Кора головного мозга: функции и особенности строения

Кора головного мозга – многоуровневая мозговая структура у людей и многих млекопитающих животных, состоящая из серого вещества и находящаяся в периферийном пространстве гемисфер (серое вещество коры их покрывает). Структура контролирует важные функции и процессы, протекающие в мозге и других внутренних органах.

Структура ткани

У людей и крупных млекопитающих церебральный кортекс складывается, обеспечивая внушительную площадь поверхности в ограниченном объёме черепа. Такое компактное размещение играет ключевую роль для мозговой проводимости и функциональной организации.

Структура ткани

Гребень, или складка, в кортикальной ткани называется извилиной, а жёлоб — бороздой. Эти структурные элементы появляются во время развития плода, а затем продолжают развиваться после рождения в процессе гирификации. Основная часть коркового слоя скрыта в бороздках и не видна снаружи. Нейроны, которых в кортексе от 14 до 16 млрд, организованы в столбцы и миниколонны.

Структура ткани

Структура ткани

Кора головного мозга скомпонована таким образом, что большая площадь поверхности нервной ткани должна вписаться в пределы нейрокраниума. Если корковый слой развернуть, то окажется, что его на каждом полушарии примерно 0,12 квадратных метра. Некоторые млекопитающие, например, грызуны имеют совершенно гладкую поверхность мозга, то есть совсем без извилин и бороздок.

Структура ткани

Толщина коркового слоя не всегда одинаковая, например, сенсорный слой тоньше моторного. В ранних исследованиях нейрофизиологи утверждали, что толщина кортекса напрямую связана с интеллектом. Одни учёные предполагали, что соматосенсорные слои коры больших полушарий более толстые у лиц, страдающих мигренью. Однако более поздние работы полностью опровергли эту теорию.

Структура ткани

Типы кортекса

Структура ткани

Поверхность полушарий головного мозга образована корой, которая имеет ламинарную организацию. То есть ткани в ней располагаются послойно. Похожую организационную структуру имеет кожа и костная мембрана. Основываясь на количестве слоёв, принято выделять:

Структура ткани

Структура ткани
  • Неокортекс (изокортекс, неопаллий) — большая, самая зрелая в эволюционном плане часть коры с шестью различными слоями. Примером неокортикальной области является зрительная и моторная кора. Этот тип, в свою очередь, имеет два подтипа: истинный изокортекс, произокортекс.
  • Аллокортекс состоит из трёх или четырёх слоёв. В эволюционном плане это более древний, в каком-то смысле примитивный участок, расположенный в средних височных долях. Он связан с обонянием и функциями выживания, а также с висцеральными и эмоциональными реакциями. И здесь есть два подтипа: палеокортекс с тремя кортикальными пластинками, архикортекс — с четырьмя или пятью. Первый включает грушевидную долю, специализация которой — обоняние, второй состоит из гиппокампа, занимающимся кодированием вербальной памяти и пространственными функциями.
  • Однако на этом типизация не заканчивается, поскольку есть ещё промежуточная область — паралимбическая кора, где слои 2, 3 и 4 объединяются. Кроме того, кортекс делят на 4 доли, соответствующие вышележащим костям черепа: лобная, височная, теменная и затылочная.

    Строение неокортекса

    Поскольку изокортес преобладает, стоит подробнее рассмотреть его строение. Итак, шесть кортикальных слоёв, каждый из которых содержит характерное только для него распределение различных нейронов, а также их связей с корковыми и подкорковыми областями.

  • I — молекулярный слой, который содержит мало нейронов.
  • II — внешний зернистый.
  • III — внешний пирамидальный слой.
  • IV — внутренний зернистый.
  • V — внутренний пирамидальный.
  • VI — полиморфный (мультиформный) слой.
Структура ткани

Корковые слои не просто лежат друг на друге, все они имеют связи, которые охватывают всю толщину коры. Эти микросхемы сгруппированы в столбцы и миниколонны. Строение и функции коры головного мозга предусматривают её участие в исполнении различных когнитивных и поведенческих обязанностей. Кортекс, как и весь мозг, получает кислород, глюкозу и другие питательные вещества через кровь, которая течёт по церебральным артериям. А вены несут от мозга к сердцу углекислый газ и метаболические отходы.

Головной мозг: функции

На самом деле функций головного мозга человека огромное множество, и о них можно написать не одну статью. В перечне ниже все функции объединены в отдельные группы:

  • обработка информации, поступающей извне;
  • планирование и принятие решений;
  • осуществление движений;
  • эмоции;
  • запоминание и память;
  • внимание;
  • речь;
  • интеллект и мышление.

Вам будет интересно:Ингибиторы ароматазы: назначение и список препаратов

Строение коры

Кора больших полушарий головного мозга представляет собой центр высшей нервной деятельности человека. Благодаря ее работе мы испытываем эмоции, обладаем способностью обучаться, запоминать и помнить. Кора — именно та структура, которая отличает людей от представителей остальных видов живых существ.

Реклама

Что же делает ее такой особенной? Кора — не просто сплошная масса серого вещества, в ее структуру входят борозды и извилины головного мозга. Это важные составляющие данного органа. Эти образования делят полушария головного мозга на отдельные функционально значимые части.

Читайте также:  Почему болит и кружится голова каждый день

Виды борозд

Борозды — это, грубо говоря, щели в головном мозге, которые образуют более выпуклые части — извилины. Можно выделить такие основные борозды головного мозга:

  • первично образованные — наиболее глубокие, разделяют кору на отдельные доли (лобную, затылочную, височную, островковую, теменную);
  • вторичные — менее глубокие, именно они делят головной мозг на мелкие извитые части — извилины;
  • добавочные (третичные) — наиболее поверхностные, предназначены для придания специфической формы извилинам и для увеличения поверхности коры.

Функции мозга

Мозговая деятельность включает основные функции серого вещества. Это чувствительные, зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные реакции и моторные функции. Однако все главные центры управления находятся в продолговатой части, где координируется деятельность сердечно-сосудистой системы, защитных реакций и мышечной деятельности.

Функции мозга

Двигательные пути продолговатого органа создают перекрещивание с переходом на противолежащую сторону. Это ведет к тому, что рецепторы сначала образуются в правой области, после чего поступают импульсы в левую область. Речь выполняется в больших полушариях мозга. Задний отдел отвечает за вестибулярный аппарат.

Полезно узнать: Костный мозг человека и его строение

Функции мозга

Идеаторные или ассоциативные области отвечают за связь поступающей информации и сравнение с той, что имелась. Ответ на раздражение создается в идеаторной зоне и передается моторной деятельности. Каждая ассоциативная область отвечает за воспоминание, учение и мышление.

Гипоталамус главная основа инкреторной системы. Он координирует нервные импульсы и переводит их в инкреторные, а также отвечает за висцеральную нервную систему. Основную часть функций выполняет кора головного мозга. Этот важный орган иногда сравнивают с компьютером.

Функции мозга

Внешний гранулированный слой

Он состоит в основном из звездчатых клеток. Их наличие придает этому слою «зернистый» вид, отсюда и происходит его название в цитоархитектонике коры головного мозга. Другие клеточные структуры имеют форму небольших пирамидальных клеток.

Внешний гранулированный слой

Его клетки посылают свои дендриты в различные слои коры, особенно в молекулярный, тогда как их аксоны перемещаются глубже в кору головного мозга, локально синапсируя. Помимо этого внутрикоркового синапса, аксоны этого слоя могут быть достаточно длинными, чтобы образовать ассоциативные волокна, которые проходят через белое вещество и в конечном итоге заканчиваются в различных структурах ЦНС.

Патологии коры мозга

Существует огромное количество заболеваний, поражающих мозг человека и в том числе его корковую структуру. Поражение коры приводит к нарушению работы ее ключевых процессов, а также снижает ее работоспособность.

К наиболее распространенным заболеваниям корковой части относятся:

  • Болезнь Пика. Развивается у людей в пожилом возрасте и характеризуется отмиранием нервных клеток. При этом внешние проявления при данном заболевании практически идентичны болезни Альцгеймера, что можно заметить на этапе диагностирования, когда мозг похож на иссушенный грецкий орех. Стоит также отметить, что заболевание неизлечимо, единственное, на что направлена терапия так это на подавление или устранение симптоматики
  • Менингит. Данное инфекционное заболевание косвенно затрагивает отделы коры головного мозга. Возникает вследствие поражения коры инфекцией пневмококка и ряда других. Характеризуется головными болями, повышенной температурой, резью в глазах, сонливостью, тошнотой
  • Гипертоническая болезнь. При данном заболевании в коре мозга начинают формироваться очаги возбуждения, а исходящие импульсы от данного очага начинают сужать сосуды, что приводит к резким скачкам артериального давления
  • Кислородное голодание коры головного мозга (гипоксия). Данное патологическое состояние чаще всего развивается в детском возрасте. Возникает вследствие недостатка кислорода или нарушения кровотока в головном мозга. Может привести к невозвратным изменениям нейронной ткани или летальному исходу
Патологии коры мозга

Большинство патологий мозга и коры невозможно определить исходя из проявляющейся симптоматики и внешних признаков. Для их выявления требуется прохождение специальных диагностических методов, которые позволяют исследовать практически любые, даже самые труднодоступные места и впоследствии определить состояние того или иного участка, а также проанализировать его работу.

Область коры диагностируется с помощью различных методик, о которых мы более подробно расскажем в следующей главе.

Конечный мозг

Строение головного мозга кратко нельзя описать, поскольку без изучения его структуры невозможно понять его функции. Конечный мозг протянулся от затылочной до лобной кости. В нем различают 2 большие полушария: левое и правое. Он отличается от других отделов мозга наличием большого количества извилин и борозд. Строение и развитие головного мозга тесно взаимосвязаны. Специалисты различают 3 вида коры мозга:

  • древнюю, к которой относятся обонятельный бугорок; продырявленное переднее вещество; полулунная, подмозолистая   и боковая подмозолистая извилина;
  • старую, к которой относят гиппокамб и зубчатую извилину (фасцию);
  • новую, представленную всей остальной частью коры.

Строение полушарий головного мозга: они разделены продольной бороздой, в глубине которой расположен свод и мозолистое тело. Они соединяют полушария мозга. Мозолистое тело — это новая кора, состоящая из нервных волокон. Под ним находится свод.

Читайте также:  Как распознать и лечить хлыстовую травму шеи?

Строение больших полушарий головного мозга представляется в качестве многоуровневой системы. Так в них различают доли (теменную, лобную, затылочную, височную), кору и подкорку. Большие полушария головного мозга выполняют много функций. Правое полушарие управляет левой половиной тела, а левое — правой. Они дополняют друг друга.

Функции головного мозга сложно понять без тщательного изучения его структуры и строения. Конечный мозг состоит из 2 больших полушарий: правого и левого. Строение больших полушарий головного мозга отличается от других отделов большим количеством борозд и извилин. Каждое полушарие состоит из:

Конечный мозг
  • мантии;
  • обонятельного мозга;
  • ядра.

Кору головного мозга специалисты условно разделяют на 3 вида:

  1. древнюю (состоит из: обонятельного бугорка, переднего вещества, подмозолистой, полулунной и боковой подмозолистой извилины);
  2. старую (включает в себя фасцию (зубчатую извилину) и гиппокамб);
  3. новую (к ней относятся все остальные части коры).

Таким образом, строение полушарий головного мозга представляет собой многоуровневую систему, где оба полушария разделены бороздой, в которой находится мозолистое тело и свод. Благодаря им оба полушария соединены между собой. Нервные волокна, из которых состоит новая кора, именуется мозолистым телом.

В этой многоуровневой системе больших полушарий мозга можно выделить лобную, теменную и затылочную долю, а также подкорку и кору. Оба полушария дополняют друг друга: так, левой половиной тела управляет правое, а за правую половину отвечает левое.

Нервные клетки

Кора головного мозга имеет большое разнообразие клеток внутри. В частности, пять различных типов нейронов были определены в этой области мозга.

Пирамидальные клетки

Пирамидальные клетки — это нейроны, которые характеризуются наличием пирамидальной формы. Большинство из этих клеток имеют диаметр от 10 до 50 микрометров.

Однако есть и крупные пирамидальные клетки. Они известны как ячейки Бетца и могут иметь диаметр до 120 микрометров..

Как мелкие пирамидальные клетки, так и крупные пирамидальные клетки обнаруживаются при моторно-прецентральной цирконвуляции и в основном выполняют действия, связанные с движением..

Звездчатые клетки

Звездчатые клетки, также известные как гранулезные клетки, представляют собой маленькие нейроны. Они обычно имеют диаметр около 8 микрометров и имеют многоугольную форму.

Клетки шпинделя

Веретенообразные клетки — это нейроны, у которых вертикальная продольная ось на поверхности. Они сосредоточены в основном в более глубоких корковых слоях мозга.

Аксон этих нейронов происходит в нижней части тела клетки и направлен к белому веществу в виде проекции, ассоциации или комиссурального волокна..

Кахал горизонтальные клетки

Горизонтальные клетки Кахала представляют собой маленькие веретенообразные клетки, которые ориентированы горизонтально. Они находятся в самых поверхностных слоях коры головного мозга и играют решающую роль в развитии этой области мозга.

Этот тип нейронов был открыт и описан Рамоном и Кахалем в конце 19-го века, и последующие исследования показали, как важные клетки должны координировать нейронную активность.

Чтобы достичь своего положения в коре головного мозга, горизонтальные клетки кахала должны скоординированно мигрировать во время эмбриогенеза головного мозга. То есть эти нейроны путешествуют от места рождения к поверхности коры головного мозга.

Что касается молекулярной структуры этих нейронов, Виктор Боррелл и Оскар Марин из Института нейробиологии Аликанте показали, что горизонтальные клетки Кахала представляют собой ориентацию нейронных слоев коры во время эмбрионального развития..

На самом деле, дисперсия этих клеток происходит на начальных стадиях эмбрионального развития. Клетки рождаются в разных областях мозга и мигрируют на поверхность мозга, чтобы полностью покрыть его.

Наконец, недавно было продемонстрировано, что менингеальные мембраны выполняют иные функции, чем защитные, которые предполагались в начале. Менинги служат субстратом или путем горизонтальных клеток кахала для их тангенциальной миграции вдоль поверхности коры..

Клетки Мартинотти

Последние нейроны, которые составляют нейронную активность коры головного мозга, являются хорошо известными клетками Martinotti. Они состоят из небольших многоформных нейронов, присутствующих на всех уровнях коры головного мозга..

Эти нейроны обязаны своим именем Карло Мартинотти, студенту-исследователю Камило Гольджи, который обнаружил существование этих клеток коры головного мозга..

Клетки Martinotti характеризуются тем, что они являются многополярными нейронами с короткими дендритными дендритами. Они распространяются через несколько слоев коры головного мозга и отправляют свои аксоны в молекулярный слой, где образуются аксональные древовидные образования..

Недавние исследования этих нейронов показали, что клетки Martinotti участвуют в тормозном механизме мозга..

В частности, когда пирамидальный нейрон (который является наиболее распространенным типом нейрона в коре головного мозга) начинает перевозбуждать, клетки Martinotti начинают передавать ингибирующие сигналы на окружающие нервные клетки..

В этом смысле делается вывод, что эпилепсия может быть тесно связана с дефицитом клеток Martinotti или дефицитом активности этих нейронов. В эти моменты нервная передача мозга этими клетками больше не регулируется, что вызывает дисбаланс в функционировании коры..

Читайте также:  Медицина что такое миопатия. Степени миопатии и приемы ее лечения

Функции

Кора занимает большую часть больших полушарий, а ее толщина не равномерна по всей поверхности. Такая особенность обусловлена большим количеством связующих каналов с центральной нервной системой (ЦНС), обеспечивающих функциональную организацию коры мозга.

Эта часть головного мозга начинает образовываться еще во время внутриутробного развития и совершенствуется на протяжении всей жизни, посредством получения и обработки сигналов, поступающих из окружающей среды. Таким образом, она отвечает за выполнение следующих функций головного мозга:

  • связывает органы и системы организма между собой и окружающей средой, а также обеспечивает адекватную реакцию на изменения;
  • обрабатывает поступившую информацию от моторных центров с помощью мыслительных и познавательных процессов;
  • в ней формируется сознание, мышление, а также реализовывается интеллектуальный труд;
  • осуществляет управление речевыми центрами и процессами, характеризующими психоэмоциональное состояние человека.

При этом данные поступают, обрабатываются, сохраняются благодаря значительному количеству импульсов, проходящих и образующихся в нейронах, связанных длинными отростками или аксонами. Уровень активности клеток можно определить по физиологическому и психическому состоянию организма и описать с помощью амплитудных и частотных показателей, так как природа этих сигналов похожа на электрические импульсы, а их плотность зависит от участка, в котором происходит психологический процесс.

До сих пор неясно, каким образом лобная часть коры больших полушарий влияет на работу организма, но известно, что она мало восприимчива к процессам, происходящим во внешней среде, поэтому все опыты с воздействием электрических импульсов на этот участок мозга, не находят яркого отклика в структурах. Однако отмечается, что люди, у которых лобная часть повреждена, испытывают проблемы в общении с другими индивидами, не могут реализовать себя в какой-либо трудовой деятельности, а также им безразличен их внешний вид и сторонние мнение. Иногда встречаются и другие нарушения в осуществлении функций этого органа:

  • отсутствие концентрации внимания на предметах обихода;
  • проявление творческой дисфункции;
  • нарушения психоэмоционального состояния человека.

Поверхность коры полушарий поделена на 4 зоны, очерченные наиболее четкими и значимыми извилинами. Каждая из частей при этом контролирует основные функции коры головного мозга:

  1. теменная зона — отвечает за активную чувствительность и музыкальное восприятие;
  2. в затылочной части расположена первичная зрительная область;
  3. височная или темпоральная отвечает за речевые центры и восприятие звуков поступивших из внешней среды, кроме того участвует в формировании эмоциональных проявлений, таких как радость, злость, удовольствие и страх;
  4. лобная зона управляет двигательной и психической активностью, а также руководит речевой моторикой.

Система вознаграждения

Для вашего обучения, мотивации и принятия решений

Чуть выше этой станции находится Линия вознаграждения, которая проходит глубоко через центр вашего мозга. Она создана, чтобы вызывать удовольствие каждый раз, когда наше поведение соответствует целям выживания вида, то есть во время еды, питья, секса, новостей. Она мотивирует вас внутренними пряниками.

Система вознаграждения

Известные в совокупности как нейронные пути, системы вознаграждения: вентральная область покрышки (ВОП), прилежащее ядро и орбитофронтальная кора – играют важную роль в процессе принятия решений. Кроме удовольствия в конкретный момент, прилежащее ядро формирует прогноз, сколько выгоды или удовольствия будет получено в результате нашего выбора.

Люди должны знать, что источником наших удовольствий, радостей, смеха и шуток, точно так же как и наших горестей, болей, печалей и слёз, является не что иное, как мозг. С помощью мозга мы думаем, видим, слышим, отличаем уродливое от красивого, плохое от хорошего, приятное от неприятного {amp}lt;…{amp}gt; Надо знать, что огорчения, печаль, недовольства и жалобы происходят от мозга.

Эмбриональное развитие

Эмбриональное развитие мозга является одним из ключей к пониманию его строения и функций.

Головной мозг развивается из ростральной части нервной трубки. Большая часть головного мозга (95 %) является производной крыловидной пластинки.

Эмбриогенез мозга проходит через несколько стадий.

Эмбриональное развитие
  • Стадия трех мозговых пузырей — у человека в начале четвертой недели внутриутробного развития ростральный конец нервной трубки формирует три пузыря: Prosencephalon (передний мозг), Mesencephalon (средний мозг), Rhombencephalon (ромбовидный мозг, или первичный задний мозг).
  • Стадия пяти мозговых пузырей — у человека в начале девятой недели внутриутробного развития Prosencephalon окончательно делится на Telencephalon (конечный мозг) и Diencephalon (промежуточный мозг), Mesencephalon сохраняется, а Rhombencephalon делится на Metencephalon (задний мозг) и Myelencephalon (продолговатый мозг).

В процессе формирования второй стадии (с третьей по седьмую недели развития) головной мозг человека приобретает три изгиба: среднемозговой, шейный и мостовый. Сначала одновременно и в одном направлении формируются среднемозговой и мостовый изгибы, потом — и в противоположном направлении — шейный. В итоге линейный мозг зигзагообразно «складывается».