Теория системной работы головного мозга. В основе системного функционирования головного мозга лежит межнейрональное взаимодействие

В основе системного функционирования головного мозга лежит межнейрональное взаимодействие. Как известно, нейрон представляет собой клетку с множественными отростками, которые могут осуществлять разнонаправленные связи с соседними и далеко лежащими нейронами. Однако взаимосвязь между нейронами осуществляется не только непосредственно, но и единичными, а так же цепью вставочными нейронами, которые, как полагают, имеют также регулирующую роль взаимодействия.

Различают дивергенцию и конвергенцию межнейрональных контактов. Дивергенция это контактирование одного нейрона с множеством нейронов (часто более высокого порядка). Дивергенция сигнала обеспечивает расширение сферы действия сигнала, что называют иррадиацией возбуждения. Конвергенция, в противоположность дивергенции, схождение многих отростков нейронов к одному нейрону. Нейрон, получающий сигнал путем конвергенции становится интегратором соответствующих сигналов. Анатомически взаимодействие функциональных зон головного мозга осуществляется благодаря межнейрональным связям. В процессе эволюционной организации мозга, образовались высокоорганизованные пучки волокон, которые связывают те или иные участки мозга между собой. По общепринятой классификации их разделяют на следующие группы:

· Ассоциативные пучки

· Коммисуральные пучки

· Проекционные пучки

Особую организацию и функционирование имеет ретикулярная формация.

Ассоциативные волокна составляют основу белого вещества, они соединяют как ближе лежащие, так и отдаленные корковые области. Многочисленные функционально значимые корковые области посредством ассоциативных волокон могут тесно взаимодействовать между собой. Наиболее важными ассоциативными пучками c точки зрения межкоркового взаимодействия являются следующие:

1. Аркообразные волокна, их называют также U-образными волокнами, которые занимают верхние подкорковые отделы белого вещества, формируют U-образный слой вокруг глубинных впадин коры и соединяют соседние корковые поля;

2. Верхний продольный пучок, проходит кзади от островка в переднезаднем направлении и соединяет лобные доли с теменно-затылочными и височными. Его лобновисочная порция огибает задний край сильвиевой щели и называется аркообразным пучком, который связывает речевые зоны Вернике и Брока.

3. Нижний продольный пучок соединяет височные и затылочные доли.

4. Крючковидный пучок огибает передние отделы сильвиевой щели, соединяет орбитальную долью с височным полюсом.

5. Пояс, является одним из ассоциативных пучков лимбической системы и, огибая мозолистое тело на всем его протяжении, соединяет подмозолистую область с парагипокампальной извилиной.

6. Верхние, нижние затылочные пучки и вертикальный затылочный пучок связывают затылочные доли с соседними участками, особенно с теменными.

Как отдельную специфическую и качественно самостоятельную ассоциативную систему выделяют ассоциативно таламокортикальную систему. Согласно анатомическим данным выделяют два высших ассоциативных таламокортикальных систем мозга. Первая, таламопариетальная система, включает заднюю группу ассоциативных ядер таламуса и проецируется на теменную область коры. Вторая, таламофронтальная система, на таламическом уровне состоит из медиодорзального ядра и проецируется на лобную область коры.

Эти ассоциативные системы являются продуктом прогрессивной дифференциации неспецифического таламуса и достигают значительных размеров у приматов и человека.

Таламопариетальная ассоциативная система представляет собой:

1. центральный аппарат первичного симультантного анализа и синтеза обстановочной афферентации и запуска механизмов ориентационных движений;

2. один из центральных аппаратов «схемы тела» и сенсорного контроля текущей двигательной активности

3. важнейший элемент долобной предпусковой интеграции, участвующий в формировании целевых полимодальных образов.

Вышесказанное дает основание рассматривать теменные области коры как важнейший дискреминационно-интегративный аппарат больших полушарии.

По данным О.С. Андрианова (1976) теменная ассоциативная кора посылает мощные нисходящие связи ко многим сенсорным, лимбическим, ретикулярным и двигательным аппаратам мозга и даже образует волокна в составе кортикоспинального тракта. После удаления теменной коры возникают глубокие нарушения в условно-рефлекторной деятельности как на простые мономодальные, так и в особенности на разномодальные комплексные сигналы. Это связано со специальной ролью теменной коры в управлении процессами селективного внимания, с оптимизацией режима текущей деятельности, а также с формированием ориентационных движений к опознаваемому сигналу.

Таламофронтальная система включает сенсомоторную кору, которая получает множественные проекции из специфических ассоциативных и неспецифических отделов таламуса, ассоциативные кортико-кортикальные и транскаллозальные входы из противоположного полушария и характеризуется наличием сложных синаптических комплексов для конвергенции на одном и том же нейроне множеств афферентных влияний.

По данным А.С. Батуева (1979,1981,1984) к ассоциативным полям конвергируются множественные афферентные посылки, несущие информацию о биологической значимости поступающего сигнала. Важной функциональной характеристикой высших ассоциативных систем является интеграция афферентации на кортикальном уровне для формирования программы ответной реакции. Также следует отметить, что высшие ассоциативные системы имеют свойство краткосрочного хранения интеграции, которая заключается в длительной внутрикорковой или таламокорковой реверберации импульсных потоков. Последний объясняет дефект памяти, и обучения животных после разрушения ассоциативных полей коры или соответствующих ядер таламуса.

Основной анатомической структурой коммисуральных волокон является мозолистое тело и передняя коммисура, которые связывают соседние гомотипические области коры и проекции рук и ног в соматосенсорной коре, что имеет важное функциональное значение для лобной коры. Передняя коммисура образует соединения между обонятельным мозгом, височными долями и надклювной лобной корой. Гиппокамповая коммисура или спайка свода, в основном соединяет задние колонки свода (ножки свода). Нейрональной основой интегрирующей функции ретикулярной формации служат длиноотростчатые клетки, аксоны которых могут распространять влияние, как в каудальном, так и в ростральном направлении. Для активности ретикулярных нейронов характерна аутогенная ритмика, которая служит для осуществления тонических влияний на спинной мозг и большие полушария головного мозга. Таким образом, ретикулярная формация выполняет активирующую и интегрирующую функцию.