Senzorické oblasti

Senzorické oblasti mozku přijímají a zpracovávají smyslové informace, včetně zraku, hmatu, chuti, čichu a sluchu.

Senzorické oblasti jsou oblasti mozku, které přijímají a zpracovávají smyslové informace. Mozková kůra je spojena s různými subkortikálními strukturami, jako je thalamus a bazální ganglia. Většina senzorických informací je směrována do mozkové kůry prostřednictvím thalamu. Čichová informace však prochází čichovou žárovkou do čichové kůry a obchází thalamus. Kůra je běžně popisována jako složená ze tří částí: smyslové, motorické a asociační oblasti. Části kůry, které přijímají smyslové vstupy z thalamu, se nazývají primární smyslové oblasti. Každý z pěti smyslů souvisí se specifickými skupinami mozkových buněk, které kategorizují a integrují senzorické informace.

Pět senzorických modalit

Pět běžně uznávaných senzorických modalit, včetně zraku, sluchu, chuti , dotek a vůně, jsou zpracovány následovně:

Somatosenzorický systém

Primární somatosenzorická kůra, umístěná napříč centrálním sulkem a za primární motorickou kůrou, je konfigurována tak, aby obecně odpovídala uspořádání blízkých motorických buněk souvisejících se specifickými částmi těla.

Chuť

Primární chuťová oblast je blízko reprezentace obličeje v postcentrálním gyrusu.

Čichání

Čichová kůra se nachází v unku, který se nachází podél ventrálního povrchu spánkového laloku. Čich je jediný smyslový systém, který není veden přes thalamus.

Zrak

Zraková oblast se nachází na calcarine sulcus hluboko uvnitř záhybů týlního laloku.

Slyšení

Primární sluchová kůra se nachází na příčném gyri, který leží na zadní straně vyšší časové konvoluce spánkových laloků.

Organizace senzorických map

Každá hemisféra mozku obecně přijímá informace z opačné strany těla. Například pravá primární somatosenzorická kůra přijímá informace z levých končetin a pravá zraková kůra přijímá informace z levého oka. Organizace smyslových map v kůře odráží organizaci odpovídajícího smyslového orgánu v tzv. Topografické mapě. Sousední body v primární zrakové kůře například odpovídají sousedním bodům v sítnici. Tato topografická mapa se nazývá retinotopická mapa.

Podobně existuje tonotopická mapa v primární sluchové kůře a somatotopická mapa v primární senzorické kůře. Tato somatotopická mapa byla běžně ilustrována jako deformovaná lidská reprezentace, somatosenzorický homunculus, ve kterém velikost různých částí těla odráží relativní hustotu jejich inervace.

Kortikální homunculus je fyzické znázornění člověka tělo umístěné v mozku. Tato neurologická mapa anatomických rozdělení těla zobrazuje část lidského mozku přímo spojenou s aktivitou konkrétní části těla. Jednoduše řečeno, je to pohled na tělo z pohledu mozku. Oblasti se spoustou smyslové inervace, jako jsou konečky prstů a rty, vyžadují ke zpracování jemnějšího pocitu více kortikální oblasti.

Oblasti motoru

Oblasti motoru, uspořádané jako sluchátka přes obě hemisféry kůry, jsou zapojeny do kontroly dobrovolných pohybů.

Motorické oblasti mozku se nacházejí v obou hemisférách mozkové kůry. Jsou umístěny jako sluchátka, která se táhnou od ucha k uchu. Oblasti motoru velmi úzce souvisejí s ovládáním dobrovolných pohybů, zejména jemných pohybů prováděných rukou. Pravá polovina oblasti motoru ovládá levou stranu těla a levá polovina oblasti motoru ovládá pravou stranu těla.

Divize motorické kůry

Motorická kůra je rozdělena do tří oblastí:

1. Primární motorická kůra: Hlavní přispěvatel ke generování nervových impulsů, které řídí výkon pohybu.
2. Premotorická kůra: Nachází se před primární motorickou kůrou a je zodpovědná za některé aspekty ovládání motoru.
3. Doplňková motorika oblast (SMA): Mezi funkce patří interně generované plánování pohybu, plánování sekvencí pohybu a koordinace obou stran těla. Nachází se na povrchu středové čáry hemisféry před primární motorickou kůrou.

Funkce motorické kůry

Funkce motoru jsou také řízeny těmito dalšími strukturami:

• Zadní temenní kůra: Vede plánované pohyby, prostorové uvažování a pozornost.
• Dorsolaterální prefrontální kůra: Důležité pro výkonné funkce, včetně pracovní paměti, kognitivní flexibility a abstraktního uvažování.

Hluboko v bílé hmotě mozkové kůry jsou vzájemně propojené subkortikální masy mozkové šedé hmoty nazývané bazální jádra (nebo bazální ganglia), která se podílejí na řízení motoru. Bazální jádra přijímají vstup od substantia nigra střední mozkové a motorické oblasti mozkové kůry a vysílají signály zpět do obou těchto míst.

Mapa motorické kůry

Většina neuronů v projektu motorické kůry k synapse míchy na interneuronových obvodech v míše. Názor, že každý bod v motorické kůře ovládá sval nebo omezenou sadu souvisejících svalů, byl diskutován. Různé experimenty zkoumající mapu motorické kůry ukázaly, že každý bod v motorické kůře ovlivňuje řadu svalů a kloubů, což naznačuje významné překrývání na mapě.

Asociační oblasti

Asociativní oblasti mozková kůra integruje současné stavy s minulými, aby předpověděla správné reakce na základě sad podnětů.

Asociační oblasti vytvářejí smysluplnou vnímací zkušenost světa, umožňují nám umožňuje efektivní interakce a podpora abstraktního myšlení a jazyka. Parietální, temporální a okcipitální laloky, všechny umístěné v zadní části kůry, organizují smyslové informace do soudržného percepčního modelu našeho prostředí soustředěného na náš obraz těla. Frontální lalok nebo prefrontální asociační komplex se podílí na plánování akcí a pohybu, jakož i abstraktního myšlení.

Jazykové schopnosti jsou lokalizovány na levé hemisféře v oblasti Broca pro jazykový projev a ve Wernickeho prostoru pro jazykový příjem. Asociační oblasti jsou organizovány jako distribuované sítě a každá síť spojuje oblasti distribuované v široce rozmístěných oblastech mozkové kůry. Zřetelné sítě jsou umístěny vedle sebe, čímž se získá komplexní řada propletených sítí. U lidí jsou asociační sítě zvláště důležité pro jazykové funkce.

Procesy jazykového vyjádření a recepce se vyskytují v jiných oblastech než jen v perisylviánských strukturách, jako je prefrontální lalok, bazální ganglia, mozeček, mosty, jádro kaudátu , a další. Asociační oblasti integrují informace z různých receptorů nebo smyslových oblastí a vztahují je k minulým zkušenostem. Poté se mozek rozhodne a vysílá nervové impulsy do motorických oblastí, aby vyvolal reakce.

Metody analýzy mozkových funkcí

K lepšímu pochopení toho, jak se používají metody chování, se používají behaviorální a neurovědecké metody. náš mozek ovlivňuje způsob, jakým myslíme, cítíme a jednáme. Mnoho různých metod nám pomáhá analyzovat mozek a poskytnout přehled o vztahu mezi mozkem a chováním. To podporuje pochopení způsobů, kterými jsou asociace vytvářeny více oblastmi mozku, což umožňuje, aby v dané situaci došlo k odpovídajícím reakcím. Známými technikami jsou EEG (elektroencefalografie), která zaznamenává elektrickou aktivitu mozku, a fMRI (funkční magnetická rezonance), která nám říká více o mozkových funkcích. Jiné metody, jako je metoda lézí, nejsou tak známé, ale stále velmi vlivné v moderním neurovědeckém výzkumu.

V metodě lézí jsou vyšetřováni pacienti s poškozením mozku, aby se určilo, které struktury mozku byly poškozeny a do jaké míry to ovlivňuje chování pacienta. Koncept metody léze je založen na myšlence nalezení korelace mezi konkrétní oblastí mozku a výskytem chování. Ze zkušeností a pozorování z výzkumu lze usoudit, že poškození části mozku způsobuje změny chování nebo zasahuje do provádění konkrétního úkolu.

Například pacient s lézí v parietal-temporal-occipital oblast sdružení má agrafii, což znamená, že není schopen psát, přestože nemá žádné motorické dovednosti. V důsledku toho vědci odvodí, že pokud je struktura X poškozena a dojde ke změnám v chování Y, X má vztah k Y.

Hemisférická lateralizace

Lidský mozek se skládá z práva a levá hemisféra a každý se podílí na různých aspektech funkce mozku.

Podélná trhlina rozděluje lidský mozek na dvě odlišné mozkové hemisféry spojené corpus callosum. Obě strany se navzájem podobají a struktura každé polokoule se obecně zrcadlí druhou stranou. Navzdory silné anatomické podobnosti jsou funkce každé kortikální hemisféry odlišné.

V populární psychologii se často provádí zevšeobecňování, protože jedna hemisféra má široké označení, například „logické“ pro levou stranu nebo „ kreativní “pro pravici. Ale i když dochází k měřitelné boční dominanci, většina funkcí je přítomna v obou hemisférách. Rozsah specializace podle polokoule zůstává předmětem šetření. Pokud je určitá oblast mozku nebo dokonce celá hemisféra zraněna nebo zničena, může její funkce někdy převzít sousední oblast i na opačné hemisféře, v závislosti na poškozené oblasti a věku pacienta. Když zranění naruší cesty z jedné oblasti do druhé, mohou se navzdory neefektivnosti vyvinout alternativní (nepřímé) spojení ke komunikaci informací s oddělenými oblastmi.

I když je mnoho funkcí lateralizováno, je to jen tendence. Implementace specifické funkce mozku se u jednotlivců významně liší. Oblasti zkoumání tohoto kauzálního nebo skutečného rozdílu určité funkce mozku zahrnují hrubou anatomii, dendritickou strukturu a distribuci neurotransmiterů. Strukturální a chemická odchylka konkrétní mozkové funkce mezi dvěma hemisférami jednoho mozku nebo mezi stejnou hemisférou dvou různých mozků se stále studuje. Kromě hemisferektomie (odstranění mozkové hemisféry) není nikdo osobou „pouze s levým mozkem“ nebo „pouze s pravým mozkem“.

Lateralizace a handedness

Mozek lateralizace funkce je evidentní u fenoménů praváka nebo leváka, ale ruka preferovaná člověkem není jasnou známkou umístění funkce mozku. Ačkoli 95% praváků má dominanci jazyka na levé hemisféře, 18,8% leváků má dominanci na jazykové funkci na pravé hemisféře. Kromě toho má bilaterální jazykové funkce 19,8% leváků. Dokonce i v rámci různých jazykových funkcí (např. Sémantika, syntaxe, prozódie) se stupeň a dokonce i hemisféra dominance mohou lišit.

Jazykové funkce, jako je gramatika, slovník a doslovný význam, jsou obvykle lateralizovány do levé hemisféry, zejména u pravorukých jedinců. Zatímco jazyková produkce je levá lateralizována až u 90% pravorukých předmětů, u více než 50% leváků je více bilaterální nebo dokonce pravostranná. Naproti tomu prozodické jazykové funkce, jako je intonace a zdůraznění, jsou často lateralizovány do pravé hemisféry mozku.

Další laterální rozdíly

Zpracování vizuálních a sluchových podnětů, prostorové manipulace, vnímání obličeje a umělecké schopnosti jsou zastoupeny bilaterálně, ale mohou vykazovat dominanci pravé hemisféry. Numerický odhad, srovnání a online výpočet závisí na bilaterálních temenních regionech. Přesný výpočet a získávání faktů jsou spojeny s levými temenními oblastmi, snad kvůli jejich vazbám na jazykové zpracování. Dyskalkulie je neurologický syndrom spojený s poškozením levého temporoparietálního spojení. Tento syndrom je spojen se špatnou numerickou manipulací, špatnou mentální aritmetikou a neschopností porozumět matematickým konceptům nebo je aplikovat.

Lateralizace a evoluce

Specializace dvou hemisfér je u obratlovců obecná. včetně ryb, žab, plazů, ptáků a savců, přičemž levá hemisféra se specializuje na kategorizaci informací a kontrolu běžného chování. Pravá hemisféra je zodpovědná za reakce na nové události a chování v mimořádných situacích, včetně vyjádření intenzivních emocí.Krmení je příkladem rutinního chování levé hemisféry, zatímco únik před predátory je příkladem chování pravé hemisféry. To naznačuje, že evoluční výhoda lateralizace pochází ze schopnosti provádět samostatné paralelní úkoly v každé hemisféře mozku.

Fenomén split-brain

Pacienti s split-brain jsou jedinci, kteří podstoupili korpusovou kallosotomii, odříznutí velké části corpus callosum (obvykle jako léčba těžké epilepsie). Corpus callosum spojuje dvě hemisféry mozku a umožňuje jim komunikovat. Když se tato spojení přeruší, obě poloviny mozku mají sníženou schopnost vzájemně komunikovat.

Široká lateralizace mnoha obratlovců naznačuje evoluční výhodu spojenou se specializací každé hemisféry. Evoluční výhoda lateralizace pochází ze schopnosti provádět samostatné paralelní úkoly v každé hemisféře mozku. Ve studii z roku 2011 publikované v časopise Brain Behavioral Research byla korelace lateralizace několika specifických funkcí na rozdíl od celkové lateralizace mozku korelována s účinností paralelních úkolů.