Борозни і звивини: порерхность кори головного мозку

1. Борозни і звивини: формування і функції
2. Частки мозку і їх функції
3. Клітинні механізми, що приводять до розширення і складанню кори головного мозку
4. Теленцефаліческій нейроепітелія
5. Поширення і нейрогенез

Характерна особливість людського мозку - неймовірний розмір кори і складна складчастість. кора - найбільш розвинена область головного мозку, що відповідає за нерефлекторную діяльність (пам'ять, сприйняття, пізнання, мислення і т. П.).

Формування корково-підкіркових структур відбувається під час ембріонального розвитку, забезпечуючи можливість розміщення кори в обмеженому обсязі черепної коробки. Звивини (гирі) і борозни (сульчі) складають її складену поверхню. Патологічні зміни в розмірах або складках кори призводять до важкої розумової неповноцінності і трудноизлечимой епілепсії. Отже, коркове розширення і складчастість розглядаються як ключові процеси в еволюції мозку.

Борозни і звивини: формування і функції

Борозни і звивини в нейроанатомии, що додають головного мозку зморшкуватий вигляд, служать двом найважливіших функцій. Вони допомагають збільшити площу поверхні кори, що дозволяє більшій кількості нейронам ущільнюватися в неї і посилювати здатність мозку обробляти інформацію. Борозни і звивини головного мозку утворюють ділення, створюючи кордону між частками мозку, розділяючи його на дві півкулі.

Основні борозни:

1. Межполушарная щілину - глибока борозна по центру мозку, в якій знаходиться мозолисте тіло.
2. Сильвиеву щілину (латеральна борозна) розділяє тім'яну і лобову частки.
3. Роландова щілину (центральна борозна), що відокремлює веретенообразную звивину і звивину гіпокампа на нижній поверхні скроневих часток.
4. Тім'яно-потилична - розділяє тім'яну і потиличну частки.
5. Шпорная щілину (шпороподобная борозна або виділяється фиссура) - розташована в потиличних частках, ділить зорову кору.

Основні звивини мозку:

1. Ангулярного звивина тім'яної частки допомагає в обробці слухового і візуального розпізнавання.
2. Звивина Брока (центр Брока) - область мозку, розташована в лівій лобовій частці у більшості людей, яка контролює функції, пов'язані з відтворенням мови.
3. Поясна звивина - арочна складка, розташована над мозолясті тілом, є компонентом лімбічної системи і обробляє дотики щодо емоцій, регулює агресивна поведінка.
4. Веретеноподібна звивина знаходиться в скроневій і потиличній частках і складається з бічних і медіальних частин. Вважається, що грає роль в розпізнаванні слів і осіб.
5. Гиппокампального звивина складається на внутрішній поверхні скроневої частки, яка межує з гиппокампом. Відіграє важливу роль для пам'яті.
6. Мовний звивина в потиличній частці, що бере участь в зорової обробці. Вона обмежена колатеральної борозною і шпорної щілиною. Спереду стикається з парарпопампальной звивиною, і разом вони утворюють медіальну частину веретенообразной звивини.

У міру розвитку ембріона звивини і борозни формуються з появою заглиблень на поверхні кори . Не всі звивини розвиваються одночасно. Первинна форма утворюється, починаючи з 10 тижня вагітності (у людини), потім розвиваються вторинні і третинні. Найбільш видатна борозна - латеральна. За нею йде центральна, яка відокремлює моторну кору (прецентральной звивини) від соматосенсорной кори (постцентральна звивини). Більшість кортикальних борозен і звивин головного мозку, анатомія яких починає складатися між 24 і 38 тижнями вагітності, продовжують рости і розвиватися після того, як новонароджений з'явиться на світ.

Раннє стан головного мозку впливає на кінцевий рівень гіріфікаціі. Зокрема, існує зворотний зв'язок між корковою товщиною і гіріфікаціей. Ділянки мозку з низьким значенням товщини мають більш високий рівень гіріфікаціі. Також вірно і зворотне, що ділянки мозку з високим значенням товщини (наприклад, потовщення кори гіппокампальних звивин головного мозку) - низький рівень гіріфікаціі.

Частки мозку і їх функції

Кожна з півкуль розділене на чотири частки: лобову, тім'яну, скроневу і потиличну. Більшість функцій мозку покладаються на різні області по всьому мозку, які працюють разом, але кожна частка виконується основну частину щодо певних функцій.

Лобова частка розташована в самій передній області кори головного мозку, відокремлена від тім'яної частки центральної борозною, від скроневої - бічний. В області, як правило, зосереджені найбільш значущі для людини виконавчі функції, включаючи регулювання емоцій, планування, міркування, рішення проблем.

Тім'яна частка відповідальна за інтеграцію сенсорної інформації, зокрема інформацією про контакти температуру, тиск, біль. Через обробки, що виникає в парієтальної частці, можливо розрізняти дотик двох об'єктів в довколишніх точках (а не як один об'єкт). Цей процес називають двухточечним.

Скронева частка також містить області, які беруть участь в обробці сенсорної інформації, особливо важливі для слуху, розпізнавання мови, формування спогадів. Первинна слухова кора отримує аудіо інформацію через вуха і вторинні області і обробляє дані так, щоб людина розуміла те, що він чує (слова, сміх, плач і так далі). Медійна (ближче до центру мозку) частина містить гіпокамп - зону, важливу для пам'яті, навчання, сприйняття емоцій. Деякі області скроневої частки обробляють складну візуальну інформацію, включаючи обличчя і сцени.

Клітинні механізми, що приводять до розширення і складанню кори головного мозку

Будова мозку людини відрізняє його від інших ссавців, і з цієї причини може пояснювати його унікальні розумові здібності в порівнянні з іншими тваринами. Кількість складок в корі, можливо, корелює з деякими специфічними когнітивними, сенсорними, руховими здібностями. Хоча немає чіткого пояснення того, яким чином відбувається унікальне поділ людського мозку на борозни і звивини. Сьогодні є прогрес у розумінні надзвичайно складних процесів в мозку, кора якого будується з такою кількістю борозен і звивин. Незважаючи на те, що у всіх клітин одна і та ж ДНК, утворюються різні нервові стовбурні клітини. Саме їх робота з різними властивостями створює основну структуру мозку, що складається з нейронів і гліальних клітин.

Теленцефаліческій нейроепітелія

Зростання мозку відбувається за допомогою двох видів стовбурових клітин - нейронних стовбурових клітин і нейронних попередників. Обидві ці форми утворюють нейрони, які стають постійними в мозку, а також проміжні клітини, що створюють будівельний матеріал для побудови мозку. Чотири різних типи стовбурових клітин визначають будову кори.

У період раннього ембріонального розвитку розширення рострального домену нервової трубки призводить до появи двох теленцефальних бульбашок. Дорзальная половина цих бульбашок молекулярно визначається як зачаток кори головного мозку. На цьому етапі кортикальний зачаток складається виключно з моношару нейроепітеліальних клітин-попередників. Вони сильно поляризовані і прикріплені один до одного щільними з'єднаннями на рівні апікального домену (внутрішній поверхні теленцефаліческого міхура) і переміщають клітинне ядро ​​між апікальної (верхівкової) і базальної (нижньої) стороною нейроепітелія в узгодженості з клітинним циклом.

• базально-спрямований рух під час G1-фази;
• базальное положення під час S-фази;
• апікально-спрямований рух під час G2-фази;
• мітоз на апікальній поверхні.

Циклічний рух відомо як межкінетіческая ядерна міграція і повністю асинхронно між нейроепітеліальние клітинами, надаючи нейроепітелія псевдостратірованний вид. Клітини піддаються тільки симетричним самоагрессірующім контрольними позначками, при цьому кожний розподіл генерує дві дочірні клітини, отже, експоненціально збільшуючи їх число. Оскільки вони є основними клітинами-попередниками кори головного мозку, розмір їх об'єднання визначає кількість похідних нейрогенних клітин-попередників і кінцеве число кортикальних нейронів, і, отже, він надає фундаментальний вплив на розмір зрілої кори головного мозку. Збільшення кількості призводить до розширення площі поверхні і формування нейроепітелія.

Поширення і нейрогенез

Безпосередньо перед початком нейрогенезу нейроепітеліальние клітини-попередники починають втрачати щільні з'єднання, і набувати ознак, типові для гліальних клітин (включаючи експресію липид-зв'язуючого білка мозку, віментину і Pax6), стаючи, таким чином, апікальними радіальними гліальними клітинами (АРГК). Вони також піддаються межкінетіческой ядерної міграції, діляться на верхівкової поверхні розвивається кори і на цьому ранньому етапі також піддаються самопосилюється контрольними позначками.

Однак поступово вони починають ділитися асиметрично, щоб генерувати одну собі подібну клітку плюс іншу клітку. Ці нові клітини накопичуються в базальної частини коркового зачатка, тоді як клітинні тіла АРГК залишаються на апікальній стороні, утворюючи желудочковую зону (ЖЗ). З накопиченням клітин вище ЖЗ процес АРГК продовжується, залишаючись приєднаним до базальної пластини, і тепер називається радіальної глией. Асиметричні АРГК-ділення генерують один АРГК плюс один нейрон або одну проміжну клітину-попередник. Проміжні клітини-попередники (вторинні клітини-попередники без апікально-базальної полярності) не наражає на межкінетіческой ядерної міграції, діляться в шарі, розташованому в області шлуночкової зони, субвентрікулярной зони (СВЗ), і всі вони висловлюють транскрипційні фактор (Tbr2).

Однак через те, що кожен нейрон сам споживає при мітозі, їх відносна кількість у порівнянні з АРГК досить низька. Проміжні клітини-попередники в корі головного мозку генерують більшість кортикальних збуджуючих нейронів. У міру розвитку нейрогенезу потреба в розширенні / оновленні АРГК знижується, і підвищується в виробництві нейронів. Додатково до розширеної шлуночкової зоні потовщується субвентрікулярной зона, населена в достатку базальними попередниками, особливо на пізніх стадіях нейрогенезу. В результаті відбувається розщеплення СВЗ на внутрішню і зовнішню частину. Зовнішня частина містить велику різноманітність типів клітин-попередників з високим потенціалом розвитку, що є ключовим фактором для розширення і формування кори.