Основные функциональные блоки мозга

Содержание

 

 

 

 

 

 

Введение

1. Три основных функциональных  блока мозга

1.1 Блок приема и переработки сенсорной информации

1.2 Блок модуляции, активации  нервной системы

1.3 Блок программирования, запуска и контроля поведенческих  актов

1.4 Взаимодействие трех основных функциональных блоков мозга

2. Практическая часть.

Заключение

Библиография

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Открытие И.П. Павловым анализаторов и создание учения об условных рефлексах, в основе которого лежал объективный  анализ динамики нервных процессов, послужило основой для развития современных материалистических представлений  о динамической локализации мозговых функций - целостном и одновременно дифференцированном вовлечении мозга  в любую из форм его активности.

Предложенный И.П. Павловым объективный условно рефлекторный метод исследования позволил наиболее адекватно подойти к экспериментальному решению проблемы функциональной организации мозга. И.П. Павлов развил и экспериментально обосновал представления об анализаторных системах, где каждый анализатор есть определенная анатомически локализованная структура от периферических рецепторных образований до проекционных зон коры головного мозга. Он предположил, что кроме локальных проекционных зон коры, выступающих в качестве «ядра коркового конца анализатора» (или проекционных зон коры), существуют периферические зоны представительства каждого анализатора, так называемые «зоны рассеянных элементов». В силу такой структурной организации все анализаторы, включая и двигательный анализатор, своими периферическими (корковыми) зонами перекрываются и образуют вторичные проекционные зоны коры, которые И.П. Павлов уже тогда рассматривал как «ассоциативный центры» мозга, составляющие основу для динамического взаимодействия всех анализаторных систем.

С позиций системной организации  функций в деятельности мозга  выделяют различные функциональные системы и подсистемы. Классический вариант интегративной деятельности мозга может быть представлен  в виде взаимодействия трех основных функциональных блоков:

1) блок приема и переработки сенсорной информации - сенсорные системы (анализаторы);

2) блок модуляции, активации  нервной системы - модулирующие  системы (лимбико-ретикулярные системы)  мозга;

3) блок программирования, запуска и контроля поведенческих  актов - моторные системы (двигательный  анализатор).

 

1. Три основных  функциональных блока мозга

1.1 Блок приема  и переработки сенсорной информации

Первый функциональный блок составляют анализаторы, или сенсорные  системы. Анализаторы выполняют  функцию приема и переработки сигналов внешней и внутренней среды организма. Каждый анализатор настроен на определенную модальность сигнала и обеспечивает описание всей совокупности признаков воспринимаемых раздражителей.

Анализатор - это многоуровневая система с иерархическим принципом  ее конструкции. Основанием анализатора  служит рецепторная поверхность, а  вершиной - проекционные зоны коры. Каждый уровень этой морфологически упорядоченно организованной конструкции представляет собой совокупность клеток, аксоны которых идут на следующий уровень (исключение составляет верхний уровень, аксоны которого выходят за пределы данного анализатора). Взаимоотношения между последовательными уровнями анализаторов построены по принципу «дивергенции - конвергенции». Чем выше нейронный уровень анализаторной системы, тем большее число нейронов он включает. На всех уровнях анализатора сохраняется принцип топической проекции рецепторов. Принцип многократной рецептотопической проекции способствует осуществлению множественной и параллельной переработке (анализу и синтезу) рецепторных потенциалов («узоров возбуждений»), возникающих под действием раздражителей.

Нейрон, стоящий на выходе рецептивного поля, может выделять один признак раздражителя (простые  детекторы) или комплекс его свойств  (сложные детекторы). Детекторные свойства нейрона обусловливаются структурной организацией его рецептивного поля.

Нейроны-детекторы более  высокого порядка образуются в результате конвергенции нейронов-детекторов низшего (более элементарного) уровня. Нейроны-детекторы  сложных свойств формируют детекторы  «сверхсложных» комплексов. Высший уровень  иерархической организации детекторов достигается в проекционных зонах  и ассоциативных областях коры мозга.

Проекционные зоны анализаторных  систем занимают наружную (конвекситальную) поверхность новой коры задних отделов  мозга. Сюда входят зрительная (затылочная), слуховая (височная) и общечувствительная (теменная) области коры. В корковый отдел этого функционального  блока включается также представительство  вкусовой, обонятельной, висцеральной чувствительности.

Основные, модально - специфические зоны анализаторов мозга построены по единому принципу иерархической структурной и функциональной организации. Первичные и вторичные зоны, согласно И.П. Павлову, составляют центральную часть, или ядро, анализатора в коре, нейроны которого характеризуются избирательной настройкой на определенный набор параметров раздражителя и обеспечивают механизмы тонкого анализа и дифференцировки раздражителей. Взаимодействие ᴨервичных и вторичных зон носит сложный, неоднозначный характер и в условиях нормальной деятельности обусловливает согласованное содружество процессов возбуждения и торможения, которое закрепляет макро- и микроструктуру нервной сети, занятой анализом афферентного потока в ᴨервичных проекционных сенсорных полях. Это создает основу для динамического межанализаторного взаимодействия, осуществляемого в ассоциативных зонах коры.

Ассоциативные области коры являются новым уровнем интеграции: они занимают 2-й и 3-й клеточные (ассоциативные) слои коры, на которых протекает встреча мощных афферентных потоков, как одномодальных, разномодальных, так и неспецифических. Подавляющее большинство ассоциативных нейронов отвечает на обобщенные признаки стимулов - на количество элементов, пространственное положение, отношения между элементами и пр.

Конвергенция разномодальной информации необходима для целостного восприятия, для формирования «сенсорной модели мира», которая возникает  в результате сенсорного обучения.

Ассоциативные зоны расположены  на границе затылочной, височной и  заднетеменной коры. Работа этих отделов  коры мозга необходима не только для  успешного синтеза и дифференцировки избирательного различения воспринимаемых человеком раздражителей, но и для ᴨперехода к уровню их символизации - для оперирования значениями слов и использования их для отвлеченного мышления.

Клинические наблюдения различных  очаговых поражений третичных зон  мозга человека накопили большой  материал о взаимосвязи ассоциативных  областей с различными функциональными  расстройствами. Известно, что поражения  лобно-височно-теменной области, так  называемых речевых зон (имеется  в виду левое полушарие), связаны  с возникновением афазии (расстройства речи). При поражении нижневисочной области наблюдают предметную агнозию (нарушение процесса узнавания), теменных областей или угловой извилины теменной доли -- развитие оптико-пространетвенной агнозии, при поражении левой височной доли обнаруживается цветовая агнозия и т. д. Следует отметить, что локальные поражения ассоциативных зон коры могут быть связаны как с относительно элементарными сенсорными расстройствами, так и с нарушениями сложных форм восприятия.

 

 

 

1.2 Блок модуляции,  активации нервной системы

Блок модулирующих систем мозга регулирует тонус коры и  подкорковых образований, оптимизирует уровень бодрствования в отношении выполняемой деятельности и обусловливает адекватный выбор поведения в соответствии с актуализированной потребностью. Только в условиях оптимального бодрствования человек может наилучшим образом принимать и перерабатывать информацию, вызывать в памяти нужные избирательные системы связей, программировать деятельность, осуществлять контроль над ней.

В условиях оптимальной возбудимости коры нервные процессы характеризуются  известной концентрированностью, уравновешенностью  возбуждения и торможения, способностью к дифференцировке и, наконец, высокой  подвижностью нервных процессов, которые  обусловливают протекание каждой организованной целенаправленности деятельности.

Аппаратом, выполняющим роль регулятора уровня бодрствования, а  также осуществляющим избирательную  модуляцию и актуализацию приоритета той или иной функции, является модулирующая система мозга. Ее часто называют лимбико-ретикулярный комплекс или  восходящая активирующая система. К  нервным образованиям этого аппарата относятся лимбическая и неспецифическая система мозга с ее активирующими и инактивирующими структурами. Среди активирующих образований прежде всего выделяют ретикулярную формацию среднего мозга, задний гипоталамус, синее пятно в нижних отделах ствола мозга. К инактивирующим структурам относят преоптическую область гипоталамуса, ядра шва в стволе мозга, фронтальную кору.

Важнейшей частью модулирующего  блока мозга является активирующая ретикулярная формация. Филогенетически  ретикулярная формация мозга представляет наиболее древнее морфологическое  образование. В ретикулярной формации выделяют более или менее компактные и ограниченные клеточные скопления - ядра, отличающиеся различными морфологическими особенностями.

Волокна ретикулярной формации окружены слоем сенсорных путей, которые к ней образуют множество коллатералей.

Гипоталамус - часть промежуточного мозга, содержит десятки высоко дифференцированных ядер, обладающих обширной и разносторонней системой связей. Гипоталамус координирует внутренние потребности организма  с его внешним поведением, направленным на достижение приспособительного эффекта. Гипоталамус входит в состав потребностно-мотивационной  системы, являясь ее главной исполнительной структурой. При этом он не просто участвует  в регуляции отдельных жизненно важных функций (голода, жажды, полового влечения, активной и пассивной обороны), а осуществляет их объединение в  сложные комплексы или системы. В зависимости от характера нервной  и гуморальной сигнализации, собирающейся в гипоталамусе, в нем или накапливается, или тормозится мотивационное возбуждение, определяющее внешнее поведение.

Кора головного мозга  наряду со специфическим функциональным вкладом оказывает активирующие и тормозные влияния на нижележащие нервные образования. Нисходящие волокна, идущие преимущественно от префронтальной (орбитальной и медиальной) коры, адресуются к ядрам зрительного бугра и нижележащих стволовых образований и являются тем аппаратом, посредством которого высшие отделы мозговой коры, непосредственно участвующие в формировании намерений и планов, управляют работой нижележащих аппаратов ретикулярной формации таламуса и ствола, тем самым модулируя их работу и обеспечивая наиболее сложные формы сознательной деятельности.

 

 

 

1.3 Блок программирования, запуска и контроля поведенческих  актов

Прием, переработка и хранение внешней информации составляют только одну сторону психической жизни человека. Ее другую сторону составляет организация активной сознательной психической деятельности. С этой задачей и связан третий из основных функциональных блоков мозга - блок программирования, регуляции и контроля за протекающей деятельностью.

Аппараты третьего функционального  блока мозга расположены в ᴨередних отделах больших полушарий, сᴨереди от центральной извилины (см. рис. 1). Его основной отличительной чертой является то, что он не содержит модально - специфических зон, представляющих отдельные анализаторы, а состоит целиком из аппаратов эфферентного (двигательного) типа, однако сам находится под постоянным притоком информации из аппаратов афферентного (сенсорного) блока. Следующая важнейшая черта, отличающая работу третьего функционального блока от афферентного, состоит в том, что процессы здесь идут в ʜᴎϲходящем направлении, начинаясь с наиболее высоких - третичных и вторичных зон коры. Здесь в высших отделах интегративно-пускового блока формируются двигательные программы, а затем переходят к аппаратам низших моторных образований (ᴨервичным корковым зонам; стволовым и спинальным двигательным ядрам).

Двигательная кора является выходными воротами интегративно-пусковой системы мозга, или функционального блока программирования, регуляции и контроля деятельности. Передняя центральная извилина является лишь ᴨервичной (проекционной) зоной, исполнительным аппаратом (выходными воротами) мозговой коры.

Функциональная организация  моторной коры имеет проекционный и  топографический характер с четко  выраженными признаками соматотопической проекции.

Удаление прецентрального  двигательного поля приводит к неодинаковым последствиям у животных с разной степенью развития полушарий. Обычно наблюдаются двигательные расстройства в виде пареза, спастичности мышц и ограничения двигательного репертуара. Удаление поля 4 приводит к некомпенсируемым нарушениям движений большого и других пальцев руки, к нарушению произвольных движений конечностей, гиподинамии. Удаление представительства руки вызывает устойчивое, длящееся до одного месяца спастическое сгибание пальцев и паралич руки. Отмечается общая слабость и наиболее яркий симптом - исчезновение выразительных и столь характерных для обезьян ориентировочно-исследовательских реакций. Полное иссечение поля 4 у человека делает невозможным сложные и тонкие движения на контрлатеральной стороне тела, при этом раздельные движения пальцев не восстанавливаются.

Вторичные зоны двигательной коры или премоторные отделы лобной области морфологически сохраняют  тот же принцип «вертикальной  организации», который характерен для  всякой двигательной коры, но отличается несравнимо большим развитием верхних  клеточных слоев коры - малых пирамид.