Кора больших полушарий Ступени цефализации Изменение соотношения

Кора больших полушарий

Ступени цефализации Изменение соотношения объемов головного и спинного мозга за последние 100 млн. лет: 1 - черепахи; 2 - копытные; 3 - кошачьи; 4 - высшие обезьяны. Рост числа нейронов головного мозга за последние 600 млн. лет: 1 - кишечнополостные; 2 - черви; 3 - рыбы; 4 - амфибии; 5 - рептилии; 6 - млекопитающие; 7 - высшие обезьяны; 8 - человек

Эволюция – увеличение поверхности коры общая площадь коры у человека составляет 2200 см 2.

Гистология коры головного мозга. Слои 1. молекулярный слой - нервные волокна, параллельно поверхности корковых извилин. (ветвящиеся апикальные дендриты пирамидных клеток нижележащих слоев) 2. наружный зернистый - мелкие звездчатые клетки + малые пирамидные клетки. 3. наружный пирамидный - пирамидные клетки средней величины. 4. внутренний зернистый - звездчатые клетки (клеток-зерен), афферентные таламокортикальные волокна от проекционных ядер таламуса. 5. внутренний пирамидный - крупные пирамидные клетки гигантские клеткш Беца - в прецентральной извилине (моторная зона коры) 6. полиморфный, или слой веретеновидных клеток, переходящий непосредственно в белое вещество больших полушарий. Этот слой содержит тела нейронов, чьи отростки формируют кортикоталамические пути.

Гистология коры головного мозга. Слои

Онтогенез коры d

Классификация нейронов коры пирамидные клетки: длинный Т-образно ветвящийся апикальный дендрит, а вниз от основания нейрона - аксон, который либо покидает кору в составе нисходящих путей, либо направляется к другим зонам коры. звездчатыми клетками. Эти клетки имеют короткие сильно ветвящиеся дендриты и аксоны, формирующие внутрикорковые связи. веретеновидные клетки, имеющие длинный аксон, который ориентирован в горизонтальном или вертикальном направлении.

Цитология – пирамидный нейрон Электронномикроскопическое строение пирамидной клетки коры головного мозга белой крысы: 1 — ядро; 2 — ядрышко; 3 —эндоплазматическая сеть; 4 — комплекс Гольджи; 5 — синапсы; 6 — митохондрии.

Структурный микромодуль сенсомоторной коры (колонка) III—VI — корковые слои; 1 — интернейроны, 2 — афферентный вход, контактирующий с интернейроном, 3 — афферентный вход, образующий терминала на пирамидных нейронах, 4 — возвратная коллатераль аксона, вступающая в контакт с тормозным интернейроном, 5 — пучок аксонов, выходящий за пределы колонки, 6 — возвратная коллатераль, обеспечивающая облегчающие влияния в пределах модуля. 7 — корково—спинномозговые пирамидные клетки, 8 — корково—красноядерная пирамидная клетка.

Функции областей коры • • • Lobus frontalis Фронтальная (лобная) доля – контроль произвольных движений, планирование движений, моторная память, произвольные движения глаз Lobus parietalis Теменная доля – контроль сенсорного восприятия от мышц, языка и кожи. Lobus temporalis Височная доля – контроль слуховой и обонятельной чувствительности. Память на звуки и запахи. Lobus occipitalis Затылочная доля – контроль зрения, фокусирование взгляда, интегрирование зрительной памяти с информацией от других органов чувств Lobus insularis (insula) – Островковая доля – вкусовая и обонятельная кора

50 цитоархитектонических полей Цитоархитектонические поля коры (по Бродману) – согласно разной выраженности различных слоев

d d

Зоны коры мозга

Типы функциональных областей коры мозга: Первичные зоны – зоны специфической чувствительности или контроля (первичные моторная, соматосенсорная, зрительная и т. д. ) Вторичные зоны – интерпретация и модификация того, что происходит в первичных зонах Ассоциативные зоны – ассоциация и координация различных взаимосвязанных функций

Первичные, вторичные и третичные поля коры

Функции коры (подробно) d

Моторная и соматосенсорная кора Посылает волокна – кортикоспинальный тракт Получает волокна – Спино-таламо-кортикальный тракт

Соматотопия моторной и соматосенсорной коры d

Сенсорный гомункулус Пропорции отражают степень представленности частей тела в первичной соматосенсорной коре

Моторный гомункулус

Нисходящие кортико-фугальные пути

Игрушка – юный нейрохирург

Стимуляция премоторной коры

Моторая кора

M I и управление движениями

M I и управление направлением движения

Премоторная кора, добавочная моторная кора Выполняют функции планирования движения, координации бимануальных движений

Премоторная кора

Mirror neurons (зеркальные нейроны) в премоторной коре

Добавочная моторная кора

Латерализация функций Латеральная асимметрия характерна не только для приматов и человека

Локализация языковых зон мозга Зона Вернике – интерпретация (понимание) речи Зона Брока – зона моторной речи, контроль за мускулатурой

PET – увеличение локального кровотока Увеличение локального кровотока отражает активность зон коры мозга

Язык Моторная речь Восприятие речи Зрительная или слуховая кора Зона Вернике Зона Брока Моторная кора

Слышимая речь

Чтение - понимание письменной речи

Произнесение слов Произнесение слышанных слов Произнесение написанных слов

Ассоциативные зоны

Сколько нужно мозга? Норма

Финеас Гейдж Phineas P. Gage; 1823 — 21 мая 1860 В сентябре 1848 г. металлический прут диаметром 1, 25 дюймов (3, 2 см) прошёл насквозь через его голову сверху вниз. Прожил еще 12 лет В течение часа Гейдж находился в оглушенном состоянии, после чего он смог с помощью сопровождавших его людей пойти к хирургу и по дороге спокойно и невозмутимо рассуждал о «дырке в голове» . До несчастного случая он был тактичным и уравновешенным человеком, хорошим работником; теперь он стал невыдержанным и непочтительным, часто позволял себе грубую брань и мало считался с другими людьми. Он сделался упрямым, но переменчивым и нерешительным. Из-за этих новых черт характера ему уже нельзя было доверить руководство бригадой. Да он и не проявлял склонности к какому бы то ни было труду— вместо этого он предпочел странствовать, зарабатывая на жизнь тем, что показывал себя и свою трамбовку.

Альберт Эйнштейн Albert Einstein – “for my scientific thinking” …“words do not seem to play any role” … but there is “associative play” of “more or less clear images” of a “visual and muscular type. ” Хорошие идеи приходят в голову только в молодости, потом человек становится опытнее, известнее и тупее. Цель себе надо выбирать такую, чтобы ее достижение требовало самых больших усилий, на какие вы способны.

Мозг Эйнштейна был сохранен Мать Эйнштейна опасалась, что ее сын может оказаться умственно неполноценным. Он родился с огромной головой неправильной формы, не мог говорить до трех лет и впоследствии часто с трудом складывал предложения.

Особенности мозга Эйнштейна 1. 2. особенности связаны с нижней теменной долей мозга отсутствие дегенеративных изменений, которые наблюдаются у пожилых людей

Brain Computer Interfaces Epidural ECo. G EEG Single Units Scalp Non-invasive Skull Dura Cortex Minimally invasive Highly invasive

ЭЭГ и управление движением курсора Это очень медленно и не очень эффективно Однако – Direct_Brain_Control_of_a_Humanoid_Robot. flv

Простой интерфейс – видимо, в скором будущем! об ещё одном виде ЭЭГ На подопытного надеваются 16 электродов ЭЭГ, в три ряда над сенсо-моторной корой Система отслеживает мощность разных частот ЭЭГ (в промежутке ~2 -200 Hz) Control_a_computer_with_only_your_brain. flv

Кортикограмма – ЭКо. Г Электроды вживляются поверх твердой мозговой оболочки, но под черепную коробку

Кино • _Brain_Powered_Robot_Control. flv • _Monkey_controls_a_robotic_arm. flv

Вживление интракраниальных электродов ANT Central Sulcus SUP При некоторых видах эпилепсии вживляют электроды для купирования приступов SUP

Возможно управление курсором

Brain. Gate Выделения реакций отдельных нейронов из шума. Затем – анализ активности нейронов. И на этой основе – управление курсором. При вживлении ста электродов (Brain. Gate) получается в районе 15 -40 нейронов Наиболее эффективно, но – инвазивный метод. Brain. Gate_Demonstration_Video. flv

А что там еще? …

a

a

a

Системы Figure 9 -19: The diffuse modulatory systems modulate brain function

a Дофаминергическая система

А — локализация и форма двух основных типов корковых нейронов; В — корково— корковые входы и выходы (ассоциативные а комиссуральные волокна); В — таламо— корковые (неспецифичные и специфичные) и корково—таламические связи; Г — синаптические входы пирамидной клетки, аксон которой идет к субталамическим отделам (стволу мозга и спинному мозгу); Д — обобщенная схема корковых контуров. Схема связей коры