Функциональные блоки мозга

Интересные факты о мозге

Мозг как субстрат психических процессов представляет собой единую суперсистему, единое целое, состоящее, однако из дифференцированных отделов (участков или зон), которые выполняют различную роль в реализации психических функций.

Невозможно интересное видео от самого
Сергея Вячеславовича Савельева

Тайна двух полушарий Человеческого Мозга

Три функциональных блока мозга по А.Р. Лурия

Можно выделить 3 основных функциональных блока, или три основных аппарата мозга, участие которых необходимо для осуществления речевой деятельности.
I блок регуляции тонуса и бодрствования (уровень непроизвольной саморегуляции и самоорганизации)
Анатомия:
Системы, обеспечивающие и регулирующие тонус коры, находятся в стволовых и подкорковых отделах мозга:
— ретикулярная формация ствола мозга;
— неспецифические структуры среднего мозга, его диэнцефальных отделов;
— лимбическая система;
— медиобазальные отделы коры лобных и височных долей мозга;
— стриопаллидарная система.
Функции:
Для того, чтобы обеспечивалось полноценное протекание речевых процессов, человек должен находиться в состоянии бодрствования. Только в оптимальных условиях бодрствования человек может принимать и перерабатывать информацию, вызывать в памяти нужные избирательные системы связей, программировать свою деятельность и осуществлять контроль за протеканием своих психических процессов, корригируя ошибки и сохраняя направленность своей деятельности. Системы I блока мозга находятся в двойных отношениях с корой, тонизируя ее и в то же время испытывая ее регулирующее влияние в соответствии с поставленными перед организмами задачами. Эти системы построены по типу неспецифической нервной сети, которая осуществляет свою функцию путем постепенного, градуального изменения состояний и не имеет непосредственного отношения ни к приему и переработке поступающей извне информации, ни к выработке намерений, планов и программ поведения. Значительная часть активности человека обусловлена намерениями и планами, перспективами и программами, которые формируются в процессе его сознательной жизни, являются социальными по своему заказу и осуществляются при ближайшем участии сначала внешней и потом его внутренней речи. Всякий сформулированный в речи замысел преследует некоторую цель и вызывает целую программу действий, направленных на достижение этой цели. Осуществление замысла или достижение цели требует определенной энергии и может быть обеспечено лишь при наличии некоторого уровня активности. В 1949 году Мэгун и Моруцци обнаружили, что в стволовых отделах головного мозга находится особое нервное образование, которое приспособлено к тому, чтобы осуществлять роль механизма, регулирующего состояния мозговой коры, т.е. способно изменять ее тонус и обеспечивать ее бодрствование. Это образование построено по типу нервной сети, в которую вкраплены тела нервных клеток, соединяющиеся друг с другом короткими отростками. По сети этого образования, названного ретикулярной формацией, возбуждение распространяется не отдельными, изолированными импульсами, а градуально, постепенно меняя свой уровень и, таким образом, модулируя состояние всего нервного аппарата. В настоящее время общепризнанной стала точка зрения о важной и специфической роли не только корковых, но и подкорковых структур в психической деятельности при ведущем участии коры больших полушарий.
II блок приема, переработки и хранения информации (операциональный) Анатомия: — зрительная область (затылочная — на рисунке ниже обозначена синим цветом);
— слуховая область (височная — на рисунке ниже обозначена желтым цветом);
— общечувствительная область (теменная — на рисунке ниже обозначена зеленым цветом).
Функции: По своим функциональным особенностям системы этого блока приспособлены к приему экстероцептивных раздражений, приходящих в головной мозг от периферических рецепторов, к дроблению их на огромное число компонентов (т.е. к анализу их на мельчайшие составляющие детали) и к комбинированию их в нужные динамические функциональные структуры (т.е. к синтезу их в целые функциональные системы). Этот функциональный блок головного мозга обладает высокой модальной специфичностью. Системы этого блока имеют иерархическое строение, распадаясь на первичные (проекционные) зоны, которые принимают информацию и дробят ее на мельчайшие составные части, вторичные (проекционно-ассоциативные) зоны, которые обеспечивают кодирование (синтез) этих составных частей и превращают соматотопическую проекцию в функциональную организацию, и третичные зоны (зоны перекрытия), обеспечивающие совместную работу различных анализаторов и выработку надмодальных (символических) схем, лежащих в основе комплексных форм познавательной деятельности.
Теменная область обеспечивает работу кожно-кинеститеческого анализатора, который связан с различными видами кожной чувствительности, осязанием, мышечно-суставным чувством, и выступает базисом в формировании схемы собственного тела, артикуляции, тонких предметных движений. Также отвечает за пространственную ориентацию. Старый отдел (задняя центральная извилина) является центром чувствительных проекций тела. Новый отдел включает в себя центры, ведающие сложными видами глубинной чувствительности (мышечно-суставной, двухмерно-пространственным чувством, чувством веса и объема движения, чувством распознавания предметов наощупь. Более новый отдел — содержит в себе центры праксиса. Праксис — ставшие автоматизированными в процессе повторений и упражнений целенаправленные движения, которые вырабатываются в ходе обучения и постоянной практики в течение индивидуальной жизни (ходьба, еда, одевание, механические элементы письма, различные виды трудовой деятельности). От рождения до 20 лет нейроны этой области претерпевают значительные изменения: увеличиваются их размеры, особенно в первые сем лет, меняются форма, характер ветвления. Первый год жизни рассматривается как оптимальный возраст для формирования сенсорной базы последующего развития. В этот период осуществляется развитие моторных и кинестетических зон, а также формируется их связь со зрительно-осязательными процессами.
Затылочная область обеспечивает работу центрального звена зрительного анализатора. Отвечает за переработку зрительной информации, организацию сложных процессов зрительного восприятия. Развитие нервных структур периферического и центрального звена зрительного анализатора начинается еще во внутриутробном развитии. Ширина коры в затылочной области изменяется от рождения до 20 лет, но наиболее сильный ее рост происходит в течение первого года жизни. Соответствующий взрослому состоянию размер, в зависимости от типа нейронов, достигается к 8-12 и 13-16 годам.
Височная область связана с работой слухового анализатора. Функции: восприятие слуховых, вкусовых, обонятельных ощущений; анализ и синтез речевых звуков; механизмы памяти. После рождения наиболее важным этапом является возраст 2 лет, когда височная область ребенка начинает приближаться к величине височной области взрослого человека. После 2 лет наблюдается некоторое замедление в процессе роста и развития клеток коры, ширины коры. К 7 годам величина поверхности коры височной области ребенка почти соответствует размерам коры взрослого человека.
В задних отделах больших полушарий, на стыке височной, теменной и затылочной областей, находится зона TPO, являющаяся зоной «перекрытия», взаимодействия разных анализаторных систем, и обеспечивает сложные, надмодальные интегративные функции. Здесь наиболее поздно наступает полная дифференцировка коры и происходят наиболее значительные морфологические перестройки, связанные с несинхронным развитием слоев, подслоев и цитоархитектоники в различных полях. В первые два года жизни ширина полей увеличивается в 2 раза и к 7 годам ширина полей увеличивается в 3 раза. От 8 до 12 лет рост коры в ширину в левом полушарии более интенсивен, чем в правом.
III блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности (уровень произвольной саморегуляции и самоорганизации) Анатомия: Префронтальные отделы мозга (на рисунках выше обозначена оранжевым цветом): передние отделы больших полушарий, спереди от передней центральной извилины. Занимают 25-28 % коры, масса = 450 г.
Функции: Организация произвольных движений; организация двигательных механизмов речи; регуляция сложных форм поведения; регуляция процессов памяти. Человек формирует планы и программы своих действий, следит за их выполнением и регулирует свое поведение, приводя его в соответствии с этими планами и программами; наконец, он контролирует свою сознательную деятельность, сличая эффект своих действий с исходными намерениями. «Выходными воротами» этого блока является двигательная зона коры (4-е поле Бродмана), Vслой которой содержит гигантские пирамидные клетки Беца, волокна от которых идут к двигательным ядрам спинного мозга, а оттуда к мышцам, составляя часть большого пирамидного пути. Эта зона коры топографически построена так, что ее верхние отделы являются источником волокон, идущих к нижним конечностям противоположной стороны, средние — к верхним конечностям противоположной стороны, а нижние — волокон, направляющихся к мышцам лица, губ и языка. В значительной степени в этой зоне представлены органы, имеющие наибольшее функциональное значение и нуждающиеся в наиболее тонкой регуляции. Наиболее существенной частью являются префронтальные отделы мозга, которые вследствие отсутствия в их составе пирамидных клеток и наличия большого числа мелких клеток (гранул) иногда называют гранулярной лобной корой. Именно эти разделы мозга играют решающую роль в формировании намерений и программ, в регуляции и контроле наиболее сложных форм поведения человека. Префронтальная область мозга имеет богатейшую систему связей как с нижележащими отделами мозга и соответствующими отделами ретикулярной формации, так и практически со всеми остальными конвекситальными отделами коры. Лобные доли мозга обладают мощными пучками восходящих и нисходящих связей с ретикулярной формацией. Эти области новой коры получают импульсы от систем первого функционального блока, «заряжаясь» от него, в то же время они оказывают интенсивное модулирующее влияние на образования ретикулярной формации, придавая ее активирующим импульсам дифференцированный характер и приводя их в соответствие с теми динамическими схемами поведения, которые формируются непосредственно в лобной коре мозга.
Отличительная черта процессов регуляции сознательной деятельности у человека заключается в том, что эта регуляция совершается у него при ближайшем участии речи, поскольку многие высшие психические процессы формируются и протекают на основе речевой деятельности, которая на ранних ступенях развития носит развернутый характер, а затем все более сокращается. Значимые этапы микроструктурных изменений ансамблевой организации префронтальных отделов лобной области приходятся на 1 год, 3 года, 5-6 лет, 9-10 лет, 12-14 лет, 18-20 лет. Ряд авторов на основе сопоставления данных об увеличении веса мозга, размеров черепа и изменений нервной активности выявили отдельные периоды ускоренного развития лобных долей мозга. В возрасте 3-4 месяцев наблюдается первый такой отрезок, в это время ребенок начинает дотягиваться до окружающих его предметов. Следующее ускорение возникает примерно в 8 месяцев, когда ребенок начинает ползать и искать спрятанные предметы, затем в 12 месяцев, когда наблюдается значительное улучшение в поиске предметов. Промежуток между 1,5 и 2 годами коррелирует с бурным развитием речи. Период между 3 и 6 годами сопровождается последовательным вовлечением речи в качестве средства планирования действий. Последующие периоды активности лобных долей мозга в 9, 12, 15 и 18-20 лет связывают с разными фазами совершенствования мышления.

Основные проводящие пути ствола головного и спинного мозга

В белом веществе ствола головного мозга и спинном мозге располагаются проводники восходящего и нисходящего направлений. Нисходящие пути проводят к рефлекторным аппаратам спинного мозга двигательные импульсы из коры головного мозга (корково-спинальный, пирамидный путь), а также импульсы, способствующие осуществлению двигательного акта (экстрапирамидные пути) из различных отделов подкорковых образований и ствола головного мозга. Нисходящие двигательные проводники заканчиваются на периферических мотонейронах спинного мозга посегментно. Вышележащие отделы центральной нервной системы оказывают существенное влияние на рефлекторную деятельность спинного мозга. Они затормаживают рефлекторные механизмы собственного аппарата спинного мозга. Так, при патологическом выключении пирамидных путей собственные рефлекторные механизмы спинного мозга растормаживаются. При этом усиливаются рефлексы спинного мозга и тонус мышц. Кроме того, выявляются защитные рефлексы и такие, которые в норе наблюдаются только у новорожденных и детей первых месяцев жизни. Восходящие пути передают из спинного мозга чувствительные импульсы с периферии (с кожи, слизистых оболочек, мышц, суставов…) к вышележащим отделам головного мозга. В конце концов эти импульсы достигают коры головного мозга. С периферии импульсы приходя в кору головного мозга двумя путями: по так называемым специфическим системам проводников (через восходящий проводник и зрительный бугор) и по неспецифической системе — через ретикулярную формацию ствола головного мозга. Все чувствительные проводники отдают коллатерали ретикулярной формации.

Межполушарные связи

Все психические функции актуализируются благодаря функциональному взаимодействию правого и левого полушария мозга, в ходе которого каждое вносит свой специфический вклад, «индивидуальный талант» в протекание любого этапа, уровня, формы, модальной и семантической организации и т.д. Формирование межполушарного взаимодействия в онтогенезе человека содержит ряд ступеней, эволюционное содержание которых состоит в поэтапном включении — с последующей ассимиляцией — комиссуральных структур разного уровня и филогенетической зрелости в обеспечение целостной психической деятельности. На первом этапе (от внутриутробного периода до 2-3 лет основополагающими являются транскортикальные связи стволового уровня, мозговые спайки гипоталамо-диэнцефальной области и базальных ядер. Здесь, в рамках 1-го функционального блока мозга, закладывается базис для межполушарного обеспечения нейрофизиологических, нейрогуморальных и нейрохимических асимметрий, лежащих в основе соматического, аффективного и когнитивного статусов ребенка. Второй этап — возрастной период от 3 до 7-8 лет — характеризуется выступающей на первый план активизацией межгиппокампальных комиссуральных систем. Благодаря прогрессирующим афферентным и эфферентным ипси- и контралатеральным проекциям, а также интимным связям со спаечными образованиями свода и прозрачной перегородки; будучи важнейшим образованием лимбической системы, межгиппокампальный комплекс начинает играть ведущую роль в организации межполушарного обеспечения полисенсорной, межмодальной когнитивной и/или эмоционально-мотивационной интеграции.
Завершающим в становлении межполушарных взаимодействий ребенка является этап приоритетного значения комплекса транскаллозальных связей, продолжающийся от 7 до 12-15 лет. Нейрофизиологически это подкрепляется формированием «вольны Уолтера» — центрального механизма произвольного внимания. Прежде мозолистое тело — это главная для человека мозговая комиссура была включена в актуализацию межгемисферного обмена преимущественно между гомотопическими областями задних отделов правого и левого полушарий, наращивая свою контролирующую функцию по отношению к нижележащим комиссуральным уровням. Теперь картина качественно меняется.

Основные векторы кортикализации психических функций

Рис.: Формирование мозговой организации психических процессов в онтогенезе Формирование мозговой организации психических процессов в онтогенезе происходит от стволовых и подкорковых образований к коре головного мозга (снизу вверх), от правого полушария мозга к левому (справа налево), от задних отделов мозга к передним (сзади наперед). Апофеозом церебрального функционального онтогенеза являются нисходящие контролирующие и регулирующие влияния от передних (лобных) отделов левого полушария к субкортикальным. Но, к сожалению, все эти процессы станут попросту невозможными или искаженными, если не будет нейробиологической предуготованности мозговых систем и подсистем, которые их обеспечивают. Иными словами, развитие тех или иных аспектов психики ребенка однозначно зависит от того, достаточно ли зрел и полноценен соответствующий мозговой субстрат. Следовательно, для каждого этапа психического развития ребенка в первую очередь необходима потенциальная готовность комплекса определенных мозговых образований к его обеспечению. Но, с другой стороны, должна быть востребованность извне (от внешнего мира, от социума) к постоянному наращиванию зрелости и силы того или иного психологического фактора. Если таковая отсутствует — наблюдаются искажение и торможение психогенеза в разных вариантах, влекущие за собой вторичные функциональные деформации на уровне мозга. Более того, доказано, что на ранних этапах онтогенеза социальная депривация приводит к дистрофии мозга на нейронном уровне.

До того, как вы появились на свет, мозг создает нейронную карту всех частей тела.
Если бы вы могли использовать заряды своего мозга, их бы хватило, чтобы зажечь электрическую лампочку в 10 ватт.
Прикасаясь к чему-то, мы посылаем в мозг импульсы, идущие со скоростью 200 километров в час.
Подсчитано, что в течение дня человеческий мозг порождает примерно 70 000 мыслей.
Вес мозга составляет только 2% от веса вашего тела, однако 20% крови, проходящей через сердце, несет питательные вещества именно к мозгу.
Роберт Фрост: Мозг — удивительный орган. Он начинает работать, как только вы просыпаетесь утром и не прекращает до тех пор, пока вы не приходите на службу.
В 7 лет ваш мозг достигает своего почти стопроцентного размера.
Поначалу мозг каждого человека формируется как женский. Известно, что типичный мужской мозг отличается по биохимическому составу от типичного женского. Бомбардировка мозга эмбриона тестостероном маскулинизирует организм. Если тестостерона на ранних стадиях недостаточно, маскулинизации не происходит.
Центральная нервная система отбрасывает 99% информации, которую регистрируют ваши чувства, чтобы не беспокоить мозг несущественными деталями.
Мозговые волны имеют отношение к вашей привлекательности. Если эти волны каким-то образом совпадают с волнами возможного партнера, то контакт налаживается мгновенно. По крайней мере, так считают некоторые специалисты, работающие с энцефалографом. Они стремятся понять, возможно ли найти подходящую пару на основе анализов энцефалограмм.
Мозг использует в 10 раз больше кислорода, чем все остальные части тела, вместе взятые.
Существует устойчивое мнение, что человеческий мозг использует примерно 15% своих возможностей.
Каждый день вы используете для работы 7 миллионов клеток мозга.
Для простого распознавания геометрической формы — круга, квадрата или треугольника — ваш мозг задействует около 25 миллионов нервных клеток.
Достаточно понимать лишь 70% того, что вы слышите, — недостающее дополнит мозг.
В течение человеческой жизни клетки мозга постепенно исчезают. Однако мозг умеет хорошо приспосабливаться. Такая пластичность помогает ему справляться с потерей клеток. Мозг может компенсировать старение или даже травму, изменяя собственную структуру. Обычно в таких случаях меняются количество и эффективность связей между нейронами.
Ваш мозг постоянно отделяет истинную информацию от ложной. Тесты памяти показывают, что люди легко вспоминают то, что считают правдой, и чаще забывают то, что кажется им ложью.
Возможно, человеческий мозг содержит более чем 1014 синапсов. В нашем организме попросту недостаточно генов, чтобы соответствовать такой сложности. Исследователи определили, как внегенетические факторы (включая нейронную активность, контакт с другими клетками, радиацию и химические воздействия) влияют на работу мозга, особенно в то время, когда он растет и развивается. Прибегнув к компьютерной терминологии, можно сказать, что наш мозг постоянно перепрограммирует себя в ответ на внешние и внутренние воздействия.
Четвертая часть человеческого мозга связана с функцией зрения.

Семенович А.В. Введение в нейропсихологию детского возраста. Учебное пособие. — М., 2005.
Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. — М., 2003.
Хомская Е.Д. Нейропсихология: Учебник для вузов. 4-е изд. — СПб., 2010.
Бадалян Л.О. Невропатология: учебник для студ. высш. учеб. заведений — М., 2007.
Микадзе Ю.В. Нейропсихология детского возраста. Учебное пособие. — СПб., 2008.
Ротенберг Р. Расти здоровым: Детская энциклопедия здоровья. — М., 1992.
Джуан Ст. Странности нашего мозга. — М., 2009.

Функциональные блоки мозга.

Это общая структурно-функциональная модель мозга, как субстрата психики. Эту модель предложил Лурия. Весь мозг разделяется на 3 блока:

  1. Энергетический блок, или блок регуляции уровня активности мозга.

  2. Блок приема, переработки и хранения экстероцептивной информации.

  3. Блок программирования, регуляции и контроля за протеканием психической деятельности.

Энергетический блок (неспецифический), т.к. он включает в себя неспецифические структуры разных уровней: ретикулярная формация, которая располагается в стволе ГМ; лимбическая система; медиобазальные отделы коры лобных и височных отделов мозга. Все они рано созревают, у них очень жестко детерминируемые функции.

2 типа процессов активации:

  • Общие генерализованные изменения активации, которые являются основой различных функциональных состояний (сон, бодрствование).

  • Локальные, или избирательные, изменения активации, которые необходимы для осуществления конкретных ВПФ.

За первый класс несет ответственность РФ, локальные – высшие отделы (лимбические, корковые медиабазальные структуры — 11,12, 20, 31, 47 поля по Бродману).

Задача РФ – контроль специфической информации, проходящей через ядра таламуса; придание аффективно-эмоциональной окраски сенсорным стимулам (прежде всего болевые).

Корковые структуры – относятся к коре древнего типа. Корковые структуры первого блока обеспечивают регуляцию процессов активации, имеет отношение к процессам внимания и сознания.

Первый блок активирует процессы памяти в их модально неспецифической форме. При соответствующем уровне активации повышаются процессы запечатления, хранения и переработки разномодальной информации.

Мнестическая деятельность напрямую связана с повреждениями этого блока, вышележащие – непроизвольная, нижележащие – произвольная.

Отвечают за регуляцию элементарных, но сильных эмоциональных состояний: страх, боль, гнев, ненависть, удовольствие.

Первый блок тесно связан с интероцептивной информацией. Поэтому общий эмоциональный фон зависит от внутреннего состояния организма.

Т.о. первый блок мозга участвует в осуществлении любой психической деятельности, особенно внимания, памяти, эмоций и сознания в целом.

Блок приема, переработки и хранения экстероцептивной информации.

В этом блоке включены все центральные части экстероцептивных систем: зрительной, слуховой и кожно-кинестесической. Центральные зоны – в затылочных, теменных и височных долях мозга.

Основа – первичные (проекционные) зоны коры, выполняющие тонкодифференцированные функции одной модальности. Задачи – идентифицировать стимул по качеству, сигнальному значению. Основная функция первичных полей – формирование ощущений.

Функциональные блоки мозга. На основе изучения нарушений психических процессов при различных локальных поражениях центральной нервной системы Лурия разработал общую структурно-функциональную модель мозга как субстрата психики. Согласно этой модели весь мозг может быть разделен на три основных блока, характеризующихся определенными особенностями строения и ролью в исполнении психических функций.

1-й блок — энергетический — включает ретикулярную формацию ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга, диэнцефальные отделы, лимбическую систему, медиобазальные отделы коры лобных и височных долей (рис. 16).

Блок регулирует общие изменения активации мозга (тонус мозга, необходимый для выполнения любой психической деятельности, уровень бодрствования) и локальные избирательные активационные изменения, необходимые для осуществления ВПФ. При этом за первый класс активаций несет ответственность преимущественно ретикулярная формация ствола мозга, а за второй — более высоко расположенные отделы — неспецифические образования диэнцефального мозга, а также лимбические и корковые медиобазальные структуры.

Ретикулярная формация (РФ) обнаружена в 1946 г. в результате исследований американского нейрофизиолога Мегоуна, который показал, что эта клеточная функциональная система имеет отношение к регуляции вегетативной и соматической рефлекторной деятельности. Позднее совместными работами с итальянским нейрофизиологом Моруцци было продемонстрировано, что раздражение ретикулярной формации эффективно влияет и на функции высших структур мозга, в частности коры больших полушарий, определяя ее переход в активное, бодрствующее или в сонное состояние. Исследования показали, что РФ занимает особое место среди других нервных аппаратов, в значительной мере определяя общий уровень их активности. В первые годы после этих открытий было широко распространено представление, что отдельные нейроны РФ тесно связаны друг с другом и образуют однородную структуру, в которой возбуждение распространяется диффузно. Однако позднее выяснилось, что даже близко расположенные клетки РФ могут обладать совершенно различными функциональными характеристиками. РФ расположена на всем протяжении ствола — от промежуточного мозга до верхних шейных спинальных сегментов. Она представляет собой сложное скопление нервных клеток, характеризующихся обширно разветвленным дендритным деревом и длинными аксонами, часть которых имеет нисходящее направление и образует ретикулоспинальные пути, а часть — восходящие. РФ взаимодействует с большим количеством волокон, поступающим в нее из других мозговых структур — коллатералями проходящих через ствол мозга сенсорных восходящих систем и нисходящими путями, идущими из передних отделов мозга (в том числе из двигательных зон). И те и другие вступают с РФ в синаптические связи. Кроме того, многочисленные волокна поступают к нейронам РФ из мозжечка.

Нисходящая часть РФ оказывает неоднозначное влияние на деятельность спинного мозга: раздражение продолговатого мозга (его гигантоклеточного ядра) и некоторых участков варолиева моста сопровождается торможением рефлекторной деятельности нижележащих отделов, а при раздражении более дорсальных и оральных отделов продолговатого мозга — диффузно облегчает действие тех же функциональных структур. Примером первого варианта влияния является эффект мышечного расслабления во время сна. Кроме того, ретикулярное торможение работы нейронов спинного мозга приводит и к ослаблению афферентных восходящих импульсов, то есть снижает передачу сенсорной информации в корковые мозговые центры. Ретикулярные структуры, регулирующие соматические и вегетативные функции, отличаются высокой химической чувствительностью и обнаруживают обратную регулирующую зависимость от характеристик внутренней среды организма (эндокринной системы, уровня СО2 в крови и т. п.).

Восходящая часть РФ обеспечивает регуляцию активности высших отделов мозга, главным образом коры больших полушарий. Впервые возможность такого влияния была зарегистрирована в 1935 г. бельгийским нейрофизиологом Бремером в результате перерезки у животных головного мозга на разных уровнях. Поддержание бодрствующего состояния переднего мозга обусловливается первоначальной активацией афферентными раздражениями ретикулярных структур мозгового ствола, а они по восходящим путям определяют функциональное состояние коры, что, конечно, не исключает и прямой передачи афферентации в соответствующие мозговые зоны. Восходящая часть РФ, так же как и нисходящая, помимо деятельности активирующих участков, порождает и общее тормозное влияние. Последнее обеспечивают стволовые участки мозга, в которых найдены так называемые «центры сна», в то время как более дифференцированные по вектору приложения функции предположительно реализуются более высоко расположенными структурами. При исследовании морфологических особенностей клеток РФ было обнаружено, что многие из них имеют Т-образное деление аксонов, один из отростков которых идет вверх, а другой вниз. Это позволило предположить, что и восходящие, и нисходящие функции могут быть связаны с деятельностью одних и тех же нейронов. Кроме того, особенностью отношений коры головного мозга и нижележащих отделов является то, что структуры, обеспечивающие и регулирующие тонус коры, сами находятся с ней в двойных встречных отношениях. Преимущественно тонизируя кору через восходящие пути, лимбические, мезенцефальные и стволовые структуры РФ в то же время подвержены корковой регуляции — и тормозной, и возбуждающей. Эти встречные модулирующие воздействия в первую очередь имеют отношение к лобным отделам, в которых формируются намерения, планы и перспективные программы сознательного поведения. Поведение взрослого человека является примером баланса этих встречных воздействий.

РФ не является спонтанно активирующей системой, а берет энергетический потенциал из двух источников — из обменных процессов организма, лежащих в основе гомеостаза, и из поступающих в организм раздражений внешнего мира. Дефицит во внутренней среде стимулирует инстинктивный компонент поведения, а роль второго источника активности может быть проиллюстрирована эффектом засыпания при искусственном отключении основных рецепторных аппаратов (зрения, слуха и кожной чувствительности).

С точки зрения психических функций энергетический неспецифический блок имеет отношение к процессам общего и селективного внимания, а также к сознанию в целом, процессам неспецифической памяти (запечатлению, хранению и переработке разномодальной информации), к сравнительно элементарным эмоциональным состояниям (страха, боли, удовольствия, гнева). В исполнении последней функции особую роль играют лимбические отделы мозга, которые помимо эмоционального фона обеспечивают переработку интероцептивной информации. Многими учеными РФ рассматривается как водитель многих биологических ритмов организма, часть из которых не только навязывается извне, но и может поддерживаться без видимой внешней стимуляции. Специфическую роль в этой мозговой системе играет не только афферентный энергетический потенциал, но и информационный аспект раздражителя, выражающийся в категориях сенсорного потока и рационального значения (ценности) стимула.

В концентрированной форме специфика работы 1-го блока прослеживается в организации ориентировочного рефлекса: энергетическая мобилизация организма порождается появлением нового стимула, требующего к себе экстренного внимания и сличения с имеющимися в памяти старыми раздражителями, а также последующим переводом полученных итогов в плоскость эмоциональных категорий «вредности-полезности».

2-й блок — приема, переработки и хранения экстероцептивной информации — включает в себя центральные части основных анализаторных систем: зрительной, слуховой и кожно-кинестетической, корковые зоны которых расположены в затылочных, теменных и височных долях мозга (рис. 17). В системы этого блока формально включаются и центральные аппараты вкусовой и обонятельной рецепции, но у человека они настолько оттеснены представительствами высших экстероцептивных анализаторов, что занимают в коре головного мозга незначительное место.

Основу данного блока составляют первичные или проекционные зоны коры (поля), выполняющие узкоспециализированную функцию отражения только стимулов одной модальности. Их задача — идентифицировать стимул по его качеству и сигнальному значению, в отличие от периферического рецептора, который дифференцирует стимул лишь по его физическим или химическим характеристикам. Основная функция первичных полей — тончайшее отражение свойств внешней и внутренней среды на уровне ощущения. Все первичные корковые поля, как это было показано с помощью электростимуляции еще канадским нейрохирургом Пенфильдом, характеризуются топическим принципом организации, согласно которому каждому участку рецепторной поверхности соответствует определенный участок в первичной коре («точка в точку»), что и дало основание назвать первичную кору проекционной. Величина зоны представительства того или иного рецепторного участка в первичной коре зависит от функциональной значимости этого участка, а не от его фактического размера.

К числу первичных относятся 17-е (для зрения), 3-е (для кожно-кинестетической чувствительности) и 41-е (для слуха) поля. Вторичные поляпредставляют собой клеточные структуры, морфологически и функционально как бы надстроенные над проекционными. В них происходит последовательное усложнение процесса переработки информации, чему способствует предварительное прохождение афферентных импульсов через ассоциативные ядра таламуса. Вторичные поля обеспечивают превращение соматотопических импульсов в такую функциональную организацию, которая на уровне психики эквивалентна процессу восприятия. На поверхности мозга вторичные поля граничат с проекционными или окружают их. Номера вторичных полей — 18-е, 19-е, 1-е, 2-е, 42-е, 22-е и частично 5-е. Первичные и вторичные поля относятся к ядерным зонам анализаторов. Третичные (ассоциативные) поля (зона перекрытия) имеют наиболее сложную функциональную нагрузку. Они расположены на границе затылочного, височного и заднецентрального отделов коры и не имеют непосредственного выхода на периферию. Их функции почти полностью сводятся к интеграции возбуждений, приходящих от вторичных полей всего комплекса анализаторов. Работа этих зон своим психологическим эквивалентом имеет сценоподобное восприятие мира во всей полноте и комбинации пространственных, временных и количественных характеристик внешней среды, но не исчерпывается этим. Второе значение зон перекрытия — это переход от непосредственного наглядного синтеза к уровню символических процессов, благодаря которым становится возможным осуществление речевой и интеллектуальной деятельности. Третичные поля находятся вне ядерных зон. Особого выделения требует зона ТРО (от латинских названий долей: височной — temporalis, теменной — parietalis,затылочной — occipitalis), которая реализует наиболее сложные интегративные функции — 37-е и частично 39-е поле.

Работа второго блока подчиняется трем законам.

Закон иерархического строения. Первичные зоны являются фило- и онтогенетически более ранними. Поэтому недоразвитие первичных полей у ребенка приводит к потере более поздних функций (принцип «снизу-вверх»), а у взрослого с полностью сложившимся психологическим строем третичные зоны управляют работой подчиненных им вторичных и при повреждении последних оказывают на их работу компенсирующее влияние (принцип «сверху-вниз»). Выготский следующим образом характеризует данное теоретическое положение: «Объяснение этой закономерности лежит в том факте, что сложные отношения между различными церебральными системами возникают как продукт развития и что, следовательно, в развитии мозга и в функционировании зрелого мозга должна наблюдаться различная взаимная зависимость центров: низшие центры, служащие в истории развития мозга предпосылками для развития функций высших центров, являющихся вследствие этого зависимыми в своем развитии от низших центров, в силу закона перехода функций вверх сами оказываются в развитом и зрелом мозгу несамостоятельными, подчиненными инстанциями, зависящими в своей деятельности от высших центров. Развитие идет снизу вверх, а распад — сверху вниз».

Закон убывающей специфичности. Наиболее модально специфичными (в данном случае — ориентированными на конкретное свойство объекта, улавливаемое конкретным видом анализатора) являются первичные зоны. Третичные зоны вообще надмодальны.

Закон прогрессирующей латерализации. По мере восхождения от первичных к третичным зонам возрастает дифференцированность функций левого и правого полушария (в основном — по центральным предпосылкам речи и доминантности одной из рук).

3-й блок — программирования, регуляции и контроля за протеканием психической (сознательной) деятельности включает моторные (4 поле по Бродману), премоторные (6,8 частично 44, 45 поля) и префронтальные (9,10,11 и 46 поля) отделы коры лобных долей мозга — кпереди от передней центральной извилины (медиобазальные отделы лобных долей входят в первый блок). Конвекситальная кора занимает ¼ часть поверхности боьших полушарий. Выделяется моторная кора: агранулярная (4,6 поля) и слабогранулярная (8,44,45 поля); немоторная кора – 9,10,11,12, 46 и 47 поля (агранулярная).

Эти области коры имеют различное строение и функции. Моторная агранулярная лобная кора составляет ядерную зону двигательного анализатора и характеризуется хорошо развитым V-м слоем, содержащим моторные клетки-пирамиды.

Различные участки 4-го первичного поля двигательного анализатора, построенного по соматотопическому принципу, иннервируют разные группы мышц на периферии. В 4-м поле представлена вся мышечная система человека (и поперечно-полосатая, и гладкая мускулатура). Раздражая различные участки 3-го и 4-го полей, У.Пенфилд и Г.Джаспер (1958) уточнили конфигурацию «чувствительного» и «двигательного» человечков – зоны проекции и представительства различных мышечных групп.

В V-м слое 4-го поля содержатся самые большие клетки ЦНС – моторные клетки Беца, дающие начало пирамидному пути. В 6-м и 8-м полях коры V-й слой менее широк, но по типу своего строения (наличию пирамид в V-м и 111-м слоях) эти поля также относятся к моторным агранулярным корковым полям. 44-е поле (или «зона Брока») имеет хорошо развитые V-й и 111-й слои, моторные клетки которых управляют оральными движениями и движениями речевого аппарата. Прецентральная моторная и премоторная кора (4, 6, 8-е поля) получает проекции от вентролатеральных ядер зрительного бугра; префронтальная конвекситальная кора является зоной проекции мелкоклеточной части ДМ (дорсомедиального) ядра таламуса. В прецентральной (моторной) и премоторной коре берут начало пирамидный и экстрапирамидный пути. Эти области коры тесно связаны с различными базальными ганглиями: стриопаллидарной системой, красным ядром, Льюисовым телом и другими подкорковыми звеньями экстрапирамидной системы. Префронтальная конвекситальная кора связана многочисленными связями с корой задних отделов больших полушарий и с симметричными отделами коры лобных долей другого полушария.

Основная цель работы этого блока — формирование планов действий, то есть создание программы психического акта и развертка последовательности исполнения его во времени в реальном поведении. Находясь под постоянным влиянием второго блока, префронтальные (по характеру и сложности обработки информации — ассоциативные) отделы лобных долей одновременно зависимы от речевого и мотивационного компонентов. Подготовка двигательных импульсов завершается их выходом на периферию через двигательную зону коры — преимущественно 4-е поле, которое может быть охарактеризовано как первичное.

Префронтальный отдел коры регулирует состояние активности многих систем в соответствии с более сложными намерениями, замыслами и мотивационными установками.

Таким образом, многочисленные корково-корковые и корково-подкорковые связи конвекситальной коры лобных долей мозга обеспечивают возможности, с одной стороны, переработки и интеграции самой различной афферентации, а с другой – осуществления различного рода регуляторных влияний. Анатомическое строение третьего блока мозга обусловливает его ведущую роль в программировании замыслов и целей психической деятельности, в ее регуляции и осуществлении контроля за результатами отдельных действий, а также всего поведения в целом. Общая структурно-функциональная модель организации мозга, предложенная А.Р.Лурия, предполагает, что различные этапы произвольной, опосредованной речью, осознанной психической деятельности осуществляются с обязательным участием всех трех блоков мозга.

Первый блок мозга преимущественно ответствен и за эмоциональное «подкрепление» психической деятельности (переживание успеха–неуспеха). Стадия формирования целей, программ деятельности связана преимущественно с работой третьего блока мозга, также как и стадия контроля за реализацией программы. Операциональная стадия деятельности реализуется преимущественно с помощью второго блока мозга. Поражение одного из трех блоков (или его отдела) отражается на любой психической деятельности, так как приводит к нарушению соответствующей стадии (фазы, этапа) ее реализации. Данная общая схема функционирования мозга как субстрата сложных сознательных форм психической деятельности находит конкретное подтверждение при нейропсихологическом анализе нарушений высших психических функций, возникающих вследствие локальных поражений головного мозга.

Основная роль префронтальных отделов – тактическое и стратегическое целеполагание. Онто- и филогенетически поздно созревающая кора. Относится к передней ассоциативной зоне коры. По характеру деятельности премоторные зоны коры являются вторичными, которые осуществляют в отношение движений такую же организующую функцию, какую выполняют вторичные зоны задней коры.

Имеет иерархическое строение, но отличается от 2 тем, что процессы протекают в обратном направлении от третичных ко вторичным от вторичных к первичным.

Все блоки работают в тесном единстве. Итог деятельности – нерасчленяемая целостная психическая деятельность.

Эта система деления на 3 блока предполагает, что различные этапы осуществляются с участием всех трех блоков.

Как известно, согласно современным представлениям каждая психическая деятельность имеет строго определенную структуру: она начинается с фазы мотивов, намерений, замыслов, которые затем превращаются в определенную программу (или «образ результата») деятельности, включающую представления о способах ее реализации, после чего продолжается в виде фазы реализации этой программы с помощью определенных операций. Завершается психическая деятельность фазой сличения полученных результатов с исходным «образом результата». В случае несоответствия этих данных психическая деятельность продолжается до получения нужного результата. Эта схема (или психологическая структура) психической деятельности, многократно описанная в трудах А.Н.Леонтьева (1972) и других отечественных и зарубежных психологов (В.П.Зинченко, 1967; К.Прибрам, 1975 и др.), в соответствии с моделью «трех блоков» может быть соотнесена с мозгом следующим образом.

В начальной стадии формирования мотивов в любой сознательной психической деятельности (гностической, мнестической, интеллектуальной) принимает участие преимущественно первый блок мозга. Он обеспечивает также оптимальный общий уровень активности мозга и осуществление избирательных, селективных форм активности, необходимых для протекания конкретных видов психической деятельности. Первый блок мозга преимущественно ответствен и за эмоциональное «подкрепление» психической деятельности (переживание успеха–неуспеха). Стадия формирования целей, программ деятельности связана преимущественно с работой третьего блока мозга, также как и стадия контроля за реализацией программы. Операциональная стадия деятельности реализуется преимущественно с помощью второго блока мозга под постоянным контролем потока сенсорной информации. Поражение одного из трех блоков (или его отдела) отражается на любой психической деятельности, так как приводит к нарушению соответствующей стадии (фазы, этапа) ее реализации. Данная общая схема функционирования мозга как субстрата сложных сознательных форм психической деятельности находит конкретное подтверждение при нейропсихологическом анализе нарушений высших психических функций, возникающих вследствие локальных поражений головного мозга.

Д/З: СИСТЕМНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МОЗГА.

Функциональные блоки мозга

12

Таблица 1.

Строение и функции головного мозга

Название отдела Структуры отдела и строение Функции
Продолговатый мозг
Мост
Мозжечок
Средний мозг
Промежуточный мозг Таламус
Гипоталамус
Конечный мозг: большие полушария

Задание 2. Используя словарь по теме «Локальные системы мозга и их функциональная организация», заполните таблицу:

Таблица 2.

Локальные системы мозга и их функциональная организация

Доли коры больших полушарий головного мозга Функциональные зоны коры (сенсорные, моторные, ассоциативные) Характерные нарушения при поражении данной доли мозга
Затылочная доля
Височная доля
Теменная доля
Лобная доля

Головной мозг, его строение и функции

Строение мозга

Спинной мозг, находящийся в позвоночном столбе, регулирует простейшие автоматизированные мышечно-двигательные реакции, он переходит в продолговатый отдел головного мозга.

Головной мозг – передний отдел центральной нервной системы позвоночных, расположенный в полости черепа; главный регулятор всех жизненных функций организма и материальный субстрат его высшей нервной деятельности. Наиболее высоко головной мозг развит у человека за счет увеличения массы и усложнения строения коры больших полушарий.

Головной мозг

Снаружи головной мозг покрыт соединительнотканными оболочками, в которых проходят кровеносные сосуды. Полости мозга – желудочки –являются продолжением спинномозгового канала и заполнены жидкостью – ликвором. В головном мозге, как и в спинном, есть белое и серое вещество. Проводящие пути, связывающие головной мозг со спинным, образуют белое вещество. Они соединяют также разные отделы головного мозга. Серое вещество головного мозга располагается в виде отдельных скоплений – ядер – внутри белого вещества. Кроме того, серое вещество покрывает полушария мозга и мозжечка, образует кору больших полушарий и кору мозжечка. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Таблица 1. Отделы головного мозга

Задний мозг Средний мозг Передний мозг
продолговатый мозг мост мозжечок первичные центры зрения и слуха ретикулярная формация промежуточный мозг большие полушария

Продолговатый мозг, варолиев мост и средний мозг образуютствол мозга.

Продолговатый мозг представляет собой продолжение спинного мозга и связывает его с вышележащими отделами головного мозга. Анатомическим положением продолговатого мозга определяется его проводниковая функция. Через продолговатый мозг проходят все восходящие и нисходящие пути, связывающие центры головного и спинного мозга. Продолговатый мозг регулирует различные процессы жизнеобеспечения в организме – ритм сердца, дыхание, кровяное давление; кашель, мигание, слезоотделение, рвота, сосание, глотание и др.

Центральную часть продолговатого мозга занимает ретикулярная формация(от лат. reticulum – сеточка) – диффузная сеть сильно ветвящихся интернейронов. Она распространяется до таламуса. Ретикулярная формация ствола мозга выполняет интегративно-координационные функции. Она участвует в регуляции возбудимости и поддержании тонуса всех отделов ЦНС, в том числе коры больших полушарий. Активность самой ретикулярной формации поддерживают импульсы, приходящие от восходящих сенсорных путей. В свою очередь, кора больших полушарий оказывает нисходящие тормозящие влияния на ретикулярную формацию ствола. Ретикулярная формация получает также нисходящие влияния от мозжечка, подкорковых ядер, лимбической системы. Ретикулярные нейроны участвуют в регуляции сердечно-сосудистой системы (в поддержании кровяного давления, в регуляции дыхания.

Мост(варолиев мост) действует как переключающий центр между отделами мозга, а также между спинным и головным мозгом и поэтому играет важную роль в интеграции. Через ядра моста кора больших полушарий оказывает влияние на мозжечок – это основной канал их связи. Варолиев мост содержит дыхательный центр, который вместе с дыхательным центром продолговатого мозга регулирует дыхание. Ретикулярная формация моста (вместе с продолговатым мозгом) участвует в регуляции тонуса мышц, поддержании позы, ориентации тела в пространстве. Здесь находятся вестибулярные ядра. В ретикулярной формации моста находятся центры, управляющие быстрыми движениями глаз – саккадами.

Констанцио Варолий (1543-1575) – итальянский анатом, профессор, лейб-медик папы Григория XIII. Выполнил большое количество исследований в области анатомии мозга и черепномозговых нервов.

Мозжечок состоит из червя и двух полушарий, поверхность которых образует сильно складчатая многослойная кора, образованная несколькими видами нейронов (клетки Пуркинье, звездчатые, корзинчатые и др.). В глубине полушарий залегают скопления нейронов – ядра. От ядер мозжечка часть волокон идет к двигательным ядрам ствола мозга, другая часть направляется к таламусу (промежуточный мозг), а через него к коре больших полушарий. Мозжечок регулирует двигательные акты. При нарушении его нормальной работы теряется способность к точным согласованным движениям и сохранению равновесия. Функции червя мозжечка связаны с вестибулярным аппаратом. К мозжечку поступает информация от других сенсорных систем: зрительной, слуховой, соматосенсорной.

Пурькинье Ян Евангелиста (1787-1869) – чешский естествоиспытатель, профессор, член-корр. Петербургской АН и пр., один из основоположников учения о клеточном строении растений и животных.

Средний мозг входит в ствол мозга, он соединяет задний мозг с передним, через него проходят все нервные пути от органов чувств к большим полушариям. К среднему мозгу относя четверохолмие и ножки мозга. Средний мозг регулирует работу органов чувств. Проявление врожденных ориентировочных рефлексов (прислушивание, всматривание). Структуры среднего мозга участвуют в регуляции движений и мышечного тонуса, регуляции актов жевания, глотания, их последовательности, обеспечивают точные движения рук, например, при письме. Ядра передних бугров четверохолмия являются первичными зрительными подкорковыми центрами, ядра задних бугорков – слуховыми. Нейроны передних бугров четверохолмия реагируют на смену света и темноты, с этой частью мозга связан поворот головы в направлении зрительного и слухового стимулов.

В среднем мозге находится продолжающееся из продолговатого мозга образование – ретикулярная формация. Импульсы от органов чувств как бы заряжают эту формацию, и она оказывает активизирующее (тонизирующее) влияние на деятельность головного мозга. Ретикулярная формация среднего мозга играет важную роль в регуляции бодрствования и состояния непроизвольного внимания.

Промежуточный мозг – расположен над средним мозгом. Включает в себя таламус(зрительный бугор), гипоталамус(подбугорную область),надбугорную область, лимбическую систему и контролирует разные виды чувствительности (соматическую, болевую, зрение, слух), сложные витальные (жизненно важные) реакции, питание, защиту, размножение, психические реакции (сон, память), поддержание гомеостаза. С промежуточным мозгом структурно и функционально связаны две железы внутренней секреции – гипофиз и эпифиз.

Таламус – сложное полифункциональное образование, включающее специфические ядра, где переключается афферентация от органов чувств в соответствующие области коры больших полушарий, ассоциативные ядра, где эта афферентация взаимодействует и частично обрабатывается, и неспецифические ядра, через которые проходят импульсные потоки из ретикулярной формации. Эти группы ядер связаны между собой и системой двусторонних связей с большими полушариями. Таламус связан с ретикулярной формацией ствола мозга, гипоталамусом и корой больших полушарий. Строение и многочисленные связи таламуса обеспечивают его участие в организации сложных двигательных реакций, таких как сосание, жевание, глотание, смех и др.

Гипоталамус – центр регуляции деятельности внутренних органов, эндокринной системы, обмена веществ, температуры тела, цикла «бодрствование – сон». Гипоталамус через гипофиз управляет работой желез внутренней секреции и благодаря этому участвует в регуляции эмоций и формировании мотиваций.

Подкорковые образования, регулируя врожденную безусловно-рефлекторную деятельность, являются областью тех процессов, которые субъективно ощущаются в виде эмоций.

Структуры мозга человека содержат «опыт», накопленные в процессе эволюционного развития.

Конечный мозг: базальные ганглии (ядра) и кора больших полушарий.

Базальные ганглии– комплекс подкорковых ядер, погруженный в белое вещество больших полушарий и окруженный волокнами, связывающими их с корой больших полушарий.

Особенно развита у человека кора больших полушарий – орган высших психических функций. Кора больших полушарий представляет собой слой серого вещества, образованный скоплениями нейронов. В коре каждого из полушарий выделяют 4 доли или области: лобную, теменную, височную и затылочную. Они делятся на более мелкие поля, отличные друг от друга по своей структуре и назначению. В соответствии с наиболее распространенной классификацией, предложенной К.Бродманом, кору головного мозга делят на 11 областей и 52 поля.

Разные поля коры характеризуются особенностями нейрохимического состава. Так, норадреналин встречается в нейронах коры повсюду, но больше его в соматосенсорной коре. Он играет особую роль в восприятии тактильной информации. Вещества, усиливающие накопление норадреналина в нейронах (например, кокаин), могут вызвать галлюцинации. Другое вещество – дофамин – в больших количествах обнаружено в передних отделах лобной доли, в префронтальном поле.

В лобной доле расположена зона устной речи, центры эмоций, памяти; центр логического мышления, координирует двигательные механизмы речи.

В теменной – центры кожно-мышечного восприятия, пространственная ориентация, память, связанная с речью и обучением, центр соматической чувствительности.

В височной – центры слухового восприятия, контроль речи, пространственный анализ, центр памяти.

В затылочной – центры зрительного восприятия.

Функциональные зоны коры. Особенностью их организации является то, что сигналы от рецепторов проецируются не на один нейрон, а на группу нейронов. В результате сигнал фокусируется не только в одной точке (в одном поле), а распространяется на некоторое расстояние и захватывает совокупность нейронов. Это обеспечивает анализ сигнала и возможность его передачи в другие структуры мозга. Их первичных сенсорных зон импульсы распространяются к ассоциативным и моторным областям.

Сенсорные зоны коры получают специфическую сенсорную информацию: зрительную (затылочная), слуховую (височная), мотасенсорную и вкусовую (теменная). Соматосенсорная зона коры – область мышечной и кожной чувствительности – располагается в заднецентральной извилине, позади центральной борозды. При ее раздражении возникает ощущение прикосновения, покалывания, онемения. Самую большую площадь занимает сенсорная область руки, а затем голосового аппарата и лица, наименьшие размеры имеют сенсорные области туловища, бедра, голени, т.е. области с более низкой чувствительностью.

Схема Пенфилда. Уильбер Грейвс Пенфилд (1891-1976, Нобелевская премия, канадский невролог и нейрохирург) совместно с И. Рамуссеном создал знаменитые рисунки: «Чувствительный «гомонкулюс» и «Двигательный «гомонкулюс» – корковый центр общей чувствительности и двигательная область коры больших полушарий.

«Homúnculus» лат. – человечек, по представлениям средневековых алхимиков – некое существо, которое можно получить искусственно (в колбе).

· Сенсорная зрительная кора расположена в затылочной области коры.

· Сенсорная слуховая зона находится в височной области.

· Зона вкусовых ощущений располагается в теменной области.

· Зона обонятельной чувствительности располагается в старой коре.

Моторные (двигательные, афферентные) зоны находятся в переднецентральной извилине лобной доли.

Ассоциативные зоны получают импульсы от всех зон коры. К ассоциативной относится лимбическая кора. Лимбическая система мозга интегрирует три вида информации: 1) о работе внутренних органов, 2) от чувствительных, двигательных и ассоциативных зон коры, 3) от обонятельных рецепторов.

Основной структурой больших полушарий является новая кора, покрывающая их поверхность. В глубине больших полушарий располагается старая кора – гиппокамп и различные крупные ядерные образования (базальные ганглии), связанные с осуществлением психических функций. Существует также древняя кора, имеющая всего один слой клеток, не полностью отделенный от подкорковых структур. Площадь новой, старой и древней коры: ~ 96% , ~ 3% , ~ 1%.

Функциональные блоки мозга

А.Р.Лурия создал структурно-функциональную модель локализации высших психических функций человека. Каждая такая функция выполняется за счет работы трех мозговых блоков.

Выделяют три функциональные блока коры мозга

Блок регуляции уровня общей и избирательной активации мозга Блок приема, переработки и хранения информации Блок программирования, регуляции и контроля деятельности

Первый блок – блок регуляции уровня общей и избирательной активации мозга включает такие структуры, как ретикулярная формация среднего мозга, неспецифические ядра таламуса, гиппокамп и хвостатое ядро (одно из базальных ганглиев. Образован неспецифическими структурами ретикулярной формации ствола мозга, структурами среднего мозга, диэнцефальных отделов ствола, лимбической системы, медиобазальными отделами коры лобных и височных долей мозга.

Второй блок – блок приема, переработки и хранения информации – отделы мозга, осуществляющие обработку информации, поступающей от различных рецепторов (зрительных, слуховых, кожных, двигательных); все корковые зоны этого блока функционируют в иерархической взаимосвязи.

Блок приема, переработки и хранения модально-специфической информации образован основными анализаторными системами (зрительной, слуховой, кожно-кинестезической), корковые зоны которых расположены в задних отделах больших полушарий.

Первичные зоны осуществляют раздробление, первичный анализ поступающей сенсорной информации, вторичные – выполняют функцию синтеза, интегрирования поступающей информации одной и той же модальности, третичные – объединение информации, поступающей от отдельных анализаторов.

Модальность – понятие, обозначающее качество ощущений, возникающих под действием определенных раздражителей. Модальностью ощущений обычно называют их вид (зрение, слух, равновесие, осязание, вкус, обоняние), а термином «качество» характеризуют различные параметры соответствующих ощущений (яркость, контраст, движение, величина, цвет; высота, тембр; сила тяжести, вращение; давление, вибрация; сладкий и кислый, горький и соленый вкус; цветочный, фруктовый, мускусный, пикантный запах).

Проекционные сенсорные зоны, включающие первичные, вторичные и корковые поля, принимают и обрабатывают информацию определенной модальности от органов чувств противоположной половины тела (корковые концы анализаторов по И.П.Павлову). К их числу относятся зрительная кора (расположена в затылочной доле), слуховая (в височной), соматосенсорная (в теменной).

Третий блок – блок программирования, регуляции и контроля деятельности – передние отделы мозга. Обеспечивает формирование мотивов деятельности и контроль за результатами деятельности посредством большого числа двусторонних связей с корковыми и подкорковыми структурами, образован моторными, премоторными и префронтальными отделами коры больших полушарий.

Таким образом, на основе вышеизложенного, функции коры больших полушарий можно обобщить следующим образом:

– сенсорная функция – в коре находятся высшие отделы всех сенсорных систем (зрительной, слуховой, тактильной и др.);

– ассоциативная функция связана с лобными долями, большей частью теменной и височной, благодаря этому образ или явление воспринимается во всем многообразии;

– двигательная функция – двигательная область коры контролирует активность мотонейронов и, следовательно, произвольные движения.

Структуры разного уровня – гиппокамп, гипоталамус, некоторые ядра таламуса и области коры объединяются в т.н. лимбическую систему мозга, являющуюся важной составной частью регуляторного контура (система структур, оказывающих влияние на протекание нервных процессов). Лимбическая система участвует в когнитивных, аффективных и мотивационных процессах.

Три основных функциональных блока мозга (по А.Р. Лурия)

Интегративная деятельность мозга может быть представлена в виде взаимодействия трех основных функциональных блоков, участие которых необходимо для осуществления любой психической деятельности:

1) блок регуляции тонуса и бодрствования (ретикулярная формация ствола мозга и среднего мозга, лимбическая система),

2) блок приема, переработки и хранения информации (центральный корковый аппарат того или иного модально-специфического анализатора),

3) блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности (моторная область, префронтальные отделы головного мозга).

1. Блок регуляции тонуса и бодрствования

Для того чтобы обеспечить полноценные психические процессы, необходимо бодрственное состояние человека. Только в условиях оптимального бодрствования человек может наилучшим образом принимать и перерабатывать информацию, вызвать в памяти системы связей, программировать деятельность, осуществлять контроль за ней. Для организованного психического процесса решающую роль играет сохранение тонуса коры.

В 1949 г. Г. Мэгун и Г. Моруци обнаружили, что в стволовых отделах головного мозга находится особое нервное образование, регулирующее и модулирующее состояние мозговой коры (ретикулярная формация).

Одни из волокон РФ направляются вверх, оканчиваясь в конечном итоге в новой коре. Это восходящая РФ, играющая решающую роль в активации коры и в регуляции ее активности. Другие волокна идут в обратном направлении: они начинаются от более высоко расположенных нервных образований – новой и древней коры, хвостатого тела и ядер зрительного бугра – и направляются к расположенным ниже структурам среднего мозга, гипоталамуса и мозгового ствола. Эти образования получили название нисходящей ретикулярной системы. Оба эти отдела составляют единую систему, единый саморегулирующий аппарат, который обеспечивает изменение тонуса коры, но вместе с тем сам находится под регулирующим влиянием происходящих в ней изменений.

Ретикулярная формация – аппарат, обеспечивающий регуляцию тонуса коры и состояний бодрствования. Исследование показало, что раздражение одних ядер РФ вызывает реакцию пробуждения, повышает возбудимость, обостряет чувствительность. Поражение же других ядер ПФ вело к снижению тонуса коры, к появлению состояния сна.

Активирующая РФ была названа неспецифической; ее активирующее и тормозное влияние равномерно затрагивает все сенсорные и двигательные функции организма.

Можно выделить по крайней мере три основных источника этой активации.

Первый из этих источников – обменные процессы организма, приводящие к сохранению внутреннего равновесия организма (гомеостазиса), Наиболее простые формы связаны с дыхательными, пищеварительными процессами, с обменов веществ, с внутренней секрецией. Все они регулируются, главным образом, аппаратом гипоталамуса. РФ, тесно связанная с гипоталамусом, играет важную роль в наиболее простой форме активности,

Второй источник активации связан с поступлением в организм раздражителей из внешнего мира и приводит к возникновению совершенно иных форм активации, проявляющихся в виде ориентировочного рефлекса. Как показали микроэлектродные исследования, ориентировочный рефлекс тесно связан с неспецифическими ядрами таламуса, хвостатым ядром и гиппокампом.

Третьим источником активации человека служат планы, перспективы и программы, которые формируются в процессе сознательной жизни людей: они социальны по своему происхождению и осуществляются при участии сначала внешней, а потом и внутренней речи. Всякий сформулированный в речи замысел вызывает целую программу действий, направленных к достижению этой цели. Мозговой аппарат, лежащий в основе этой активности, представлен теми связями, которые существуют между высшими отделами коры и нижележащей РФ.

Нисходящие аппараты ретикулярной формации представлен нисходящими волокнми, идущими преимущественно от префронтальной коры, адресуются к ядрам зрительного бугра и нижележащим стволовых образований и являются тем аппаратом, посредством которого высшие отделы мозговой коры, непосредственно участвующие в формировании намерений и планов, управляют работой нижележащих аппаратов ретикулярной формации таламуса и ствола.

Кроме ретикулярной формации среднего мозга, за регуляцию уровня бодрствования отвечают структуры базальной области переднего мозга, таламус и структуры лимбической системы.

Таким образом, в регуляции функционального состояния мозга в той или иной степени участвуют многие структуры. Если ретикулярная формация среднего мозга имеет организующее значение, формируя определенную фоновую активность, зависящую от внешней стимуляции, то остальные структуры включены в модуляцию этого состояния, создавая конкретный уровень активации.

Между корой больших полушарий и ретикулярной форма­цией имеются двусторонние связи. Ретикулярная формация оказывает тонизирующее влияние на кору больших полушарий, а кора, в свою оче­редь, посылает в ретикулярную формацию свои нисходящие импульсы, которые могут снижать или возбуждать ретикулярную формацию. Когда ретикулярная формация усиливает свое активирующее влияние на кору, она тем самым включает в действие противоположно действующий механизм, который через кортико-ретикулярный путь подтормаживает саму ретикулярную формацию. Благодаря такой саморегуляции обеспечивается ста­бильный уровень активности мозговых механизмов.

Рис.19. Три структурно-функциональных блока мозга (А — первый, Б – второй, В — третий)

2. Блок приема, переработки и хранения информации

Второй функциональный блок – наружные отделы новой коры: затылочная кора (зрительная), височная кора (слуховая), теменная (общая чувствительность).

По своим функциональным особенностям аппарат второго блока приспособлен к приему раздражителей, доходящих до головного мозга от периферических рецепторов. Этот функциональный блок обладает высокой модальной специфичностью.

Основу этого блока составляют первичные или проекционные зоны коры, которые характеризуются высоким развитием нейронов IV афферентного слоя, значительная часть которых обладает высокой специфичностью. Нейроны этих зон коры реагируют только на узкоспециальные свойства раздражителей (оттенки цвета, характер линий, направление движений и т.д.).

Вокруг первичных зон расположены вторичные зоны коры (или гностические). Нейроны этих зон не имеют столь выраженной модальности и включают в свой состав значительное число ассоциативных нейронов с короткими аксонами, что позволяет комбинировать поступаюшие возбуждения.

Познавательная деятельность человека никогда не протекает, опираясь лишь на одну модальность (или зрение. или слух. или осязание). Любое предметное восприятие или представление является результатом полимодальной деятельности. Поэтому оно должно опираться на совместную работу целой системы зон коры головного мозга. И функцию обеспечения такой совместной работы целой группы анализаторов несут третичные зоны – зоны перекрытия корковых отделов различных анализаторов. Эти зоны расположены на границе затылочного, височного и заднецентрального отделов коры и составляют основную часть образования нижнетеменной области – задний ассоциативных центр.

Таким образом, деятельность третичных зон отделов коры необходима для перехода от уровня непосредственного наглядного синтеза, к уровню символических процессов, для оперирования значениями слов, сложными грамматическими и логическими структурами, системами чисел (мышление, память).

Блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности

Прием, переработка и хранение информации составляют только одну сторону сознательной жизни человека. Ее другая сторона – организация активной, сознательной, целенаправленной деятельности. Она обеспечивается третьим функциональным блоком мозга – блоком программирования, регуляции и контроля.

Человек не только пассивно реагирует на доходящие до него сигналы. Он создает замыслы, формирует планы и программы своих действий, следит за их выполнением, регулирует свое поведение, приводя его в соответствие с планами и программами.

Этим задачам и служат аппараты третьего блока головного мозга, расположенные в передних отделах больших полушарий – кпереди от передней центральной извилины. Выходными воротами этого блока служит двигательная зона коры (4-ое поле), 5-й слой, который содержит гигантские пирамидные клетки Беца. Волокна от них идут к двигательным ядрам спинного мозга, а оттуда к мышцам, составляя части большого пирамидного пути.

Импульсы, посылаемые на периферию, должны быть хорошо подготовлены и только после такой подготовки могут обеспечить нужные целесообразные движения. Такая подготовка двигательных импульсов не может быть выполнена самими пирамидными клетками. Оно должна быть обеспечена как в аппарате передней центральной извилины, так и в аппаратах вторичных зон коры, которые готовят двигательные программы, лишь затем передающиеся на гигантские пирамидные клетки.

Передняя центральная извилина является лишь проекционной зоной, исполнительным аппаратом мозговой коры. Решающее значение в подготовке двигательных импульсов имеют вторичные и третьичные зоны, где формируются двигательные планы и программы и лишь затем переходят к аппаратам первичной двигательной зоны, которая посылает подготовленные импульсы на периферию.

Наиболее существенной частью третьего функционального блока мозга являются префронтальные отделы мозга. Особенностью данной области мозга является ее богатейшая система связей как с нижележайшими отделами мозга и отделами РФ, так и с о всеми остальными отделами мозга. Эти связи носят двусторонний характер.

Многочисленные исследования подтверждают, что лобная кора участвует в генерации процессов активации, возникающей при наиболее сложных формах сознательной деятельности, в организации которой важнейшую роль играет речь. Лобные доли принимают самое непосредственное участие в повышении состояния активности, которое сопровождает всякую сознательную деятельность. Именно лобные отделы коры и обеспечивают те сложные формы программирования, регуляции и контроля сознательной деятельности человека, которые не могут осуществляться без участия оптимального тонуса корковых образований.

Первый блок головного мозга

С помощью коры и нейронов головного мозга анализируются и синтезируются поступающие через анализаторы раздражения, поскольку именно мозг фиксирует конечное замыкание всех нервных связей. Психические процессы человека представляют собой сложнейшие функциональные системы, которые не локализуются в узких, ограниченных участках мозга. Их осуществление происходит при участии многих совместно действующих мозговых аппаратов. Так, исследователь мозга А. Р. Лурия выделил функциональные блоки мозга. Он определил три блока, при этом участие каждого их них важно в процессе любого вида психической деятельности.

Первый блок можно назвать «энергетический блок». Он регулирует тонус коры и состояние бодрствования. Анатомически эта часть мозга является образованием в стволе мозга по типу нервной сети, в состав которой вкраплены тела нервных клеток. Они соединяются между собой с помощью коротких отростков (ретикулярной формации). Одна часть волокон направляется вверх и оканчивается в вышележащих нервных образованиях, в том числе в коре мозга (system reticular, восходящая ретикулярная система). Другая часть имеет обратное направление, начинаясь в коре и направляясь к нижележащим структурам среднего мозга, гипоталамуса и мозгового ствола (нисходящая ретикулярная система).

Нервная система характеризуется состоянием определенной активности, опосредованной работой ретикулярной формации.

Первым источником активации являются обменные процессы организма, которые лежат в основе гомеостаза (внутреннее равновесие организма), и инстинкты. Регуляция процессов обмена веществ происходит через аппарат гипоталамуса. Инстинктивное поведение, включая пищевую и половую активацию, представлено функцией более высоких образований систем (мезэнцефальная, диэнцефальная и лимбическая система).

Второй источник активации относится к поступлению информации из внешней среды. Здесь активировать процессы может ориентировочный рефлекс. Люди, лишенные обычного притока сведений снаружи (эксперимент «сенсорной депривации»), впадают в дремотное состояние, у них часто возникают галлюцинации и прочие нарушения психики.

Для третьего источника активации характерны намерения, планы, перспективы и программы, формирующиеся в ходе сознательной деятельности.

Ретикулярная формация характеризуется обширными связями, в первую очередь, с лобными отделами мозговой коры. С помощью нисходящих аппаратов ретикулярной формации облегчается и обеспечивается проведение корковых влияний (включая активизирующие и тормозные) на ниже находящиеся отделы нервной системы. Посредством аппаратов первого функционального блока мозга происходит не только тонизирование коры, они сами испытывают на себе регулирующее влияние.

Второй блок головного мозга

Второй блок головного мозга — «блок приема, переработки и хранения информации». Он включает 3 под блока, которые располагаются в конвекситальных (наружных) отделах коры. Это затылочная (зрение), височная (слух и вестибулярная информация) и теменная (общая чувствительность) доля мозга. Сюда необходимо включить и центральные аппараты, отвечающие за вкус и обоняние (занимают в коре головного мозга незначительное место).

Каждый подблок обладает собственным иерархическим строением. Условно они включают первичные, вторичные и третичные отделы. Первичные дробят воспринимаемые образы мира (слух, зрение, осязание) на мелкие признаки: округлость-угловатость, высота-звонкость, яркость-контрастность. Вторичные отделы синтезируют целые образы из этих признаков. Третичные объединяют информацию, которая была получена от разных подблоков.

Третий блок головного мозга

Третий блок называется «блоком программирования, регуляции и контроля», он преимущественно располагается в лобных долях мозга. Не может работать в изоляции первичная двигательная кора (4-е поле Бродмана). Через аппараты вторичной зоны готовится программа движения и передается на пирамидные клетки. Данные аппараты формируются в верхних слоях коры, расположенных в премоторных отделах лобной области. Решающее значение имеют третичные зоны, они формируют намерения и программы, регулируют и контролируют сложнейшее поведение. Человек с нарушениями в этом блоке лишен возможности по этапам организовать свое поведение, не способен переходить от одной операции к другой. По этой причине происходит так называемый «распад личности».

20. Концепция А.Р. Лурии о 3-х блоках мозга. Примеры нарушения деятельности
мозга.

В нейропсихологии на основе анализа клинических данных была разработана общая структурно-функциональная модель работы мозга как субстрата психической Деятельности. Эта модель, предложенная А.Р.Лурией, характеризует наиболее общие закономерности работы мозга как единого целого и является основой для объяснения его интегративной Деятельности. Согласно данной модели, весь мозг может быть подразделен на 3 основных структурно-функциональных блока: I-й – энергетический – блок, или блок регуляции уровня активности мозга; II-й блок – приема, переработки и хранения экстероцептивной (т.е. исходящей извне) информации; III-й блок – программирования, регуляции и контроля за протеканием психической Деятельности. Каждая ВПФ осуществляется при участии всех 3-х блоков мозга, вносящих свой вклад в ее реализацию. Блоки мозга характеризуются определенными особенностями строения, физиологическими принципами, лежащими в основе их работы, и той ролью, которую они играют в осуществлении психических функций.

Первый – энергетический – блок включает неспецифические структуры разных уровней: ретикулярную формацию ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга, диэнцефальных отделов, лимбическую систему, медиобазальные отделы коры лобных и височных долей мозга. Данный блок мозга регулирует процессы активации: общие генерализованные изменения активации, являющиеся основой различных функциональных состояний, и локальные избирательные изменения активации, необходимые для осуществления ВПФ.

Функциональное значение первого блока в обеспечении психических функций состоит, прежде всего, в регуляции процессов активации, в обеспечении общего активационного фона, на которых осуществляются все психические функции, в поддержании общего тонуса ЦНС, необходимого для любой психической Деятельности. Этот аспект работы первого блока имеет непосредственное отношение к процессам внимания – общего, неизбирательного и селективного, а также в сознании в целом.

Первый блок мозга непосредственно связан с процессами памяти, с запечатлением, хранением и переработкой разномодальной информации.

Первый блок мозга является непосредственным мозговым субстратом различных мотивационных и эмоциональных процессов и состояний. Первый блок мозга воспринимает и перерабатывает разную интероцептивную информацию о состояниях внутренней среды организма и регулирует эти состояния с помощью нейрогуморальных, биохимических механизмов.

Таким образом, первый блок мозга участвует в осуществлении любой психической Деятельности и особенно – в процессах внимания, памяти, регуляции эмоциональных состояний и сознания в целом.

Второй блок – блок приема, переработки и хранения экстероцептивной (т.е. исходящей из внешней среды) информации – включает основные анализаторные системы: зрительную, слуховую и кожно-кинестетическую, корковые зоны которые расположены в задних отделах больших полушарий головного мозга. Работа этого блока обеспечивает модально-специфические процессы, а также сложные интегративные формы переработки экстероцептивной информации, необходимой для осуществления ВПФ.

Кора задних отделов больших полушарий обладает рядом общих особенностей, позволяющих объдинить ее в единый блок мозга. В ней выделяют «ядерные зоны» анализаторов и «периферию», или первичные, вторичные и третичные поля. К ядерным зонам анализаторов относят первичные и вторичные поля, к периферии – третичные поля.

Все первичные корковые поля характеризуются топическим принципом организации («точка в точку»), согласно которому каждому участку рецепторной поверхности (сетчатки, кожи, кортиевого органа) соответствует определенный участок в первичной коре, что и дало основание называть ее проекционной. Величина зоны представительства того или иного рецепторного участка в первичной коре зависит от функциональной значимости этого участка. Первичные корковые поля непосредственно связаны с соответствующими релеядрами таламуса.

Функции первичной коры состоят в максимально тонком анализе различных физических параметров стимулов определенной модальности, причем клетки-детекторы первичных полей реагируют на соответствующий стимул по специфическому типу (не проявляя признаков угашения реакции по мере повторения стимула).

Вторичные поля коры получают более сложную, переработанную информацию с периферии, чем первичные. Вторичные корковые поля функционально объединяют разные анализаторные зоны, осуществляя синтез раздражений и принимая непосредственное участие в обеспечении различных гностических видов психической Деятельности.

Третичные поля коры задних отделов больших полушарий находятся вне «ядерных зон» анализаторов. К ним относятся верхнетеменная область, нижнетеменная область, средневисочная область и зона ТРО. Для третичных полей коры характерен «третичный ассоциативный комплекс», т.е. переключение импульсов от клеток II-го слоя к клеткам III-го слоя. Третичные поля не имеют непосредственной связи с периферией и связаны горизонтальными связями лишь с другими корковыми зонами.

Третичные поля коры многофункциональны. С их участием осуществляются сложные надмодальностные виды психической Деятельности – символической, речевой, интеллектуальной. Особое значение среди третичных полей коры имеет зона ТРО, обладающая наиболее сложными интегративными функциями.

Третий блок – блок программирования, регуляции и контроля за протеканием психической Деятельности – включает моторные, премоторные и префронтальные отделы коры лобных долей мозга. Лобные доли характеризуются большой сложностью строения и множеством двухсторонних связей с корковыми и подкорковыми структурами. К третьему блоку мозга относится конвекситальная лобная кора с ее корковыми и подкорковыми связями.

Многочисленные корково-корковые и корково-подкорковые связи конвекситальной коры лобных долей мозга обеспечивают возможности, с одной стороны, переработки и интеграции самой различной афферентации, а с другой – осуществления различного рода регуляторных влияний. Анатомическое строение третьего блока мозга обусловливает его ведущую роль в программировании замыслов и целей психической Деятельности, в ее регуляции и осуществлении контроля за результатами отдельных действий, а также всего поведения в целом.

Общая структурно-функциональная модель организации мозга, предложенная А.Р. Лурией, предполагает, что различные этапы произвольной, опосредованной речью, осознанной психической Деятельностью осуществляются с обязательным участием всех 3 блоков мозга.

В начальной стадии формирования мотивов в любой сознательной психической Деятельности (гностической, мнестической, интеллектуальной) принимает участие преимущественно 1 блок мозга. Он обеспечивает также оптимальный общий уровень активности мозга и осуществление избирательных, селективных форм активности, необходимых для протекания конкретных видов психической Деятельности. 1 блок мозга преимущественно ответствен и за эмоциональное «подкрепление» психической Деятельности (переживание успеха – неуспеха). Стадия формирования целей, программ Деятельности связана преимущественно с работой 3 блока мозга, также как и стадия контроля за реализацией программы. Операциональная стадия Деятельности реализуется преимущественно с помощью 2 блока мозга. Поражение одного из 3-х блоков (или его отдела) отражается на любой психической Деятельности, так как приводит к нарушению соответствующей стадии (фазы, этапа) ее реализации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *