Діяльність кори головного мозку

В даний час достеменно відомо, що вищі функції нервової системи, такі як здатність до усвідомлення сигналів, отриманих з зовнішнього середовища, до розумової діяльності, до запам’ятовування і мислення, значною мірою обумовлені тим, як функціонує кора головного мозку. Зони кори головного мозку ми розглянемо в цій статті.

Те, що особистість усвідомлює свої взаємини з іншими людьми, пов’язане з порушенням нейронних мереж. Йдеться про тих, які знаходяться саме в корі. Вона є структурною основою інтелекту і свідомості.

неокортекс

Порядку 14 млрд нейронів має кора головного мозку. Зони кори головного мозку, які будуть розглянуті нижче, функціонують завдяки їм. Основна частина нейронів (близько 90%) формує неокортекс. Він відноситься до соматичної нервової системи, будучи його вищим інтегративним відділом. Найважливіша функція неокортексу — переробка та інтерпретація інформації, отриманої за допомогою органів почуттів (зорової, соматосенсорної, смакової, слуховий). Важливо і те, що складними м’язовими рухами керує саме він. У неокортексе знаходяться центри, які беруть участь в процесах мовлення, абстрактного мислення, а також зберігання пам’яті. Основна частина процесів, що відбуваються в ньому, є нейрофізіологічної основу нашої свідомості.

палеокортекс

Палеокортекс — інший великий і важливий відділ, який має кора головного мозку. Зони кори головного мозку, що відносяться до нього, також дуже важливі. Ця частина має більш просту структуру в порівнянні з неокортексом. Процеси, які відбуваються тут, у свідомості відображаються не завжди. У палеокортекс знаходяться вищі вегетативні центри.

Зв’язок кори з нижчого рівня відділами мозку

Слід зазначити зв’язок кори великих півкуль з нижчого рівня відділами нашого мозку (таламус, базальними ядрами, мостом і середнім мозком). Вона здійснюється за допомогою великих пучків волокон, які формують внутрішню капсулу. Ці пучки волокон є широкі пласти, складені з білої речовини. У них міститься безліч нервових волокон (мільйони). Частина з цих волокон (аксони нейронів таламуса) забезпечує передачу до кори нервових сигналів. Інша частина, а саме аксони кіркових нейронів, служить для передачі їх до нервових центрів, розташованих нижче.

Будова кори головного мозку

Чи знаєте ви, який відділ мозку є найбільшим? Деякі з вас, ймовірно, здогадалися, про що йде мова. Це кора головного мозку. Зони кори головного мозку — це лише один тип частин, які виділяються в ній. Так, вона поділена на праве і ліве півкуля. Вони з’єднані один з одним пучками білої речовини, яка формує мозолисте тіло. Основна функція мозолистого тіла полягає в забезпеченні координації діяльності двох півкуль.

Зони кори головного мозку по розташуванню

Хоча в корі головного мозку є безліч складок, в цілому розташування найважливіших борозен і звивин характеризується постійністю. Тому головні з них служать орієнтиром при розподілі областей кори. Її зовнішня поверхня розділена на 4 частки трьома борознами. Ці частки (зони) — скронева, потилична, тім’яна і лобова. Хоча вони виділяються за розташуванням, у кожної з них є свої специфічні функції.

Скронева зона кори головного мозку являє собою центр, де знаходиться корковий шар слухового аналізатора. У разі його пошкодження виникає глухота. Слухова зона кори головного мозку, крім того, має центр мови Верніке. У разі його пошкодження пропадає здатність розуміти усне мовлення. Вона починає сприйматися як шум. Крім того, в скроневій частці є нейронні центри, які стосуються вестибулярному апарату. Почуття рівноваги порушується в разі їх пошкодження.

Зони мови кори головного мозку зосереджені в лобної долі. Саме тут знаходиться речедвігательний центр. У разі якщо в правій півкулі він буде пошкоджений, пропаде здатність змінювати інтонацію і тембр мови. Вона стає монотонної. Якщо ж пошкодження відноситься до лівого півкулі, де також є мовні зони кори головного мозку, пропадає артикуляція. Зникає також здатність до співу та членороздільноюмови.

Зорова зона кори головного мозку відповідає потиличної долі. Тут знаходиться відділ, який відповідає за наше зір як таке. Навколишній світ ми сприймаємо саме мозком, а не очима. За зір відповідає якраз потилична частина. Тому в разі її пошкодження розвивається повна або часткова сліпота.

Тім’яна частка також має свої специфічні функції. Вона відповідає за аналіз інформації, що стосується загальної чутливості: тактильної, температурної, больовий. У разі її пошкодження втрачається здатність розпізнавати предмети на дотик, а також деякі інші здібності.

рухова зона

Хотілося б окремо поговорити про неї. Справа в тому, що рухова зона кори головного мозку не співвідноситься з частками, про які ми розповіли вище. Вона являє собою частину кори, яка містить спадні прямі зв’язки зі спинним мозком, точніше, з його мотонейронами. Так називаються нейрони, які безпосередньо керують роботою м’язів.

Головна рухова зона кори головного мозку розташована в прецентральной звивині. За багатьма своїми аспектам ця звивина є дзеркальним відображенням іншої зони, сенсорної. Спостерігається контрлатеральной іннервація. Іншими словами, іннервація відбувається відносно м’язів, розташованих на протилежному боці тіла. Винятком є лицьова область, в якій діє двосторонній контроль м’язів щелепи і нижньої частини обличчя.

Ще одна додаткова рухова зона кори головного мозку розташована в області, що знаходиться нижче основної зони. Вчені вважають, що у неї є незалежні функції, пов’язані з виведенням рухових імпульсів. Ця рухова зона кори головного мозку також вивчалася вченими. В експериментах, поставлених над тваринами, було встановлено, що її стимуляція призводить до виникнення рухових реакцій. Причому це відбувається навіть у тому випадку, якщо основна моторна зона кори головного мозку була перед цим зруйнована. У домінантному півкулі вона залучена в мотивацію мови і в планування рухів. Вчені вважають, що її пошкодження веде до динамічної афазії.

Зони кори головного мозку за функціями і будовою

В результаті клінічних спостережень і фізіологічних експериментів, здійснених ще у другій половині 19 століття, були встановлені кордони областей, в які проектуються різні рецепторні поверхні. Серед останніх виділяють як органи почуттів, спрямовані на зовнішній світ (шкірної чутливості, слуху, зору), так і ті, які закладені в самих органах руху (кінетичний, або руховий аналізатор).

Потилична область — зона зорового аналізатора (поля з 17 по 19), верхня скронева — слухового аналізатора (поля 22, 41 і 42), постцентральная область — шкірно-кінестетичного аналізатора (поля 1, 2 і 3).

Коркові представники різних аналізаторів за функціями і будовою діляться на наступні 3 зони кори великих півкуль головного мозку: первинну, вторинну і третинну. На ранньому періоді, під час розвитку ембріона, закладаються саме первинні, які характеризуються простий цитоархітектоніку. В останню чергу розвиваються третинні. Вони мають найскладнішим будовою. Проміжне становище з цієї точки зору займають вторинні зони півкуль кори головного мозку. Пропонуємо вам докладніше розглянути функції та будова кожної з них, а також їх зв’язок з відділами мозку, розташованими нижче, зокрема, з таламуса.

центральні поля

Вчені за довгі роки вивчення накопичили значний досвід клінічних досліджень. В результаті спостережень було встановлено, зокрема, що пошкодження тих чи інших полів в складі коркових представників аналізаторів позначаються на загальній клінічній картині далеко не рівнозначно. Серед інших полів в цьому відношенні виділяється одне, яке в ядерній зоні займає центральне положення. Воно називається первинним, або центральним. Їм є поле під номером 17 в зорової зоні, в слуховий — під номером 41, а в кінестетіческой — 3. Їх пошкодження веде до дуже серйозних наслідків. Втрачається здатність сприймати або здійснювати найтонші диференціювання подразників відповідних аналізаторів.

первинні зони

У первинній зоні найбільш розвинений комплекс нейронів, який пристосований для забезпечення корково-підкіркових двосторонніх зв’язків. Він найкоротшим і прямим шляхом з’єднує кору з тим чи іншим органом почуттів. Через це первинні зони кори головного мозку можуть досить докладно виділяти подразники.

Важлива спільна риса функціональної і структурної організації цих областей — це те, що у всіх у них є чітка соматотопической проекція. Це означає, що окремі точки периферії (сітківки ока, шкірної поверхні, равлики внутрішнього вуха, скелетної мускулатури) проектуються на відповідні, строго розмежовані точки, що знаходяться в первинній зоні кори відповідного аналізатора. З цієї причини вони стали називатися проекційними.

вторинні зони

Інакше їх називають периферійними, і це не випадково. Вони знаходяться в ядерних ділянках кори, в їх периферичних відділах. Вторинні зони відрізняються від первинних, або центральних, за фізіологічними проявам, нейронну організацію і особливості архітектоніки.

Які ж ефекти спостерігаються при їх електричному подразненні або ураженні? Ці ефекти стосуються головним чином більш складних видів психічних процесів. Якщо вторинні зони вражені, то елементарні відчуття щодо збережені. Розбудовується в основному здатність правильно відображати взаємні співвідношення і цілі комплекси складових елементів різних об’єктів, які нами сприймаються. Якщо роздратовані вторинні зони слуховий і зорової кори, то спостерігаються слухові і зорові галюцинації, розгорнуті в певній послідовності (тимчасової і просторової).

Дані області дуже важливі для реалізації взаємної зв’язку подразників, виділення яких відбувається за допомогою первинних зон. Крім того, вони відіграють значну роль в інтеграції функцій ядерних полів різних аналізаторів при об’єднанні рецепцій в складні комплекси.

Вторинні зони, таким чином, важливі для реалізації більш складних форм психічних процесів, що вимагають координації та пов’язаних з ретельним аналізом співвідношень предметних подразників, а також з орієнтуванням в часі і в навколишньому просторі. При цьому встановлюються зв’язки, звані ассоціоннимі. Аферентні імпульси, які від рецепторів різних поверхневих органів почуттів направляються в кору, досягають даних полів через безліч додаткових перемикань в ассоціонних ядрах таламуса (зорового бугра). На відміну від них, аферентні імпульси, які йдуть в первинні зони, досягають їх більш коротким шляхом через посередництво реле-ядра зорового бугра.

Що таке таламус

Волокна від таламических ядер (одного або декількох) підходять до кожної частці півкуль нашого мозку. Зоровий бугор, або таламус, знаходиться в передньому мозку, в його центральній області. Він складається з безлічі ядер, при цьому кожне з них передає імпульс в строго певну ділянку кори.

Всі сигнали, що надходять до неї (крім нюхових), проходять крізь релейні і інтегративні ядра таламуса. Далі волокна йдуть від них до сенсорних зон (в тім’яній ділянці — до смакової і соматосенсорной, в скроневій — до слухової в потиличній — до зорової). Надходять імпульси відповідно від Вентра-базального комплексу, медіального і латерального ядер. Що стосується моторних зон кори, вони мають зв’язок з вентролатерального і переднім вентральним ядрами таламуса.

десинхронізація ЕЕГ

Що буде, якщо людині, яка знаходиться в стані спокою, раптово пред’явити будь-якої сильний подразник? Звичайно, він відразу ж насторожився і сконцентрує на цьому раздражителе свою увагу. Переходу розумової діяльності, що здійснюється від спокою до стану активності, відповідає заміна альфа-ритму ЕЕГ на бета-ритм, а також на інші коливання, більш часті. Даний перехід, званий десинхронізацією ЕЕГ, з’являється в результаті того, що в кору від неспецифічних ядер таламуса надходять сенсорні порушення.

Активує ретикулярна система

Неспецифічні ядра складають диффузную нервову мережу, що знаходиться в таламусі, в медіальних його відділах. Це передній відділ АРС (ретикулярної системи), яка регулює збудливість кори. Різні сенсорні сигнали можуть активувати АРС. Вони можуть бути зоровими, вестибулярними, соматосенсорную, нюховими і слуховими. АРС — це канал, по якому дані сигнали передаються до поверхневих шарів кори через неспецифічні ядра, розташовані в таламусі. Порушення АРС грає важливу роль. Воно необхідне, щоб підтримувати стан бадьорості. У піддослідних тварин, у яких ця система була зруйнована, спостерігалося коматозний сноподобное стан.

третинні зони

Функціональні відносини, які простежуються між аналізаторами, ще більш складні, ніж було описано вище. Морфологічно подальше їх ускладнення виражається в тому, що в процесі росту по поверхні півкулі ядерних полів аналізаторів ці зони взаємно перекриваються. У кіркових кінців аналізаторів утворюються «зони перекриття», тобто третинні зони. Дані формації відносяться до найскладніших типам об’єднання діяльності шкірно-кінестетичного, слухового і зорового аналізаторів. Третинні зони розташовані вже за межами власних ядерних полів. Тому їх роздратування і пошкодження не призводить до виражених явищ випадання. Також і щодо специфічних функцій аналізатора не спостерігається значні ефекти.

Третинні зони — це особливі області кори. Їх можна назвати зборами «розсіяних» елементів різних аналізаторів. Тобто це елементи, які самі по собі вже не здатні виконувати будь б то не було складні синтези або аналізи подразників. Територія, яку вони займають, досить обширна. Вона розпадається на цілий ряд областей. Коротенько опишемо їх.

Верхня тім’яна область важлива для інтеграції рухів всього тіла із зоровими аналізаторами, а також для формування схеми тіла. Що стосується нижньої тім’яної, то вона відноситься до об’єднання абстрактних і узагальнених форм сигналізації, пов’язаних зі складно і тонко диференційованими мовними і предметними діями, виконання яких контролюється зором.

Область скронево-тім’яно-потилична також дуже важлива. Вона відповідає за складні типи інтеграції зорового і слухового аналізаторів з письмової та усної промовою.

Відзначимо, що третинні зони мають найскладніші ланцюги зв’язку в порівнянні з первинними і вторинними. Двосторонні зв’язки спостерігаються у них з комплексом ядер таламуса, пов’язаними, в свою чергу, з реле-ядрами за допомогою довгого ланцюга внутрішніх зв’язків, наявних безпосередньо в таламусі.

На підставі вищевикладеного ясно, що у людини зони первинні, вторинні і третинні представляють собою ділянки кори, що є високо спеціалізованими. Особливо потрібно підкреслити, що 3 групи кіркових зон, описані вище, в нормально працюючому мозку разом з системами зв’язків і перемикань між собою, а також з підкірковими утвореннями функціонують як одне складно диференційоване ціле.

Источник

Безумовні і умовні рефлекси. Питання про фізіологічні закономірності діяльності кори великих півкуль головного мозку залишалось не з’ясованим аж до початку XX ст. Вчені розуміли, що з функцією кори великих півкуль зв’язана психіка, «душевна» діяльність, тобто довільні дії, які нібито здійснюються за бажанням або наміром тварини чи людини незалежно від будь-яких впливів ззовні. Але до І. М. Сєченова і І. П. Павлова фізіологи не знали шляхів і методів вивчення психічної, «душевної» діяльності. Тому довгий час у науці панували ідеалістичні погляди, згідно з якими психічна діяльність людини є нібито проявом нематеріального начала — душі, що між психічними і фізіологічними процесами нібито немає нічого спільного.

І. М. Сєченов — основоположник російської матеріалістичної фізіології — перший із фізіологів підійшов до вивчення діяльності кори великих півкуль з матеріалістичних позицій. У своїй книзі «Рефлекси головного мозку», яка вийшла в світ у 1863р., І. М. Сєченов доводив, що і в основі психічної діяльності людини лежать рефлекторні реакції, здійснювані у відповідь на вплив зовнішнього середовища. Він доводив, що між психічними і фізіологічними процесами є тісний зв’язок і вважав, що навіть в основі мислення лежить рефлекторний механізм.

І. П. Павлов за допомогою розробленого ним об’єктивного методу дослідження поведінки тварин — умовних рефлексів — відкрив фізіологічні закони діяльності кори великих півкуль і створив вчення про вищу нервову діяльність. Численні експерименти, проведені І. П. Павловим і його учнями за допомогою цього методу, підтвердили думку І. М. Сєченова проте, що вся діяльність організму, в тому числі і психічна, причинно зумовлена, тобто є реакцією організму на подразнення із зовнішнього або внутрішнього середовища. Всю рефлекторну діяльність людини і тварини І. П. Павлов поділив на дві категорії: безумовні і умовні рефлекси.

Безумовні рефлекси — це природжені реакції організму на подразнення з зовнішнього або внутрішнього середовища. Вони неминуче проявляються в усякого здорового організму тварини і людини в певний момент його життя, якщо діє подразник, що їх викликає. Рефлекси чхання, кліпання, кашлю і т. п.— це прості безумовні рефлекси; а такі безумовні рефлекси, як харчовий, оборонний, статевий і т. п.,— це складні рефлекси, що називаються інстинктами.

Безумовні рефлекси є видовими: вони властиві кожній особині даного виду тварин.

Здійснення безумовних рефлексів зв’язане з діяльністю нижчих відділів центральної нервової системи — спинного мозку і стовбура головного мозку. Про це свідчить той факт, що при наявності цих відділів безумовні рефлекси зберігаються у тварин і після видалення кори великих півкуль головного мозку. Але в нормальних умовах діяльності здорового організму безумовні рефлекси відбуваються під значним впливом кори великих півкуль головного мозку.

Безумовні рефлекси постійні.

Навколишнє середовище безперервно змінюється; тварини, і особливо людина, поведінка якої визначається сукупністю суспільних відносин, виявляються все в нових і нових умовах. Тому в житті тварин, і особливо людини, виключно велике значення мають тимчасові зв’язки організму з середовищем — умовні рефлекси.

Умовні рефлекси, на відміну від безумовних, є індивідуальними: в одних організмів даного виду вони можуть бути, а в інших їх може не бути. Це рефлекси набуті. Вони виробляються у тварин чи людини в процесі індивідуального життя і надбудовуються на базі безумовних рефлексів.

Умовні рефлекси є функцією вищого відділу центральної нервової системи — кори великих півкуль головного мозку. Якщо у тварини видалити кору великих півкуль головного мозку, то всі умовні рефлекси зникнуть.

Утворення умовних рефлексів. Умовні рефлекси утворюються на основі безумовних, природжених рефлексів. Основною умовою утворення умовного рефлексу є поєднання того чи іншого індиферентного (байдужого) подразника з дією подразника, який викликає безумовний рефлекс. Так, звук дзвоника не викликає у собаки слиновиділення. Але якщо звук дзвоника кілька разів поєднати з годівлею тварини, то пізніше один лише звук дзвоника викличе у собаки всю ту складну реакцію, яку раніш викликала їжа: тварина буде облизуватись, шукатиме їжу, у неї почне виділятися слина. Виділення слини на їжу, що потрапила в рот, є прояв природженого, безумовного рефлексу. Слиновиділення на звук дзвоника, який кілька разів «підкріплювався» годівлею тварини,— це набутий, умовний рефлекс. Подразники, що викликають природжені, спадкові рефлекси, називаються безумовними. Подразники, що викликають набуті рефлекси, називаються умовними, або сигналами. Умовний рефлекс може вироблятись на будь-який сигнал, якщо він кілька разів поєднувався з дією безумовного подразника. Умовні рефлекси можуть вироблятись не тільки на поодинокі зовнішні подразники, але й на комплекси їх, на порядкове місце подразника, на припинення його дії тощо. Нарешті умовним подразником може бути час: якщо собаці давати їжу через кожні п’ять хвилин, то після кількох дослідів у нього виділятиметься слина тільки на п’ятій хвилині після попередньої годівлі.

Вироблений умовний рефлекс може бути основою для утворення нового умовного рефлексу — умовного рефлексу другого порядку, а на основі другого може утворитись умовний рефлекс третього порядку і т. д.

В утворенні тимчасових нервових зв’язків, комплексних умовних рефлексів і рефлексів вищого порядку проявляється синтетична діяльність кори великих півкуль головного мозку. Утворення умовного рефлексу е проявом фізіологічного синтезу.

Механізм утворення умовних рефлексів. Умовний рефлекс утворюється внаслідок встановлення в корі великих півкуль тимчасового зв’язку між двома вогнищами збудження. Коли собака їсть, їжа подразнює смакові рецептори ротової порожнини. Збудження, що виникає в рецепторах, по доцентрових нервах надходить у слиновидільний центр в довгастому мозку. Звідси воно йде по відцентрових нервах до слинної залози і викликає секрецію слини. Це безумовний рефлекс. Одночасно з довгастого мозку збудження надходить у відповідну ділянку кори півкуль головного мозку, де також виникає вогнище збудження.

Якщо перед собакою засвітити електричну лампочку, то ніякого слиновидільного рефлексу не буде (тут світло лампочки є індиферентним подразником). Але нервові імпульси, що виникли в зорових рецепторах ока, проводяться в зорову зону кори півкуль головного мозку і там виникає вогнище збудження.

Якщо ж одночасно або перед годівлею тварин засвічувати електричну лампочку, то в корі півкуль виникають два вогнища збудження: в харчовому центрі і в зоровій зоні. Збудження з цих центрів поширюється по корі і підвищує її збудливість (особливо на шляху між обома вогнищами, де проходять зустрічні хвилі нервових імпульсів). При повторному застосуванні обох подразників між цими вогнищами збудження встановлюється тимчасовий зв’язок, або, за висловом І. П. Павлова, відбуваються «замикання». Тепер нервові імпульси від рецепторів ока йдуть у зоровий центр кори півкуль, звідти вони переходять по протореному шляху в харчовий центр кори, потім у слиновидільний центр довгастого мозку і до слинних залоз, збуджуючи їх роботу. Так замикається дуга умовного рефлексу, і світло електричної лампочки стає умовним подразником (сигналом) їжі.

Такий фізіологічний механізм встановлення тимчасових зв’язків і в людей між різними уявленнями, ідеями, словами, вчинками і т. д.

Таким чином, основна функція кори великих півкуль головного мозку полягає в замиканні тимчасових зв’язків, завдяки яким виробляються умовні рефлекси. Цим самим кора півкуль є вищим органом індивідуального пристосування організму до умов середовища.

Источник