1. Психофиз в системе нейронаук, её предмет и основные проблемы.

Психофизиология (психологическая физиология) — научная дисциплина, возникшая на стыке психологии и физиологии, предметом ее изучения являются физиологические основы психической деятельности и поведения человека.           Термин "психофизиология" был предложен в начале XIX века французским философом Н.Массиасом и первоначально использовался для обозначения широкого круга исследований психики, опиравшихся на точные объективные физиологические методы (определение сенсорных порогов, времени реакции и т.д.).

Предмет общей психофизиологии — физиологические основы (корреляты, механизмы, закономерности) психической деятельности и поведения человека. Общая психофизиология изучает физиологические основы познавательных процессов (когнитивная психофизиология), эмоционально-потребностной сферы человека и функциональных состояний.

Суть основной проблемы психофизиологии — проблемы соотношения мозга и психики, психического и физиологического. Проблема соотношения психики и мозга, души и тела, разведение их по разным уровням бытия имеет глубокие исторические традиции и прежде всего традиции европейского мышления, существенно отличающегося от многих восточных систем миросозерцания.           В европейской традиции термины "душа" и "тело" впервые стал рассматривать с научных позиций выдающийся философ и врач Рене Декарт. Таким образом, Декарт, четко разделив тело и душу человека, впервые поставил проблему их соотношения и дал первый вариант ее решения, получивший название психофизического и/или психофизиологического параллелизма. Психофизиологическая проблема заключается в решении вопроса о соотношении между психическими и нервными процессами в конкретном организме (теле). В такой формулировке она составляет основное содержание предмета психофизиологии. Первое решение этой проблемы можно обозначить как психофизиологический параллелизм. Суть его заключается в противопоставлении независимо существующих психики и мозга (души и тела). В соответствии с этим подходом психика и мозг признаются как независимые явления, не связанные между собой причинно-следственными отношениями.

2. Методы исследования в психофизиологии.

Центральное место в ряду методов психофизиологического исследования занимают различные способы регистрации электрической активности центральной нервной системы, и в первую очередь головного мозга.

Электроэнцефалография — метод регистрации и анализа электроэнцефалограммы (ЭЭГ), т.е. суммарной биоэлектрической активности, отводимой как со скальпа, так и из глубоких структур мозга. Последнее у человека возможно лишь в клинических условиях.           В 1929 г. австрийский психиатр Х. Бергер обнаружил, что с поверхности черепа можно регистрировать "мозговые волны". В стационарный комплекс для регистрации ЭЭГ и ряда других физиологических показателей входит звукоизолирующая экранированная камера, оборудованное место для испытуемого, моногоканальные усилители, регистрирующая аппаратура (чернилопишущий энцефалограф, многоканальный магнитофон). Обычно используется от 8 до 16 каналов регистрации ЭЭГ от различных участков поверхности черепа одновременно. Анализ ЭЭГ осуществляется как визуально, так и с помощью ЭВМ. В последнем случае необходимо специальное программное обеспечение. С момента возникновения выделились и продолжают существовать как относительно самостоятельные два подхода к анализу ЭЭГ: визуальный (клинический) и статистический.

Магнитоэнцефалография — регистрация параметров магнитного поля, обусловленных биоэлектрической активностью головного мозга. Запись этих параметров осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков и специальной камеры, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Метод обладает рядом преимуществ перед регистрацией традиционной электроэнцефалограммы. В частности, радиальные составляющие магнитных полей, регистрируемые со скальпа, не претерпевают таких сильных искажений, как ЭЭГ. Это позволяет более точно рассчитывать положение генераторов ЭЭГ-активности, регистрируемой со скальпа.

Вызванные потенциалы (ВП) — биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы (амплитуда одиночных ответов в несколько раз меньше амплитуды фоновой ЭЭГ). В связи с этим регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя. Широкое использование метода регистрации ВП стало возможным в результате компьютеризации психофизиологических исследований в 50-60 гг. Первоначально его применение в основном было связано с изучением сенсорных функций человека в норме и при разных видах аномалий. Впоследствии метод стал успешно применяться и для исследования более сложных психических процессов, которые не являются непосредственной реакцией на внешний стимул.           Способы выделения сигнала из шума позволяют отмечать в записи ЭЭГ изменения потенциала, которые достаточно строго связаны во времени с любым фиксированным событием. В связи с этим появилось новое обозначение этого круга физиологических явлений — событийно-связанные потенциалы (ССП).

ТКЭАМ — топографическое картирование электрической активности мозга — область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов (см. Видео). Широкое применение этого метода стало возможным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование существенным образом повышает эффективность ЭЭГ-метода. ТКЭАМ позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психической деятельности. Однако, следует подчеркнуть, что метод картирования мозга является не более чем очень удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП.

Компьютерная томография (КТ) — новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. КТ соединила в себе последние достижения рентгеновской и вычислительной техники, отличаясь принципиальной новизной технических решений и математического обеспечения.           Главное отличие КТ от рентгенографии состоит в том, что рентген дает только один вид части тела. При помощи компьютерной томографии можно получить множество изображений одного и того же органа и таким образом построить внутренний поперечный срез, или "ломтик" этой части тела. Томографическое изображение — это результат точных измерений и вычислений показателей ослабления рентгеновского излучения, относящихся только к конкретному органу.

Ядерно-магнитно-резонансная томография мозга. При ЯМР-томографии получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Полученные посредством ЯМР-томографии изображения дают информацию об изучаемых структурах головного мозга не только анатомического, но и физикохимического характера.

Позитронно-Эмиссионная трансаксиальная Томография (ПЭТ-сканеры) сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики. В ней используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы ("красители"), входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм человека через дыхательные пути или внутривенно. Активным участкам мозга нужен больший приток крови, поэтому в рабочих зонах мозга скапливается больше радиоактивного "красителя". Излучения этого "красителя" преобразуют в изображения на дисплее.

 В настоящее время разрабатываются новые технологии для изучения и измерения происходящих в мозге процессов, основанные, в частности, на сочетании метода ЯМР с измерением мозгового метаболизма при помощи позитронной эмиссии. Эти технологии получили название метода функционального магнитного резонанса (ФМР).

3. Проблема соотношения психического и физиологического в истории науки.

Суть основной проблемы психофизиологии — проблемы соотношения мозга и психики, психического и физиологического. Проблема соотношения психики и мозга, души и тела, разведение их по разным уровням бытия имеет глубокие исторические традиции и прежде всего традиции европейского мышления, существенно отличающегося от многих восточных систем миросозерцания.           В европейской традиции термины "душа" и "тело" впервые стал рассматривать с научных позиций выдающийся философ и врач Рене Декарт, живший в XVII в. По Декарту, тело — это автомат, действующий по законам механики, и только при наличии внешних стимулов. Именно Декарт выдвинул идею рефлекса как машинообразного ответного поведенческого акта (хотя сам термин "рефлекс" был предложен спустя столетие). Душа, напротив, — особая сущность (субстанция), состоящая из непротяженных явлений сознания — "мыслей". Именно мысль представляет наиболее доступный объект самонаблюдения. Отсюда знаменитое утверждение: "Я мыслю, следовательно, я существую". Декарт рассматривал душу и тело как две самостоятельные, независимые субстанции.  Декарт предположил, что в мозгу человека имеется специальный орган — шишковидная железа — посредник между душой и телом. Воздействие внешнего мира вначале передается нервной системой, а потом тем или иным способом "некто" (гомункулус) расшифровывает содержащуюся в нервной деятельности информацию.           Декарт, четко разделив тело и душу человека, впервые поставил проблему их соотношения и дал первый вариант ее решения, получивший название психофизического и/или психофизиологического параллелизма. Учение Декарта, исходящее в объяснении сущего из наличия двух противоположных начал — материального и духовного, — получило название дуализма Декарта.           Сходных взглядов придерживались многие современники и последователи Декарта, например, выдающийся философ и математик Лейбниц.

Психофизическая проблема. Как подчеркивает известный отечественный историк психологии М.Г. Ярошевский (1996), Декарт, Лейбниц и другие философы анализировали в основном психофизическую проблему. При решении психофизической проблемы речь шла о включении души (сознания, мышления) в общую механику мироздания, о ее связи с Богом. Иными словами, для философов, решающих эту проблему, важно было собственно место психического (сознания, мышления) в целостной картине мира. Таким образом, психофизическая проблема, связывая индивидуальное сознание с общим контекстом его существования, имеет, прежде всего, философский характер.

Психофизиологическая проблема заключается в решении вопроса о соотношении между психическими и нервными процессами в конкретном организме (теле). В такой формулировке она составляет основное содержание предмета психофизиологии. Первое решение этой проблемы можно обозначить как психофизиологический параллелизм. Суть его заключается в противопоставлении независимо существующих психики и мозга (души и тела). В соответствии с этим подходом психика и мозг признаются как независимые явления, не связанные между собой причинно-следственными отношениями.

Эволюция представлений о рефлексии. Высказанная Декартом идея о рефлекторном принципе организации простейших поведенческих актов нашла свое плодотворное развитие в дальнейших исследованиях, в том числе направленных на преодоление психофизиологического параллелизма. Большую роль в этом сыграл выдающийся физиолог И.М. Сеченов. Он обосновал возможность распространения принципа рефлекса как детерминистического принципа организации поведения на всю работу головного мозга. Сеченов утверждал, что психические акты носят такой же строго закономерный и детерминированный характер, как и акты, считающиеся чисто нервными.

4. Анатомо-функциональное строение и деятельность спинного мозга.

В нервной системе выделяют центральную часть - головной и спинной мозг - центральная нервная система и периферическую, представленную отходящими от головного и спинного мозга нервами, - периферическая нервная система.

Спинной мозг лежит в позвоночном канале и представляет собой тяж длиной 41 - 45 см (у взрослого), несколько сплющенный спереди назад. Вверху он непосредственно переходит в головной мозг, а внизу заканчивается заострением - мозговым конусом - на уровне II поясничного позвонка. От мозгового конуса вниз отходит терминальная нить, представляющая собой атрофированную нижнюю часть спинного мозга. Вначале, на II месяце внутриутробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, а затем вследствие более быстрого роста позвоночника отстает в росте и перемещается вверх.

Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и поясничное, соответствующие местам выхода из него нервов, идущих к верхней и нижней конечностям. Передней срединной щелью и задней срединной бороздкой спинной мозг делится на две симметричные половины, каждая в свою очередь имеет по две слабовыраженные продольные борозды, из которых выходят передние и задние корешки - спинномозговые нервы. Эти борозды разделяют каждую половину на три продольных тяжа - канатика: передний, боковой и задний. В поясничном отделе корешки идут параллельно концевой нити и образуют пучок, носящий название конского хвоста.

Внутреннее строение спинного мозга.

Спинной мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество заложено внутри и со всех сторон окружено белым. В каждой из половин спинного мозга оно образует два неправильной формы вертикальных тяжа с передними и задними выступами - столбами, соединенных перемычкой - центральным промежуточным веществом, в середине которого заложен центральный канал, проходящий вдоль спинного мозга и содержащий спинномозговую жидкость. В грудном и верхнем поясничном отделах имеются также боковые выступы серого вещества.

Таким образом, в спинном мозге различают три парных столба серого вещества: передний, боковой и задний, которые на поперечном разрезе спинного мозга носят название переднего, бокового и заднего рогов. Передний рог имеет округлую или четырехугольную форму и содержит клетки, дающие начало передним (двигательным) корешкам спинного мозга. Задний рог уже и длиннее и включает клетки, к которым подходят чувствительные волокна задних корешков. Боковой рог образует небольшой треугольной формы выступ, состоящий из клеток, относящихся к вегетативной части нервной системы.

Белое вещество спинного мозга составляет передний, боковой и задний канатики и образовано преимущественно продольно идущими нервными волокнами, объединенными в пучки - проводящие пути. Среди них выделяют три основных вида:

- волокна, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях;

- двигательные (нисходящие) волокна, идущие из головного мозга в спинной на соединение с клетками, дающими начало передним двигательным корешкам;

- чувствительные (восходящие) волокна, которые частично являются продолжением волокон задних корешков, частично отростками клеток спинного мозга и восходят кверху к головному мозгу.

От спинного мозга, образуясь из передних и задних корешков, отходит 31 пара смешанных спинномозговых нервов: 8 пар шейных, 12 пар грудных, 5 пар поясничных, 5 пар крестцовых и 1 пара копчиковых. Участок спинного мозга, соответствующий отхождению пары спинномозговых нерввов, называют сегментом спинного мозга. В спинном мозге выделяют 31 сегмент.

Функции спинного мозга:

1. Рефлекторная. Спинной мозг осуществляет двигательные рефлексы скелетной мускулатуры относительно самостоятельно. Примерами некоторых двигательных рефлексов спинного мозга являются: 1) локтевой рефлекс — постукивание по сухожилию двуглавой мышцы плеча вызывает сгибание в локтевом суставе благодаря нервным импульсам, которые передаются через 5—6 шейные сегменты; 2) коленный рефлекс — постукивание по сухожилию четырехглавой мышцы бедра вызывает разгибание в коленном суставе благодаря нервным импульсам, которые передаются через 2—4-й поясничные сегменты. Спинной мозг участвует во многих сложных координированных движениях— ходьбе, беге, трудовой и спортивной деятельности и др. Каждый спинальный рефлекс имеет свое рецептивное поле и свою локализацию (место нахождения), свой уровень. Так, например, центр коленного рефлекса находится во II - IV поясничном сегменте; ахиллова - в V поясничном и I - II крестцовых сегментах; подошвенного - в I - II крестцовом, центр брюшных мышц - в VIII - XII грудных сегментах.

Важнейшим жизненно важным центром спинного мозга является двигательный центр диафрагмы, расположенный в III - IV шейных сегментах. Повреждение его ведет к смерти вследствие остановки дыхания. Спинной мозг осуществляет вегетативные рефлексы изменения функций внутренних органов — сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной и других систем.Благодаря рефлексам с проприорецепторов в спинном мозге производится координация двигательных и вегетативных рефлексов. Через спинной мозг осуществляются также рефлексы с внутренних органов на скелетные мышцы, с внутренних органов на рецепторы и другие органы кожи, с внутреннего органа на другой внутренний орган. 2. Проводниковая. Спинной мозг выполняет проводниковую функцию за счет восходящих и нисходящих путей, проходящих в белом веществе спинного мозга. Эти пути связывают отдельные сегменты спинного мозга друг с другом, а также с головным мозгом.

Границей между спинным и продолговатым мозгом является место выхода корешков первых шейных спинномозговых нервов. Вверху он переходит в мозговой мост, боковые его отделы продолжаются в нижние ножки мозжечка. На передней (вентральной) поверхности его видны два продольных возвышения - пирамиды и лежащие кнаружи от них оливы. На задней поверхности по бокам от задней срединной борозды тянутся тонкий и клиновидный канатики, продолжающиеся сюда из спинного мозга и заканчивающиеся на клетках одноименных ядер, образующих на поверхности тонкий и клиновидный бугорки. Внутри олив лежат скопления серого вещества - ядра олив.

В продолговатом мозге находятся ядра IX-XII пар черепных (черепномозговых) нервов, которые выходят на нижней его поверхности позади оливы и между оливой и пирамидой. Сетчатая (ретикулярная) формация продолговатого мозга состоит из переплетения нервных волокон и лежащих между ними нервных клеток, образующих ядра ретикулярной формации.

Белое вещество образуют длинные системы волокон, проходящие здесь из спинного мозга или направляющиеся в спинной мозг, и короткие, связывающие ядра стволовой части головного мозга. Между ядрами олив располагается перекрест нервных волокон, берущих начало от клеток тонкого и клиновидного ядер.

Функции продолговатого мозга:

1. Рефлекторная

2. Проводниковая

Из продолговатого мозга и моста выходят восемь пар черепных нервов (с V по XII) и он, так же как и спинной мозг, имеет прямую чувствительную и двигательную связь с периферией. По чувствительным волокнам он получает импульсы - информацию от рецепторов кожи головы, слизистых оболочек глаз, носа, рта (включая вкусовые рецепторы), от органа слуха, вестибулярного аппарата (органа равновесия), от рецепторов гортани, трахеи, легких, а также от интерорецепторов сердечно-сосудистой системы и системы пищеварения. Через продолговатый мозг осуществляются многие простые и сложнейшие рефлексы, охватывающие не отдельные метамеры тела, а системы органов, например системы пищеварения, дыхания, кровообращения. Рефлекторную деятельность продолговатого мозга можно наблюдать на бульбарной кошке, т. е. кошке, у которой произведена перерезка ствола мозга выше продолговатого. Рефлекторная деятельность такой кошки сложна и многообразна.

Через продолговатый мозг осуществляются следующие рефлексы:

• Защитные рефлексы: кашель, чиханье, мигание, слезоотделение, рвота.

• Пищевые рефлексы: сосание, глотание, сокоотдение (секреция) пищеварительных желез.

• Сердечно-сосудистые рефлексы, регулирующие деятельность сердца и кровеносных сосудов.

В продолговатом мозге находится автоматически работающий дыхательный центр, обеспечивающий вентиляцию легких. В продолговатом мозге расположены вестибулярные ядра. От вестибулярных ядер продолговатого мозга начинается нисходящий вестибулоспинальный тракт, участвующий в осуществлении установочных рефлексов позы, а именно в перераспределении тонуса мышц. Бульбарная кошка ни стоять, ни ходить не может, но продолговатый мозг и шейные сегменты спинного обеспечивают те сложные рефлексы, которые являются элементами стояния и ходьбы. Все рефлексы, связанные с функцией стояния, называются установочными рефлексами. Благодаря им животное вопреки силам земного притяжения удерживает позу своего тела, как правило, теменем кверху.

Особое значение этого отдела центральной нервной системы определяется тем, что в продолговатом мозге находятся жизненно важные центры - дыхательный, сердечно-сосудистый, поэтому не только удаление, а даже повреждение продолговатого мозга заканчивается смертью. Помимо рефлекторной, продолговатый мозг выполняет проводниковую функцию. Через продолговатый мозг проходят проводящие пути, соединяющие двусторонней связью кору, промежуточный, средний мозг, мозжечок и спинной мозг.

5. Анатомо-функциональное строение среднего мозга, мозжечка и промежуточного мозга.

К среднему мозгу относятся ножки мозга, расположение, вентрально (кпереди) и пластинка крыши, или четверохолмие. Полостью среднего мозга является мозговой водопровод (сильвиев водопровод). Пластинка крыши состоит из двух верхних, и двух нижних холмиков (бугорков), в которых заложены ядра серого вещества. Верхние холмики связаны со зрительным путем, нижние - со слуховым.

От них берет начало двигательный путь, идущий к клеткам передних рогов спинного мозга. На вертикальном разрезе среднего мозга хорошо видны три его отдела: крыша, покрышка и основание, или собственно ножки мозга. Между покрышкой и основанием находится черное вещество. В покрышке лежат два крупных ядра - красные ядра и ядра ретикулярной формации. Мозговой водопровод окружен центральным серым веществом, в котором лежат ядра III и IV пар черепных нервов.

Основание ножек мозга образовано волокнами пирамидных путей и путей, соединяющих кору больших полушарий с ядрами моста и мозжечком. В покрышке лежат системы восходящих путей, образующих пучок, называемый медиальной (чувствительной) петлей. Волокна медиальной петли начинаются в продолговатом мозге от клеток ядер тонкого и клиновидного канатиков и заканчиваются в ядрах зрительного бугра.

Латеральная (слуховая) петля состоит из волокон слухового пути, идущих из области моста к нижним холмикам четверохолмия и медиальным коленчатым телам промежуточного мозга.

Функции среднего мозга: Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного тонуса и в осуществлении установочных и выпрямительных рефлексов, благодаря которым возможны стояние и ходьба.

Роль среднего мозга в регуляции мышечного тонуса лучше всего наблюдать на кошке, у которой сделан поперечный разрез между продолговатым и средним мозгом. У такой кошки резко повышается тонус, мышц, особенно разгибателей. Голова запрокидывается назад, резко выпрямляются лапы. Мышцы настолько сильно сокращены, что попытка согнуть конечность заканчивается неудачей - она сейчас же распрямляется. Животное, поставленное на вытянутые, как палки, лапы, может стоять. Такое состояние называется децеребрационной ригидностью.

Если разрез сделать выше среднего мозга, то децеребрационная ригидность не возникает. Примерно через 2 часа такая кошка делает усилие подняться. Сначала она поднимает голову, затем туловище, потом встает на лапы и может начать ходить. Следовательно, нервные аппараты регуляции мышечного тонуса и функции стояния и ходьбы находятся в среднем мозге.

Явления децеребрационной ригидности объясняют тем, что перерезкой отделяются от продолговатого и спинного мозга красные ядра и ретикулярная формация. Красные ядра не имеют непосредственной связи с рецепторами и эффекторами, но они связаны со всеми отделами центральной нервной системы. К ним подходят нервные волокна от мозжечка, базальных ядер, коры полушарий большого мозга. От красных ядер начинается нисходящий руброспинальный тракт, по которому передаются импульсы к двигательным нейронам спинного мозга. Его называют экстрапирамидным трактом. Чувствительные ядра среднего мозга выполняют ряд важнейших рефлекторных функций. Ядра, находящиеся в верхних холмиках, являются первичными зрительными центрами. Они получают импульсы от сетчатки глаза и участвуют в ориентировочном рефлексе, т. е. повороте головы к свету. При этом происходит изменение ширины зрачка и кривизны хрусталика (аккомодация), способствующая ясному видению предмета.

Ядра нижних холмиков являются первичными слуховыми центрами. Они участвуют в ориентировочном рефлексе на звук - поворот головы в сторону звука. Внезапные звуковые и световые раздражения вызывают сложную реакцию настораживания, мобилизующую животное на быструю ответную реакцию.

Мозжечок расположен дорсально от моста и продолговатого мозга. В нем выделяют два полушария и среднюю часть - червь. Поверхность мозжечка покрыта слоем серого вещества (кора мозжечка) и образует узкие извилины, разделенные бороздами. С их помощью поверхность мозжечка делится на дольки. Центральная часть мозжечка состоит из белого вещества, в котором заложены скопления серого вещества - ядра мозжечка. Самое большое из них - зубчатое ядро. Мозжечок связан с мозговым стволом тремя парами ножек: верхние соединяют его со средним мозгом, средние - с мостом и нижние - с продолговатым мозгом. В них проходят пучки волокон, соединяющих мозжечок с различными частями головного и спинного мозга.

Перешеек ромбовидного мозга в процессе развития составляет границу между задним и средним мозгом. Из него развиваются верхние ножки мозжечка, расположенный между ними верхний (передний) мозговой парус и треугольники петли, лежащие кнаружи от верхних ножек мозжечка.

Четвертый желудочек в процессе развития представляет собой остаток полости ромбовидного мозгового пузыря и является, таким образом, полостью продолговатого и заднего мозга. Внизу желудочек сообщается с центральным каналом спинного мозга, вверху переходит в мозговой водопровод среднего мозга, а в области крыши он связан тремя отверстиями с субарахноидальным (подпаутинным) пространством головного мозга. Передняя (вентральная) стенка его - дно IV желудочка - называется ромбовидной ямкой, нижняя часть которой образована продолговатым мозгом, а верхняя - мостом и перешейком. Задняя (дорсальная) - крыша IV желудочка - образована верхним и нижним мозговыми парусами и дополняется сзади пластинкой мягкой оболочки мозга, выстланной эпендимой. В этом участке находится большое количество кровеносных сосудов и образуются сосудистые сплетения IV желудочка. Место схождения верхнего и нижнего парусов вдается в мозжечок и образует шатер. Ромбовидная ямка имеет жизненно важное значение, так как в этой области заложено большинство ядер черепных нервов (V - XII пары).

Функции мозжечка: Мозжечок не имеет прямой связи с рецепторами организма. Многочисленными путями он связан со всеми отделами центральной нервной системы. К нему направляются афферентные (чувствительные) проводящие пути, несущие импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, связок, вестибулярных ядер продолговатого мозга, подкорковых ядер и коры больших полушарий. В свою очередь мозжечок посылает импульсы ко всем отделам центральной нервной системы.

Функции мозжечка исследуют путем его раздражения, частичного или полного удаления и изучения биоэлектрических явлений.

Последствия удаления мозжечка и выпадения его функции итальянский физиолог Лючиани охарактеризовал знаменитой триадой А - астазия, атония и астения. Последующие исследователи добавили еще один симптом - атаксия. Безмозжечковая собака стоит на широко расставленных лапах, совершая непрерывные качательные движения (астазия). У нее нарушено правильное распределение тонуса мышц сгибателей и разгибателей (атония). Движения плохо координированы размашисты, несоразмерны, резки. При ходьбе лапы забрасываются за среднюю линию (атаксия), чего не бывает у нормальных животных. Атаксия объясняется тем, что нарушается контроль движений. Выпадает и анализ сигналов от проприорецепторов мышц и сухожилий. Собака не может попасть мордой в миску с едой. Наклон головы вниз или в сторону вызывает сильное противоположное движение.

Движения очень утомляют, животное, пройдя несколько шагов, ложится и отдыхает. Этот симптом называется астенией.

С течением времени двигательные расстройства у безмозжечковой собаки сглаживаются. Она самостоятельно ест, походка ее почти нормальна. Только предвзятое наблюдение выявляет некоторые нарушения (фаза компенсации).

Как показал Э.А. Асратян, компенсация функций происходит за счет коры головного мозга. Если у такой собаки удалить кору, то все нарушения выявляются снова и уже никогда не компенсируются. Мозжечок участвует в. регуляции движений, делая их плавными, точными, соразмерными.

Как показали исследования Л.А. Орбели, у безмозжечковых собак нарушаются вегетативные функции. Константы крови, сосудистый тонус, работа пищеварительного тракта и другие вегетативные функции становится очень неустойчивыми, легко сдвигаются под влиянием тех или иных причин (приём пищи, мышечная работа, изменение температуры и др.).

При удалении половины мозжечка нарушения двигательных функций наступают на стороне операции. Это объясняется тем, что проводящие пути мозжечка либо не перекрещиваются вовсе, либо перекрещиваются 2 раза.

Промежуточный мозг располагается под мозолистым телом и сводом, срастаясь по бокам с полушариями большого мозга. К нему относятся: таламус (зрительные бугры), эпиталамус (надбугорная область), метаталамус (забугорная область) и гипоталамус (подбугорная область). Полостью промежуточного мозга является III желудочек.

Таламус представляет собой парные скопления серого вещества, покрытые слоем белого вещества, имеющие яйцевидную форму. Передний отдел его примыкает к межжелудочковому отверстию, задний, расширенный, - к четверохолмию. Латеральная поверхность таламуса срастается с полушариями и граничит с хвостатым ядром и внутренней капсулой. Медиальные поверхности образуют стенки III желудочка. Нижняя продолжается в гипоталамус. В таламусе различают три основные группы ядер: передние, латеральные и медиальные. В латеральных ядрах происходит переключение всех чувствительных путей, направляющихся к коре больших полушарий. В эпиталамусе лежит верхний придаток мозга - эпифиз, или шишковидное тело, подвешенное на двух поводках в углублении между верхними холмиками пластинки крыши. Метаталамус представлен медиальными и латеральными коленчатыми телами, соединенными пучками волокон (ручки холмиков) с верхними (латеральные) и нижними (медиальные) холмиками пластинки крыши. В них лежат ядра, являющиеся рефлекторными центрами зрения и слуха.

Гипоталамус располагается вентральнее зрительного бугра и включает в себя собственно подбугорную область и ряд образований, расположенных на основании мозга. Сюда относятся; конечная пластинка, зрительный перекрест, серый бугор, воронка с отходящим от нее нижним придатком мозга - гипофизом и сосцевидные тела. В гипоталамической области расположены ядра (надзрительное, околожелудочковое и др.), содержащие крупные нервные клетки, способные выделять секрет (нейросекрет), поступающий по их аксонам в заднюю долю гипофиза, а затем в кровь. В заднем отделе гипоталамуса лежат ядра, образованные мелкими нервными клетками, которые связаны с передней долей гипофиза особой системой кровеносных сосудов.

Третий желудочек расположен по средней линии и представляет собой узкую вертикальную щель. Боковые стенки его образованы зрительными буграми и подбугорной областью, передняя - столбами свода и передней спайкой, нижняя - образованиями гипоталамуса и задняя - ножками мозга и надбугорной областью. Верхняя стенка - крыша III желудочка, - самая тонкая и состоит из мягкой (сосудистой) оболочки мозга, выстланной со стороны полости желудочка эпителиальной пластинкой (эпендимой). Отсюда в полость желудочка вдавливается большое количество кровеносных сосудов: и образуется сосудистое сплетение. Спереди III желудочек сообщается с боковыми желудочками (I и II) межжелудочковыми отверстиями, а сзади переходит в мозговой водопровод.

Функции промежуточного мозга. Главными образованиями промежуточного мозга являются таламус (зрительный бугор) и гипоталамус (подбугорная область).

Таламус - чувствительное ядро подкорки. Его называют «коллектором чувствительности», так как к нему сходятся афферентные (чувствительные) пути от всех рецепторов, исключая обонятельные. Здесь находится третий нейрон афферентных путей, отростки которого заканчиваются в чувствительных зонах коры.

Главной функцией таламуса является интеграция (объединение) всех видов чувствительности. Для анализа внешней среды недостаточно сигналов от отдельных рецепторов. Здесь происходит сопоставление информации, получаемой по различным каналам связи, и оценка ее биологического значения. В зрительном бугре насчитывается 40 пар ядер, которые подразделяются на специфические (на нейронах этих ядер заканчиваются восходящие афферентные пути), неспецифические (ядра ретикулярной формации) и ассоциативные. Через ассоциативные ядра таламус связан со всеми двигательными ядрами подкорки - полосатым телом, бледным шаром, гипоталамусом и с ядрами среднего и продолговатого мозга.

Изучение функций зрительного бугра проводится путем перерезок, раздражения и разрушения.

Кошка, у которой разрез сделан выше промежуточного мозга, резко отличается от кошки, у которой высшим отделом центральной нервной системы является средний мозг. Она не только поднимается и ходит, т. е. выполняет сложно координированные движения, но еще проявляет все признаки эмоциональных реакций. Легкое прикосновение вызывает злобную реакцию. Кошка бьет хвостом, скалит зубы, рычит, кусается, выпускает когти. У человека зрительный бугор играет существенную роль в эмоциональном поведении, характеризующемся своеобразной мимикой, жестами и сдвигами функций внутренних органов. При эмоциональных реакциях повышается давление, учащаются пульс, дыхание, расширяются зрачки. Мимическая реакция человека является врожденной. Если пощекотать нос плода 5 – 6 мес., то можно видеть типичную гримасу неудовольствия (П.К. Анохин). При раздражении зрительного бугра у животных возникают двигательные и болевые реакции - визг, ворчание. Эффект можно объяснить тем, что импульсы от зрительных бугров легко переходят на связанные с ними двигательные ядра подкорки.

В клинике симптомами поражения зрительных бугров являются сильная головная боль, расстройства сна, нарушения чувствительности как в сторону повышения, так и понижения, нарушения движений, их точности, соразмерности, возникновение насильственных непроизвольных движений.

Гипоталамус является высшим подкорковым центром вегетативной нервной системы. В этой области расположены центры, регулирующие все вегетативные функции, обеспечивающие постоянство внутренней среды организма, а также регулирующие жировой, белковый, углеводный и водно-солевой обмен.

В деятельности вегетативной нервной системы гипоталамус играет такую же важную роль, какую играют красные ядра среднего мозга в регуляции скелетно-моторных функций соматической нервной системы.

Самые ранние исследования функций гипоталамуса принадлежат Клоду Бернару. Он обнаружил, что укол в промежуточный мозг кролика вызывает повышение температуры тела почти на 3°С. Этот классический опыт, открывший локализацию центра терморегуляции в гипоталамусе, получил название теплового укола. После разрушения гипоталамуса животное становится пойкилотермным, т. е. теряет способность удерживать постоянство температуры тела. В холодной комнате температура тела понижается, а в жаркой повышается.

Позднее было установлено, что почти все органы, иннервируемые вегетативной нервной системой, могут быть активированы раздражением подбугорной области. Иными словами, все эффекты, которые можно получить при раздражении симпатических и парасимпатических нервов, получаются при раздражении гипоталамуса.

В настоящее время для раздражения различных структур мозга широко применяется метод вживления электродов. С помощью особой, так называемой стереотаксической техники, через трепанационное отверстие в черепе вводят электроды в любой заданный участок мозга. Электроды изолированы на всем протяжении, свободен только их кончик. Включая электроды в цепь, можно узко локально раздражать те или иные зоны.

При раздражении передних отделов гипоталамуса возникают парасимпатические эффекты - усиление движений кишечника, отделение пищеварительных соков, замедление сокращений сердца и др. при раздражении задних отделов наблюдаются симпатические эффекты - учащение сердцебиения, сужение сосудов, повышение температуры тела и др. Следовательно, в передних отделах подбугорной области располагаются парасимпатические центры, а в задних - симпатические.

Так как раздражение при помощи вживленных электродов производится на целом животном, без наркоза, то представляется возможность судить о поведении животного. В опытах Андерсена на козе с вживленными электродами был найден центр, раздражение которого вызывает неутолимую жажду, - центр жажды. При его раздражении коза могла выпивать до 10 л воды. Раздражением других участков можно было заставить сытое животное есть (центр голода).

Широкую известность получили опыты испанского ученого Дельгадо на быке с электродом, вживленным в центр страха: Когда на арене разъяренный бык бросался на тореадора, включали раздражение, и бык отступал с ясно выраженными признаками страха.

Американский исследователь Д. Олдз предложил модифицировать метод - предоставить возможность самому животному замыкать, что неприятных раздражений животное будет избегать и, наоборот, стремиться повторять приятные. Опыты показали, что имеются структуры, раздражение которых вызывает безудержное стремление к повторению. Крысы доводили себя до истощения, нажимая на рычаг до 14000 раз! Кроме того, обнаружены структуры, раздражение которых, по-видимому, вызывает крайне неприятное ощущение, так как крыса второй раз избегает нажать на рычаг и убегает от него. Первый центр, очевидно, является центром удовольствия, второй - центром неудовольствия.

Чрезвычайно важным для понимания функций гипоталамуса явилось открытие в этом отделе мозга рецепторов, улавливающих изменения температуры крови (терморецепторы), осмотического давления (осморецепторы) и состава крови (глюкорецепторы).

С рецепторов, обращенных в кровь, возникают рефлексы, направленные на поддержание постоянства внутренней среды организма - гомеостаза. «Голодная кровь», раздражая глюкорецепторы, возбуждает пищевой центр: возникают пищевые реакции, направленные на поиск и поедание пищи.

Одним из частых проявлений заболевания гипоталамуса в клинике является нарушение водно-солевого обмена, проявляющееся в выделении большого количества мочи с низкой плотностью. Заболевание носит название несахарного мочеизнурения.

Подбугорная область тесно связана с деятельностью гипофиза. В крупных нейронах надзрительного и околожелудочкового ядер гипоталамуса образуются гормоны - вазопрессин и окситоцин. По аксонам гормоны стекают к гипофизу, где накапливаются, а затем поступают в кровь.

Иное взаимоотношение между гипоталамусом и передней долей гипофиза. Сосуды, окружающие ядра гипоталамуса, объединяются в систему вен, которые спускаются к передней доле гипофиза и здесь распадаются на капилляры. С кровью к гипофизу поступают вещества - релизинг-факторы, или освобождающие факторы, стимулирующие образование гормонов в передней его доле.

6. Анатомо-физиологическая характеристика переднего мозга, структурная и функциональная организация коры больших полушарий.

Передний мозг (лат. prosencephalon) — передняя часть головного мозгапозвоночных животных, состоящая из двух полушарий. Включает серое вещество коры, подкорковые ядра, а также нервные волокна, образующие белое вещество.

Конечный мозг развивается из переднего мозгового пузыря, состоит из сильно развитых парных частей - правого и левого полушария и соединяющей их срединной части.

Полушария разделены продольной щелью, в глубине которой лежит пластинка белого вещества, состоящая из волокон, соединяющих два полушария,- мозолистое тело. Под мозолистым телом находится свод, представляющий собой два изогнутых волокнистых тяжа, которые в средней части соединены между собой, а спереди и сзади расходятся, образуя столбы и ножки свода. Спереди от столбов свода находится передняя спайка. Между передней частью мозолистого тела и сводом натянута тонкая вертикальная пластинка мозговой ткани - прозрачная перегородка.

Полушарие образовано серым и белым веществом. В нем различают самую большую часть, покрытую бороздами и извилинами, - плащ, образованный лежащим по поверхности серым веществом - корой полушарий; обонятельный мозг и скопления серого вещества внутри полушарий - базальные ядра. Два последних отдела составляют наиболее старую в эволюционном развитии часть полушария. Полостями конечного мозга являются боковые желудочки.

В каждом полушарии различают три поверхности: верхнебоковую (верхнелатеральную) выпуклую соответственно своду черепа, срединную (медиальную) – плоскую, обращенную к такой же поверхности другого полушария, и нижнюю – неправильной формы. Поверхность полушария имеет сложный рисунок, благодаря идущим в различных направлениях бороздам и валикам между ними - извилинам. Величина и форма борозд и извилин подвержены значительным индивидуальным колебаниям. Однако существует несколько постоянных борозд, которые ясно выражены у всех и раньше других появляются в процессе развития зародыша.

Ими пользуются для разделения полушарий на большие участки, называемые долями. Каждое полушарие делят на пять долей: лобную, теменную, затылочную, височную и скрытую долю, или островок, расположенный в глубине боковой борозды. Границей между лобной и теменной долями является центральная борозда, между теменной и затылочной – теменно-затылочная. Височная доля отделена от остальных боковой бороздой. На верхнелатеральной поверхности полушария в лобной доле различают предцентральную борозду, отделяющую предцентральную извилину, и две лобные борозды: верхнюю и нижнюю, делящие остальную часть лобной доли на верхнюю, среднюю и нижнюю лобные извилины.

В теменной доле проходит постцентральная борозда, отделяющая постцентральную извилину, и внутритеменная, делящая остальную часть теменной доли на верхнюю и нижнюю теменные дольки. В нижней дольке выделяют надкраевую и угловую извилины. В височной доле две параллельно идущие борозды – верхняя и нижняя височные - делят ее на верхнюю, среднюю и нижнюю височные извилины. В области затылочной доли наблюдаются поперечные затылочные борозды и извилины. На медиальной поверхности хорошо видны борозда мозолистого тела и поясная, между которыми находится поясная извилина.

Над ней, окружая центральную борозду, лежит парацентральная долька. Между теменной и затылочной долями проходит теменно-затылочная борозда, а позади нее – шпорная борозда. Участок между ними называется клином, а лежащий впереди – преклиньем. В месте перехода на нижнюю (базальную) поверхность полушария лежит медиальная затылочно-височная, или язычная, извилина. На нижней поверхности, отделяя полушарие от ствола мозга, проходит глубокая борозда гиппокампа (борозда морского конька), кнаружи от которой находится парагиппокампальная извилина. Латеральнее она отделена коллатеральной бороздой от боковой затылочно-височной извилины. Островок, расположенный в глубине латеральной (боковой) борозды, также покрыт бороздами и извилинами. Кора полушарий большого мозга представляет собой слой серого вещества толщиной до 4 мм. Она образована слоями нервных клеток и волокон расположенных в определенном порядке.

Наиболее типично устроенные участки филогенетически более новой коры состоят из шести слоев клеток, старая и древняя кора имеет меньшее количество слоев и устроена проще. Разные участки коры имеют разное клеточное и волокнистое строение. В связи с этим существует учение о клеточном строении коры (цитоархитектоника) и волокнистом строении (миелоархитектоника) коры полушарии большого мозга.

Обонятельный мозг у человека представлен рудиментарными образованиями, хорошо выраженными у животных, и составляет наиболее старые участки коры полушарий.

Базальные ядра представляют собой скопления серого вещества внутри полушарий. К ним относится полосатое тело, состоящее из хвостатого и чечевицеобразного ядер, соединенных между собой. Чечевицеобразное ядро делится на две части: скорлупу, расположенную снаружи, и бледный шар, лежащий внутри. Они являются подкорковыми двигательными центрами.

Кнаружи от чечевицеобразного ядра расположена тонкая пластинка серого вещества - ограда, в переднем отделе височной доли лежит миндалевидное тело. Между базальными ядрами и зрительным бугром находятся прослойки белого вещества, внутренняя, наружная и самая наружная капсулы. Через внутреннюю капсулу проходят проводящие пути.

Боковые желудочки (правый и левый) являются полостями конечного мозга, залегают ниже уровня мозолистого тела в обоих полушариях и сообщаются через межжелудочковые отверстия с III желудочком. Они имеют неправильную форму и состоят из переднего, заднего и нижнего рогов и соединяющей их центральной части. Передний рог лежит в лобной доле, он кзади продолжается в центральную часть, которая соответствует теменной доле. Сзади центральная часть переходит в задний и нижний рога, расположенные в затылочной и височной долях. В нижнем роге расположен валик - гиппокамп (морской конек). С медиальной стороны в центральную часть боковых желудочков впячивается сосудистое сплетение, продолжающееся в нижний рог. Стенки боковых желудочков образованы белым веществом полушарий и хвостатыми ядрами. К центральной части снизу примыкает таламус.

Белое вещество полушарий занимает пространство между корой и базальными ядрами. Оно состоит из большого количества нервных волокон, идущих в разных направлениях. Выделяют три системы волокон полушарий: ассоциативные (сочетательные), соединяющие части одного и того же полушария; комиссуральные (спаечные), соединяющие части правого и левого полушарий, к которым относятся в полушариях мозолистое тело, передняя спайка и спайка свода, и проекционные волокна, или проводящие пути, соединяющие полушария с лежащими ниже отделами головного мозга и спинным мозгом.

Функции организации коры больших полушарий. Полушария большого мозга, достигшие своего наивысшего развития у человека, справедливо считается самым сложным и самым удивительным созданием природы.

Функции этого отдела центральной нервной системы настолько отличаются от функций ствола и спинного мозга, что они выделяются в особую главу физиологии, называемую высшей нервной деятельностью. Этот термин введен И.П. Павловым. Деятельность нервной системы, направленную на объединение и регуляцию всех органов и систем организма, И.П. Павлов назвал низшей нервной деятельностью. Под высшей нервной деятельностью он понимал поведение, деятельность, направленную на приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды, на уравновешивание с окружающей средой. В поведении животного, в его взаимоотношениях с окружающей средой ведущую роль играет конечный мозг, орган сознания, памяти, а у человека - орган умственной деятельности, мышления.

Для изучения локализации (места нахождения) функций в коре полушарий большого мозга, или, иными словами, значения отдельных зон коры, применяют различные методы: частичное удаление коры, электрическое и химическое раздражение, запись биотоков мозга и метод условных рефлексов.

Метод раздражения позволил установить в коре следующие зоны: двигательные (моторные), чувствительные (сенсорные) и немые, которые теперь называют ассоциативными.

Полушария конечного мозга состоят из белого вещества, покры­того снаружи серым, или корой, толщина которой в различных отделах больших полушарий колеблется от 1,3 до 4,5 мм. Кора представляет собой филогенетически наиболее молодой и вместе с тем сложный отдел мозга, предназначенный для обработки сенсорной информации, формирования двигательных команд и интеграции сложных форм поведения. Бурный рост неокортекса у высших по­звоночных в ограниченном объеме черепа сопровождается образо­ванием многочисленных складок, увеличивающих общую площадь коры, которая у человека составляет 2200 см.

На этом пространстве сконцентрировано 10 – 10 нейронов и еще большее количество глиальных клеток, выполняющих ионорегулирующую и трофическую функции. Образующие кору ней­роны по своей геометрии и функции подразделяются на несколько групп. Одну группу составляют варьирующие по размеру пирамидные клетки. Они ориентированы вертикально по отношению к поверхности коры и имеют тело треугольной формы (рис. 3.16). От тела пирамидной клетки вверх отходит 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. Апикальные и более короткие базальные дендриты пирамидных клеток густо усеяны мелкими (до 3 мкм) выростами — шипиками, каждый из которых представляет собой область синаптического контакта.

Другая группа корковых нейронов представлена более мелкими звездчатыми клетками. Эти клетки имеют короткие сильно вет­вящиеся дендриты и аксоны, формирующие внутрикорковые связи. Дендриты звездчатых клеток также могут быть снабжены шипиками, которые в процессе онтогенетического развития у человека появля­ются только к моменту рождения.

Наконец, третья группа корковых нейронов включает в себя вере-теновидные клетки, имеющие длинный аксон, который ориентирован в горизонтальном или вертикальном направлении. В связи с тем, что тела и отростки описанных выше нейронов имеют упорядоченное рас­положение, кора построена по экранному принципу и у млекопитаю­щих в типичном случае состоит из шести горизонтальных слоев.

Самый наружный молекулярный слой слагается из густого спле­тения нервных волокон, лежащих параллельно поверхности корко­вых извилин. Основную массу этих волокон составляют ветвящиеся апикальные дендриты пирамидных клеток нижележащих слоев. Сю­да же в наружный слой приходят афферентные таламокортикальные волокна от неспецифических ядер таламуса, регулирующих уровень возбудимости корковых нейронов.

Второй слой — наружный зернистый — состоит из большого количества мелких звездчатых клеток, которые в вентральной части слоя дополняются малыми пирамидными клетками.

Третий слой — наружным пирамидный — формируется из пи­рамидных клеток средней величины. Функционально второй и третий слои коры объединяют нейроны, отростки которых обеспечивают кортико-кортикальные ассоциативные связи.

Четвертый слой — внутренний зернистый — содержит множе­ство звездчатых клеток (клеток-зерен), обусловливающих его гра­нулярную структуру. В этом слое преимущественно оканчиваются афферентные таламокортикальные волокна, идущие от специфиче­ских (проекционных) ядер таламуса.

Пятый слой — внутренний пирамидный — образован крупными пирамидными клетками. Наиболее крупные пирамидные нейроны — гигантские клетки Беца — встречаются в прецентральной извилине, занятой моторной зоной коры больших полушарий. Аксоны этих эфферентных корковых нейронов формируют кортикоспинальный (пирамидный) и кортикобульбарные тракты, участвующие в коор­динации целенаправленных двигательных актов и позы.

И наконец, шестой слой — полиморфный, или слой веретеновидных клеток, переходящий непосредственно в белое вещество больших полушарий. Этот слой содержит тела нейронов, чьи отро­стки формируют кортикоталамические пути.

Такой шестислойный план строения характерен для всего неокортекса. Однако выраженность отдельных слоев в различных об­ластях коры не одинакова. Учитывая эту особенность, К. Бродман по гистологическим признакам, в частности по плотности располо­жения и форме нейронов, разделил всю кору на 50 цитоархитектонических полей. Позднее были разработаны функци­ональные принципы классификации различных зон коры. При этом оказалось, что зоны, выделенные на основании их функциональных и нейрохимических особенностей, в известной степени соответствуют цитоархитектоническому разделению коры на поля.

Так, например, при сравнении наиболее изученных сенсорных и моторных зон коры оказалось, что в первых наружный пирамидный слой (3) выражен слабо и доминируют зернистые слои (2, 4), где оканчиваются сенсорные афференты (гранулярная кора). И напро­тив, в моторных зонах коры зернистые слои развиты плохо (агранулярная кора), а пирамидные слои превалируют.

Таким образом, функциональная специализация накладывает определенный отпечаток на структуру сенсорных и моторных зон коры, и выделение этих областей по различным системам класси­фикации не случайно.

7. Понятие функциональных блоков мозга. Блок регуляции тонуса и бодрствования.

На основе изучения нарушений психических процессов при различных локальных поражениях центральной нервной системы Лурия разработал общую структурно-функциональную модель мозга как субстрата психики. Согласно этой модели весь мозг может быть разделен на три основных блока, характеризующихся определенными особенностями строения и ролью в исполнении психических функций. Блоки мозга — структурно-функциональная модель мозговой организации высших психических функций человека, разработанная в современной нейропсихологии А. Р. Лурия для объяснения интегративной деятельности мозга как мозгового субстрата высших психических функций. 

1-й блок - Блок регуляции тонуса и бодрствования

Для того чтобы обеспечивалось полноценное протекание пси­хических процессов, человек должен находиться в состоянии бодрствования. Известно, что только в оптимальных условиях бодр­ствования человек может принимать и перерабатывать информа­цию, вызывать в памяти нужные избирательные системы связей, программировать свою деятельность и осуществлять контроль за протеканием своих психических процессов, корригируя ошибки и сохраняя направленность своей деятельности.

1-й функциональный блок мозга включает ретикулярную формацию ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга, диэнцефальные отделы, лимбическую систему, медиобазальные отделы коры лобных и височных долей. Блок регулирует общие изменения активации мозга (тонус мозга, необходимый для выполнения любой психической деятельности, уровень бодрствования) и локальные избирательные активационные изменения, необходимые для осуществления ВПФ. При этом за первый класс активаций несет ответственность преимущественно ретикулярная формация ствола мозга, а за второй — более высоко расположенные отделы — неспецифические образования диэнцефального мозга, а также лимбические и корковые медиобазальные структуры. Ретикулярная формация (РФ) обнаружена в 1946 г. в результате исследований американского нейрофизиолога Мегоуна, который показал, что эта клеточная функциональная система имеет отношение к регуляции вегетативной и соматической рефлекторной деятельности. Позднее совместными работами с итальянским нейрофизиологом Моруцци было продемонстрировано, что раздражение ретикулярной формации эффективно влияет и на функции высших структур мозга, в частности коры больших полушарий, определяя ее переход в активное, бодрствующее или в сонное состояние. Исследования показали, что РФ занимает особое место среди других нервных аппаратов, в значительной мере определяя общий уровень их активности. В первые годы после этих открытий было широко распространено представление, что отдельные нейроны РФ тесно связаны друг с другом и образуют однородную структуру, в которой возбуждение распространяется диффузно. Однако позднее выяснилось, что даже близко расположенные клетки РФ могут обладать совершенно различными функциональными характеристиками. РФ расположена на всем протяжении ствола — от промежуточного мозга до верхних шейных спинальных сегментов. Она представляет собой сложное скопление нервных клеток, характеризующихся обширно разветвленным дендритным деревом и длинными аксонами, часть которых имеет нисходящее направление и образует ретикулоспинальные пути, а часть — восходящие. РФ взаимодействует с большим количеством волокон, поступающим в нее из других мозговых структур — коллатералями проходящих через ствол мозга сенсорных восходящих систем и нисходящими путями, идущими из передних отделов мозга (в том числе из двигательных зон). И те и другие вступают с РФ в синаптические связи. Кроме того, многочисленные волокна поступают к нейронам РФ из мозжечка. Нисходящая часть РФ оказывает неоднозначное влияние на деятельность спинного мозга: раздражение продолговатого мозга (его гигантоклеточного ядра) и некоторых участков варолиева моста сопровождается торможением рефлекторной деятельности нижележащих отделов, а при раздражении более дорсальных и оральных отделов продолговатого мозга — диффузно облегчает действие тех же функциональных структур. Примером первого варианта влияния является эффект мышечного расслабления во время сна. Кроме того, ретикулярное торможение работы нейронов спинного мозга приводит и к ослаблению афферентных восходящих импульсов, то есть снижает передачу сенсорной информации в корковые мозговые центры. Ретикулярные структуры, регулирующие соматические и вегетативные функции, отличаются высокой химической чувствительностью и обнаруживают обратную регулирующую зависимость от характеристик внутренней среды организма (эндокринной системы, уровня СО2 в крови и т. п.). Восходящая часть РФ обеспечивает регуляцию активности высших отделов мозга, главным образом коры больших полушарий. Впервые возможность такого влияния была зарегистрирована в 1935 г. бельгийским нейрофизиологом Бремером в результате перерезки у животных головного мозга на разных уровнях. Поддержание бодрствующего состояния переднего мозга обусловливается первоначальной активацией афферентными раздражениями ретикулярных структур мозгового ствола, а они по восходящим путям определяют функциональное состояние коры, что, конечно, не исключает и прямой передачи афферентации в соответствующие мозговые зоны. Восходящая часть РФ, так же как и нисходящая, помимо деятельности активирующих участков, порождает и общее тормозное влияние. Последнее обеспечивают стволовые участки мозга, в которых найдены так называемые «центры сна», в то время как более дифференцированные по вектору приложения функции предположительно реализуются более высоко расположенными структурами. При исследовании морфологических особенностей клеток РФ было обнаружено, что многие из них имеют Т-образное деление аксонов, один из отростков которых идет вверх, а другой вниз. Это позволило предположить, что и восходящие, и нисходящие функции могут быть связаны с деятельностью одних и тех же нейронов. Кроме того, особенностью отношений коры головного мозга и нижележащих отделов является то, что структуры, обеспечивающие и регулирующие тонус коры, сами находятся с ней в двойных встречных отношениях. Преимущественно тонизируя кору через восходящие пути, лимбические, мезенцефальные и стволовые структуры РФ в то же время подвержены корковой регуляции — и тормозной, и возбуждающей. Эти встречные модулирующие воздействия в первую очередь имеют отношение к лобным отделам, в которых формируются намерения, планы и перспективные программы сознательного поведения. Поведение взрослого человека является примером баланса этих встречных воздействий. РФ не является спонтанно активирующей системой, а берет энергетический потенциал из двух источников — из обменных процессов организма, лежащих в основе гомеостаза, и из поступающих в организм раздражений внешнего мира. Дефицит во внутренней среде стимулирует инстинктивный компонент поведения, а роль второго источника активности может быть проиллюстрирована эффектом засыпания при искусственном отключении основных рецепторных аппаратов (зрения, слуха и кожной чувствительности). С точки зрения психических функций энергетический неспецифический блок имеет отношение к процессам общего и селективного внимания, а также к сознанию в целом, процессам неспецифической памяти (запечатлению, хранению и переработке разномодальной информации), к сравнительно элементарным эмоциональным состояниям (страха, боли, удовольствия, гнева). В исполнении последней функции особую роль играют лимбические отделы мозга, которые помимо эмоционального фона обеспечивают переработку интероцептивной информации. Многими учеными РФ рассматривается как водитель многих биологических ритмов организма, часть из которых не только навязывается извне, но и может поддерживаться без видимой внешней стимуляции. Специфическую роль в этой мозговой системе играет не только афферентный энергетический потенциал, но и информационный аспект раздражителя, выражающийся в категориях сенсорного потока и рационального значения (ценности) стимула. В концентрированной форме специфика работы 1-го блока прослеживается в организации ориентировочного рефлекса: энергетическая мобилизация организма порождается появлением нового стимула, требующего к себе экстренного внимания и сличения с имеющимися в памяти старыми раздражителями, а также последующим переводом полученных итогов в плоскость эмоциональных категорий «вредности-полезности».

8. Блок приёма, приёма, переработки и хранения информации.

2-й блок — приема, переработки и хранения экстероцептивной информации — включает в себя центральные части основных анализаторных систем: зрительной, слуховой и кожно-кинестетической, корковые зоны которых расположены в затылочных, теменных и височных долях мозга. В системы этого блока формально включаются и центральные аппараты вкусовой и обонятельной рецепции, но у человека они настолько оттеснены представительствами высших экстероцептивных анализаторов, что занимают в коре головного мозга незначительное место. Основу данного блока составляют первичные или проекционные зоны коры (поля), выполняющие узкоспециализированную функцию отражения только стимулов одной модальности. Их задача — идентифицировать стимул по его качеству и сигнальному значению, в отличие от периферического рецептора, который дифференцирует стимул лишь по его физическим или химическим характеристикам. Основная функция первичных полей — тончайшее отражение свойств внешней и внутренней среды на уровне ощущения. Все первичные корковые поля, как это было показано с помощью электростимуляции еще канадским нейрохирургом Пенфильдом, характеризуются топическим принципом организации, согласно которому каждому участку рецепторной поверхности соответствует определенный участок в первичной коре («точка в точку»), что и дало основание назвать первичную кору проекционной. Величина зоны представительства того или иного рецепторного участка в первичной коре зависит от функциональной значимости этого участка, а не от его фактического размера. К числу первичных относятся 17-е (для зрения), 3-е (для кожно-кинестетической чувствительности) и 41-е (для слуха) поля. Вторичные поля представляют собой клеточные структуры, морфологически и функционально как бы надстроенные над проекционными. В них происходит последовательное усложнение процесса переработки информации, чему способствует предварительное прохождение афферентных импульсов через ассоциативные ядра таламуса. Вторичные поля обеспечивают превращение соматотопических импульсов в такую функциональную организацию, которая на уровне психики эквивалентна процессу восприятия. На поверхности мозга вторичные поля граничат с проекционными или окружают их. Номера вторичных полей — 18-е, 19-е, 1-е, 2-е, 42-е, 22-е и частично 5-е. Первичные и вторичные поля относятся к ядерным зонам анализаторов. Третичные (ассоциативные) поля (зона перекрытия) имеют наиболее сложную функциональную нагрузку. Они расположены на границе затылочного, височного и заднецентрального отделов коры и не имеют непосредственного выхода на периферию. Их функции почти полностью сводятся к интеграции возбуждений, приходящих от вторичных полей всего комплекса анализаторов. Работа этих зон своим психологическим эквивалентом имеет сценоподобное восприятие мира во всей полноте и комбинации пространственных, временных и количественных характеристик внешней среды, но не исчерпывается этим. Второе значение зон перекрытия — это переход от непосредственного наглядного синтеза к уровню символических процессов, благодаря которым становится возможным осуществление речевой и интеллектуальной деятельности. Третичные поля находятся вне ядерных зон. Особого выделения требует зона ТРО (от латинских названий долей: височной — temporalis, теменной — parietalis, затылочной — occipitalis), которая реализует наиболее сложные интегративные функции — 37-е и частично 39-е поле. Работа второго блока подчиняется трем законам. Закон иерархического строения. Первичные зоны являются фило- и онтогенетически более ранними. Поэтому недоразвитие первичных полей у ребенка приводит к потере более поздних функций (принцип «снизу-вверх»), а у взрослого с полностью сложившимся психологическим строем третичные зоны управляют работой подчиненных им вторичных и при повреждении последних оказывают на их работу компенсирующее влияние (принцип «сверху-вниз»). Выготский следующим образом характеризует данное теоретическое положение: «Объяснение этой закономерности лежит в том факте, что сложные отношения между различными церебральными системами возникают как продукт развития и что, следовательно, в развитии мозга и в функционировании зрелого мозга должна наблюдаться различная взаимная зависимость центров: низшие центры, служащие в истории развития мозга предпосылками для развития функций высших центров, являющихся вследствие этого зависимыми в своем развитии от низших центров, в силу закона перехода функций вверх сами оказываются в развитом и зрелом мозгу несамостоятельными, подчиненными инстанциями, зависящими в своей деятельности от высших центров. Развитие идет снизу вверх, а распад — сверху вниз». Закон убывающей специфичности. Наиболее модально специфичными (в данном случае — ориентированными на конкретное свойство объекта, улавливаемое конкретным видом анализатора) являются первичные зоны. Третичные зоны вообще надмодальны. Закон прогрессирующей латерализации. По мере восхождения от первичных к третичным зонам возрастает дифференцированность функций левого и правого полушария (в основном — по центральным предпосылкам речи и доминантности одной из рук).

9. Блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности. Взаимодействие функциональных блоков мозга.

3-й блок — программирования, регуляции и контроля за протеканием психической (сознательной) деятельности включает моторные, премоторные и префронтальные отделы коры лобных долей мозга — кпереди от передней центральной извилины (медиобазальные отделы лобных долей входят в первый блок).

Основная цель работы этого блока — формирование планов действий, то есть создание программы психического акта и развертка последовательности исполнения его во времени в реальном поведении. Находясь под постоянным влиянием второго блока, префронтальные (по характеру и сложности обработки информации — ассоциативные) отделы лобных долей одновременно зависимы от речевого и мотивационного компонентов. Подготовка двигательных импульсов завершается их выходом на периферию через двигательную зону коры — преимущественно 4-е поле. Иллюстрацией специфики работы первичных, вторичных и третичных полей указанных блоков является схема галлюцинаций, вызываемых искусственными раздражениями различных участков мозга.

Аппараты третьего функционального блока расположены в пе­редних отделах больших полушарий, спереди от передней централь­ной извилины.

«Выходными воротами» этого блока является двигательная зона коры (4-е поле Бродмана), V слой которой содержит гигантские пи­рамидные клетки Беца, волокна от которых идут к двигательным ядрам спинного мозга, а оттуда к мышцам, составляя часть большого пирамидного пути. Эта зона коры, как мы уже видели, то­пографически построена так, что ее верхние отделы являются ис­точником волокон, идущих к нижним конечностям противополож­ной стороны, средние — к верхним конечностям противоположной стороны, а нижние — волокон, направляющихся к мышцам лица, губ и языка.

Роль основной вторичной зоны обсуждаемого нами блока играют премоторные отделы лобной области. Морфологически они сохраняют тот же тип вертикаль­ной исчерченности, который характерен для всей двигательной коры, но отличаются несрав­ненно большим развитием верхних слоев — слоев малых пирамид. Раздражение этих отделов коры вызывает не сокращения отдель­ных мышц, а целые комплексы движений, имеющих системно организованный характер (повороты глаз, головы и всего тела и хватающие движения руки), что уже само по себе указывает на интегративную роль этих зон коры в организации движений.

Наиболее существенной частью разбираемого функционального блока мозга являются, однако, префронтальные отделы мозга, ко­торые вследствие отсутствия в их составе пирамидных клеток и наличия во II и Ш слоях большого числа мелких клеток (гранул) иногда называют гранулярной лобной корой. Именно эти разделы мозга, относящиеся к третичным зонам коры, играют решающую роль в формировании намерений и программ, в регуляции и конт­роле наиболее сложных форм поведения человека. Префронтальные отделы коры мозга являются третичными образованиями мозговой коры, теснейшим образом связанными почти со всеми основными зонами коры головного мозга. В отличие от третичных зон задних отделов мозга третичные отделы лобных долей фактически надстроены над всеми отделами мозговой коры, выполняя, таким образом, гораздо более универ­сальную функцию общей регуляции поведения, чем та, которую имеет задний ассоциативный центр, или, иначе говоря, третичные поля второго, ранее описанного, блока.

Взаимодействие трех основных функциональных блоков мозга.

Было бы неправильным думать, что каждый из этих блоков может самостоятельно осуществлять ту или иную форму деятель­ности, считая, например, что второй функциональный блок пол­ностью осуществляет функцию восприятия и мышления, а тре­тий — функцию движения и построения действий.

Приняв положение о системном строении сложных психоло­гических процессов, мы должны встать на иную точку зрения. Каждая форма сознательной деятельности всегда является слож­ной функциональной системой и осуществляется, опираясь на совме­стную работу всех трех блоков мозга, каждый из которых вносит свой вклад в осуществление психического процесса в целом.

Факты, которые хорошо установлены современной психологией, делают это положение бесспорным.

Уже давно прошло то время, когда психологи рассматривали психические функции как изолированные «способности», каждая из которых может быть локализована в определенном участке мозга Отвергнута и другая концепция, согласно которой психические процессы представлялись по модели рефлекторной дуги, первая часть которой имела чисто афферентный характер и выполняли функции ощущения и восприятия, в то время как вторая — эффекторная — часть целиком осуществляла движения и действия.

Современные представления о строении психических процессов исходят из модели рефлекторного кольца или сложной само регулирующейся системы, каждое звено которой включаетка) афферентные, так и эфферентные компоненты и которая в целом носит характер сложной и активной психической деятельности (А.Н.Леонтьев, 1959; и др.).

Рассмотрим это на двух примерах: восприятия и движения или действия. Сделаем это лишь в самых общих чертах, поскольку подробный анализ структуры и мозговой организации этих процессов будет представлен в последней части этой книги.

Известно, что ощущение включает в себя двигательные компоненты, и современная психология рассматривает ощущение, и тем более восприятие, как рефлекторный акт, содержащий как афферентные, так и эфферентные звенья; чтобы убедиться в сложном активном характере ощущений, достаточно напомнить, что даже у животных они включают в свой состав процесс отбора биологически значимых признаков, а человека — и активное кодирующее влияние языка.

Еще более отчетливо активный характер процессов выступает в сложном предметном восприятии. Хорошо известно, что пред­метное восприятие носит не только полирецепторпый характер, опираясь на совместную работу целой группы анализаторов, но всегда включает в свой состав активные двигательные компонен­ты. Решающую роль движений глаз в зрительном восприятии от­мечал еще И.М. Сеченов, однако доказано это было лишь в последнее время. В целом ряде психофизиологических ис­следований было показано, что неподвижный глаз практически не может воспринимать изображение, состоящее из многих ком­понентов, и что сложное предметное восприятие предполагает активные, поисковые движения глаз, выделяющие нужные при­знаки, и лишь постепенно, по мере раз­вития принимает свернутый характер.

Все эти факты убеждают нас в том, что восприятие осуществ­ляется при совместном участии всех тех функциональных блоков мозга, из которых первый обеспечивает нужный тонус коры, вто­рой осуществляет анализ и синтез поступающей информации, а третий обеспечивает направленные поисковые движения, создавая тем самым активный характер воспринимающей деятельности.

Как будет показано в следующих главах этой книги, именно такое сложное строение восприятия объясняет, почему его нару­шения могут возникать при поражении различных, далеко распо­ложенных друг от друга, мозговых аппаратов.

Аналогичное можно сказать и о построении произвольного движения и действия.

Участие эфферентных механизмов в построении движения са­моочевидно; однако еще Н.А. Бернштейн показал, что дви­жение не может управляться одними эфферентными импульсами и что для его организованного протекания необходимы постоян­ные афферентные процессы, сигнализирующие о состоянии со­членений и мышц, положении сегментов движущегося аппарата И тех пространственных координатах, в которых движение проте­кает.

Таким образом, произвольное движение, и тем более предметное действие, опирается на совместную работу самых различных отделов мозга, и если аппараты первого блока обеспечивают нуж­ный тонус мышц, без которого никакое координированное дви­жение не было бы возможным, то аппараты второго блока дают возможность осуществить те афферентные синтезы, в системе которых протекает движение, а аппараты третьего блока обеспе­чивают подчинение движения и действия соответствующим на­мерениям, создают программы выполнения двигательных актов и обеспечивают ту регуляцию и контроль протекания движешь благодаря которым сохраняется его организованный, осмысле­ний характер.

10. Психофизиология сенсорных процессов.

Сенсорной системой называют часть нервной системы, воспринимающую внешнюю для мозга информацию, передающую ее в мозг и анализирующую ее. Сенсорная система состоит из воспринимающих элементов – рецепторов, нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг, и тех частей мозга, которые заняты переработкой и анализом этой информации. Таким образом, работа любой сенсорной системы сводится к реакции рецепторов на действие внешней для мозга физической или химической энергии, трансформации ее в нервные сигналы, передаче их в мозг через цепи нейронов и анализу этой информации.

Процесс передачи сенсорных сигналов (их часто называют сенсорными сообщениями) сопровождается их многократными преобразованиями и перекодированием на всех уровнях сенсорной системы и завершается опознанием сенсорного образа [Глезер, 1985]. Сенсорная информация, поступающая в мозг, используется для организации простых и сложных рефлекторных актов, а также для формирования психической деятельности. Поступление в мозг сенсорной информации может сопровождаться осознанием наличия стимула (ощущением раздражителя). Так бывает не всегда: часто стимулы остаются неосознанными (подпороговыми для ощущения; см. гл. 11, 12). Понимание ощущения, способность обозначить его словами, называют восприятием. Пока крайне мало надежных сведений о нейрофизиологических механизмах и алгоритмах высших этапов переработки сенсорной информации, приводящих к возникновению восприятия. 

Зрительная система (зрительный анализатор) представляет собой сово­купность защитных, оптических, рецепторных и нервных структур, воспри­нимающих и анализирующих световые раздражители. Свет, как электромаг­нитное излучение с различными длинами волн - от коротких (красная область спектра) до длинных (синяя область спектра), характеризуется час­тотой и интенсивностью. Воспринимаемая частота (величина обратная дли­не волны) определяет окраску света. Интенсивность или яркость имеет ди­апазон от порога восприятия до болевого порога (160 дБ), т. е. порядка 10¹⁶. Через зрительную систему человек получает более 80% информации о внеш­нем мире за счет пространственной разрешающей способности (острота зрения), временной разрешающей способности (время суммации и крити­ческая частота мельканий), порога чувствительности и адаптации.

11. Психофизиологические основы деятельности зрительного анализатора.

Рецепторный (периферический) отдел зрительного анализатора.

Глаз - сферическое образова­ние, состоящее из склеры, конъюнктивы, роговицы, радужной оболочки. Склера представляет собой соединительную ткань белого цвета, окружаю­щую глазное яблоко. Конъюнктива - прозрачная ткань, снабженная крове­носными сосудами, которая на переднем полюсе глаза соединяется с рого­вицей. Роговица является прозрачным образованием, кривизна поверхности которого определяет особенности преломления света. Роговица и конъюн­ктива покрыты тонкой пленкой слезной жидкости, секретируемой слезными железами, которые расположены в височной части глазницы, над глазным яблоком. Слезы защищают роговицу и конъюнктиву от высыхания. Позади роговицы находится пигментированная радужная оболочка. Между рогови­цей и радужной оболочкой находится передняя камера глаза, наполненная жидкостью — водянистой влагой. В центре радужной оболочки находится зрачок круглой формы, пропускающий внутрь глаза свет после его прохож­дения через роговицу.

Размер зрачка в зависимости от освещенности автоматически регулиру­ется нервными волокнами, заканчивающимися в мускулатуре радужной оболочки. Круговая мышца (сфинктер), суживающая зрачок, иннервируется парасимпатическими волокнами, а мышца, расширяющая зрачок (дилататор), иннервируется симпатическими волокнами. Изменения диаметра зрач­ка меняют интенсивность светового раздражения в 16 – 17 раз. Реакция рас­ширения зрачка до максимального диаметра длится около 5 минут, а мак­симальное уменьшение его диаметра достигается всего за 5 секунд. Следо­вательно, основная функция зрачка - это регуляция интенсивности света, который попадает на центральную часть хрусталика, где фокусировка наибо­лее точная.

Позади радужной оболочки находятся задняя камера глаза и хрусталик. Хрусталик - двояковыпуклая линза» расположен в капсуле, волокна которой соединены с ресничными мышцами и наружным сосудистым слоем сетчат­ки. Хрусталик может становиться более плоским (рассматривание далеких объектов) или более выпуклым (рассматривание близких объектов). Измене­ние кривизны хрусталика называется аккомодацией. Функция аккомодации хрусталика - проекция изображения точно на сетчатку. Внутри глаза, поза­ди хрусталика, находится стекловидное тело. Оно представляет собой колло­идный раствор гиалуроновой кислоты во внеклеточной жидкости.

Если расстояние между хрусталиком и сетчаткой больше, чем фокусное расстояние хрусталика, то возникает близорукость (миопия). Если сетчатка слишком близко к хрусталику и фокусировка хороша только при рассмат­ривании далеко расположенных предметов, возникает дальнозоркость (гиперметропия). Близорукость и дальнозоркость корректируются очками с вогнутыми и выпуклыми линзами, соответственно. Изменение лучепрелом­ления в различных диаметрах роговицы называется астигматизмом (резуль­тат неравномерной кривизны роговицы). Для его исправления более пригодны контактные линзы, которые, плавая в слезной жидкости над роговицей, компенсируют ее отклонения от правильной формы. Итак, оптическая система глаз фокусирует изображение на рецепторной поверхности сетчат­ки. Диоптрический аппарат глаза передает на сетчатку резко уменьшенное изображение предметов.

Сетчатка — это высокоорганизованная слоистая структура, объединяю­щая рецепторы и нейроны. Фоторецепторные клетки (палочки и колбочки) расположены в пигментном слое. Их светочувствительные концы поверну­ты от пучка падающего света и спрятаны в промежутках между клетками пигментного эпителия. Пигментные клетки сетчатки участвуют в метаболиз­ме фоторецепторов и синтезе зрительных пигментов. Нервные волокна, выходящие из сетчатки, лежат на пути света к ее рецепторам. В том месте, где волокна зрительного нерва выходят из сетчатки, нет фоторецепторов -это так называемое слепое пятно. В области слепого пятна всегда имеется «дефект» изображения, проецируемого на сетчатку, который компенсируют высшие зрительные центры. Поэтому слепое пятно не влияет на целост­ность зрительного восприятия.

Палочки отличаются от колбочек структурно и функционально. В палочках содержится зрительный пигмент (пурпур — родопсин), а в каждой колбочке зрительные пигменты — иодопсин, хлоролаб и эритлаб, необходимые для цветового зрения. Палочка в 500 раз более чувствительна к свету, чем кол­бочка, но она не цветочувствительна. Зрительные пигменты расположены в наружном светочувствительном сегменте палочек и колбочек. Во внутрен­нем сегменте находятся ядро и митохондрии, участвующие в энергетических процессах при действии света. В сетчатке находится около 6 млн. колбочек и 120 млн. палочек. Плотность колбочек выше в центре сетчатки и падает к периферии. В центре сетчатки имеется участок максимальной остроты зрения, называемый центральной ямкой, где находятся только колбочки (150 тысяч на 1 мм²). Палочек больше на периферии сетчатки, но острота «периферического» зрения при хорошей освещенности невелика. Колбочки функционируют при ярком свете и реагируют на цвет, палочки возбуждают­ся на действие света и обеспечивают зрительное восприятие при слабой (сумеречной) освещенности.

Первичным процессом зрительной рецепции является фотохимическая реакция. Фотоны поглощаются молекулами зрительных пигментов. Поглоще­ние молекулой пигмента одного фотона (кванта света) запускает в фоторе­цепторе многоступенчатый процесс распада молекул пигмента. При распаде родопсина в палочках, иодопсина, хлоролаба и эритлаба в колбочках образу­ется опсин и витамин А₁ Фотохимические процессы в палочках и колбочках сходны, но каждый пигмент имеет свои спектры поглощения: у родопсина это 500 нм (зелено-голубая часть), иодопсина – 570 нм (желтая часть), хлоролаба – 425 нм, эритлаба – 435 нм. Восстанавливаются пигменты в темноте в результате цепи химических реакций (ресжтез), протекающих с поглощением энергии. Ретиналь ресинтезируется на основе цисизомера витамина А,. Поэтому недостаток витамина А₁ в организме вызывает нару­шение сумеречного зрения. При постоянном освещении фотохимический распад пигментов уравновешивается с их ресинтезом.

На свет фоторецепторы отвечают гиперполяризацией мембраны (зритель­ный рецепторный потенциал). Амплитуда этого потенциала прямо зависит от интенсивности света (освещенности, относительно предыдущего состоя­ния адаптации) и длины его волны.

Палочки и колбочки соединены с биполярными нейронами сетчатки, которые, в свою очередь, имеют с ганглиозными клетками синапсы, выде­ляющие ацетилхолин. Аксоны ганглиозных клеток сетчатки образуют зри­тельный нерв, который идет к различным мозговым структурам. Около 130 млн. фоторецепторов связаны (конвергируют) с 1,3 млн. волокон зритель­ного нерва. В центральной ямке каждая колбочка связана с одной биполярной клеткой, а она, в свою очередь, - с одной ганглиозной. К периферии от центральной ямки множество палочек и колбочек конвергируют на одной биполярной клетке, а множество биполярных — на одной ганглиозной.

Распространение зрительного возбуждения внутри сетчатки ограничива­ется тормозными нейронами — это горизонтальные и амакриновые клетки, которые расположены в слое биполярных нейронов. Горизонтальные клетки обеспечивают латеральное торможение между биполярными нейронами, а амакриновые - между ганглиозными клетками.

Ганглиозные клетки при слабой освещенности дают непрерывную импульсацию. При большой освещенности одни ганглиозные клетки реагируют как детекторы яркости (усиливают активность), а другие - как детекторы темноты (ослабляют активность). Все ганглиозные клетки имеют круглые рецептивные поля. Оптимальным стимулом для ганглиозных клеток служит либо светлое пятно, окруженное темным поясом, либо темное пятно, окру­женное ярким поясом. Многие ганглиозные клетки реагируют только на изменение освещения, но не реагируют на постоянный свет.

Каждая ганглиозная клетка связана со своим рецептивным полем на ограниченном участке сетчатки и не реагирует на свет вне ее рецептивного поля. Причем один тип ганглиозных клеток возбуждается светом, попадаю­щим в центр рецептивного поля, но затормаживается, если свет попадает на его периферию, а другой тип затормаживается светом в центре рецептивного поля и возбуждается при действии света на его края. Одновременно реакция нейронов первого и второго типов лежит в основе появления одновременного контраста за счет подчеркивания края изображения их антагонистическими рецептивными полями.

Величина рецептивных полей растет от области центральной ямки к периферии сетчатки (жцентриситет). Это связано с тем, что в середине сетчатки, в области центральной ямки, одна колбочка через отдельную биполярную клетку соединяется с одной ганглиозной клеткой. На перифе­рии, где, в основном, находятся палочки, отмечаются широкие перекрыва­ющиеся рецептивные поля: множество рецепторов связано с одной гангли­озной клеткой.

Острота зрения – возможность различения двух соседних точек – мак­симальна для узких рецептивных полей центральной ямки. Слабые сигналы с периферии сетчатки также выделяются зрением, благодаря взаимодейст­вию широких перекрывающихся рецептивных полей за счет пространствен­ной суммации раздражителей.

В сетчатке есть клетки, которые наиболее эффективно реагируют на цвета-антагонисты: красный и зеленый, желтый и синий или зеленый и синий. Объясняется это явление тем, что из трех типов колбочек два всегда связаны с одной ганглиозной клеткой, часть колбочек имеет возбудительные синапсы, а часть – тормозные.

Сетчатка, по сложности организации рассматривается как часть мозга, расположенная на периферии. Здесь с фоторецепторами связано несколько слоев нейронов. Горизонтальные и биполярные клетки сетчатки не генери­руют потенциалов действия. Они имеют градуальную гиперполяризацию и деполяризацию. Потенциалы действия генерируют ганглиозные клетки, ак­соны которых образуют зрительный нерв, содержащий около 1 млн. воло­кон ганглиозных клеток сетчатки. Зрительные нервы обоих глаз перекрещи­ваются в области основания черепа, где одна половина волокон зрительно­го нерва переходит на противоположную сторону, а другая - вместе с перекрещенными аксонами второго зрительного нерва образуют зритель­ный тракт.

Нервные волокна зрительного тракта подходят к ядрам четырех структур мозга: верхние бугры четверохолмия и глазодвигательные ядра среднего мозга; латеральные коленчатые тела таламуса; супрахиазмальные ядра гипоталамуса.

В ядра верхних бугров четверохолмия и латерального коленчатого тела поступают ветви аксона одной и той же ганглиозной клетки сетчатки. Обе ветви сохраняют упорядоченную проекцию сетчатки. После переключения в переднем двухолмии сигналы поступают к ядру таламуса – подушке, а после переключения в латеральном коленчатом теле сигналы идут через зритель­ную радиацию и проецируются к клеткам первичной зрительной коры (поле 17 или стриарная кора). Проекция зоны максимальной остроты зрения сет­чатки в 35 раз больше проекции участка такого же размера на периферии сетчатки. Клетки поля 17 (стриарной коры) связаны с вторичными зритель­ными зонами (поля 18 и 19, престриарная кора). От этих зон пути возвра­щаются к подушке таламуса, куда поступает информация от верхних бугров четверохолмия.

Клетки латерального коленчатого тела имеют простые концентрические рецептивные поля. Волокна от обоих глаз распределены топографически пра­вильно и послойно, обеспечивая бинокулярное зрение. Небольшая часть кле­ток латерального коленчатого тела активируется от обоих зрительных нервов.

Нейроны зрительной коры имеют почти прямоугольные зрительные поля и функционально разделены на простые и сложные. Простые нейроны реа­гируют на световое пятно и имеют рецептивное поле, которое состоит из возбудительной и тормозной зоны. Сложные нейроны служат «детекторами» угла, наклона или движения линий в поле зрения. Наконец, кора имеет бинокулярную конвергенцию, так как в одной точке представлены симмет­ричные поля зрения – справа и слева.

Распознаванию зрительных образов способствуют движения глаз. Движе­ния глаз в одном направлении называются содружественными. При переводе взора с ближней точки ясного видения на дальнюю осуществляется дивер­гентные движения. При наклоне головы в сторону наблюдаются небольшие вращательные движения глаз.

При рассматривании предмета глаза двигаются от одной точки фиксации к другой быстрыми скачками – саккадами. Длительность саккад – от 10 до 80 мс, время периодов фиксации – 150 – 300 мс. При слежении за движущи­мися объектами возникают медленные (следящие) движения глаз.

Движения глаз управляются подкорковыми центрами ретикулярной фор­мации, верхних бугров четверохолмия и претектальной области. Все эти центры координируются сигналами из зрительной, теменной и лобной коры, которые программируют движения тела и оценивают его положения в пространстве. Тонкую регуляцию глазодвигательных функций обеспечивает мозжечок, сравнивающий тонический и фазный компоненты движения при ориентации в пространстве.

При слежении за движущимся объектом возникает оптический нистагм, состоящий из чередования саккад и медленных следящих движений. При неподвижном глазном яблоке восприятие изображения исчезает в связи с разложением пигмента и адаптацией фоторецепторов.

Координированные движения глаз обеспечивают объединение информа­ции, идущей от обоих глаз в центры мозга. Особое значение для координа­ции движений играют нейроны переднего двухолмия. Во-первых, нейроны воспринимают сигналы, поступающие от одних и тех же участков полей зрения. Во-вторых, нейроны, на которых конвергирует импульсация от ле­вого и правого глаз, являются пусковым механизмом для глазодвигательных нейронов. В коре имеются колонки, осуществляющие зрительное воспри­ятие и сенсомоторную интеграцию, поэтому на высшем уровне зрительной системы параллельно функционируют две системы анализа. Одна определя­ет место предмета в пространстве, другая описывает его признаки. Конеч­ные результаты параллельных процессов интегрируются и возникает закон­ченный зрительный образ внешнего предметного мира.

Рецепторный (периферический) отдел зрительного анализатора (фоторецепторы) подразделяется на палочковые и колбочковые нейросенсорные клетки, наружные сегменты которых имеют со­ответственно палочковидную («палочки») и колбочковидную («колбочки») формы. У человека насчитывается 6 – 7 млн колбо­чек и 110 – 125 млн палочек.

Место выхода зрительного нерва из сетчатки не содержит фоторецепторов и называется слепым пятном. Латерально от сле­пого пятна в области центральной ямки лежит участок наилуч­шего видения — желтое пятно, содержащее преимущественно кол­бочки. К периферии сетчатки число колбочек уменьшается, а число палочек возрастает, и периферия сетчатки содержит одни лишь палочки.

Различия функций колбочек и палочек лежит в основе фено­мена двойственности зрения. Палочки являются рецепторами, вос­принимающими световые лучи в условиях слабой освещенности, т.е. бесцветное, или ахроматическое, зрение. Колбочки же функ­ционируют в условиях яркой освещенности и характеризуются разной чувствительностью к спектральным свойствам света (цвет­ное или хроматическое зрение). Фоторецепторы обладают очень высокой чувствительностью, что обусловлено особенностью стро­ения рецепторов и физико-химических процессов, лежащих в основе восприятия энергии светового стимула. Полагают, что фо­торецепторы возбуждаются при действии на них 1 – 2 квантов света.

Палочки и колбочки состоят из двух сегментов – наружного и внутреннего, которые соединяются между собой посредством уз­кой реснички. Палочки и колбочки ориентированы в сетчатке радиально, а молекулы светочувствительных белков расположены в наружных сегментах таким образом, что около 90 % их светочув­ствительных групп лежат в плоскости дисков, входящих в состав наружных сегментов. Свет оказывает наибольшее возбуждающее действие в том случае, если направление луча совпадает с длин­ной осью палочки или колбочки, при этом он направлен перпен­дикулярно дискам их наружных сегментов.

Фотохимические процессы в сетчатке глаза. В рецепторных клет­ках сетчатки находятся светочувствительные пигменты (сложные белковые вещества) – хромопротеиды, которые обесцвечивают­ся на свету. В палочках на мембране наружных сегментов содер­жится родопсин, в колбочках – йодопсин и другие пигменты.

Родопсин и йодопсин состоят из ретиналя (альдегида витами­на А₁) и гликопротеида (опсина). Имея сходство в фотохимических процессах, они различаются тем, что максимум поглощения находится в различных областях спектра. Палочки, содержащие родопсин, имеют максимум поглощения в области 500 нм. Среди колбочек различают три типа, которые отличаются максимумами в спектрах поглощения: одни имеют максимум в синей части спект­ра (430 – 470 нм), другие в зеленой (500 – 530), третьи – в крас­ной (620 – 760 нм) части, что обусловлено наличием трех типов зрительных пигментов. Красный кол бочковый пигмент получил название «йодопсин». Ретиналь может находиться в различных про­странственных конфигурациях (изомерных формах), но только одна из них – 11-ЦИС-изомер ретиналя выступает в качестве хромо­форной группы всех известных зрительных пигментов. Источни­ком ретиналя в организме служат каротиноиды.

Фотохимические процессы в сетчатке протекают весьма эко­номно. Даже при действии яркого света расщепляется только не­большая часть имеющегося в палочках родопсина (около 0,006 %).

В темноте происходит ресинтез пигментов, протекающий с по­глощением энергии. Восстановление йодопсина протекает в 530 раз быстрее, чем родопсина. Если в организме снижается содержание витамина А, то процессы ресинтеза родопсина ослабевают, что приводит к нарушению сумеречного зрения, так называемой ку­риной слепоте. При постоянном и равномерном освещении уста­навливается равновесие между скоростью распада и ресинтеза пигментов. Когда количество света, падающего на сетчатку, умень­шается, это динамическое равновесие нарушается и сдвигается в сторону более высоких концентраций пигмента. Этот фотохими­ческий феномен лежит в основе темновой адаптации.

Особое значение в фотохимических процессах имеет пигмент­ный слой сетчатки, который образован эпителием, содержащим фусцин. Этот пигмент поглощает свет, препятствуя отражению и рассеиванию его, что обусловливает четкость зрительного воспри­ятия. Отростки пигментных клеток окружают светочувствитель­ные членики палочек и колбочек, принимая участие в обмене веществ фоторецепторов и в синтезе зрительных пигментов.

Вследствие фотохимических процессов в фоторецепторах глаза при действии света возникает рецепторный потенциал, который представляет собой гиперполяризацию мембраны рецептора. Это отличительная черта зрительных рецепторов, активация других рецепторов выражается в виде деполяризации их мембраны. Амп­литуда зрительного рецепторного потенциала увеличивается при увеличении интенсивности светового стимула. Так, при действии красного цвета, длина волны которого составляет 620 – 760 нм, ре­цепторный потенциал более выражен в фоторецепторах централь­ной части сетчатки, а синего (430 – 470 нм) – в периферической.

Синаптические окончания фоторецепторов конвергируют на биполярные нейроны сетчатки. При этом фоторецепторы централь­ной ямки связаны только с одним биполяром.

Проводниковый отдел. Первый нейрон проводникового отдела зрительного анализатора представлен биполярными клетками сет­чатки.

Считают, что в биполярных клетках возникают потенциалы действия подобно рецепторным и горизонтальным НС. В одних биполярах на включение и выключение света возникает медлен­ная длительная деполяризация, а в других — на включение — ги­перполяризация, на выключение — деполяризация.

Аксоны биполярных клеток в свою очередь конвергируют на ган-глиозные клетки (второй нейрон). В результате на каждую ганглиозную клетку могут конвергировать около 140 палочек и 6 колбочек, при этом чем ближе к желтому пятну, тем меньше фоторецепторов конвергирует на одну клетку. В области желтого пятна конверген­ция почти не осуществляется и количество колбочек почти равно количеству биполярных и ганглиозных клеток. Именно это объяс­няет высокую остроту зрения в центральных отделах сетчатки.

Периферия сетчатки отличается большой чувствительностью к слабому свету. Это обусловлено, по-видимому, тем, что до 600 палочек конвергируют здесь через биполярные клетки на одну и ту же ганглиозную клетку. В результате сигналы от множества па­лочек суммируются и вызывают более интенсивную стимуляцию этих клеток.

Проводниковый отдел, начинающийся в сетчатке (первый ней­рон — биполярный, второй нейрон — ганглиозные клетки), ана­томически представлен далее зрительными нервами и после час­тичного перекреста их волокон — зрительными трактами. В каж­дом зрительном тракте содержатся нервные волокна, идущие от внутренней (носовой) поверхности сетчатки глаза одноименной стороны и от наружной половины сетчатки другого глаза. Волокна зрительного тракта направляются к зрительному бугру (собствен­но таламур), к метаталамусу (наружные коленчатые тела) и к яд­рам подушки. Здесь расположены третий нейрон зрительного ана­лизатора. От них зрительные нервные волокна направляются в кору полушарий большого мозга.

В наружных (или латеральных) коленчатых телах, куда прихо­дят волокна из сетчатки, есть рецептивные поля, которые также имеют округлую форму, но меньше по размеру, чем в сетчатке. Ответы нейронов здесь носят фазический характер, но более вы­ражены, чем в сетчатке. На уровне наружных коленчатых тел про­исходит процесс взаимодействия афферентных сигналов, идущих от сетчатки глаза, с эфферентными из области коркового отдела зрительного анализатора. С участием ретикулярной формации здесь происходит взаимодействие со слуховой и другими сенсорными системами, что обеспечивает процессы избирательного зритель­ного внимания путем выделения наиболее существенных компо­нентов сенсорного сигнала.

Центральный, или корковый отдел зрительного анализатора рас­положен в затылочной доле (поля 17, 18, 19 по Бродману) или VI, V2, V3 (согласно принятой номенклатуре). Считают, что первич­ная проекционная область (поле 17) осуществляет специализиро­ванную, но более сложную, чем в сетчатке и в наружных коленча­тых телах, переработку информации. Рецептивные поля нейронов зрительной коры небольших размеров имеют вытянутые, почти прямоугольные, а не округлые формы. Наряду с этим имеются слож­ные и сверхсложные рецептивные поля детекторного типа. Эта осо­бенность позволяет выделять из цельного изображения лишь от­дельные части линий с различным расположением и ориентацией, при этом проявляется способность избирательно реагировать на эти фрагменты.

В каждом участке коры сконцентрированы нейроны, которые образуют колонку, проходящую по глубине через все слои верти­кально, при этом происходит функциональное объединение ней­ронов, выполняющих сходную функцию. Разные свойства зрительных объектов (цвет, форма, движение) обрабатываются в разных частях зрительной коры большого мозга параллельно.

12. Психофизиологические основы деятельности слухового и вестибулярного анализатора.

Слуховой анализатор.

С помощью слухового анализатора человек ориентируется в звуковых сигналах окружающей среды, формирует соответствую­щие поведенческие реакции, например оборонительные или пищедобывательные. Способность восприятия человеком разговор­ной и вокальной речи, музыкальных произведений делает слухо­вой анализатор необходимым компонентом средств общения, познания, приспособления.

Рецепторный (периферический) отдел слухового анализатора, превращающий энергию звуковых волн в энергию нервного воз­буждения, представлен рецепторными волосковыми клетками кортиева органа (орган Корти), находящимися в улитке.

Слуховые рецепторы (фонорецепторы) относятся к механорецепторам, яв­ляются вторичными и представлены внутренними и наружными волосковыми клетками. У человека приблизительно 3500 внутренних и 20 000 наружных волосковых клеток, которые расположены на основной мембране внутри среднего канала внутреннего уха.

Внутреннее ухо (звуковоспринимающий аппарат), а также сред­нее ухо (звукопередающий аппарат) и наружное ухо (звукоулав­ливающий аппарат) объединяются в понятие орган слуха.

Наружное ухо за счет ушной раковины обеспечивает улавлива­ние звуков, концентрацию их в направлении наружного слухово­го прохода и усиление интенсивности звуков. Кроме того, струк­туры наружного уха выполняют защитную функцию, охраняя ба­рабанную перепонку от механических и температурных воздей­ствий внешней среды.

Среднее ухо (звукопроводящий отдел) представлено барабан­ной полостью, где расположены три слуховые косточки: молото­чек, наковальня и стремечко. От наружного слухового прохода среднее ухо отделено барабанной перепонкой. Рукоятка молоточ­ка вплетена в барабанную перепонку, другой его конец сочленен с наковальней, которая, в свою очередь, сочленена со стремеч­ком. Стремечко прилегает к мембране овального окна. Площадь барабанной перепонки (70 мм²) значительно больше площади овального окна (3,2 мм²), благодаря чему происходит усиление давления звуковых волн на мембрану овального окна примерно в 25 раз. Так как рычажный механизм косточек уменьшает амплиту­ду звуковых волн примерно в 2 раза, то, следовательно, происхо­дит такое же усиление звуковых волн на овальном окне. Таким образом, происходит общее усиление звука средним ухом при­мерно в 60 – 70 раз. Если же учитывать усиливающий эффект на­ружного уха, то эта величина достигает 180 – 200 раз. Среднее ухо имеет специальный защитный механизм, представленный двумя мышцами: мышцей, натягивающей барабанную перепонку, и мышцей, фиксирующей стремечко. Степень сокращения этих мышц зависит от силы звуковых колебаний. При сильных звуковых коле­баниях мышцы ограничивают амплитуду колебаний барабанной перепонки и движение стремечка, предохраняя тем самым рецепторный аппарат во внутреннем ухе от чрезмерного возбуждения и разрушения. При мгновенных сильных раздражениях (удар в коло­кол) этот защитный механизм не успевает срабатывать. Сокраще­ние обеих мышц барабанной полости осуществляется по механиз­му безусловного рефлекса, который замыкается на уровне ство­ловых отделов мозга. В барабанной полости поддерживается давле­ние, равное атмосферному, что очень важно для адекватного вос­приятия звуков. Эту функцию выполняет евстахиева труба, кото­рая соединяет полость среднего уха с глоткой. При глотании труба открывается, вентилируя полость среднего уха и уравнивая давле­ние в нем с атмосферным. Если внешнее давление быстро меняет­ся (быстрый подъем на высоту), а глотания не происходит, то разность давлений между атмосферным воздухом и воздухом в барабанной полости приводит к натяжению барабанной перепон­ки и возникновению неприятных ощущений, снижению восприятия звуков.

Внутреннее ухо представлено улиткой — спирально закручен­ным костным каналом, имеющим 2,5 завитка, который разделен основной мембраной и мембраной Рейснера на три узких части (лестницы). Верхний канал (вестибулярная лестница) начинается от овального окна и соединяется с нижним каналом (барабанной лестницей) через геликотрему (отверстие в верхушке) и заканчи­вается круглым окном. Оба канала представляют собой единое целое и заполнены перилимфой, сходной по составу со спинномозго­вой жидкостью. Между верхним и нижним каналами находится средний (средняя лестница). Он изолирован и заполнен эндолимфой. Внутри среднего канала на основной мембране расположен собственно звуковоспринимающий аппарат — орган Корти (кортиев орган) с рецепторными клетками, представляющий пери­ферический отдел слухового анализатора.

Основная мембрана вблизи овального окна по ширине со­ставляет 0,04 мм, затем по направлению к вершине она посте­пенно расширяется, достигая у геликотремы 0,5 мм. Над кортиевым органом лежит текториалъная (покровная) мембрана со­единительнотканного происхождения, один край которой зак­реплен, второй — свободен. Волоски наружных и внутренних волосковых клеток соприкасаются с текториальной мембраной. При этом изменяется проводимость ионных каналов рецепторных (волосковых) клеток, формируются микрофонный и сум-мационный рецепторные потенциалы. Образуется и выделяется медиатор ацетилхолин в синаптическую щель рецепторно-афферентного синапса. Все это приводит к возбуждению волокна слу­хового нерва, к возникновению в нем потенциала действия. Так происходит трансформация энергии звуковых волн в нервный импульс. Каждое волокно слухового нерва имеет кривую частот­ной настройки, которая называется также частотно-пороговой кривой. Этот показатель характеризует площадь рецептивного поля волокна, которая может быть узкой или широкой. Узкой она бывает при тихих звуках, а при увеличении их интенсивности расширяется.

Проводниковый отдел слухового анализатора представлен пе­риферическим биполярным нейроном, расположенным в спираль­ном ганглии улитки (первый нейрон). Волокна слухового (или кохлеарного) нерва, образованные аксонами нейронов спирального ганглия, заканчиваются на клетках ядер кохлеарного комплекса продолговатого мозга (второй нейрон). Затем после частичного пе­рекреста волокна идут в медиальное коленчатое тело метаталамуса, где опять происходит переключение (третий нейрон), отсюда возбуждение поступает в кору (четвертый нейрон). В медиальных (внутренних) коленчатых телах, а также в нижних буграх четве­рохолмия располагаются центры рефлекторных двигательных ре­акций, возникающих при действии звука.

Центральный, или корковый, отдел слухового анализатора на­ходится в верхней части височной доли большого мозга (верхняя височная извилина, поля 41 и 42 по Бродману). Важное значение для функции слухового анализатора имеют поперечные височные извилины (извилины Гешля).

Вестибулярный анализатор.

Вестибулярный анализатор обеспечивает так называемое акселерационное чувство, т. е, ощущение, возникающее при прямоли­нейном и вращательном ускорении движения тела, а также при изменениях положения головы. Вестибулярному анализатору принадлежит ведущая роль в пространственной ориентации челове­ка, сохранении его позы.

Структурно-функциональная характеристика. Периферический (рецепторный) отдел вестибулярного анализатора представлен во-шоковыми клетками вестибулярного органа, расположенного, как и улитка, в лабиринте пирамиды височной кости. Вестибулярный орган (орган равновесия, орган гравитации) состоит из трех по­лукружных каналов и преддверия.

Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпенди­кулярных плоскостях: верхний — во фронтальной, задний — в сагиттальной и наружный — в горизонтальной. Преддверие состоит из двух мешочков: круглого (саккулюс), расположенного ближе улитке, и овального (утрикулюс), расположенного ближе к полукружным каналам. Полукружные каналы своими устьями от­крываются в преддверие и сообщаются с ним пятью отверстиями (колено двух каналов, а именно верхнего и заднего, соединены вместе). Один конец каждого канала имеет расширение, которое называется ампулой. Все эти структуры состоят из тонких перепо­нок и образуют перепончатый лабиринт, внутри которого находится эндолимфа. Вокруг пере­пончатого лабиринта и между ним и его кост­ным футляром имеется перилимфа, которая пе­реходит в перилимфу органа слуха. В каждом мешочке преддверия имеются небольшие воз­вышения, называемые пятнами, а в ампулах полукружных каналов — гребешками. Они со­стоят из нейроэпителиальных клеток, имею­щих на свободной поверхности волоски (рес­нички), которые разделяются на две группы: тонкие, их много, — стереоцилии и один бо­лее толстый и длинный на периферии пучка — киноцилии.

Волосковые клетки представляют собой ре­цепторы вестибулярного анализатора и явля­ются вторичными. Рецепторные клетки пред­дверия покрыты желеобразной массой, кото­рая состоит в основном из мукополисахаридов, благодаря содержанию значительного ко­личества кристаллов карбоната кальция полу­чила название отолитовой мембраны. В ампулах полукружных каналов желеобразная масса не содержит солей Ткальция и называется листовидной мембраной (купулой). Волоски рецепторных клеток пронизывают эти мембраны. Возбуждение колосковых клеток происходит вследствие скольжения мембраны по волоскам, изгибания волосков (стереоцилии) в сторону киноцилии. При этом возникает рецепторный потенциал волосковых клеток и выделяется медиатор ацетилхолин, который стимулирует синаптические окончания волокон вестибулярно­го нерва. Этот эффект проявляется в усилении постоянной спон­танной активности вестибулярного нерва. Если же смещение сте­реоцилии направлено в противоположную от киноцилии сто­рону, то спонтанная активность вестибулярного нерва снижа­ется.

Для волосковых клеток преддверия адекватными раздражителя­ми являются ускорение или замедление прямолинейного движе­ния тела, а также наклоны головы. Под действием ускорения отолитовая мембрана скользит по волосковым клеткам, а при изме­нении положения головы меняет свое положение по отношению к ним. Это вызывает отклонение ресничек и возникновение воз­буждения в рецепторных волосковых клетках. Порог различения ускорения равен 2 – 20 см/с. Порог различения наклона головы в сторону составляет около 1°, а вперед и назад – около 2°. При сопутствующих раздражениях (вибрация, качка, тряска) проис­ходит снижение чувствительности вестибулярного аппарата. Так, вибрации, имеющие место в самолетах, повышают порог разли­чения наклона головы вперед и назад до 5°, при наклонах в сторо­ны – до 10°.

Для волосковых клеток полукружных каналов адекватным раз­дражителем является ускорение или замедление вращательного движения в какой-либо плоскости. Поскольку полукружные ка­налы заполнены эндолимфой, имеющей такую же плотность, как и купула ампул, линейные ускорения не оказывают влияния на положение ресничек и купулы. При поворотах головы или вра­щении тела, т.е. при появлении углового ускорения, эндолимфа в них в силу своей инерции в первый момент остается непод­вижной или потом движется, но с иной скоростью, нежели по­лукружные каналы. Это вызывает сгибание ресничек рецепторов в купуле и возбуждение их. В зависимости от характера враща­тельного ускорения или замедления происходит неодинаковое раздражение рецепторов различных полукружных каналов. По кар­тине импульсов, приходящих в центральные структуры вестибу­лярного анализатора из полукружных каналов с каждой стороны, мозг получает информацию о характере вращательного движения. Рецепторы полукружных каналов дают возможность различать уг­ловое ускорение.

Проводниковый отдел. К рецепторам подходят периферические волокна биполярных нейронов вестибулярного ганглия, располо­женного во внутреннем слуховом проходе (первый нейрон). Аксо­ны этих нейронов в составе вестибулярного нерва направляются к вестибулярным ядрам продолговатого мозга (второй нейрон). Вес­тибулярные ядра продолговатого мозга (верхнее — ядро Бехтере­ва, медиальное — ядро Швальбе, латеральное — ядро Дейтерса и нижнее — ядро Роллера) получают дополнительную информа­цию по афферентным нейронам от проприорецепторов мышц или от суставных сочленений шейного отдела позвоночника. Эти ядра вестибулярного анализатора тесно связаны с различными отдела­ми центральной нервной системы. Благодаря этому обеспечива­ются контроль и управление эффекторными реакциями сомати­ческого, вегетативного и сенсорного характера. Третий нейрон расположен в ядрах зрительного бугра, откуда возбуждение на­правляется в кору полушарий.

Центральный отдел вестибулярного анализатора локализуется в височной области коры большого мозга, несколько кпереди от слу­ховой проекционной зоны (21 — 22 поля по Бродману, четвертый нейрон).

13. Психофизиологические основы деятельности кожно-кинестетического анализатора. (см. конспект!!!)

14. Психофизиологические основы деятельности вкусового, обонятельного и висцерального анализатора.

Вкусовая система.

Вкусовая сенсорная система (вкусовой анализатор) осуществляет анализ действующих на органы вкуса химических раздражителей. Вкус — это ощу­щение, которое возникает в результате действия какого-либо вещества на рецепторы, расположенные на поверхности языка и в слизистой оболочке ротовой полости. Роль вкусового (химического) анализатора в жизнедеятельности организма изолированно определить трудно, так как адекватный раздражитель для него — пища — является сложным и многокомпо­нентным раздражителем. В связи с этим возникающее чувство вкуса связано с раздражением не только химических, но и механических, температурных и даже болевых рецепторов слизистой оболочки по­лости рта, а также обонятельных рецепторов. Вкусовой анализатор определяет формирование вкусовых ощущений, является рефлексо­генной зоной.

Различают четыре «первичных» вкусовых ощущения: сладкое, кислое, со­леное и горькое. Кончик языка наиболее чувствителен к сладкому, средняя часть — к кислому, корень - к горькому, край - к соленому и кислому. Обычно вкусовые ощущения смешанные, поскольку стимулы отличаются сложным составом и объединяют несколько вкусовых качеств.

Структурно-функциональная характеристика вкусового анали­затора. Периферический отдел. Рецепторы вкуса (вкусовые клет­ки с микроворсинками) — это вторичные рецепторы, они явля­ются элементом вкусовых почек, в состав которых входят также опорные и базальные клетки. Во вкусовых почках обнаружены клет­ки, содержащие серотонин, и клетки, образующие гистамин. Эти и другие вещества играют определенную роль в формировании чувства вкуса. Отдельные вкусовые почки являются полимодаль­ными образованиями, так как могут воспринимать различные виды вкусовых раздражителей. Вкусовые почки в виде отдельных вклю­чений находятся на задней стенке глотки, мягком нёбе, минда­линах, гортани, надгортаннике и входят также в состав вкусовых сосочков языка как органа вкуса.

Установлено, что кончик языка и передняя его треть наи­более чувствительны к сладко­му, где расположены грибо­видные сосочки, боковые по­верхности — к кислому и со­леному (листовидные сосоч­ки), а корень языка — к горь­кому (желобоватые сосочки, или вкусовые сосочки, окруженные валом).

Язык человека покрыт слизистой оболочкой, складки которой образуют выпуклости - вкусовые сосочки (грибовидные, желобовидные, листовидные), содержащие комплексы вкусовых почек или луковиц (у человека около 2000 вкусовых почек). Внутри каждой луковицы расположены чувствительные вкусовые клетки с микроворсинками.

В мембране вкусовых клеток локализованы рецепторные молекулы (вкусо­вой рецептор), с которыми взаимодействуют молекулы вкусового вещества. Это вызывает конформационное преобразование рецепторной молекулы, изменяющее ионную проницаемость клетки и генерации рецепторного по­тенциала. Одно афферентное волокно контактирует с несколькими вкусовы­ми клетками в разных сосочках и образует свое рецептивное поле.

В целом, вкусовые рецепторы имеют разные пороги возбуждения на одно вещество, однако рецепторы одного рецептивного поля имеют одинаковую вкусовую чувствительность.

Афферентные волокна от вкусовых рецепторов вместе с волокнами бо­левых, температурных и тактильных рецепторных клеток языка входят в состав лицевого (VII) и языкоглоточного (IX) нервов. Вкусовые волокна на каждой стороне объединяются в продолговатом мозге в солитарный тракт (одиночный пучок), который заканчивается в ядре солитарного тракта про­долговатого мозга. Здесь расположены нейроны второго порядка, которые реагируют как на химические, так и на механические раздражения. Аксоны нейронов ядра солитарного тракта частично перекрещиваются и в составе медиального лемниска подходят к вентральным ядрам таламуса. Таламические нейроны отвечают также на несколько раздражителей. Далее вкусовой путь идет к коре больших полушарий головного мозга и заканчивается в латеральной части постцентральной извилины. Разрушение корковых проек­ций оказывает слабое влияние на вкусовые ощущения.

Раздражение вкусовых рецепторов рефлекторно при участии продолгова­того мозга вызывает секрецию из серозных слюнных желез, выделение желудочного сока и даже рвотный рефлекс.

Проводниковый отдел. Внутрь вкусовой почки входят нервные волокна, которые образуют рецепторно-афферентные синапсы. Вкусовые почки различных областей по­лости рта получают нервные волокна от разных нервов: вкусовые почки передних двух третей языка. — от барабанной струны, входящей в состав лицевого нерва; почки задней трети языка, а также мягкого и твердого нёба, миндалин — от языкоглоточного нерва; вкусовые почки, распо­ложенные в области глотки, надгортанника и гортани, — от верхнегортанного нерва, являющегося частью блуждающего нерва.

Эти нервные волокна являются периферическими отростками биполярных нейронов, расположенных в соответствующих чув­ствительных ганглиях, представляющих первый нейрон проводникового отдела вкусового анализатора. Центральные отростки этих клеток входят в состав одиночного пучка продолговатого мозга, ядра которого представляют второй нейрон. Отсюда нервные во­локна в составе медиальной петли подходят к зрительному бугру (третий нейрон).

Отростки нейронов таламуса идут в кору больших полушарий (четвертый нейрон). Центральный, или корковый, отдел вкусово­го анализатора локализуется в нижней части соматосенсорной зоны коры в области представительства языка. Большая часть нейронов этой области мультимодальна, т. е. реагирует не только на вкусо­вые, но и на температурные, механические и ноцицептивные (болевые) раз­дражители. Для вкусовой сенсорной системы характерно то, что каждая вкусовая почка имеет не только афферентные, но и эффе­рентные нервные волокна, которые подходят к вкусовым клеткам из ЦНС, благодаря чему обеспечивается включение вкусового анализатора в целостную деятельность организма

Различают такие виды расстройств: 1) агевзия — потеря; 2) гипогевзия — понижение; 3) гипергевзия — повышение; 4) парагевзия — извращение вкусовой чувствительности; 5) дисгевзия — расстройство тонкого анализа вкусовых веществ; 6) вкусовые гал­люцинации, а также вкусовая агнозия, когда человек чувствует, но не узнает вкус этого вещества.

Обонятельная система

Обонятельная система (обонятельный анализатор) осуществляет воспри­ятие и анализ действующих на органы обоняния химических раздражителей (запахов) внешней среды.

С участием обонятельного анализатора осуществляется ориен­тация в окружающем пространстве и происходит процесс позна­ния внешнего мира. Он оказывает влияние на пищевое поведение, принимает участие в апробации пищи на съедобность, в настройке пищеварительного аппарата на обработку пищи (по ме­ханизму условного рефлекса), а также — на оборонительное по­дведение, помогая избежать опасности благодаря способности различать вредные для организма вещества.

Обонятельные органы у человека представлены обонятельным эпителием, который расположен в верхнезадней полости носа и охватывает на каждой стороне участки верхней боковой раковины и носовой перегородки. Обоня­тельный эпителий покрыт слоем обонятельной слизи и состоит из обоня­тельных рецепторов, имеющих микроворсинки (специализированные хеморецепторы), опорных и базальных клеток. В слизистой носа имеются сво­бодные окончания сенсорных волокон тройничного нерва (V), которые так­же реагируют на пахучие вещества. Поэтому в случае полного перерыва обонятельных волокон частично сохраняется восприятие запаха.

Человек различает тысячи пахучих веществ. Эта особенность обоняния основана на восприятии следующих первичных запахов: камфарного, цве­точного, мускусного, мятного, эфирного, едкого и гнилостного.

Периферический отдел обонятельного анализатора — это первично-чувствующие рецепторы, которые яв­ляются окончаниями дендрита так называемой нейросекреторной клетки. Верхняя часть дендрита каждой клетки несет 6 – 12 ресничек, а от основа­ния клетки отходит аксон.

Реснички, или обонятель­ные волоски, погружены в жидкую среду — слой слизи, вырабатываемой боуменовыми железами. Наличие обонятель­ных волосков значительно уве­личивает площадь контакта рецептора с молекулами пахучих веществ. Движение волосков обес­печивает активный процесс захвата молекул пахучего вещества и контакта с ним, что лежит в основе целенаправленного восприятия запахов. Рецепторные клетки обонятельного анализа­тора погружены в обонятельный эпителий, выстилающий по­лость носа, в котором кроме них имеются опорные клетки, вы­полняющие механическую функцию и активно участвующие в метаболизме обонятельного эпителия. Часть опорных клеток, располагающихся вблизи базальной мембраны, носит название базальных.

Проводниковый отдел. Первым нейроном обонятельного ана­лизатора следует считать нейросенсорную или нейрорецепторную клетку. Аксон этой клетки образует синапсы, называемые гломерулами, с главным дендритом митральных клеток обоня­тельной луковицы, которые представляют второй нейрон. Аксо­ны митральных клеток обонятельных луковиц образуют обоня­тельный тракт, который имеет треугольное расширение (обоня­тельный треугольник) и состоит из нескольких пучков. Волокна обонятельного тракта отдельными пучками идут в передние ядра зрительного бугра. Некоторые исследователи считают, что отро­стки второго нейрона идут прямо в кору большого мозга, минуя зрительные бугры.

Эфферентный контроль осуществляется с участием перигломерулярных клеток и клеток зернистого слоя, находящихся в обоня­тельной луковице, которые образуют эфферентные синапсы с первичными и вторичными дендритами митральных клеток. При этом может быть эффект возбуждения или торможе­ния афферентной передачи.

Некоторые эфферентные волокна приходят из контралатеральной луковицы через переднюю комиссуру. Нейроны, отвечающие на обонятельные стимулы, обнаружены в ретикулярной форма­ции, имеется связь с гиппокампом и вегетативными ядрами ги­поталамуса. Связь с лимбической системой объясняет присутствие эмоционального компонента в обонятельном восприятии (гедо­нические компоненты ощущения.

Центральный, или корковый, отдел обонятельного анализато­ра локализуется в передней части грушевидной доли коры в обла­сти извилины морского коня.

Различают следующие нарушения обоняния: 1) аносмия — от­сутствие; 2) гипосмия — понижение; 3) гиперосмия — повыше­ние обонятельной чувствительности; 4) паросмия — неправиль­ное восприятие запахов; 5) нарушение дифференцировки; 6) обо­нятельные галлюцинации, когда возникают обонятельные ощу­щения при отсутствии пахучих веществ и 7) обонятельная агно­зия, когда человек ощущает запах, но его не узнает. С возрастом в связи с преобладанием инволютивных процессов наблюдаются в основном снижение обонятельной чувствительности, а также дру­гие виды функциональных расстройств обоняния.

Внутренние (висцеральные) анализаторы

Внутренние анализаторы осуществляют анализ и синтез ин­формации о состоянии внутренней среды организма и участвуют в регуляции работы внутренних органов. Можно выделить: 1) внут­ренний анализатор давления в кровеносных сосудах и давления (наполнения) во внутренних полых органах (периферическим от­делом этого анализатора являются механорецепторы); 2) анали­затор температуры; 3) анализатор химизма внутренней среды орга­низма; 4) анализатор осмотического давления внутренней среды. Рецепторы этих анализаторов расположены в различных органах, сосудах, слизистых оболочках и ЦНС.

К механорецепторам относятся все рецепторы, для которых адекватными стимулами являются давление, а также растяже­ние, деформация стенок органов (сосуды, сердце, легкие, же­лудочно-кишечный тракт и другие внутренние полые органы). К хеморецепторам относят всю массу рецепторов, реагирующих на различные химические вещества: это рецепторы аортального и каротидного клубочков, рецепторы слизистых оболочек пище­варительного тракта и органов дыхания, рецепторы серозных оболочек, а также хеморецепторы головного мозга. Осморецепторы локализованы в аортальном и каротидном синусах, в дру­гих сосудах артериального русла, в интерстициальной ткани вбли­зи капилляров, в печени и других органах. Часть осморецепторов является механорецепторами, часть — хеморецепторами. Термо­рецепторы локализованы в слизистых оболочках пищеварительного тракта, органов дыхания, мочевого пузыря, серозных обо­лочках, в стенках артерий и вен, в каротидном синусе, а также в ядрах гипоталамуса.

Проводниковый отдел. От интерорецепторов возбуждение в основном проходит в одних стволах с волокнами вегетативной нервной системы. Первые нейроны находятся в соответствующих чувствительных ганглиях, вторые нейроны — в спинном или про­долговатом мозге. Восходящие пути от них достигают заднемеди-альное ядро таламуса (третий нейрон) и затем поднимаются в кору больших полушарий (четвертый нейрон).

Корковый отдел локализуется в зонах Ci и С₂ соматосенсорной области коры и в орбитальной области коры большого мозга.

Восприятие некоторых интероцептивных стимулов может со­провождаться возникновением четких, локализованных ощуще­ний, например при растяжении стенок мочевого пузыря или пря­мой кишки. Но висцеральная импульсация (от интерорецепторов сердца, сосудов, печени, почек и др.) может и не вызывать ясно осознаваемых ощущений. Обусловлено это тем, что такие ощуще­ния возникают в результате раздражения различных рецепторов, входящих в ту или иную систему органов. В любом случае измене­ния внутренних органов оказывают значительное влияние на эмо­циональное состояние и характер поведения человека.

15. Психофизиология восприятия.

Функциональное обеспечение восприятия связано с деятельностью второго блока. Морфологически он представлен задними отделами коры больших полушарий и включает "аппараты" зрительной (затылочной), слуховой (височной), общечувствительной (теменной), а также соматосенсорной (постцентральной) зон коры. Все перечисленные "аппараты" построены по общему принципу: они включают первичные проекционные зоны ("корковые концы анализаторов") иассоциативные вторичные и третичные зоны.           Общей особенностью первичных зон является топическая организация, т.е. каждому участку такой зоны соответствует определенный участок периферической рецепторной поверхности. Проекция сетчатки образует ретинотопическую организацию затылочной зоны, проекция кортиева органа — тонотопическую слуховой зоны, проекция рецепторной поверхности кожи — соматотопическую соматосенсорной зоны. Такой принцип организации обеспечивает своеобразное картирование сетчатки, кортиева органа и кожной поверхности.           Лучше других изучена соматотопическая организация соматосенсорной зоны. Хорошо известен соматосенсорный гомункулус - схематический "человечек", отражающий пространственную представленность разных участков тела в этой зоне коры. Фактически он представляет карту этой зоны, которая была получена во время операций на мозге человека с помощью прямой электрической стимуляции. Такая стимуляция вызывает у человека ощущения, которые распределены по разным участкам тела, но неравномерно — более всего представлены в коре функционально наиболее значимые участки рецепторной поверхности (лицо, язык, рука).           Последнее справедливо для всех проекционных зон, так, например, в затылочной зоне большую часть занимает проекция центрального участка, где преимущественно сосредоточены колбочки, обеспечивающие высокую контрастную чувствительность и цветное зрение.           Таким образом, при восприятии стимула не происходит равномерно возбуждения всей проекционной зоны: активируются, главным образом, те нейроны, к которым поступает информация от возбужденных периферических элементов — рецепторов. Этот первичный этап нередко обозначают как сенсорный анализ.

Человек воспринимает окружающий мир с помощью  специальных сенсорных систем - анализаторов. Каждый  анализатор  имеет название по тому виду сенсорной информации, к восприятию  которой он приспособлен. Восприятие – это процесс и результат формирования субъективного образа предмета или явления,  действующего на анализатор. По локализации воспринимаемой информации анализаторы делятся на экстероцептивные и  интероцептивные.   В  первом случае источники стимуляции находятся вне организма, во втором - информация поступает от внутренних систем и органов. Извне на организм действуют зрительные, слуховые, тактильные, вкусовые, обонятельные стимулы, а также сила тяготения.

Все виды восприятия несут информацию о времени,  т.е.  о  том моменте, когда появился стимул и о том, как долго он действовал.  Другими словами восприятие - это процесс, началом которого служит  момент действия стимула на рецептор. Завершением восприятия является образ стимула - объекта и его опознание (идентификация).  Продолжительность одного акта восприятия может быть очень короткой,  почти мгновенной, особенно, когда объект восприятия  хорошо  известен.  В таком случае говорят об одномоментном (симультанном)  восприятии.  Если человек сталкивается с  неизвестным  стимулом,  длительность восприятия может значительно увеличиваться. Время уходит  на  то, чтобы провести детальный сенсорный анализ, выдвинуть и  проверить несколько гипотез по поводу действующего стимула,  и  лишь  после этого принять решение о том, что же представляет собой  воспринимаемый стимул. В этом случае говорят о последовательной  обработке информации и сукцессивном восприятии.

19. Третичные зоны мозговой коры.

В коре имеются третичные зоны, которые располагаются в лобной и теменно-височно-затылочной областях головного мозга. Благодаря данным зонам происходит осмысление выполняемых действий за счет процессов планирования и контроля.

В пределах каждой доли коры больших полушарий рядом с проекционными зонами расположены поля, которые не связаны с выполнением какой-либо специфической сенсорной или моторной функции. Такие поля составляют ассоциативную кору, для нейронов которой свойственно отвечать на раздражение различных модаль­ностей и таким образом участвовать в интеграции сенсорной ин­формации и в обеспечении связей между чувствительными и дви­гательными зонами коры. Эти механизмы являются физиологической основой высших психических функций.

В состав ассоциативный коры входит ряд областей теменной, височной и лобной долей. К сожалению, границы этих областей и кортико-кортикальные связи между ними идентифицированы не полностью, а большинство физиологических данных базируется на симптомах поражения ассоциативных областей у животных и на данных клинических наблюдений.

Вместе с тем в настоящее время установлено, что теменные ассоциативные поля, которые в процессе эволюции надстраиваются над зрительной проекционной зоной, участвуют в оценке биологи­чески значимой информации и в восприятии пространственных от­ношений окружающего мира.

Лобные доли (поля 9 – 14), имеющие обширные двусторонние связи с лимбической системой мозга, контролируют оценку моти­вации поведения и программирование сложных поведенческих актов. Установлено участие лобных долей в управлении движениями. Так, например, поражение лобных долей вызывает у больных тенденцию к повторению двигательных актов без видимого соответствия с внеш­ними обстоятельствами.

Эксперименты на обезьянах показали, что повреждение лобных долей нарушает запоминание локализации предметов, причем этот процесс связан с дофаминэргическими структурами, которыми бо­гаты лобные доли.

Очевидно, лобные доли наряду с теменными участвуют в интег­рации сведений о пространстве и времени.

Основные центры коры головного мозга В лобной доле коры головного мозга (в передней центральной извилине и в парацентральной дольке) расположен двигательный центр. В пятом слое коры находятся гигантские клетки Беца, от которых начинается пирамидный путь. В средних слоях коры располагаются нейроны, ответственные за раздражения от мышц, сухожилий, костей и суставов. В средней лобной извилине находится центр поворота глаз и головы в противоположную сторону. В заднем отделе средней лобной извилины находится центр письменной речи. Центр координации движений при прямохождении, сохранения равновесия в положении стоя и сидя находится в верхней лобной извилине, ее задних отделах. В извилине Брока (задней части нижней лобной извилины) находится моторный центр речи. Кпереди от него располагается музыкальный моторный центр, благодаря которому обеспечивается тональность речи, способность к пению.

В задней центральной извилине теменной доли коры головного мозга располагается проекционное поле болевой, температурной и тактильной чувствительности противоположной половины тела. Центр стерогноза расположен в этой же извилине, но кзади от ее средних отделов. Центр распознавания схемы собственного тела, отдельных его частей располагается кзади от верхних отделов той же извилины. В надкраевой извилине и нижней теменной дольке локализуется центр праксиса. Центр, который получает и анализирует импульсы от интерорецепторов внутренних органов, расположен в нижних отделах передней и задней центральных извилин.