Кора головного мозку: тонкий шар сірої речовини

1. функції кори
2. Шари кори головного мозку
3. префронтальна кора
4. області
5. Зона, відповідальна за обробку імпульсів
6. Зона сенсорного сприйняття
7. асоціативна зона
8. поля Бродмана
9. речедвигательную зона
10. товщина
11. Борозни, звивини, щілини

Кора головного мозку - багаторівнева мозкова структура у людей і багатьох ссавців тварин, що складається з сірої речовини і перебуває в периферійному просторі гемисфер (сіра речовина кори їх покриває). Структура контролює важливі функції і процеси, що протікають в мозку та інших внутрішніх органах.

півкулі (Гемісфери) мозку в черепній коробці займають близько 4/5 всього простору. Їх складова частина - біла речовина, що включає в себе довгі мієлінові аксони нервових клітин. Із зовнішнього боку гемісфери покриті корою мозку, яка теж складається з нейронів, а також з гліальних клітин і безміелінових волокон.

Прийнято розділяти поверхню гемисфер на деякі зони, кожна з яких відповідає за виконання певних функцій в організмі (здебільшого це рефлекторна і інстинктивна діяльність і реакції).

Існує таке поняття - «древня кора». Це еволюційно найдавніша структура плаща кінцевого мозку кори великих півкуль у всіх ссавців. Також виділяють «нову кору», яка у нижчих ссавців тільки намічена, а у людини утворює більшу частину кори головного мозку (є і «стара кора», яка новіше, ніж «стара», але древнє, ніж «нова»).

функції кори

Кора головного мозку людини відповідає за контроль над великою кількістю функцій, які використовуються в різних аспектах життєдіяльності організму людини. Її товщина складає близько 3-4 мм, а обсяг досить значний за рахунок наявності сполучних з центральною нервовою системою каналів. Як по електромережі відбувається сприйняття, обробка інформації, прийом рішень за допомогою нервових клітин з відростками.

Усередині кори головного мозку виробляються різні електросигнали (тип яких залежить від поточного стану людини). Активність цих електричних сигналів залежить від самопочуття людини. Технічно електросигнали такого типу описуються за допомогою показників частоти і амплітуди. Більша кількість зв'язків і нейронів локалізовано в місцях, які несуть відповідальність за забезпечення найбільш складних процесів. При цьому кора головного мозку продовжує активно розвиватися протягом всього життя людини (по крайней мере, до того моменту, поки розвивається його інтелект).

У процесі обробки інформації, що надходить в мозок, в корі формуються реакції (психічні, поведінкові, фізіологічні тощо).

Найбільш важливими функціями кори мозку є:

• Взаємодія внутрішніх органів і систем з навколишнім середовищем, а також один з одним, правильний перебіг обмінних процесів всередині організму.
• Якісний прийом і обробка отриманої інформації ззовні, усвідомлення отриманої інформації за рахунок протікання процесів мислення. Висока чутливість до будь-якої одержуваної інформації досягається за рахунок великої кількості нервових клітин з відростками.
• Підтримка безперервної взаємозв'язку між різними органами, тканинами, структурами і системами організму.
• Формування і правильна робота свідомості людини, протягом творчого та інтелектуального мислення.
• Здійснення контролю над активністю мовного центру і процесами, пов'язаними з різними психічними і емоційними ситуаціями.
• Взаємодія зі спинним мозком і іншими системами і органами людського організму.

Кора головного мозку у своїй структурі має передні (лобові) відділи гемисфер, які на даний момент сучасною наукою вивчені в найменшій мірі. Про цих ділянках відомо, що вони практично несприйнятливі до зовнішнього впливу. Наприклад, якщо на ці відділи впливати за допомогою зовнішніх електричних імпульсів, вони не будуть давати ніякої реакції.

Деякі вчені впевнені, що передні відділи великих півкуль відповідають за самосвідомість людини, за його специфічні особливості характеру. Відомий той факт, що люди, у яких передні відділи вражені в тій чи іншій мірі, відчувають певні труднощі з соціалізацією, вони практично не приділяють уваги своєму зовнішньому вигляду, їм не цікава трудова діяльність, не цікавить думка оточуючих.

З точки зору фізіології, значення кожного відділу великих півкуль складно переоцінити. Навіть тих, які на даний момент до кінця не вивчені.

Шари кори головного мозку

Кора головного мозку утворена декількома шарами, кожен з яких має унікальну структуру і відповідає за виконання певних функцій. Всі вони взаємодіють один з одним, виконуючи загальну роботу. Прийнято виділяти кілька основних шарів кори:

• Молекулярний. У цьому шарі формується величезна кількість дендритних утворень, які між собою сплетені в хаотичному порядку. Нейрити паралельно орієнтовані, формують прошарок волокон. Нервових клітин тут порівняно мало. Вважається, що основна функція цього шару - асоціативне сприйняття.
• Зовнішній. Тут зосереджено безліч нервових клітин з відростками. Нейрони розрізняються за формою. Точно про функції цього шару поки нічого невідомо.
• Зовнішній пірамідальний. Містить безліч нервових клітин з відростками, які розрізняються розмірами. Нейрони мають переважно конічної форми. Дендрит має великі розміри.
• Внутрішній зернистий. Включає в себе невелику кількість нейронів маленького розміру, які розташовані на деякій відстані. Між нервовими клітинами знаходяться волокнисті згруповані структури.
• Внутрішній пірамідальний. Нервові клітини з відростками, які в нього входять, мають великі і середні розміри. Верхня частина дендритів може стикатися з молекулярним шаром.
• Покров. Включає в себе нервові клітини в формі веретена. Для нейронів в цій структурі характерно те, що нижня частина нервових клітин з відростками доходить аж до білої речовини.

Кора головного мозку включає в себе різні верстви, які розрізняються формою, розташуванням, функціональної складової своїх елементів. У шарах знаходяться нейрони пірамідального, веретенного, зоряного, гіллястого видів. Спільно вони створюють більше п'ятдесяти полів. Незважаючи на те, що поля не мають чітко визначених меж, їх взаємодія між собою дозволяє виконувати регулювання величезного числа процесів, пов'язаних з отриманням і обробкою імпульсів (тобто інформації, що надходить), створенням відповідної реакції на вплив подразників.

Будова кори вкрай складне і до кінця не вивчене, тому вчені не можуть точно сказати, як саме працюють деякі елементи мозку.

Рівень інтелектуальних здібностей дитини пов'язаний з розмірами мозку і якістю кровообігу в мозкових структурах. У багатьох дітей, у яких відзначалися приховані родові травми в області хребта, кора головного мозку помітно менше, ніж у їхніх здорових однолітків.

префронтальна кора

Великий відділ кори великих півкуль, який представлений у вигляді передніх відділів лобових часток. З її допомогою здійснюється контроль, управління, фокусування будь-яких дій, які робить людина. Цей відділ дозволяє нам правильно розподіляти свій час. Відомий психіатр Т. Голтьері охарактеризував цю ділянку як інструмент, за допомогою якого люди ставлять цілі, розробляють плани. Він був упевнений, що правильно працює і добре розвинена префронтальна кора - найважливіший фактор ефективності особистості.

До основних функцій префронтальної кори також прийнято відносити:

• Концентрацію уваги, зосередження на отриманні тільки необхідної людині інформації, ігнорування сторонніх думок і почуттів.
• Здатність «перезавантажувати» свідомість, спрямовуючи його в потрібне розумове русло.
• Наполегливість в процесі виконання певних завдань, прагнення до отримання наміченого результату, незважаючи на виникаючі обставини.
• Аналіз складається в даний момент ситуації.
• Критичне мислення, що дозволяє створити комплекс дій для пошуку перевірених і достовірних даних (перевірка отриманої інформації перед її використанням).
• Планування, вироблення певних заходів і дій для досягнення поставлених цілей.
• Прогнозування подій.

Окремо відзначається здатність цього відділу керувати емоціями людини. Тут процеси, що протікають в лімбічної системі, сприймаються і переводяться в конкретні емоції і почуття (радість, любов, бажання, горе, ненависть і т.д.).

області

Різним структурам кори головного мозку приписуються різні функції. Єдиної думки з цього питання досі немає. Міжнародна медична спільнота на даний момент приходить до висновку, що кора може бути розділена на кілька великих зон, що включають в себе коркові поля. Тому, з огляду на функції цих зон, прийнято виділити три основні відділи.

Зона, відповідальна за обробку імпульсів

Імпульси, що надходять через рецептори відчутних, нюхових, зорових центрів, йдуть саме в цю зону. Практично всі рефлекси, пов'язані з моторикою, забезпечені пірамідальними нейронами.

Тут же розташовується відділ, який відповідає за отримання імпульсів і інформації з боку м'язової системи, активно взаємодіє з різними верствами кори. Він отримує і обробляє всі імпульси, які йдуть від м'язів.

Якщо з якоїсь причини кора голови буде пошкоджена в цій зоні, то у людини будуть спостерігатися проблеми з функціонуванням сенсорної системи, проблеми з моторикою і роботою інших систем, які пов'язані з сенсорними центрами. Зовні подібні порушення будуть проявлятися у вигляді постійних мимовільних рухів, судом (різного ступеня вираженості), частковим або повним паралічем (у важких випадках).

Зона сенсорного сприйняття

Ця зона відповідає за обробку електричних сигналів, що надходять в мозок. Тут розташовуються відразу кілька відділів, які забезпечують сприйнятливість мозку людини до вступників від інших органів і систем імпульсам.

• Потиличний (обробляє імпульси, що надходять від зорового центру).
• Скроневий (здійснює обробку інформації, що йде від речеслухового центру).
• Гіпокамп (аналізує імпульси, що надходять від нюхового центру).
• Тім'яної (обробляє дані, отримані від смакових рецепторів).

У зоні сенсорного сприйняття розташовуються відділи, які також здійснюють отримання і обробку тактильних сигналів. Чим більше буде нейронних зв'язків в кожному відділі, тим вищою буде його сенсорна здатність щодо приймання та обробки інформації.

Зазначені вище відділи займають близько 20-25% всієї кори головного мозку. Якщо зона сенсорного сприйняття буде якимось чином пошкоджена, то у людини можуть виникнути проблеми зі слухом, зором, нюхом, відчуттям дотиків. Отримувані імпульси або не доходитимуть, або будуть неправильно оброблятися.

Далеко не завжди порушення сенсорної зони будуть вести до втрати якогось почуття. Наприклад, якщо буде пошкоджений слуховий центр, це не завжди приведе до повної глухоти. Однак у людини практично напевно будуть певні складнощі з правильним сприйняттям одержуваної звукової інформації.

асоціативна зона

У будові кори головного мозку також присутній асоціативна зона, яка забезпечує контакт між сигналами нейронів сенсорної зони та центру моторики, а також дає необхідні зворотні сигнали в ці центри. Асоціативна зона формує поведінкові рефлекси, бере участь в процесах їх фактичної реалізації. Займає значну (порівняно) частина кори головного мозку, охоплюючи відділи, що входять як в лобову, так і в задні частини великих півкуль (потилична, тім'яна, скронева).

Людський мозок влаштований таким чином, що в плані асоціативного сприйняття задні відділи великих півкуль розвинені особливо добре (розвиток відбувається протягом усього життя). Вони здійснюють управління промовою (її розумінням і відтворенням).

Якщо передні або задні відділи асоціативної зони будуть пошкоджені, то це може привести до певних проблем. Наприклад, в разі поразки перерахованих вище відділів людина втратить здатність грамотно аналізувати отриману інформацію, не зможе давати найпростіші прогнози на майбутнє, відштовхуватися від фактів в процесах мислення, використовувати отриманий раніше досвід, відклався в пам'яті. Також можуть виникнути проблеми з орієнтацією в просторі, абстрактним мисленням.

Кора головного мозку виступає у вигляді вищого інтегратора імпульсів, в той час як емоції зосереджені в подкорковой зоні (гіпоталамус і інші відділи).

поля Бродмана

Різні області кори головного мозку відповідають за виконання певних функцій. Розглянути і визначити різницю можна декількома методами: нейровізуалізація, порівняння патернів електроактивних, вивчення клітинної структури і т.д.

На початку 20-го століття К. Бродман (німецький дослідник анатомії мозку людини) створив спеціальну класифікацію, розділивши в ній кору на 51 ділянку, засновуючи свою роботу на цитоархітектоніка нервових клітин. Протягом всього 20-го століття описані Бродманом поля обговорювалися, уточнювалися, перейменовувалися, але до сих пір їх використовують для опису кори головного мозку у людей і великих ссавців.

Багато поля Бродмана визначалися спочатку на основі організації нейронів в них, але в подальшому їхні кордони були уточнені відповідно до кореляцією з різними функціями кори мозку. Наприклад, перше, друге і третє поля визначаються як первинна соматосенсорная кора, четверте поле - первинна моторна кора, сімнадцятої поле - первинна зорова кора.

При цьому деякі поля Бродмана (наприклад, зона 25 мозку, а також поля 12-16, 26, 27, 29-31 і багато інших) до кінця не вивчені.

речедвигательную зона

Добре вивчений ділянку кори головного мозку, який прийнято також називати центром мови. Зону умовно поділяють на три великих відділу:

1. Речедвігательний центр Брока. Формує у людини здатність говорити. Розташовується в задній звивині передньої частини великих півкуль. Центр Брока і руховий центр речедвігательних м'язів - це різні структури. Наприклад, якщо руховий центр буде пошкоджений якимось чином, то людина не втратить здатність говорити, не постраждає смислова складова його мови, проте мова перестане бути чіткою, а голос стане маломодулірованним (іншими словами, втратитися якість вимови звуків). Якщо буде пошкоджений центр Брока, то людина не зможе говорити (так само, як і немовля в перші місяці життя). Подібні порушення прийнято називати моторної афазією.
2. Сенсорний центр Верніке. Розташовується в скроневій відділі, відповідає за функції по отриманню та обробці усного мовлення. Якщо центр Верніке буде пошкоджений, то формується сенсорна афазія - хворий не зможе зрозуміти звернену до нього мову (причому не тільки від іншої людини, але і свою власну). Сказане пацієнтом буде являти собою набір незв'язних звуків. Якщо станеться одночасне ураження центрів Верніке і Брока (зазвичай це відбувається при інсульті), то в цих випадках спостерігається розвиток моторної і сенсорної афазії одноразово.
3. Центр сприйняття писемного мовлення. Розташований в зорової частини кори головного мозку (поле №18 по Бродману). Якщо він виявиться пошкодженим, то у людини спостерігається аграфия - втрата здатності писати.

товщина

Всі ссавці, які мають порівняно великі розміри мозку (в загальному розумінні, а не в порівнянні з розмірами тіла), мають достатню товстою корою мозку. Наприклад, у польових мишей її товщина складає близько 0,5 мм, а у людей - близько 2,5 мм. Вчені також виділяють певну залежність товщини кори від ваги тварини.

За допомогою сучасних обстежень (особливо за допомогою МРТ) можна з високою точністю виміряти товщину мозкової кори у будь-якого ссавця. При цьому в різних зонах голови вона буде значно варіюватися. Відзначається, що в сенсорних зонах кора набагато тонше, ніж в моторних (рухових).

Дослідження показують, що товщина кори головного мозку багато в чому залежить від рівня розвитку інтелекту людини. Чим розумніша індивідуум, тим товщі кора. Також товста кора реєструється у людей, які постійно і тривалий час страждають від мігреневих болів.

Борозни, звивини, щілини

Серед особливостей будови і функцій кори головного мозку прийнято виділяти також щілини, борозни і звивини. Ці елементи формують у ссавців і людей велику площу поверхні мозку. Якщо в розрізі дивитися на мозок людини, то можна бачити, що більше 2/3 поверхні ховається в пазах. Щілини і борозни - це поглиблення в корі, які розрізняються лише розміром:

• Щіліна - велика борозна, что розділяє мозок ссавця на частині, на две гемісфері (поздовжньому медійна щіліну).
• Борозна - неглібоке поглиблення, что оточує звивин.

При цьом много вчених вважають такий поділ на борозни и щіліні Досить умовно. Це багато в чому пов'язано з тим, що, наприклад, латеральну борозну часто називають «бічний щілиною», а центральну борозну - «центральної щілиною».

Кровопостачання відділів кори головного мозку здійснюється за допомогою відразу двох артеріальних басейнів, які формують хребетна і внутрішня сонна артерії.

Найбільш чутливою зоною великих півкуль вважається центральна задня звивина, яка пов'язана з іннервацією різних ділянок тіла.