Кора головного мозга и многообразие ее функций

Кора головного мозга — высший отдел ЦНС, который обеспечивает совершенную организацию поведения человека. По факту она предопределяет сознание, участвует в управлении мышлением, способствует обеспечению взаимосвязи с внешним миром и функционирования организма. Она устанавливает взаимодействие с внешним миром посредством рефлексов, что позволяет надлежащим образом адаптироваться к новым условиям.

Указанный отдел ответственный за работу самого мозга. Сверху определенных участков, взаимосвязанных с органами восприятия, образовались зоны, обладающие подкорковым белым веществом. Они важны при сложном обрабатывании данных. Вследствие появления такого органа в мозге начинается следующая стадия, на которой значение ее функционирования существенно возрастает. Данный отдел является органом, который выражает индивидуальность и сознательную деятельность индивида.

Общая информация о коре ГМ

Представляет собой поверхностный слой толщиной до 0,2 см, который покрывает полушария. Он предусматривает вертикально ориентированные нервные окончания. Этот орган содержит центростремительные и центробежные нервные отростки, нейроглии. Каждая доля этого отдела несет ответственность за определенные функции:

– слуховая функция и обоняние;
затылочная – зрительное восприятие;
теменная – осязание и вкусовые рецепторы;
лобная – речь, двигательная активность, сложные мыслительные процессы.

По факту кора предопределяет сознательную деятельность индивида, участвует в управлении мышлением, взаимодействует с внешним миром.

Анатомия

Выполняемые корой функции зачастую обусловлены ее анатомическим строением. Структура имеет свои характерные черты, выраженные в разном числе слоев, габаритах, анатомии образующих орган нервных окончаний. Специалисты выделяют следующие разновидности слоев, взаимодействующих между собой и помогающих функционировать системе в целом:

Молекулярный слой. Помогает создать хаотично связанных дендритных формирований с малым числом клеток, имеющих веретенообразную форму и обусловливающих ассоциативную деятельность.
Наружный слой. Выражается нейронами, имеющими разные очертания. После них локализуются внешние контуры структур, имеющих пирамидальную форму.
Наружный слой пирамидального типа. Предполагает наличие нейронов разных размеров. По форме данные клетки схожи с конусом. Сверху выходит дендрит, обладающий наибольшими размерами. связаны при помощи деления на незначительные образования.
Зернистый слой. Предусматривает нервные окончания незначительного размера, локализованных обособленно.
Пирамидальный слой. Предполагает наличие нейронных цепей, обладающих различными габаритами. Верхние отростки нейронов способны доходить до начального слоя.
Покров, содержащий нейронные связи, напоминающие веретено. Часть из них, находящаяся в нижней точке, может достигать уровня белого вещества.
Лобная доля
Играет ключевую роль для сознательной деятельности. Участвует в запоминании, внимании, мотивации и прочих задачах.

Предусматривает наличие 2 парных долей и занимает 2/3 всего мозга. Полушария осуществляют контроль противоположных сторон туловища. Так, левая доля регулирует работу мышц правой стороны и наоборот.

Лобные части имеют важное значение в последующем планировании, включая управление и принятие решений. Кроме того, они выполняют следующие функции:

Речевая. Способствует выражению словами мыслительных процессов. Поражение данного участку может повлиять на восприятие.
Моторика. Дает возможность влиять на двигательную активность.
Сравнительные процессы. Способствует проведению классификации предметов.
Запоминание. Каждый участок мозга имеет важное значение в процессах запоминания. Лобная часть формирует долгосрочную память.
Личностное формирование. Дает возможность взаимодействовать импульсам, памяти и прочим задачам, образующим главные характеристики индивида. Поражение лобной доли кардинальным образом меняет личность.
Мотивация. Большая часть чувствительных нервных отростков расположены в лобной части. Дофамин способствует поддержанию мотивационной составляющей.
Контроль внимания. Если лобные части не способны осуществлять управление вниманием, то формируется синдром нехватки внимания.

Теменная доля

Охватывает верхнюю и боковую части полушария, а также разделяются центральной бороздой. Функции, которые выполняет данный участок, различаются для доминантной и недоминантной сторон:

Доминантная (преимущественно левая). Несет ответственность за возможность понимания устройства целого через соотношение его составляющих и за синтез информации. Кроме того, дает возможность осуществления взаимосвязанных движений, которые требуются для получения конкретного результата.
Недоминантная (преимущественно правая). Центр, который перерабатывает данные, поступающие из затылочной части, и обеспечивает 3-хмерное восприятие происходящего. Поражение данного участка ведет к неспособности распознавания объектов, лиц, пейзажей. Так как зрительные образы перерабатываются в мозге обособленно от данных, поступающих из остальных органов чувств. Кроме того, сторона принимает участие в ориентации в пространстве человека.

Обе теменные части принимают участие в восприятии температурных изменений.

Височная

Она реализует сложную психическую функцию – речь. Расположена на обоих полушариях сбоку в нижней части, тесно взаимодействуя с близлежащими отделами. Данная часть коры обладает наиболее выраженными контурами.

Височные участки осуществляют обработку слуховых импульсов, преобразуя их в звуковой образ. Имеют важное значение в обеспечении речевых коммуникативных навыков. Непосредственно в данном отделе происходит распознавание услышанной информации, выбор языковых единиц для смысловой выраженности.

На сегодняшний день подтверждено, что возникновение сложностей с обонянием у больного преклонного возраста сигнализирует о формирующемся заболевании Альцгеймера.

Незначительный участок внутри височной доли (), осуществляет контроль долговременной памяти. Непосредственно височная часть накапливает воспоминания. Доминантный отдел взаимодействует с вербальной памятью, недоминантный способствует зрительному запоминанию образов.

Одновременное повреждение двух долей ведет к безмятежному состоянию, потере возможности идентификации внешних образов и повышенной сексуальности.

Островок

Островок (закрытая долька) расположен в глуби боковой борозды. От смежных отделов островок отделяется круговой бороздой. Верхний участок закрытой дольки разделяется на 2 части. Здесь проецируется вкусовой анализатор.

Формирующая дно латеральной борозды, закрытая долька является выступом, верхняя часть которого направлена наружу. Островок отделяется круговой бороздой от близлежащих долей, которые формируют покрышку.

Верхний отдел закрытой дольки подразделяется на 2 части. В первой локализуется прецентральная борозда, а находящаяся посреди них расположена передняя центральная извилина.

Борозды и извилины

Являют собой впадины и находящиеся посреди них складки, которые локализуются на поверхности мозговых полушарий. Борозды способствуют увеличению коры полушарий, не увеличивая объем черепной коробки.

Значимость данных участков заключается в том, что две трети всей коры располагаются в глуби борозд. Бытуют мнение, что полушария развиваются неодинаково в разных отделах, в результате этого напряжение будет также неравномерным в конкретных участках. Это может привести к формированию складок либо извилин. Другие ученые полагают, что большое значение имеет первоначальное развитие борозд.

Анатомическая структура рассматриваемого органа отличается многообразием функций.

Каждый отдел данного органа обладает специфическим предназначением, являясь своеобразным уровнем воздействия.

Благодаря им осуществляется все функционирование головного мозга. Нарушения в работе определенной зоны способно привести к сбоям в деятельности всего мозга.

Зона обработки импульсов

Данный участок способствует обработке нервных сигналов, поступающих через зрительные рецепторы, обоняние, осязание. Большинство рефлексов, взаимосвязанных с моторикой, будут обеспечены пирамидальными клетками. Зона, обеспечивающая обработку мышечных данных, характеризуется слаженной взаимосвязью всех слоев органа, что имеет ключевое значение на этапе соответствующего обрабатывания нервных сигналов.

Если кора мозга поражена на этом участке, то могут произойти нарушения в слаженном функционировании функций и действий по восприятию, неразрывно взаимосвязанных с моторикой. Внешне расстройства в двигательной части проявляются во время непроизвольной двигательной активности, судорогах, тяжелых проявлениях, которые ведут к параличу.

Зона сенсорного восприятия

Данная область отвечает за обработку импульсов, поступающих в мозг. По своей структуре она представляет собой систему взаимодействия анализаторов для установления взаимосвязи со стимулятором. Специалисты выделяют 3 отдела, отвечающих за восприятие импульсов. К ним относят затылочную, обеспечивающая обрабатывание зрительных образов; височную, которая связана со слухом; зону гиппокампа. Часть, которая несет ответственность за обработку данных стимуляторов вкуса, расположены рядом с теменем. Здесь располагаются центры, которые отвечают за прием и обработку тактильных импульсов.

Сенсорная способность непосредственно зависит от количества нейронных связей на этом участке. Примерно данные отделы занимают до пятой части от всего размера коры. Повреждение данного участка провоцирует ненадлежащее восприятие, что не позволит продуцировать встречный импульс, который был бы адекватен раздражителю. Например, нарушение в функционировании слуховой зоны не во всех случаях вызывает глухоту, однако способно спровоцировать некоторые эффекты, искажающие нормальное восприятие данных.

Ассоциативная зона

Этот отдел способствует контактированию между импульсами, принимаемыми нейронными связями в сенсорном отделе, и моторикой, которая представляет собой встречный сигнал. Эта часть формирует осмысленные поведенческие рефлексы, а также принимает участие в их осуществлении. По месту расположения выделяются передние зоны, располагающиеся в лобных частях, и задние, занявшие промежуточное положение посреди висков, теменем и затылочным участком.

Для индивида свойственны сильно развитые задние ассоциативные зоны. Данные центры обладают особым предназначением, гарантируя обрабатывание речевых импульсов.

Патологические изменения в работе переднего ассоциативного участка ведет к сбоям в проведении анализа, прогнозирования, на основе пережитых ранее ощущений.

Расстройства в функционировании заднеассоциативного участка усложняет пространственную ориентацию, делает медленнее абстрактные мыслительные процессы, конструирование и идентификацию сложных зрительных образов.

Кора головного мозга ответственна за работу головного мозга. Подобное вызвало изменения в анатомическом строении самого мозга, так как его работа существенно усложнилась. Сверху определенных участков, взаимосвязанных с органами восприятия и двигательным аппаратом, образовались отделы, которые обладают ассоциативными волокнами. Они необходимы для сложной обработки попадающих внутрь мозга данных. Вследствие формирования данного органа начинается новая стадия, где ее значимость существенно возрастает. Данный отдел считается органом, который выражает индивидуальные особенности человека и его сознательную деятельность.

Кора работает во взаимосвязи с остальными структурами . Данная часть органа имеет определенные особенности, связанные с ее специфической деятельностью. Основной базовой функцией коры является анализ поступающей от органов информации и хранение полученных данных, а также их передача другим частям тела. Кора головного мозга выполняет связь с рецепторами информации, которые выступают в качестве приемников поступающих в мозг сигналов.

Среди рецепторов выделяют органы чувств, а также органы и ткани, которые выполняют команды, которые, в свою очередь, и передаются от коры.

Например, зрительная информация, поступающая от , направляется по нервным через кору в затылочную зону, отвечающую за зрение. Если изображение не статическое, его анализ в теменную зону, в которой и определяется направление движения наблюдаемых объектов. Теменные доли также участвуют в формировании членораздельной речи и восприятии человеком его местоположения в пространстве. Лобные доли коры головного мозга за высшие психики, участвующие в формировании личности, характера, способностей, поведенческих навыков, творческих наклонностей и т.п.

Поражения коры головного мозга

При поражениях той или иной части коры головного мозга возникают нарушения в восприятии и функционировании определенных органов чувств .

При поражениях лобной доли мозга возникают психические нарушения, которые чаще всего проявляются в серьезном нарушении внимания, апатии, ослаблении памяти, неряшливости и чувству постоянной эйфории. Человек теряет некоторые личностные качества и у него замечаются серьезные отклонения в поведении. Часто возникает лобная атаксия, которая в стояния или ходьбы, трудностях при движении, проблемы с точностью и возникновение явлений мимопопадания и промахивания. Также может возникнуть феномен хватания, который заключается в навязчивом хватании предметов, окружающих человека. Некоторые ученые связывают появление эпилептических припадков именно после травмирования лобной доли.

При повреждении лобной доли способности психики человека значительно нарушаются.

При поражениях теменной доли наблюдаются расстройства с памятью. Например, возможно появление астереогноза, который проявляется в невозможности узнать предмет наощупь при закрывании глаз. Часто появляется апраксия, проявляющаяся в нарушении формирования последовательности событий и выстраивания логической цепочки для выполнения моторной задачи. Алексия характеризуется невозможностью читать. Акалькулия – нарушение способности проводить над числами. Также может быть нарушено восприятие собственного тела в пространстве и неспособность понять логические структуры.

Пораженные височные доли отвечают за расстройства слуха и восприятия. При поражениях височной доли нарушается восприятие устной речи, начинаются приступы головокружения, галлюцинации и припадки, расстройства психики и чрезмерная ирритация (раздражение). При травмах затылочной доли возникают зрительные галлюцинации и расстройства, неспособность узнать предметы при взгляде на них и искажение восприятия формы предмета. Иногда появляются фотомы – вспышки света, возникающие при раздражении внутренней части затылочной доли.

Кора больших полушарий головного мозга представляет собой наиболее молодое образование центральной нервной системы.Деятельность коры больших полушарий основана на принципе условного рефлекса, поэтому ее называют условно-рефлекторной. Она осуществляет быструю связь с внешней средой и приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды.

Глубокие борозды делят каждое полушарие большого мозга на лобную, височную, теменную, затылочную доли и островок . Островок расположен в глубине сильвиевой борозды и закрыт сверху частями лобной и теменной долей мозга.

Кора большого мозга делится на древнюю (архиокортекс ), старую (палеокортекс ) и новую (неокортекс). Древняя кора, наряду с другими функциями, имеет отношение к обонянию и обеспечению взаимодействия систем мозга. Старая кора включает поясную извилину, гиппокамп. У новой коры наибольшее развитие величины, дифференциации функций отмечается у человека. Толщина новой коры 3-4 мм. Общая площадь коры взрослого человека 1700-2000 см 2 , а число нейронов — 14 млрд (если их расположить в ряд, то образуется цепь протяженностью 1000 км) — постепенно истощается и к старости составляет 10 млрд (более 700 км). В составе коры имеются пирамидные, звездчатые и веретенообразные нейроны.

Пирамидные нейроны имеют разную величину, их дендриты несут большое количество шипиков: аксон пирамидного нейрона идет через белое вещество в другие зоны коры или структуры ЦНС.

Звездчатые нейроны имеют короткие, хорошо ветвящиеся дендриты и короткий аксон, обеспечивающий связи нейронов в пределах самой коры большого мозга.

Веретенообразные нейроны обеспечивают вертикальные или горизонтальные взаимосвязи нейронов разных слоев коры.

Строение коры больших полушарий

В коре содержится большое количество глиальных клеток, выполняющих опорную, обменную, секреторную, трофическую функции.

Наружная поверхность коры разделена на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную. Каждая доля имеет свои проекционные и ассоциативные области.

Кора большого мозга имеет шестислойное строение (рис. 1-1):

молекулярный слой (1) светлый, состоит из нервных волокон и имеет небольшое количество нервных клеток;
наружный зернистый слой (2) состоит из звездчатых клеток, определяющих длительность циркулирования возбуждения в коре головного мозга, т.е. имеющих отношение к памяти;
слой пирамидных меток (3) формируется из пирамидных клеток малой величины и вместе со слоем 2 обеспечивает корко-корко- вые связи различных извилин мозга;
внутренний зернистый слой (4) состоит из звездчатых клеток, здесь заканчиваются специфические таламокортикальные пути, т.е. пути, начинающиеся от рецепторов-анализаторов.
внутренний пирамидный слой (5) состоит из гигантских пирамидных клеток, которые являются выходными нейронами, аксоны их идут в ствол мозга и спинной мозг;
слой полиморфных клеток (6) состоит из неоднородных по величине клеток треугольной и веретенообразной формы, которые образуют кортикоталамические пути.

I — афферентные пути из таламуса: СТА — специфические таламические афференты; НТА — неспецифические таламические афференты; ЭМВ — эфферентные моторные волокна. Цифрами обозначены слои коры; II — пирамидный нейрон и распределение окончаний на нем: А — неспецифические афферентные волокна из ретикулярной формации и ; Б — возвратные коллатерали от аксонов пирамидных нейронов; В — комиссуральные волокна из зеркальных клеток противоположного полушария; Г — специфические афферентные волокна из сенсорных ядер таламуса

Рис. 1-1. Связи коры больших полушарий.

Клеточный состав коры по разнообразию морфологии, функций, формам связи не имеет себе равных в других отделах ЦНС. Нейронный состав, распределение по слоям в разных областях коры различны. Это позволило выделить в мозге человека 53 цитоархитектонических поля. Разделение коры большого мозга на цитоархитектонические поля более четко формируется по мере совершенствования ее функции в филогенезе.

Функциональной единицей коры является вертикальная колонка диаметром около 500 мкм. Колонка - зона распределения разветвлений одного восходящего (афферентного) таламокортикального волокна. Каждая колонка содержит до 1000 нейронных ансамблей. Возбуждение одной колонки тормозит соседние колонки.

Восходящий путь проходит через все корковые слои (специфический путь). Неспецифический путь также проходит через все корковые слои. Белое вещество полушарий расположено между корой и базальными ганглиями. Оно состоит из большого количества волокон, идущих в разных направлениях. Это проводящие пути конечного мозга. Различают три вида путей.

проекционный — связывает кору с промежуточным мозгом и другими отделами ЦНС. Это восходящие и нисходящие пути;
комиссуральный - его волокна входят в состав мозговых комиссур, которые соединяют соответствующие участки левого и правого полушарий. Входят в состав мозолистого тела;
ассоциативный - связывает участки коры одного и того же полушария.

Зоны коры больших полушарий

По особенностям клеточного состава поверхность коры подразделяют на структурные единицы следующего порядка: зоны, области, подобласти, поля.

Зоны коры головного мозга разделяются на первичные, вторичные и третичные проекционные зоны. В них расположены специализированные нервные клетки, к которым поступают импульсы от определенных рецепторов (слуховых, зрительных и т.д.). Вторичные зоны представляют собой периферические отделы ядер анализаторов. Третичные зоны получают обработанную информацию от первичных и вторичных зон коры больших полушарий и играют важную роль в регуляции условных рефлексов.

В сером веществе коры больших полушарий различают сенсорные, моторные и ассоциативные зоны:

сенсорные зоны коры больших полушарий - участки коры, в которых располагаются центральные отделы анализаторов:
зрительная зона — затылочная доля коры больших полушарий;
слуховая зона — височная доля коры больших полушарий;
зона вкусовых ощущений — теменная доля коры больших полушарий;
зона обонятельных ощущений — гиппокамп и височная доля коры больших полушарий.

Соматосенсорная зона находится в задней центральной извилине, сюда приходят нервные импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, суставов и импульсы от температурных, тактильных и других рецепторов кожи;

моторные зоны коры больших полушарии - участки коры, при раздражении которых появляются двигательные реакции. Располагаются в передней центральной извилине. При ее поражении наблюдаются значительные нарушения движения. Пути, по которым импульсы идут от больших полушарий к мышцам, образуют перекрест, поэтому при раздражении моторной зоны правой стороны коры возникает сокращение мышц левой стороны тела;
ассоциативные зоны - отделы коры, находящиеся рядом с сенсорными зонами. Нервные импульсы, поступающие в сенсорные зоны, приводят к возбуждению ассоциативных зон. Особенностью их является то, что возбуждение может возникать при поступлении импульсов от различных рецепторов. Разрушение ассоциативных зон приводит к серьезным нарушениям обучения и памяти.

Речевая функция связана с сенсорными и двигательными зонами. Двигательный центр речи (центр Брока) находится в нижней части левой лобной доли, при его разрушении нарушается речевая артикуляция; при этом больной понимает речь, но сам говорить не может.

Слуховой центр речи (центр Вернике) расположен в левой височной доле коры больших полушарий, при его разрушении наступает словесная глухота: больной может говорить, излагать устно свои мысли, но не понимает чужой речи; слух сохранен, но больной не узнает слов, нарушается письменная речь.

Речевые функции, связанные с письменной речью — чтение, письмо, — регулируются зрительным центром речи, расположенным на границе теменной, височной и затылочной долей коры головного мозга. Его поражение приводит к невозможности чтения и письма.

В височной доле находится центр, отвечающий за запоминание слое. Больной с поражением этого участка не помнит названия предметов, ему необходимо подсказывать нужные слова. Забыв название предмета, больной помнит его назначение, свойства, поэтому долго описывает их качества, рассказывает, что делают с этим предметом, но назвать его не может. Например, вместо слова «галстук» больной говорит: «это то, что надевают на шею и завязывают специальным узлом, чтобы было красиво, когда идут в гости».

Функции лобной доли:

управление врожденными поведенческими реакциями при помощи накопленного опыта;
согласование внешних и внутренних мотиваций поведения;
разработка стратегии поведения и программы действия;
мыслительные особенности личности.

Состав коры больших полушарий

Кора больших полушарий головного мозга является высшей структурой ЦНС и состоит из нервных клеток, их отростков и нейроглии. В составе коры имеются звездчатые, веретенообразные и пирамидные нейроны. Благодаря наличию складок кора имеет большую поверхность. Выделяют древнюю кору (архикортекс) и новую кору (неокортекс). Кора состоит из шести слоев (рис. 2).

Рис. 2. Кора больших полушарий головного мозга

Верхний молекулярный слой образован в основном дендритами пирамидных клеток нижележащих слоев и аксонами неспецифических ядер таламуса. На этих дендритах формируют синапсы афферентные волокна, приходящие от ассоциативных и неспецифических ядер таламуса.

Наружный гранулярный слой образован мелкими звездчатыми клетками и частично малыми пирамидными клетками. Волокна клеток этого слоя расположены преимущественно вдоль поверхности коры, формируя кортикокортикальные связи.

Слой пирамидных клеток малой величины.

Внутренний гранулярный слой, образованный звездчатыми клетками. В нем заканчиваются афферентные таламокортикальные волокна, начинающиеся от рецепторов анализаторов.

Внутренний пирамидный слой состоит из крупных пирамидных клеток, участвующих в регуляции сложных форм движения.

Мультиформный слой состоит из верстеновидных клеток, образующих кортикоталамические пути.

По функциональной значимости нейроны коры подразделяют на сенсорные , воспринимающие афферентные импульсы от ядер таламуса и рецепторов сенсорных систем; моторные , посылающие импульсы к подкорковым ядрам, промежуточному, среднему, продолговатому мозгу, мозжечку, ретикулярной формации и спинному мозгу; и промежуточные , осуществляющие связь между нейронами коры больших полушарий. Нейроны коры больших полушарий находятся в состоянии постоянного возбуждения, не исчезающего и во время сна.

В кору больших полушарий, к сенсорным нейронам поступают импульсы от всех рецепторов организма через ядра таламуса. И каждый орган имеет свою проекцию или корковое представительство, расположенное в определенных областях больших полушарий.

В коре больших полушарий имеется четыре чувствительные и четыре двигательные области.

Нейроны двигательной коры получают афферентную импульсацию через таламус от мышечных, суставных и кожных рецепторов. Основные эфферентные связи двигательной коры осуществляются через пирамидные и экстрапирамидные пути.

У животных наиболее развита лобная область коры и ее нейроны участвуют в обеспечении целенаправленного поведения. Если удалить эту долю коры, животное становится вялым, сонливым. В височной области локализуется участок слуховой рецепции, и сюда поступают нервные импульсы от рецепторов улитки внутреннего уха. Область зрительной рецепции находится в затылочных долях коры головного мозга.

Теменная область, внеядерная зона, играет важную роль в организации сложных форм высшей нервной деятельности. Здесь расположены рассеянные элементы зрительного и кожного анализаторов, осуществляется межанализаторный синтез.

Рядом с проекционными зонами располагаются ассоциативные зоны, которые осуществляют связь между сенсорной и двигательной зонами. Ассоциативная кора принимает участие в конвергенции различных сенсорных возбуждений, позволяющей осуществлять сложную обработку информации о внешней и внутренней среде.

Кора головного мозга - внешний слой нервной ткани головного мозга человека и других видов млекопитающих. Кора головного мозга продольной щелью (лат. Fissura longitudinalis) разделена на две больших части, которые называются полушариями мозга или гемисфер - правой и левой. Обе гемисфере соединены снизу мозолистым телом (лат. Corpus callosum). Кора головного мозга играет ключевую роль в выполнении мозгом таких функций как память, внимание, восприятие, мышление, речь, сознание.

В крупных млекопитающих кора головного мозга собирается в брыжейки, дает большую площадь ее поверхности в том же объеме черепа. Рябь имеют называются извилинами, а между ними пролегают борозды и более глубокие - щели.

Головной мозг человека на две трети скрывается в бороздах и щелях.

Кора головного мозга имеет толщину от 2 до 4 мм.

Кора образована серым веществом, которое состоит в основном из тел клеток, в основном, астроцитов, и капилляров. Поэтому даже визуально ткань коры отличается от белого вещества, которая залегает глубже и состоит в основном из белых миелиновых волокон - аксонов нейронов.

Внешняя часть коры, так называемый неокортекс (лат. Neocortex), наиболее эволюционно молодая часть коры в млекопитающих, имеет до шести клеточных слоев. Нейроны разных слоев соединены между собой в кортикальные миниколонки. Различные участки коры, известные как поля Бродмана, различаются между собой по цитоархитектонику (гистологической структурой) и функциональной ролью в чувствительности, мышлении, сознании и познании.

Развитие

Кора головного мозга развивается из эмбриональной эктодермы, а именно, с передней части нервной пластинки. Нервная пластинка сворачивается и формирует нервную трубку. Из полости внутри нервной трубки возникает система желудочков, а из эпителиальных клеток ее стенок - нейроны и глия. С фронтальной части нервной пластинки формируется передний мозг, большие полушария головного мозга и затем - кора

Зона роста кортикальных нейронов, так называемая зона «S» находится рядом с системой желудочков головного мозга. Эта зона содержит клетки-предшественники, которые позже в процессе диференциации становятся глиальными клетками и нейронами. Глиальные волокна, образованные в первых делениях клеток-предшественников, радиально ориентированные, охватывают толщину коры с желудочковой зоны к мягкой мозговой оболочки (лат. Pia mater) и образуют «рельсы» для миграции нейронов наружу от желудочковой зоны. Эти дочерние нервные клетки становятся пирамидными клетками коры. Процесс развития четко регламентирован во времени и руководствуется сотнями генов и механизмами энергорегуляции. В процессе развития формируется и послойная структура коры.

Развитие коры между 26 и 39 неделями (человеческий эмбрион)

Клеточные слои

Каждый из клеточных слоев имеет характерную плотность нервных клеток и связей с другими участками. Существуют прямые связи между различными участками коры и косвенные связи, например, через таламус. Один из типичных образцов кортикального расслоение - полоска Дженнари в первичной зрительной коре. Это тяж визуально белее ткани, заметный невооруженным глазом в основе шпорной борозды (лат. Sulcus calcarinus) в затылочной доли (лат. Lobus occipitalis). Полоска Дженнари состоит из аксонов, которые несут визуальную информацию с таламуса в четвертый слой зрительной коры.

Окраски колонок клеток и их аксонов позволило нейроанатомам начале ХХ в. сделать детальное описание послойной структуры коры у разных видов. После работ Корбиниан Бродмана (1909) нейроны в коре были сгруппированы в шесть основных слоев - от внешних, прилегающих к мягкой мозговой оболочки; к внутренним, граничащих с белым веществом:

Слой I, молекулярный слой, содержит несколько разрозненных нейронов и состоит преимущественно из вертикально (апикально) ориентированных дендриты пирамидных нейронов и горизонтально ориентированных аксонов, и глиальных клеток. В течение развития в этом слое находятся клетки Кахаля-Ретциуса и субпиальные клетки (клетки, находятся сразу под (мягкой мозговой оболочкой - лат. Pia mater) зернистого слоя. Также здесь иногда встречаются шиповатые астроциты. Апикальные пучки дендритов, как считается, имеют большое значение для реципрокных соединений («обратной связи») в коре головного мозга, и участвуют в выполнении функций ассоциативного обучения и внимания.
Слой II, внешний гранулярный слой содержит малые пирамидные нейроны и многочисленные звездчатые нейроны (дендриты которых выходят с разных сторон тела клетки, образуя форму звезды).
Слой III, внешний пирамидный слой, содержит преимущественно малые и средние пирамидные и непирамидные нейроны с вертикально ориентированными интракортикальными (теми, которые в пределах коры). Клеточные слои с I по III - главные мишени внутришньопивкульних афферентов, а III-й слой - главный источник кортико-кортикальных связей.
Слой IV, внутренний гранулярный слой, содержит различные типы пирамидных и звездчатых нейронов и служит главной мишенью таламокортикальных (от таламуса к коре) афферентных волокон.
Слой V, внутренний пирамидный слой, содержит большие пирамидные нейроны, аксоны которых оставляют кори и направляются в подкорковых структур (таких как базальные ганглии. В первичной моторной коре этот слой содержит клетки Беца, аксоны которых идут через внутреннюю капсулу, ствол мозга и спинной мозг и формируют кортикоспинального путь, который осуществляет контроль произвольных движений.
Слой VI, полиморфный или мультиформный слой, содержит немного пирамидных нейронов и много полиморфных нейронов; эфферентные волокна из этого слоя идут в таламуса, устанавливая с обратной (реципрокный) связь между таламусом и корой.

Внешняя поверхность головного мозга на которой обозначены участки, кровоснабжаются мозговыми артериями. Участок обозначена синим цветом соответствует передней мозговой артерии. Участок задней мозговой артерии обозначена желтым

Кортикальные слои не просто складированы один на один. Существуют характерные связи между различными слоями и типами клеток в них, которые пронизывают всю толщу коры. Базовой функциональной единицей коры считается кортикальная миниколонки (вертикальная колонка нейронов в коре головного мозга, которая проходит через ее слои. Миниколонки включает от 80 до 120 нейронов во всех зонах мозга, кроме первичной зрительной коры приматов).

Участки коры без четвертого (внутреннего гранулярного) слоя называются агранулярного, с рудиментарным гранулярным слоем - дизгранулярнимы. Скорость обработки информации в пределах каждого слоя различна. Так в II и III - медленная, с частотой (2 Hz) в то время как в частота осциляции в слое V гораздо быстрее - 10-15 Hz.

Зоны коры

Анатомически кора может быть разделена на четыре части, которые имеют названия соответствующие названиям костей черепа, которые прикрывают:

Лобная доля (мозг), (лат. Lobus frontalis)
Височная доля, (лат. Lobus temporalis)
Теменная доля, (лат. Lobus parietalis)
Затылочная доля, (лат. Lobus occipitalis)

Учитывая особенности ламинарного (послойной) структуры, кора разделяется на неокортекс, и алокортекс:

Неокортекс (лат. Neocortex, другие названия - изокортекс, лат. Isocortex и неопаллиум, лат. Neopallium) - часть зрелой коры головного мозга с шестью клеточными слоями. Образцами неокортикальных участков - это Поле Бродмана 4, также известное как первичная моторная кора, первичная зрительная кора, или поле Бродмана 17. Неокортекс делится на два типа: изокортекс (настоящий неокортекс, образцы которого, поля Бродмана 24,25 и 32 только рассмотрены) и произокортекс, который представляют, в частности, поле Бродмана 24, поле Бродмана 25 и поле Бродмана 32
Алокортекс (лат. Allocortex) - часть коры с количеством клеточных слоев меньше шести, тоже делится на две части: палеокортекс (лат. Paleocortex) с трехслойной, архикортекс (лат. Archicortex) из четырех-пяти, и прилегающий к ним периалокортекс (лат. periallocortex). Примерами участков с такой послойной структуре является обонятельная кора: сводчатая извилина (лат. Gyrus fornicatus) с крючком (лат. Uncus), гиппокамп (лат. Hippocampus) и ближние к нему структуры.

Существует и «переходная» (между алокортексом и неокортексом) кора, которая носит название паралимбичнои, где клеточные слои 2,3 и 4 сливаются. Эта зона содержит произокортекс (с неокортекса) и периалокортекс (с алокортексу).

Кора головного мозга. (по Пуарье фр. Poirier .). Ливооруч - группы клеток, справа - волокна.

Поля Бродмана

Различные участки коры привлечены к выполнению различных функций. Увидеть и зафиксировать эту разницу можно различными способами - сослиджуючы поражения определенных участков, сравнивая паттерны электрической активности, используя методики нейровизуализации, изучая клеточную структуру. На основе таких различий исследователи классифицируют участки коры.

Наиболее известной и цитованою уже в течение века является классификация, которую создал в 1905-1909 гг немецкий исследователь Корбиниан Бродман. Он разделил кору головного мозга на 51 участок на основе цитоархитектоники нейронов, который он изучал в коре головного мозга с помощью окрашивания клеток по Ниссля. Бродман опубликовал свои карты областей коры головного мозга в человека, обезьян и других видов в 1909 году.

Поля Бродмана активно и подробно обсуждаются, дискутируются, уточняются, и переименуются течение почти века и остаются наиболее широко известными и часто цитируемым структурами цитоархитектоничнои организации коры головного мозга человека.

Многие из полей Бродмана, изначально определены исключительно по их нейрональной организацией, позже были ассоциированы согласно корреляции с различными корковыми функциями. Например, Поля 3, 1 & 2 - первичная соматосенсорная кора; поле 4 является первичной моторной корой; поле 17 первична зрительной корой, а поля поля 41 и 42 больше коррелируют с первичной слуховой корой. Определение соответствия процессов Высшей нервной деятельности к участкам коры головного мозга и привязка к конкретным полей Бродмана осуществляется с помощью нейрофизиологических исследований, функциональной магнитнорезонансной томографии и других методик (так как это было, например, сделано с привязкой зон Брока речи и языка в полей Бродмана 44 и 45). Однако, с помощью функциональной визуализации можно только приблизительно определить локализацию активации мозговых процессов в полях Бродмана. А для точного определения их границ в каждом отдельном мозга нужно гистологическое исследование.

Некоторые из важных полей Бродмана. Где: Primary somatosensory cortex - первичная соматосенсорная кора Primary motor cortex - первичная моторная (двигательная) кора; Wernicke’s area - зона Вернике; Primary visual area - первичная зрительная зона; Primary auditory cortex - первичная слуховая кора; Broca’s area - зона Брока.

Толщина коры

У млекопитающих видов с большими размерами мозга (в абсолютном выражении, а не только по отношению к размеру тела), кора, как правило, большую толщину кори. Диапазон, однако, не очень большой. Маленькие млекопитающие, такие как землеройки имеют толщину неокортекса примерно 0,5 мм; а виды с самым большим мозгом, такие как люди и китообразные имеют толщину 2,3-2,8 мм. Существует примерно логарифмическая зависимость между весом мозга и толщиной коры.

Магниторезонансная томография (МРТ) мозга делает возможными прижизненные замеры толщины коры и поривнняння по отношению к размерам тела. Толщина различных участков вариативная, но в целом, сенсорные (чувствительные) участки коры тоньше моторные (двигательные). В одном из исследований показана зависимость толщины коры от уровня интеллекта. Другое исследование показало большую толщину коры лиц, страдающих мигренью. Правда, другие исследования показывают отсутствие такой связи.

Извилины, борозды и щели

Вместе эти три элемента - Извилины, борозды и щели, создают большую площадь поверхности мозга человека и других млекопитающих. При взгляде на человеческий мозг, заметно, что две трети поверхности скрытые в пазах. Как борозды, так и щели представляют собой углубления в коре, но они различаются по размеру. Борозда -это неглубокий паз, который окружает извилины. Щель - это большая борозда, которая делит мозг на части, а также на два полушария как, например медиальная продольная щель. Однако это различие не всегда четкая. Например, латеральная борозда также известная как боковая щель и как «сильвиева борозда» и «центральная борозда», также известная как Центральная щель и как «Роландова борозда».

Это очень важно в условиях, когда размер мозга ограничивается внутренним размером черепа. Увеличение поверхности коры головного мозга с помощью системы извилин и борозд увеличивает количество клеток, которые участвуют в выполнении мозгом таких функций как память, внимание, восприятие, мышление, речь, сознание.

Кровоснабжение

Поставка артериальной крови к головного мозга и коры, в частности, происходит по двум артериальных бассейнов - внутренней сонной и позвоночной артерии. Конечный отдел внутренней сонной артерии разветвляется на ветви - переднюю мозговую и среднюю мозговую артерию. В нижних (базальных) отделах мозга артерии образуют виллизиев круг, благодаря которому происходит перераспределение артериальной крови между артериальной бассейнами.

Средняя мозговая артерия

Средняя мозговая артерия (лат. A. Cerebri media) является крупнейшей ветвью внутренней сонной артерии. Нарушение кровообращения в ней может приводить к развитию ишемического инсульта и синдрома средней мозговой артерии с следующими симптомами:

Паралич, плегия или парез противоположных поражения мышц лица и руки
Потеря сенсорной чувствительности противоположных поражения мышц лица и руки
Поражение доминантного полушария (часто левой) головного мозга и развития афазии Брока или афазии Вернике
Поражение недоминантного полушария (часто правой) головного мозга приводит к односторонней пространственной агнозии с удаленного поражения стороны
Инфаркты в зоне средней мозговой артерии приводят к déviation conjuguée, когда зрачки глаз двигаются в сторону стороны поражения головного мозга.

Передняя мозговая артерия

Передняя мозговая артерия - меньше ветвь внутренней сонной артерии. Достигнув медиальной поверхности полушарий головного мозга, передняя мозговая артерия идет к затылочной доли. Она кровоснабжает медиальные участки полушарий до уровня теменно-затылочной борозды, участок верхней лобной извилины, участок теменной доли, а также участки нижних медиальных отделов глазничных извилин. Симптомы ее поражения:

Парез ноги или гемипарез с преимущественным поражением ноги на противоположной стороне.
Закупорка парацентральных ветви приводит монопарез стопы, напоминающий периферический парез. Могут наблюдаться задержка или недержание мочи. Появляются рефлексы орального автоматизма и хватательные феномены, патологические стопные гибочные рефлексы: Россолимо, Бехтерева, Жуковского. Возникают изменения психического состояния, обусловленные поражением лобной доли: снижение критики, памяти, немотивированная поведение.

Задняя мозговая артерия

Парная сосуд, которая кровоснабжает задние отделы мозга (затылочную долю). Имеет анастомоз с средней мозговой артерии Ее поражения приводят к:

Гомонимной (или верхнеквадрантной) гемианопсии (выпадению части поля зрения)
Метаморфопсии (нарушение зрительного восприятия величины или формы предметов и пространства) и зрительная агнозия,
Алексии,
Сенсорной афазии,
Преходящей (преходящие) амнезии;
Трубчатому зрению,
Корковой слепоте (при сохранении реакции на свет),
Прозопагнозии,
Нарушению ориентации в пространстве
Потере топографической памяти
Приобретенной ахроматопсии - недостаточность цветового зрения
Синдрому Корсакова (нарушение оперативной памяти)
Эмоционально - аффективным нарушениям

Шошина Вера Николаевна

Терапевт, образование: Северный медицинский университет. Стаж работы 10 лет.

Написано статей

Головной мозг современного человека и его сложное строение является наибольшим достижением этого вида и его преимуществом, отличием от других представителей живого мира.

Кора головного мозга – это очень тонкий слой серого вещества, который не превышает 4,5 мм. Он расположен на поверхности и боковых сторонах больших полушарий, покрывая их сверху и по периферии.

Анатомия коры или кортекса, сложная. Каждый участок выполняет свою функцию и играет огромное значение в осуществлении нервной деятельности. Можно считать этот участок высшим достижением физиологического развития человечества.

Строение и кровоснабжение

Кора головного мозга – это слой клеток серого вещества, составляющий примерно 44% от общего объема полушария. Площадь коры среднестатистического человека – около 2200 квадратных сантиметров. Особенности строения в виде чередующихся борозд и извилин призваны максимально увеличить размеры кортекса и в то же время компактно уместить в пределах черепной коробки.

Интересно, что рисунок извилин и борозд столь же индивидуален, как и отпечатки папиллярных линий на пальцах человека. Каждая особь индивидуальна по рисунку и .

Кора полушарий из следующих поверхностей:

Верхнелатеральная. Она примыкает к внутренней стороне костей черепа (свода).
Нижняя. Ее передние и средние отделы находятся на внутренней поверхности основания черепа, а задние опираются о намет мозжечка.
Медиальная. Она направлена к продольной щели мозга.

Наиболее выступающие места носят название полюсов – лобного, затылочного и височного.

Кора больших полушарий симметрично делится на доли:

лобная;
височная;
теменная;
затылочная;
островковая.

В строении выделяются следующие слои коры человеческого головного мозга:

молекулярный;
наружный зернистый;
слой пирамидальных нейронов;
внутренний зернистый;
ганглионарный, внутренний пирамидный или слой клеток Беца;
слой мультиформатных, полиморфных или веретенообразных клеток.

Каждый слой не является отдельным независимым образованием, а представляет собой единую слаженно функционирующую систему.

Функциональные области

Нейростимуляция выявила, что кортекс подразделяется на следующие отделы коры головного мозга:

Сенсорные (чувствительные, проекционные). Они получают входящие сигналы от рецепторов, находящихся в различных органах и тканях.
Двигательные, отправляемые исходящие сигналы к эффекторам.
Ассоциативные, обрабатывающие и сохраняющие информацию. Они оценивают ранее полученные данные (опыт) и выдают ответ с их учетом.

Структурно-функциональная организация коры головного мозга включает в себя следующие элементы:

зрительная, расположенная в затылочной доле;
слуховая, занимающая височную долю и часть теменной;
вестибулярная в меньшей степени изучена и пока еще представляет проблему для исследователей;
обонятельная находится на нижней ;
вкусовая размещается в височных отделах мозга;
соматосенсорная кора выступает в виде двух областей – I и II, расположенных в теменной доле.

Столь сложное строение кортекса говорит о том, что малейшее нарушение приведет к последствиям, отразившимся на множестве функций организма и вызовет патологии разной интенсивности, зависящие от глубины поражения и расположения участка.

Как связана кора с другими отделами мозга

Все зоны коры человеческого головного мозга не существуют обособленно, они взаимосвязаны и образуют неразрывные двусторонние цепи с расположенными глубже мозговыми структурами.

Наиболее важной и значимой оказывается связь кортекса и таламуса. При травме черепа повреждения оказываются намного значительнее, если вместе с корой травмированным оказывается и таламус. Травмы только кортекса выявляются намного меньшими, и имеют менее значительные последствия для организма.

Почти все связи от разных частей коры проходят через таламус, что дает основание объединять эти части головного мозга в таламокортикальную систему. Прерывание связей таламуса и кортекса приводит к утрате функций соответствующей части коры.

Пути от сенсорных органов и рецепторов к кортесу также пролегают через таламус, за исключением некоторых обонятельных путей.

Интересные факты о коре головного мозга

Человеческий мозг – уникальное творение природы, которое сами владельцы, то есть люди, до сих пор не научились полностью понимать. Не совсем справедливо сравнивать его с компьютером, потому что сейчас даже самые современные и мощные компьютеры не могут справляться с объемами задач, выполняемых мозгов в течение секунды.

Мы привыкли не обращать внимание на привычные функции мозга, связанные с поддержанием нашей ежедневной жизнедеятельности, но произойди в этом процессе хоть мельчайший сбой, сразу бы ощутили его «на своей шкуре».

«Маленькие серые клеточки», как говорил незабвенный Эркюль Пуаро, или с точки зрения науки – кора мозга – это орган, до сих пор остающийся загадкой для ученых. Мы выяснили очень многое, например, знаем, что величина мозга никак не влияет на уровень интеллекта, ведь у признанного гения – Альберта Эйнштейна – мозг имел массу ниже средней, около 1230 граммов. В то же время есть существа, имеющие мозг сходной структуры и даже большего размера, но так и не достигшие уровня развития человека.

Яркий пример – харизматичные и умные дельфины. Кое-кто считает, что когда-то в глубочайшей древности древо жизни раскололось на две ветви. По одному пути прошли наши предки, а по другому – дельфинов, то есть у нас с ними, возможно, были общие предки.

Особенностью коры головного мозга является ее незаменимость. Хотя мозг способен адаптироваться к травмам и даже частично или полностью восстанавливать свою функциональность, при потере части коры утраченные функции не восстанавливаются. Мало того, ученые смогли сделать вывод о том, что эта часть во многом обуславливает личность человека.

При травме лобной доли или наличия здесь опухоли, после операции и удаления уничтоженного участка кортекса больной радикально меняется. То есть перемены касаются не только его поведения, но и личности в целом. Отмечены случаи, когда хороший добрый человек превращался в настоящее чудовище.

Некоторые психологи и криминалисты на основании этого сделали вывод, что внутриутробное повреждение коры головного мозга, особенно его лобной доли, приводит к рождению детей с асоциальным поведением, с социопатическими наклонностями. У таких малышей высокий шанс стать преступником и даже маньяком.

Патологии КГМ и их диагностика

Все нарушения строения и функционирования головного мозга и его коры можно разделить на врожденные и приобретенные. Часть из таких поражений несовместима с жизнью, например, анэнцефалия – полное отсутствие мозга и акрания – отсутствие черепных костей.

Другие заболевания оставляют шанс на выживание, но сопровождаются нарушениями умственного развития, например, энцефалоцеле, при котором часть мозговых тканей и его оболочек выпячивается наружу через отверстие в черепе. В эту же группу попадает и – недоразвитый маленький мозг, сопровождающийся разными формами задержки психического (олигофрения, идиотия) и физического развития.

Более редким вариантом патологии является макроцефалия, то есть увеличение головного мозга. Патология проявляется умственной отсталостью и судорогами. При нем увеличение мозга может быть частичным, то есть гипертрофия асимметричная.

Патологии, при которых поражается кора головного мозга, представлены следующими заболеваниями:

Голопрозэнцефалия – состояние, при котором полушария не разделены и не существует полноценного деления на доли. Дети при такой болезни рождаются мертвыми или погибают в первые сутки после родов.
Агирия – недоразвитость извилин, при котором нарушаются функции коры. Атрофия сопровождается множественными расстройствами и приводит к смерти младенца в течение первых 12 месяцев жизни.
Пахигирия – состояние, при котором первичные извилины увеличены в ущерб остальным. Борозды при этом короткие и выпрямленные, строение коры и подкорковых структур нарушено.
Микрополигирия, при которой мозг покрыт мелкими извилинами, а кора имеет не 6 нормальных слоев, а всего 4. Состояние бывает диффузным и локальным. Незрелость приводит к развитию плегий и парезов мышц, эпилепсии, которая развивается в первый же год, умственной отсталости.
Фокальная корковая дисплазия сопровождается наличием в височной и лобной доле патологических участков с огромными нейронами и ненормальными . Неправильное строение клеток приводит к возникновению повышенной возбудимости и приступам, сопровождающимся специфическими движениями.
Гетеротопия – скопление нервных клеток, которые в процессе развития не достигли своего места в коре. Одиночное состояние может проявиться после десятилетнего возраста, большие скопления вызывают приступы типа эпилептических припадков и олигофрению.

Приобретенные заболевания в основном являются следствиями перенесенных серьезных воспалений, травм, а также появляются после развития или удаления опухоли – доброкачественной или злокачественной. При таких состояниях, как правило, прерывается импульс, исходящий от коры в соответствующие органы.

Наиболее опасным считается так называемый префронтальный синдром. Эта область – фактически проекция всех органов человека, поэтому повреждения лобной доли приводит к , памяти, речи, движений, мышления, а также к частичной или полной деформации и изменению личности больного.

Ряд патологий, сопровождающихся внешними изменениями или отклонениями в поведении, диагностировать достаточно легко, другие требуют более тщательного изучения, а удаленные опухоли подвергаются гистологическому исследованию, чтобы исключить злокачественную природу.

Тревожными показаниями для проведения процедуры является наличие в семье врожденных патологий или заболеваний, гипоксия плода в беременности, асфиксия в родах, родовая травма.

Методы диагностики врожденных отклонений

Современная медицина помогает препятствовать рождению детей с тяжелейшими пороками развития коры головного мозга. Для этого выполняется скрининг в первом триместре беременности, который позволяет выявить патологии строения и развития мозга на самых ранних стадиях.

У родившегося крохи с подозрением на патологии проводится нейросонография через «родничок», а детей постарше и взрослых обследуют путем проведения . Этот способ позволяет не только обнаружить дефект, но и визуализировать его размеры, форму и расположение.

Если в семье встречались наследственные проблемы, связанные со строением и функционированием коры и всего мозга, требуется консультация генетика и проведение специфических обследований и анализов.

Знаменитые «серые клеточки» – величайшее достижение эволюции и высшее благо для человека. Вызвать повреждения могут не только наследственные заболевания и травмы, но и приобретенные патологии, спровоцированные самим человеком. Врачи призывают беречь здоровье, отказаться от вредных привычек, позволять своему телу и мозгу отдыхать и не давать разуму лениться. Нагрузки полезны не только мышцам и суставам – они не позволяют нервным клеткам стареть и выходить из строя. Тот, кто учится, работает и загружает свой мозг, меньше страдает от его износа и позже приходит к и утрате умственных способностей.