, сенсорная информация не правильно обрабатывается в мозжечке».
Доктор Вонг из Autism Speaks не согласен с авторами заключения: «Мы должны продолжить исследование того процесса, как мозжечковая дисфункция влияет на другие участки мозга и, как такая дисфункция может быть улучшена терапией и новыми лекарственными препаратами».
оригинал http://www.autismspeaks.org/science/science-news/studies-implicate-early-injury-cerebellum-major-cause-autism?utm_source=email&utm_medium=text-link&utm_campaign=sciencedigest
перевод Сокол А.
теперь же пора переходить и к самому так называемому большому мозгу. А именно к его части, которая делает человека человеком — лобным долям.
Лобные доли выделены голубым
Немного о терминах
Эта одна из самых молодых частей человеческого мозга, которая составляет около 30%. А находится она в передней части нашей головы, откуда и берет название «лобная» (на латыни это звучит как lobus frontalis, причём lobus — это «доля», а не «лобная»). От теменной доли она разделяется центральной бороздой (sulcus centralis). В каждой лобной доле располагаются четыре извилины: одна вертикальная и три горизонтальные — верхняя, средняя и нижняя лобные извилины (то бишь, gyrus frontalis superior, medius и inferior соответственно — в английских текстах можно просто встретить эти латинские термины).
Что они делают?
Лобные доли регулируют систему распределения произвольных движений, двигательных процессов речи, регуляцию сложных форм поведения, функций мышления и даже контролирует мочеиспускание.
Лобные доли
У висков находится часть долей, «отвечающая» за интеллектуальные процессы.
Левая доля формирует качества, определяющие личность человека: внимание, абстрактное мышление, стремление к инициативе, способность к решению проблем, самоконтролю и критической самооценке. У большинства людей здесь же расположен центр речи, но есть примерно 2-5 жителей планеты, у которых он базируется в правой лобной доле. Но на деле способность говорить не изменяется в зависимости от местоположения «кабины управления».
Извилины, конечно, тоже имеют свои неповторимые функции. Передняя центральная извилина отвечает за двигательные способности определённых частей тела. По сути, получается «перевёрнутый человек»: лицом управляет нижняя треть извилины, та что ближе ко лбу, а ногами — верхняя треть, та что ближе к теменной области.
В задних отделах верхней лобной извилины находится экстрапирамидный центр, то есть экстрапирамидная система. Она отвечает за функцию произвольных движений, «готовность» центрального моторного аппарата к выполнению движения за перераспределение мышечного тонуса при выполнении действий. А также она принимает участие в поддержании нормальной позы. В заднем отделе средней лобной извилины располагается лобный глазодвигательный центр, который отвечает за одновременный поворот головы и глаз. Раздражение этого центра поворачивает голову и глаза в противоположную сторону.
Основная же функция лобной доли — «законодательная». Она контролирует поведение. Только этот участок мозга отдаёт команду, не позволяющую человеку осуществить социально нежелательные побуждения. Например, если эмоции диктуют ударить начальника — лобные доли сигнализируют: «Стой или потеряешь работу». Конечно, они только уведомляют, что так делать не надо, но останавливать действия и отключать эмоции не могут. Что интересно: лобные доли работают, даже когда мы спим.
Кроме этого, они ещё и дирижёр, помогающий всем областям мозга работать согласованно.
И именно в лобных долях были открыты нейроны, которые назвали самым выдающимся событием в неврологии за последние десятилетия. В 1992 году киевлянин по рождению, итальянец по паспорту, Джакомо Риццолати открыл и в 1996 году опубликовал так называемые зеркальные нейроны. Они возбуждаются как при выполнении определённого действия, так и при наблюдении за выполнением этого действия. Считается, что именно им мы обязаны способностью к обучению. Позже такие нейроны нашли и в других долях, но именно в лобных они были найдены первыми.
Джакомо Риццолатти
Если они не работают
Поражение лобных долей приводит к возникновению беззаботности, бесполезных целей и склонности к неуместным смехотворным шуткам. Человек теряет смысл жизни, интерес к окружающему и может целыми днями спать. Так что если вы знаете такого человека, возможно, он не лентяй и лодырь, а у него отмирают клетки лобных долей!
Нарушение деятельности этих зон коры подчиняет действия человека случайным импульсам или стереотипам. При этом заметные изменения затрагивают саму личность пациента, а его умственные способности неизбежно снижаются. Особенно тяжело сказываются такие травмы на личностях, основа жизни которых — творчество. Создавать что-то новое они уже не в состоянии.
Повреждения этой области мозга можно обнаружить с помощью патологических рефлексов, которые в норме отсутствуют: например, хватательный (рефлекс Янишевского-Бехтерева), когда кисть человека смыкается при прикосновении любого предмета к руке. Реже этот феномен проявляется навязчивым хватанием предметов, которые появляются перед глазами. Бывают и другие подобные нарушения: смыкание губ, челюсти и даже век.
Невролог Алексей Янишевский
В 1861 году французский врач Поль Брока описал интересный случай. Он знал старика, говорившего лишь: «Тан-тан-тан». После смерти пациента выяснилось, что в задней трети нижней лобной извилины левого полушария присутствовало размягчение - след кровоизлияния. Так родился медико-анатомический термин «центр Брока», и впервые взору учёных открылось назначение нескольких кубических сантиметров человеческого мозга, лежащих на самой его поверхности.
Центр Брока
Существует достаточно много примеров, когда люди жили со значительными повреждениями лобной доли. Мы даже не раз писали о подобном, например, о «случае с ломиком». Так почему же люди не умирают при разрушении самой крупной и сложной, формирующейся лишь к 18 годам, области мозга? Объяснить это пока что не смогли, но всё же поведение людей «без лобных долей» довольно странное: один после беседы с врачом невозмутимо вошёл в приоткрытый шкаф, другая села писать письмо и заполнила всю страницу словами "Как поживаете?".
Знаменитый Финеас Гейдж, выживший после поражения лобной доли ломиком
Синдром лобной доли
У всех подобных пациентов развивается синдром лобной доли, который имеет место при массивных поражениях этого отдела мозга (нейропсихологический синдром или расстройство личности органической этиологии, согласно МКБ-10). Так как именно лобная доля ответственна за функции обработки информации и контроля психической деятельности, то её разрушение в результате черепно-мозговой травмы, развития опухолей, сосудистых и нейродегенеративных заболеваний ведёт к большому разнообразию нарушений.
Например, при восприятии узнавание простых элементов, символов, изображений особо не страдает, но пропадает способность адекватно анализировать какие-либо сложные ситуации: на предъявляемые стандартные стимулы человек реагирует случайными и импульсивными ответами, которые рождаются под влиянием прямого впечатления.
То же самое импульсное поведение проявляется и в двигательной сфере: человек лишается способности к целенаправленным продуманным движениям. Вместо этого появляются стереотипные действия и бесконтрольные двигательные реакции. Страдает и внимание: больному сложно сконцентрироваться, он крайне отвлекаем и легко переключается с одного на другое, что препятствует выполнению поставленных задач. Сюда же можно отнести расстройства памяти и мышления, «благодаря» которым становится невозможным так называемое активное запоминание, теряется способность увидеть задачу «целиком», отчего она теряет свою смысловую структуру, утрачивается возможность её сложного анализа и поэтому – поиска программы решения, а также осознания своих ошибок.
У пациентов с подобными поражениями почти всегда страдает эмоционально-личностная сфера, что, собственно, и наблюдалось у того же Гейджа. Больные неадекватно относятся к себе, своему состоянию и окружающим, у них часто появляется состояние эйфории, которое может быстро сменяться агрессией, переходить в депрессивные настроения и эмоциональное безразличие. При лобном синдроме нарушается духовная сфера человека – теряется интерес к работе, меняются или полностью исчезают предпочтения и вкусы.
Лоботомия
К слову, одна из страшнейших операций, лоботомия, нарушает связь между лобными долями, и результат получается такой же, как при обычных повреждениях: человек перестает беспокоится, но получает множество «побочных эффектов» (эпилептические припадки, частичные параличи, недержание мочи, набор веса, нарушение моторики) и фактически превращается в «растение».
В качестве итога скажем: жить без лобной доли можно, но нежелательно, иначе всё человеческое растеряем.
Rizzolatti G., Fadiga L., Gallese V., Fogassi L.
Premotor cortex and the recognition of motor actions.
Cogn. Brain Res., 3 (1996), 131-141.
Gallese V., Fadiga L., Fogassi L., Rizzolatti G
Action recognition in the premotor cortex.
Brain, 119 (1996), 593-609.
Анастасия Шешукова, Анна Хоружая
об отделах, расположенном немного ниже, за ушами, примерно там, где проходит дужка от очков — височных долях.
Кстати, это очень показательно, потому что одна из важнейших функций этой области — переработка зрительной информации, именно здесь находятся несколько зрительных центров. Например, нижняя височная извилина (gyrus temporalis inferior) принимает участие в распознавании лиц. Именно через височную долю проходит петля Майера, часть волокон так называемой зрительной лучистости, так что повреждение этой доли может лишить человека верхней части поля зрения.
Повреждение полей зрения при повреждении петли Майера в левой височной доле
Как и многие другие области, височная доля «двоится», но функции распределяются в зависимости от доминантного полушария.
Височная доля доминантного полушария отвечает за:
Височная доля недоминантного полушария ответственна за:
Левая височная доля
Что же будет, если в этих областях — проблемы: опухоль, инсульт, травма? Повреждения височной доли доминантного полушария приводит к более сильным проблемам:
При повреждениях доли недоминантного полушария страдает распознавание эмоциональности речи, понимание музыки, распознавание ритма, расшифровка мимики других людей.
А если вы не знали «откуда» берутся «экстрасенсорные способности», то опять же виноваты височные доли. А по - научному это называется: бессудорожные припадки:
Именно резко подступающие и отступающие чувства и переживания отличают эпилепсию от обычных человеческих эмоций.
В Университете Лаурентано в Садбери, Канада, доктор Майкл Персингер даже открыл лабораторию для изучения религиозных переживаний. Испытуемых просили надеть «шлем», в котором находились электромагниты, вызывающие эпизоды повышенной активности в височных долях. Доктор Персингер заметил, что спровоцированная активность в этой части мозга вызывала у испытуемых духовные и сверхъестественные переживания. Люди сообщали, что ощущали присутствие в комнате чего-то, что они называли Богом, ангелами или пришельцами, а также переживали опыт выхода из тела и приближения к смерти.
Согласно доктору Персингеру, чувство «я», за которое отвечает левополушарная часть височной коры, связано с соответствующим чувством «я» в правополушарной части височной коры. Когда два полушария рассогласовываются, возникает ощущение другого «я». Если наш эмоциональный мозг подвергать стимуляции, эти чувства усиливаются и возникают интенсивные духовные переживания.
В любом случае для того, чтобы височные доли оставались «здоровыми» им тоже нужна зарядка – музыка, танец, ритм. Движение под музыку и игра на музыкальных инструментах улучшает процессы гармонизации эмоционального фона за счет активации височной доли. Также полезно что-то декламировать по памяти, петь песни, воспроизводить ритмы и шумы собственным голосом.
Анастасия Шешукова
Что будет, если отключить часть мозга, ответственную за эмоции и поведение? Американские нейробиологи решили найти ответ на этот вопрос. Они научились избирательно инактивировать миндалевидное тело мозга обезьян при помощи синтетических сигнальных молекул, а научившись, с радостью наблюдали, как мозг несчастных макак-резусов пытается приспособиться к потере. Результаты экспериментов опубликованы в журнале Neuron.
На иллюстрации слева изображён мозг обезьяны, каждый цвет соответствует группу зон мозга со схожими функциями. Граф справа показывает, как эти группы областей связаны друг с другом (области считаются «связанными» в том случае, если паттерны их активности схожи). Иллюстрация: Калифорнийский университет в Дэйвисе.
Чтобы достить своих целей, нейробиологи из Калифорнийского университета в Дэйвисе и Калифорнийского национального исследовательского центра приматов (CNPRC) создали четырёх генно-модифицированных макак. Для этого использовался фармакогенетический метод DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs — «специально созданные рецепторы, избирательно активируемые специально созданными препаратами»). У этих макак рецепторы нейронов миндалевидного тела (corpus amygdaloideum) можно было «выключить» при помощи синтезированных специально для этой цели сигнальных молекул (клозапин-N-оксида, производного известного антипсихотика клозапина), что и сделали учёные, изучая последующую активность мозга при помощифМРТ и предварительно проведя контрольные измерения на животных до введения препарата.
клозапин-N-оксид
Оказалось, что миндалевидное тело перестало «общаться» с передней поясной и нижней височной корой, вентромедиальными областями передней коры, верхней височной бороздой и прилежащим ядром, хвостатым ядром и таламусом.
Авторы разбили мозг на семь областей: лимбическую систему, сеть пассивного режима работы мозга, зрительную, слуховую и соматомоторную системы, дорсальную систему внимания и островковую зону. Оказалось, что сильнее всего миндалевидное тело связано с сетью пассивного режима работы мозга и лимбической системой, а слабее всего — с соматосенсорной корой. Учёные видят в этой пионерской экспериментальной работе наступление новой эры в изучение мозга на приматах.
«Данная технология возвещает наступление новой эры в поведенческой неврологии, что уменьшает количество используемых животных, так как каждый субъект выступает в качестве своего собственного контроля. Мы видим прямую связь между этим исследованием и нашей общей заинтересованностью в понимании нейронных изменений, связанных с аутизмом», — восхищается результатами cвоей команды Дэвид Амарал (David Amaral), профессор отделения психиатрии и поведенческих наук Калифорнийского университета в Дэйвисе и первый автор работы.
The Rhesus Monkey Connectome Predicts Disrupted Functional Networks Resulting from Pharmacogenetic Inactivation of the Amygdala
David S. Grayson, Eliza Bliss-Moreau, Christopher J. Machado, Jeffrey Bennett, Kelly Shen, Kathleen A. Grant,Damien A. Fair, David G. Amaral
Neuron DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.06.005
И в глазах у всей столицы
Петушок спорхнул со спицы,
К колеснице полетел
И царю на темя сел,
Встрепенулся, клюнул в темя
И взвился... и в то же время
С колесницы пал Дадон —
Охнул раз, — и умер он.
Кажется, вы уже поняли, о чем пойдет речь в очередном материале цикла «Как устроен мозг». Мы уже рассказали о лобных долях, височных и теменных, теперь переходим к теменным долям. Они же Lobus parietalis на привычной медикам латыни.
Теменные доли показаны жёлтым
Теменная доля находится чуть выше затылка и «состоит» из трех извилин: одна вертикальная – задняя центральная (самый старый отдел) и две горизонтальные – верхнетеменная (новый) и нижнетеменная (более новый).
Подобно строению лобных долей, на центральной передней извилине теменной «спроецированы» части тела человека: нижняя треть – лицо, средняя треть – рука и туловище, верхняя – нога. Не забываем, что доля «двоится» поэтому одна её половина отвечает за одну (противоположную) половину тела.
Структура теменных долей
Кроме этого, в верхней теменной извилине находятся центры, отвечающие за сложные виды глубокой чувствительности: мышечно-суставным, двумерно-пространственным чувством (определение цифры, буквы, фигуры, начерченные карандашом или другим тупым предметом на коже человека), чувством веса и объема движения, чувством распознавания предметов на ощупь.
В нижней теменной доле расположены центры праксиса, то есть ставшие «автоматическими» в процессе повторений и упражнений движения, которые вырабатываются в процессе обучения и постоянной практики, например, ходьба, еда, одевание и прочее.
Теменная доля участвует в переработке и осознанном восприятии соматосенсорной (от рецепторов мышц, кожи, суставов и внутренних органов) информации, которая влияет на произвольные движения.
Поражения верхней теменной дольки сопровождаются развитием нарушения способности познавать предметы путем их ощупывания с закрытыми глазами. Больные описывают отдельные качества предмета, но не могут синтезировать его образ.
При поражении нижней теменной дольки нарушается ощущение схемы тела. Человек не способен осознавать, где правая, а где левая сторона, не узнает собственных пальцев кисти. Другим видом расстройства является неосознание своего дефекта (больной уверяет, что он двигает парализованными конечностями). У таких больных может возникать псевдополимелия — ощущение лишней конечности или частей тела. Такие пациенты могут самостоятельно удалять «мешающую» конечность или способствовать её ампутации.
При поражении коры угловой извилины больной теряет ощущение пространственного восприятия окружающего мира, положения собственного тела и взаимосвязей его частей. Это сопровождается разнообразными психопатологическими симптомами: деперсонализацией, дереализацией. Они могут наблюдаться при условии полного сохранения сознания и критического мышления.
При поражениях теменной доли доминантного полушария у человека появляется дислексия – неспособность читать, различать право и лево, а также дискалькулия – неспособность к арифметике. Примечательно, что зачастую дискалькулия является самостоятельным недугом, а не следствием неврологических или психологических проблем. Кроме этих проблем возможна и апраксия – нарушение или невозможность выполнить какое-то целенаправленное действие (ну, например, взять стакан и выпить) при сохранении элементарных составляющих действия.
Анастасия Шешукова