Физиология ЦНС ПЗ № 6. Кора больших полушарий
Формируемые компетенции: • Актуальность темы: данная тема вносит вклад в формирование следующих компетенций: ОК-1, ПК-5, ПК-9, ПК 16, ПК-27, ПК-31. • Знание изучаемой темы необходимо для понимания: • процессов регуляции функций организма человека, • процессов высшей нервной деятельности.
Цели занятия: • Учебная: • Изучить роль коры БП ГМ в функционировании организма человека (ПК-5, ПК-16). • Изучить функциональные особенности областей коры БП ГМ (ПК-5, ПК-16). • Изучить корково-подкорковые и кортиковисцеральные взаимоотношения (ПК-5, ПК-16). • Изучить функциональную асимметрию коры БП ГМ человека (ПК-5, ПК-16).
Цели занятия: • Учебная: • Изучить общую концепцию организации движений (ПК-5, ПК-16). • Изучить схему тела человека (ПК-5, ПК-16). • Ознакомиться с влиянием эфира и алкоголя на деятельность ЦНС (ПК-5, ПК-16). • Научиться применять терминологию по изучаемой теме (ПК-5, ПК-16, ПК-27, ПК-31).
Цели занятия: • Развивающая: • Формирование системного подхода к пониманию регуляции и организации функций организма человека (ОК-1, ПК-5, ПК-9, ПК-16, ПК-27). • Воспитательная: • Формирование способности и готовности реализовать этические и деонтологические аспекты врачебной деятельности в общении с коллегами (ПК-1).
Межпредметные связи Фармакология Неврология Патологическая физиология Биохимия Кора больших полушарий Гистология, цитология, эмбриология Нормальная физиология Клиническая патофизиология Анатомия
Внутрипредметные связи ПЗ№ 1. Физиология нервов и синапсов ПЗ№ 8. Методы исследования функций ЦНС ПЗ№ 2. Возбуждение в ЦНС. Торможение и координационная деятельность ЦНС. Рефлекс и функциональная система Кора больших полушарий ПЗ№ 7. Нервная регуляция висцеральных функций. Физиология автономной (вегетативной) нервной системы ПЗ№ 3. Частная физиология ЦНС. Спинной мозг ПЗ№ 4. Частная физиология ЦНС. Продолговатый мозг, мост, мозжечок ПЗ№ 5. Частная физиология ЦНС. Ретикулярная формация. Промежуточный, передний мозг. Лимбическая система
1. Установите соответствие. Кора ГМ взрослого человека приобретает свойства функциональной асимметрии. Какие функции представлены в правой и левой гемисферах? Отдел коры БП мозга обеспечивает 1 Левое полушарие у А правшей 2 Правое полушарие у В правшей С 3 Лобные отделы коры эмоциональные состояния. анализ сенсорной информации. образное мышление. D 4 Лимбические отделы коры 5 Затылочные и височные Е отделы коры функции речи. интегративные функции.
2. Установите соответствие. Какие структуры головного мозга преимущественно участвуют в формировании перечисленных состояний и нейрофизиологических процессов? Процессы и состояния определяется деятельностью А височной коры. 1 Слуховые ощущения 2 Быстрый сон В гиппокампа. 3 Эмоциональная память С варолиева моста. 4 Жажда и голод D мозолистого тела. 5 Межполушарный перенос Е информации гипоталамуса.
3. Установите соответствие. рефлекс А Локтевой 1 замыкается на уровне ЦНС Мезэнцефалическом Б Подошвенный 2 Бульбарном В Лифтный 3 Спинальном Г Выпрямительный 4 Таламическом Д Глотания 5 Кортикальном
Основные зоны коры БП ГМ
Морфофункциональные особенности коры БП ГМ • • многослойность расположения нейронов; модульный принцип организации; соматотопическая локализация рецептирующих систем; экранность, т. е. распределение внешней рецепции на плоскости нейронального поля коркового конца анализатора; зависимость уровня активности от влияния подкорковых структур и ретикулярной формации; наличие представительства всех функций нижележащих структур ЦНС; цитоархитектоническое распределение на поля; наличие в специфических проекционных сенсорных и моторной системах вторичных и третичных полей с ассоциативными функциями;
Морфофункциональные особенности коры БП ГМ • наличие специализированных ассоциативных областей; • динамическая локализация функций, выражающаяся в возможности компенсаций функций утраченных структур; • перекрытие в коре большого мозга зон соседних периферических рецептивных полей; • возможность длительного сохранения следов раздражения; • реципрокная функциональная взаимосвязь возбудительных и тормозных состояний; • способность к иррадиации возбуждения и торможения; • наличие специфической электрической активности.
Нейронная организация коры БП ГМ
Строение коры большого мозга (схема). А - слои клеток. Б - типы клеток. В - слои волокон. I-III наружная главная зона; IV-VI - внутренняя главная зона (по Brodmann и Vogt). I - lamina molecularis; II lamina granularis externa; III - lamina pyramidalis externa; малые пирамидные клетки; IV - lamina granularis interna; V - lamina pyramidalis interna; большие пирамидные клетки; VI - lamina multiformis. ора большого мозга состоит из огромного количества нервных клеток. По морфологическим особенностям в коре взрослого человека можно выделить 6 слоев: молекулярную пластинку, lamina molecularis (plexiformis); наружную зернистую пластинку, lamina granularis externa; наружную пирамидную пластинку, lamina piramidalis externa; внутреннюю зернистую пластинку, lamina granularis internal внутреннюю пирамидную пластинку, lamina pyramidalis interna (ganglionaris); мультиформную пластинку, lamina multiformis.
Структурно-функциональная организация коры БП ГМ Функциональное объединение колонок – модулей. Колонка = модуль
Колонки • В коре входные и выходные элементы вместе со звездчатыми клетками образуют колонки функциональные единицы коры, организованные в вертикальном направлении. • Диаметр колонки около 500 мкм и определяется она зоной распределения коллатералей восходящего афферентного таламокортикального волокна. • Соседние колонки имеют взаимосвязи, организующие участки множества колонок в организации той или иной реакции. • Возбуждение одной из колонок приводит к торможению соседних.
Колонки • Клетки в колонке тесно связаны между собой и получают общую афферентную веточку из подкорки. • Каждая колонка клеток отвечает за восприятие преимущественно одного вида чувствительности. • Пример: если в корковом конце кожного анализатора одна из колонок реагирует на прикосновение к коже, то другая - на движение конечности в суставе. • В зрительном анализаторе функции восприятия зрительных образов также распределены по колонкам. Например, одна из колонок воспринимает движение предмета в горизонтальной плоскости, соседняя - в вертикальной и т. п.
Слои • Второй комплекс клеток новой коры - слой - ориентирован в горизонтальной плоскости. • ? ? ? мелкоклеточные слои II и IV состоят в основном из воспринимающих элементов и являются «входами» в кору. Крупноклеточный слой V - выход из коры в подкорку, а среднеклеточный слой III - ассоциативный, связывающий между собой различные корковые зоны • Локализация функций в коре характеризуется динамичностью, так как имеются строго локализованные и пространственно отграниченные зоны коры, связанные с восприятием информации от определенного органа чувств, а с другой стороны - кора является единым аппаратом, в котором отдельные структуры тесно связаны и в случае необходимости могут взаимозаменяться (т. н. пластичность корковых функций).
Цитоархитектоника коры БП ГМ • Различные по топографии участки коры отличаются плотностью расположения клеток, их величиной и другими характеристиками послойной и колончатой структуры. • Все эти показатели определяют архитектуру коры, или её цитоархитектонику. • Наиболее крупные подразделения территории коры древняя (палеокортекс), старая (архикортекс), новая (неокортекс) и межуточная кора. • Поверхность новой коры у человека занимает 95, 6%, старой 2, 2%, древней 0, 6%, межуточной 1, 6%.
Корковые зоны • Территории коры резко различаются по своим функциям. • Большая часть древней коры входит в систему обонятельного анализатора. • Старая и межуточная кора, будучи тесно связанными с древней корой как системами связей, так и эволюционно, не имеют прямого отношения к обонянию. Они входят в состав системы, ведающей регуляцией вегетативных реакций и эмоциональных состояний. • Новая кора - совокупность конечных звеньев различных воспринимающих (сенсорных) систем (корковых концов анализаторов).
1, 2 и часть 3 – ядро кожного анализатора. 1 и 3 – проекция экстерорецепторов в соответствии с их распределением в коже. Письменная и устная речь. 3 и 4 – ядро двигательного анализатора. 4 - проекция проприорецепторов в соответствии с расположением мускулатуры. Письменная и устная речь. 5 – Кожный анализатор. Каждая колонка клеток отвечает за восприятие преимущественно одного вида чувствительности (например, одна из колонок реагирует на прикосновение к коже, другая — на движение конечности в суставе). 6 – Письменность и речь. Тонкие движения руки при начертании букв. Двигательный анализатор. 7 – Кожный анализатор. 8 – Двигательный анализатор. 9 – Третичная зона. Профессиональные навыки. Мышление, планирование и целенаправленность действий. Письменная и устная речь. 10 – Третичная зона. Мышление, планирование и целенаправленность действий. 10 – Третичная зона. Письменная и устная речь 17 – проекция сетчатки. Письменная и устная речь. 17, 18, 19 – ядро зрительного анализатора, функции восприятия зрительных образов также распределены по колонкам (например, одна из колонок воспринимает движение предмета в горизонтальной плоскости, соседняя — в вертикальной и т. п. ) 20, 21, 22 – ядро слухового анализатора (см. также 41, 42). В поле 22 при участии полей 41 и 42 происходит слуховое восприятие речи. При разрушении поля 22 теряется способность понимать слова. 37 – Третичная зона. 39 – Зрительное восприятие письменных знаков. При поражении этого поля утрачивается способность слагать из букв слова и фразы. 39 и 40 - Третичная зона. 40 – Регулирование выработанных в течение жизни и направленных к определённой цели движений. 41 – проекция Кортиева органа. Письменная и устная речь. 41, 42 – ядро слухового анализатора (см. также 20, 21, 22). 44, 45 - Третичная зона. Речедвигательный анализатор. 46 – Третичная зона. Письменная и устная речь.
Борозды и извилины коры БП ГМ
ЦНС
• ДРЕВНЯЯ кора у человека и высших млекопитающих состоит из одного клеточного слоя, нечетко отделённого от нижележащих подкорковых ядер; • СТАРАЯ кора полностью отделена от последних и представлена 2 -3 слоями; • НОВАЯ кора состоит, как правило, из 6 -7 слоев клеток; • МЕЖУТОЧНЫЕ формации - переходные структуры между полями старой и новой коры, а также древней и новой коры - из 4 -5 слоев клеток.
Функции древней и старой коры • Древняя кора наряду с другими функциями имеет отношение к обонянию и обеспечению взаимодействия систем мозга • Восприятие и анализ обонятельной информации производится в древней и старой коре. • Для древней коры характерно отсутствие послойного строения. В ней преобладают крупные нейроны, сгруппированные в клеточные островки. • Старая кора имеет три клеточных слоя. Ключевой структурой старой коры является гиппокамп. Гиппокамп имеет обширные связи со многими другими структурами мозга. Он является центральной структурой лимбической системы.
• НЕОКОРТЕКС подразделяется на следующие области: прецентральную, постцентральную, височную, нижнетеменную, верхнетеменную, височно-теменнозатылочную, островковую и лимбическую. • ОБЛАСТИ подразделяются на подобласти и поля. • Основной тип прямых и обратных связей новой коры — вертикальные пучки волокон, приносящие информацию из подкорковых структур к коре и посылающие её от коры в эти же подкорковые образования. • Наряду с вертикальными связями имеются внутрикортикальные горизонтальные пучки ассоциативных волокон, проходящие на различных уровнях коры и в белом веществе под корой. • Горизонтальные пучки наиболее характерны для I и III слоев коры, а в некоторых полях для V слоя.
Сенсорные области коры БП • К ним адресуются сигналы от релейных ядер таламуса. • Различают три основные зоны: • соматосенсорные: • SI, расположенную на постцентральной извилине; • SII - на верхней стенке боковой борозды, разделяющей теменную и височную доли; • слуховые, находящиеся в височной доле; • зрительные - в затылочной доле.
Проекции частей тела в соматосенсорной зоне коры БП
Моторные области коры БП • Двигательная кора - область коры БП ГМ, электрическая стимуляция нейронов которой приводит к двигательным реакциям определенных частей тела. • В двигательной коре имеется представительство мускулатуры всех частей тела; она играет вспомогательную роль в управлении позой. • У приматов и человека двигательная кора расположена в передней центральной извилине. • Двигательные центры - участки коры БП ГМ, в которых локализуется корковый конец двигательного анализатора. • Двигательные центры располагаются: • в прецентральной извилине; • в переднем отделе околоцентральной дольки; • в прецентральной области; а также • в задних отделах верхней и средней дробных извилин.
Моторные области коры БП • Различают: • основную (первичную) моторную зону, расположенную у приматов и человека в прецентральной извилине; • дополнительную моторную зону, расположенную на медиальной поверхности коры; а также • премоторную зону коры, расположенную перед моторной зоной, ответственная за тонус мышц и осуществляющую координированные движения головы и туловища. • Моторный потенциал вызванные биоэлектрические колебания, связанные с активностью двигательной коры. • Центр Брока - двигательный центр речи в коре головного мозга.
Неравномерность представления мускулатуры тела в моторной зоне коры и в гипоталамусе
Ассоциативные (третичные) области коры БП • Сюда, прежде всего, адресуются сигналы от ассоциативных ядер таламуса. • Выделяют две основные ассоциативные зоны: • в области лобной доли впереди от прецентральной извилины; • на границе между теменной, затылочной и височной долями (в области теменной доли). • Ассоциативные области - субстрат второй сигнальной системы, специфичной для человека (И. П. Павлов).
Ассоциативные (третичные) области коры БП • Эти межанализаторные структуры определяют сложные формы мозговой деятельности, включающие • профессиональные навыки (нижнетеменная область (9)), • мышление, планирование и целенаправленность действий (лобная область (9, 10)), • письменную и устную речь (нижняя лобная подобласть (10), височная (41); височно-теменно-затылочная (6); и нижнетеменная области (9); прецентральная (4); постцентральная - (3 и 1), где спроецированы экстерорецепторы в соответствии с их распределением в коже; височно-теменно-затылочная (17); нижнетеменная области (46)).
Первичные речевые зоны коры Зона Брока Зона Вернике
Речевые центры
Схема чувствительного и двигательного гомункулусов. Разрез полушарий во фронтальной плоскости: а – проекция общей чувствительности в коре постцентральной извилины; б – проекция двигательной системы в коре прецентральной извилины.
ФУНКЦИИ ЛОБНЫХ ДОЛЕЙ • Управление врожденными поведенческими реакциями при помощи накопленного опыта • Согласование внешних и внутренних мотиваций поведения • Разработка стратегии поведения и программы действия • Мыслительные особенности личности
Принципы распространения процессов возбуждения в ЦНС Иррадиация Концентрация Индукция Условия, влияющие на иррадиацию возбуждения. 1. Сила раздражителя. 2. Возбудимость ЦНС. 3. Функции тормозных нейронов.
Иррадиация процессов возбуждения и торможения Схема иррадиации возбуждения Схема иррадиации торможения
Иррадиация • Когда торможение не в состоянии сдерживать возбудительный процесс в определенной зоне, возникает иррадиация возбуждения в коре. • И может происходить по коре от нейрона к нейрону, по системам ассоциативных волокон 1 -го слоя, с очень малой скоростью - 0, 5 -2, 0 м/с. • И возбуждения возможна и за счет аксонных связей пирамидных клеток 3 -го слоя коры между соседними структурами, в том числе, между разными анализаторами. • И возбуждения обеспечивает взаимоотношение состояний областей коры при организации условнорефлекторного и других форм поведения.
Иррадиация возбуждения (торможения) - распространение возбуждения • • (торможения) по нервной системе. Иррадиация проявляется при слабой интенсивности возбуждения (торможения). При достаточной силе нервных процессов они концентрируются. При чрезмерной силе нервных процессов они вновь начинают иррадиировать. Дальность распространения нервных процессов от исходного пункта зависит от их силы: чем интенсивнее нервный процесс в исходном пункте, тем дальше он распространяется и тем сильнее его воздействие на соседние участки мозга.
Концентрация возбуждения • ограничение ранее иррадиировавшего возбуждения определенной группой нейронов. • Правила: • Если в каком-либо участке коры ГМ возник очаг возбуждения или торможения, то возбуждение или торможение вначале непременно будут распространяться из пункта своего возникновения, захватывая соседние участки коры. • После того, как произошло распространение того или другого процесса, происходит обратное явление (концентрация), состоящее в том, что возбуждение начинает сосредоточиваться в той части мозга, в которой оно возникло и из которой распространилось.
←Одновременная индукция Индукция - возникновение противоположного по знаку нервного процесса вслед за существующим процессом (последовательная И. ) или за его территориальными пределами (одновременная И. ). Описана английским физиологом Ч. Шеррингтоном (1906). И. называется положительной, если первичный процесс - торможение, вслед за которым, по законам И. , возникает возбуждение, и отрицательной, если соотношение обратное.
(+) и (–) индукция • Индукцией в физиологии ВНД называется возникновение в коре БП процесса, противоположного по своему значению первоначально возникшему. • Если в каком-нибудь участке мозга возникает процесс возбуждения, то смена его тормозным процессом является индукцией. В этом случае мы имеем (–) индукцию. • Если в участке мозга развивается торможение, которое сменяется процессом возбуждения, то такое явление называется (+) индукцией. • Исследования в лаборатории акад. И. П. Павлова показали, что • в результате И вокруг участка мозга, в котором повышена возбудимость, развивается тормозное состояние; • вокруг участка мозга, находящегося в заторможенном состоянии, развивается процесс возбуждения. • (+) и (–) индукция являются важными закономерностями мозговой деятельности.
Индукция нервных процессов • возникновение или усиление противоположного нервного процесса вокруг очага возбуждения или торможения - пространственная или одновременная И • возникновение противоположного нервного процесса в том же самом пункте коры ГМ - последовательная И • возникновение процесса возбуждения, вызванное торможением, называется положительной И • возникновение торможения вслед возбуждению – отрицательной И. • В коре ГМ после возбуждения всегда возникает торможение активности, и наоборот, после торможения - возбуждение (последовательная индукция).
Индукция • При (+) И в клетках, смежных с теми, где вызывалось торможение, после прекращения действия тормозного сигнала возникает состояние повышенной возбудимости. • Вследствие этого импульсы, поступающие к нейронам при действии положительного раздражителя, вызывают повышенный эффект. • При (–) И в клетках коры, окружающих возбужденные нейроны, возникает процесс торможения. • Явления (–) и (+) И в коре ГМ подвижны, постоянно сменяют друга. • В разных пунктах коры мозга одновременно могут возникать очаги возбуждения и торможения, (+) и (–) индукции.
Аналитико-синтетическая деятельность коры БП • Множество раздражителей внешнего мира и внутренней среды организма воспринимаются рецепторами и становятся источниками импульсов, которые поступают в кору БП ГМ. • Здесь они • анализируются, • различаются и синтезируются, • соединяются, обобщаются. • Способность коры разделять, вычленять и различать отдельные раздражения, дифференцировать их и есть проявление аналитической деятельности коры БП ГМ.
Аналитико-синтетическая деятельность коры БП • АНАЛИЗ (аналитическая деятельность) – это способность организма разлагать, расчленять действующие на организм раздражители (образы внешнего мира) на простейшие составляющие элементы, свойства и признаки. • СИНТЕЗ (синтетическая деятельность) – это процесс, противоположный анализу, заключающийся в выделении среди разложенных при анализе простейших элементов, свойств и признаков наиболее важных, существенных в данный момент и объединении их в сложные комплексы и системы.
Аналитико-синтетическая деятельность коры БП • Сначала раздражения анализируются в рецепторах. • Высшие формы анализа осуществляются в коре БП. • Аналитическая деятельность коры БП неразрывно связана с ее синтетической деятельностью, выражающейся в объединении, обобщении возбуждения, которое возникает в различных ее участках под действием многочисленных раздражителей. • В качестве примера синтетической деятельности коры БП можно привести образование временной связи, которое лежит в основе выработки условного рефлекса. • Сложная синтетическая деятельность проявляется в образовании рефлексов второго, третьего и высших порядков. В основе обобщения лежит процесс иррадиации возбуждения.
Аналитико-синтетическая деятельность коры БП • Физиологическая основа синтеза концентрация возбуждения, (-) индукция и доминанта. • Синтетическая деятельность является физиологической основой первой стадии образования условных рефлексов (стадии обобщения условных рефлексов, их генерализации). • Стадией генерализации называется такое состояние формирования рефлексов, при котором они проявляются не только при действии подкрепляемых, но и при действии сходных неподкрепляемых условных сигналов. • Пример генерализации: начальный этап формирования новых понятий. Первые сведения об изучаемом предмете или явлении всегда отличаются обобщенным и очень поверхностным характером. Только постепенно из него возникает относительно точное и полное знание предмета.
Аналитико-синтетическая деятельность коры БП • Физиологическая основа анализа - иррадиация возбуждения и дифференцировочное торможение. • Аналитическая деятельность - физиологическая основа второй стадии образования условных рефлексов (стадии специализации). • Если продолжить образование условных рефлексов на те же сходные раздражители, с помощью которых возникала стадия генерализации, то через некоторое время условные рефлексы возникают уже только на подкрепляемый сигнал. • Это означает, что условный рефлекс стал специализированным. • Физиологический механизм специализации заключается в угасании всех побочных условных связей.
Анализ и синтез в анализаторах • В каждом анализаторе три уровня анализа и синтеза: • 1) в рецепторах – простейшая форма выделения из внешней и внутренней среды организма сигналов, кодирование их в нервные импульсы и посылка в вышележащие отделы; • 2) в подкорковых структурах – более сложная форма выделения и объединения раздражителей различного рода, реализующихся в механизмах взаимоотношения выше- и нижележащих отделов ЦНС, т. е. анализ и синтез продолжаются в таламусе, ГТ, РФ и других подкорковых структурах; • 3) в коре мозга – высшая форма анализа и синтеза сигналов, поступающих со всех анализаторов, в результате чего создаются системы временных связей, составляющие основу ВНД, формируются образы, понятия, смысловое различение слов и т. д.
Анализ и синтез • осуществляются по определенной программе, закрепленной врожденными и приобретенными нервными механизмами. • Системность работы мозга выражает его способность к высшему синтезу. Физиологический механизм такой способности обеспечивается следующими тремя свойствами ВНД: • а) взаимодействием комплексных рефлексов по законам иррадиации и индукции; • б) сохранением следов сигналов, создающих преемственность между отдельными компонентами системы; • в) закреплением складывающихся связей в виде новых условных рефлексов на комплексы сигналов. • Системность создает целостность восприятия.
Анализ и синтез • Принцип анализа и синтеза охватывает всю ВНД и все психические явления. • Анализ и синтез протекают у человека сложно в связи с наличием у него словесного мышления. Основной компонент человеческого анализа и синтеза – это речедвигательный анализ и синтез. • Любой вид анализа раздражителей происходит при активном участии ориентировочного рефлекса.
Анализ и синтез • Анализ и синтез, происходящие в коре мозга, делятся на низший и высший. • Низший анализ и синтез присущ первой сигнальной системе. • Высший анализ и синтез – это анализ и синтез, осуществляющийся совместной деятельностью первой и второй сигнальных систем при обязательном осознании человеком предметных отношений действительности. • Любой процесс анализа и синтеза обязательно включает в себя в качестве составной части свою завершающую фазу – результаты действия. • Мозговым анализом и синтезом порождаются психические явления.
Динамический стереотип • Внешний мир действует на организм не единичными раздражителями, а обычно системой одновременных и последовательных раздражителей. • Если система последовательных раздражителей часто повторяется, это ведет к образованию системности, или динамического стереотипа в деятельности коры БП ГМ. • Таким образом, • ДС представляет собой последовательную цепь условно-рефлекторных актов, осуществляющихся в строго определенном, закрепленном во времени порядке, и являющихся следствием сложной системной реакции организма на сложную систему положительных (подкрепляемых) и отрицательных (неподкрепляемых, или тормозных) условных раздражителей.
Динамический стереотип • Несколько двигательных рефлексов (цепь последовательных движений), выработанных на разные условные сигналы, многократно осуществляемые в определенной последовательности. • Запускается сигнальным раздражителем первого в этом ряду рефлексов. • Может протекать при отсутствии непосредственной связи с безусловной реакцией.
Пластичность коры (Э. А. Асратян) • Нервная система отличается приспособляемостью к различным нарушениям ее строения и функций, которая называется пластичностью. • Пластичность проявляется в том, что при поражении или удалении какой-либо части нервной системы оставшиеся ее части компенсируют это поражение, выполняя функции пораженной или удаленной части (компенсация функций).
Пластичность коры (Э. А. Асратян) • Постепенное частичное восстановление функций нервной системы после их нарушений происходит «при посредстве больших полушарий» , «корковых импульсов» , компенсирующих до известной степени тяжелые последствия ее повреждения, например удаление мозжечка. • После удаления двигательных центров коры БП ГМ выработавшаяся до этой операции компенсация резко уменьшается. • Условные двигательные рефлексы вырабатываются гораздо позднее у животных, у которых двигательные центры коры БП ГМ были удалены до повреждения низших отделов нервной системы (В. М. Бехтерев, 1906, 1926).
Пластичность коры (Э. А. Асратян) • Главнейшим признаком ВНД является ее чрезвычайная пластичность, ее изменчивость в связи с изменениями окружающей среды и изменениями строения и функций самой нервной системы. • БП осуществляют ведущую роль в перестройке функций нервных центров только у высокоразвитых позвоночных животных. У низших позвоночных удаление БП ГМ не оказывает существенного влияния на ход восстановления утраченных функций. • Таким образом, пластичность нервной системы зависит от уровня филогенетического развития животного и у высокоразвитых позвоночных является функцией больших полушарий и подкорковых центров ( «принцип замещения или переключения» ) (В. М. Бехтерев. 19051907; Э. А. Асратян, 1932 -1963).
Межполушарная асимметрия • (др. -греч. α- - «без» и συμμετρια - «соразмерность» ) одна из фундаментальных закономерностей организации мозга человека и животных. • Проявляется в морфологии мозга и в межполушарной асимметрии психических процессов. • Функциональная специализированность полушарий головного мозга: при осуществлении одних психических функций ведущим является левое полушарие, других - правое. • История исследований асимметрии БП ГМ у человека свидетельствует о существовании особого принципа построения и реализации таких важнейших функций мозга, как восприятие, внимание, память, мышление и речь.
С функциями левого и правого полушария у человека связаны два типа мышления — абстрактно-логическое и пространственнообразное. • По В. Ротенбергу: • Вербальное и невербальное (поскольку абстрактно-логическое мышление левого полушария в отличие от образного мышления правого полушария базируется на способности к продуцированию речи); • Аналитическое и синтетическое (поскольку с помощью логического мышления в левом полушарии осуществляется анализ предметов и явлений, тогда как образное мышление в правом полушарии обеспечивает цельность восприятия); • Дискретное и симультанное (поскольку с помощью логического мышления левое полушарие осуществляет ряд последовательных операций, тогда как с помощью образного мышления правое полушарие приобретает способность к одномоментному восприятию и оценке объекта).
В настоящее время считается, что: • левое полушарие у преимущественную роль импрессивной речи, в вербальной памяти мышлении. правшей играет в экспрессивной и чтении, письме, и вербальном • правое полушарие выступает ведущим для неречевого: музыкального слуха, зрительнопространственной ориентации, невербальной памяти, критичности.
Функции БП ГМ • В левом полушарии сконцентрированы механизмы абстрактного мышления, • в правом полушарии - конкретного образного мышления; • левое полушарие в большей степени ориентировано на прогнозирование будущих состояний; • правое - на взаимодействие с опытом и с актуально протекающими событиями.
Конкретный тип полушарного реагирования не формируется при рождении. • На ранних этапах онтогенеза у большинства детей выявляется образный, правополушарный тип реагирования, и только в определенном возрасте (как правило, от 10 -ти до 14 -ти лет) закрепляется тот или иной фенотип, преимущественно характерный для данной популяции (Аршавский В. ). • Это подтверждается и данными о том, что у неграмотных людей функциональная асимметрия головного мозга меньше, чем у грамотных. • Асимметрия усиливается и в процессе обучения: левое полушарие специализируется в знаковых операциях, и правое полушарие - в образных.
Функциональная асимметрия речи и мышления • Рассечение межполушарных связей (Р. Сперри). • Обратимое выключение одного из полушарий. • Левополушарный человек • Речь избыточна, словарный запас разнообразнее, ответы более детализированы. • Утрачиваются интонации собственной речи и способность анализировать интонации речи собеседника. • Образные восприятие, память, мышление нарушены, абстрактное мышление облегчается. • Настроение оптимистическое.
Функциональная асимметрия речи и мышления • Правополушарный человек • Речь затруднена, немногословна, охотнее общается мимикой и жестами. • Хорошо понимает их значение. • С трудом вспоминает названия предметов, хотя показывает, как ими пользоваться. • Ухудшается словесное восприятие, память и словесно-логическое мышление. • Сдвиг в сторону отрицательных эмоций.
Современные представления о межполушарной асимметрии • В настоящее время проблема межполушарной асимметрии мозга изучается прежде всего как проблема функциональной специфичности полушарий, то есть как проблема специфичности того вклада, который делает каждое полушарие в любую психическую функцию. Эти представления строятся на нейропсихологической теории мозговой организации высших психических функций, сформулированной Лурия А. Р. (1969, 1973 и др. ) • Таким образом, межполушарная асимметрия имеет парциальный характер: правое и левое полушарие принимают различное по характеру и неравное по значимости участие в осуществлении психических функций. В различных системах характер функциональной асимметрии может быть неодинаков.
Схема тела • конструируемое мозгом внутреннее представление, модель тела, отражающая его структурную организацию и выполняющая такие функции, как • определение границ тела, • формирование знаний о нём, как о едином целом, • восприятие расположения, длин и последовательностей звеньев, а также их диапазонов подвижности и степеней свободы. • В основе схемы тела лежит совокупность упорядоченной информации о динамической организации тела субъекта.
Изучение схемы тела в норме • В условиях блокады проведения импульсов от кожных, суставных и мышечных рецепторов, которая достигается путем сдавливания плеча пневматической манжеткой здоровых людей и при выключенном зрении, наблюдалось порой довольно сильное рассогласование реального и воспринимаемого положений конечности, названное «экспериментальным фантомом» . • При этом также происходило иллюзорное «укорочение» воспринимаемой испытуемыми руки. А когда испытуемых просили совершить движение ишемизированной рукой, то они планировали действие не исходя из реального положения руки, а опираясь на её представление в схеме тела.
Нарушения схемы тела при корковых поражениях • • • При определенных поражениях ГМ возникают нарушения в восприятии пространства и собственного тела, свидетельствующие в пользу существования внутренней модели схемы тела. Так, при поражениях правой теменной доли возникают нарушения представлений о принадлежности частей тела, об их размерах и форме. Пример подобных искаженных представлений о своём теле: отрицание принадлежности больному парализованных конечностей, иллюзорные движения неподвижных конечностей, отрицание пациентом дефекта, фантомные дополнительные конечности. Может наблюдаться игнорирование больным контрлатеральной поражённой областью коры БП половины пространства и тела (например, при выполнении таких действий, как умывание, одевание). При поражениях области теменно-височного соединения, помимо нарушения способности поддерживать равновесие, могут наблюдаться явления так называемого «выхода из тела» . Кроме того, нарушения в восприятии собственного тела и его частей могут возникать у человека в изменённых состояниях сознания: под действием галлюциногенов, гипноза, сенсорной депривации, во сне.
Формы движений • Все многообразие форм движения животных и человека основывается на физических законах перемещения тел в пространстве. При классификации движений необходимо учитывать конкретные целевые функции, которые должна выполнять двигательная система. • В самом общем виде таких функций четыре: • поддержание определенной позы; • ориентация на источник внешнего сигнала для его наилучшего восприятия; • перемещения тела в пространстве; • манипулирование внешними вещами или другими телами.
Организация движений
Иерархия форм двигательной активности (по Н. А. Бернштейну) • Н. А. Бернштейн выделил пять уровней построения движений, соответствующие морфологическим отделам нервной системы (спинной и продолговатый мозг, подкорковые центры и кору БП ГМ): А, В, С, Д, Е. • 1. Уровень А - эволюционно наиболее древний и созревающий раньше других руброспинальный уровень. У человека не имеет самостоятельного значения, но определяет мышечный тонус и участвует в обеспечении любых движений совместно с другими уровнями. • Только за счет данного уровня осуществляются непроизвольные примитивные движения, например, дрожание пальцев, стук зубов от холода). Этот уровень начинает функционировать с первых недель жизни новорожденного.
Иерархия форм двигательной активности (по Н. А. Бернштейну) • 2. Уровень В – таламо-паллидарный уровень, обеспечивает переработку сигналов от мышечносуставных рецепторов, которые сообщают о взаимном расположении частей тела. • Этот уровень принимает участие в организации движений более сложного типа, которые, однако, не требуют учета особенностей внешнего пространства. • Это могут быть произвольные движения лица и тела мимика и пантомимика, вольная гимнастика и др. • Этот уровень начинает функционировать уже во втором полугодии жизни ребенка.
Иерархия форм двигательной активности (по Н. А. Бернштейну) • 3. Уровень С - определяется как уровень пространственного поля или пирамидно-стриальный уровень. Сюда поступает информация о состоянии внешней среды от экстерорецепторов. • Отвечает за построение движений, приспособленных к пространственным свойствам объектов - к их форме, положению, весу и другим особенностям. Среди них все виды локомоции (перемещения), тонкая моторика рук и другие. • В обеспечении этого уровня, наряду с подкорковыми структурами, принимает участие кора. Поэтому его созревание, начинаясь очень рано - на первом году жизни, продолжается на протяжении всего детства и даже юности.
Иерархия форм двигательной активности (по Н. А. Бернштейну) • 4. Уровень Д - уровень предметных действий. Он функционирует при обязательном участии коры (теменных и премоторных зон) и обеспечивает организацию действий с предметами. • Это специфически человеческий уровень организации двигательной активности, к нему относятся все виды орудийных действий и манипуляторных движений. • Характерная особенность движений этого уровня: они не только учитывают пространственные особенности, но и согласуются с логикой использования предмета. Это уже не только движения, но и в значительно большей степени действия, потому что используемые здесь моторные программы складываются из гибких взаимозаменяемых звеньев. • Поскольку этот уровень обеспечивается согласованной активностью разных зон коры, его функциональные возможности будут определяться динамикой созревания как самих зон, так и возрастными особенностями межзонального взаимодействия.
Иерархия форм двигательной активности (по Н. А. Бернштейну) • 5. Уровень Е - высший уровень организации движений, обеспечивает интеллектуализированные двигательные акты: работу артикуляционного аппарата в звучащей речи, движения руки при письме, а также движения символической или кодированной речи (язык жестов глухонемых, азбука Морзе). • Нейрофизиологические механизмы этого уровня обеспечиваются высшими интегративными возможностями коры больших полушарий, поэтому созревание коры, как и в предыдущем случае, имеет решающее значение для его функционирования.
Формирование представления о теле
Статический и динамический образ тела • Статический образ тела представляет собой систему внутримозговых связей, основанную на врожденных механизмах и усовершенствованную и уточненную в индивидуальной жизни. • Осуществляя тот или иной род деятельности, человек меняет взаиморасположение частей тела, приобретает в порядке научения новые двигательные навыки, и формирует новые трехмерные пространственные модели тела, т. е. динамический образ тела. • В отличие от статического, он имеет значение лишь для данного конкретного момента времени, для определенной ситуации, при изменении которой он сменяется новым. • Динамический образ базируется на информации, поступающей от кожи, мышц, суставов и вестибулярного аппарата.
Статический и динамический образ тела • В мозгу происходит постоянное взаимодействие того и другого образов тела, осуществляется сличение динамического образа с его статическим аналогом. • В результате этого формируется субъективное ощущение позы, отражающее не только положение тела в данный момент, но и возможные его изменения в непосредственном будущем. • Если согласование не достигнуто, то вступают в действие активные механизмы перестройки позы. • Итак, для того чтобы субъективно оценить позу, необходимо сопоставить закодированный в памяти эталон статического образа тела с его любой конкретной вариацией - динамическим образом тела.
Формирование представлений о внешнем пространстве и «схеме тела» • Схема тела является трехмерно пространственной, и сам образ реальной пространственной ситуации воспринимается в том же трехкоординатном пространственном измерении. • Человек оценивает окружающее пространство не абстрактно, а применительно к самому себе, т. е. включает свое тело в качестве непременного компонента пространства. • Человек «вписывается» в окружающую ситуацию и воспринимает ее, «привязывая» , соотнося внешние объекты с положением собственного тела. • Внутренний и внешний образы описываются одним и тем же физиологическим языком, в котором закодирован весьма ограниченный набор одних и тех же параметров.
Кортико-спинальный тракт • обеспечивает произвольный контроль скелетных мышц • волокна кортикоспинального тракта заканчиваются на мотонейронах • обеспечивает возможность быстрого и непосредственного управления корой скелетными мышцами
Экстрапирамидные тракты ◘ Формируются от нейронов, расположенных в других областях ЦНС, кроме первичной моторной коры (кортикорубральные, кортикоретикулярные пути). ◘ Осуществляют подсознательные (непроизвольные) движения. ◘ Принимают участие в регуляции тонуса и позы поддержание равновесия. ◘ Обеспечивают координацию и коррекцию движения.
Функции базальных ганглиев При дегенерации и гибели дофаминэргических нейронов черной субстанции нарушается передача возбуждения от черной субстанции к стриопаллидарной системе; нарушается планирование движений (паркинсонизм). Клинически триада симптомов: ригидность, тремор, акинезия.
Организация двигательной системы Внутреннее побуждение к действию Ассоциативная и сенсорная области коры Рецепторы, внешние стимулы Подкорковые и корковые мотивационные зоны План движения Премоторная кора Программа движения Моторная кора, стволовые двигательные центры Выбор спинальных нейронов Спинальные сети Нейромоторные единицы Фаза подготовки Фаза выполнения Целенаправленные движения
Взаимодействие систем Базальные ганглии и мозжечок – корректируют движения по ходу их выполнения. Моторная кора посылает информацию к этим структурам и подкорректированная информацию - назад к коре через таламус. Информация от мозжечка носит возбуждающий характер, а от базальных ганглиев - тормозной. Баланс между этими двумя системами обеспечивает плавные скоординированные движения и исправление любых возмущающих влияний.
Регуляция позы, мышечного тонуса, равновесия, поддерживающих движений Спинальные ядра Мшистые волокна Ядро шатра Мшистые волокна Афферентные волокна и спиномозжечковые пути рецепторы червь Ретикулярная формация Медиальный и латеральный ретикулоспинальные тракты мышцы Ядро Дейтерса Вестибулоспинальный тракт Спинной мозг
Синаптоактивные вещества • Нейротоксиканты, как и другие ксенобиотики, попадают в организм ингаляционно, через рот или кожу. Ряд веществ могут действовать несколькими путями. • Важнейшим условием прямого действия нейротоксиканта на ЦНС является его способность проникать через гематоэнцефалический барьер. • Вещества, не проникающие через ГЭБ, могут вызывать токсические эффекты на периферии, главным образом в области синаптических контактов нервных волокон с иннервируемыми клетками органов, вегетативных и чувствительных ганглиев.
Примеры токсикантов, избирательно действующих на отдельные структурные элементы НС • • • Синапсы никотин фосфорорганические соединения карбаматы бициклофосфаты диэтиламид лизергиновой кислоты канабинол фенамин ботулотоксин тетанотоксин
Седативно-гипнотическй эффект. Наркотики • две основные группы веществ: • агонисты тормозных нейромедиаторных систем мозга (в основном ГАМК-ергической); • вещества с неспецифическим, так называемым "неэлектролитным" (по определению Н. В. Лазарева), действием на ЦНС. • 1 группа: седативные, снотворные средства, препараты для внутривенной анестезии. • Основные представители: производные барбитуровой кислоты (фенобарбитал, пентабарбитал и др. ), бензодиазепины (диазепам, феназепам и др. ), некоторые стероидные препараты (алфаксолон) и др. • Эти вещества избирательно взаимодействуют с бензодиазепиновым, барбитуратным и стероидным сайтами ГАМК рецепторов ЦНС, повышая их чувствительность к тормозному нейромедиатору.
Седативно-гипнотическй эффект. Наркотики • При передозировке веществ (преднамеренной или случайной) развивается интоксикация, в основе которой лежат хорошо изученные эффекты: • седативный - подавление реакции организма на внешние раздражители, снижение уровня двигательной активности и мышления; • снотворный - сон при интоксикациях может быть чрезвычайно глубоким и перерастать в кому; • миорелаксирующий - полное расслабление скелетной мускулатуры отмечается лишь при тяжелых отравлениях; • угнетение дыхания и сердечной деятельности основная причина смерти при отравлении веществами; развивается в результате угнетения дыхательного и сосудодвигательного центров.
Неэлектролиты • Это неполярные, хорошо растворимые в липидах вещества, инертные в химическом отношении, не диссоциирующие в воде с образованием ионов, при нормальных условиях представляющие собой летучие жидкости или газы. • Основное свойство этих веществ - способность вызывать наркоз. • Любой "неэлектролит" в той или иной степени обладает наркотической активностью. Некоторые широко используются в клинической практике, как общие ингаляционные анестетики (галотан, энфлуран, метоксифлуран и др. ). • Подавляющее большинство "неэлектролитов" применяются в промышленности (органические растворители и т. д. ), сельском хозяйстве и для них наркотическая активность лишь один из механизмов токсического действия при случайных или преднамеренных интоксикациях.
Этиловый спирт (этанол - СН 3 СН 2 ОН) • Один из известнейших неэлектролитов - этиловый спирт, в течение многих столетий используется человеком с целью вызвать транзиторную токсическую реакцию опьянение. • Бесцветная прозрачная жидкость со специфическим запахом. • Хорошо растворяется в воде и органических растворителях. • В основном используется, как сырье для производства ликеро-водочных изделий и в качестве органического растворителя. • Основная причина острых отравлений - прием вещества внутрь с целью вызвать опьянение. Тяжесть интоксикации определяется концентрацией этилового спирта в крови отравленного.
Действие этанола на организм Концентрация Клинические проявления этанола в крови 0, 20 - 0, 99 (г/л) Легкое изменение настроения, эйфория, прогрессирующее нарушение координации движений, расстройство сенсорных функций, нарушение поведения. 1, 00 - 1, 99 (г/л) 2, 00 - 2, 99 (г/л) 3, 00 - 3, 99 (г/л) 4, 00 - 7, 00 (г/л) Отчетливые нарушения умственной активности, нарушение координации движений вплоть до атаксии Углубление атаксии, тошнота, рвота, диплопия Гипотермия, 1 стадия наркоза, по выходе из состояния - амнезия Кома, нарушение дыхания, смерть
Возрастные особенности ЦНС • Наиболее важным и характерным показателем развития различных периодов детского возраста является становление ЦНС. • Вслед за совершенствованием функций анализаторов идет развитие сложной, присущей только человеку, психической и психомоторной деятельности. При этом особенно выраженные изменения происходят на протяжении первого года жизни, когда каждый месяц сопровождается качественно новыми, ощутимыми показателями развития, позволяющими достаточно и объективно дифференцировать эти небольшие этапы жизни, что невозможно осуществить ни в каких других возрастных периодах.
Скачать презентацию Физиология ЦНС ПЗ 6 Кора больших полушарий
ПРАКТИКА 6 Ф ЦНС студентам.ppt