Корбініан Бродман опублікував карти цитоархітектонічних полів кори великих «півкуль» головного мозку. Бродман уперше створив карти кори. Згодом О. Фогт та Ц. Фогт (1919-1920 рр.) з урахуванням волоконної будови описали в корі головного мозку 150 мієлоархітектонічних ділянок. В Інституті мозку АМН СРСР (нині – Науковий центр неврології РАМН) І. Н. Філімоновим та С. А. Саркісовим були створені карти кори головного мозку, що включають 47 цитоархітектонічних полів.

Поля Бродмана

• Поля 3, 1 і 2 - соматосенсорна область, первинна зона. Знаходяться у постцентральній звивині. У зв'язку із спільністю функцій використовується термін « поля 3, 1 та 2» (Попереду назад)
• Поле 4 - моторна область. Розташовується в межах прецентральної звивини
• Поле 5 – вторинна соматосенсорна зона. Розташовується в межах верхньої тім'яної часточки
• Поле 6 - премоторна кора і додаткова моторна кора (вторинна моторна зона). Розташовується в передніх відділах прецентральної та задніх відділах верхньої та середньої лобової звивин.
• Поле 7 - третинна зона. Розташована у верхніх відділах тім'яної частки між постцентральною звивиною і потиличною часткою
• Поле 8 - розташовується в задніх відділах верхньої та середньої лобової звивини. Включає центр довільних рухів очей
• Поле 9 - дорсолатеральна префронтальна кора
• Поле 10 – передня префронтальна кора
• Поле 11 - нюхова область
• Поле 12 -
• Поле 13 -
• Поле 14 -
• Поле 15 -
• Поле 16 -
• Поле 17 - ядерна зона зорового аналізатора - зорова область, первинна зона
• Поле 18 - ядерна зона зорового аналізатора - центр сприйняття писемного мовлення, вторинна зона
• Поле 19 - ядерна зона зорового аналізатора, вторинна зона (оцінка значення побаченого)
• Поле 20 - нижня скронева звивина (центр вестибулярного аналізатора, розпізнавання складних образів)
• Поле 21 - середня скронева звивина (центр вестибулярного аналізатора)
• Поле 22 - ядерна зона звукового аналізатора
• Поле 23 -
• Поле 24 -детектор помилок
• Поле 25 -
• Поле 26 -
• Поле 27 -
• Поле 28 - проекційні поля та асоціативна зона нюхової системи
• Поле 29 -
• Поле 30 -
• Поле 31 -
• Поле 32 – дорсальна зона передньої поясної кори. Рецепторна сфера емоційних переживань.
• Поле 33 -
• Поле 34 -
• Поле 35 -
• Поле 36 -
• Поле 37 - Акустико-гностичний сенсорний мовний центр. Це поле контролює трудові процеси мовою, відповідально за розуміння мови. Центр розпізнавання облич.
• Поле 38 -
• Поле 39 - ангулярна звивина, частина зони Верніке (центр зорового аналізатора писемного мовлення)
• Поле 40 - крайова звивина, частина зони Верніке (руховий аналізатор складних професійних, трудових та побутових навичок)
• Поле 41 - ядерна зона звукового аналізатора, первинна зона
• Поле 42 - ядерна зона звукового аналізатора, вторинна зона
• Поле 43 - смакова область
• Поле 44 - Центр Броку
• Поле 45 – тріангулярна частина поля Бродмана (музичний моторний центр)
• Поле 46 - руховий аналізатор поєднаного повороту голови та очей у різні боки
• Поле 47 - ядерна зона співу, речедвигательная його складова
• Поле 48 -
• Поле 49 -
• Поле 50 -
• Поле 51 -
• Поле 52 - ядерна зона слухового аналізатора, яка відповідає за просторове сприйняття звуків та мовлення

Кору головного мозку прийнято ще розмежовувати і за функціональною ознакою сенсорні, моторні (рухові) та асоціативні зони.Звичайно ж, сенсорні та моторні зони розташовуються на обох півкулях, але є й такі функції, які представлені лише на одній, як правило, лівій стороні мозку. До них відносяться зона Брока і зона Верніке, що беруть участь у породженні та розумінні мови. Причому, у правшої мовні центри розташовані в лівій півкулі, а ось у лівш- у правому.

Але є й інший поділ кори головного мозку – так звана карта полів Бродмана . У 1903 році німецький анатом, фізіолог, психолог і психіатр К. Бродман опублікував опис п'ятдесяти двох цитоархітектонічних полів, які є ділянки кори головного мозку, різні за своєю клітинною будовою. Кожне таке поле відрізняється за величиною, формою, розташуванням нервових клітин і нервових волокон і, звичайно ж, різні поля пов'язані з різними функціями головного мозку. На підставі опису цих полів і була складена карта полів Бродмана, яка ділить кору головного мозку на моторну, сенсорну та асоціативну зони.

Моторна зона

Моторна зона розташована перед центральною борозна (поля 4,6,8). Вона контролює довільні рухи тіла. Причому великі ділянки цієї зони регулюють скорочення м'язів пальців рук, губ і язика, що здійснюють численні та дуже тонкі рухи (наприклад, мова, лист, гра на фортепіано). А ось м'язам спини, живота та нижніх кінцівок, що беруть участь у підтримці пози та здійсненні менш тонких рухів, відведена лише невелика область рухової зони. Наше тіло представлене в моторній зоні як би в перевернутому вигляді, тобто, наприклад, за рухи ніг відповідає верхня частина зони, а за рухи очей або губ - нижня. Крім того, рухами правої частини тіла управляє моторна кора лівої півкулі, а рухами лівої частини – моторна кора правої півкулі.

Сенсорні зони.

У тім'яній зоні, відокремленій від моторної зони центральною борознаю, (поля 1,2,3,5,7) знаходиться ділянка, яка відповідає за прийом сигналів від рецепторів поверхні шкіри тіла людини, яка носить горде ім'я соматосенсорної зони.Саме тут відбувається визначення місця і сили подразнення на поверхні тіла, тут же відбувається розрізнення місця розташування і сили двох подразників, що одночасно наносяться, (так звана дискримінація) і саме тут же визначається і сама якість подразника: гострота, шорсткість, температура, тобто. відчуття тепла, холоду, дотику, болю та відчуття рухів тіла. Як і в моторній зоні, на верхні відділи соматосенсорної зони виведені рецептори шкіри нижніх кінцівок, на середні – тулуби, на нижні відділи – рук, голови тощо. Причому, як і в моторній зоні, права частина мозку «відчуває» ліву сторону нашого тіла, ну, а ліва - праву. Крім того, як і в моторній, найбільшу поверхню соматосенсорної зони займають рецептори рук, голосового апарату та обличчя, а меншу частину – рецептори тулуба, стегон та гомілки.

У задній частині кожної потиличної частини є ділянка кори (17,18,19 поля Бродмана), звана зорової зони. Центральний зоровий шлях закінчується в полі 17, і повідомляє про наявність та інтенсивність зорового сигналу. А вже в полях 18 і 19 аналізуються колір, форма, розміри та якості предметів, причому поразка поля 19 кори великого мозку призводить до того, що хворий бачить, але не впізнає предмет – так звана зорова агнозія, при цьому втрачається ще й колірна пам'ять.

Слухова зона. Слухова зона знаходиться на поверхні скроневих часток обох півкуль (поля 41, 42, 22) і бере участь в аналізі складних і не дуже складних слухових сигналів. Саме тут виділяється гучність, висота, тембр звуку, визначається місце розташування його джерела, напрям руху, зміна відстані від джерела, мовоподібність за звучанням і багато іншого.

Обидва наші вуха мають свої «офіційні представництва» в обох півкулях за рахунок того, що слухові нерви, так само як зорові, частково йдуть до «своєї» півкулі, але, все ж таки, більша їх частина, перехрещуючись, прямує в протилежні вуху ділянки слухової зони кори. Так що і тут - ліве вухо, в основному, чує праву півкулю, а праву - ліву.

При руйнуванні 22 поля виникають слухові галюцинації, що супроводжуються порушенням слухових орієнтовних реакцій, музична глухота та інші неприємності, а при руйнуванні 41 поля – навіть кіркова глухота.

Інші сенсорні функції, такі як смак, нюх, почуття рівноваги, меншою мірою представлені в корі головного мозку, нюхова системарозташовується в 34 полі Бродмана, і її ушкодження викликає нюхові галюцинації. Смакова зонасусідить з нюхової розташована на 43 полі, що не дивно, тому що нюх і смак дуже тісно між собою взаємопов'язані.

Асоціативні зони

У корі нашого мозку є багато зон, не пов'язаних безпосередньо з сенсорними або моторними процесами. Вони називаються асоціативними зонамита займають близько 80% території кори. Кожна така асоціативна область кори тісно пов'язана з кількома проекційними (сенсорними чи моторними) зонами. Тому й вважається, що в асоціативних галузях відбувається асоціація(а просто з'єднання чи суміщення) по-різному сенсорної інформації, у результаті і формуються складні елементи нашої свідомості.

Найбільші місця скупчення та проживання асоціативних областей у людини виявлено у лобовій, потилично-тім'яній та скроневій та областях.

Кожна проекційна область кори, чи то сенсорна чи моторна, оточена асоціативними областями, причому нейрони цих областей частіше полісенсорні, тобто. вміють реагувати різні сигнали, які від слуховий, зорової, шкірної та інших систем. І ось саме ця ось полісенсорність нейронів дозволяє їм поєднувати сенсорну інформацію та організовувати та координувати взаємодію сенсорних та моторних областей кори.

Лобові частки є відповідальними за здійснення вищих психічних функцій, які виявляються у формуванні особистісних якостей, різноманітних творчих процесів та потягів.

При пошкодженні лобових відділів кори великого мозку різко порушується побудова цілеспрямованої поведінки, заснованої на передбаченні.

У тім'яній асоціативної області кори формуються суб'єктивні уявлення про навколишній простір, про наше тіло.Це стає можливим завдяки поєднанню та зіставленню соматосенсорної (чутливої), пропріоцептивної (пропріоцепція - здатність сприймати становище та переміщення у просторі власного тіла, ну або окремих його частин) та зорової інформації.

При пошкодженні асоціативної зорової зони в потиличній частці зір збережеться, але відразу настане розлад впізнавання - так звана зорова агнозія. Така людина, будучи абсолютно грамотною, не зможе прочитати написане, і зможе визнати знайому людину тільки після того, як та заговорить (не впізнає вона її «очима» і все тут).

У скроневій корі розташований слуховий центр мови Вернике, що знаходиться в задніх відділах верхньої скроневої звивини (поля 22, 37, 42 лівої півкулі). Ця зона асиметрична - у правшої вона знаходиться в лівій, а у шульги - у правій півкулі.

Завдання цього центру - розпізнавання та зберігання усного мовлення, як власного, так і чужого. При поразці слухового центру мови може говорити, висловлювати усно свої думки, але з розуміє чужої мови, і хоча слух і збережений - людина не впізнає слів. Такий стан називається сенсорною слуховою афазією. Така людина часто багато говорить (логорея), але її неправильна (аграматизм), при цьому спостерігається заміна складів і слів (парафазії).

Проте, мовна функція пов'язана як із сенсорної, а й з рухової системою. І такий ось руховий центр мови у нас справді є. Він розташований у задньому відділі третьої лобової звивини (поле 44) найчастіше лівої півкулі (знов-таки правші і шульги) і був описаний спочатку паном Даксом в 1835 році, а потім уже паном Брока в 1861 році. При поразці моторного центру мови розвивається моторна афазія - у разі людина розуміє мова, але сама, казати неспроможна.

У середній частині верхньої скроневої звивини(поле 22) знаходиться центр розпізнавання музичних звуків та їх поєднань.А на межі скроневої, тім'яної та потиличної часткою (поле 39) знаходиться центр читання писемного мовлення, що забезпечує розпізнавання та зберігання образів писемного мовлення. Зрозуміло, що поразки цього центру призводять до неможливості читання та письма. Обидва ці центри так само асиметричні і знаходяться в різних півкулях у шульг і правшів.

Так само у скроневій області розташоване поле 37, що відповідає за запам'ятовування слів. Люди з поразками цього поля пам'ятають назви предметів. При цьому вони дуже нагадують забудькуватих людей, яким постійно доводиться підказувати потрібні слова. Така людина, забувши назву предмета, чітко пам'ятає її призначення та властивості, тому довго описує її якості, пояснює, що роблять із цим предметом, але назвати її, хоч убий, не може. Ну, наприклад, замість слова «краватка» людина, дивлячись на неї, каже приблизно таке: «це те, що надягають на шию і зав'язують спеціальним вузлом, щоб було гарно, коли йдуть у гості».

Так само з скроневою корою пов'язують функцію пам'яті та сновидінь.

Запитання для самоперевірки:

1. Розкрийте термін цитоархітектоніка кори головного мозку?

2. З якою часткою мозку пов'язані довільні рухи?

3. Визначте функцію екстрапірамідної системи у створенні довільних рухів.

4. Які структури мозку утворюють лімбіко-ретикулярний комплекс?

5. Де локалізується корковий відділ чутливого аналізатора?

6. Дайте визначення терміну "праксис". Де розташований центр праксису?

7. Які рухові функції випадають при поразці мозочка?

8. Розкрийте значення полів Бродмана.

Зовнішня поверхня Рисунок 2

Зовнішня поверхня

1, 2, 3, 5, 7,43 (частково) - представництво шкірної та пропри оцептивної чутливості;

4 – моторна зона;

6, 8,9, 10 - премоторна та додаткові моторні області;

11 – представництво нюхової рецепції;

17, 18, 19 - представництво зорової рецепції;

20, 21, 22, 37,41,42,44 -представництво слухової рецепції;

37, 42 - слуховий мовний центр;

41 - проекція кортієва органу;

44 – руховий центр мови.

(За Бродманом)

2.3. Основні принципи будови мозку

Мозок як субстрат психічних процесів є єдиною системою, єдине ціле, що складається, проте, з різних ділянок і зон, які виконують різну роль реалізації психічних функцій.

Усі дані (анатомічні, фізіологічні та клінічні) свідчать про провідну роль кори великих півкуль у мозковій організації психічних процесів.

У нейропсихології на основі аналізу нейропсихологічних даних (тобто вивчення порушень психічних процесів при різних локальних ураженнях мозку) було розроблено загальну структурно-функціональну модель мозку як субстрату психічної діяльності. Ця модель, запропонована А. Лурія, характеризує найбільш загальні закономірності роботи мозку як єдиного цілого і є основою пояснення його інтегративної діяльності. Згідно з цією моделлю (рис. 3) весь мозок може бути підрозділений на три основні структурно-функціональні блоки: а) енергетичний блок, або блок регуляції рівнів активності мозку; б) блок прийому, переробки та зберігання екстероцептивної (вихідної ззовні) інформації; в) блок програмування, регуляції та контролю за перебігом психічної діяльності. Кожна вища психічна функція здійснюється за участю всіх трьох блоків, кожен з яких робить свій внесок у її реалізацію. Блоки характеризуються певними особливостями будови, фізіологічними принципами, які у основі їх роботи, і тією роллю, що вони грають у здійсненні психічних функцій.

Перший енергетичний блок регулює два типи процесів активації: загальні генералізовані зміни активації мозку, що є основою різних функціональних станів, та локальні виборчі активаційні зміни, необхідні здійснення вищих психічних функцій.

Функціональне значення першого блоку у забезпеченні психічних функцій насамперед полягає, як говорилося вище, у регуляції процесів активації, у забезпеченні того

Структурно-функціональна модель інтегративної роботи мозку, запропонована а.Р.Лурія

Малюнок 3

А- перший блок регуляції загальної та виборчої неспецифічної активації мозку, що включає ретикулярні структури стовбура, середнього мозку та діенцефальних відділів, а також лімбічну систему та медіобазальні відділи кори лобових та скроневих часток мозку:

Мозолисте тіло,

Середній мозок,

Медіобазальні відділи правої лобової частки мозку,

Мозжечок,

Ретикулярна формація стовбура,

Медіальні відділи правої скроневої частки мозку,

Таламус;

Б- другий блок прийому, переробки та зберігання екстероцептивної інформації, що включає основні аналізаторні системи (зорову, шкірно-кінестетичну, слухову), кіркові зони яких розташовані в задніх відділах великих півкуль:

тім'яна область (загально-чутлива кора),

Потилична область (зорова кора),

Скронева область (слухова кора),

Центральна борозна;

У- третій блок програмування, регуляції та контролю за перебігом психічної діяльності, що включає моторні, премоторні та префронтальні відділи мозку з їх двосторонніми зв'язками:

Префронтальна область,

Премоторна область,

Моторна область (прецентральна звивина),

Центральна борозна,

(По Хамській)

загального активаційного рівня, у якому розігруються все психічні функції, у підтримці загального тонусу ЦНС, необхідного будь-якої психічної діяльності. Цей аспект роботи першого блоку має безпосереднє відношення до процесів уваги, а також свідомості загалом. Крім загальних неспецифічних активаційних функцій перший блок мозку безпосередньо пов'язаний з процесами пам'яті, із зараженням, зберіганням та переробкою різномодалої інформації. Другий блок - блок прийому, переробки та зберігання інформації включає основні аналізаторні системи: зорову, слухову і шкірно-кінестетичну, кіркові відділи (зони) яких розташовані в задніх відділах великих півкуль. Усі три аналізаторні системи організовані за загальним принципом: вони складаються з периферичного (рецепторного) та центральних відділів. Центральні відділи аналізаторів включають кілька рівнів, останній у тому числі - кора великих півкуль. У цілому нині аналізатори - це апарати, які готують відповіді організму зовнішні подразники. Кора задніх відділів великих півкуль має ряд загальних рис, що дозволяють об'єднати різні рівні аналізаторних систем в єдиний блок мозку. У корі задніх відділів мозку виділяють первинні, вторинні та третинні поля, а за термінологією І. Павлова – «ядерні зони аналізаторів» та «периферію». В Ядерну зону зорового аналізатора входять 17-е, 18-е і 19-е поля, в ядерну зону шкірно-кінестетичного аналізатора - 3-е 1-е, 2-е, частково 5-е поле, в ядерну зону звукового аналізатора - 41, 42 і 22 поля, з них первинними полями є 17, 3 і 41-е. Інші – вторинні.

Вторинні кіркові поля здійснюють синтез подразників, функціональне поєднання різних аналізаторних зон, беручи безпосередню участь у забезпеченні різноманітних гностичних видів психічної діяльності.

Третичні поля кори великих півкуль перебувають поза «ядерними зонами» аналізаторів. До них відносяться верхньотім'яна область (7 і 40), нижньотіменна (39), середньоскронева область (21 і частково 37). Функціональне значення третинних полів кори різноманітне. За їх участю здійснюються складні

надмодальні види психічної діяльності - символічної, мовленнєвої, інтелектуальної.

Третій структурно-функціональний блок мозку - блок програмування, регулювання та контролю за перебігом психічної діяльності - включає моторні, премоторні та префронтальні відділи кори лобових відділів головного мозку. Кора лобових частин мозку займає 24% поверхні великих півкуль. У лобовій корі виділяють моторну кору (4, 6) та немоторну (9, 10, 11, 12, 46, 47). Ці області мають різну будову та функції. Моторна кора лоба становить ядерну зону рухового аналізатора.

Загальна структурно-функціональна модель організації мозку, запропонована А. Р. Лурія, передбачає, різні етапи довільної опосередкованої мови усвідомленої психічної діяльності здійснюються з обов'язковою участю всіх трьох блоків мозку.

Відповідно до сучасних психологічних уявлень, кожна психічна діяльність має строго певну структуру: вона починається з фази мотивів, намірів, задумів, які потім перетворюються на певну програму діяльності, що включає «образ результату» та уявлення про способи реалізації цієї програми, а потім реалізується за допомогою певних операцій. Завершується психічна діяльність етапом звірення отриманих результатів із вихідним «образом результату». У разі невідповідності отриманих даних психічна діяльність продовжується до отримання необхідного результату. Поразка будь-якого з трьох блоків (або порушення будь-яких відділів цих блоків) відбивається на будь-якій психічній діяльності, оскільки призводить до порушення відповідної стадії або етапу її реалізації. Ця загальна схема формування мозку як субстрату складних свідомих форм психічної діяльності знаходить конкретне підтвердження під час аналізу різних порушень вищих психічних функцій, що виникають внаслідок локальних уражень мозку.

глобус, що обертається, і «клаптева ковдра» зображених на ньому країн - така карта допомагає нам зрозуміти, де саме ми знаходимося, а також те, що держави і народи відрізняються одна від одної і мають вельми конкретні кордони. Тепер подібна карта з'явилася і в зовнішнього шару мозку - його кори, на якій кожна півкуля виявилася розділеною на 180 окремих«країн». Причому дев'яносто сім областей з них ніколи не описувалися раніше, незважаючи на явні відмінності в структурі, функції та значний зв'язок із сусідами. Нова карта мозку опублікована вNature.

Ілюстрація: M. F. Glasser, DC Van Essen

«Кожна окрема область на карті містить клітини зі схожими структурою, функціями та взаємозв'язками. Але ці «регіони» відрізняються один від одного подібно до різних країн і мають чітко визначені кордони, а також унікальну культуру»,

Зазначає Девід Ван Ессен (David Van Essen), невролог Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, штат Міссурі, який займався дослідженням.

Нейрофізіологи давно прагнули розділити мозок на дрібні частини, щоб краще зрозуміти, як він працює загалом. Одна з найвідоміших карток мозку розділила кору на 52 області, засновані на різному розташуванні клітин у тканині (тепер ці зони відомі як поля Бродмана). Більш сучасні карти ґрунтувалися на даних магнітно-резонансної томографії (МРТ) – наприклад, функціональної МРТ, яка вимірює приплив крові у відповідь на різні розумові завдання.

Однак, досі більшість таких «картографічних» досліджень проводилися за допомогою лише одного типу вимірів, що, як зазначає Томас Йео (Thomas Yeo), нейробіолог з Національного університету Сінгапуру, не тільки не дає повного уявлення про роботу всього мозку, а й може. ввести дослідників в оману. Нова карта заснована на багаторазових МРТ вимірах, які максимально конкретизують увагу на кіркових областях і тому допомагають найбільш добре оцінити їх.

Розділяй і володарюй

Щоб побудувати карту, група вчених під керівництвом нейробіолога Метью Глассера (Mathew Glasser) з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі використовувала зображення, отримані у 210 здорових молодих людей, які брали участь у проекті «Коннектом людини» з картування структур мозку та їх . У дослідження включили інформацію про товщину кори, функції мозку, аксональні зв'язки між регіонами, про топографічну організацію клітин у тканині та вміст мієліну - речовини, яка відповідає за електроізоляцію аксонів.

Глассер зонував кору головного мозку за принципом значних змін у двох або більше властивостях, які використовував, щоб розставити кордони на карті. Обробка даних велася з допомогою алгоритмів машинного навчання.

"Якщо повільно "повзати" по поверхні кори, то в якийсь момент ви знайдете таке місце, де властивості почнуть змінюватися, або навіть таке, де виявляться кілька незалежних змін на тому самому місці",

Зауважив дослідник.

Методика підтвердила наявність 83 відомих раніше ділянок мозку та виявила ще 97 нових. Вчені перевірили карту, спостерігаючи за роботою цих регіонів у 210 осіб. Вони виявили те, що карта досить точна, але розмір її зон дещо варіює від людини до людини. Ці відмінності допоможуть зрозуміти індивідуальну мінливість когнітивних здібностей, а також виявити ризики розвитку захворювань.

Грані досяжного

«Незважаючи на те, що в центрі уваги цієї роботи лежало створення красивого та усередненого шаблону мозку, він дійсно відкриває можливість для подальшого вивчення унікальних поєднань індивідуальних особливостей з інтелектуальними та творчими здібностями, тобто того, що робить кожного з нас унікальним»,

Говорить Рекс Юнг (Rex Jung), нейропсихолог з Університету Нью-Мексико в Альбукерці.

Але за всіх очевидних плюсів мінуси також є: карта обмежена в кількох важливих аспектах. Найважливіше вона дуже небагато розповідає про біохімічні основи роботи мозку або про активність окремих нейронів, їх невеликих груп.

Це схоже на фантастичну карту Google Планета Земля, яка може навіть продемонструвати ваш район міста або навіть задній двір вашого будинку. Тим не менш, ви не можете розглянути, як пересуваються ваші сусіди, куди вони збираються переміститися і яка у них робота»,

Говорить Юнг.

Глассер припускає, що цей проект стане версією 1.0.

«Це не означає, що цей варіант є остаточним, але те, що ми отримали зараз, набагато краще, ніж те, що ми мали раніше»,

Резонно зауважує вчений.

A multi-modal parcelation of human cerebral cortex

Matthew F. Glasser, Timothy S. Coalson, Emma C. Robinson, David C. Van Essen та ін.

Nature (2016) doi:10.1038/nature18933

Головний мозок – найскладніший орган у людському організмі. Найбільш високоорганізована його частина – це кора. Завдяки її наявності людина здатна читати, писати, думати, пам'ятати та інше. Вивченню особливостей будови кори приділяли увагу багато вчених. Існує безліч робіт про розподіл кори на так звані поля Бродмана. Саме про них і йтиметься далі у статті.

Трохи про історію

Побудовою карти поверхні головного мозку займалося багато вчених: Бейлі, Бец, Економо та інші. Їхні карти значно відрізнялися одна від одної за формою полів, їх розмірами, кількістю. У сучасній нейроанатомії найбільше визнання здобули поля головного мозку за Бродманом. Усього налічується 52 поля.

Павлов, у свою чергу, підрозділив усі поля на дві великі групи:

• центри першої сигнальної системи;
• центри другої сигнальної системи

Кожен центр складається з ядра, що грає ключову роль у здійсненні функції певного центру, та аналізаторів, що оточують ядро. Примітно, що центри в корі головного мозку регулюють функціонування органів на протилежній стороні тіла. Це з тим, що провідні шляхи нервових волокон роблять перехрест своєму шляху від центру до периферії.

Поля мозку за Бродманом позначені арабськими цифрами, деякі також мають позначення, з якого можна зрозуміти функцію конкретного поля.

Перша сигнальна система: розташування

Центри першої сигнальної системи розташовані в полях Бродмана, які є і у тварини, і в людини. Вони відповідають за просту реакцію на зовнішній подразник, формування відчуттів, уявлень. Ці центри присутні і в правому, і в лівій півкулі кори головного мозку. Поля Бродмана першої сигнальної системи є в людини з народження і в нормі не змінюються протягом життя.

До цих полів відносяться:

• 1 - 3 - знаходяться в тім'яній частці кори головного мозку позаду центральної звивини;
• 4, 6 - розташовані в лобовій частині вперед від центральної звивини, мають у своєму складі пірамідні клітини Беца;
• 8 - це поле знаходиться допереду від 6-го, ближче до фронтальної частини лобової кори;
• 46 - розташовано на зовнішній поверхні лобової частини;
• 41, 42, 52 - розміщені на так званих звивинах Гешле, на базальній частині скроневої частки головного мозку;
• 40 - знаходиться в тім'яній частині за 1 - 3 полями, ближче до скроневої частини;
• 17 і 19 - розташовані в потиличній головному мозку, найбільш дорсально від інших полів;
• 11 - одна з найдавніших структур, що знаходиться в гіпокампі.

Перша сигнальна система: функції

Функції полів Бродмана у першій сигнальній системі різняться залежно від локалізації центру, особливостей його гістологічної структури. Загалом ці ядра виконують такі функції:

• здійснення рухового процесу;
• впізнавання предметів на дотик;
• слух;
• зір.

Щоб здійснити точний рух, потрібна одночасна активація кількох полів Брока:

1. Центри 4 і 6, пірамідні клітини яких несуть імпульс до скелетних м'язів та забезпечують їх скорочення.
2. Поле під номером 40 де знаходяться центри здійснення складних, стереотипних для конкретної людини рухів. Ці центри формуються протягом життя індивіда, як правило, під час професійної діяльності.
3. Іноді необхідна активація поля, яке відповідає за синхронний поворот очей разом з головою.

У впізнанні предметів на дотик, або стереогнозії, беруть участь поля під номерами 5 та 7.

Поля 41, 42 і 52 необхідні для того, щоб людина могла сприймати звуки навколишнього світу. Причому до центру слуху з одного боку підходять волокна з двох вух. Тому пошкодження кори з одного боку не призводить до слухових порушень. Центр, розташований у полі 41, відповідає за первинний аналіз інформації. У 42 полі знаходяться центри слухової пам'яті. А за допомогою поля під номером 52 чоловік може орієнтуватися у просторі.

У полях з 17 по 19 знаходиться зоровий аналізатор. За аналогією зі слуховими центрами, в 17 полі відбувається первинний аналіз інформації, в 18 знаходиться зорова пам'ять, а в 19 - оціночні центри та орієнтація.

У 11 полі розташовані центри нюху, у 43 - центри смаку.

Друга сигнальна система: розташування

Присутність другої сигнальної системи є характерною лише для людини. Саме ці центри забезпечують вище мислення, яке включає узагальнення інформації, мрії, логіку. По суті, для нормального мислення та мови необхідна активація всіх полів Бродмана, але можна виділити центри, які мають свої специфічні функції:

• 44 - розташовано в задній частині нижньої лобової звивини;
• 45 - знаходиться допереду від 44 поля, в передній ділянці лобової звивини;
• 47 – розміщено нижче двох попередніх полів, ближче до базальної частини лобової частки;
• 22 - одна з найбільш передніх;
• 39 - знаходиться в задній частині верхньої скроневої звивини.

Друга сигнальна система: функції

Як було зазначено вище, цитоархитектонические поля Бродмана другої сигнальної системи необхідні здійснення вищої нервової діяльності. А основна відмінність людини від тварини – здатність до мови.

У 45 полі знаходиться центр Брока. Він необхідний нормальної моторики промови. Саме завдяки наявності цього центру людина здатна вимовляти слова. За його пошкодження розвивається стан під назвою "моторна афазія".

У 44 полі знаходиться центр писемного мовлення. Імпульси з цієї ділянки кори надходять до скелетних м'язів пальців та кисті. При його руйнуванні людина втрачає здатність писати, що отримало назву "аграфія".

47 поле відповідає за спів. Саме при нормальній роботі цього центру людина може вимовляти слова співуче.

У 22 полі знаходиться центр Верніке. Тут відбувається аналіз слухового мовлення. Завдяки нормальній роботі 22 поля людина сприймає слова на слух.

39 поле – центр зорової мови. Функціонування цього поля дозволяє людині розрізняти символи на папері. При його пошкодженні людина втрачає здатність читати, що називається сенсорною олексією.

Висновок

Цитоархітектонічні поля Бродмана – важливі структури кори головного мозку. Але є також центри, вільні з цих полів. Вони розміщені переважно в лобовій частині, між скроневою та потиличною областями. Їх називають асоціативними зонами.