Нейробиология

1. Нейробиология Мозговые механизмы высших психических функций: межполушарная асимметрия и речь

2. Проблема локализации психических функций

3. Рисунок из книги Грегора Рейша “Margarita Philosophica”, опубликованной в 1504 году. В передней полости расположено “общее чувствилище”, связанное нервами с органами чувств; в этой полости пребывают также фантазия и воображение. Средняя полость – средоточение мыслей и суждений; в задней полости обитает память.

4. Средневековые представления о трех сферических желудочках мозга (рисунок Леонардо Да Винчи)

5. Франц Галль (Franz Joseph Gall) (1758—1828)

6. Френологические карты Ф.Галля

7. В неврологии конца XIX в. стали формироваться две гипотезы о локализации функций в головном мозге — локализационизм и эквипотенциальность. Выдающимся представителем эквипотенциалистов был американский ученый К.С.Лэшли (1929). Экспериментируя на крысах, он установил, что степень способности крыс решать достаточно сложные поведенческие задачи определяется скорее не локализацией повреждения головного мозга, а объемом этого повреждения. В качестве примера узкого локализационизма приведем взгляды известного немецкого психиатра К.Клейста (1934). На основании обработки огромного материала по огнестрельным ранениям мозга во время Первой мировой войны он разместил в различных участках коры больших полушарий такие «функции», как «схема тела», «понимание фраз», «конструктивные действия», «настроение» и ряд других. В.В.Шульговский

8. К. Лэшли (1890—1958) американский психофизиолог и нейропсихолог, сторонник бихевиоризма. Занимался проблемой мозговой локализации психических функций, используя метод удаления у животных различных частей головного мозга. Первоначально сформулировал положение об эквипотенциальности (равноценности) любых частей мозга в выработке навыков и решении интеллектуальных задач, отвергал принцип локализации рефлекторных актов (тем самым выступал против учения И.П. Павлова). В дальнейшем отказался от этой позиции.

9. [После открытия центров речи] узкий локализационизм стал наиболее популярным направлением в науке о мозге. Одна из наиболее серьезных попыток узкой локализации психических функций была предпринята немецким психиатром К. Клейстом в 1934 г. На материале черепно-мозговых ранений времен первой мировой войны он составил карту локализации психических функций. Е. Д. Хомская выделяет основные положения узкого локализационизма: - функция рассматривалась как неразложимая на компоненты психическая способность, которая соотносится с определенным участком мозга; - мозг, в свою очередь, представляет собой совокупность различных "центров", каждый из которых целиком заведует определенной функцией; - под локализацией понималось непосредственное наложение психического на морфологическое. Но, к сожалению, представители данного подхода не могли объяснить хорошо известные клинические факты: почему при поражении отдельных участков мозга могли нарушаться одновременно несколько психических функций и почему одна и та же функция страдала при поражении разных участков. Репина, Воронцов, Юматова. Основы клинической психологии. (2003 г.)

10. Карта локализации психических функций в мозге человека, составленная К.Клейстом (пример узкого локализационизма).В отличие от френологических карт Галля, данная карта основана на реальном клиническом материале, однако она отличается слишком буквальной привязкой психических функций к областям мозга.

11. Сенсорные и моторные функции имеют относительно определенную локализацию в мозге Упорядоченная проекция частей тела на постцентральную область коры больших полушарий получила название соматотопии. Соответственно проекцию сетчатки на затылочную область коры больших полушарий называют ретинотопией, а кортиева органа на височную кору — тонотопией. Моторная кора также имеет соматотопическую организацию.

12. Карта проекций частей тела на постцентральную (А) и прецентральную (Б) кору больших полушарий

13. Высшие психические функции не могут быть локализованы в отдельных областях мозга, а реализуются как результат взаимодействия большого количества мозговых структур. Это можно объяснить рядом причин, в том числе: 1. высшие формы психической деятельности человека опираются на внешние средства (Выготский). 2. локализация психических функций в головном мозге меняется как в процессе развития детского организма во взрослый, так и на последовательных этапах упражнения. 3. высшие формы психической деятельности лишь в небольшой степени заложены генетически, и наследственные задатки преобразуются в ходе развития каждого индивида в зависимости от окружающей его культурной и лингвистической среды.

14. Асимметрия больших полушарий и речь.

15. К. Вернике (K. Wernicke)(1848-1904) П. Брока (P. Broca) (1824-1880)

16. The relationship of the major language areas to the classical cytoarchitectonic map of the cerebral cortex. Whereas primary sensory and motor functions are sometimes coextensive with these areas, more general cognitive functions like attention, identification, and planning typically encompass a number of different cytoarchitectonic areas in one or more cortical lobes. The language functions described by Broca and Wernicke are associated with at least three of the cytoarchitectonic areas defined by Brodmann (area 22, at the junction of the parietal and temporal lobes [Wernicke’s area]; and areas 44 and 45, in the ventral and posterior region of the frontal lobe [Broca’s area]), and are not coextensive with any of them.

17. В результате открытия центров речи широкое распространение получили представления о взаимоотношении между полушариями. Одно полушарие (у правшей левое) является ведущим (доминантным) для речи и других высших функций, другое (правое) — у правшей находится под контролем доминантного полушария и не имеет особых функций. Его часто называли «молчащим полушарием». Только в 30-х годах XX столетия накопилось достаточно данных, потребовавших от ученых пересмотреть отношение к функциям правого полушария. Оказалось, что у здорового человека-правши оно обладает особыми зрительно-пространственными и другими невербальными способностями. Значение латерализации и асимметрии состоит в эффективном разделении функций между полушариями.

18. Рисунки больного с синдромом игнорирования при поражении теменной коры правого полушария (по Лурия, 1973)

19. В 95% случаев речь у правшей контролируется левым полушарием. У левшей речь управляется левым полушарием в 70% случаев, обоими - в 15%, правым - в 15% Для определения того, какое полушарие контролирует речь, применяют тест Вада, а также дихотическое прослушивание конкурирующих словесных сообщений, подаваемых раздельно в два уха (или аналогичную зрительную методику)

21. Роджер Сперри (Roger Wolcott Sperry) 1913-1994 За цикл исследований межполушарной асимметрии (в том числе на больных с расщепленным мозгом) получил в 1981 г. Нобелевскую премию

22. Главные комиссуры, соединяющие два полушария мозга. Обратите внимание на крупные размеры мозолистого тела по сравнению с другими соединениями.

23. Confirmation of hemispheric specialization for language obtained by studying individuals in whom the connections between the right and left hemispheres have been surgically divided. Single-handed, vision-independent stereognosis can be used to evaluate the language capabilities of each hemisphere in split-brain patients. Objects held in the right hand, which provides somatic sensory information to the left hemisphere, are easily named; objects held in the left hand, however, are not readily named by these patients.

24. Изображения объектов, попадающие в левую часть поля зрения, обрабатываются правым полушарием, а в правую – левым полушарием

25. Экспериментальная установка для проведения опытов с тахистоскопом у больных с рассеченным мозолистым телом. Названия или изображения предметов кратковременно предъявляются на правой или левой стороне экрана, а сами предметы расположены так, что их можно узнать только на ощупь.

26. Приспособления, используемые для латерализации зрительной и осязательной информации и для получения от испытуемого ответа, основанного на осязательных ощущениях

27. Visual stimuli or simple instructions can be given independently to the right or left hemisphere in normal and split-brain individuals. Since the left visual field is perceived by the right hemisphere (and vice versa), a briefly presented (tachistoscopic) instruction in the left visual field is appreciated only by the right brain (assuming that the individual maintains fixation on a mark in the center of the viewing screen). In normal subjects, activation of the right visual cortex leads to hemispheric transfer of visual information via the corpus callosum to the left hemisphere. In split-brain patients, information presented to the left visual field cannot reach the left hemisphere, and patients are unable to produce a verbal report regarding the stimuli. However, such patients are able to provide a verbal report of stimuli presented to the right visual field. A wide range of hemispheric functions can be evaluated using this tachistoscopic method, even in normal subjects.

28. Одновременное предъявление с помощью тахистоскопа различных стимулов правому и левому полушариям испытуемого P. S. Выбирая каждой рукой подходящие изображения, P. S. делает это в соответствии с раздражителем, предъявленным тому или другому полушарию. Но при словесном объяснении его левое полушарие постоянно стремится дать разумное обоснование тому выбору, которое сделало правое, хотя левое полушарие не имеет никакого представления о том, что именно видело правое и видело ли оно вообще что-нибудь.

29. Распознавание лиц левым и правым полушариями больного с расщепленным мозгом. Если при помощи установки ему предъявлять «составные портреты», каждое полушарие как бы дополняет проецируемую в него половину лица до целостного изображения, информация о котором в другое полушарие не поступает. Если требуется описать увиденное словами, то, левое полушарие справляется с такой задачей гораздо лучше. Однако при использовании невербальных признаков обнаруживаются преимущества правого полушария. (по Sperry et al. в [38] с изменениями)

30. Эксперимент по распознаванию составных лиц правым и левым полушариями головного мозга (здоровые испытуемые)

31. Изображения, подобные представленным здесь, легко и быстро воспринимаются как целое правым полушарием.

32. Различия в функциях правого и левого полушарий, выявленные у пациентов с расщепленным мозгом

34. Анатомическая асимметрия полушарий мозга. Вверху: сильвиева борозда в правом полушарии отклоняется вверх под большим углом. Внизу: задняя часть planum temporale обычно гораздо больше в левом полушарии, связанном с речевыми функциями.

35. Asymmetry of the rightand left human temporal lobes. Aregion of the surface of the temporal lobecalled the planum temporale is significantlylarger in the left hemisphere ofmost (but far from all) individuals. Amagnetic resonance image in the frontalplane, showing this asymmetry (arrows)in a normal adult subject. (Такая асимметрия наблюдается лишь у 67% людей, в то время как центр речи расположен слева у 95-97% людей)

37. Речь

38. Понятие второй сигнальной системы было предложено И. П. Павловым. И. П. Павлов называл слово сигналом сигналов, а речь — второй сигнальной системой. Она позволяет не только реагировать на конкретные стимулы и сиюминутные события, но в отвлеченной форме хранить и передавать информацию об отсутствующих предметах, а также о событиях прошлого и будущего, а не только о текущем моменте.

39. Области доминантного (левого у правшей) полушария человека, в котором локализованы центры речи

40. моторная кора зона Вернике аркуатный (крючковидный, дугообразный) угловая пучок (ангулярная) извилина зрительная кора зона Брока слуховая кора Области мозга, связанные с речью (включая произнесение речи, восприятие речи на слух, чтение и письмо)

41. Diagram of the major brain areas involved in the comprehension and production of language. The primary sensory, auditory, visual, and motor cortices are indicated to show the relation of Broca’s and Wernicke’s language areas to these other areas that are necessarily involved in the comprehension and production of speech, albeit in a less specialized way.

42. 1) зона Брока (в третьей лобной извилине): моторные образы слов; 2) зона Вернике (в первой височной извилине и надкраевой извилине теменной доли): слухоречевые образы слов; 3) зона в теменно-затылочной области - угловая (ангулярная) извилина (а также верхнетеменная и надкраевая извилины): зрительные образы слов.

43. Evidence for the variability of language representation among individuals, determined by electrical stimulation during neurosurgery. Diagram from Penfield’s original study illustrating sites in the left hemisphere at which electrical stimulation interfered with speech. (after Penfield and Roberts, 1959)

44. Evidence for the variability of language representation among individuals, determined by electrical stimulation during neurosurgery. Diagrams summarizing data from 117 patients whose language areas were mapped by electrical recording at the time of surgery. The number in each red circle indicates the (quite variable) percentage of patients who showed interference with language in response to stimulation at that site. Note also that many of the sites that elicited interference fall outside the classic language areas (after Ojemann et al., 1989.)

45. Language-related regions of the left hemisphere mapped by positron emission tomography (PET) in a normal human subject. Subjects reclined within the PET scanner and followed instructions on a special display (these details are not illustrated). The left panels indicate the task being practiced prior to scanning. The PET scan images are shown on the right. Language tasks such as listening to words and generating word associations elicit activity in Broca’s and Wernicke’s areas, as expected. However, there is also activity in primary and association sensory and motor areas for both active and passive language tasks. These observations indicate that language processing involves cortical regions in addition to the classic language areas. (From Posner and Raichle, 1994.)

46. Афазия (от греч. a – отрицат. частица и phasis – высказывание) — системные нарушения речи, вызванные локальными поражениями коры левого полушария (у правшей), при сохранении способности слышать и различать звуки, а также произносить членораздельные звуки. Эти нарушения могут затрагивать фонематическую, морфологическую и синтаксическую структуры активной и пассивной речи.

47. 1) поражение зоны Брока: моторная афазия (нарушения артикуляции); 2) поражение зоны Вернике: сенсорная афазия («словесная глухота», расстройство понимания устной речи); 3) поражение затылочной доли или угловой извилины теменной доли: алексия («словесная слепота», неспособность читать).

48. Сравнение двух видов афазии

49. Афазия Брока: ‘I am a sig…no…man…uh, well,…again.’ These words were emitted slowly,and with great effort. The sounds were not clearly articulated; each syllable asuttered harshly, explosively, in a throaty voice. With practice, it was possibleto understand him, but at first I encountered considerable difficulty in this.‘Let me help you,’ I interjected. ‘You were a signal…’ ‘A sig-nal man…right,’Ford completed my phrase triumphantly. ‘Were you in the Coast Guard?’ ‘No,er, yes, yes, …ship…Massachu…chusetts…Coastguard …years.’ He raised hishands twice, indicating the number nineteen. ‘Oh, you were in the CoastGuard for nineteen years.’ ‘Oh…boy…right…right,’ he replied. ‘Why are youin the hospital, Mr. Ford?’ Ford looked at me strangely, as if to say, Isn’t itpatently obvious? He pointed to his paralyzed arm and said, ‘Arm no good,’then to his mouth and said, ‘Speech…can’t say…talk, you see.’ Howard Gardner, 1974. (The Shattered Mind: The Person after Brain Damage, pp. 60–61.)

50. Афазия Вернике: Boy, I’m sweating, I’m awful nervous, you know, once in a while I get caughtup, I can’t get caught up, I can’t mention the tarripoi, a month ago, quite a little,I’ve done a lot well, I impose a lot, while, on the other hand, you knowwhat I mean, I have to run around, look it over, trebbin and all that sort ofstuff. Oh sure, go ahead, any old think you want. If I could I would. Oh, I’mtaking the word the wrong way to say, all of the barbers here whenever theystop you it’s going around and around, if you know what I mean, that is tyingand tying for repucer, repuceration, well, we were trying the best that wecould while another time it was with the beds over there the same thing… Howard Gardner, 1974. (The Shattered Mind: The Person after Brain Damage, p. 68.)