Podwzgórze jako struktura ośrodkowego układu nerwowego wytwarza. Podwzgórze – co to jest? Budowa i funkcje podwzgórza

Odpowiada za mechanizmy czuwania i snu, zmiany temperatury ciała i procesy metaboliczne w organizmie. Od tego zależy funkcjonowanie wszystkich narządów i tkanek organizmu. Reakcje emocjonalne człowieka również podlegają kontroli podwzgórza. Ponadto podwzgórze kontroluje pracę gruczołów dokrewnych, uczestniczy w procesie trawienia, a także w prokreacji. Podwzgórze znajduje się w mózgu pod wzgórzem wzrokowym - wzgórzem. Dlatego podwzgórze w tłumaczeniu z łaciny oznacza „ podwzgórze».

  • Podwzgórze ma wielkość paliczka kciuka.
  • Naukowcy odkryli ośrodki „nieba” i „piekła” w podwzgórzu. Te obszary mózgu odpowiadają za przyjemne i nieprzyjemne doznania w ciele.
  • Podział ludzi na „skowronki” i „nocne marki” również należy do kompetencji podwzgórza.
  • Naukowcy nazywają podwzgórze „wewnętrznym słońcem organizmu” i wierzą, że dalsze badanie jego możliwości może doprowadzić do wydłużenia życia człowieka, do zwycięstwa nad wieloma chorobami endokrynologicznymi, a także do dalszej eksploracji kosmosu, dzięki kontrolowanemu letargiczny sen, w który mogą zanurzyć się astronauci, pokonujący odległości dziesiątek i setek lat świetlnych.

Zdrowa żywność dla podwzgórza

  • Rodzynki, suszone morele, miód – zawierają glukozę niezbędną do pełnego funkcjonowania podwzgórza.
  • Warzywa zielone i liściaste. Cudowny i potasowy. Są doskonałymi przeciwutleniaczami. Chroń podwzgórze przed ryzykiem krwotoku i udaru mózgu.
  • Mleko i produkty mleczne. Zawierają witaminy z grupy B, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, a także wapń i inne składniki odżywcze.
  • Jajka . Zmniejszają ryzyko udaru mózgu ze względu na zawartość substancji korzystnych dla mózgu.
  • Kawa, gorzka czekolada. W małych ilościach tonizują podwzgórze.
  • Banany, pomidory, pomarańcze. Podnoszą na duchu. Ułatwiają pracę nie tylko podwzgórza, ale wszystkich struktur mózgu. Przydatny dla układu nerwowego, którego aktywność jest ściśle związana z pracą podwzgórza.
  • Orzechy włoskie . Stymuluje pracę podwzgórza. Spowolnij proces starzenia się mózgu. Bogaty w zdrowe tłuszcze, witaminy i mikroelementy.
  • Marchewka . Spowalnia proces starzenia się organizmu, stymuluje powstawanie młodych komórek, uczestniczy w przewodzeniu impulsów nerwowych.
  • Jarmuż morski. Zawiera substancje niezbędne do zaopatrzenia podwzgórza w tlen. Duża ilość jodu zawarta w wodorostach pomaga zwalczać bezsenność i drażliwość, zmęczenie i stres.
  • Tłuste ryby i oleje roślinne. Zawierają wielonienasycone kwasy tłuszczowe, które są ważnymi składnikami odżywiania podwzgórza. Zapobiegają odkładaniu się cholesterolu i stymulują produkcję hormonów.

Do pełnego funkcjonowania podwzgórza potrzebujesz:

  • Gimnastyka lecznicza i codzienne spacery na świeżym powietrzu (szczególnie wieczorem, przed snem).
  • Regularne i pożywne posiłki. Preferowana jest dieta mleczno-warzywna. Lekarze zalecają unikanie przejadania się.
  • Przestrzeganie codziennych zajęć pomaga podwzgórzowi wejść w normalny rytm pracy.
  • Wyeliminuj napoje alkoholowe i pozbądź się szkodliwej ochoty na palenie, która szkodzi funkcjonowaniu układu nerwowego, z którego działaniem ściśle związana jest podwzgórze.
  • Unikaj oglądania telewizji i pracy na komputerze przed snem. W przeciwnym razie, z powodu naruszenia reżimu świetlnego dnia, mogą wystąpić zakłócenia w funkcjonowaniu podwzgórza i całego układu nerwowego.
  • Aby zapobiec nadmiernemu pobudzeniu podwzgórza, w jasny, słoneczny dzień zaleca się noszenie okularów przeciwsłonecznych.

Tradycyjne metody przywracania funkcji podwzgórza

Przyczynami dysfunkcji podwzgórza są:

  1. 1 Choroby zakaźne, zatrucie organizmu.
  2. 2 Zaburzenia w funkcjonowaniu układu nerwowego.
  3. 3 Słaba odporność.

W pierwszym przypadku Można stosować zioła przeciwzapalne (rumianek, nagietek, dziurawiec zwyczajny) – po zaleceniu lekarza. Do zatrucia przydatne są produkty zawierające jod - aronia, wodorosty, feijoa, orzechy włoskie.

W drugim przypadku Gdy funkcjonowanie układu nerwowego zostaje zakłócone, stosuje się toniki (cykoria, kawa) lub odwrotnie, środki uspokajające - nalewkę z waleriany, serdecznika i głogu, kąpiele sosnowe.

W przypadku tachykardii i nieuzasadnionego wzrostu ciśnienia związanego z nieprawidłowym funkcjonowaniem podwzgórza przydatne są zabiegi wodne: ciepły prysznic, a następnie energiczne pocieranie skóry.

Na stany depresyjne dobrze pomaga oczywiście wywar z ziela dziurawca zwyczajnego, jeśli nie ma przeciwwskazań lekarskich do stosowania!

Kora mózgowa

Najwyższym działem ośrodkowego układu nerwowego jest kora mózgowa (kora mózgowa). Zapewnia doskonałą organizację zachowań zwierząt w oparciu o wrodzone i nabyte funkcje podczas ontogenezy.

Organizacja morfofunkcjonalna

Kora mózgowa ma następujące cechy morfofunkcjonalne:

Wielowarstwowy układ neuronów;

Modułowa zasada organizacji;

Lokalizacja somatotopowa układów recepcyjnych;

Ekranowość, tj. rozkład odbioru zewnętrznego w płaszczyźnie pola neuronowego korowego końca analizatora;

Zależność poziomu aktywności od wpływu struktur podkorowych i tworzenia siatkówki;

Dostępność reprezentacji wszystkich funkcji podstawowych struktur centralnego układu nerwowego;

Rozkład cytoarchitektoniczny na pola;

Obecność w określonych projekcjach układów sensorycznych i motorycznych pól wtórnych i trzeciorzędowych o funkcjach asocjacyjnych;

Dostępność wyspecjalizowanych obszarów stowarzyszeniowych;

Dynamiczna lokalizacja funkcji, wyrażająca się możliwością kompensacji funkcji utraconych struktur;

Nakładanie się stref sąsiednich obwodowych pól recepcyjnych w korze mózgowej;

Możliwość długotrwałego utrwalenia śladów podrażnień;

Wzajemna zależność funkcjonalna pomiędzy stanami pobudzenia i hamowania;

Zdolność do napromieniania wzbudzenia i hamowania;

Obecność określonej aktywności elektrycznej.

Głębokie rowki dzielą każdą półkulę mózgową na płaty czołowe, skroniowe, ciemieniowe, potyliczne i wyspę. Wyspa znajduje się głęboko w szczelinie Sylwiusza i jest przykryta od góry częściami płatów czołowych i ciemieniowych mózgu.

Kora mózgowa dzieli się na starożytną (archikorteks), starą (paleokorteks) i nową (kora nowa). Starożytna kora, wraz z innymi funkcjami, jest związana z węchem i zapewnia interakcję systemów mózgowych. Stara kora obejmuje zakręt obręczy i hipokamp. W korze nowej największy rozwój wielkości i zróżnicowanie funkcji obserwuje się u człowieka. Grubość kory nowej waha się od 1,5 do 4,5 mm i jest maksymalna w przednim zakręcie środkowym.

Funkcje poszczególnych stref kory nowej są określone przez cechy jej organizacji strukturalnej i funkcjonalnej, powiązania z innymi strukturami mózgu, udział w percepcji, przechowywaniu i odtwarzaniu informacji w organizacji i realizacji zachowań, regulacja funkcji sensorycznych układy i narządy wewnętrzne.

Specyfika strukturalnej i funkcjonalnej organizacji kory mózgowej wynika z faktu, że w ewolucji nastąpiła korkalizacja funkcji, tj. Przeniesienie funkcji podstawowych struktur mózgowych do kory mózgowej. Transfer ten nie oznacza jednak, że kora przejmuje funkcje innych struktur. Jego rola sprowadza się do korygowania ewentualnych dysfunkcji współpracujących z nim układów, bardziej zaawansowanej, uwzględniającej indywidualne doświadczenia, analizy sygnałów i organizacji optymalnej reakcji na te sygnały, kształtowania się we własnym i innych zainteresowanych strukturach mózgu zapadających w pamięć śladów na temat sygnału, jego charakterystyki, znaczenia i charakteru reakcji na niego. Następnie, gdy nastąpi automatyzacja, reakcja zaczyna być przeprowadzana przez struktury podkorowe.

Całkowita powierzchnia ludzkiej kory mózgowej wynosi około 2200 cm2, liczba neuronów korowych przekracza 10 miliardów.Kora zawiera neurony piramidalne, gwiaździste i wrzecionowate.

Neurony piramidalne są różnej wielkości, ich dendryty mają dużą liczbę kolców; akson neuronu piramidalnego z reguły przechodzi przez istotę białą do innych obszarów kory lub do struktur ośrodkowego układu nerwowego.

Komórki gwiaździste mają krótkie, dobrze rozgałęzione dendryty i krótki askon, który zapewnia połączenia między neuronami w samej korze mózgowej.

Neurony wrzecionowate zapewniają pionowe lub poziome połączenia między neuronami różnych warstw kory.

Kora mózgowa ma przeważnie strukturę sześciowarstwową

Warstwa I to górna warstwa molekularna, reprezentowana głównie przez odgałęzienia wstępujących dendrytów neuronów piramidalnych, wśród których znajdują się rzadkie komórki poziome i komórki ziarniste; dochodzą tu także włókna nieswoistych jąder wzgórza, regulujące poziom pobudliwości korę mózgową przez dendryty tej warstwy.

Warstwa II - zewnętrzna ziarnista, składa się z komórek gwiaździstych, które określają czas trwania krążenia pobudzenia w korze mózgowej, tj. Związanego z pamięcią.

Warstwa III to zewnętrzna warstwa piramidalna, utworzona z małych komórek piramidalnych i wraz z warstwą II zapewnia połączenia korowo-korowe różnych zwojów mózgu.

Warstwa IV jest wewnętrzna ziarnista i zawiera głównie komórki gwiaździste. Tutaj kończą się specyficzne szlaki wzgórzowo-korowe, czyli szlaki rozpoczynające się od receptorów analizatorów.

Warstwa V to wewnętrzna warstwa piramidalna, warstwa dużych piramid, które są neuronami wyjściowymi, a ich aksony biegną do pnia mózgu i rdzenia kręgowego.

Warstwa VI to warstwa komórek polimorficznych; większość neuronów w tej warstwie tworzy drogi korowo-wzgórzowe.

Skład komórkowy kory pod względem różnorodności morfologii, funkcji i form komunikacji nie ma sobie równych w innych częściach ośrodkowego układu nerwowego. Skład neuronalny i rozmieszczenie neuronów w warstwach w różnych obszarach kory są odmienne, co pozwoliło zidentyfikować 53 pola cytoarchitektoniczne w ludzkim mózgu. Podział kory mózgowej na pola cytoarchitektoniczne kształtuje się wyraźniej w miarę poprawy jej funkcji w filogenezie.

U ssaków wyższych, w przeciwieństwie do niższych, pola wtórne 6, 8 i 10 są dobrze odróżnione od pola motorycznego 4, funkcjonalnie zapewniając wysoką koordynację i dokładność ruchów; wokół pola widzenia 17 znajdują się wtórne pola widzenia 18 i 19, które biorą udział w analizie znaczenia bodźca wzrokowego (organizują uwagę wzrokową, kontrolują ruch oczu). Pierwotne pola słuchowe, somatosensoryczne, skórne i inne mają również pobliskie pola wtórne i trzeciorzędne, które zapewniają powiązanie funkcji tego analizatora z funkcjami innych analizatorów. Wszystkie analizatory charakteryzują się somatotopową zasadą organizowania projekcji obwodowych układów recepcyjnych na korę mózgową. Tak więc w obszarze czuciowym kory drugiego zakrętu centralnego znajdują się obszary reprezentujące lokalizację każdego punktu na powierzchni skóry, w obszarze motorycznym kory każdy mięsień ma swój własny temat (własne miejsce ), drażniąc, który można uzyskać ruch danego mięśnia; w obszarze słuchowym kory występuje miejscowa lokalizacja niektórych tonów (lokalizacja tonotopowa); uszkodzenie lokalnego obszaru obszaru słuchowego kory prowadzi do utraty słuchu dla określonego tonu.

W ten sam sposób istnieje rozkład topograficzny w projekcji receptorów siatkówki na pole widzenia kory 17. W przypadku śmierci lokalnej strefy pola 17 obraz nie jest postrzegany, jeśli spadnie na część siatkówki wystającą na uszkodzoną strefę kory mózgowej.

Cechą szczególną pól korowych jest ekranowa zasada ich funkcjonowania. Zasada ta polega na tym, że receptor rzutuje swój sygnał nie na jeden neuron korowy, ale na pole neuronów utworzone przez ich zabezpieczenia i połączenia. Dzięki temu sygnał nie jest skupiany punktowo, ale na wielu różnych neuronach, co zapewnia jego pełną analizę i możliwość transmisji do innych zainteresowanych struktur. Zatem jedno włókno wchodzące do kory wzrokowej może aktywować strefę o wielkości 0,1 mm. Oznacza to, że jeden akson rozdziela swoje działanie na ponad 5000 neuronów.

Impulsy wejściowe (aferentne) wchodzą do kory od dołu i wznoszą się do komórek gwiaździstych i piramidalnych warstw III-V kory. Z komórek gwiaździstych warstwy IV sygnał trafia do neuronów piramidalnych warstwy III, a stąd wzdłuż włókien asocjacyjnych do innych pól, obszarów kory mózgowej. Komórki gwiaździste pola 3 przełączają sygnały kierowane do kory mózgowej do neuronów piramidalnych warstwy V, skąd przetworzony sygnał opuszcza korę do innych struktur mózgu.

W korze elementy wejściowe i wyjściowe wraz z komórkami gwiaździstymi tworzą tak zwane kolumny - jednostki funkcjonalne kory, zorganizowane w kierunku pionowym. Dowód na to jest następujący: jeśli mikroelektroda zostanie wprowadzona prostopadle do kory, to po drodze natrafia na neurony, które odpowiadają na jeden rodzaj stymulacji, natomiast jeśli mikroelektroda zostanie włożona poziomo wzdłuż kory, to natrafia na neurony, które odpowiadają na różne rodzaje bodźców.

Średnica kolumny wynosi około 500 µm i jest wyznaczona przez strefę rozmieszczenia zabezpieczeń wstępującego włókna wzgórzowo-korowego. Sąsiednie kolumny mają relacje, które organizują sekcje wielu kolumn w organizacji określonej reakcji. Wzbudzenie jednej z kolumn prowadzi do hamowania sąsiednich.

W każdej kolumnie może znajdować się pewna liczba zespołów realizujących dowolną funkcję zgodnie z zasadą probabilistyczno-statystyczną. Zasada ta polega na tym, że przy powtarzającej się stymulacji w reakcji uczestniczy nie cała grupa neuronów, ale jej część. Co więcej, za każdym razem część uczestniczących neuronów może mieć różny skład, tzn. powstaje grupa aktywnych neuronów (zasada probabilistyczna), która statystycznie jest średnio wystarczająca do zapewnienia pożądanej funkcji (zasada statystyczna).

Jak już wspomniano, różne obszary kory mózgowej mają różne pola, określone przez charakter i liczbę neuronów, grubość warstw itp. Obecność strukturalnie różnych pól implikuje także ich różne cele funkcjonalne (ryc. 4.14). Rzeczywiście, kora mózgowa jest podzielona na obszary czuciowe, motoryczne i skojarzeniowe.

Obszary sensoryczne

Korowe końce analizatorów mają własną topografię i rzutowane są na nie pewne doprowadzające układy przewodzące. Korowe końce analizatorów różnych układów sensorycznych nakładają się na siebie. Ponadto w każdym układzie czuciowym kory znajdują się neurony polisensoryczne, które reagują nie tylko na „swój” adekwatny bodziec, ale także na sygnały z innych układów sensorycznych.

Skórny układ recepcyjny, ścieżki wzgórzowo-korowe, wystają do tylnego zakrętu centralnego. Istnieje tu ścisły podział somatotopowy. Pola recepcyjne skóry kończyn dolnych rzutowane są na górne odcinki tego zakrętu, tułowia na środkowe odcinki, a ramion i głowy na dolne odcinki.

Ból i wrażliwość na temperaturę rzutowane są głównie na tylny zakręt centralny. W korze płata ciemieniowego (pola 5 i 7), gdzie kończą się również ścieżki wrażliwości, przeprowadzana jest bardziej złożona analiza: lokalizacja podrażnienia, rozróżnianie, stereognoza.

Kiedy kora jest uszkodzona, funkcje dystalnych części kończyn, zwłaszcza rąk, są poważniej upośledzone.

Układ wzrokowy jest reprezentowany w płacie potylicznym mózgu: pola 17, 18, 19. Centralna droga wzrokowa kończy się w polu 17; informuje o obecności i natężeniu sygnału wizualnego. W polach 18 i 19 analizowany jest kolor, kształt, rozmiar i jakość obiektów. Uszkodzenie pola 19 kory mózgowej powoduje, że pacjent widzi, ale nie rozpoznaje obiektu (agnozja wzrokowa, utrata pamięci barw).

Układ słuchowy rzutowany jest w zakręty skroniowe poprzeczne (zakręt Heschla), w głębiny tylnych odcinków szczeliny bocznej (Sylviana) (pola 41, 42, 52). To tutaj kończą się aksony wzgórków tylnych i ciał kolankowatych bocznych.

Układ węchowy rzutuje na obszar przedniego końca zakrętu hipokampa (pole 34). Kora tego obszaru nie ma struktury sześciowarstwowej, ale trójwarstwowej. Kiedy ten obszar jest podrażniony, obserwuje się halucynacje węchowe, których uszkodzenie prowadzi do anosmii (utraty węchu).

Układ smakowy rzutowany jest w zakręt hipokampa sąsiadujący z obszarem węchowym kory (pole 43).

Obszary motoryczne

Po raz pierwszy Fritsch i Gitzig (1870) wykazali, że pobudzenie przedniego centralnego zakrętu mózgu (pole 4) powoduje reakcję motoryczną. Jednocześnie uznaje się, że obszar motoryczny ma charakter analityczny.

W przednim zakręcie centralnym strefy, których podrażnienie powoduje ruch, są prezentowane zgodnie z typem somatotopowym, ale do góry nogami: w górnych partiach zakrętu - kończyny dolne, w dolnej - górne.

Przed przednim zakrętem centralnym znajdują się pola przedruchowe 6 i 8. Organizują one nie izolowane, ale złożone, skoordynowane, stereotypowe ruchy. Pola te zapewniają również regulację napięcia mięśni gładkich i napięcia mięśni plastycznych poprzez struktury podkorowe.

Drugi zakręt czołowy, potyliczny i górny region ciemieniowy również biorą udział w realizacji funkcji motorycznych.

Obszar motoryczny kory, jak żaden inny, ma dużą liczbę połączeń z innymi analizatorami, co najwyraźniej determinuje obecność w nim znacznej liczby neuronów polisensorycznych.

Obszary skojarzone

Wszystkie obszary projekcji czuciowych i kora ruchowa zajmują mniej niż 20% powierzchni kory mózgowej (patrz ryc. 4.14). Pozostała część kory stanowi obszar asocjacji. Każdy obszar asocjacyjny kory jest połączony potężnymi połączeniami z kilkoma obszarami projekcyjnymi. Uważa się, że w obszarach skojarzeniowych następuje skojarzenie informacji wielozmysłowych. W rezultacie powstają złożone elementy świadomości.

Obszary asocjacyjne ludzkiego mózgu są najbardziej widoczne w płatach czołowych, ciemieniowych i skroniowych.

Każdy obszar projekcyjny kory jest otoczony obszarami asocjacyjnymi. Neurony w tych obszarach są często wielozmysłowe i mają większe zdolności uczenia się. Zatem w asocjacyjnym polu widzenia 18 liczba neuronów „uczących się” odruchu warunkowego na sygnał stanowi ponad 60% liczby neuronów aktywnych w tle. Dla porównania: w polu projekcyjnym takich neuronów jest zaledwie 10-12% 17.

Uszkodzenie obszaru 18 powoduje agnozję wzrokową. Pacjent widzi, chodzi po przedmiotach, ale nie potrafi ich nazwać.

Polisensoryczny charakter neuronów w obszarze asocjacyjnym kory zapewnia ich udział w integracji informacji sensorycznych, interakcji obszarów czuciowych i motorycznych kory.

W ciemieniowym obszarze asocjacyjnym kory powstają subiektywne wyobrażenia na temat otaczającej przestrzeni i naszego ciała. Staje się to możliwe dzięki porównaniu informacji somatosensorycznej, proprioceptywnej i wzrokowej.

Przednie pola asocjacyjne mają połączenia z limbiczną częścią mózgu i biorą udział w organizowaniu programów działania podczas realizacji złożonych czynności motorycznych.

Pierwszą i najbardziej charakterystyczną cechą obszarów asocjacyjnych kory jest multisensoryczny charakter ich neuronów i odbierana jest tu nie pierwotna, ale raczej przetworzona informacja, co podkreśla biologiczne znaczenie sygnału. Pozwala to na sformułowanie programu ukierunkowanego działania behawioralnego.

Drugą cechą obszaru asocjacyjnego kory jest zdolność do ulegania przegrupowaniom plastycznym w zależności od znaczenia napływających informacji sensorycznych.

Trzecia cecha obszaru asocjacyjnego kory objawia się długotrwałym przechowywaniem śladów wpływów sensorycznych. Zniszczenie obszaru asocjacyjnego kory prowadzi do poważnych zaburzeń uczenia się i pamięci. Funkcja mowy jest powiązana zarówno z układem sensorycznym, jak i motorycznym. Korowy ośrodek mowy ruchowej znajduje się w tylnej części trzeciego zakrętu czołowego (obszar 44), najczęściej w lewej półkuli i został opisany najpierw przez Daxa (1835), a następnie przez Brokę (1861).

Centrum mowy słuchowej zlokalizowane jest w pierwszym zakręcie skroniowym lewej półkuli (pole 22). Ośrodek ten opisał Wernicke (1874). Ośrodki mowy motorycznej i słuchowej są połączone potężną wiązką aksonów.

Funkcje mowy związane z mową pisaną – czytanie, pisanie – regulowane są przez zakręt kątowy kory wzrokowej lewej półkuli mózgu (pole 39).

Kiedy uszkodzony jest ośrodek motoryczny mowy, rozwija się afazja ruchowa; w tym przypadku pacjent rozumie mowę, ale sam nie może mówić. Jeśli słuchowy ośrodek mowy jest uszkodzony, pacjent może mówić, ustnie wyrażać swoje myśli, ale nie rozumie mowy innej osoby, słuch zostaje zachowany, ale pacjent nie rozpoznaje słów. Ten stan nazywa się afazją czuciowo-słuchową. Pacjent często dużo mówi (logorrhea), ale jego mowa jest niepoprawna (agramatyzm) i następuje zamiana sylab i słów (parafazja).

Uszkodzenie wizualnego centrum mowy prowadzi do niemożności czytania i pisania.

Izolowane zaburzenie pisania, agrafia, występuje także w przypadku dysfunkcji tylnych części drugiego zakrętu czołowego lewej półkuli.

W obszarze skroniowym znajduje się pole 37, które odpowiada za zapamiętywanie słów. Pacjenci ze zmianami w tym polu nie pamiętają nazw obiektów. Przypominają zapominalskich ludzi, których trzeba podpowiadać właściwymi słowami. Pacjent, zapominając nazwę przedmiotu, pamięta jego przeznaczenie i właściwości, dlatego długo opisuje jego cechy, opowiada, co robi z tym przedmiotem, ale nie potrafi go nazwać. Na przykład zamiast słowa „krawat” pacjent patrząc na krawat mówi: „to coś, co zakłada się na szyję i zawiązuje specjalnym węzłem, żeby było pięknie podczas wizyty”.

Rozkład funkcji w poszczególnych obszarach mózgu nie jest absolutny. Ustalono, że prawie wszystkie obszary mózgu mają neurony polisensoryczne, czyli neurony reagujące na różne bodźce. Przykładowo, w przypadku uszkodzenia pola 17 pola widzenia, jego funkcję mogą pełnić pola 18 i 19. Dodatkowo obserwuje się różne skutki motoryczne podrażnienia tego samego punktu motorycznego kory w zależności od aktualnej aktywności ruchowej.

Jeśli operacja usunięcia jednej ze stref kory zostanie przeprowadzona we wczesnym dzieciństwie, kiedy rozkład funkcji nie jest jeszcze sztywno ustalony, funkcja utraconego obszaru zostaje prawie całkowicie przywrócona, tj. w korze występują przejawy mechanizmów dynamicznej lokalizacji funkcji, które umożliwiają kompensację struktur uszkodzonych funkcjonalnie i anatomicznie.

Ważną cechą kory mózgowej jest jej zdolność do zatrzymywania śladów pobudzenia przez długi czas.

Procesy śladowe w rdzeniu kręgowym po jego podrażnieniu utrzymują się przez sekundę; w obszarach podkorowo-pniach (w postaci złożonych aktów koordynacji ruchowej, dominujących postaw, stanów emocjonalnych) trwają godzinami; w korze mózgowej procesy śladowe mogą być utrzymywane zgodnie z zasadą sprzężenia zwrotnego przez całe życie. Ta właściwość nadaje korze wyjątkowe znaczenie w mechanizmach asocjacyjnego przetwarzania i przechowywania informacji, gromadzenia bazy wiedzy.

Zachowanie śladów pobudzenia w korze objawia się wahaniami poziomu jej pobudliwości; cykle te trwają 3-5 minut w korze ruchowej i 5-8 minut w korze wzrokowej.

Główne procesy zachodzące w korze realizowane są w dwóch stanach: pobudzenia i hamowania. Stany te są zawsze wzajemne. Powstają na przykład w analizatorze silnika, który jest zawsze obserwowany podczas ruchów; mogą one również występować pomiędzy różnymi analizatorami. Hamujący wpływ jednego analizatora na inne powoduje skupienie uwagi na jednym procesie.

Bardzo często obserwuje się wzajemne zależności aktywności w aktywności sąsiednich neuronów.

Związek pomiędzy pobudzeniem i hamowaniem w korze objawia się w postaci tzw. hamowania bocznego. W przypadku hamowania bocznego wokół strefy wzbudzenia tworzy się strefa zahamowanych neuronów (indukcja jednoczesna), a jej długość jest z reguły dwukrotnie większa niż strefa wzbudzenia. Hamowanie boczne zapewnia kontrast w percepcji, co z kolei umożliwia identyfikację postrzeganego obiektu.

Oprócz bocznego hamowania przestrzennego, w neuronach korowych po pobudzeniu zawsze następuje zahamowanie aktywności i odwrotnie, po zahamowaniu - pobudzenie - tzw. indukcja sekwencyjna.

W przypadkach, gdy hamowanie nie jest w stanie powstrzymać procesu pobudzenia w określonej strefie, napromieniowanie wzbudzenia następuje w całej korze. Napromienianie może przebiegać od neuronu do neuronu, wzdłuż układów włókien asocjacyjnych warstwy I i ma bardzo małą prędkość - 0,5-2,0 m/s. W innym przypadku napromieniowanie wzbudzenia jest możliwe dzięki połączeniom aksonów komórek piramidalnych trzeciej warstwy kory między sąsiednimi strukturami, w tym między różnymi analizatorami. Napromienianie wzbudzenia zapewnia związek między stanami układów korowych podczas organizacji odruchu warunkowego i innych form zachowania.

Wraz z napromieniowaniem wzbudzenia, które następuje w wyniku przenoszenia impulsu aktywności, następuje napromienianie stanu zahamowania w całej korze. Mechanizm napromieniania hamowania polega na przejściu neuronów w stan hamujący pod wpływem impulsów pochodzących ze wzbudzonych obszarów kory, na przykład z symetrycznych obszarów półkul.

Elektryczne przejawy aktywności korowej

Ocena stanu funkcjonalnego kory mózgowej człowieka jest problemem trudnym i wciąż nierozwiązanym. Jednym z objawów pośrednio wskazujących na stan funkcjonalny struktur mózgowych jest rejestracja w nich wahań potencjału elektrycznego.

Każdy neuron ma ładunek błonowy, który po aktywacji maleje, a po zahamowaniu często wzrasta, tj. Rozwija się hiperpolaryzacja. Glej w mózgu ma również błony komórkowe naładowane. Dynamika ładunku błony neuronów, glejów, procesy zachodzące w synapsach, dendrytach, wzgórku aksonu, w aksonie - wszystko to są stale zmieniające się procesy, różniące się intensywnością i szybkością, których integralna charakterystyka zależy od stanu funkcjonalnego struktury nerwowej i ostatecznie określić jej wskaźniki elektryczne. Jeśli wskaźniki te zostaną zarejestrowane za pomocą mikroelektrod, wówczas odzwierciedlają one aktywność lokalnej (o średnicy do 100 mikronów) części mózgu i nazywane są aktywnością ogniskową.

Jeśli elektroda znajduje się w strukturze podkorowej, rejestrowana przez nią aktywność nazywa się subkortykogramem, jeśli elektroda znajduje się w korze mózgowej - kortykogramem. Wreszcie, jeśli elektroda znajduje się na powierzchni skóry głowy, rejestrowana jest całkowita aktywność zarówno kory, jak i struktur podkorowych. Ten przejaw aktywności nazywa się elektroencefalogramem (EEG) (ryc. 4.15).

Wszystkie rodzaje aktywności mózgu podlegają dynamicznie wzmożeniu i osłabieniu, czemu towarzyszą określone rytmy oscylacji elektrycznych. U osoby odpoczywającej, przy braku bodźców zewnętrznych, dominują powolne rytmy zmian stanu kory mózgowej, co odbija się na EEG w postaci tzw. rytmu alfa, którego częstotliwość wynosi 8- 13 na sekundę, a amplituda wynosi około 50 μV.

Przejście osoby do aktywnej aktywności prowadzi do zmiany rytmu alfa na szybszy rytm beta, który ma częstotliwość oscylacji 14-30 na sekundę, a amplituda wynosi 25 μV.

Przejściu ze stanu spoczynku do stanu skupionej uwagi lub do snu towarzyszy rozwój wolniejszego rytmu theta (4-8 drgań na sekundę) lub rytmu delta (0,5-3,5 drgań na sekundę). Amplituda wolnych rytmów wynosi 100–300 μV (patrz ryc. 4.15).

Kiedy w spoczynku lub w innym stanie mózg otrzymuje nowy, szybko narastający bodziec, w EEG rejestrowane są tak zwane potencjały wywołane (EP). Reprezentują synchroniczną reakcję wielu neuronów w danym obszarze korowym.

Okres utajony i amplituda EP zależą od intensywności zastosowanej stymulacji. Składniki EP, liczba i charakter jego wahań zależą od adekwatności bodźca względem strefy rejestracji EP.

EP może składać się z odpowiedzi pierwotnej lub odpowiedzi pierwotnej i wtórnej. Odpowiedzią pierwotną są oscylacje dwufazowe, dodatnio-ujemne. Rejestrowane są w strefach pierwotnych kory analizatora i tylko przy bodźcu odpowiednim dla danego analizatora. Odpowiednia jest na przykład stymulacja wzrokowa pierwotnej kory wzrokowej (pole 17) (ryc. 4.16). Odpowiedzi pierwotne charakteryzują się krótkim okresem utajonym (LP), dwufazową oscylacją: najpierw dodatnią, następnie ujemną. Odpowiedź pierwotna powstaje w wyniku krótkotrwałej synchronizacji aktywności pobliskich neuronów.

Reakcje wtórne charakteryzują się większą zmiennością pod względem opóźnienia, czasu trwania i amplitudy niż odpowiedzi pierwotne. Z reguły reakcje wtórne częściej pojawiają się na sygnały posiadające określone znaczenie semantyczne, na bodźce adekwatne dla danego analizatora; są dobrze uformowani dzięki treningowi.

Relacje międzypółkulowe

Związek półkul mózgowych definiuje się jako funkcję zapewniającą specjalizację półkul, ułatwiającą realizację procesów regulacyjnych, zwiększającą niezawodność kontrolowania czynności narządów, układów narządów i organizmu jako całości.

Rola powiązań pomiędzy półkulami mózgowymi najwyraźniej objawia się w analizie funkcjonalnej asymetrii międzypółkulowej.

Asymetrię w funkcjonowaniu półkul odkryto po raz pierwszy w XIX wieku, kiedy zwrócono uwagę na różne skutki uszkodzeń lewej i prawej połowy mózgu.

W 1836 roku Mark Dax przemawiał na zebraniu towarzystwa lekarskiego w Montpellier (Francja) z krótkim raportem na temat pacjentów cierpiących na utratę mowy – schorzenie znane specjalistom jako afazja. Dax zauważył związek pomiędzy utratą mowy a uszkodzeniem półkuli mózgu. Z jego obserwacji wynika, że ​​ponad 40 pacjentów z afazją wykazywało oznaki uszkodzenia lewej półkuli. Naukowcowi nie udało się wykryć ani jednego przypadku afazji z uszkodzeniem tylko prawej półkuli. Podsumowując te obserwacje, Dax doszedł do następującego wniosku: każda połowa mózgu kontroluje swoje własne, specyficzne funkcje; mowa jest kontrolowana przez lewą półkulę.

Jego raport nie powiódł się. Jakiś czas po śmierci Daxa Broki, podczas sekcji zwłok mózgów pacjentów cierpiących na utratę mowy i jednostronny paraliż, w obu przypadkach wyraźnie zidentyfikowano ogniska uszkodzeń obejmujące części lewego płata czołowego. Od tego czasu obszar ten stał się znany jako obszar Broki; zdefiniował go jako obszar w tylnych częściach dolnego zakrętu czołowego.

Analizując związek pomiędzy preferencją jednej z dwóch rąk a mową, zasugerował, że mowa i większa zręczność w ruchach prawej ręki są powiązane z wyższością lewej półkuli u osób praworęcznych.

Dziesięć lat po opublikowaniu obserwacji Broki koncepcja znana obecnie jako dominacja półkuli stała się dominującym poglądem na związek między dwiema półkulami mózgu.

W 1864 roku angielski neurolog John Jackson napisał: „Nie tak dawno temu rzadko wątpiono, że obie półkule są takie same, zarówno fizycznie, jak i funkcjonalnie, ale teraz, dzięki badaniom Daxa, Broki i innych, stało się to jasne, że uszkodzenie jednej półkuli może spowodować całkowitą utratę mowy, poprzedni punkt widzenia stał się nie do utrzymania”.

D. Jackson wysunął ideę „wiodącej” półkuli, którą można uznać za poprzednika koncepcji dominacji półkuli. „Dwie półkule nie mogą się po prostu powielać” – napisał – „jeśli uszkodzenie tylko jednej z nich może prowadzić do utraty mowy. Dla tych procesów (mowy), ponad którymi nic nie ma, z pewnością musi być partia wiodąca”. Jackson dalej doszedł do wniosku, że „u większości ludzi dominującą stroną mózgu jest lewa strona tak zwanej woli, a prawa strona jest automatyczna”.

W 1870 roku inni badacze zaczęli zdawać sobie sprawę, że wiele rodzajów zaburzeń mowy może wynikać z uszkodzenia lewej półkuli. K. Wernicke stwierdziła, że ​​pacjenci z uszkodzeniem tylnej części płata skroniowego lewej półkuli często doświadczali trudności w rozumieniu mowy.

Niektórzy pacjenci z uszkodzeniem lewej, a nie prawej półkuli mieli trudności z czytaniem i pisaniem. Uważano również, że lewa półkula kontroluje „celowe ruchy”.

Całość tych danych stała się podstawą idei relacji między dwiema półkulami. Jedną półkulę (zwykle lewą u osób praworęcznych) uznawano za wiodącą w zakresie mowy i innych wyższych funkcji, drugą (prawą) lub „wtórną” uznawano za kontrolowaną przez „dominującą” lewicę.

Asymetria mowy półkul mózgowych, która została zidentyfikowana jako pierwsza, z góry określiła ideę ekwipotencjalności półkul mózgowych dzieci przed pojawieniem się mowy. Uważa się, że asymetria mózgu rozwija się podczas dojrzewania ciała modzelowatego.

Koncepcja dominacji półkuli, zgodnie z którą we wszelkich funkcjach gnostyckich i intelektualnych u „ludzi praworęcznych” dominuje lewa półkula, a prawa „głucha i niema”, istnieje od niemal stulecia. Jednak stopniowo gromadziły się dowody, że idea prawej półkuli jako wtórnej, zależnej nie odpowiada rzeczywistości. Tym samym pacjenci z zaburzeniami lewej półkuli mózgu gorzej wypadają w testach percepcji kształtów i oceny relacji przestrzennych niż osoby zdrowe. Osoby neurologicznie zdrowe, posługujące się dwoma językami (angielskim i jidysz) lepiej rozpoznają słowa angielskie prezentowane w prawym polu widzenia, a słowa jidysz po lewej. Stwierdzono, że ten rodzaj asymetrii jest powiązany z umiejętnością czytania: słowa angielskie czyta się od lewej do prawej, a słowa w jidysz od prawej do lewej.

Niemal jednocześnie z rozpowszechnieniem koncepcji dominacji półkuli zaczęły pojawiać się dowody wskazujące, że prawa półkula, czyli wtórna, również ma swoje specjalne zdolności. W związku z tym Jackson stwierdził, że zdolność do tworzenia obrazów wizualnych jest zlokalizowana w tylnych płatach prawego mózgu.

Uszkodzenie lewej półkuli zwykle powoduje słabe wyniki w testach umiejętności werbalnych. Jednocześnie pacjenci z uszkodzeniem prawej półkuli zazwyczaj słabo radzili sobie z testami niewerbalnymi, które obejmowały manipulowanie kształtami geometrycznymi, układanie puzzli, uzupełnianie brakujących części obrazków lub figurek oraz inne zadania polegające na ocenie kształtu, odległości i relacji przestrzennych. .

Stwierdzono, że uszkodzeniom prawej półkuli często towarzyszyły głębokie zaburzenia orientacji i świadomości. Pacjenci tacy mają słabą orientację przestrzenną i nie potrafią odnaleźć drogi do domu, w którym mieszkają od wielu lat. Uszkodzenie prawej półkuli wiąże się również z pewnymi rodzajami agnozji, tj. upośledzeniem rozpoznawania lub postrzegania znanych informacji, percepcji głębi i relacji przestrzennych. Jedną z najciekawszych form agnozji jest agnozja twarzy. Pacjent z taką agnozją nie jest w stanie rozpoznać znanej twarzy, a czasem w ogóle nie potrafi odróżnić ludzi od siebie. Na przykład rozpoznawanie innych sytuacji i obiektów nie może być zakłócone. Dodatkowe dowody wskazujące na specjalizację prawej półkuli uzyskano z obserwacji pacjentów cierpiących na ciężkie zaburzenia mowy, którzy jednak często zachowują zdolność śpiewania. Ponadto raporty kliniczne sugerują, że uszkodzenie prawej półkuli mózgu może prowadzić do utraty zdolności muzycznych bez wpływu na mowę. Zaburzenie to, zwane amusią, najczęściej obserwowano u zawodowych muzyków, którzy przeszli udar lub inne uszkodzenie mózgu.

Po tym, jak neurochirurdzy przeprowadzili serię operacji komisurotomii i przeprowadzono badania psychologiczne na tych pacjentach, stało się jasne, że prawa półkula ma swoje własne wyższe funkcje gnostyczne.

Istnieje pogląd, że asymetria międzypółkulowa zależy w dużym stopniu od funkcjonalnego poziomu przetwarzania informacji. W tym przypadku decydujące znaczenie przywiązuje się nie do natury bodźca, ale do cech gnostyckiego zadania stojącego przed obserwatorem. Powszechnie przyjmuje się, że prawa półkula specjalizuje się w przetwarzaniu informacji na przenośnym poziomie funkcjonalnym, lewa - na poziomie kategorycznym. Zastosowanie tego podejścia pozwala nam usunąć szereg nierozwiązywalnych sprzeczności. Zatem przewagę lewej półkuli odkrytą podczas czytania nut i znaków palców tłumaczy się faktem, że procesy te zachodzą na kategorycznym poziomie przetwarzania informacji. Porównanie słów bez ich analizy językowej jest skuteczniejsze, gdy są skierowane do prawej półkuli, ponieważ aby rozwiązać te problemy, wystarczy przetworzyć informacje na figuratywnym poziomie funkcjonalnym.

Asymetria międzypółkulowa zależy od funkcjonalnego poziomu przetwarzania informacji: lewa półkula ma zdolność przetwarzania informacji zarówno na poziomie funkcjonalności semantycznej, jak i percepcyjnej, możliwości prawej półkuli są ograniczone do poziomu percepcyjnego.

W przypadku bocznej prezentacji informacji można wyróżnić trzy metody interakcji międzypółkulowych, przejawiające się w procesach rozpoznawania wzrokowego.

1. Działania równoległe. Każda półkula przetwarza informacje za pomocą własnych mechanizmów.

2. Działalność wyborcza. Informacje przetwarzane są w „kompetentnej” półkuli.

3. Wspólne działania. W przetwarzanie informacji zaangażowane są obie półkule, niezmiennie pełniąc wiodącą rolę na poszczególnych etapach tego procesu.

Głównym czynnikiem determinującym udział tej czy innej półkuli w procesach rozpoznawania niekompletnych obrazów jest to, jakich elementów brakuje na obrazie, a mianowicie, jaki jest stopień znaczenia elementów, których brakuje w obrazie. W przypadku usunięcia szczegółów obrazu bez uwzględnienia stopnia ich istotności identyfikacja była trudniejsza u pacjentów ze zmianami w strukturach prawej półkuli. Daje to podstawy do uznania prawej półkuli za wiodącą w rozpoznawaniu takich obrazów. Jeżeli z obrazu usunięto stosunkowo niewielki, ale bardzo istotny obszar, wówczas rozpoznawanie było zaburzone przede wszystkim w momencie uszkodzenia struktur lewej półkuli, co świadczy o dominującym udziale lewej półkuli w rozpoznawaniu takich obrazów.

W prawej półkuli dokonuje się pełniejszej oceny bodźców wzrokowych, natomiast w lewej oceniane są ich najważniejsze, istotne cechy.

W przypadku usunięcia znacznej liczby szczegółów obrazu, który ma zostać zidentyfikowany, prawdopodobieństwo, że najbardziej informacyjne, istotne jego części nie zostaną zniekształcone lub usunięte, jest małe, a zatem strategia rozpoznawania lewej półkuli jest znacznie ograniczona. W takich przypadkach bardziej adekwatna jest strategia charakterystyczna dla prawej półkuli, polegająca na wykorzystaniu wszystkich informacji zawartych w obrazie.

Trudności we wdrażaniu strategii lewej półkuli w tych warunkach pogłębia fakt, że lewa półkula nie ma wystarczających „zdolności” do trafnej oceny poszczególnych elementów obrazu. Świadczą o tym także badania, z których wynika, że ​​ocena długości i orientacji linii, krzywizny łuków i wielkości kątów zaburzona jest przede wszystkim w przypadku uszkodzeń prawej półkuli.

Inaczej wygląda sytuacja, gdy usunięta zostanie większość obrazu, ale zachowana zostanie jego najważniejsza część informacyjna. W takich sytuacjach bardziej adekwatną metodą identyfikacji jest analiza najważniejszych fragmentów obrazu – strategia stosowana przez lewą półkulę.

W procesie rozpoznawania obrazów niepełnych zaangażowane są struktury zarówno prawej, jak i lewej półkuli, a stopień udziału każdej z nich zależy od cech prezentowanych obrazów, a przede wszystkim od tego, czy obraz zawiera najważniejsze elementy informacyjne. W obecności tych elementów dominująca rola należy do lewej półkuli; po ich usunięciu prawa półkula odgrywa dominującą rolę w procesie rozpoznawania.

Podwzgórze jest częścią międzymózgowia i jest częścią układu limbicznego. Jest to kompleksowo zorganizowana część mózgu, która pełni szereg funkcji wegetatywnych, odpowiada za humoralne i neurosekrecyjne zaopatrzenie organizmu, emocjonalne reakcje behawioralne i inne funkcje.

Morfologicznie w podwzgórzu wyróżnia się około 50 par jąder, podzielonych topograficznie na 5 dużych grup: 1) grupa lub obszar przedwzrokowy, do którego zalicza się: jądro okołokomorowe, jądro przedwzrokowe, jądra przedwzrokowe przyśrodkowe i boczne, 2) grupa przednia: nadwzroczna, przykomorowa i jądra nadskrzyżowaniowe, 3) grupa środkowa: jądra brzuszno-przyśrodkowe i grzbietowo-przyśrodkowe, 4) grupa zewnętrzna: jądro podwzgórza bocznego, jądro guzowatości szarej, 5) grupa tylna: jądro podwzgórza tylnego, jądro okołooczodołowe, jądra przyśrodkowe i boczne ciał sutkowych.

Neurony podwzgórza mają szczególną wrażliwość na skład myjącej je krwi: zmiany pH, pCO 2 PO 2 zawartość katecholamin, jonów potasu i sodu. Jądro nadwzrokowe zawiera osmoreceptory. Podwzgórze jest jedyną strukturą mózgu pozbawioną bariery krew-mózg. Neurony podwzgórza są zdolne do neurosekrecji peptydów, hormonów i mediatorów.

Neurony wrażliwe na adrenalinę zidentyfikowano w tylnym i bocznym podwzgórzu. Neurony adrenoreceptywne mogą znajdować się w tym samym jądrze podwzgórza, co neurony cholinoreceptywne i receptory serotoninowe. Wstrzyknięcie adrenaliny lub noradrenaliny do bocznego podwzgórza powoduje reakcję pokarmową, a wstrzyknięcie acetylocholiny lub karbocholiny powoduje reakcję picia. Neurony jądra brzuszno-przyśrodkowego i bocznego podwzgórza wykazują dużą wrażliwość na glukozę ze względu na obecność w nich „glukoreceptorów”.

Funkcja przewodnika podwzgórza

Podwzgórze ma połączenia doprowadzające z mózgiem węchowym, zwojami podstawy, wzgórzem, hipokampem, korą oczodołową, skroniową i ciemieniową.

Drogi odprowadzające są reprezentowane przez: drogi mamillothalamiczne, podwzgórzowo-wzgórzowe, podwzgórzowo-przysadkowe, mamillotegmentalne, podwzgórzowo-hipokampowe. Ponadto podwzgórze wysyła impulsy do ośrodków autonomicznych pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Podwzgórze ma ścisły związek z budową siatkową pnia mózgu, która determinuje przebieg reakcji autonomicznych organizmu, jego odżywianie i zachowanie emocjonalne.

Funkcje własne podwzgórza

Podwzgórze jest głównym ośrodkiem podkorowym regulującym funkcje autonomiczne. Podrażnienie przedniej grupy jąder imituje działanie przywspółczulnego układu nerwowego, jego trofotropowego działania na organizm: zwężenie źrenicy, bradykardia, obniżone ciśnienie krwi, zwiększone wydzielanie i ruchliwość przewodu żołądkowo-jelitowego. Jądra nadwzrokowe i przykomorowe biorą udział w regulacji metabolizmu wody i soli w wyniku produkcji hormonu antydiuretycznego.

Stymulacja tylnej grupy jąder ma działanie ergotropowe, aktywuje działanie współczulne: rozszerzenie źrenic, tachykardię, podwyższone ciśnienie krwi, hamowanie motoryki i wydzielania przewodu żołądkowo-jelitowego.

Podwzgórze zapewnia mechanizmy termoregulacji. Zatem jądra przedniej grupy jąder zawierają neurony odpowiedzialne za przenoszenie ciepła, a tylna grupa - za proces wytwarzania ciepła. Jądra grupy środkowej biorą udział w regulacji metabolizmu i zachowań żywieniowych. Ośrodek nasycenia znajduje się w jądrach brzuszno-przyśrodkowych, a ośrodek głodu w jądrach bocznych. Zniszczenie jądra brzuszno-przyśrodkowego prowadzi do hiperfagii - zwiększonego spożycia pokarmu i otyłości oraz zniszczenia jąder bocznych - do całkowitej odmowy jedzenia. Centrum pragnienia znajduje się w tym samym rdzeniu. Podwzgórze zawiera ośrodki metabolizmu białek, węglowodanów i tłuszczów, ośrodki regulacji oddawania moczu i zachowań seksualnych (jądro nadskrzyżowaniowe), strachu, wściekłości i cyklu snu i czuwania.

Regulacja wielu funkcji organizmu przez podwzgórze odbywa się poprzez produkcję hormonów przysadkowych i hormonów peptydowych: Liberyni, stymulujące uwalnianie hormonów z przedniego płata przysadki mózgowej i statyny - hormony hamujące ich uwalnianie. Te hormony peptydowe (hormon uwalniający tyreotropinę, hormon uwalniający kortykotropinę, somatostatyna itp.) Docierają do przedniego płata przez wrotny układ naczyniowy przysadki mózgowej i powodują zmianę w produkcji odpowiedniego hormonu przysadki mózgowej.

Jądra nadwzrokowe i przykomorowe, oprócz udziału w metabolizmie wody i soli, laktacji i skurczach macicy, wytwarzają hormony o charakterze polipeptydowym - oksytocyna I hormon antydiuretyczny (wazopresyna), które za pomocą transportu aksonalnego docierają do przysadki mózgowej i gromadząc się w niej, mają odpowiedni wpływ na wchłanianie zwrotne wody w kanalikach nerkowych, napięcie naczyniowe i skurcz ciężarnej macicy.

Jądro nadskrzyżowaniowe jest związane z regulacją zachowań seksualnych, a procesy patologiczne w okolicy tego jądra prowadzą do przyspieszonego dojrzewania i nieprawidłowości miesiączkowania. To samo jądro jest głównym czynnikiem napędzającym rytmy dobowe (dobowe) wielu funkcji organizmu.

Jak wspomniano powyżej, podwzgórze jest bezpośrednio związane z regulacją cyklu snu i czuwania. W tym przypadku podwzgórze tylne stymuluje czuwanie, podwzgórze przednie stymuluje sen, a uszkodzenie tylnego podwzgórza może powodować patologię Sopor.

Podwzgórze i przysadka mózgowa wytwarzają neuropeptydy związane z układem antynoceptywnym (łagodzącym ból), czyli opiatami: enkefaliny I endorfiny.

Podwzgórze jest częścią układu limbicznego, który bierze udział w zachowaniach emocjonalnych.

D. Olds, wszczepiając elektrody do niektórych jąder podwzgórza szczura, zaobserwował, że przy pobudzeniu niektórych jąder następowała reakcja negatywna, podczas gdy inne były pozytywne: szczur nie odsunął się od pedału zamykającego prąd stymulujący, lecz go nacisnął aż do wyczerpania (eksperymentuj z samoirytacją). Można przypuszczać

na żywo, że irytowało to „ośrodki przyjemności”. Podrażnienie przedniego podwzgórza wywołało obraz wściekłości, strachu i biernej reakcji obronnej, natomiast tylne podwzgórze wywołało aktywną agresję i reakcję ataku.

„Mózg endokrynologiczny” to to, co anatomowie nazywają podwzgórzem (od greckiego „hypo” - pod, „wzgórze” - pokój, sypialnia). Znajduje się w ludzkim mózgu, ale jest bardzo ściśle powiązany z przysadką mózgową, najważniejszym narządem układu hormonalnego człowieka. Pomimo niewielkich rozmiarów podwzgórze ma bardzo złożoną budowę i pełni w naszym organizmie zarówno funkcje autonomiczne, jak i endokrynologiczne.

Co to jest podwzgórze?

Podwzgórze znajduje się u samej podstawy mózgu - odcinka pośredniego, tworzącego ściany i podstawę dolnej części trzeciej komory mózgowej. Jest to niewielki obszar położony bezpośrednio pod wzgórzem, w strefie podskórnej. Stąd druga nazwa podwzgórza - podwzgórze.

Anatomicznie podwzgórze jest pełnoprawną częścią ośrodkowego układu nerwowego i jest połączone włóknami nerwowymi z jego głównymi strukturami - korą i pniem mózgu, móżdżkiem, rdzeniem kręgowym itp. Z drugiej strony podwzgórze bezpośrednio kontroluje pracę przysadki mózgowej i wraz z nią tworzy układ podwzgórzowo-przysadkowy. Nazywa się to również neuroendokrynnym - układ pełni zarówno funkcje ośrodkowego układu nerwowego (na przykład metabolizm), jak i funkcje endokrynologiczne (przysadka mózgowa wytwarza hormony, a ośrodki podwzgórza kontrolują te procesy).

Najważniejsza rola podwzgórza w funkcjonowaniu całego organizmu nie pozwala naukowcom na jednoznaczne zaklasyfikowanie go do jakiegokolwiek układu organizmu. Przypuszcza się, że znajduje się na styku dwóch układów, hormonalnego i centralnego układu nerwowego, będąc łącznikiem między nimi.

Rowek podwzgórzowy oddziela podwzgórze od wzgórza, jest to górna granica narządu. Z przodu jest ograniczony płytką końcową istoty szarej, która służy jako rodzaj warstwy między podwzgórzem a skrzyżowaniem wzrokowym.

Boczne granice podwzgórza stanowią drogi wzrokowe. A dolna część podwzgórza lub dno dolnej komory nazywana jest szarym guzkiem. Przechodzi do lejka, który z kolei sięga do szypułki przysadki mózgowej. Wisi na nim przysadka mózgowa.

Podwzgórze waży bardzo niewiele - około 3-5 gramów, naukowcy wciąż spierają się o jego wielkość. Niektórzy badacze porównują go objętościowo do orzecha migdałowego, inni uważają, że może osiągnąć długość paliczka kciuka. Podwzgórze ma opływowy, lekko wydłużony kształt. Wiele komórek podwzgórza jest dokładnie „wlutowanych” w sąsiednie obszary mózgu, dlatego dziś nie istnieje jasny opis podwzgórza.

Ale jeśli prawdziwy rozmiar i wygląd tej części mózgu nadal nie jest dokładnie znany, strukturę podwzgórza bada się od bardzo dawna.

Podwzgórze jest podzielone na kilka obszarów, w których gromadzą się specjalne skupiska neuronów - jądra podwzgórza. Każda grupa jąder pełni swoje specjalne funkcje. Większość tych jąder jest sparowanych i znajduje się po obu stronach komory trzeciej, gdzie znajduje się sam narząd. Dokładna liczba tych jąder w podwzgórzu człowieka nie jest znana, w literaturze medycznej można znaleźć różne dane na ten temat. Naukowcy są zgodni co do jednego - liczba jąder waha się w przedziale 32-48.

Istnieje kilka klasyfikacji opisujących budowę podwzgórza. Jedną z najpopularniejszych jest typologia radzieckich anatomów L.Ya. Pines i R.M. Maimana. Według nich podwzgórze składa się z trzech części:

  • odcinek przedni (obejmuje komórki neurosekrecyjne);
  • część środkowa (obszar szarego guzka i lejka);
  • dolna część (ciała wyrostka sutkowatego).

Według wielu naukowców przedni podwzgórze składa się z 2 stref, przedwzrokowej i przedniej. Niektórzy eksperci podzielają te obszary. Przedni podwzgórze obejmuje jądra nadskrzyżowaniowe, nadwzrokowe (nadwzrokowe), przykomorowe (okołokomorowe).

Środkowa część podwzgórza składa się z szarego guzka - cienkiej płytki istoty szarej mózgu. Zewnętrznie guzek wygląda jak pusty występ dolnej ściany trzeciej komory. Wierzchołek tego guzka jest wydłużony w wąski lejek, który łączy się z przysadką mózgową. W tym obszarze skupiają się następujące jądra: guzowaty (szary bulwiasty), brzuszno-przyśrodkowy i grzbietowo-przyśrodkowy, pallido-lejkowy, mammilo-lejkowy.

Ciała sutkowe są częścią tylnego podwzgórza. Są to dwie pagórkowate formacje istoty białej, w których ukryte są 2 szare jądra. W tylnej części podwzgórza znajdują się następujące grupy jąder: sutkowo-lejkowate, jądra ciał sutkowatych (sutkowatych), nadsutkowe. Największym jądrem w tej strefie jest trzon sutkowaty przyśrodkowy.

Podwzgórze to jedna z najstarszych części mózgu, naukowcy odnajdują ją nawet u niższych kręgowców. U wielu ryb podwzgórze jest najbardziej rozwiniętą częścią mózgu. U ludzi rozwój podwzgórza rozpoczyna się w pierwszych tygodniach rozwoju embrionalnego, a wraz z narodzinami dziecka narząd ten jest już w pełni ukształtowany.

Lub region podwzgórzowy to niewielki obszar położony poniżej obszaru wzgórzowego w międzymózgowiu. Pomimo niewielkich rozmiarów neurony podwzgórza tworzą od 30 do 50 grup jąder odpowiedzialnych za wszelkiego rodzaju wskaźniki homeostatyczne organizmu, a także regulujące większość funkcji neuroendokrynnych mózgu i organizmu jako całości. Neurony podwzgórza mają rozległe połączenia z niemal wszystkimi ośrodkami i oddziałami ośrodkowego układu nerwowego, natomiast na szczególną uwagę zasługują połączenia neuroendokrynne podwzgórza i przysadki mózgowej. Decydują o powstaniu tzw. jednolitego funkcjonalnie układu podwzgórzowo-przysadkowego, który odpowiada za produkcję hormonów przysadkowych i podwzgórzowych oraz jest centralnym ogniwem łączącym układ nerwowy i hormonalny. Przyjrzyjmy się bliżej, jak działa podwzgórze, czym jest i jakie konkretne funkcje organizmu zapewnia ten mały obszar mózgu.

Cechy anatomiczne

Chociaż aktywność funkcjonalna podwzgórza została dość dobrze zbadana, obecnie nie ma wystarczająco wyraźnych granic anatomicznych określających podwzgórze. Struktura z punktu widzenia anatomii i histologii wiąże się z tworzeniem rozległych połączeń neuronalnych obszaru podwzgórza z innymi częściami mózgu. Zatem podwzgórze znajduje się w obszarze podwzgórza (poniżej wzgórza, skąd wzięła się jego nazwa) i bierze udział w tworzeniu ścian i dna trzeciej komory mózgu. Blaszka końcowa anatomicznie tworzy przednią granicę podwzgórza, a jej tylną granicę tworzy hipotetyczna linia biegnąca od tylnego spoidła mózgu do ogonowych ciał sutkowych.

Pomimo niewielkich rozmiarów obszar podwzgórza jest strukturalnie podzielony na kilka mniejszych obszarów anatomicznych i funkcjonalnych. W dolnej części podwzgórza wyróżnia się struktury takie jak szary guzek, lejek i środkowe wzniesienie, a dolna część lejka często przechodzi anatomicznie do szypułki przysadki mózgowej.

Jądra podwzgórza

Przyjrzyjmy się, które jądra znajdują się w podwzgórzu, czym są i na jakie grupy są podzielone. Zatem przez jądra w ośrodkowym układzie nerwowym rozumiemy nagromadzenie istoty szarej (ciał neuronowych) w grubości istoty białej (zakończenia aksonów i dendrytów - ścieżki). Funkcjonalnie jądra zapewniają przełączanie włókien nerwowych z jednej komórki nerwowej do drugiej, a także analizę, przetwarzanie i syntezę informacji.

Anatomicznie istnieją trzy grupy skupisk ciał neuronowych tworzących jądra podwzgórza: grupy przednie, środkowe i tylne. Obecnie ustalenie dokładnej liczby jąder podwzgórza jest dość trudne, ponieważ różne krajowe i zagraniczne źródła literackie podają różne dane dotyczące ich liczby. Przednia grupa jąder znajduje się w obszarze skrzyżowania wzrokowego, środkowa grupa leży w obszarze szarej guzowatości, a tylna grupa w obszarze ciał wyrostka sutkowatego, tworząc tzw. odcinki podwzgórza.

Przednia grupa jąder podwzgórza obejmuje jądra nadwzrokowe i przykomorowe, środkowa grupa jąder, odpowiadająca obszarowi lejka i szarej guzowatości, obejmuje jądra boczne, a także jądra grzbietowo-przyśrodkowe, guzowate i brzuszno-przyśrodkowe oraz grupa tylna obejmuje ciała sutkowe i jądra tylne. Z kolei autonomiczna funkcja podwzgórza jest zapewniona poprzez funkcję struktur jądrowych, anatomiczne i funkcjonalne powiązania z resztą mózgu, kontrolę podstawowych reakcji behawioralnych i uwalnianie hormonów.

Hormony podwzgórza

Obszar podwzgórza wydziela wysoce specyficzne i biologicznie aktywne substancje, zwane „hormonami podwzgórza”. Słowo „hormon” pochodzi od greckiego „podniecam”, co oznacza, że ​​hormony są wysoce aktywnymi związkami biologicznymi, które w stężeniach nanomolowych mogą prowadzić do znaczących zmian fizjologicznych w organizmie. Przyjrzyjmy się, jakie hormony wydziela podwzgórze, czym są i jaka jest ich rola regulacyjna w funkcjonowaniu funkcjonalnym całego organizmu.

Ze względu na aktywność funkcjonalną i miejsce zastosowania hormony podwzgórza dzielą się na następujące grupy:

  • uwalniające hormony lub liberiny;
  • statyny;
  • hormony tylnego płata przysadki mózgowej (wazopresyna lub hormon antydiuretyczny i oksytocyna).

Funkcjonalnie hormony uwalniające wpływają na aktywność i uwalnianie hormonów przez komórki przedniego płata przysadki mózgowej, zwiększając ich produkcję. Hormony statynowe pełnią dokładnie odwrotną funkcję, zatrzymując produkcję substancji biologicznie czynnych. Hormony tylnego przysadki mózgowej są w rzeczywistości wytwarzane w jądrach nadwzrokowych i przykomorowych podwzgórza, a następnie są transportowane przez zakończenia aksonów do tylnego przysadki mózgowej. Zatem hormony podwzgórza są rodzajem elementów kontrolnych, które regulują produkcję innych hormonów. Liberyny i statyny regulują produkcję hormonów tropowych przysadki mózgowej, które z kolei wpływają na narządy docelowe. Przyjrzyjmy się głównym aspektom funkcjonalnym regionu podwzgórza, czyli za co odpowiada podwzgórze w organizmie.

Podwzgórze w regulacji funkcji układu sercowo-naczyniowego

Do tej pory wykazano eksperymentalnie, że elektryczna stymulacja różnych obszarów podwzgórza może prowadzić do dowolnego ze znanych efektów neurogennych na układ sercowo-naczyniowy. W szczególności poprzez stymulację ośrodków podwzgórza można osiągnąć wzrost lub spadek ciśnienia krwi, zwiększenie lub zmniejszenie częstości akcji serca. Wykazano, że w różnych obszarach podwzgórza funkcje te zorganizowane są w sposób obustronny (tj. istnieją ośrodki odpowiedzialne za podwyższenie ciśnienia krwi i ośrodki odpowiedzialne za jego obniżenie): pobudzenie bocznego i tylnego obszaru podwzgórza prowadzi do wzrost ciśnienia i częstotliwości krwi, skurcze serca, natomiast pobudzenie podwzgórza w okolicy skrzyżowania wzrokowego może wywołać dokładnie odwrotne skutki. Anatomiczną podstawą tego typu wpływów regulacyjnych są specyficzne ośrodki regulujące czynność układu sercowo-naczyniowego, zlokalizowane w obszarach siatkowatych mostu i rdzenia przedłużonego oraz rozległe połączenia nerwowe przechodzące od nich do podwzgórza. Funkcje regulacyjne są precyzyjnie zapewnione poprzez ścisłą wymianę informacji pomiędzy tymi obszarami mózgu.

Udział obszaru podwzgórza w utrzymaniu stałej temperatury ciała

Formacje jądrowe obszaru podwzgórza są bezpośrednio zaangażowane w regulację i utrzymanie stałej temperatury ciała. Obszar przedwzrokowy zawiera grupę neuronów odpowiedzialnych za ciągłe monitorowanie temperatury krwi.

Kiedy temperatura przepływającej krwi wzrasta, ta grupa neuronów jest w stanie zwiększyć impulsy, przekazując informację do innych struktur mózgu, uruchamiając w ten sposób mechanizmy wymiany ciepła. Kiedy temperatura krwi spada, impuls z neuronów maleje, co powoduje uruchomienie procesów wytwarzania ciepła.

Udział podwzgórza w regulacji gospodarki wodnej organizmu

Bilans wodno-solny organizmu, wazopresyna, podwzgórze – co to jest? Odpowiedź na te pytania znajduje się w dalszej części tej sekcji. Podwzgórzowa regulacja bilansu wodnego organizmu odbywa się na dwa główne sposoby. Pierwszym z nich jest powstawanie poczucia pragnienia i komponentu motywacyjnego, na który składają się mechanizmy behawioralne prowadzące do zaspokojenia powstałej potrzeby. Drugim sposobem jest regulacja utraty płynów z organizmu poprzez mocz.

Ośrodek pragnienia, który determinuje powstawanie uczucia o tej samej nazwie, zlokalizowany jest w bocznym obszarze podwzgórza. Jednocześnie wrażliwe neurony w tym obszarze stale monitorują nie tylko poziom elektrolitów w osoczu krwi, ale także ciśnienie osmotyczne, a wraz ze wzrostem stężenia powodują powstawanie uczucia pragnienia, co prowadzi do powstawania reakcji behawioralnych mające na celu poszukiwanie wody. Po znalezieniu wody i zaspokojeniu pragnienia ciśnienie osmotyczne krwi i skład elektrolitów normalizują się, co przywraca normalne odpalanie neuronów. Tym samym rola podwzgórza sprowadza się do tworzenia autonomicznej podstawy mechanizmów behawioralnych mających na celu zaspokojenie pojawiających się potrzeb żywieniowych.

Za regulację utraty lub wydalania wody przez nerki odpowiadają tzw. jądra nadwzrokowe i przykomorowe podwzgórza, które odpowiadają za produkcję hormonu zwanego wazopresyną, czyli hormonem antydiuretycznym. Jak sama nazwa wskazuje, hormon ten reguluje ilość wody wchłanianej ponownie w kanalikach zbiorczych nefronów. W tym przypadku synteza wazopresyny odbywa się we wspomnianych jądrach podwzgórza, a następnie poprzez zakończenia aksonów jest transportowana do tylnej części przysadki mózgowej, gdzie jest magazynowana do wymaganego momentu. W razie potrzeby tylny płat przysadki mózgowej uwalnia ten hormon do krwi, co zwiększa wchłanianie zwrotne wody w kanalikach nerkowych i prowadzi do zwiększenia stężenia wydalanego moczu i obniżenia poziomu elektrolitów we krwi.

Udział podwzgórza w regulacji czynności skurczowej macicy

Neurony jąder przykomorowych wytwarzają hormon, taki jak oksytocyna. Hormon ten odpowiada za kurczliwość włókien mięśniowych macicy podczas porodu, a w okresie poporodowym - za kurczliwość przewodów mlecznych gruczołów sutkowych. Pod koniec ciąży, bliżej porodu, na powierzchni mięśniówki macicy następuje wzrost liczby specyficznych receptorów dla oksytocyny, co zwiększa jej wrażliwość na hormon. W momencie porodu wysokie stężenie oksytocyny i wrażliwość na nią włókien mięśniowych macicy przyczyniają się do prawidłowego przebiegu porodu. Po urodzeniu, gdy dziecko chwyta sutek, następuje pobudzenie produkcji oksytocyny, co powoduje obkurczenie przewodów mlecznych gruczołów sutkowych i uwolnienie mleka.

Ponadto, w przypadku braku ciąży i karmienia piersią, a także u mężczyzn, hormon ten jest odpowiedzialny za powstawanie uczuć miłości i współczucia, od czego otrzymał drugie imię - „hormon miłości” lub „hormon szczęścia”.

Udział podwzgórza w powstawaniu uczucia głodu i sytości

W bocznym obszarze podwzgórza znajdują się specyficzne, zorganizowane na zasadzie wzajemności ośrodki, odpowiedzialne za powstawanie uczucia pragnienia i sytości. Wykazano eksperymentalnie, że elektryczna stymulacja ośrodków odpowiedzialnych za powstawanie uczucia głodu prowadzi do pojawienia się reakcji behawioralnej polegającej na poszukiwaniu i spożywaniu pokarmu nawet u dobrze odżywionego zwierzęcia, a pobudzenie ośrodka sytości prowadzi do odmowy pożywienia zwierzęciu, które głodowało od kilku dni.

W przypadku uszkodzenia bocznego obszaru podwzgórza i ośrodków odpowiedzialnych za powstawanie uczucia głodu może wystąpić tzw. Wygłodzenie, które prowadzi do śmierci, a przy patologii i obustronnym uszkodzeniu okolicy brzuszno-przyśrodkowej pojawia się nienasycony apetyt i brak sytości , co prowadzi do powstawania otyłości.

Podwzgórze w okolicy ciała sutkowego bierze również udział w powstawaniu reakcji behawioralnych związanych z jedzeniem. Podrażnienie tego obszaru prowadzi do reakcji takich jak lizanie warg i połykanie.

Regulacja aktywności behawioralnej

Pomimo niewielkich rozmiarów, zaledwie kilku centymetrów sześciennych, podwzgórze bierze udział w regulacji aktywności behawioralnej i zachowań emocjonalnych, będąc częścią układu limbicznego. Jednocześnie podwzgórze ma rozległe połączenia funkcjonalne z pniem mózgu i formacją siatkową śródmózgowia, z przednim obszarem wzgórzowym i częściami limbicznymi kory mózgowej, lejkiem podwzgórza i przysadką mózgową w celu realizacji i koordynacji funkcje wydzielnicze i endokrynologiczne tego ostatniego.

Choroby podwzgórza

Patogenetycznie wszystkie choroby podwzgórza dzielą się na trzy duże grupy, w zależności od cech produkcji hormonów. Istnieją zatem choroby związane ze zwiększoną produkcją hormonów podwzgórza, ze zmniejszoną produkcją hormonów, a także z prawidłowym poziomem produkcji hormonów. Ponadto choroby podwzgórza i przysadki mózgowej są ze sobą bardzo ściśle powiązane, co wynika z wspólnego ukrwienia, budowy anatomicznej i aktywności funkcjonalnej. Często patologie podwzgórza i przysadki mózgowej łączy się w ogólną grupę chorób układu podwzgórzowo-przysadkowego.

Najczęstszą przyczyną prowadzącą do pojawienia się objawów klinicznych jest występowanie gruczolaka – łagodnego guza wywodzącego się z tkanki gruczołowej przysadki mózgowej. Co więcej, z reguły jego występowaniu towarzyszy wzrost produkcji hormonów z odpowiednim typowym objawem objawów klinicznych. Najczęstsze są nowotwory wytwarzające nadmierne ilości kortykotropiny (corticotropinoma), somatotropiny (somatotropinoma), tyreotropiny (thyrotrypinoma) itp.

Wśród typowych zmian podwzgórza należy wymienić prolactinoma - guz aktywny hormonalnie wytwarzający prolaktyinę. Temu stanowi patologicznemu towarzyszy rozpoznanie kliniczne hiperprolaktynemii i jest najbardziej charakterystyczne dla płci żeńskiej. Zwiększona produkcja tego hormonu prowadzi do zaburzeń miesiączkowania, pojawienia się zaburzeń sfery seksualnej, układu sercowo-naczyniowego itp.

Kolejną poważną chorobą związaną z zaburzeniem czynności funkcjonalnej układu podwzgórzowo-przysadkowego jest zespół podwzgórzowy. Stan ten charakteryzuje się nie tylko brakiem równowagi hormonalnej, ale także pojawieniem się zaburzeń w sferze wegetatywnej, zaburzeniami procesów metabolicznych i troficznych. Rozpoznanie tej choroby jest czasami niezwykle trudne, gdyż niektóre objawy maskują się jako objawy innych chorób.

Wniosek

Tym samym podwzgórze, którego funkcje w zakresie zapewnienia funkcji życiowych są trudne do przecenienia, jest najwyższym ośrodkiem integracyjnym odpowiedzialnym za kontrolowanie funkcji autonomicznych organizmu oraz mechanizmów behawioralnych i motywacyjnych. Będąc w złożonym związku z resztą mózgu, podwzgórze bierze udział w kontroli prawie wszystkich stałych życiowych organizmu, a jego porażka często prowadzi do ciężkiej choroby i śmierci.