Книга «Общие вопросы физиологии человека» посвящена принципам работы организма. Рассмотрены ключевые аспекты: функционирование нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем. Автор объясняет механизмы регуляции процессов, адаптацию к условиям среды и взаимодействие систем для поддержания гомеостаза. Издание предназначено для широкого круга читателей и специалистов в области медицины, биологии и смежных наук.
Приведённый ознакомительный фрагмент книги «Общие вопросы физиологии человека» предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ
У представителей высших млекопитающих и человека кора больших полушарий занимает центральное место в функционировании центральной нервной системы.
Корковые нейроны
Кора головного мозга представляет собой слой серого вещества толщиной 2—3 миллиметра, включающий около 14 миллиардов нейронов. Характерной чертой этого слоя является сложная сеть межнейронных связей, интенсивное развитие которых продолжается до 18 лет и в ряде случаев дольше.
Основные типы корковых нейронов — пирамидные и звездчатые клетки — выполняют различные функции. Звездчатые нейроны участвуют в восприятии раздражений и координации активности пирамидных клеток. Пирамидные нейроны обеспечивают эфферентные процессы, включая передачу сигналов по пирамидному тракту, а также взаимодействие между удалёнными нейронами в коре. Гигантские пирамидные клетки Беца, расположенные в моторной зоне коры (передняя центральная извилина), представляют собой самые крупные нейроны.
Функциональная единица коры — вертикальная колонка взаимосвязанных нейронов. Она включает крупные пирамидные клетки и окружающие их нейроны, взаимодействующие в единой системе. Все клетки одной колонки реагируют на одинаковое афферентное раздражение и совместно формируют эфферентные сигналы. Такие колонки могут объединяться в более крупные функциональные структуры, обеспечивая реализацию сложных реакций.
Функциональная специализация корковых областей
Различные участки коры мозга имеют свои структурные и функциональные особенности, что позволяет выделить три типа полей: первичные, вторичные и третичные.
Первичные поля обеспечивают связь коры с периферическими органами чувств и моторными системами. Они отвечают за формирование ощущений, таких как боль, зрение или слух. Например, зрительная кора, находящаяся в затылочной области, включает клетки-детекторы, чувствительные к свету и его параметрам. Поражения первичных полей приводят к утрате основных сенсорных функций, таких как корковая слепота или глухота.
Вторичные поля, расположенные рядом с первичными, занимаются интерпретацией и распознаванием поступающих сигналов. Например, они позволяют осмыслять звуки или изображения. Повреждение этих областей сохраняет способность воспринимать сигналы, но делает невозможным их распознавание или запоминание.
Третичные поля, наиболее развитые у человека, выполняют функции высшего уровня анализа, синтеза и организации поведения. Они располагаются в передних и задних зонах коры, соединяя теменные, затылочные и височные области с задними третичными зонами, а лобные доли — с передними. Их основная задача — координация деятельности полушарий. Задние третичные поля отвечают за обработку и хранение информации, пространственную ориентацию и представления о теле. Передние поля участвуют в управлении сложным поведением, включая планирование и реализацию произвольных действий.
Эти области играют ключевую роль в развитии речи и мышления. Согласованная работа сенсорных систем, объединяемая в третичных полях, позволяет формировать внутреннюю речь и мыслительные процессы. Нарушения в развитии этих зон приводят к серьёзным последствиям, таким как невозможность управления речью или выполнения простых двигательных действий.
Взаимодействие полушарий и их функциональная асимметрия
Когнитивные процессы человеческого мозга зависят от согласованной деятельности обоих полушарий, однако, как правило, одно из них выполняет ведущую, доминирующую роль. У большинства людей, использующих правую руку, доминирующим полушарием является левое, в то время как правое играет вспомогательную, субдоминантную роль. Левое полушарие характеризуется более сложной нейронной организацией, большей плотностью связей между нейронами и улучшенным кровоснабжением по сравнению с правым.
Именно в левом полушарии располагается моторный центр речи (центр Брока), отвечающий за артикуляцию, а также сенсорный центр речи, обеспечивающий восприятие и интерпретацию сказанного. Кроме того, левое полушарие управляет точными движениями кистей рук. У человека выделяют три типа функциональной асимметрии: моторную, сенсорную и психическую. Преимущество обычно наблюдается у одной из рук, ног, глаз или ушей. Тем не менее проявления асимметрии могут быть вариативными. Например, правши нередко обладают доминирующим левым глазом или ухом, сигналы от которых оказываются более значимыми. Обе стороны мозга способны управлять как противоположной половиной тела, так и одноименной, что позволяет компенсировать повреждения одного из полушарий и обеспечивает гибкость управления двигательными функциями.
Психическая асимметрия выражается в специализированных функциях каждого полушария. Левое полушарие выполняет аналитическую обработку информации, последовательно интерпретирует данные, участвует в формировании абстрактного мышления, оценке временных интервалов, прогнозировании событий и решении задач, связанных с логикой и языком. В свою очередь, правое полушарие ориентировано на целостное восприятие информации, базирующееся на интуиции и прошлом опыте, без обращения к языковым структурам. Оно отвечает за пространственное мышление и решение задач визуально-пространственного характера. Таким образом, правое полушарие ассоциируется с восприятием прошлого, а левое — с планированием будущего.
Электрическая активность коры головного мозга
Исследование электрической активности коры головного мозга остается одним из ключевых направлений в нейронауке. Учёные стремятся анализировать функциональное состояние коры, регистрируя её электрическую активность с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Современные электроэнцефалографы способны усиливать мозговые потенциалы в миллионы раз, что позволяет одновременно фиксировать электрическую активность в различных участках коры, обеспечивая анализ системных процессов.
Регистрация ЭЭГ осуществляется как в виде чернильной графической записи, так и в формате визуальных схем, представляющих электрическую активность на поверхности мозга. Для картирования таких данных активно применяются современные вычислительные технологии.
ЭЭГ отражает ритмическую активность, разделяемую на диапазоны частот, известные как ритмы ЭЭГ. В состоянии покоя доминирует альфа-ритм (8—13 Гц), при активной концентрации внимания регистрируется бета-ритм (более 14 Гц), засыпания и эмоциональные состояния сопровождаются тета-ритмом (4—7 Гц), а глубокий сон или состояние наркоза характеризуются дельта-ритмом (1—3 Гц).
Электроэнцефалограмма фиксирует сложные взаимодействия нейронов коры, возникающие в ходе умственной или физической активности (Ливанов, 1972). При интенсивных или необычных задачах часто наблюдается десинхронизация ЭЭГ — быстрое, хаотичное увеличение активности. По мере освоения двигательных навыков формируется синхронизация электрической активности, проявляющаяся в усилении взаимной согласованности ритмов различных зон коры, ответственных за управление движениями. Циклические действия сопровождаются медленными потенциалами, синхронизированными с выполняемыми, воображаемыми или запланированными движениями, что называют «мечеными ритмами» (Сологуб, 1973).
Помимо фоновой активности, в ЭЭГ выделяются отдельные потенциалы, связанные с конкретными событиями. Это могут быть вызванные потенциалы, появляющиеся в ответ на внешние стимулы (звуковые, зрительные и другие), а также потенциалы, связанные с подготовкой, выполнением или завершением движений. Примеры таких потенциалов включают «волну ожидания», премоторные, моторные и финальные потенциалы (Уолтер, 1966). В дополнение к этому фиксируются сверхмедленные колебания, длительность которых варьируется от секунд до десятков минут. Эти потенциалы, такие как «омега-потенциалы», отражают биохимические механизмы регуляции психофизиологических процессов.
Приведённый ознакомительный фрагмент книги «Общие вопросы физиологии человека» предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других