Кора больших полушарий мозга. Развитие отделов головного мозга детей раннего возраста, подвергшихся внутриутробному воздействию алкоголя. Кора большого мозга. Развитие коры большого мозга. Строение коры большого мозга

Созревание коры больших полушарий - формирование нейронной организации коры больших полушарий в процессе развития ребенка. В развитии К. б. п. в онтогенезе выделяются два процесса - рост коры и дифференцировка ее нервных элементов. Наиболее интенсивный рост ширины коры и ее слоев происходит на первом году жизни, постепенно замедляясь и прекращаясь к в разные сроки - к 3 годам в проекционных, к 7 годам в ассоциативных областях. Рост коры происходит за счет расширения межнейронального пространства (разрежение клеток) и в результате увеличения волокнистого компонента - роста и разветвлений дендритов и аксонов - и развития клеток глии, осуществляющей метаболическое обеспечение развивающихся нервных клеток, которые увеличиваются в размерах.

Понимание языка дается областью Вернике, отвечающей за превосходные интеллектуальные функции, основанные на языке. Есть области, ответственные за первоначальную обработку визуального языка, содержащегося в словах, прочитанных на странице, например, и отправляет эту обработку в область Вернике, делая смысл визуально воспринимаемых слов.

Существует область коры, которая отвечает за именование объектов. Это главным образом воспринято слуховым вводом. Физические характеристики от визуального ввода. Имена необходимы для понимания языка, интеллекта и функций, выполняемых в районе Вернике.

Процесс дифференцировки нейронов, начинаясь также в раннем постнатальном онтогенезе, продолжается в течение длительного периода индивидуального развития, подчиняясь как генетическому фактору, так и внешнесредовым воздействиям.

>Первыми созревают афферентные и эфферентные пирамиды нижних слоев коры, позже - расположенные в более поверхностных слоях. Постепенно дифференцируются различные типы вставочных нейронов. Раньше созревают веретенообразные клетки, переключающие афферентную импульсацию из подкорковых структур к развивающимся пирамидным нейронам.

Область предлоновой ассоциации отвечает за процессы длительного мышления ума. Он способен сочетать немоторную информацию с областями, разбросанными по мозгу и, конечно же, двигательными мыслями. Область Брока содержит нейронные схемы для формирования слова и находится в сильной связи с районом Вернике.

Другая важная область, которая соединяется с корой, - это области лимбической ассоциации, ответственные за процессы обучения, эмоции и мотивации. Он только что ответил на длинную цепочку вопросов о том, как его эмоции и поведение были дома, в школе и с друзьями, и проводили следующие 40 минут, лежащие внутри устройства, что создавало бы почти 6 000 изображений его мозга. Эти мальчики и девочки участвуют в новаторском исследовании в Латинской Америке, которое стремится выявить изменения в структуре и функционировании мозга, которые характеризуют их здоровое созревание, и изменения, которые указывают на риск развития психических расстройств.

Звездчатые и корзинчатые клетки, обеспечивающие взаимодействие нейронов и циркуляцию возбуждения внутри коры, созревают позже. Заканчиваясь возбудительными и тормозными синапсами на телах нейронов, эти клетки создают возможность структурирования импульсной активности нейронов (чередование разрядов и пауз), что является основой нервного кода.

Наиболее важные результаты этого исследования стали появляться в последние месяцы. Врачи и другие специалисты в области психического здоровья надеются, что, как только они будут известны подробно, индикативные изменения нежелательного результата могут быть использованы в качестве маркеров риска для психических расстройств: признаки, которые возникают до того, как проблема проявится. Если обнаружены эффективные маркеры, может быть возможно вмешаться рано, чтобы защитить мозг и попытаться предотвратить заболевание.

«Мы хотим, чтобы в один прекрасный день смогли идентифицировать ранних людей с высоким риском развития психических расстройств», - говорит Еврипед Константино Мигель, профессор кафедры психиатрии Университета Сан-Паулу и координатор исследования. «Если у нас есть параметры для этого, мы могли бы планировать действия, чтобы вернуть мозг в свою нормальную траекторию развития».

Дифференцировка вставочных нейронов, начавшаяся в первые месяцы после рождения, наиболее интенсивно происходит в период от 3 до 6 лет. Их окончательная типизация в переднеассоциативных областях коры отмечается к 14-летнему возрасту.

Функционально важным фактором формирования нейронной организации коры больших полушарий является развитие отростков нервных клеток - дендритов и аксонов, образующих волокнистую структуру.

В большинстве случаев психиатрия появляется на месте после того, как болезнь установлена, а лечение сосредоточено на лечении лекарств и психотерапии для контроля симптомов и уменьшения вреда, которое он приносит человеку. За поиском маркеров риска растет осознание медицинской природы психических расстройств. Психиатрические болезни больше не понимаются только как расстройства разума или поведенческие расстройства, - объясняет Брессан, - они также являются заболеваниями головного мозга, сложным органом большой пластичности, который сильно зависит от окружающей среды, особенно благодаря социальным взаимодействиям.

Аксоны, по которым в кору поступает афферентная импульсация, в течение первых трех месяцев жизни покрываются миелиновой оболочкой, что существенно ускоряет поступление информации к нервным клеткам проекционной коры. Вертикально ориентированные апикальные дендриты обеспечивают взаимодействие клеток разных слоев коры. В проекционной зоне они созревают в первые недели жизни, достигая к 6 мес. третьего слоя. Дорастая до поверхности слоев, они образуют конечные разветвления.

Теоретическое предложение, более приемлемое в медицине и психологии, объясняет психические расстройства в результате взаимодействия между социальными, экономическими, психологическими и культурными условиями, в которых живет человек, - это так называемые факторы окружающей среды и их склонность к развитию проблемы, определяемой их генетические характеристики. Это гораздо более слабые изменения, чем те, которые встречаются при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Нейродегенеративные заболевания вызывают потерю клеток и приводят к крупным повреждениям, которые соответствуют потоку в районе города или даже к падению эстакады. Уже психические расстройства можно сравнить с несоответствием в сети семафоров. Обе проблемы препятствуют трафику, но первый тип обычно вызывает постоянные изменения, а второй может быть легко скорректирован, если обнаружен раньше.

Базальные дендриты, объединяющие нейроны в пределах одного слоя, имеют широкие разветвления, на которых образуются множественные контакты аксонов других нейронов. Рост базальных дендритов и их разветвлений увеличивает воспринимающую поверхность нервных клеток.

Специализация нейронов в процессе их дифференциации и увеличение количества и разветвленности отростков создают условия для объединения нейронов разного типа в клеточные группировки - нейронные ансамбли. В нейронные ансамбли включаются также клетки глии и разветвления сосудов, обеспечивающие клеточный метаболизм внутри нейронного ансамбля.

В то же время в эпидемиологических исследованиях стали появляться свидетельства того, что проблемы психического здоровья, помимо хронических, дорогостоящих и сильно отключенных, также начинаются рано. Кроме того, это свидетельствует о том, что психические расстройства связаны с неврологическими проблемами.

В исследовании с детьми и подростками Сан-Паулу и Порту-Алегри исследователи сравнивают траектории развития мозга, которые считаются здоровыми с теми, кто считается девиантным. Чтобы противостоять этим траекториям, они ожидают найти определенные шаблоны созревания, которые указывают, кто в будущем может стать больным. Параллельно они стремятся выявить изменения в уровнях соединений, обнаруженных в крови, и эмоциональные и поведенческие изменения, которые также могут быть связаны с наступлением психических расстройств.

Этапы формирования ансамблевой организации нервных клеток коры больших полушарий в онтогенезе.

В формировании ансамблевой организации в онтогенезе выделяют качественно различные этапы. К моменту рождения вертикально расположенные пирамидные клетки в близких слоях и их апикальные дендриты создают прообраз колонки, которая у новорожденных бедна межклеточными связями.

В долгосрочной перспективе ожидается получение набора надежных маркеров риска для области психического здоровья, что-то похожее на то, что уровни артериального давления и уровни холестерина в крови представляют собой сердечные заболевания. «Сердечная болезнь не начинается с артериальной обструкции и инфаркта, но гораздо раньше», - вспоминает Брессан. «То же самое касается психиатрической болезни». По этой причине психиатры и нейробиологи пытаются обнаружить что-то, что представляет для психических расстройств то же самое, что и высокий уровень холестерина для сердечных заболеваний.

1 год жизни характеризуется увеличением размеров нервных клеток, дифференциацией звездчатых вставочных нейронов, увеличением дендритов и аксонных разветвлений, выделяется ансамбль нейронов как структурная единица, окруженная тонкими сосудистыми разветвлениями.

К 3 годам ансамблевая организация усложняется развитием гнездных группировок, включающих разные типы нейронов.

Уже существуют факторы риска, связанные с некоторыми психическими расстройствами. Международные исследования, сопровождающие участников от детства до взрослой жизни, показали, например, что физическое и психологическое насилие, имевшее место в первые годы жизни и употребление наркотиков в подростковом возрасте, позднее связаны с психическими проблемами. Зная, в какой момент развитие мозга начинается с типичного пути, можно попытаться вмешаться - изменить привычки и другие факторы окружающей среды - чтобы он вернулся к нормальной траектории. Мы все еще мало знаем, как происходит развитие мозговых структур, - говорит Брессан.

В 5-6 лет, наряду с продолжающейся дифференциацией и специализацией нервных клеток, нарастает объем горизонтально расположенных волокон и плотность капиллярных сетей, окружающих ансамбль. Это способствует дальнейшему развитию межнейрональной интеграции в определенных областях коры.

К 9-10 годам усложняется структура отростков интернейронов и пирамид, увеличивается разнообразие ансамблей, формируются широкие горизонтальные группировки, включающие и объединяющие вертикальные колонки.

«Мы начинаем изучать, что формирует развитие мозга с большими когортами», - говорит нейробиолог Томаш Паус из Университета Торонто, Канада, который 15 лет назад начал одно из ранних когортных исследований по психическому здоровью в мире. «Это и другие крупные продольные когортные исследования предоставляют уникальную возможность изучить организацию и развитие головного мозга», - говорит Джулия Цер, Отдел путей развития психических расстройств, Национальный институт психического здоровья. «Мало что известно о развитии мозга, особенно о развитии нейронных схем и о том, как регионы влияют друг на друга на формирование своих функций», - объясняет он.

В 12-14 лет в нейронных ансамблях четко выражены разнообразные специализированные формы пирамидных нейронов, высокого уровня дифференцировки достигают интернейроны; в ансамблях всех областей коры, включая ассоциативные корковые зоны, за счет разветвлений отростков удельный объем волокон становится значительно выше удельного объема клеточных элементов.

На первом этапе бразильского проекта исследователи представили 770 из 512 участников магнитно-резонансных изображений, которые оценивали физическую структуру мозга и отображали функционирование некоторых сетей мозга. Противоположный и Дополнительный Более активный, когда вы находитесь в состоянии покоя, когда ваш ум блуждает, сеть стандартного режима связана с способностью человека обращаться к своему внутреннему миру и размышлять о себе и о своей способности запоминать важные события в своей жизни, как он был, когда он дал первый поцелуй.

К 18 годам ансамблевая организация коры по своим характеристикам достигает уровня взрослого.

Кора представлена слоем серого вещества толщиной 3-5 мм. В коре насчитывают до 15 и более млрд. нейронов, а число глиоцитов в головном мозге - более 100 млрд.
Развитие . Формирование коры больших полушарий происходит путем закономерной миграции нейробластов эпендимного слоя вдоль вертикально ориентированных радиальных глиоцитов. Первыми возникают наиболее поверхностный и глубокий слои коры. Затем возникают очередные последовательные волны миграции групп нейробластов, которые дифференцируются в нейроны V-гo, затем IV-гo слоя и д. т. Таким образом, нейробласты очередной волны миграции преодолевают слой нейронов, возникших от более ранней волны миграции. Это создает послойную (экранную) цитоархитектонику коры большого мозга.

Сеть когнитивного контроля, однако, состоит из зон мозга, вызванных, когда внимание необходимо сосредоточить на внешнем мире. Например, выполнить тест или выполнить расчет, или содержать и запрещать неуместное поведение, например, бросать бумажный мяч у учителя, стоящего на спине.

Эти две сети работают в оппозиции: когда человек активнее, другой остается менее активным, и наоборот. Сато использовал инструменты из области математики, называемой теорией графов, для оценки того, как характеристики этих двух сетей меняются с возрастом. Этот подход рассматривает области мозга так, как если бы они были точками или узлами сети и одновременностью активации двух областей как путей, соединяющих две точки. Эта стратегия имеет преимущество перед методами анализа данных, которые обычно используются в исследованиях состояния здоровья.

Между нейронами устанавливаются сложные взаимосвязи в соответствии с их местом в составе рефлекторных дуг. Формируются ядерные и экранные нервные центры. Тесные взаимоотношения в ходе гистогенеза складываются между нейронами и клетками глии.

Строение . Все нейроны коры мулътиполярные. Среди них по форме клеток различают пирамидные и непирамидные (звездчатые, корзинчатые, веретенообразные, паукообразные и горизонтальные) нейроны. Пирамидные нейроны, наиболее характерны для коры, имеют тело, по форме напоминающее пирамиду, вершина которой обращена к поверхности коры.

Это позволяет глобальный взгляд на организацию сетей связи мозга. Анализ изображений мозга 447 детей без признаков психического расстройства в возрасте от 7 до 15 лет показал, что в целом связь между точками этих сетей становится более устойчивой с возрастом. Это означает, что связь между областями мозга становится более интенсивной и синхронизированной. «Предыдущие исследования, оценивающие изменения в объеме мозговых структур, уже указывали, что это должно произойти», - говорит Брессан. «Теперь мы обнаружили, что эти изменения происходят в функционирующем мозге», - говорит он.

От основания пирамидной клетки отходит аксон, имеющий коллатерали (возвратные, горизонтальные, косые). От вершины и боковых поверхностей тела отходят длинные дендриты (апикальные и базальные). Апикальные дендриты группы нейронов объединяются в дендритические пучки. На поверхности дендритов одного пирамидного нейрона может быть до 4-6 тыс. специальных рецепторных аппаратов - шипиков. Наличие в последних актомиозинового комплекса позволяет изменять площадь синаптического контакта, следовательно, влиять на синаптическую связь.

Внутренняя иерархия этих сетей также меняется между окончанием детства и началом подросткового возраста. Некоторые области приобретают актуальность, в то время как другие проигрывают. Сато отметил, например, что медиальная префронтальная область коры головного мозга, связанная с абстрактным мышлением, планированием и контролем, сыграла более заметную роль в старших участниках. То же самое происходит с двумя областями искривленной извилины, внутренней складкой коры головного мозга, связанной с контролем эмоций и внимания, умением устанавливать социальные связи и прогнозировать и избегать неприятных ситуаций.

Величина тела пирамидных клеток варьирует от 10 до 150 мкм. Различают малые, средние, крупные и гигантские пирамиды. Пирамидные клетки - это эфферентные нейроны коры, их аксонные коллатерали образуют 3/4 всех синапсов в коре.

Звездчатые нейроны имеют тело в форме звезды. Дендриты отходят во все стороны от тела звездчатого нейрона. Они в большинстве случаев короткие и лишены шипиков. Аксоны звездчатых клеток образуют сложные разветвления около клетки. Это так называемые околоклеточные паутинообразные аксонные сети. Эти клетки встречаются в нижних слоях коры.

С возрастом передняя область и задняя область цигула начинают опосредовать связь между многими областями двух сетей, ведя себя как соединение очень занятых полос движения. Вид сбоку спереди и снизу: зоны мозга, которые образуют сеть стандартного режима и волокна.

Изменения в структуре деятельности этих сетей согласуются с тем, что известно о человеческом эмоциональном и когнитивном развитии. С детства до юности изменяются тонкие анатомические особенности некоторых областей, как и они общаются друг с другом. Эти преобразования сопровождаются развитием разных навыков. В первые годы жизни ребенок развивает двигательную способность и достигает возраста 5 или 6 лет, чтобы начать грамотность. В 9 лет она уже развила способность общаться в устной форме и начинает развивать способность делать более сложные математические абстракции.

Корзинчатые клетки (мелкие и крупные), расположены во П-м и Ш-м слоях коры, своими многочисленными отростками образуют синаптические связи с телами пирамидных нейронов V-ro слоя. Клетки содержат медиатор (ГАМК), который тормозит передачу возбуждения.

Нейроглиоморфные клетки встречаются во всех слоях коры. Это мелкие мультиполярные нейроны с короткими ветвящимися денд-ритами и аксонами.

Биполярные нейроны - малочисленная группа клеток, от тела которых отходят аксон и дендрит. В целом соотношение между пирамидными и другими формами нейронов равно 85:15, то есть в пользу пирамидных нейронов.

Цитоархитектоника . В двигательной зоне коры различают шесть основных слоев: молекулярный, наружный зернистый, пирамидный, внутренний зернистый, ганглионарный, слой полиморфных клеток.

В первом (наружном) молекулярном слое почти нет тел нейронов. Обнаруживаются единичные горизонтально ориентированные нейроны, тангенциальные ветвления нервных волокон нижележащих нейронов и глиальные клетки.

Второй, или наружный зернистый , слой содержит мелкие звездчатые и пирамидные нейроны размером около 10 мкм. Аксоны этих нейронов оканчиваются в III-м, IV-м и VI-м слоях коры, а дендриты поднимаются в молекулярный слой.

Третий слой - это слой средних и крупных пирамидных нейронов. Аксоны этих клеток образуют ассоциативные нервные волокна, идущие через белое вещество и соединяющие соседние участки коры.

Четвертый, или внутренний зернистый , слой содержит в основном мелкие звездчатые нейроны. Аксоны этих клеток, разветвляются в пределах соседних как выше, так и ниже лежащих слоев коры. Этот слой сильно развит в зрительной и слуховой зонах коры. Он состоит из сенсорных звездчатых нейронов, имеющих многочисленные ассоциативные связи с нейронами других типов.

Пятый - ганглионарный - слой образован большими пирамидными нейронами (клетками Беца). Апикальные дендриты нейронов направляются в молекулярный слой. Аксоны этих клеток идут в белое вещество, образуя комиссуральные и проекционные нервные волокна, и прежде всего пирамидные пути.

Шестой слой - слой полиморфных нейронов - содержит также много эфферентных пирамидных нейронов. Кроме того, здесь есть веретенообразные нейроны. Дендриты нейронов шестого слоя пронизывают всю толщину коры, достигая молекулярного слоя.