Строение коры головного мозга, роль в организации движений. Электроэнцефалография

Министерство общего и профессионального образования

Ульяновский государственный  университет

Факультет физической культуры и реабилитации

Кафедра адаптивной физической культуры

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Строение коры головного  мозга, роль в организации движений. Электроэнцефалография.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        Выполнил:

                                                                                  студентка группы АФЗ-21

                                                                                                          Родригес Л.В.

                                                      Проверил:

                                                                   д.б.н., профессор                                                                                                                                                  

                                                                                                            Балыкин М.В.                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

Ульяновск 2011

 

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………...3

 

Строение коры головного  мозга………………………………………….……4

 

Влияние головного мозга  на двигательную активность……………………..9

 

Электроэнцефалография…………………………………………………….....12

 

Заключение…………………………………………………………………...…17

 

Список литературы……………………………………………………………..18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Человеческий мозг - самая  сложная, непознанная, и творчески  одаренная система познания мира. Исследованиями деятельности этой не познанной до конца (да и есть ли на это надежда?) системы занимаются ученые: биологи, нейрофизиологи, психологи.

Новая методика, связанная  с использованием функциональной МРТ (магнитно-резонансная томограмма), способна определять то, о чём человек думает.

Это возможно через определение  активности различных зон мозга  во время демонстрации исследуемому человеку различных образов и  звуков конкретных вещей.

Человечество стоит  на пороге новых открытий, связанных  с исследованиями работы головного мозга. Данные этих исследований могут поставить нас на новый виток эволюции нашей биоорганической материи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строение коры головного мозга

 

 

     Высшим отделом ЦНС является кора большого мозга (кора больших полушарий). Она обеспечивает совершенную организацию поведения животных на основе врожденных и приобретенных в онтогенезе функций.

                                         Рис. 1

 

Кора большого мозга имеет следующие морфофункциональные особенности:

 

—    многослойность расположения нейронов;

—    модульный  принцип организации;

—    соматотопическая локализация рецептирующих систем;

—    экранность, т. е. распределение внешней рецепции на плоскости нейронального поля коркового конца анализатора;

—    зависимость  уровня  активности  от  влияния  подкорковых структур и ретикулярной формации;

—    наличие  представительства  всех функций  нижележащих структур ЦНС;

—    цитоархитектоническое  распределение на поля;

—    наличие в  специфических проекционных сенсорных  и моторной  системах  вторичных  и третичных  полей  с ассоциативными функциями;

—    наличие специализированных ассоциативных областей;

—   динамическая локализация  функций, выражающаяся в возможности компенсаций функций утраченных структур;

—    перекрытие в коре большого мозга зон соседних периферических рецептивных полей;

—    возможность  длительного сохранения следов раздражения;

—    реципрокная  функциональная взаимосвязь возбудительных и тормозных состояний;

—    способность  к иррадиации возбуждения и торможения;

—   наличие специфической  электрической активности.

 

    Кора большого мозга делится на древнюю (archicortex), старую (paleocortex) и новую (neocortex). Древняя кора наряду с другими функциями имеет отношение к обонянию и обеспечению взаимодействия систем мозга. Старая кора включает поясную извилину, гиппокамп. У новой коры наибольшее развитие величины, дифференциации функций отмечается у человека. Толщина новой коры колеблется от 1,5 до 4,5 мм и максимальна в передней центральной извилине.

     Особенности структурно-функциональной организации коры большого мозга обусловлены тем, что в эволюции происходила кортикализация функций, т. е. передача коре большого мозга функций нижележащих структур мозга. Однако эта передача не означает, что кора берет на себя выполнение функций других структур. Ее роль сводится к коррекции возможных нарушений функций взаимодействующих с ней систем, более совершенного, с учетом индивидуального опыта, анализа сигналов и организации оптимальной реакции на эти сигналы, формирование в своих и в других заинтересованных структурах мозга памятных следов о сигнале, его характеристиках, значении и характере реакции на него. В дальнейшем, по мере автоматизации реакция начинает выполняться подкорковыми структурами.

    Общая площадь коры большого мозга человека около 2200 см², число нейронов коры превышает 10 млрд. В составе коры имеются пирамидные, звездчатые, веретенообразные нейроны.

    Пирамидные нейроны имеют разную величину, их дендриты несут большое количество шипиков; аксон пирамидного нейрона, как правило, идет через белое вещество в другие зоны коры или в структуры ЦНС.

    Звездчатые клетки имеют короткие хорошо ветвящиеся дендриты и короткий аскон, обеспечивающий связи нейронов в пределах самой коры большого мозга.

    Веретенообразные нейроны обеспечивают вертикальные или горизонтальные взаимосвязи нейронов разных слоев коры.

  Кора большого мозга имеет преимущественно шестислойное строение:

 

Слой I — верхний молекулярный, представлен в основном ветвлениями восходящих дендритов пирамидных нейронов, среди которых расположены редкие горизонтальные клетки и клетки-зерна, сюда же приходят волокна неспецифических ядер таламуса, регулирующие через дендриты этого слоя уровень возбудимости коры большого мозга.

 

Слой II — наружный зернистый, состоит из звездчатых клеток, определяющих длительность циркулирования возбуждения в коре большого мозга, т. е. имеющих отношение к памяти.

 

Слой III — наружный пирамидный, формируется из пирамидных клеток малой величины и вместе со II слоем обеспечивают корко-корковые связи различных извилин мозга.

 

Слой IV — внутренний зернистый, содержит преимущественно звездчатые клетки. Здесь заканчиваются специфические таламокортикальные пути, т. е. пути, начинающиеся от рецепторов анализаторов.

 

Слой V — внутренний пирамидный, слой крупных пирамид, которые являются выходными нейронами, аксоны их идут в ствол мозга и спинной мозг.

 

Слой VI — слой полиморфных клеток, большинство нейронов этого слоя образуют кортико-таламические пути.

 

     Непосредственно под корой находится белое вещество, состоящее из нервных волокон, которые передают возбуждение в кору и из нее, а также от одних участков коры другим.

     Функциональной единицей коры является вертикальная колонка взаимосвязанных нейронов. Вытянутые по вертикали крупные пирамидные клетки с расположенными над ними и под ними нейронами образуют функциональные объединения нейронов. Все нейроны вертикальной колонки отвечают на одно и то же афферентное раздражение (от одного и того же рецептора) одинаковой реакцией и совместно формируют эфферентные ответы пирамидных нейронов.

Первичные, вторичные и третичные поля коры

  Особенности строения и функционального значения отдельных участков коры позволяют выделить отдельные корковые поля.

    Различают три основные группы полей в коре: первичные, вторичные и третичные поля.

Первичные поля связаны с органами чувств и органами движения на периферии, они раньше других созревают в онтогенезе, имеют наиболее крупные клетки.

Рядом расположены вторичные поля, или периферические зоны анализаторов, которые связаны с отдельными органами только через первичные поля. Они служат для обобщения и дальнейшей обработки поступающей информации.

Наиболее далеки от непосредственных связей с периферией третичные поля, или зоны перекрытия анализаторов. Эти поля есть только у человека. Они занимают почти половину территории коры и имеют обширные связи с другими отделами коры и с неспецифическими системами мозга.

Развитие третичных полей у человека связывают с функцией речи. Мышление (внутренняя речь) возможно только при совместной деятельности анализаторов, объединение информации от которых происходит в третичных полях.

Функции коры больших полушарий

 

     Кора больших полушарий выполняет наиболее сложные функции организации приспособительного поведения организма во внешней среде. Это, прежде всего функция высшего анализа и синтеза всех афферентных раздражении.

 

    Афферентные сигналы поступают в кору по разным каналам, в разные ядерные зоны анализаторов (первичные поля), а затем синтезируются во вторичных и третичных полях, благодаря деятельности которых создается целостное восприятие внешнего мира. Этот синтез лежит в основе сложных психических процессов восприятия, представления, мышления. Кора больших полушарий представляет собою орган, тесно связанный с возникновением у человека сознания и регуляцией его общественного поведения. Важной стороной деятельности коры больших полушарий является замыкательная функция — образование новых рефлексов и их систем (условные рефлексы, динамические стереотипы—см. главу XV).

 

    Благодаря необычайно большой продолжительности сохранения в коре следов прежних раздражении (памяти) в ней накапливается огромный объем информации. Это имеет большое значение для сохранения индивидуального опыта, который используется по мере необходимости.

 

 

 

 

 

 

Влияние головного мозга  на двигательную активность.

 

     Двигательная деятельность включает в себя процессы осуществления двигательных актов и процессы поддержания позы.

Рассматривая различные двигательные акты человека, можно выделить элементарные двигательные рефлексы, более сложные ритмические рефлексы и, наконец, особенно сложные формы двигательной деятельности, обеспечивающие поведение человека.

      Ведущую роль в регуляции произвольных движений играет кора больших полушарий, особенно ее высшие отделы—зоны перекрытия анализаторов, или третичные поля. В коре больших полушарий происходит выработка цели и задачи движений, соответственно этому строится и программа конкретных действий, которые нужны человеку для осуществления цели. В сложные поведенческие акты включаются не только моторные компоненты, но и необходимые вегетативные компоненты. Еще до начала движения, кора больших полушарий повышает активность тех вставочных и моторных нейронов спинного мозга, которым предстоит участвовать в движении. В предстартовый период перед началом циклических движений в электрической активности коры происходит настройка на темп предстоящих  движений. В тот момент,  когда производится движение, кора тормозит деятельность всех посторонних афферентных  путей и оказывается особенно восприимчивой к сигналам от рецепторов мышц, сухожилий и суставных сумок.

    Моторная зона коры посылает импульсы к отдельным мышцам, преимущественно к дистальным мышцам конечностей. Объединение отдельных элементов движения в целостный акт осуществляют вторичные поля премоторной области. Они определяют последовательность двигательных актов, формируют ритмические серии движении, регулируют тонус мышц. Задняя центральная извилина коры — общечувствительная область обеспечивает субъективное ощущение движения. Здесь имеются нейроны, сигнализирующие только о возникновении движений в суставе, и нейроны, постоянно информирующие мозг о положении конечности (нейроны движения и нейроны положения).

    К пространственной организации движений прямое отношение имеют задние третичные поля — нижнетеменные и теменно-затылочно-височные области коры. С их участием производится оценка удаленности и расположения предметов, оценка расположения отдельных частей собственного тела в пространстве и др.

    При поражении этих областей у человека теряется представление о «схеме тела» (о том, где находится нос, глаз, ухо, предплечье, спина, как опустить, например, «руки по швам»). Нарушается также представление о «схеме пространства». Трудности возникают при выполнении самых простых актов: человек видит стул и узнает его, но садится мимо чего; он не понимает, откуда идет звук, что означает «влево», «вправо» «вперед», «назад», не может правильно есть (например, ложка с супом попадает мимо рта) и т. д.

 

    Области коры, относящиеся к лимбической системе (нижние и внутренние части коры), обеспечивают эмоциональную окраску движений и управляют вегетативными реакциями организма при работе.

 

  В высшей регуляции произвольных движений важнейшая роль принадлежит лобным долям. В третичных полях лобной коры происходит сознательное программирование произвольных движений определение цели поведения, двигательных задач и необходимых для их выполнения двигательных актов, а также сопоставление намеченной программы с результатами ее реализации. При регуляции лобными долями движений используется вторая сигнальная система. Движения программируются в ответ на поступающие извне словесные сигналы (словесные указания тренера, спортивные команды я пр.), а также благодаря участию внешней и внутренней речи (мышления) самого человека.

 

       При поражениях лобных долей человек утрачивает способность ставить перед собой задачи, находить пути их решения, сличать выполнение действия с замыслом. При этом сохраняется способность осуществлять любой моторный акт, непосредственно повторяя или копируя его при движениях других людей. Однако сознательно использовать эти движения для достижения какой-либо определенной цели уже невозможно. Появляется стереотипность движений: происходит автоматическое и монотонное повторение одних и тех же однородных двигательных актов, не осознается ошибочность действий, сильно затрудняются реакции выбора.

                                                     Рис. 2

 

     Таким образом, произвольные движения человека — результат объединенной деятельности самых различных отделов центральной нервной системы. В регуляции таких действий участвует многоэтажная и многозвенная функциональная система, состоящая из многих сотен, тысяч и миллионов нейронов. Работа этой системы сводится к определению оптимальных способов решения двигательных задач: удачного момента для начала движения, наиболее подходящей его структуры (сочетание мышц, степень и скорость их напряжения, порядок включения и т. п.), оптимального уровня функционирования вегетативных систем, постоянной и возможно более эффективной коррекции движений по ходу его выполнения.

 

Электроэнцефалография.

 

     Начало изучению электрических процессов мозга было положено Д. Реймоном  в 1849 году, который показал, что мозг, также как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами.

 

     24 августа  1875 года английский врач Ричард  Кэтон  сделал доклад на  заседании Британской медицинской  ассоциации. В этом докладе он  представил научному сообществу  свои данные по регистрации  от мозга кроликов и обезьян  слабых токов. В том же году независимо от Кэтона русский физиолог В. Я. Данилевский в докторской диссертации изложил данные полученные при изучении электрической активности мозга у собак. В своей работе он отметил наличие спонтанных потенциалов, а также изменения, вызываемые различными стимулами.

 

      В 1882 году И. М. Сеченов опубликовал  работу «Гальванические явления  на продолговатом мозгу лягушки», в которой впервые был установлен  факт наличия ритмической электрической  активности мозга. В 1884 году  Н. Е. Введенский для изучения работы нервных центров применил телефонический метод регистрации, прослушивая в телефон активность продолговатого мозга лягушки и коры больших полушарий кролика. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанную ритмическую активность можно обнаружить и в коре больших полушарий млекопитающих.

      Первая  запись ЭЭГ человека получена  австрийским психиатром Гансом  Бергером в 1928 году. Он же предложил  запись биотоков мозга называть  «электроэнцефалограмма». Работы  Бергера, а также сам метод энцефалографии получили широкое признание лишь после того как в мае 1934 года Эдриан и Мэттьюс впервые убедительно продемонстрировали «ритм Бергера».

 

    Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод исследования деятельности головного мозга человека; основан на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга. ЭЭГ применяется в современной нейрофизиологии, а также в неврологии и психиатрии.

    Электрическая активность мозга мала и выражается в миллионных долях вольта; её можно зарегистрировать лишь при помощи специальных высокочувствительных приборов и усилителей, которые называются электроэнцефалографами.

    Регистрация ЭЭГ производится специальными электродами (наиболее распространены мостиковые, чашечковые и игольчатые). В настоящее время чаще всего используется расположение электродов по международным системам «10—20 %» или «10—10 %». Каждый электрод подключен к усилителю. Для записи ЭЭГ может использоваться бумажная лента, или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере. Наиболее распространена запись с частотой дискретизации 250 Гц.

   ЭЭГ здорового взрослого человека, находящегося в состоянии относительного покоя, обнаруживает два основных типа ритмов: α-ритм, характеризующийся частотой колебаний в 8-13 Гц, и β-ритм, проявляющийся частотой в 14-30 Гц.

  Для проведения ЭЭГ на голове прикрепляются с помощью специального шлема маленькие электроды, которые соединяются проводами с электроэнцефалографом. Аппарат усиливает потенциалы, полученные с датчиков, в сотни тысяч раз и записывает их на бумагу или в память компьютера.

 

    По современным стандартам, ЭЭГ-исследование может быть рекомендовано как скрининговое исследование при подозрении на новообразование. За счет безвредности, относительной доступности и быстроты проведения при неуверенности врача в диагнозе ЭЭГ может подсказать ему – стоит ли направлять пациента на дополнительное (чаще - томографическое) исследование или нет.

  Электроэнцефалографические обследования позволяют раскрыть, как человеческий мозг использует свои функциональные резервы.

 

 

                                     ЭЭГ в диагностике эпилепсии

 

Наиболее информативной  является регистрация ЭЭГ больных  с эпилептическими припадками. ЭЭГ  является первым и часто единственным неврологическим амбулатораторным исследованием, которое проводится при эпилептических приступах. В первую очередь ЭЭГ помогает отличить эпилептические приступ от неэпилептических и классифицировать их.

   С помощью ЭЭГ можно:

-установить участки мозга, участвующие в провоцировании приступов;

-следить за динамикой действия лекарственных препаратов;

-решить вопрос о прекращении лекарственной терапии;

-идентифицировать степень нарушения работы мозга в межприступные периоды.

    У нескольких процентов практически здоровых взрослых людей встречаются нарушения биоэлектрической активности мозга в виде различных "эпифеноменов", условно-эпилептиформной активности.

    Результаты ЭЭГ зависят от возраста больного, лекарств, которые он принимает, времени последнего приступа, наличия тремора (дрожания) головы и конечностей, нарушений зрения, дефектов черепа. Все перечисленные факторы могут влиять на правильное толкование и использование данных ЭЭГ.

   Диагноз эпилепсия не может быть поставлен при отсутствии клинических проявлений болезни и, наоборот, нельзя исключить этот диагноз при нормальной ЭЭГ, если имеются эпилептические приступы. ЭЭГ только помогает врачу уточнить диагноз и определить форму приступов.

 

 

ЭЭГ в диагностике  новообразований

 

     Если опухоль располагается близко к поверхности мозга и воздействует преимущественно на кору и подкорковые структуры, на ЭЭГ возникают изменения на стороне поражения. Отмечаются локальные патологические изменения в зоне проекции опухоли - угнетение альфа-ритма, увеличение амплитуды дельта-волн.

    Внутримозговые опухоли вызывают значительные общие изменения ЭЭГ, маскирующие очаговые нарушения биопотенциалов. Для более четкого выявления очаговой патологии показано проведение исследований ЭЭГ после дегидратационной и гормональной терапии, приводящей к уменьшению диффузных медленных волн.

   При опухолях височной локализации ЭЭГ диагностика с указанием очага патологической электрической активности в височной области наиболее точна (до 90%). Как правило, при этом наблюдается очаговая бета-активность.

 

ЭЭГ при сосудистых заболеваниях и после травм

 

    Для раннего периода после сотрясения головного мозга характерно наличие ирритативных изменений, сходных с нарушениями при сосудистых заболеваниях.

   В отдаленном периоде ЧМТ особенностью ЭЭГ является наличие синхронности ритмов в различных отведениях, часто – низкоамплитудный характер ЭЭГ. Характерно снижение или инверсия лобно-затылочного градиента альфа-активности.

 

    С помощью ЭЭГ можно:

-следить за динамикой действия лекарственных препаратов;

-оценить степень нарушения работы мозга;

-исследовать функциональное состояние мозга у людей, у которых структурные методы исследования (например, метод магнитно-резонансной томографии) показывают, что структура мозга без патологии, но дисфункция мозга очевидна клинически (например, при метаболической энцефалопатии).

 

При данных состояниях наибольшая ценность ЭЭГ не в подтверждении  диагноза – саму травму при обследовании «не видно». При повторных исследованиях ЭЭГ помогает оценить скорость и полноту исчезновения признаков нарушения работы мозга. От этого зависит дальнейшее лечение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Таким образом, можно  сказать, что кора головного мозга, развившаяся на поздних этапах эволюции животного мира, играет исключительно важную роль в осуществлении психической, или высшей нервной деятельности, хотя эта деятельность является результатом работы мозга как единого целого.

Наибольшего развития новая кора достигла у млекопитающих, а среди них у приматов (обезьяны и человек), хоботных (слоны) и китообразных (дельфины, киты). В связи с неравномерностью роста отдельных структур новой коры её поверхность становилась складчатой, покрываясь бороздами и извилинами.

Совершенствование коры конечного мозга у млекопитающих неразрывно связано с эволюцией всех отделов центральной нервной системы. Этот процесс сопровождался интенсивным ростом прямых и обратных связей, соединяющих корковые и подкорковые структуры.

На более высоких этапах эволюции функции подкорковых образований стали контролироваться корковыми структурами. Данное явление получило название кортиколизации функций.

В результате кортиколизации ствол мозга образует с корковыми  структурами единый комплекс, а повреждение  коры на высших этапах эволюции приводит к нарушению жизненно важных функций организма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.Анатомия человека: учеб. для студ. инст. физ. культ. /Под ред. Козлова В.И.   - М., «Физкультура и спорт», 1978

2.Сапин М.Р., Никитюк Д.К. Карманный атлас анатомии человека. М.,   Элиста: АПП «Джангар», 1999

3.Шмидт Р., Тевс Г. (Ред.). Физиология человека. М., Мир, 1996, т.2, 641с.   4.Блум, Флойд и др. Мозг, разум, поведение. М., Мир, 1988, 246 с.

5.http://mozg.by

6. http://ru.wikipedia.org