карта цитоархитектонических полей коры большого мозга человека

Цитоархитектонические поля Бродмана в полушариях головного мозга

Нейроны коры больших полушарий играют роль улавливания, приема и передачи многообразных видов раздражений. Они передают импульсы в центральную нервную систему и иные ядра анализаторов.

Иван Петрович Павлов описывал полушария головного мозга как скопление корковых анализаторов, где рождаются ответные реакции, влияющие на активность организма.

История изучения

В Германии в 1909 году врач-ученый Корбиниан Бродман впервые построил и описал карты цитоархитектонических полей Бродмана. Спустя 10 лет О. Фогт и Ц. Фогт изучили и описали больше сотни миело-архитектонических областей в полушариях мозга.

В результате в государственном научном центре неврологии И. Н. Филимоновым и С.А. Саркисовым выпущена карта полушарий мозга по Бродману, в которой описаны 47 полей.

Поля Бродмана чаще всего используются при изучении нейронной организации головного мозга и ее функционирования. Разделение той или иной области мозга к конкретному разделу полей проводилось на основе гистологического анализа — цветовой окраске по Нисслю.

Группы полей головного мозга по Бродману

Описание полей Бродмана в коре головного мозга по зонам:

Схема полей Бродмана:

Центры первой сигнальной системы

Первая сигнальная система числится как у Homo sapiens, так и у других живых существ. Она выполняет функции понимания и анализа раздражений, исходящих из окружающего мира и проявляющиеся в форме ощущений и представлений.

Центры первой сигнальной системы располагаются в ядрах анализаторов сенсорной чувствительности, двигательных анализаторах, слуховых, кожных, зрительных и обонятельных.

Обозначаются в верхней и нижней теменной области мозга, в прецентральной и надкраевой борозде, а также в толще латеральной борозды (слуховые ядра).

Назначение данной системы представлено в таблице полей Бродмана:

На картинке изображены поля коры больших полушарий по Бродману и их функции:

Вторая сигнальная система

Вторая сигнальная система существует исключительно у Homo sapiens, ее возникновение объясняется речевыми способностями и мышлением.

Размещается вторая сигнальная система в ядрах моторного анализатора написанного текста, речедвигательного анализатора, понимания вербальной и невербальной речи. Ядра второй системы раскинулись в задних и центральных областях нижележащей лобной извилины, а также в вышележащей височной борозде и внизу теменной доли.

По ядрам определяется назначение второй сигнальной системы.

Ядро восприятия письменности включает в себя поле 40, оно отвечает за изображение и понимание написанных букв. Контролирует также движения рук, повороты черепа и глаз, тонкую моторику.

Речедвигательная область состоит из поля 44 — это речевой центр Брокка, а также 45, связанное с музыкальным восприятием. Это ядро взаимосвязано с областями движений, так как в речевом процессе играет роль моторика многих мышц языка и рта. Выполняет функции устного воспроизведения звуков, слов и фраз.

Слуховое ядро устной речи состоит из поля 42 и 22, контролирует задачу распознавания и понимания устных звуков речи.

Ядро письменной речи — поле 29, обеспечивает функции анализа, восприятия и понимания написанного текста и чтения.

Источник

Карта цитоархитектонических полей коры большого мозга человека

Во многих публикациях по неврологии и нейрофизиологии отмечается, что сложнейшая мозговая деятельность обеспечивается, в сущности, простыми средствами. Некоторые из авторов отмечают, что эта простота отражает универсальный закон «достижения большой сложности через многократные преобразования простых элементов» (Э. Голдберг). Аналогично этому, множество слов в языке складывается из ограниченного числа звуков речи и букв алфавита, бесчисленные музыкальные мелодии — из малого числа нот, генетические коды миллионов людей обеспечиваются конечным числом генов и т.д.

2.2. Анатомическая и функциональная дифференциация мозга

2.2.1. Поля коры мозга

Согласно сложившимся представлениям, кора мозга имеет шесть основных слоев, каждый из которых состоит из различных по форме и размеру нервных клеток. Этот анатомический факт имеет, однако, не столь важное значение для понимания нейро-психологических феноменов, как функциональная дифференциация коры на три основных вида полей — первичные, вторичные и третичные (рис. 8, цв. вкл.). Они различаются между собой по иерархии. Наиболее элементарными являются первичные, более сложными по строению и функционированию — вторичные, и, наконец, наиболее сложными по этим признакам являются третичные поля.

Поля каждого из уровней имеют свою нумерацию, которая указывается на цитоархитектонических картах мозга. Наиболее распространенной из них является карта Бродмана (рис. 6, цв. вкл.).

Первичные поля — это «корковые концы анализаторов» и, как уже сообщалось выше, они функционируют от природы, врожденно. Их локализация зависит от того, к какому анализатору они относятся.

Первичные поля, находящиеся в лобной доле (до центральной извилины), а именно поля 10, 11, 47, настроены на подготовку и исполнение двигательных актов, относящихся к физическому Уровню.

Первичные поля слухового анализатора располагаются преимущественно на внутренней поверхности височных долей мозга (поля 41, 42), кинестетического (чувствительного в целом) вблизи от центральной (Ролландовой) борозды, в теменной доле (поля 3, 1 и 2).

Источник

Карта мозга

Иллюстрация: M. F. Glasser, D. C. Van Essen

«Каждая отдельная область на карте содержит клетки со сходными структурой, функциями и взаимосвязями. Но эти «регионы» отличаются друг от друга подобно разным странам и имеют чётко определённые границы, а также уникальную культуру»,

— отмечает Дэвид Ван Эссен (David Van Essen), невролог Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, который курировал исследование.

Нейрофизиологи давно стремились разделить мозг на мелкие части, чтобы лучше понять, как он работает в целом. Одна из самых известных карт мозга разделила кору на 52 области, основанные на различном расположении клеток в ткани (теперь эти зоны известны как поля Бродмана). Более современные карты основывались на данных магнитно-резонансной томографии (МРТ) — например, функциональной МРТ, которая измеряет приток крови в ответ на различные умственные задачи.

Однако, до сих пор большинство таких «картографических» исследований проводились с помощью лишь одного типа измерений, что, как отмечает Томас Йео (Thomas Yeo), нейробиолог из Национального университета Сингапура, не только не даёт полное представление о работе всего мозга, но и может ввести исследователей в заблуждение. Новая карта основана на многократных МРТ измерениях, которые максимально конкретизируют внимание на корковых областях и поэтому помогают наиболее хорошо их оценить.

Разделяй и властвуй

Чтобы построить карту, группа учёных под руководством нейробиолога Мэтью Глассера (Mathew Glasser) из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовала изображения, полученные у 210 здоровых молодых людей, которые участвовали в проекте «Коннектом человека» по картированию структур мозга и их функциональных связей. В исследование включили информацию о толщине коры, функциях мозга, аксональных связях между регионами, о топографической организации клеток в ткани и содержании миелина — вещества, которое отвечает за электроизоляцию аксонов.

Глассер зонировал кору головного мозга по принципу значительных изменений в двух или более свойствах, которые использовал, чтобы «расставить» границы на карте. Обработка данных велась с использованием алгоритмов машинного обучения.

«Если медленно «ползать» по поверхности коры, то в какой-то момент вы найдёте такое место, где свойства начнут меняться, или даже такое, где обнаружатся несколько независимых изменений на одном и том же месте»,

Методика подтвердила наличие 83 известных ранее участков мозга и выявила ещё 97 новых. Учёные проверили карту, наблюдая за работой этих регионов у 210 человек. Они обнаружили то, что карта достаточно точная, но размер её зон несколько варьирует от человека к человеку. Эти различия помогут понять по-новому индивидуальную изменчивость когнитивных способностей, а также выявить риски развития заболеваний.

Грани достижимого

«Несмотря на то, что в центре внимания этой работы лежало создание красивого и усреднённого шаблона мозга, он действительно открывает возможность для дальнейшего изучения уникальных сочетаний индивидуальных особенностей с интеллектуальными и творческими способностями, то есть того, что делает каждого из нас уникальным»,

— говорит Рекс Юнг (Rex Jung), нейропсихолог из Университета Нью-Мексико в Альбукерке.

Но при всех очевидных плюсах минусы также есть: карта ограничена в нескольких важных аспектах. Самое важное, она очень немногое рассказывает о биохимических основах работы мозга или об активности отдельных нейронов, их небольших групп.

«Это похоже на фантастическую карту Google «Планета Земля», которая может даже продемонстрировать ваше район города или даже задний двор вашего дома. Тем не менее, вы не можете рассмотреть, как передвигаются ваши соседи, куда они собираются переместиться и какая у них работа»,

Глассер же предполагает, что этот проект станет версией 1.0.

«Это не означает, что этот вариант окончательный, но то, что мы получили сейчас, гораздо лучше, чем то, что мы имели прежде»,

— резонно замечает учёный.

A multi-modal parcellation of human cerebral cortex

Matthew F. Glasser, Timothy S. Coalson, Emma C. Robinson, David C. Van Essen et all.

Nature (2016) doi:10.1038/nature18933

Новая структурно-функциональная карта делит кору больших полушарий на 180 участков.

Кора мозга устроена чрезвычайно сложно – разные её участки отличаются друг от друга как по функциям, так и по клеточному устройству. Естественно, тем, кто начал заниматься мозгом, очень скоро понадобилась «карта местности» для мозговой коры, и своеобразным золотым стандартом тут стала система цитоархитектонических полей, опубликованная немецким неврологом Корбинианом Бродманом ещё в 1909 году.

Эти поля отличаются по морфологии клеток и по тому, как клетки в них уложены друг относительно друга (то есть по клеточной цитоархитектонике). Поля Бродмана оказались необычайно полезны, но всё же у ни были некоторые существенные минусы.

Во-первых, сам Бродман построил свою карту на материале всего одного мозга, взятого от умершего человека. В дальнейшем строение полей коры уточняли уже на более разнообразном материале, и к чистой морфологическим параметрам добавились функции: за что отвечает один участок, за что другой, и т. д. Однако чем больше нейробиологи узнавали о мозге, тем ясней становилось, что кору полушарий нужно картировать заново, используя несколько признаков одновременно.

За эту работу взялись Мэтью Глассер (Matthew F. Glasser) и его коллеги из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Оксфорда, Университета Миннесоты и Университета Неймегена. Они взяли массив данных магнитно-резонансной томографии (МРТ), накопленных в рамках проекта Коннектом Человека (напомним, что цель проекта Коннектом Человека в том, чтобы полностью описать структуру связей в нашем мозге).

Исследователей интересовали результаты структурной МРТ, которая позволяет установить, например, толщину тех или иных участков коры и другие подобные особенности, и функциональной МРТ, с помощью которой можно увидеть функцию той или иной зоны мозга. При этом мозг во время сканирования может отдыхать, и тогда мы различим его базовую функциональную топографию, или же выполнять какое-то задание – и тогда мы увидим, какие участки работают над конкретной процедурой. Для построения новой карты коры использовали данные фМРТ, полученные при выполнении семи заданий, от аудиотестов до математических задач.

Таким образом, алгоритм, который искал в коре функциональные поля, должен был оперировать сразу несколькими параметрами, структурными и функциональными. В итоге удалось обнаружить целых 180 полей в каждом полушарии, 83 из которых ранее уже были описаны в литературе, а вот 97 оказались доселе неизвестными.

Алгоритм работал с результатами МРТ-сканирования 210 добровольцев проекта Коннектом Человека, и сразу же возникал вопрос, удастся ли определить те же зоны у других людей? Не получится ли так, что карта из 180 полей имеет смысл только для тех двух сотен человек, на которых обучали вышеупомянутый алгоритм?

Но когда попытались проанализировать набор МРТ-данных от «посторонних» людей, то у них зоны коры определялись почти так же. Более того, авторы работы также смогли определить индивидуальные отличия между теми или иными участками. (На всякий случай уточним, что индивидуальные отличия не означают, что мозг у одного устроен так, а у другого – иначе, просто зоны могут работать с разной эффективностью и быть в раной степени развитыми; аналогичным образом, если мы видим рядом высокого человека и малорослого, мы не говорим, что у них разный план строения.)

Очевидно, что новая карта (описанная в статье в Nature) пригодится как в фундаментальной науке, так и в медицине. Правда, и у неё тоже есть свои минусы, связанные, в первую очередь, с тем, что у МРТ всё-таки недостаточно высокое пространственное разрешение, то есть кора мозга может на самом деле делиться на ещё большее число полей.

С другой стороны, предстоит ещё выяснить, как устроены новые 180 зон на уровне клеток, синапсов и их молекулярных характеристик. Ну и, наконец, не будем забывать про недавнюю работу, поставившую под вопрос тысячи и тысячи результатов МРТ-сканирования – будем надеяться, что новая карта коры от этого разоблачения не слишком пострадает.

Читайте также:

Почему фМРТ видит то, чего нет

Томография мозга нередко даёт ложноположительные результаты из-за особенностей своего программного обеспечения, которое видит несуществующее сходство между разными участками мозга.

Источник

Цитоархитектоническое поле Бродмана 5

Цитоархитектоническое поле Бродмана 5 — область коры больших полушарий головного мозга, которая располагается в верхней теменной дольке позади постцентральной извилины. Является вторичной соматосенсорной зоной. При поражении у человека возникает астереогноз.

Гистология

Особенности гистологического строения 5-го цитоархитектонического поля Бродмана:

Функция и семиотика поражения

5-е цитоархитектоническое поле Бродмана получает информацию в основном из первичной соматосенсорной зоны, располагающейся в постцентральной извилине и представленном полями 3, 1 и 2. Во вторичных зонах (в том числе и 5-м поле Бродмана) происходит анализ и детальная обработка информации поступившей в первичные зоны». В 5-м поле развиты те участки, которые ответственны за получение информации (IV слой) и передачу её в другие отделы коры (III слой — аксоны нервных клеток которого формируют ассоциативные и комиссуральные волокна).

В 5-м и 7-м полях происходит анализ и обработка поступившей в постцентральную извилину информации как о глубокой так и поверхностной чувствительности. Данные поля обеспечивают стереогноз — узнавание предметов на ощупь.

Поражение 5-го цитоархитектонического поля Бродмана характеризуется возникновением астереогноза — нарушения способности узнавать предмет на ощупь. Человек чётко определяет свойства предмета: «твёрдый» или «мягкий», «холодный» или «тёплый», «гладкий» или «рельефный» и др. При этом он утрачивает способность проанализировать полученную информацию и определить сам предмет.

Источник

Карта цитоархитектонических полей коры большого мозга человека

или Пневмапсихосоматология человека

Русско-англо-русская энциклопедия, 18-е изд., 2015

95,6% площади поверхности). Старая кора (

2,2% площади поверхности), древняя кора (

0,6% площади поверхности) и межуточная кора (

1,5 ÷ 5,0 мм. Наибольшая толщина наблюдается в верхних участках предцентральной, постцентральной извилин и парацентральной дольки. Обычно толщина коры больше на выпуклой поверхности извилин, чем на боковых поверхностях и на дне борозд.
Российский анатом и гистолог В. А. Бец (Бец Владимир Алексеевич, 1834-1894) доказал, что не только вид нервных клеток, но и их взаимное расположение варьирует в различных участках коры. Распределение различных нервных клеток в коре обозначается термином «цитоархитектоника». Наиболее однородные по своим морфологическим характеристикам нервные клетки располагаются в виде отдельных слоев. Слоистость коры, чередующиеся серые и белые полосы, видна на срезах полушарий в некоторых областях (затылочная доля) даже невооруженным глазом.
Микроскопические исследования показывают, что в каждом клеточном слое, содержатся как тела нервных и глиальных клеток, так и нервные волокна. Эти нервные волокна, составляющие проводящие пути, могут быть отростками нейронов данного слоя коры, нейронов других её клеточных слоев или нейронов других структур мозга. Строение и плотность распределения волокон в различных отделах коры неодинаковы. Распределение нервных волокон в коре головного мозга определяют термином «миелоархитектоника». Миелоархитектоника коры соответствует её цитоархитектонике.

Схема. К. Бродман (Korbinian Brodmann, 1868-1918):
52 цитоархитектонических поля коры (1903).
Модификация: The book «Brodmann’s ‘Localization in the Cerebral Cortex'» (1999) by L.J. Garey.
Цитировано по Prof. Mark Dubin. How the Brain Works.
URL: http://www.dubinweb.com/brain.

Наиболее вероятным, то есть наиболее типичным для новой коры большого мозга взрослого человека, является расположение нервных клеток в виде шести слоев (пластинок). Каждый из шести слоев (пластинок) коры имеет свое название:
(1) молекулярная пластинка, lamina molecularis (plexiformis);
(2) наружная зернистая пластинка, lamina granularis externa;
(3) наружная пирамидная пластинка (слой малых, средних пирамид), lamina pyramidalis externa;
(4) внутренняя зернистая пластинка, lamina granularis interna;
(5) внутренняя пирамидная пластинка (слой больших пирамид, или клеток Беца), lamina pyramidalis interna;
(6) мультиформная (полиформная) пластинка, lamina multiformis.
См. подробное описание слоев и клеток коры полушарий головного мозга.
На медиальной и нижней поверхностях полушарий большого мозга расположены участки старой, archicortex, и древней, paleocortex, коры. Эти участки, в отличие от неокортекса, могут иметь от одного до пяти слоев.
В конце XIX и начале XX столетия ученые разных стран на основе гистологических исследований пытались создать цитомиелоархитектонические карты структуры коры большого мозга. Карты создавались на основе деления коры на области и поля с однородными характерными особенности структуры нейронов и связей нейронов коры друг с другом и с другими нервными клетками. Исходной предпосылкой картографии было положение, что разным по структуре полям соответствуют разные функции. Отсюда предполагалось, что по созданным морфологическим цитоархитектоническим и миеолоархиктектоническим картам в последствии можно будет разработать соответствующие карты психических и физических функций коры и использовать эти карты в практической медицине.
В 1903 г. германский германский анатом, физиолог, психолог и психиатр К. Бродман (Korbinian Brodmann, 1868-1918) опубликовал описание пятидесяти двух цитоархитектонических полей коры. Поля К. Бродмана показаны на современной схеме слева. Дополненное новыми знаниями о структуре и функциях полей описание Brodmann Areas in the Human Brain сделанно Mark Dubin, Professor of the University of Colorado, см. URL: http://spot.colorado.edu/

dubin/talks/brodmann/brodmann.html. Доступ к данному источнику = Access to the reference). Праллельно и согласованно с исследованиями К. Бродмана в том же 1903 г. германские психоневрологи супруги О. Фогт и С. Фогт (Фохт, Oskar Vogt, 1870-1959, Cecile (Mugnier) Vogt, 1875-1962) на основании анатомо-физиологических исследований дали описание ста пятидесяти миелоархитектонических полей коры большого мозга. См. статью Laurence Garey написанную о К. Бродмане (URL: http://www.ibro.org/docs/brodmann.pdf), Доступ к данному источнику = Access to the reference.
Позже, на основании исследований структуры головного мозга, в основу которых был положен эволюционный принцип, сотрудники Института мозга СССР (основан в 20-х годах Москве, приглашенным туда для этих целей О. Фогтом) создали подробные карты цитомиелоархитектонических полей мозга человека.
Современная наука пока еще не достигла полностью генеральных целей, поставленных К. Бродманом и О. Фогтом о применении в медицине знаний о морфологии коры головного мозга, отраженных в картах цитомиелоархитектонических полей. Однако к настоящему времени ученые достигли заметных успехов в выяснении функций этих полей.

Литература. Иллюстрации
Авторский каталог.
Для тематического поиска воспользуйтесь опцией браузера «поиск на данной странице».
Щелкни здесь и получи свободный доступ к любому источнику библиотеки сайта!

Санкт-Петербург, Россия, 1996-2015

Разрешается некоммерческое цитирование материалов данной энциклопедии при условии
полного указания источника заимствования: имени автора, названия и WEB-адреcа данной энциклопедии

Источник