функции мозолистого тела головного мозга человека
Функции мозолистого тела головного мозга человека
а) Артикуляция. Акт артикуляции — это мышечные движения рта, языка, гортани, голосовых связок и т.д., ответственных за интонацию, синхронизацию и быстрые изменения интенсивности последовательных звуков. Лицевые и гортанные регионы моторной коры активируют эти мышцы, а мозжечок, базальные ганглии и сенсорная кора помогают контролировать последовательность и интенсивность мышечных сокращений, широко используя механизмы обратной связи базальных ганглиев и мозжечка. Разрушение любой из этих областей может вызвать тотальную или частичную потерю способности говорить отчетливо.
Мозговые пути для восприятия слышимого слова и затем произнесения того же слова (вверху) и для восприятия написанного слова и затем произнесения того же слова (внизу)
Вывод. На рисунке выше продемонстрированы два главных пути коммуникации. На верхней половине рисунка показан путь, связывающий слух и речь. Последовательность событий на этом пути следующая:
(1) прием в первичной слуховой коре звуковых сигналов, кодирующих слова;
(2) интерпретация слов в области Вернике;
(3) выбор (также в области Вернике) мыслей и слов, которые нужно сказать;
(4) передача сигналов из области Вернике в область Брока посредством пучка дугообразных волокон (arcuate fasciculus);
(5) активация конкретных моторных программ в области Брока, контролирующих формирование слов;
(6) передача соответствующих сигналов в моторную кору для управления речевыми мышцами.
В нижней части рисунка показаны сопоставимые этапы пути при чтении и устном ответе на прочитанное. Первичная принимающая зона для слов в этом случае находится в первичной зрительной области, а не в первичной слуховой. Затем информация подвергается начальным стадиям интерпретации в регионе угловой извилины и в итоге достигает полного уровня понимания в области Вернике. Отсюда последовательность та же, как при устном ответе на слышимое слово.
Функция мозолистого тела и передней спайки в передаче мыслей, памяти, научения и другой информации между двумя полушариями большого мозга
Волокна мозолистого тела обеспечивают обильные двусторонние нервные связи практически между всеми соответствующими областями коры двух полушарий, за исключением передних частей височных долей; эти височные области, особенно входящая в их состав миндалина, связаны между собой волокнами, проходящими через переднюю спайку.
Из-за огромного количества волокон в мозолистом теле сначала предполагали, что эта массивная структура должна иметь некую важную функцию, связанную с корреляцией активности двух полушарий большого мозга. Однако когда у лабораторных животных разрушали мозолистое тело, сначала трудно было выявить нарушение мозговой функции. В связи с этим в течение длительного времени функция мозолистого тела была неизвестной.
В настоящее время должным образом выполненные физиологические эксперименты демонстрируют чрезвычайно важные функции мозолистого тела и передней спайки. Эти функции легче всего объяснить с помощью описания одного из экспериментов. Сначала у обезьяны производят перерезку мозолистого тела и продольное расщепление зрительного перекреста, и сигналы от каждого глаза могут поступать только к полушарию мозга на стороне глаза. Затем обезьяну обучают распознавать различные объекты ее правым глазом, тогда как левый глаз закрывают. После завершения процесса обучения закрывают правый глаз и проверяют, может ли обезьяна распознать те же объекты левым глазом. Оказалось, что левый глаз в этом случае не может распознавать объекты. Однако при повторении этого эксперимента на другой обезьяне с расщепленным зрительным перекрестом, но интактным мозолистым телом неизменно обнаруживают, что распознавание, освоенное одним полушарием мозга, создает распознавание в противоположном полушарии.
Таким образом, одной из функций мозолистого тела и передней спайки является передача информации, накопленной в коре одного полушария, в корреспондирующие корковые области противоположного полушария. Далее приведены важные примеры такого взаимодействия между двумя полушариями.
1. Перерезка мозолистого тела блокирует проведение информации из области Вернике доминирующего полушария к моторной коре на противоположной стороне мозга. Следовательно, интеллектуальные функции области Вернике, локализованной в левом полушарии, теряют контроль над правой моторной корой, которая инициирует произвольные двигательные функции левой кисти и руки, хотя обычные подсознательные движения левой кисти и руки остаются нормальными.
2. Перерезка мозолистого тела предупреждает передачу соматической и зрительной информации из правого полушария в области Вернике левого доминирующего полушария. Следовательно, соматическая и зрительная информация с левой стороны тела часто не способна достичь этой главной интерпретирующей зоны мозга и, следовательно, не может использоваться для принятия решений.
3. Наконец, люди с полностью рассеченным мозолистым телом имеют две полностью изолированные сознательные части мозга. Например, у мальчика-подростка с рассеченным мозолистым телом только левая половина мозга могла понимать и написанные, и произносимые слова, поскольку левое полушарие было доминантным. Наоборот, правая сторона мозга могла понимать написанные слова, но не произносимые. Более того, правая кора могла вызывать двигательную реакцию в ответ на написанное слово без осознания причины реакции, что требует участия левой коры.
Эффект был совершенно иной, когда правой стороне мозга предлагалось слово, вызывающее эмоциональную реакцию. В этом случае подсознательная эмоциональная реакция осуществлялась и в левой стороне мозга. Несомненно, происходило это потому, что области двух сторон мозга, ответственные за развитие эмоций, передние отделы височной коры и прилежащие к ним регионы, оставались связанными друг с другом через переднюю спайку, которая не была перерезана. Например, когда правой половине мозга мальчика предъявлялась написанная команда «целуй», он немедленно и в высшей степени эмоционально ответил: «Ни за что!». Этот ответ требовал функции области Вернике и двигательных речевых областей левого полушария, поскольку эти левосторонние области необходимы, чтобы сказать слова «Ни за что!». Но объяснить, почему он сказал это, мальчик не мог. Таким образом, две половины мозга имеют независимые возможности для участия в процессах сознания, накопления памяти, коммуникации и регуляции двигательной активности. Мозолистое тело необходимо для совместного функционирования обоих полушарий на поверхностном подсознательном уровне, а передняя спайка играет важную дополнительную роль в совместных эмоциональных реакциях двух сторон мозга.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»
Мозолистое тело — валик, колено и ключ
Что это такое
Подобно химическим элементам, которые соединяются различными видами связей, левое и правое полушарие конечного мозга соединяются между собой мозолистым телом. Эта структура выступает связывающим мостом между двумя отделами мозга.
История открытия
Несмотря на активное изучение структур мозга в прошлом столетии, функции мозолистого тела долго оставались в тени от научного микроскопа исследователей. Пристальное внимание волокнистое образование получило от американского нейропсихолога Роджера Сперри, получившего в дальнейшем Нобелевскую премию за его изучение.
Ученый провел серию оперативных вмешательств на мозолистом теле: как всякий нейропсихолог, Сперри перерезал контакты, удалял структуру и наблюдал за работой мозга после операций. Он заметил закономерность: при удалении нейронной сети, соединяющей оба полушария, пациент, ранее страдавший эпилепсией, избавлялся от своего недуга. Исследователь сделал вывод: мозолистое тело активно участвует в эпилептическом процессе и распространении патологического возбуждения по разным отделам мозга. В 1981 году Роджер Сперри за результаты своих трудов удостоился престижнейшей международной премии в области физиологии и медицины.
Тем не менее, несмотря на подобные изучения, полный функциональный набор этой структуры все еще не открыт, и с его деятельностью связывают множество загадок в работе головного мозга, в том числе и развитие шизофренического процесса.
За что отвечает мозолистое тело
Обладая колоссальным количеством аксонов (структуры, отвечающие за передачу электрического импульса к нервным клеткам), мозолистое тело в буквальном смысле соединяет два полушария головного мозга. Его волокна связывают аналогичные участки коры (например: теменная кора левого полушария соединяется с таковой правого). Таким образом, волокнистое скопление отвечает за координацию и совместную работу обеих частей мозга. Исключением является височная кора, так как за ее соединение отвечает соседняя мозолистому телу структура – передняя спайка.
Мозолистое тело позволяет «делиться» информацией одному полушарию с другим: при проведении экспериментов на высших млекопитающих оказалось, что, перерезая зрительным тракт, corpus callosum передает информацию из зрительной коры левого полушария к правому.
К функциям этой структуры также относится поддержание интеллектуальной деятельности человека: осуществляя синтез информации двух отделов мозга, мозолистое тело обеспечивает более глубокое осмысление полученных извне данных. В поддержание этой позиции свидетельствует эксперимент (вся нейрофизиология базируется на экспериментальных данных): рассекая и извлекая скопление соединяющих нервных волокон, ученые заметили, что исследуемые обретают сложности в понимании письменной и устной речи.
К самым интересным и загадочным функциям относится единство сознания и эмоциональной реакции на раздражитель. При удалении мозолистого тела, люди, как правило, проявляли двоякое отношение к явлению или объекту (амбивалентность). То есть у них наблюдалось наличие двух диаметрально противоположных мыслей или эмоций одновременно, как-то: ненависть и любовь, страх и удовольствие, отвращение и заинтересованность. Подобный феномен наблюдается в психопатологии шизофрении, когда больные, сами того не осознавая, проявляли любовь и ненавистную вражду к чему-то. Речь идет не о поочередном проявлении противоположных чувств: эмоции располагаются на параллельных прямых и в одном отрезке времени.
Мозолистое тело у мужчин и женщин
Мужской и женский мозг развивается по-разному: начиная от внутриутробного формирования нервной трубки по половым признакам и заканчивая пожизненным действием гормонов. В последнее время часто можно услышать, что женский организм не отличается от мужского. Однако это неправда: нейрофизиология, психофизиология и нейропсихология предоставляет множество экспериментальных данных в пользу отличия мужского мозга и женского.
Это касается и мозолистого тела, а именно: количество нервных волокон, надлежащих структуре, больше у женщин, чем у мужчин. Данное исследование говорит в пользу того, что женский пол лучше оперирует речевыми понятиями. Обладая бо́льшим аппаратом обмена информации, женщина, таким образом, балансирует между полушариями, когда мужской мозг «специализируется» на одном из них. Тем не менее, в противоположность такому утверждению существует множество упреков.
Заболевания
Дисгенезия, она же – дисплазия мозолистого тела головного мозга – это врожденная патология нервной структуры, проявляющаяся в аномальном ее развитии отдельных участков и тканей. Заболевания является результатом дефекта некоторых хромосом. Болезнь сопровождается нарушением тканевого состава мозолистого тела и влечет за собой нарушение его функций.
Последствия дисгенезии мозолистого тела головного мозга проявляются в виде расстройств неврологической и психической сферы человека. К ним относится:
Кроме этого, существует так же еще одна патология – отсутствие мозолистого тела головного мозга у новорожденного – агенезия.
Агенезия
Данная патология распространяется в среднем до 3% в популяции, что является довольно высоким показателем. Агенезия мозолистого тела – это болезнью, которая часто сопровождается с другими недугами. Врожденное отсутствие связывающей полушария структуры имеет свои симптомы:
Гипоплазия
Эта патология характеризуется неполным развитием тканей мозолистого тела. В отличие от предыдущего недуга, гипоплазия проявляется недоразвитием, а не полным отсутствием структуры. Гипоплазия мозолистого тела головного мозга у ребенка диагностируется врачами на протяжении первых месяцев жизни, потому что проявления болезни отличительны:
Последствия гипоплазии мозолистого тела головного мозга недоброжелательны, и при отсутствии должной диагностики прогноз неблагоприятен. В 70% дети, с такой патологией, страдают серьезной умственной отсталостью.
Очаги
Мозолистое тело может страдать очагами демиелинизации – заболеванием, при котором разрушается внешняя оболочка аксона. Миелин играет крайне важную роль в работе мозга: благодаря ему скорость передачи электрического импульса по просторам серого вещества достигает сотни метров в секунду, без миелина же – до 5 м/с. Наличие очагов в тканях тела вызывает торможение хода нервного сигнала и, следовательно, ухудшается взаимосвязь между полушариями. Кроме собственно демиелинизации, возникновение очагов является предпосылкой к развитию рассеянного склероза.
Мозолистое тело
СТРУКТУРА МОЗОЛИСТОГО ТЕЛА
Основная функция мозолистого тела – осуществление коммуникации между левым и правым полушариями мозга, и эту часть мозга обычно разделяют на 4 принципиальных компонента:
НАРУШЕНИЯ РАБОТЫ МОЗОЛИСТОГО ТЕЛА
Психиатры и другие медицинские специалисты изучали функции мозолистого тела на протяжении нескольких десятилетий. Неправильное формирование этой части мозга и пороки ее развития могут привести к появлению приступов и других проблем в функционировании. Однако при наличии подобных нарушений развития функционирование человека по большей части остается нормальным, и лечение представляет собой в основном управление симптомами.
Ампутация части мозолистого тела – каллозотомия или операция по разделению полушарий – исторически использовалась как крайняя мера лечения эпилепсии. После разделения мозолистого тела сигналы, вызывающие приступы, перестают передаваться от одного полушария к другому, и это позволяет значительно снизить интенсивность приступов и сократить их продолжительность. Хирургическое разделение мозолистого тела может привести к возникновению трудностей с речью и памятью – и все же во многих случаях длительных побочных эффектов не наблюдается. Роль полушарий мозга и эффекты каллозотомии изучалась многими психиатрами в рамках исследований, которые в разговорной речи называются «исследованиями разделения мозга».
Мозолистое тело, дисгенезия, атрофия, болезнь Маркиафавы-Биньями
Мозолистое тело состоит:
Каждый отдел соединяет гомолатеральный отдел головного мозга.
Формирование мозолистого тела.
Мозолистое тело развивается в особом порядке:
От колена, затем тела, валик и в конце развивается клюв.
Миелинизация мозолистого тела идет от задних отделов к передним отделам.
Данные знания помогают сузить дифференциальный диагноз при патологиях мозолистого тела.
Дисгенезия vs Атрофия
При дисгенезии мозолистого тела хорошо сформировано колено и передние отделы мозолистого тела, но отсутствует валик и клюв. Данная патология является врожденной. Патология представлена слева.
При атрофии мозолистого тела хорошо сформированы задние отделы мозолистого тела (задний отдел тела и валик), но при этом уменьшены в размерах клюв, колено и передний отдел тела. Данные изменения являются приобретенными.
Многие заболевания поражают мозолистое тело, поэтому наличие очагов не являются патогномоничным для определенного заболевания.
Болезнь Маркиафавы-Биньями (центральная дегенерация мозолистого тела, Маркиафавы синдром, экстрапонтинный миелинолиз).
Встречается у лиц злоупотребляющих алкоголем. У данных лиц на МРТ выявляется поражение валика и задних отделов ствола (тела) мозолистого тела.
На хронических стадиях болезни Маркиафавы-Биньями визуализируется мозолистое тело в виде сэндвича, при котором сохраняется верхних и нижних слоев мозолистого тела, но с некрозом средних слоев.
МР-анатомия головного мозга
Строение лекции
Основные морфологические отделы мозга
Внутренняя структура больших полушарий.
Серое вещество состоит из коры, которое полностью покрывает большие полушарии головного мозга. Белое вещество расположено под серым веществом головного мозга. Однако в белом веществе также присутствуют участки с серым веществом — скопления нервных клеток. Их называют ядрами (nuclei). В норме существует четкая граница между белым и серым веществом. Дифференциация белого и серого вещества возможна на КТ, но лучше дифференцируется на МРТ.
Кортикальная дисплазия
При кортикальной дисплазии границы между белым и серым веществом стираются. В таком случае дополнительно следует использовать последовательность Т1 инверсия восстановления. На данных изображениях границы будут заметны, за исключением участков кортикальной дисплазии.
Инфаркт
При цитотоксическом отеке, развивающейся в первые минуты инфаркта головного мозга, также теряется дифференцировка между белым и серым веществом, что является ранним КТ признаком инфаркта головного мозга.
Большие полушария головного мозга
Полушария головного мозга разделяются между собой большим серповидным отростком. В каждом полушарии выделяют 4 доли:
Лобная доля отделяется от теменной при помощи центральной или раландовой борозды, которая отлично визуализируется, как на аксиальных, так и на сагиттальных срезах.
Лобная доля отделяется от височной доли при помощи латеральной борозды, которая отлично визуализируется, как на сагиттальных и аксиальных, так и на фронтальных срезах.
Теменная доля отделяется от затылочной доли при помощи одноименной теменно-затылочной борозды. Данная линия еще разделяет каротидный и базиллярный бассейн.
Некоторые авторы в отдельную борозду выделяют островок, который является большим участком коры, покрывающий островок сверху и латерально, образует крышечку (лат. pars opercularis) и формируются из части прилегающих лобной, височной и теменной долей.
Другие авторы объединяют островок с височной долей.
Границы долей
Границы долей
Границы лобных и теменных долей.
Симптом усов – постцентральная извилина.
Поясная извилина – постцентральная извилина.
Для правильного определения границы лобных и теменных долей сначала находим центральную борозду. В данную борозду вписывается символ Омега – ω на аксиальных срезах.
Поясная борозда.
На сагиттальных срезах нужно найти мозолистое тело над ним расположена поясная борозда, которая кзади и кверху продолжается в постцентральную борозду, от которой кпереди расположена центральная или роландова борозда.