Полушарии головного мозга: Большие полушария головного мозга — урок. Биология, Человек (8 класс).

Содержание

Большие полушария головного мозга — урок. Биология, Человек (8 класс).

Передний мозг разделён на два полушария (правое и левое), которые соединены мозолистым телом. Нижняя поверхность полушарий называется основанием мозга.

 

Развитые большие полушария мозга у человека покрывают весь средний и промежуточный мозг.

Такие психические функции, как память, речь, мышление, творческие процессы, личностные качества, связаны именно с большими полушариями мозга. Функции левого и правого полушарий неравнозначны. Правое полушарие отвечает за образное мышление, левое — за абстрактное. При повреждениях левого полушария нарушается речь человека.


 

Серое вещество образует кору головного мозга. Белое вещество образует проводящие пути полушарий. В белом веществе рассеяны ядра серого вещества (подкорковые структуры).

 

Деятельность всех органов человека контролируется корой больших полушарий. Кора больших полушарий головного мозга

образована телами нейронов, покрывающими тонким слоем весь передний мозг. Площадь поверхности коры составляет около \(2000\)–\(2500\) см² (это связано с наличием большого количества борозд и извилин). Кора обеспечивает связь организма с внешней средой, является материальной основой психической деятельности человека.

 

Глубокие борозды делят каждое полушарие на \(4\) доли: лобную, теменную, височную и затылочную. Между бороздами расположены складки коры полушарий — извилины.

 

 

Наибольшего развития у человека достигают лобные доли, отделённые от теменных долей глубокой центральной бороздой. Их масса составляет около \(50\) % массы головного мозга.

 

В лобные доли коры больших полушарий приходит информация от разных органов чувств. Здесь информация обрабатывается и формируется цель и программа действий. Такие зоны коры называют ассоциативными, их развитие  определяет способность человека к обучению.  При разрушении лобных долей человек не может устанавливать взаимосвязь между звуком и буквой, которой он обозначен, между предметом и его названием.

 

В височных долях находятся центры слуха, вкуса и обоняния, а в затылочной — зрительные центры.

 

В коре больших полушарий различают следующие чувствительные и двигательные зоны:
– двигательная зона расположена в передней центральной извилине лобной доли;
– зона кожно-мышечной чувствительности расположена в задней центральной извилине теменной доли;
– зрительная зона расположена в затылочной доле;
– слуховая зона расположена в височной доле;
– центры обоняния и вкуса находятся на внутренних поверхностях височных и лобных долей.

 

Источники:

http://school-collection.edu.ru

http://up-image.ru/assotsiativnye-zony-kory-golovnogo-mozga

в чем разница и как развивать? / TeachMePlease

«Мозг до сих пор остается самой большой загадкой для науки»,- однажды сказала в одной из своих лекций Татьяна Черниговская: биолог, лингвист, психолог, профессор Санкт‑петербургского государственного университета.

И это действительно так. Только представьте, что у вас в голове находится сложнейшая нейронная сеть, которая составляет 2,8 миллионов километров. Этого достаточно, чтобы 7 раз слетать на Луну или 68 раз облететь вокруг Земли.

Сегодня мы хотим попробовать разобраться, за что отвечают левое и правое полушария и почему их надо тренировать?

Конечно, наш мозг не похож на бицепс, однако ему требуются такие же интенсивные тренировки. Если мозг не загружать различными задачами и мыслительными процессами, он начнет «тупеть» и лениться, а позднее и вовсе перестанет выполнять креативные и познавательные функции.

Вспомним школьные уроки биологии

Мозг человека состоит из двух полушарий - правого и левого. Эти части разделены корой головного мозга, но обмен информацией происходит через так называемое мозолистое тело. Если говорить кратко, то левое полушарие в основном отвечает за анализ и логику, а правое - за образы и интуицию. У каждого человека мозги должны функционировать равномерно, однако так не бывает. Всегда одно из полушарий будет работать более активно, чем второе. Поэтому, говорит Татьяна Владимировна: ”Главенство левой или правой половины нашего мозга определяет тип личности”. Если говорить в общих чертах, то люди делятся на мыслителей, у которых преобладает активность левого «технического» полушария, и художников, у которых во главе мозга стоит правое «гуманитарное» полушарие. Правда в чистом виде такие типы встречаются крайне редко.

Подробнее разберемся, за что отвечает левое полушарие:

  • Логическое мышление;
  • Анализ всех фактов;
  • Языковые способности;
  • Контроль речи;
  • Способности к чтению и письму;
  • Запоминание фактов, дат, имен и написание последних;
  • Понимание только буквального смысла слов;
  • Обработка информации последовательно, по этапам;
  • Распознавание чисел и символов;
  • Решение математических задач;
  • Контроль за движениями правой половины тела.

Характер левополушарных

Такие люди любят организованность и порядок, они всегда стараются соблюдать все сроки и графики.

Легко воспринимают информацию на слух. Руководствуются в своих действиях здравым смыслом, а не порывами души. Недосказанности и абстракции им чужды, во главе угла ставят форму и смысл. Они очень активны и без труда смогут прогнозировать свое будущее. В определенных ситуациях проявляют изобретательность и рассудительность. А также, им присущи оптимизм и бодрость.

Татьяна Черниговская утверждает: ”Доминирование левого полушария стимулирует: стремление к надежному, известному, проверенному; желание избежать нового; замкнутость; скованность; жесткость; упрямство; буквальность”.

Считается, что к левополушарным, относятся ученые, архитекторы, инженеры, программисты, конструкторы, программисты. Кстати, людей с доминирующим левым полушарием – всего 30 процентов.

Как развивать левое полушарие

Давно известно, что физические нагрузки тесно связаны с работой мозга. Если вы поставили перед собой цель развить левое полушарие, постарайтесь максимально задействовать сторону тела, которую контролирует это полушарие. Например, работайте правой частью тела: жонглируйте только правой рукой и прыгайте только на правой ноге.

Решайте математические задачи,начиная от простого к сложному. Разгадывайте кроссворды, собирайте пазлы, головоломки. Разгадывайте задачи на логику.

За что отвечает правое полушарие:

  • Интуиция;
  • Обработка невербальной информации, которая выражается не в словах, а в символах и образах;
  • Обработка информации не поэтапно, а параллельно;
  • Восприятие месторасположения и пространственной ориентации;
  • Составление мозаичных картинок‑головоломок;
  • Музыкальные способности, а также способность воспринимать музыку;
  • Понимание метафор;
  • Понимание результатов работы чужого воображения;
  • Понимание не только буквального смысла того, что слышим или читаем. К примеру, фразу «Он висит у меня на хвосте» поймет правое полушарие;
  • Мечты и фантазии;
  • Сочинение различных историй;
  • Способности к изобразительному искусству;
  • Одновременная обработка большого количества разнообразной информации;
  • Рассмотрение проблемы в целом, не применяя анализа;
  • Распознавание лиц, восприятие совокупности разных черт как единое целое;
  • Мистика, вера в чудеса и высшие силы;
  • Контролирует движения левой половины тела. Когда вы поднимаете левую руку или ногу, это означает, что команда ее поднять поступила из правого полушария.

Характер правополушарных

Эти люди крайне эмоциональны, способны к сочувствию, состраданию. Близко переживают неудачи. Настроение у них часто неустойчивое: склонны к беспричинному оптимизму и депрессии. Делят все на хорошее и плохое, белое и черное, часто не способны к компромиссам. Эмоции у них берут вверх над разумом.

Татьяна Черниговская: ”Доминирование правого полушария стимулирует: принятие неопределенного; желание исследовать новое; открытость; непринужденность; гибкость; уступчивость”.

Считается, что к правополушарным, относятся художники, скульпторы, поэты, певцы, артисты, в конечном счете, все романтики.

Как развивать правое полушарие.

Также прибегайте к физическим нагрузкам. Для развития правого полушария необходимо работать левой частью тела. Например, вы можете рисовать левой рукой, прыгать на левой ноге, жонглировать только левой рукой.

Для развития воображения посещайте художественные выставки. Пробуйте заниматься разными видами искусств. Музицируйте, пишите картины, сочиняйте и заучивайте стихи, много читайте. Чтение великолепно стимулирует человеческий мозг и развивает фантазию.

Таким образом, не зацикливайтесь на развитии только одного полушария, старайтесь тренировать оба, потому что так или иначе при решении задач и других мыслительных процессах и правое, и левое полушария работают сообща.

Разделение полушарий мозга на логическое и эмоциональное назвали мифом — Российская газета

Между полушариями головного мозга нет никакой разницы. Такое сенсационное заявление сделала группа американских ученых под руководством Джеффри Андерсона. А ведь много лет воспринималось почти как аксиома: левое отвечает за логику, а правое - за эмоции. Считалось, что у творческого человека доминирует правое полушарие, а у политиков и менеджеров - левое.

И вот исследования профессора Андерсона опровергает это мнение.

Изучив более тысячи представителей самых разных профессий, людей с разными характерами, ученый пришел к выводу: у людей оба полушария никак не различаются, они работают одинаково. "Конечно, одни люди действуют более логически и методично, другие - спонтанно и интуитивно, - говорит Джеффри Андерсон. - Однако это не связано с функциями правого и левого полушарий". По его мнению, своим рождением распространенный миф об асимметрии полушарий обязан получившему Нобелевскую премию исследованию Роджера Сперри о функциях различных полушарий. Однако эти открытия не касались деления мозга на "логическое" и "творческое" полушария. Идея назвать полушария "логическим" и "эмоциональным" принадлежит исключительно популярной психологии, считает Андерсон. Она не подтверждается ни исследованиями об организации и функционировании мозга, ни историями болезни пациентов, пострадавших от повреждений того или иного полушария.

Комментарий

Алексей Иваницкий, член-корреспондент РАН:

-Утверждение, что между полушариями вообще никакой разницы нет, думаю, не соответствует действительности. Скажем, давно известно, что речевые центры на 100 процентов находятся в левом полушарии. Его поражение проводит к тому, что человек или не понимает речь, или перестает говорить. Интересно, что у детей до 4-5 лет центры речи находятся в обоих полушариях. Однако в ходе развития человека "речь" полностью остается только в левом.

С другой стороны, исследования во многих лабораториях мира показали, что нельзя жестко разделить, утверждая, что за эмоции отвечает только правое полушарие, а за логику - только левое. Все сложнее и не так однозначно. Сегодня мы можем утверждать, что эмоции в значительной степени связаны с левым полушарием, а логика - с правым. Словом, речь может идти не об абсолютном доминировании одного из полушарий в логике или эмоциях, а всего лишь об относительном преимуществе. Не более того.

Правое полушарие детского мозга взяло на себя языковые функции после повреждения левого

Clément François et al. / eNeuro, 2019

При повреждении левого полушария головного мозга в процессе внутриутробного развития речевые функции берут на себя соответствующие участки в правом полушарии, выяснили европейские ученые. Для этого они провели фМРТ-эксперимент с участием детей, которые еще до рождения перенесли ишемический инсульт, который привел к повреждению левого полушария. Выяснилось, что после повреждения лобных и височных долей левого полушария происходит реорганизация выполняемых ими речевых функций в тех же участках правого полушария, а от прочности установленных связей зависело то, насколько развитыми оказывались речевые способности, пишут ученые в журнале eNeuro.

Инсульт сопровождается нарушением кровообращения в головном мозге, что может привести к обширным повреждениям его структуры. Очень часто в этих случаях нарушаются и те функции, за которые поврежденные участки мозга отвечают: так, к примеру, инсульт часто приводит к параличу конечностей или тела целиком. 

При инсульте речевых центров головного мозга возникает афазия — приобретенное нарушение речи. Несмотря на то, что тип афазии и тяжесть приобретенных нарушений напрямую зависит от того, какой именно участок мозга пострадал, к наиболее серьезным для речи последствиям приводит поражение лобных и височных долей левого полушария: именно эти участки (в частности, зона Брока и зона Вернике) для производства и понимания речи являются основными.

В процессе интенсивной терапии после перенесенного инсульта утраченные речевые функции могут частично (реже — полностью) восстановиться. Считается, что взять на себя работу поврежденных участков могут те же самые отделы, но уже в правом полушарии. Механизм такой реорганизации до сих пор не изучен до конца, особенно мало известно о ее основах в процессе раннего развития мозга.

Изучить реорганизацию речевых отделов головного мозга после инсульта, перенесенного в процессе внутриутробного развития, решили ученые под руководством Клемана Франсуа (Clément François) из Барселонского университета. В их исследовании приняли участие шесть четырехлетних детей, перенесших ишемический (вследствие закупорки или сужения сосудов) инсульт левого полушария, а также девять детей того же возраста без перенесенной травмы головного мозга.

Все участники прошли несколько тестов на оценку когнитивных функций (памяти, внимания, способности к обучению и других), словарного запаса, фонологического производства (в частности, правильности произношения отдельных звуков и слов) и сложности и полноты речевого производства (для этого анализировали целые образцы речи участников: например, количество различных слов в рассказанных ими историях, а также присутствие пауз и запинок). После этого ученые провели два фМРТ-эксперимента: в состоянии покоя для дальнейшего изучения целостности тканей и трактов головного мозга, а также эксперимент, в ходе которого изучалась активность мозга при прослушивании рассказов.

В целом дети, перенесшие инсульт, не отличались от своих ровесников из контрольной группы по основным показателям оценки когнитивных способностей: их показатели находились на среднем уровне, характерном для нормального развития четырехлетних детей. Тем не менее, показатели способностей к фонологической обработке, запоминанию речи и другой информации находились на уровне чуть ниже нормы. При этом существенные нарушения в понимании и производстве речи наблюдались только у одного ребенка из группы перенесших инсульт: его речь отличалась значительно (p = 0,002) сниженной сложностью.

Оценка полученного вследствие инсульта повреждения головного мозга указала на основную потерю белого, но не серого вещества: наблюдалось это у четырех из шести детей, что позволило ученым вынести предположение, что в ходе перенесенного инсульта пострадали именно тракты белого вещества. В ходе фМРТ-эксперимента с прослушиванием историй у детей, перенесших инсульт, наблюдалась повышенная активность средней височной и нижней лобной извилин в правом полушарии в контрасте с теми же участками, которые активны у неповрежденного мозга в левом полушарии. Что касается анатомических особенностей правого полушария мозга таких детей, то ученые заметили хорошую сохранность трактов белого вещества, которые соединяют речевые центры в лобной и височной долях — опять же, точно так же, как и в левом полушарии мозга без перенесенного инсульта. Интересно, что прочность этих трактов положительно коррелировала (p < 0,0001) с результатами речевых тестов: другими словами, от того, насколько хорошо речь реорганизовалась в правом полушарии после повреждения левого, зависело то, насколько были сохранны речевые функции ребенка.

При невозможности нормального развития речевых функций посредством левого полушария, заключают авторы, происходит их реорганизация в правом: повреждение речевых центров левого полушария в процессе внутриутробного развития приводит к тому, что присущие им функции берут на себя те же самые области в неповрежденном полушарии. При этом успех развития речевых функций, в частности, зависит от того, насколько такой перенос прошел успешно: то есть как хорошо выстроились необходимые связи в новых участках. Зависит это от межполушарной пластичности — то есть того, насколько хорошо участки двух полушарий соединены друг с другом функционально; при этом успешность развития речевых навыков при перенесенном инсульте все равно, вероятно, зависит от поведенческого развития ребенка: все участники из активной экспериментальной группы проходили занятия у логопедов и других специалистов по речевому развитию. 

Также стоит отметить и то, что новые данные, полученные учеными, говорят о пластичности развития речевых функций в головном мозге. В частности то, что при повреждении левого полушария его функции производства и понимания речи берет на себя правое, говорит о том, что латерализация этих функций достаточно пластична и не формируется до конца во время внутриутробного развития.

Следует еще раз уточнить, что для восстановления речевых функций после инсульта необходима интенсивная терапия. Она требует постоянного мониторинга речи пациента: чаще всего это делается с помощью анализа аудиозаписей, но существуют и другие методы. Например, в прошлом году американские инженеры представили специальный накожный сенсор, который повышает точность анализа речи, регистрируя движения голосовых складок. 

Елизавета Ивтушок

Оставшееся целым полушарие мозга обросло прочными функциональными связями

Dorit Kliemann et al. / Cell Reports, 2019

Американские ученые выяснили, что при полном или частичном удалении одного из полушарий головного мозга основные функциональные связи реорганизуются и становятся прочнее. Для этого они изучили функциональную структуру мозга шести взрослых пациентов, в детстве переживших гемисферэктомию — полное или частичное удаление одного из полушарий. Более прочные (по сравнению со здоровым мозгом) связи, по-видимому, и обеспечивают нормальную работу когнитивных и моторных функций пишут ученые в Cell Reports.

Нейроны в головном мозге связаны в одну общую сеть, причем как на молекулярном уровне, так и функционально: на связях между разными отделами мозга полностью строится его работа. Разумеется, если повреждается какой-то из отделов мозга, то связь его с другими отделами нарушается — и это в итоге приводит к потере функций. Например, инсульт, сопровождающийся кровоизлиянием в левом полушарии, приводит к потере части речевых функций — афазии. 

Мозг, однако, достаточно пластичен, и пластичности его хватает для того, чтобы нейронные связи реорганизовались, а функции, которые ранее выполняли поврежденные участки, перешли к другим отделам. Разумеется, этому предшествует длительный процесс реабилитации, который может занять несколько лет; при этом механизм того, как именно связи восстанавливаются (в особенности при достаточно обширных нарушениях) до сих пор неясен до конца.

Ученым под руководством Дорит Климан (Dorit Kliemann) из Калифорнийского технологического института удалось изучить восстановление функциональных связей в мозге шести пациентов, переживших гемисферэктомию в детском возрасте. Несмотря на отсутствие обширной части мозга как в левом, так и в правом полушарии, все пациенты отличались нормальными когнитивными и физическими способностями — во многом за счет того, что пережили операцию в раннем возрасте (от нескольких месяцев до 11 лет; на момент проведения исследования самим пациентам было от 20 до 31 года). 

Работу мозга пациентов изучили с помощью фМРТ покоя — этот метод позволяет оценить функциональные связи головного мозга вне выполнения каких-либо заданий и воздействия какой-либо стимуляции. Всего исследователи сосредоточились на семи функциональных связях, которые суммарно покрывают практически всю кору в обоих полушариях: зрительная, соматомоторная, дорсальный и вентральный зрительные пути, связанные с работой внимания, лимбическая система, связь, отвечающая за когнитивный контроль, а также сеть пассивного режима работы мозга.  

Схематичное распределение изученных связей на мозге пациента с прооперированным правым полушарием

Dorit Kliemann et al. / Cell Reports, 2019

Результаты, полученные для пациентов, сравнили с шестью здоровыми участниками контрольной группы, подобранными по демографическим показателям. Ученые выяснили, что, по сравнению с контрольной группой, изученные функциональные связи в мозге пациентов были значительно прочнее (в особенности — у двух пациентов), но при этом организованы были так же: например, наблюдалась характерная слабая связь между разными сетями.

Матрица корреляций изученных функциональных связей. HS — пациенты (для каждого в отдельности и для всех вместе), CNT — контрольная группа

Dorit Kliemann et al. / Cell Reports, 2019

По-видимому, за время, прошедшее с операции по удалению части мозга, связи успели организоваться таким образом, чтобы занимать целые участки. Например, это было хорошо заметно по сети пассивного режима, которая обычно занимает оба полушария: у пациентов, в зависимости от очага повреждения, она была хорошо сохранения либо в одном, либо в другом полушарии.

Образование более прочных связей, таким образом, может служить механизмом восстановления работы мозга после повреждения. У изученных пациентов это проявляется лучшим возможным образом: несмотря на отсутствие обширных участков мозга, их когнитивные функции находятся на уровне нормы. При этом успех такой реорганизации, по-видимому, не зависит от возраста проведения гемисферэктомии и размера вырезанного участка: наиболее прочные функциональные связи наблюдались у пациента, который лишился половины правого полушария в возрасте трех месяцев, и пациентки, у которой в возрасте семи лет вырезали правое полушарие практически полностью.

Определенные функции головного мозга могут восстанавливаться даже в том случае, если поврежден или удален ключевой в их работе участок. Например, это работает для обонятельной системы: недавно ученые рассказали о нескольких пациентках, которые могут чувствовать запахи без обонятельных луковиц. Впрочем, как именно это происходит, пока что неясно.

Елизавета Ивтушок

Функциональная специализация полушарий головного мозга

Это – четвертая часть статьи «Психосоциальные аспекты нарушения слуха». Начало смотрите здесь.
Источник: Psycho-social principles of hearing impairment. Max S. Chartrand. Перевод Т. Гвелесиани.

С интерпретативной точки зрения, «процесс освоения» языка (или символов, которые мы называем языком) носит достаточно латерализованный (специализированный) характер, т.к. разные отделы мозга по-разному обрабатывают полученную информацию и по-разному реагируют на нее. Можно сказать, что понимание языка складывается из двух различных составляющих – вербальной и невербальной. Вербальная составляющая реализуется преимущественно в височной доле ЛЕВОГО ПОЛУШАРИЯ, где физически располагаются область Вернике (отвечающая за рецептивный язык) и область Брока (отвечающая за экспрессивный язык).

Обе эти важнейшие области языковой обработки находятся в левом полушарии. Поэтому левое полушарие занимается в основном абстрактной, логической и технической интерпретацией языка – понятиями «что?» и «о чем?». Поскольку правое ухо преимущественно латерализуется в левое полушарие, мы часто называем феномен лучшего использования и сохранения информации, поступившей справа, преимуществом правого уха (Hellige, 1993). Аспект преимущества правого уха особенно важен в процессе реабилитации, при выборе параметров настройки, а также монауральной или бинауральной коррекции.

ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ – преимущественно посредством левого уха – выполняет другую, но не менее важную, функцию. С помощью правого полушария осуществляется пространственная, глобальная, контекстуальная и эстетическая интерпретация речи – «невербальная” составляющая общения. Таким образом, правое полушарие больше настроено на эмоции и способно «прочитать» подразумеваемый смысл речевого сообщения, не вдаваясь в логику (или ее отсутствие). Эта способность, сильнее развитая у женщин, часто именуется “интуицией” (Johnson, 1986). В реальности это проявляется в способности женщин слушать обоими полушариями (вспомните бóльшие размеры мозолистого тела у женщин).

Приведем другой пример взаимосвязи двух полушарий: С «точки зрения» правого полушария, формирующего общую картину мира вокруг нас, обсуждать различия между теорией относительности Эйнштейна и физическими законами Ньютона, вися на кончиках пальцев над пропастью, по крайней мере, странно. В контексте ситуации правое (холистическое) полушарие заставит левое (абстрактное) полушарие временно «замолчать». Не исключено, что правое полушарие передаст левому часть своих задач, решение которых необходимо для выхода из сложившейся критической ситуации. Но чаще всего оно (правое полушарие) полностью принимает на себя управление организмом, включая выброс адреналина и активацию реакции «сражаться или убегать”. По возвращении на твердую почву левое полушарие примет участие в реализации посткризисных мер.

Забавное описание взаимодействия правого и левого полушарий можно найти у Williams (1993):
В отличие от доктора Джекилла и мистера Хайда, полушария не игнорируют друг друга, действуя совершенно независимо. Наше сильное левое полушарие не опутывает более слабое правое полушарие своим серым веществом. Оно не посмеет этого сделать, потому что правое полушарие в отместку вышибет из него дух, пока оно спит.

Напротив, будучи функционально различными, наши полушария работают вместе, пользуясь многочисленными связующими путями, находящимися в мозге. Каждое полушарие играет свою особую роль в приеме, отборе и восприятии бессчётных стимулов, ежесекундно бомбардирующих нас. Жизнь без одного из полушарий была бы опасной и унылой, потому что мы пропускали бы много внешних стимулов.

Можете ли вы предложить лучший аргумент в пользу ношения слуховых аппаратов на обоих ушах?

Новый взгляд на значение бинаурального восприятия

Поскольку значительная часть акустической информации, поступающей в правое полушарие человеческого мозга, кодируется и передается левым ухом, мы не можем сбросить его со счетов. Напротив, для нормального развития вербального и невербального языкового общения необходимо нормальное функционирование обоих ушей, латерализованных относительно «своих» полушарий. Наиболее эффективная реабилитация двусторонней тугоухости на символическом уровне слуха зависит от бинауральной коррекции дефекта слуха.

Другие бинауральные слуховые функции, такие как бинауральная суммация, бинауральное шумоподавление, бинауральная интеграция, пространственное отображение и локализация, также реализуются обоими полушариями. Однако, они не заложены генетически. Эти функции развиваются и созревают в процессе слушания, прислушивания и общения. Иными словами, это приобретаемые навыки. Например, в дополнение к навыку языкового общения, большинство нормально развивающихся детей вырабатывают соответствующие навыки внимания и слуховой концентрации не ранее, чем к 6-7-летнему возрасту. В дальнейшем это помогает им в сложной акустической обстановке школьного класса (Phillips, 1976). Способность управлять вниманием и отсеивать малозначимые или ненужные звуки (способность отделять речь от шума) развивается в результате постоянного двустороннего воздействия звуковой среды. Более того, постлингвальное ухудшение остроты слуха может вызвать специфическое временное нарушение центральной слуховой обработки, называемое фонематической регрессией (Delk, 1991). Это непропорциональное (относительно степени тугоухости) нарушение разборчивости речи, которое может сохраняться на протяжении некоторого времени после начала пользования слуховыми аппаратами. Оно очень часто встречается при сенсоневральной тугоухости, долгое время не подвергавшейся коррекции (Palmer, 1995).

На противоположном отрезке жизненного пути

Недавними исследованиями установлено, что человеческий мозг обладает удивительными функциональными способностями, даже в преклонном возрасте. В рамках выполняемого в настоящее время беспрецедентного исследования влияния здоровых привычек на процесс старения, проводимого Университетом Кентукки и Национальным институтом старения, 678 пожилых монахинь римско-католического ордена Сестер Нотр-Дам разрешили ученым воспользоваться своими историями болезни и согласились на посмертное исследование своего головного мозга (Chase, 1995). Полученные на настоящий момент данные позволяют прийти к выводу о том, что наиболее интеллектуально активные сестры в меньшей степени подвержены нарушениям функции головного мозга. При этом даже симптомы естественной психической деградации проявлялись у них в минимальном объеме.

Исследуя мозг недавно скончавшейся 102-летней сестры Регины Мердженс, ученые обнаружили типичные для болезни Альцгеймера белковые бляшки. При этом, вплоть до самой кончины, у нее не было никаких признаков этого заболевания! Говорит д-р Дэвид Снойдон: “Она была одним из главных умов ордена, настоящим «золотым стандартом». Ни у одной из 150 прекративших служение сестер, средний возраст которых составляет 85 лет, как правило, нет симптомов слабоумия или болезни Альцгеймера. В чем их секрет? Они тщательно следят за своим рационом питания, не курят и сохраняют исключительную интеллектуальную и культурную активность. К числу повседневных занятий отошедших от активного служения сестер относятся разгадывание кроссвордов, уроки музыки, чтение, учеба, игра в карты и работа волонтерами. Но это еще не все…

Зимой 1994 года автор встретился с двумя сестрами ордена Нотр-Дам в Миннеаполисе, на конференции, посвященной нарушениям слуха. Вначале я решил, что их привело сюда собственное нарушение слуха (обе пользовались слуховыми аппаратами). Однако, оказалось, что они, прежде всего, хотят научиться методам помощи другим слабослышащим людям, в частности, сестрам, проживающим в уединенном монастыре, на севере штата. Обе весьма положительно отзывались о слуховых аппаратах, вспомогательных устройствах и различных «стратегиях выживания», помогающих им вести очень активную и продуктивную деятельность. Я знаю, что они все еще пребывают в добром здравии, потому что регулярно получаю от них просьбы выслать перепечатки статей, посвященных проблемам слуха. Несколько месяцев спустя я узнал, что этим двум выдающимся женщинам была посвящена статья в июльском номере журнала «Лайф» за 1994 год. Подпись под их фотографией гласила: «Монахини, которые не могут сидеть, сложа руки». Ученые всего мира признали небывалый эксперимент, на который согласились сестры этого ордена, самым революционным исследованием в истории изучения человеческого мозга. Действительно, связь между психическим здоровьем и хорошим слухом никогда не была продемонстрирована более очевидным образом!

Лауреат Нобелевской премии, гарвардский профессор Дэвид Хьюбел однажды сказал: «Мозг способен изменяться в гораздо большей степени, чем мы предполагали». Он и многие другие исследователи, занимающиеся процессом старения, обнаружили, что, несмотря на ограничения со стороны генетических факторов, человек играет главную роль в управлении скоростью старения мозга со всеми вытекающими последствиями. Как мы продемонстрируем в конце этой главы, существуют несомненные доказательства прямой корреляции между сохранностью слуха и психическим здоровьем, о чем давно догадывались практикующие аудиологи.

Психология потенциального пациента

Одной из главных ошибок исследователей, занимавшихся психологией нарушений слуха, была тенденция к чрезмерному обобщению патологии слуха и отсутствию дифференциации различных типов и степеней тугоухости. Нарушения слуха отличаются друг от друга не меньше, чем отпечатки пальцев. Различия касаются также личности, навыков и опыта пациентов. Из-за огромного количества переменных факторов нарушения слуха не укладываются в рамки традиционных статистических исследований; как правило, все сводится к описанию отдельных случаев. Поэтому, когда солидные университеты предпринимают попытки учета и анализа результатов, полученных на нормально слышащих людях, имитировавших тугоухость с помощью берушей, выводы, в лучшем случае, носят характер предположений.

Надо признать, что некоторые закономерности действительно существуют. Наиболее выраженные и впечатляющие результаты можно получить в случаях внезапной тугоухости (Menzel, Lovely, Kisch, 1995). Гораздо сложнее обнаружить аналогичные проявления в распространенных случаях постепенного прогрессирования тугоухости на протяжении 10, 20 или даже 30 лет. При этом наблюдения специалистов, работающих с пациентами, зачастую дают лучший материал для анализа изменений психосоциального поведения, чем многие формализованные исследования. Дополнительную, и зачастую не менее важную, чем сама тугоухость, роль играют такие факторы, как система социальной поддержки, внешние стресс-факторы и профессия пациента. С точки зрения реабилитации мы должны исследовать общепризнанные тенденции, связанные с нарушением слуха, в тандеме с множеством других внешних воздействий.

Обсуждая последствия различных типов тугоухости, уместно вспомнить предупреждение Sandlin (Reiter, 1990):
«…признавая единственное определение психологии нарушения слуха, специалисты сталкиваются с риском «втискивания» слабослышащего человека в конкретную личностную подгруппу и применения некоего унифицированного подхода… Каждый кандидат на использование слуховых аппаратов должен рассматриваться как мини-исследование влияния тугоухости на личность человека и психологического приспособления к тугоухости» (с. 5).

Источник: otoscop.ru

Большие полушария головного мозга — урок. Биология, 9 класс.

Если до уровня среднего мозга головной мозг является единым стволом, то, начиная со среднего мозга, происходит его разделение на две симметричные половины.

Передний мозг состоит из двух полушарий (правого и левого), соединённых мозолистым телом. Нижняя поверхность полушарий называется основанием мозга.

Развитые большие полушария мозга у человека покрывают весь средний и промежуточный мозг.

Такие психические функции, как память, речь, мышление, творческие процессы, личностные качества связаны именно с большими полушариями мозга. Функции левого и правого полушарий неравнозначны. Правое полушарие отвечает за образное мышление, левое — за абстрактное. При повреждениях левого полушария нарушается речь человека.


 

Серое вещество образует кору головного мозга.

Белое вещество образует проводящие пути полушарий. В белом веществе рассеяны ядра серого вещества (подкорковые структуры).
Деятельность всех органов человека контролируется корой больших полушарий. Кора больших полушарий головного мозга — это тонкий слой серого вещества (тел нейронов), толщиной всего несколько миллиметров, покрывающий весь передний мозг. Площадь поверхности коры составляет около 2000—2500 см² (это связано с наличием большого количества борозд и извилин). Кора обеспечивает связь организма с внешней средой, является материальной основой психической деятельности человека.

Глубокие борозды делят каждое полушарие на 4 доли: лобную, теменную, височную и затылочную. Между бороздами расположены складки коры полушарий — извилины.

 

 

Наибольшего развития у человека достигают лобные доли, отделённые от теменных долей глубокой центральной бороздой. Их масса составляет около 50% массы головного мозга.

В лобные доли приходит информация обо всех ощущениях. Здесь происходит её суммарный анализ и создаётся целостное представление об образе. Поэтому эту зону коры называют ассоциативной, именно с ней связана способность к обучению. Если лобная кора разрушена, то не возникает ассоциаций между видом предмета и его названием, между изображением буквы и звуком, который она обозначает. Обучение становится невозможным.

В височных долях расположены слуховые центры, а также центры вкуса и обоняния.

В затылочной доле расположены зрительные центры.

 

В коре больших полушарий различают следующие чувствительные и двигательные зоны:
– двигательная зона расположена в передней центральной извилине лобной доли;
– зона кожно-мышечной чувствительности расположена в задней центральной извилине теменной доли;
– зрительная зона расположена в затылочной доле;
– слуховая зона расположена в височной доле;
– центры обоняния и вкуса находятся на внутренних поверхностях височных и лобных долей.

  

Источники:

Источники:

Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г./Под ред. Пасечника В.В. Биология. 8 класс.– М.: Просвещение

Любимова З.В., Маринова К.В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс – М.: Владос

Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель

http://school-collection.edu.ru

http://up-image.ru/assotsiativnye-zony-kory-golovnogo-mozga

Нейроанатомия, полушарие мозга - StatPearls

Введение

Мозг состоит из головного мозга, мозжечка и ствола мозга. Большую часть пространства мозга занимает головной мозг. Головной мозг контролирует соматосенсорные, моторные, языковые, когнитивные мысли, память, эмоции, слух и зрение. Головной мозг разделен на левое и правое полушария глубокой продольной щелью; два полушария остаются в контакте и сообщаются друг с другом посредством мозолистого тела.Каждое полушарие подразделяется на лобную, теменную, затылочную и височную доли. Каждая доля выполняет разные функции.

Структура и функции

Поверхность головного мозга известна как кора. Он имеет толщину около двух миллиметров и имеет множество складок, образующих гребни (извилины) и бороздки (борозды). Трещина - это более глубокая роща, которая часто используется как синоним борозды. Головной мозг разделен на левое и правое полушарие продольной щелью, которая имеет много разных названий: продольная щель, церебральная трещина, срединная продольная щель, межполушарная щель.Каждое полушарие головного мозга делится на четыре отдельные доли центральной бороздой, теменно-затылочной бороздой и боковой щелью. Центральная борозда проходит от задне-медиальной к переднебоковой и отделяет лобную долю от теменной доли. Теменно-затылочная борозда отделяет теменную долю от затылочной. Боковая щель (сильвиева щель) представляет собой горизонтальную щель, расположенную сбоку и отделяющую височную долю от лобной и теменной долей.

Лобная доля

Лобная доля находится кпереди от центральной борозды и выше латеральной щели.Лобная доля далее делится на верхнюю, среднюю и нижнюю лобную извилину, первичную моторную кору и орбитальную область. Эти области объединяются, чтобы контролировать наши исполнительные и двигательные функции. Он контролирует суждение, решение проблем, планирование, поведение, личность, речь, письмо, говорение, концентрацию, самосознание и интеллект. Первичная моторная кора присутствует в прецентральной извилине лобной доли и расположена непосредственно перед центральной бороздой. Премоторная кора находится впереди первичной моторной коры.Эта область контролирует контралатеральное движение тела и конечностей. Медиальная область контролирует нижнюю конечность. Верхнебоковая область контролирует верхнюю конечность и руку. Боковая часть контролирует лицо. Некоторые части тела более иннервируются, поэтому не представляют собой пропорционально человеческое тело. Фактически, большая часть первичной моторной коры используется для тонкого управления мышцами рук, лица и губ, что хорошо представлено в модели гомункула. Внутри средней лобной извилины находится область лобного поля глаза, которая в основном отвечает за отведение глаза на противоположной стороне и ипсилатеральное приведение глаза.Зона Брока отвечает за речь и не присутствует в обоих полушариях. Вместо этого он находится в нижней лобной извилине доминирующего полушария. Доминирующим полушарием у большинства людей является левое полушарие. Таким образом, зона Брока чаще всего встречается в левой нижней лобной извилине. [1]

Теменная доля

Теменная доля находится кзади от центральной борозды и кпереди от теменно-затылочной борозды. Эта доля контролирует восприятие и ощущения.Первичная соматосенсорная кора находится в постцентральной извилине и расположена непосредственно позади центральной борозды. Первичная соматосенсорная кора контролирует осязание, температуру и боль противоположного тела. Отражая первичную моторную кору, медиальная область воспринимает нижнюю конечность, верхне-боковую область ощущает верхнюю конечность и руку, а латеральная область ощущает лицо. Подобно первичной моторной области, руки, лицо и губы занимают большую часть соматосенсорной области и также хорошо представлены в модели гомункула.Повреждение теменной доли может проявляться отсутствием этих ощущений, а также другими симптомами в зависимости от того, является ли дальнейшее повреждение доминантным или недоминантным полушарием. Повреждение доминирующей теменной доли, обычно левого полушария, проявляется аграфией, акалькулией, агнозией пальцев и дезориентацией слева направо. Проявление этих симптомов характерно для синдрома Герстмана. [2] Повреждение недоминантной теменной доли, обычно правого полушария, проявляющееся агнозией противоположной стороны света - это также называется синдромом пренебрежения полушарием.

Затылочная доля

Затылочная доля находится позади теменно-затылочной борозды и выше тенториума мозжечка. Эта доля интерпретирует зрение, расстояние, глубину, цвет и распознавание лиц. Затылочная доля получает информацию из контралатерального поля зрения обоих глаз (т.е. левая затылочная доля получает и интерпретирует информацию из правого поля зрения как от левого, так и от правого глаза) [3].

Височная доля

Височная доля находится ниже боковой щели и далее делится на верхнюю, среднюю и нижнюю височную извилину.Эта доля контролирует понимание языка, слух и память. Зона Вернике отвечает за понимание речи, и она не встречается в обоих полушариях. Подобно области Брока, область Вернике находится в верхней височной извилине доминирующего полушария, которым обычно является левое полушарие. Таким образом, область Вернике чаще всего находится в верхней височной извилине. Первичная слуховая кора находится в верхней височной извилине и обрабатывает большую часть слуховой информации из контралатерального уха и некоторой части из ипсилатерального уха. Височная доля сообщается с гиппокампом и миндалевидным телом, чтобы сформировать воспоминания. [4]

Нервы, которые проходят в мозг и из него, состоят из дендритов, тела клетки, аксона и окончания аксона. Серое вещество обычно используется как синоним коры. Однако серое вещество означает, что аксоны, которые не являются миелинизированными, выглядят серыми. Серое вещество также можно найти в глубоких структурах. Под корой находится белое вещество, что означает, что аксоны миелинизированы и выглядят белыми. Белое вещество получает и отправляет сигналы в мозг и из него и позволяет быстро обмениваться данными между различными частями мозга благодаря их миелинизированным аксонам.Серое вещество коры головного мозга интерпретирует сигналы, полученные от разных частей тела, а затем отправляет ответный сигнал.

Эмбриология

Хорда посылает сигналы и побуждает вышележащую эктодерму формировать нервную трубку, которая будет создавать всю нервную систему. К четвертой неделе нервная трубка формируется в передний мозг (передний мозг), средний мозг (средний мозг) и задний мозг (ромбовидный мозг). Передний мозг развивается в конечный мозг и промежуточный мозг. Конечный мозг развивается в полушария головного мозга.[5]

Кровоснабжение и лимфатика

Кровь, поступающая в мозг, снабжается кровью через левую и правую внутренние сонные артерии, а также левую и правую позвоночные артерии. Две позвоночные артерии идут кзади и объединяются, образуя базилярную артерию. Внутренняя сонная и базилярная артерии соединяются в основании мозга, где они образуют анастомоз, называемый Виллизиевым кругом. От круга отходят передняя, ​​средняя и задняя мозговые артерии, питая разные области каждого полушария.Внутренние сонные артерии снабжают кровью переднюю и среднюю артерии. Позвоночные артерии снабжают кровью задние мозговые артерии. [6] [7] [8] [9]

Передняя мозговая артерия снабжает переднемедиальную поверхность каждого полушария. Переднемедиальная поверхность каждого полушария содержит моторную и соматосенсорную область, которая контролирует мотор и сенсы контралатеральной нижней конечности. Средняя мозговая артерия обеспечивает кровоснабжение боковой поверхности каждого полушария.Важными областями на боковой поверхности являются моторная и соматосенсорная область контралатеральной верхней конечности и лица. Кроме того, есть также область Брока, область Вернике, доминантное полушарие и недоминантное полушарие. Задняя мозговая артерия снабжает заднюю и нижнюю поверхности каждого полушария. Задняя мозговая артерия снабжает затылочную долю. Области водораздела - это области мозга, которые находятся между двумя церебральными артериями. Эти области получают двойное питание от дистальных ветвей мозговых артерий.

Вена отводит кору и более глубокие слои мозга в ряд синусов, которые в конечном итоге впадают во внутренние яремные вены. Венозная система делится на поверхностную и глубокую. Дренирование поверхностной поверхности обоих полушарий происходит через сагиттальные пазухи. Задний отдел дренируется в поперечные пазухи. Более глубокие структуры попадают в большой мозг Галена и прямой синус. Эти синусы впадают во внутренние яремные вены и правое сердце.[10] [11]

Физиологические варианты

Голопрозэнцефалия

Неспособность переднего мозга разделиться на левое и правое полушарие приводит к голопрозэнцефалии. Голопрозэнцефалия бывает различной степени тяжести, от неполного разделения до отсутствия разделения полушарий. Умеренная голопроэнцефалия может проявляться расщелиной губы и неба. Тяжелая форма может проявляться циклопией. Голопрозэнцефалию можно увидеть при трисомии 13, а также может присутствовать при других хромосомных аномалиях.[12]

Анэнцефалия

Отказ ростральной нервной трубки приводит к анэнцефалии, врожденному дефекту, при котором мозг, скальп и череп не образуются. Младенец с анэнцефалией в основном рождается мертворожденным, а выжившие умирают в течение нескольких часов или недель [13].

Лиссэнцефалия

Лиссэнцефалия - это заболевание, при котором мозг не может образовывать складки, что приводит к отсутствию бороздок и извилин. [14]

Хирургические аспекты

Пациентам с эпилепсией с лекарственной устойчивостью может быть полезно хирургическое удаление эпилептогенной области - определение того, где эпилептогенная зона является первым важным шагом.Если зона находится в непосредственной близости от какой-либо важной области мозга, которая является ключевой в повседневной жизни, такой как область Брока или Вернике, необходимо дальнейшее рассмотрение и планирование, чтобы определить, безопасна ли зона для резекции.

То же самое и с опухолями головного мозга. Определите местоположение и решите, что удалить его безопасно.

Клиническая значимость

Одним из клинических значений знания различных областей, функций и артериального снабжения полушарий головного мозга является знание того, какая область мозга пострадала в результате инсульта.Передняя мозговая артерия снабжает моторную и соматосенсорную функции противоположной нижней конечности. Следовательно, все, что влияет на нормальный приток крови к передней мозговой артерии, приведет к двигательной слабости и потере чувствительности в противоположной нижней конечности. Средняя мозговая артерия снабжает моторную и соматосенсорную функции противоположной стороны лица, губы и верхней конечности. Следовательно, все, что влияет на нормальный приток крови к средней мозговой артерии, приведет к двигательной слабости и потере чувствительности на противоположном лице, губе и верхней конечности.[8] Если поражена левая средняя мозговая артерия, также могут быть затронуты области Брока и Вернике (обычно левое полушарие). Человек будет с трудом говорить и понимать. Задняя мозговая артерия снабжает затылочную долю контралатерального поля зрения. Следовательно, все, что влияет на приток крови к задней мозговой артерии, может проявляться контралатеральной гемианопсией. После того, как инсульт распознан, важно определить, является ли причина ишемией или кровотечением, поскольку лечение отличается.Распознавание признаков и симптомов инсульта важно, потому что чем дольше инсульт остается без лечения, тем хуже прогноз и последствия.

Аневризма артерий головного мозга может влиять на кровоток и сдавливать полушария головного мозга и проявляется по-разному в зависимости от того, какая область поражена. Наиболее частым местом аневризмы является передняя мозговая артерия и передняя соединительная артерия. Аневризма передней мозговой артерии может проявляться онемением и слабостью контралатеральной нижней конечности, в то время как аневризма средней мозговой артерии может проявляться онемением и слабостью на противоположной стороне лица и верхней конечности.Однако в большинстве случаев аневризмы клинически не проявляются до тех пор, пока не разрываются субарахноидальные кровоизлияния и сопровождаются сильной головной болью.

Прочие проблемы

Любые состояния, влияющие на головной мозг и его серое и белое вещество, могут изменить его нормальную функцию. В полушариях могут развиваться первичные опухоли головного мозга. Мультиформная глиобластома - это злокачественная первичная опухоль головного мозга, которая обычно обнаруживается в полушарии головного мозга и может пересекать мозолистое тело. Олигодендроглиома - еще одна первичная опухоль головного мозга, которая обычно поражает лобную долю.Менингиома может сдавливать соседние церебральные структуры. Рассеянный склероз - это аутоиммунная демиелинизация головного и спинного мозга. Чаще всего поражает белых женщин в возрасте от 20 до 30 лет и проявляется сканирующей речью, интенционным тремором и нистагмом. Одним из инструментов диагностики рассеянного склероза является визуализация перивентрикулярной бляшки на магнитно-резонансной томографии (МРТ), которая представляет области демиелинизации аксонов.

Нейродегенеративное заболевание, поражающее корковый слой, приводит к снижению когнитивных способностей и памяти.Одной из наиболее частых причин деменции у пожилых людей является болезнь Альцгеймера, которая возникает в результате широко распространенной корковой атрофии. Вторая по распространенности причина деменции - сосудистая деменция, которая вызывается множественными инфарктами в корковые области. Лобно-височная деменция возникает из-за образования лобной и височной долей и проявляется изменениями личности и поведения. Деменция с тельцами Леви - это деменция и галлюцинации, вызванные тельцами Леви, расположенными в коре головного мозга.

Повышение квалификации / обзорные вопросы

Рисунок

Артерии основания головного мозга.Предоставлено Gray's Anatomy Plates

Рисунок

Наружная поверхность полушария головного мозга; показаны области, снабжаемые церебральными артериями, синие области поставляются передней мозговой артерией, розовые области поставляются средней мозговой артерией, желтые области поставляются задней мозговой артерией. (подробнее ...)

Рисунок

Мозг, Энцефалон, Связи нескольких частей мозга, Большой мозг, Мозжечок, Мост, Церебральный; Начальство; Середина; Нижний цветонос, продолговатый мозг.Предоставлено анатомическими пластинами Грея

Рисунок

Основные трещины и доли головного мозга при осмотре сбоку, лобная доля, теменная доля, височная доля, затылочная доля. Предоставлено Gray's Anatomy Plates

Рисунок

Гомонкул: сенсорные и моторные. Изображение предоставлено S. Bhimji MD

Ссылки

1.
Stinnett TJ, Reddy V, Zabel MK. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 10 августа 2020 г.Нейроанатомия, область Брока. [PubMed: 30252352]
2.
Алтабахи И. В., Лян Дж. В.. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 5 сентября 2020 г. Синдром Герстмана. [PubMed: 30137813]
3.
Рехман А., Аль Халили Ю. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2020 г. Нейроанатомия, затылочная доля. [PubMed: 31335040]
4.
Джавед К., Редди В., М. Дас Дж, Вротен М. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2020 г.Нейроанатомия, Площадь Вернике. [PubMed: 30422593]
5.
Эльшазли М., Лопес М.Дж., Редди В., Кабан О. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 30 апреля 2020 г. Эмбриология, центральная нервная система. [PubMed: 30252280]
6.
Конан Л. М., Редди В., Месфин Ф. Б. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2020 г. Нейроанатомия, Церебральное кровоснабжение. [PubMed: 30335330]
7.
Avci E, Fossett D, Aslan M, Attar A, Egemen N.Ветви передней мозговой артерии около комплекса передней соединительной артерии: анатомическое исследование и хирургическая перспектива. Neurol Med Chir (Токио). 2003 июл; 43 (7): 329-33; обсуждение 333. [PubMed: 12924591]
8.
Navarro-Orozco D, Sánchez-Manso JC. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 22 августа 2020 г. Нейроанатомия, средняя мозговая артерия. [PubMed: 30252258]
9.
Джавед К., Редди В., М. Дас Дж. StatPearls [Интернет].StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2020 г. Нейроанатомия, задние мозговые артерии. [PubMed: 30860709]
10.
Уддин М.А., Хак Т.У., Рафик М.З. Анатомия церебральной венозной системы. J Pak Med Assoc. 2006 ноя; 56 (11): 516-9. [PubMed: 17183980]
11.
Килич Т., Акакин А. Анатомия мозговых вен и пазух. Front Neurol Neurosci. 2008; 23: 4-15. [PubMed: 18004050]
12.
Dubourg C, Bendavid C, Pasquier L, Henry C, Odent S, David V.Голопрозэнцефалия. Orphanet J Rare Dis. 2 февраля 2007 г .; 2: 8. [Бесплатная статья PMC: PMC1802747] [PubMed: 17274816]
13.
Голе Р.А., Мешрам П.М., Хаттангди СС. Анэнцефалия и связанные с ней пороки развития. J Clin Diagn Res. 2014 сентябрь; 8 (9): AC07-9. [Бесплатная статья PMC: PMC4225866] [PubMed: 25386414]
14.
Mochida GH. Генетика и биология микроцефалии и лиссэнцефалии. Semin Pediatr Neurol. 2009 сентябрь; 16 (3): 120-6. [Бесплатная статья PMC: PMC3565221] [PubMed: 19778709]

Полушария головного мозга | BioNinja

Понимание:

• Полушария головного мозга отвечают за функции высшего порядка


Головной мозг состоит из двух полушарий, которые отвечают за функции высшего порядка и сложные навыки

  • Эти функции включают память, речь, когнитивное мышление, решение проблем, внимание и эмоции


Не все сложные задачи в равной степени представлены оба полушария головного мозга - некоторые виды деятельности локализованы с одной стороны

  • Производство речи координируется областью Брока, расположенной в левой лобной доле мозга


Информация может передаваться между двумя полушариями с помощью пучок миелинизированных нервных волокон, встроенных в головной мозг

  • Эти волокна образуют мозолистое тело для облегчения межполушарной коммуникации

Латерализация функции мозга

Понимание:

• Левое полушарие головного мозга получает сенсорные сигналы от сенсорных рецепторов в правой части тела

и правой стороне поля зрения обоих глаз и наоборот для правого полушария


Левое полушарие головного мозга отвечает за обработку сенсорной информации с правой стороны тела (и наоборот)

  • Тактильные ощущения с левой стороны тела обрабатываются правой частью мозга (в соматосенсорной коре )
  • Объекты на левой стороне поля зрения обоих глаз обрабатываются на правой стороне зрительной коры


Обработка информации на противоположной стороне тела называется контралатеральной обработкой (та же сторона = ипсилатеральный)

  • Тактильная информация с левой стороны тела передается на правую сторону в спинной мозг или ствол головного мозга
  • Визуальная информация из левого поля зрения передается в правое полушарие головного мозга через перекрест зрительных нервов

Понимание:

• Левое полушарие головного мозга контролирует сокращение мышц в правой части тела и наоборот для правого полушария



Левое полушарие головного мозга также отвечает за обработку моторной информации для правой стороны тела (и наоборот)

  • Мышечные сокращения координируются моторной корой (премоторная кора = подготовка; первичная моторная кора = выполнение)


Следствием этой контралатеральной обработки является то, что повреждение одной стороны мозга затрагивает другую сторону тела

  • Например, удар в левом полушарии может вызвать паралич правой стороны тела

Контралатеральная обработка

Полушария головного мозга: топография | Kenhub

Топография полушарий головного мозга: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». - Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Автор: Лоренцо Крамби, бакалавр наук • Рецензент: Димитриос Митилинайос MD, PhD
Последняя редакция: 31 мая 2021 г.
Время чтения: 11 минут

Головной мозг - самая большая часть мозга, охватывающая все три черепные ямки. Составные части можно классифицировать в зависимости от их эмбриологического происхождения, функциональных ролей или топографии.В этой статье мы рассмотрим организацию мозга по отношению к последнему. Кроме того, в статье будет рассматриваться головной мозг с разных точек зрения, поскольку некоторые структуры видны только под определенным углом.

Во-первых, головной мозг разделен на два полушария - левое и правое - falx cerebri (нижняя проекция твердой мозговой оболочки, содержащая верхние и нижние сагиттальные синусы) вдоль продольной церебральной щели .Каждое полушарие может быть разделено на доли , названных в соответствии с черепными костями, под которыми они расположены. Есть одно исключение из этого правила, о котором мы поговорим позже.

Передний мозг в процессе развития подвергается значительной складчатости. Это привело к тому, что поверхность коры головного мозга образовала огромное множество холмов и долин. Холмы известны как извилины (дольки) , а долины - борозды (или трещины ).Следует отметить, что мягкая мозговая оболочка (внутренний самый менингеальный слой) тесно связана с тканью мозга и следует за ней в борозды.

И наоборот, паутинная оболочка (средний менингеальный слой) покрывает извилины и покрывает борозды (не входя в депрессию).

Поперечный разрез головного мозга с выделением церебрального ястреба

Вид сбоку

Борозды и доли

Знание бороздок помогает идентифицировать разные доли.Самая большая борозда - это центральная борозда Роландо . Это структура по средней линии, которая отделяет лобную долю (расположена спереди) от теменной доли .

Боковая борозда Sylvius (или сильвиева борозда) представляет собой нижнебоковую борозду, которая отделяет височную долю от лобной и теменной долей (обе находятся выше борозды).

Преокципитальная вырезка - это задне-нижняя точка, которая ограничивает переход от височной доли к затылочной доле .Воображаемая линия от преокципитальной выемки до теменно-затылочной борозды также помогает определить границу между теменной и затылочной долями. Горизонтальная воображаемая линия, идущая от верхней части сильвиевой щели и пересекающая ранее описанную линию, также поможет обозначить переход от теменной доли к височной доле.

Лобная доля

Лобная доля занимает переднюю черепную ямку.Он состоит из четырех извилин - верхней, средней, нижней и прецентральной, которые отделены друг от друга верхней лобной, нижней лобной и прецентральной бороздами. Верхняя лобная извилина краниальна по отношению к верхней лобной борозде .

Ниже этой борозды находится средняя лобная извилина , а каудальнее от нее - нижняя лобная борозда и извилина . Все три извилины находятся кпереди от вертикальной прецентральной борозды и извилины (извилина расположена непосредственно кпереди от центральной борозды Роландо).

Нижняя лобная извилина далее подразделяется на три части передней и восходящей ветвями боковой борозды Сильвия. Кпереди от передней ветви находится pars orbitalis нижней лобной извилины. Между передней и восходящей ветвями проходит pars triangularis . Наконец, кзади от восходящей ветви находится pars operculum , которая также ограничена сзади сильвиевой щелью задней ветви .

височная доля

Височную долю можно найти в средней черепной ямке. Имеет три извилины и две борозды. Верхняя височная извилина расположена каудальнее сильвиевой щели, но краниальна по отношению к верхней височной борозде . Средняя височная извилина лежит между верхней и нижней височной бороздой ; в то время как нижняя височная извилина находится ниже последней борозды.

Теменная доля

В теменной доле также три извилины и две борозды.Центральная борозда Роландо является его передней границей постцентральной извилины . Кзади от постцентральной извилины находится постцентральная борозда . Внутри теменная борозда (примерно перпендикулярно постцентральной борозде) проходит к затылочной доле с верхней теменной долей вверху и нижней теменной долей внизу . Последняя далее подразделяется на надмаргинальную извилину , спереди и угловую извилину , сзади.

Постцентральная извилина теменной доли, прецентральная извилина лобной доли и парацентральная извилина (на медиальной поверхности мозга) вместе именуются центральной долей мозга . Это не официальный термин, который можно найти в ТА, но в последнее время все больше и больше нейробиологов считают, что каждая сенсомоторная область коры имеет свои особенности и должна рассматриваться как отдельная доля. В Kenhub мы следуем более официальной терминологии, которую можно найти в классических учебниках нейроанатомии, и мы не описываем эту часть мозга как отдельную долю.

Insula

Если верхний и нижний края сильвиевой щели втянуты соответственно выше и ниже, можно увидеть пятую долю. Insula (или остров Reil) - это глубокая доля головного мозга с двумя бороздами и двумя извилинами. Есть короткая извилина , которая расположена спереди, и длинная извилина сзади. Между обеими извилинами находится центральная борозда островка . Круговая борозда проходит по медиальным частям крышек лобных, теменных, глазничных и височных долей.

Островок (вид сбоку-слева)

Затылочная доля

Затылочная доля - самая задняя из пяти долей. Он занимает заднюю черепную ямку и имеет в своем веществе несколько борозд. Имеется небольшая боковая проекция калькариновой борозды , поперечной затылочной борозды и непостоянной полулунной борозды . Извилины затылочной доли лучше видны, если смотреть на головной мозг медиально.

Медиальный вид

На сагиттальном разрезе по продольной церебральной трещине видна медиальная поверхность головного мозга.С этой точки зрения можно лучше оценить дополнительные извилины и борозды ранее упомянутых лепестков.

Борозды и извилины

Ниже колена мозолистого тела и впереди от терминальной пластинки гипоталамуса находится подкаллозальная извилина . Поясная извилина начинается непосредственно перед парольфакторной областью (ниже колена мозолистого тела) и повторяет контур комиссурального тела и мозолистую борозду .Поясная борозда превосходит поясную извилину и отделяет ее от медиальной лобной извилины.

Медиальная лобная извилина сзади ограничена парацентральной бороздой . Кзади от парацентральной дольки (которая находится позади парацентральной борозды и содержит небольшой медиальный выступ центральной борозды Роландо) поясная борозда проходит вверх и становится краевой бороздой . Долька сразу позади маргинальной борозды - это предклинье .Он отделен кзади от cuneus теменно-затылочной бороздой.

Калькариновая борозда проходит горизонтально от затылочного полюса до теменно-затылочной борозды сразу позади венозного соединения большой вены Галена и прямого синуса. Ниже калькариновой борозды находится язычная извилина затылочной доли, которая опирается на мозговую поверхность tenorium cerebelli (примерно горизонтальная проекция твердой мозговой оболочки).

Промежуточный мозг

На медиальной проекции также видны диэнцефальные структуры головного мозга. мозолистое тело можно увидеть выгнутым переднезадним, глубоко внутри головного мозга. Под ним находится прозрачная перегородка, которая соединяет последний спереди со сводом.

Медиальная стенка таламуса и его межталамическая адгезия каудальнее свода и сосудистого сплетения третьего желудочка. Гипоталамическая борозда , отмечающая границу между таламусом и гипоталамусом , также проходит переднезадним ходом от передней комиссуры до отверстия церебрального водопровода.Ниже гипоталамуса находится перекрест зрительных нервов и гипофиз головного мозга . Наконец, задне-верхним таламусом находится эпиталамус (габенулярное ядро ​​и шишковидная железа).

Промежуточный мозг (вид медиально)

Вид снизу

Лобная доля

Нижний вид мозга показывает больше деталей лобной, височной и затылочной долей. На лобной доле (от медиального к латеральному) между продольной церебральной трещиной и обонятельной бороздой находится прямая извилина (прямая извилина).Обонятельная борозда, более латеральная, чем прямая извилина, обеспечивает путь обонятельному тракту к месту назначения. Также есть две орбитальные борозды и две орбитальные извилины , обнаруженные на нижней стороне лобной доли.

Височная доля

uncus височной доли латеральнее гипофиза головного мозга, tuber cinereum, маммиллярных тел и задней перфорированной субстанции (в межпедикулярной ямке).Он также находится кзади от переднего перфорированного вещества и кпереди от голени головного мозга и латерального коленчатого тела таламуса. Он примыкает к парагиппокампальной извилине. Парагиппокампальная извилина латерально ограничена ринальной бороздой спереди и задней коллатеральной бороздой. Она также продолжается сзади в виде медиальной затылочно-височной извилины . Коллатеральная борозда служит медиальной границей для боковой затылочно-височной извилины , которая ограничена латерально затылочно-височной бороздой .

Особенности

Вид сбоку

  • Центральная борозда Роландо
  • Боковая борозда Сильвия
  • Теменно-затылочная борозда
Лобная доля
  • Верхние / средние / нижние лобные извилины и борозды
  • Прецентральная борозда и извилина
Височная доля
  • Верхние / средние / нижние височные извилины и борозды
Теменная доля
  • Постцентральная борозда и извилина
  • Внутри теменная борозда
  • Верхние / нижние теменные доли
  • Супрамаргинальная извилина
  • Угловая извилина
Insula
  • Извилина короткая
  • Длинная извилина
  • Центральная борозда островка
  • Круговая борозда
Затылочная доля
  • Калькариновая борозда
  • Поперечная затылочная борозда
  • Полулунная борозда

Медиальный вид

  • Подколлозальная извилина
  • Поясная извилина
  • Мозолистая борозда
  • Поясная борозда
  • Медиальная лобная извилина
  • Краевая борозда
  • Precuneus
  • Куней
  • Калькариновая борозда
  • Лингвальная борозда
  • Промежуточный мозг

вид снизу

Лобная доля
  • Прямая мышца извилины
  • Обонятельная борозда
  • Орбитальные борозды и извилины
Височная доля
  • Ункус
  • Парагиппокампальная извилина
  • Ринальная борозда
  • Медиальная затылочно-височная извилина
  • Коллатеральная борозда
  • Боковая затылочно-височная извилина
  • Затылочно-височная борозда

Топография полушарий головного мозга: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». - Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Показать ссылки

Артикул:

  • Неттер, Ф. Атлас анатомии человека. 6-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Elservier: Saunders, 2014, стр.106-108.
  • Снелл, Р. Клиническая нейроанатомия. 7-е изд. Филадельфия: Wolters Kluwer Health / Lippincott Williams & Wilkins, 2010, стр.257-262.

Иллюстраторы:

  • Поперечное сечение мозга с выделением церебрального сокола - Национальная медицинская библиотека
  • Insula (вид сбоку-слева) - Пол Ким
  • Промежуточный мозг (вид со стороны) - Пол Ким
© Если не указано иное, все содержимое, включая иллюстрации, является исключительной собственностью Kenhub GmbH и защищено немецкими и международными законами об авторских правах. Все права защищены.

Головной мозг - доли - сосудистая сеть

Головной мозг - самая большая часть головного мозга, расположенная кверху и кпереди по отношению к стволу мозга.Он состоит из двух полушарий головного мозга (левого и правого), разделенных falx cerebri твердой мозговой оболочки. Эмбриологически головной мозг происходит от переднего мозга .

В этой статье мы рассмотрим анатомию головного мозга - его структуру, функцию, кровоснабжение и клинические последствия церебральных поражений.

Примечание: в некоторых текстах базальные ганглии считаются частью головного мозга. Это выходит за рамки данной статьи.


Анатомическое положение и строение

Рис. 1. 0 - Анатомическое положение головного мозга. [/ caption]

Головной мозг расположен внутри костного черепа. Он проходит от лобной кости спереди до затылочной кости сзади. Внутри черепа головной мозг заполняет переднюю и среднюю черепные ямки и расположен выше tentorium cerebelli снизу сзади.

Внутренняя структура

Головной мозг состоит из двух разных типов тканей - серого вещества и белого вещества:

  • Серое вещество образует поверхность каждого полушария головного мозга (известную как кора головного мозга) и связано с обработкой и познанием.
  • Белое вещество образует основную часть более глубоких частей мозга. Он состоит из глиальных клеток и миелинизированных аксонов, которые соединяют различные области серого вещества.

Внешняя конструкция

Внешне головной мозг имеет очень извилистый вид, состоящий из борозд (бороздки или углубления) и извилин (гребней или возвышений). Он разделен на два анатомически симметричных полушария продольной щелью - большой бороздой, проходящей в средней сагиттальной плоскости. falx cerebri (складка твердой мозговой оболочки) опускается вертикально, чтобы заполнить эту трещину. Два полушария головного мозга связаны структурой белого вещества, которая называется мозолистое тело .

Основные борозды:

  • Центральная борозда - борозда, разделяющая лобную и теменную доли.
  • Боковая борозда - борозда, отделяющая лобную и теменную доли от височной доли.
  • Полулунная борозда - борозда, расположенная в затылочной коре.

Главные извилины:

  • Прецентральная извилина - гребень непосредственно перед центральной бороздой, расположение первичной моторной коры.
  • Постцентральная извилина - гребень непосредственно позади центральной борозды, расположение первичной соматосенсорной коры.
  • Верхняя височная извилина - гребень, расположенный ниже боковой борозды, отвечает за прием и обработку звука.
Рис. 1.1 - Заметные борозды и извилины головного мозга. [/ Caption]

Доли головного мозга

Кора головного мозга подразделяется на четыре доли в соответствии с названием соответствующей черепной кости, которая приблизительно покрывает каждую часть. Каждая доля содержит различных корковых ассоциативных области , в которых информация из разных модальностей сопоставляется для обработки. Вместе эти области функционируют, чтобы дать нам осмысленную интерпретацию восприятия и восприятие нашей окружающей среды.

Лобная доля

Лобная доля расположена под лобной костью свода черепа и является самым передним отделом головного мозга. Она отделена от теменной доли сзади центральной бороздой и от височной доли снизу сзади боковой бороздой .

Ассоциативные области лобной доли отвечают за: более высокий интеллект, личность, настроение, социальное поведение и язык (только на стороне доминирующего полушария).

Теменная доля

Теменная доля находится ниже теменной кости свода черепа, между лобной долей спереди и затылочной долей сзади, от которой она отделена центральной бороздой и теменно-затылочной бороздой соответственно. Он расположен выше височной доли, отделен латеральной бороздой.

Его корковые ассоциации участвуют в контроле: языка и вычислений на стороне доминирующего полушария, а зрительно-пространственных функций (e.грамм. 2-точечная дискриминация) на стороне недоминантного полушария.

Височная доля

Височная доля находится под височной костью свода черепа, ниже лобной и теменной долей, от которых она отделена боковой бороздой .

Области корковых ассоциаций височной доли отвечают за память и язык - это включает слух, так как это местоположение первичной слуховой коры .

Затылочная доля

Затылочная доля - самая задняя часть головного мозга, расположенная ниже затылочной кости свода черепа.Его нижняя часть опирается на tentorium cerebelli , который отделяет головной мозг от мозжечка. теменно-затылочная борозда отделяет затылочную долю спереди от теменной и височной долей.

Первичная зрительная кора (V1) расположена в затылочной доле, и, следовательно, ее корковая ассоциативная зона отвечает за зрение.

Рис. 1.2 - Доли коры головного мозга. [/ caption]

Сосудистая сеть

Кровоснабжение головного мозга можно просто разделить на 3 отдельные парные артериальные ветви:

  • Передние мозговые артерии - ветви внутренних сонных артерий, снабжающие переднемедиальный отдел головного мозга.
  • Средние мозговые артерии - продолжение внутренних сонных артерий, снабжающих большую часть боковых отделов головного мозга.
  • Задние мозговые артерии - ветви базилярных артерий, кровоснабжающие как медиальную, так и латеральную стороны головного мозга сзади.

Венозный дренаж головного мозга осуществляется через сеть мелких церебральных вен . Эти сосуды впадают в дуральные венозные синусы - выстланные эндотелием пространства между внешним и внутренним слоями твердой мозговой оболочки.

Рис. 1.3 - Обзор кровоснабжения головного мозга. [/ caption]

[старт-клиника]

Клиническая значимость: нарушение мозгового кровообращения

Цереброваскулярное нарушение (также известное как инсульт) клинически определяется как « резкая потеря центральной функции мозга, продолжающаяся более 24 часов из-за спонтанного кровоизлияния в вещество мозга или недостаточного кровоснабжения части мозга, т. Е. Ишемии (тромбоза). , эмболия) ".

Рис. 1.4 - КТ головного мозга, показывающая инфаркт в области средней мозговой артерии. [/ caption]

Повреждение головного мозга при этом может вызвать ряд клинических признаков. Точный характер возникающего функционального дефицита зависит от конкретной доли, которая была поражена:

  • Лобная доля - разнообразные представления, часто происходят изменения личности и поведения, а также развивается неспособность решать проблемы.
  • Теменная доля - обычно проявляется дефицитом внимания, например Синдром контралатерального полушарийного пренебрежения: когда пациент не обращает внимания на сторону тела, противоположную поражению.
  • Височная доля - проявляется дефицитом узнавания (агнозии), например слуховая агнозия: пациент не может распознавать основные звуки, прозопагнозия: неспособность узнавать лица.
  • Затылочная доля - дефекты поля зрения: контралатеральная гемианопсия или квадрантанопия с сохранением желтого пятна.
  • Глобальные поражения - тяжелые когнитивные нарушения (деменция), пациенты не могут ответить на простые вопросы, такие как свое имя, сегодняшняя дата, где они находятся и т.д.

    Доли мозга - Квинслендский институт мозга

    Кора головного мозга - это самый внешний слой, который придает мозгу характерный морщинистый вид. Кора головного мозга разделена вдоль на два полушария головного мозга , соединенных мозолистым телом.Традиционно каждое полушарие было разделено на четыре доли: лобную, теменную, височную и затылочную .


    (Викимедиа)

    Хотя теперь мы знаем, что большинство функций мозга зависит от множества различных областей всего мозга, работающих вместе, все же верно, что каждая доля выполняет основную часть определенных функций.

    (QBI)

    Бугорки и бороздки мозга

    У человека доли мозга разделены множеством бугорков и бороздок.Они известны как извилины (неровности) и борозды (борозды или трещины). Складывание головного мозга и образовавшиеся извилины и борозды увеличивают площадь его поверхности и позволяют большему количеству вещества коры головного мозга помещаться внутри черепа.


    Изображение: (L) DJ / CC BY-SA 2.0 (R) Альберт Кок / Public Domain

    Лобная доля

    Лобная доля отделена от теменной доли пространством, называемым центральной бороздой , а от височной доли - боковой бороздой .

    Лобная доля - это, как правило, высшие исполнительные функции, включая эмоциональную регуляцию, планирование, рассуждение и решение проблем. Вот почему при лобно-височной деменции изменения личности часто являются первыми признаками болезни.

    Самый известный случай дисфункции лобной доли - это история железнодорожника Финеаса Гейджа. В 1848 году Гейдж использовал утюг для утюга, чтобы набить порох, чтобы проложить туннель в скале. Когда его голова была слегка повернута, ошибочный удар вызвал взрыв, в результате которого стержень попал ему в левый глаз и вышел через череп.

    Чудом Гейдж выжил, ослеп на левый глаз и получив повреждение большей части левой лобной доли. После аварии другие заметили изменения в личности Гейджа: до аварии он был известен как ответственный и трудолюбивый, но впоследствии он стал непочтительным, сквернословил и с трудом выполнял планы. Лобная доля также содержит первичную моторную кору, главную область, отвечающую за произвольные движения.

    Изображение: В 1848 году Финеас Гейдж пережил взрыв, в результате которого утюг прошел через его левую лобную долю.(Изображение: Ratiu et al / CC BY-SA 2.1)

    Теменная доля

    Теменная доля находится за лобной долей, разделена центральной бороздой. Области теменной доли отвечают за интеграцию сенсорной информации, включая прикосновение, температуру, давление и боль.

    Благодаря обработке, которая происходит в теменной доле, мы можем, например, на основании одного прикосновения различить два объекта, соприкасающихся с кожей в соседних точках, а не один объект.Этот процесс называется двухточечной дискриминацией. В разных частях тела имеется больше сенсорных рецепторов, поэтому они более чувствительны, чем другие, в различении отдельных точек. Используя штангенциркуль или сложенную скрепку и попросив испытуемого держать глаза закрытыми, этот тест можно использовать для проверки функции теменной доли.


    (Изображение: Lawrence House: Public Domain)
    Когда глаза испытуемого закрыты, можно использовать сложенную скрепку для проверки двухточечной дискриминации, которая обеспечивается теменной долей.Тестер попеременно использует одну точку и две точки на тестируемой области (например, пальце, плече, руке). Испытуемого просят сообщить, чувствовали ли они один или два балла.

    Височная доля

    Отделенная от лобной доли боковой щелью, височная доля также содержит области, предназначенные для обработки сенсорной информации, особенно важной для слуха, распознавания речи и формирования воспоминаний.

    Слуховая информация

    Височная доля содержит первичную слуховую кору, которая получает слуховую информацию от ушей и вторичных областей и обрабатывает информацию, чтобы мы понимали, что мы слышим (например,грамм. слова, смех, младенец плачет).

    Визуальная обработка

    Определенные области височной доли воспринимают сложную визуальную информацию, включая лица и сцены.

    Память

    Медиальная (ближе к середине мозга) височная доля содержит гиппокамп , область мозга, важную для памяти, обучения и эмоций.

    Затылочная доля

    Затылочная доля - главный центр обработки изображений в головном мозге.

    Первичная зрительная кора , также известная как V1, получает визуальную информацию от глаз. Эта информация передается в несколько вторичных областей обработки изображений, которые интерпретируют глубину, расстояние, местоположение и идентичность видимых объектов.

    Дифференциальный вклад двух полушарий головного мозга человека в синхронизацию действий

    Функциональная асимметрия между двумя полушариями - интригующий принцип организации мозга.На поведенческом уровне они наиболее очевидны в том, как люди используют свои руки. В задачах, требующих движений обеих рук, правши обычно используют правую руку для более быстрых, динамичных движений, в то время как левая рука используется для более медленных движений или даже статического контроля положения руки (Sainburg, 2002; Swinnen and Wenderoth, 2004; Серриен и Совиярви-Спапи, 2015). Резка хлеба или забивание гвоздя в стене - повседневные примеры таких функциональных асимметрий. В лаборатории постукивание пальцем можно использовать для обнаружения асимметрии полушария, связанной с этим явлением.Как правило, правая рука отстукивает относительно более высокие частоты постукивания более точно, чем левая рука, даже при бимануальном одночастотном постукивании пальцами (Repp, 2005; Ivry, 1996; Peters, 1980). И наоборот, левая рука более точно отстукивает относительные более низкие частоты постукивания, чем правая (Pflug et al., 2017). Это предполагает, что левое полушарие преимущественно контролирует относительные более высокие частоты постукивания, а правое полушарие предпочтительно контролирует относительные более низкие частоты постукивания, но происхождение такой полушарной асимметрии неизвестно.Существует несколько предположений о происхождении функциональных различий между полушариями, начиная от специализированной обработки в сенсорной области, латерализованных сенсомоторных взаимодействий, асимметричного моторного контроля и до общих рамок домена для доминирования полушария (Kimura, 1993; Minagawa-Kawai et al. 2007; Тога, Томпсон, 2003; Келл, Келлер, 2016). Поведение может выиграть от параллельной обработки различных аспектов сложных стимулов и / или планирования движений в левом и правом полушарии (Serrien et al., 2006). Влиятельные теории предлагают дифференциальную сенсорную обработку относительных частот либо в спектральной, либо во временной области (Ivry and Robertson, 1998; Flevaris and Robertson, 2016; Poeppel, 2003) в качестве вычислительной основы полушарной специализации. Однако эмпирические исследования, в которых параметризовались спектральные или временные аспекты сенсорного ввода, не всегда подтверждали эти теории (Luo et al., 2007; Giraud and Truy, 2002; Boemio et al., 2005). Это могло быть следствием того факта, что активность мозга лишь слегка латерализована во время задач восприятия.Однако считается, что функциональная латерализация усиливается, когда требуется моторная мощность (Ivry and Robertson, 1998; Keller and Kell, 2016).

    Чтобы отделить особый вклад сенсорной и моторной систем в функциональную латерализацию ручного управления, мы провели два исследования изображений с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и магнитоэнцефалографии (МЭГ). Дизайн исследования исключил, что эффекты состояния были результатом сенсорных стимулов или дифференциального использования эффекторов.В парадигме постукивания пальцами со слуховым темпом участников просили бимануально постукивать по слуховым ударам. Нажатие на каждое слуховое сокращение (2,5 Гц) было определено как условие быстрого постукивания, а постукивание на каждое четвертое слуховое сокращение (положение удара четыре) представляло собой медленное постукивание с частотой 0,625 Гц (см. Рисунок 1). Обе частоты попадают в естественный диапазон движений пальцев, но представляют разные концы этого спектра (Parncutt and Cohen, 1995; London, 2012; Drake and Palmer, 2000; Repp, 2003). В то время как в условиях быстрого постукивания быстрый слуховой ритм был единственным ритмом, который обрабатывался и использовался для слухомоторной синхронизации, этот более быстрый ритм служил синхронизирующим сигналом для генерации более медленного ритма в состоянии медленного постукивания.Условие медленного постукивания представляло основной интерес в нашем исследовании, потому что во время медленного постукивания два взаимосвязанных ритма должны были быть представлены параллельно, что могло потенциально выявить полушарную специализацию для управления ритмами с разными относительными частотами (Ivry and Robertson, 1998). Предыдущее поведенческое исследование (Pflug et al., 2017) показало, что представление относительно медленного ритма параллельно более быстрому должно выявить вклад правого полушария в управление руками.В то время как мы использовали фМРТ, чтобы определить, имеют ли слуховые или моторные области более выраженный профиль латерализации, который отвечает на вопрос о разном вкладе сенсорных и моторных систем в полушарную специализацию, мы использовали МЭГ для определения полушарных различий в ритмах мозга, связанных с постукиванием пальцами в метод с временным разрешением и для исследования направленной связи с временным разрешением между слуховой и моторной ассоциациями коры коры (рис. 2).

    Условия врезки.

    Участники были проинструктированы касаться либо каждого удара (быстрое нажатие, левая панель), либо четвертой позиции из четырех последовательных слуховых ударов (медленное состояние, правая панель). Закрашенные квадраты представляют события постукивания, белые квадраты представляют слуховые удары без постукивания в состоянии медленного постукивания.

    https://doi.org/10.7554/eLife.48404.003
    Обзор применяемых шагов МЭГ-анализа.

    (1) Когерентные источники с ЭМГ-сигналом были обнаружены на высокой частоте с помощью формирователя луча DICS. (2) Временные ряды были извлечены из локализованных источников с помощью формирователя луча LCMV. (3) Был применен частотно-временной анализ со скользящим окном для преобразования этих сигналов в частотно-временное представление. Путем усреднения по частотам (14–20 Гц) был извлечен сигнал с низким бета-диапазоном. (4) Исходные сигналы подавались на анализ направленной связи с временным и частотным разрешением (TPDC).

    https://doi.org/10.7554/eLife.48404.004 Известно, что движение

    подавляет бета-колебания и увеличивает активность в гамма-диапазоне (Muthuraman et al., 2012; Tamás et al., 2018; Pfurtscheller et al., 2003; Pfurtscheller and Lopes da Silva, 1999; Engel and Fries, 2010). Тем не менее, нервные колебания, особенно в бета-диапазоне, не только отражают текущее моторное состояние, но также участвуют во внутреннем времени, особенно во время обработки ритма, и модулируются по амплитуде во время восприятия и производства ритма не только в моторной и дополнительной моторной коре головного мозга. но также в слуховой и слуховой ассоциации коры головного мозга (Arnal and Giraud, 2012; Doelling and Poeppel, 2015; Nobre et al., 2007; Fujioka et al., 2015; Meijer et al., 2016; Morillon et al., 2014; Килавик и др., 2013; Кулашекхар и др., 2016; Морийон и Байе, 2017; Иверсен и др., 2009). Сравнение нервных колебаний во время медленного и быстрого ритмичного постукивания пальцами может показать, как мозг представляет два разных ритма параллельно. Амплитудные модуляции бета-колебаний должны различаться между функциональными гомологами в случае, если были различия в обработке полушарий во времени относительных частот постукивания.Мы предположили, что моторная и / или слуховая кора могут различаться не только по общей бета-мощности, но и по степени их представления медленных и быстрых ритмов во временной модуляции бета-мощности (Fujioka et al., 2015; Morillon and Baillet, 2017). Если прогнозы гипотез, основанных на сигналах, о специализации полушария (Ivry and Robertson, 1998) верны, мы специально ожидали, что правая слуховая кора более точно будет представлять медленный ритм, а левая слуховая кора - быстрый ритм при медленном постукивании пальцами, состояние, включающее оба ритма.Вместо этого доминирование левой руки в моторном контроле, основанное на навыках левостороннего секвенирования (Kimura, 1993; Haaland et al., 2004), должно было бы предсказывать контроль над обоими ритмами со стороны левого полушария. Функциональная специализация двух полушарий связана не только с латерализованной региональной активацией, но также с образованием латерализованных функциональных сетей регионов (Stephan et al., 2003; Keller and Kell, 2016). Таким образом, мы исследовали, действительно ли слухомоторные взаимодействия между правой и левой ассоциативной слуховой корой и дополнительной моторной областью (SMA), областью моторных ассоциаций, активно участвующей во внутренней генерации последовательностей (Kotz et al., 2009; Merchant et al., 2013; Merchant et al., 2015; Crowe et al., 2014), модулировались по-разному в двух полушариях, представляя медленный в дополнение к быстрому ритму. Мы предположили, что слухомоторная эффективная связь между двумя полушариями может различаться с точки зрения силы связи в бета-диапазоне. Наши результаты идентифицируют левую слуховую ассоциативную кору как первичную область коры, которая представляет относительный быстрый слуховой ритм, в то время как правая слуховая ассоциативная кора задействована для представления относительной медленной скорости постукивания в амплитудной модуляции низких бета-колебаний.Напротив, моторная кора и мозжечок представляют только временные закономерности моторной активности. Представление медленного в дополнение к быстрому ритму увеличивает функциональную связь с низким бета от правой слуховой ассоциации коры головного мозга к SMA параллельно с усилением ЖИВОЙ активации этих областей. Кроме того, более сильная и двунаправленная функциональная связь с низким бета между SMA и левой слуховой ассоциативной корой может отдавать предпочтение левому полушарию для иерархической интеграции взаимосвязанных ритмов в гештальт (Iversen et al., 2008; Свиннен и Вендерот, 2004).

    Мозг | Noba

    Любой учебник по психологии был бы неполным без упоминания о мозге. Каждое поведение, мысль или опыт, описанные в других модулях, должны быть реализованы в мозгу. Детальное понимание человеческого мозга может помочь нам понять человеческий опыт и поведение. Например, один хорошо установленный факт о человеческом познании состоит в том, что оно ограничено. Мы не можем выполнять две сложные задачи одновременно: мы не можем одновременно читать и вести беседу, писать текст и водить машину, или сидеть в Интернете во время прослушивания лекции, по крайней мере, не успешно или безопасно.Мы не можем даже погладить голову и потереть живот одновременно (за исключением случаев, см. Раздел «Мозг разделен»). Почему это? Многие люди предположили, что такие ограничения отражают тот факт, что поведение опирается на один и тот же ресурс; если одно поведение использует большую часть ресурса, для другого не остается достаточно ресурсов. Но что это за ограниченный ресурс в мозгу?

    Рис. 1. МРТ головного мозга человека с выделением трех основных структур: полушарий головного мозга, ствола головного мозга и мозжечка.

    Мозг использует кислород и глюкозу, доставляемые через кровь. Мозг является крупным потребителем этих метаболитов, используя 20% кислорода и калорий, которые мы потребляем, несмотря на то, что они составляют всего 2% от нашего общего веса. Однако до тех пор, пока мы не страдаем от недостатка кислорода или недоедания, у нас более чем достаточно кислорода и глюкозы для питания мозга. Таким образом, недостаточное «топливо для мозга» не может объяснить наши ограниченные возможности. Также маловероятно, что наши ограничения отражают слишком мало нейронов. В среднем человеческий мозг содержит 100 миллиардов нейронов.Это также не тот случай, когда мы используем только 10% нашего мозга - миф, который, вероятно, начался с предположения, что у нас есть неиспользованный потенциал. Современная нейровизуализация (см. «Изучение человеческого мозга») показала, что мы задействуем все части мозга только в разное время и, конечно, более 10% в любой момент времени.

    Если у нас много топлива для мозга и нейронов, как мы можем объяснить наши ограниченные когнитивные способности? Почему мы не можем сделать больше сразу? Наиболее вероятное объяснение состоит в том, как устроены эти нейроны.Мы знаем, например, что многие нейроны зрительной коры (часть мозга, отвечающая за обработку зрительной информации) связаны таким образом, чтобы подавлять друг друга (Beck & Kastner, 2009). Когда один нейрон срабатывает, он подавляет срабатывание других соседних нейронов. Если два нейрона, которые связаны тормозящим образом, оба срабатывают, то ни один из нейронов не может срабатывать так же энергично, как в противном случае. Такое конкурентное поведение нейронов ограничивает количество визуальной информации, на которую мозг может одновременно реагировать.Подобные виды конкурентной связи между нейронами могут лежать в основе многих наших ограничений. Таким образом, хотя разговор об ограниченных ресурсах обеспечивает интуитивное описание нашего поведения с ограниченными возможностями, подробное понимание мозга предполагает, что наши ограничения, скорее, отражают сложный способ, которым нейроны общаются друг с другом, а не истощение какого-либо конкретного ресурса.

    Есть много способов подразделить мозг млекопитающих, что приводит к противоречивой и неоднозначной номенклатуре в истории нейроанатомии (Swanson, 2000).Для простоты мы разделим мозг на три основные части: ствол мозга, мозжечок и полушария головного мозга (см. Рисунок 1). На рисунке 2, однако, мы изображаем другие заметные группировки (Swanson, 2000) шести основных подразделений мозга (Kandal, Schwartz, & Jessell, 2000).

    Ствол мозга

    Ствол мозга иногда называют «стволом» мозга. Он отвечает за многие нервные функции, которые поддерживают нашу жизнь, в том числе регулирует наше дыхание (дыхание), частоту сердечных сокращений и пищеварение.В соответствии с его функцией, если пациент получает серьезное повреждение ствола головного мозга, ему или ей потребуется «жизнеобеспечение» (т. Е. Машины используются, чтобы поддерживать его или ее жизнь). Из-за его жизненно важной роли в выживании во многих странах человека, потерявшего функцию ствола головного мозга, называют «мертвым мозгом», хотя в других странах требуется значительная потеря ткани коры головного мозга (полушарий головного мозга), которая отвечает за наши сознательный опыт для того же диагноза. Ствол головного мозга включает продолговатый мозг, мост, средний мозг и промежуточный мозг (который состоит из таламуса и гипоталамуса).В совокупности эти области также участвуют в нашем цикле сна и бодрствования, в некоторых сенсорных и моторных функциях, а также в росте и других гормональных процессах.

    Рис. 2. Образец нейроанатомической номенклатуры. Цветные прямоугольники указывают на различные группы семи структур, напечатанных черным цветом, с этикетками, соответствующими цвету прямоугольников. Номенклатура заднего, среднего и переднего мозга связана с развитием мозга позвоночных; эти три области дифференцируются на ранних этапах эмбрионального развития и позже дают начало структурам, указанным черным цветом.Эти три области далее подразделяются на конечный мозг, промежуточный мозг, средний мозг, средний мозг и продолговатый мозг на более поздней стадии развития.

    Мозжечок

    Мозжечок - отличительная структура в задней части мозга. Греческий философ и ученый Аристотель точно назвал его «маленький мозг» («полушарий мозга» по-гречески, «мозжечок» по-латыни), чтобы отличить его от «большого мозга» («энцефалон» по-гречески, «головной мозг». на латыни). Мозжечок имеет решающее значение для скоординированных движений и осанки.Совсем недавно нейровизуализационные исследования (см. «Изучение человеческого мозга») выявили его связь с рядом когнитивных способностей, включая язык. Возможно, неудивительно, что влияние мозжечка распространяется не только на движения и позу, учитывая, что он содержит наибольшее количество нейронов из любой структуры мозга. Однако точная роль, которую он играет в этих высших функциях, все еще является предметом дальнейшего изучения.

    Полушария головного мозга

    Четыре доли мозга и мозжечок.[Изображение: MIT OpenCourseWare, https://goo.gl/RwUEVt, CC BY-NC-SA 2.0, https://goo.gl/Toc0ZF]

    Полушария головного мозга отвечают за наши когнитивные способности и сознательный опыт. Они состоят из коры головного мозга и сопутствующего белого вещества («большой мозг» на латыни), а также подкорковых структур базальных ганглиев, миндалины и гиппокампа. Кора головного мозга - самая большая и наиболее заметная часть мозга, в которой сохранилось латинское название (cerebrum) для «большого мозга», придуманное Аристотелем.Он состоит из двух полушарий (буквально двух полусфер) и придает мозгу характерный серый и извитый вид; складки и бороздки коры называются извилинами и бороздами (извилины и борозды, если они относятся к одной), соответственно.

    Два полушария головного мозга можно разделить на четыре доли: затылочную, височную, теменную и лобную. За зрение отвечает затылочная доля, как и большая часть височной доли. Височная доля также участвует в слуховой обработке, памяти и мультисенсорной интеграции (например,г., сближение зрения и слуха). В теменной доле находится соматосенсорная кора (телесные ощущения) и структуры, участвующие в визуальном внимании, а также мультисенсорные зоны конвергенции. В лобной доле находится моторная кора и структуры, участвующие в моторном планировании, речи, суждениях и принятии решений. Неудивительно, что лобная доля у человека пропорционально больше, чем у любого другого животного.

    Подкорковые структуры названы так, потому что они расположены под корой.Базальные ганглии имеют решающее значение для произвольных движений и, как таковые, контактируют с корой, таламусом и стволом мозга. Миндалевидное тело и гиппокамп являются частью лимбической системы, которая также включает некоторые корковые структуры. Лимбическая система играет важную роль в эмоциях и, в частности, в отвращении и удовлетворении.

    Два полушария головного мозга соединены плотной связкой путей белого вещества, называемой мозолистым телом. Некоторые функции повторяются в двух полушариях.Например, оба полушария отвечают за сенсорную и моторную функции, хотя сенсорная и моторная кора имеют контралатеральное (или противоположное) представление; то есть левое полушарие головного мозга отвечает за движения и ощущения на правой стороне тела, а правое полушарие мозга отвечает за движения и ощущения на левой стороне тела. Остальные функции латерализованы; то есть они проживают преимущественно в одном или другом полушарии. Например, у правшей и большинства левшей за язык больше всего отвечает левое полушарие.

    Есть люди, у которых два полушария не связаны между собой либо потому, что мозолистое тело было разрезано хирургическим путем (каллозотомия), либо из-за генетической аномалии. Эти пациенты с расщепленным мозгом помогли нам понять функционирование двух полушарий. Во-первых, из-за контралатерального представления сенсорной информации, если объект помещен только в левое или только в правое полушарие зрения, то только правое или левое полушарие, соответственно, пациента с расщепленным мозгом будет видеть его.По сути, это как если бы у человека в голове было два мозга, каждый из которых видит половину мира. Интересно, что, поскольку язык очень часто локализован в левом полушарии, если мы покажем правому полушарию картинку и спросим пациентку, что она видела, она ответит, что ничего не видела (потому что только левое полушарие может говорить, а это не так ''. ничего не вижу). Однако мы знаем, что правое полушарие видит картинку, потому что, если пациента попросят нажать кнопку всякий раз, когда она видит изображение, левая рука (которая контролируется правым полушарием) отреагирует, несмотря на отрицание левого полушария того, что там что-то было. .Есть также некоторые преимущества отключенных полушарий. В отличие от пациентов с полностью функциональным мозолистым телом, пациент с расщепленным мозгом может одновременно искать что-то в своем правом и левом поле зрения (Luck, Hillyard, Mangun, & Gazzaniga, 1989) и может делать то же самое, что потирает живот и гладит себя. голову одновременно (Franz, Eliason, Ivry, & Gazzaniga, 1996). Другими словами, у них меньше конкуренции между полушариями.

    Серое и белое вещество

    Полушария головного мозга содержат как серое, так и белое вещество, так называемое, потому что они кажутся сероватыми и белыми на диссекциях или МРТ (магнитно-резонансная томография; см. «Изучение человеческого мозга»).Серое вещество состоит из тел нейронов (см. Модуль «Нейроны»). Тела клетки (или сома) содержат гены клетки и отвечают за метаболизм (поддержание жизни клетки) и синтез белков. Таким образом, тело клетки является рабочей лошадкой клетки. Белое вещество состоит из аксонов нейронов и, в частности, аксонов, которые покрыты миелиновой оболочкой (жировые опорные клетки беловатого цвета). Аксоны проводят электрические сигналы от клетки и, следовательно, имеют решающее значение для клеточной коммуникации.Люди используют выражение «используйте свое серое вещество», когда хотят, чтобы человек больше думал. «Серое вещество» в этом выражении, вероятно, относится к полушариям головного мозга в более общем смысле; серый кортикальный лист (извилистая поверхность коры) является наиболее заметным. Однако как серое, так и белое вещество имеют решающее значение для правильного функционирования разума. Утрата любого из них приводит к дефициту речи, памяти, мышления и других психических функций. На рисунке 3 показаны срезы МРТ, показывающие внутреннее белое вещество, которое соединяет тела клеток в сером кортикальном листе.

    Рис. 3. МРТ-срезы головного мозга человека. На каждом изображении видны как внешнее серое вещество, так и внутреннее белое вещество. Мозг представляет собой трехмерную (3-D) структуру, а изображение - двухмерное (2-D). Здесь мы показываем примерные срезы трех возможных двумерных срезов мозга: сагиттальный срез (верхнее изображение), горизонтальный срез (внизу слева), который также известен как поперечный или осевой срез, и коронарный срез ( Нижний правый). Два нижних изображения имеют цветовую кодировку, чтобы соответствовать иллюстрации относительной ориентации трех срезов на верхнем изображении.

    Как мы узнаем, что делает мозг? Мы собрали знания о функциях мозга с помощью множества различных методов. Каждый метод полезен для ответа на разные типы вопросов, но наиболее убедительным доказательством конкретной роли или функции определенной области мозга являются сходящиеся доказательства; то есть аналогичные результаты, полученные в результате нескольких исследований с использованием разных методов.

    Одной из первых организованных попыток изучения функций мозга была френология, популярная область исследований в первой половине XIX века.Френологи предполагали, что на черепе отражаются различные особенности мозга, такие как неровная поверхность; поэтому они попытались соотнести шишки и вмятины на черепе со специфическими функциями мозга. Например, они утверждали бы, что у очень артистичного человека на голове есть гребни, которые отличаются по размеру и расположению от хребтов человека, который хорошо разбирается в пространственном мышлении. Хотя предположение о том, что череп отражает основную структуру мозга, оказалось неверным, френология, тем не менее, значительно повлияла на современную нейробиологию и ее представления о функциях мозга.То есть разные части мозга выполняют очень специфические функции, которые можно определить с помощью научных исследований.

    Нейроанатомия

    Рассечение мозга у животных или трупов было важнейшим инструментом нейробиологов с 340 г. до н.э., когда Аристотель впервые опубликовал свои вскрытия. С тех пор этот метод значительно продвинулся с открытием различных методов окрашивания, которые могут выделить определенные клетки. Поскольку мозг можно очень тонко срезать, исследовать под микроскопом и выделять отдельные клетки, этот метод особенно полезен для изучения определенных групп нейронов или небольших структур мозга; то есть имеет очень высокое пространственное разрешение.Рассечения позволяют ученым изучать изменения в головном мозге, которые происходят из-за различных заболеваний или переживаний (например, воздействия лекарств или травм головного мозга).

    Также проводятся исследования виртуального вскрытия на живых людях. Здесь мозг визуализируется с помощью компьютерной аксиальной томографии (CAT) или МРТ-сканеров; они выявляют с очень высокой точностью различные структуры мозга и могут помочь обнаружить изменения в сером или белом веществе. Эти изменения в мозге затем могут быть коррелированы с поведением, например, с результатами тестов на память, и, следовательно, связаны с определенными областями мозга в определенных когнитивных функциях.

    Изменение мозга

    Некоторые исследователи вызывают повреждения или аблируют (т. Е. Удаляют) части мозга у животных. Если поведение животного изменится после поражения, мы можем сделать вывод, что удаленная структура важна для этого поведения. Поражения человеческого мозга изучаются только на популяциях пациентов; то есть пациенты, которые потеряли область мозга из-за инсульта или другой травмы, или у которых было хирургическое удаление структуры для лечения определенного заболевания (например, каллозотомия для контроля эпилепсии, как у пациентов с расщепленным мозгом).Из таких тематических исследований мы можем сделать вывод о функции мозга, измеряя изменения в поведении пациентов до и после поражения.

    Поскольку мозг работает, генерируя электрические сигналы, функцию мозга также можно изменить с помощью электрической стимуляции. Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) относится к технике, при которой к голове прикладывается короткий магнитный импульс, который временно индуцирует слабый электрический ток в головном мозге. Хотя эффекты TMS иногда называют временными виртуальными поражениями, более уместно описывать индуцированное электричество как вмешательство в нормальную связь нейронов друг с другом.TMS позволяет очень точно изучить, когда происходят события в мозгу, поэтому он имеет хорошее временное разрешение, но его применение ограничено только поверхностью коры и не может распространяться на глубокие области мозга.

    Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) похожа на TMS, за исключением того, что она использует электрический ток напрямую, а не индуцирует его с помощью магнитных импульсов, путем размещения небольших электродов на черепе. Область мозга стимулируется слабым током (эквивалентным батарее AA) в течение более длительного периода времени, чем TMS.Было показано, что при использовании в сочетании с когнитивной тренировкой tDCS улучшает выполнение многих когнитивных функций, таких как математические способности, память, внимание и координация (например, Brasil-Neto, 2012; Feng, Bowden, & Kautz, 2013; Kuo & Ниче, 2012).

    Нейровизуализация

    Инструменты нейровизуализации используются для изучения мозга в действии; то есть когда он занимается определенной задачей. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) регистрирует кровоток в головном мозге. Сканер ПЭТ обнаруживает радиоактивное вещество, которое вводится в кровоток участника непосредственно перед или во время выполнения какой-либо задачи (например,г., складывая числа). Поскольку активным популяциям нейронов требуются метаболиты, в эти области поступает больше крови и, следовательно, больше радиоактивных веществ. Сканеры ПЭТ обнаруживают введенное радиоактивное вещество в определенных областях мозга, что позволяет исследователям сделать вывод, что эти области были активны во время выполнения задачи. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) также зависит от кровотока в головном мозге. Однако этот метод измеряет изменения уровня кислорода в крови и не требует инъекции какого-либо вещества участнику.Оба этих инструмента имеют хорошее пространственное разрешение (хотя и не такое точное, как исследования расслоения), но поскольку для поступления крови в активные области мозга требуется не менее нескольких секунд, ПЭТ и фМРТ имеют низкое временное разрешение; то есть они не очень точно говорят нам, когда произошло действие.

    Исследователь, изучающий области активации в мозгу участника исследования, которому была сделана фМРТ-сканирование - области активации мозга определяются объемом притока крови к определенной области - чем больше кровоток, тем выше активация этого область мозга.[Изображение: Национальный институт психического здоровья, CC0 Public Domain, https://goo.gl/m25gce]

    Электроэнцефалография (ЭЭГ), с другой стороны, измеряет электрическую активность мозга, и, следовательно, она имеет гораздо больший временное разрешение (точность в миллисекундах, а не в секундах), чем при ПЭТ или фМРТ. Как и tDCS, электроды помещаются на голову участника, когда он или она выполняет задание. Однако в этом случае используется гораздо больше электродов, и они скорее измеряют, чем производят активность.Поскольку электрическая активность, регистрируемая на любом конкретном электроде, может исходить из любого участка мозга, ЭЭГ имеет плохое пространственное разрешение; то есть у нас есть только приблизительное представление о том, какая часть мозга генерирует измеряемую активность.

    Диффузная оптическая визуализация (DOI) может дать исследователям лучшее из обоих миров: высокое пространственное и временное разрешение, в зависимости от того, как оно используется. Здесь человек направляет инфракрасный свет в мозг и измеряет свет, который выходит обратно. DOI полагается на тот факт, что свойства света меняются, когда он проходит через насыщенную кислородом кровь или когда встречается с активными нейронами.Затем исследователи могут сделать вывод по свойствам собранного света, какие области мозга были задействованы при выполнении задачи. Когда DOI настроен на обнаружение изменений в уровнях кислорода в крови, временное разрешение низкое и сравнимо с ПЭТ или фМРТ. Однако, когда DOI настроен для прямого обнаружения активных нейронов, он имеет высокое пространственное и временное разрешение.

    Поскольку пространственное и временное разрешение каждого инструмента различается, наиболее убедительные доказательства того, какую роль выполняет определенная область мозга, исходит из сходящихся доказательств.