Sanseområder
Sanseområder i hjernen modtager og behandler sensoriske oplysninger, herunder syn, berøring, smag, lugt og hørelse.
Læringsmål
Beskriv de sensoriske områder i hjernebarken
Nøgleudtag
Nøglepunkter
- Cortex kan deles i tre funktionelt adskilte områder: sensorisk, motorisk og associativ.
- De vigtigste sensoriske områder i hjernen inkluderer den primære auditive cortex, den primære somatosensory cortex og den primære visuelle cortex.
- I generelt modtager de to halvkugler information fra den modsatte side af kroppen. For eksempel modtager den højre primære somatosensoriske cortex information fra venstre lemmer, og den højre visuelle cortex modtager information fra venstre øje.
- Sensoriske områder er ofte repræsenteret på en måde, der giver topografisk mening.
Nøgleudtryk
- calcarine sulcus: Et anatomisk vartegn placeret ved den kaudale ende af hjernens mediale overflade.
- primær somatosensorisk cortex: Det vigtigste sensoriske receptive område for berøringsfølelsen.
- primær auditiv cortex: En region i hjernen, der behandler lyd og derved bidrager til vores evne til at høre.
- primær visuel cortex: Placeret i den bageste pol i occipital cortex, det enkleste, tidligste kortikale synsområde. Det er meget specialiseret til behandling af information om statiske og bevægelige objekter og er fremragende til mønstergenkendelse.
Sanseområder er de områder i hjernen, der modtager og behandler sensorisk information. Hjernebarken er forbundet med forskellige subkortikale strukturer såsom thalamus og basalganglier. De fleste sensoriske oplysninger dirigeres til hjernebarken via thalamus. Olfaktorisk information passerer dog gennem olfaktorisk pære til olfaktorisk cortex og omgår thalamus. Cortex beskrives ofte som sammensat af tre dele: sensoriske, motoriske og associeringsområder. Dele af cortex, der modtager sensoriske input fra thalamus, kaldes primære sensoriske områder. Hver af de fem sanser vedrører specifikke grupper af hjerneceller, der kategoriserer og integrerer sensorisk information.
De fem sensoriske modaliteter
De fem almindeligt anerkendte sensoriske modaliteter, herunder syn, hørelse, smag , berøring og lugt behandles som følger:
Somatosensorisk system
Den primære somatosensoriske cortex, der er placeret på tværs af den centrale sulcus og bag den primære motor cortex, er konfigureret til generelt at svare til arrangementet af nærliggende motorceller relateret til specifikke kropsdele.
Smag
Det primære gustatoriske område er nær ansigtsrepræsentationen inden for den postcentrale gyrus.
Olfaction
Olfaktorisk cortex er placeret i uncus, fundet langs den ventrale overflade af den temporale lap. Olfaction er det eneste sensoriske system, der ikke dirigeres gennem thalamus.
Vision
Det visuelle område er placeret på calcarine sulcus dybt inden i de indvendige folder af occipital lap.
Hørelse
Den primære auditive cortex er placeret på den tværgående gyri, der ligger på bagsiden af den overlegne tidsmæssige foldning af de temporale lapper.
Organisering af sensoriske kort
Generelt modtager hver hjernehalvdel information fra den modsatte side af kroppen. For eksempel modtager den højre primære somatosensoriske cortex information fra venstre lemmer, og den højre visuelle cortex modtager information fra venstre øje. Organiseringen af sensoriske kort i cortex afspejler den for det tilsvarende sensororgan i det, der er kendt som et topografisk kort. Nabopunkter i den primære visuelle cortex svarer for eksempel til nærliggende punkter i nethinden. Dette topografiske kort kaldes et retinotopisk kort.
Tilsvarende er der et tonotopisk kort i den primære auditive cortex og et somatotopic map i den primære sensoriske cortex. Dette somatotopiske kort er almindeligvis blevet illustreret som en deformeret menneskelig repræsentation, den somatosensoriske homunculus, hvor størrelsen af forskellige kropsdele afspejler den relative tæthed af deres innervering.
En kortikal homunculus er en fysisk fremstilling af det krop placeret i hjernen. Dette neurologiske kort over de anatomiske opdelinger i kroppen viser den del af den menneskelige hjerne, der er direkte forbundet med aktiviteten af en bestemt kropsdel. Kort sagt er det synet på kroppen fra hjernens perspektiv. Områder med masser af sensorisk innervation, såsom fingerspidserne og læberne, kræver mere kortikale områder for at behandle finere fornemmelse.
Sensory Homunculus: Cortical Homunculus: En skildring af de menneskelige hjerneområder, der er direkte forbundet med aktiviteten af en bestemt kropsdel.
Motorområder
Motorområderne, arrangeret som et par hovedtelefoner på tværs af begge cortex-halvkugler, er involveret i styringen af frivillige bevægelser.
Læringsmål
Beskriv motorområderne i hjernebarken
Nøgleudtag
Nøglepunkter
- Den primære motoriske cortex er involveret i planlægningen af bevægelser.
- Den bageste parietale cortex styrer bevægelser i rummet.
- Den dorsolaterale præfrontale cortex fungerer som en beslutningstager, for hvilken planlagte bevægelser rent faktisk vil blive foretaget.
- Basalkernerne modtager input fra substantia nigra i mellemhjernen og motorområdet i hjernebarken og sender signaler tilbage til begge disse placeringer.
Nøgleudtryk
- pri mary motor cortex: En hjerneområde placeret i den bageste del af menneskets frontlobe. Den planlægger og udfører bevægelser i forbindelse med andre motorområder, herunder premotorisk cortex, supplerende motorisk område, posterior parietal cortex og flere subkortikale hjerneområder.
- kognitiv fleksibilitet: Evne til at skifte mellem at tænke på to forskellige begreber og at tænke på flere begreber samtidigt.
- dorsolateral præfrontal cortex: Det højeste kortikale område med ansvar for motorisk planlægning, organisering og regulering. Det spiller en vigtig rolle i integrationen af sensorisk og mnemonisk information og reguleringen af intellektuel funktion og handling.
- posterior parietal cortex: Spiller en vigtig rolle i at producere planlagte bevægelser ved at modtage input fra de tre sensoriske systemer, som hjælpe med at lokalisere kroppen og eksterne genstande i rummet.
De motoriske områder i hjernen er placeret i begge hjernehalvkugler. De er placeret som et par hovedtelefoner, der strækker sig fra øre til øre. Motorområdet er meget tæt forbundet med kontrollen af frivillige bevægelser, især fine bevægelser udført af hånden. Den højre halvdel af motorområdet styrer venstre side af kroppen, og den venstre halvdel af motorområdet styrer den højre side af kroppen.
Motor cortex divisioner
Motor cortex: Topografi af den menneskelige motor cortex, inklusive premotor cortex, SMA, primær motor cortex, primær somatosensorisk cortex og posterior parietal cortex.
Motor cortex er opdelt i tre områder:
- Primær motor cortex: Hovedbidragyder til genereringen af neurale impulser, der styrer udførelsen af bevægelse.
- Premotor cortex: Placeret forrest i forhold til den primære motor cortex og ansvarlig for nogle aspekter af motor control.
- Supplerende motor område (SMA): Funktioner inkluderer intern genereret bevægelsesplanlægning, planlægning af bevægelsessekvenser og koordinering af kroppens to sider. Det er placeret på midtlinieoverfladen af halvkuglen forud for den primære motoriske cortex.
Motor cortex-funktioner
Motorfunktioner styres også af disse yderligere strukturer:
- Posterior parietal cortex: Guider planlagte bevægelser, rumlig ræsonnement og opmærksomhed.
- Dorsolateral præfrontal cortex: Vigtig for udøvende funktioner, herunder arbejdshukommelse, kognitiv fleksibilitet og abstrakt resonnement.
Begravet dybt inde i den hvide substans i hjernebarken er sammenkoblede subkortikale masser af hjernegrå stof kaldet basalkerner (eller basalganglier), der er involveret i motorisk kontrol. Basalkernerne modtager input fra substantia nigra i mellemhjernen og motorområdet i hjernebarken og sender signaler tilbage til begge disse placeringer.
Motor Cortex Map
De fleste neuroner i motor cortex-projektet til rygmarvsynaps på internuron kredsløb i rygmarven. Det synspunkt, at hvert punkt i motorisk cortex styrer en muskel eller et begrænset sæt beslægtede muskler er blevet drøftet. Forskellige eksperimenter, der undersøgte motorisk cortex-kort, viste, at hvert punkt i motorisk cortex påvirker en række muskler og led, hvilket indikerer signifikant overlapning på kortet.
Cortex Map: Kort over kroppen i den menneskelige hjerne.
Associeringsområder
Associative områder af cortex integrerer nuværende tilstande med tidligere tilstande for at forudsige korrekte svar baseret på sæt af stimuli.
Læringsmål
Beskriv associeringsområderne i hjernebarken
Key Takeaways
Key Points
- Mange områder af hjernen kræves for at danne et sammenhængende syn på verden og tillade opfattelse.
- Den præfrontale forenings cortex er involveret i planlægning af handlinger og abstrakt tænkning.
- Foreningsområderne integrerer information fra forskellige receptorer eller sensoriske områder og relaterer informationen til tidligere erfaringer. Derefter tager hjernen en beslutning og sender nerveimpulser til motorområderne for at generere respons.
Nøgleudtryk
- Wernickes område: Den bageste del af den overordnede temporal gyrus i den dominerende cerebrale halvkugle, en af to dele af cerebral cortex forbundet med tale (den anden er Brocas område).
- prefrontal association complex: En region i hjernen placeret i frontallappen, der er involveret i planlægning af handlinger og bevægelse såvel som abstrakt tænkning.
- agraphia: En erhvervet neurologisk lidelse, der forårsager et tab af evnen til at kommunikere gennem skrivning.
- Brocas område: En region i frontloben på den dominerende halvkugle (normalt til venstre) af hominidhjernen med funktioner knyttet til taleproduktion.
Associeringsområder producerer en meningsfuld perceptuel oplevelse af verden, muliggør os til at interagere effektivt og støtte abstrakt tænkning og sprog. De parietale, tidsmæssige og occipitale lapper, der alle er placeret i den bageste del af cortex, organiserer sensorisk information i en sammenhængende perceptuel model af vores miljø centreret om vores kropsbillede. Frontloben eller det præfrontale associeringskompleks er involveret i planlægning af handlinger og bevægelse såvel som abstrakt tænkning.
Sprogevner er lokaliseret i venstre halvkugle i Brocas område til sprogekspression og Wernickes område til sprogmodtagelse. Foreningsområderne er organiseret som distribuerede netværk, og hvert netværk forbinder områder fordelt på områder med stor afstand fra cortex. Tydelige netværk er placeret ved siden af hinanden, hvilket giver en kompleks række af sammenvævede netværk. Hos mennesker er associeringsnetværk særligt vigtige for sprogfunktionen.
Processerne med sprogekspression og modtagelse forekommer i andre områder end kun de perisylviske strukturer såsom præfrontal lap, basalganglier, cerebellum, pons, caudatkerne , og andre. Foreningsområderne integrerer information fra forskellige receptorer eller sensoriske områder og relaterer informationen til tidligere oplevelser. Derefter tager hjernen en beslutning og sender nerveimpulser til motorområdet for at fremkalde respons.
Metoder til hjernefunktionsanalyse
Adfærdsmæssige og neurovidenskabelige metoder bruges til at få en bedre forståelse af, hvordan vores hjerne påvirker den måde, vi tænker, føler og handler på. Mange forskellige metoder hjælper os med at analysere hjernen og give et overblik over forholdet mellem hjerne og adfærd. Dette fremmer forståelsen af de måder, hvorpå foreninger er lavet af flere hjerneregioner, så de relevante reaktioner kan forekomme i en given situation. Kendte teknikker er EEG (elektroencefalografi), der registrerer hjernens elektriske aktivitet og fMRI (funktionel magnetisk resonansbilleddannelse), som fortæller os mere om hjernefunktioner. Andre metoder, såsom læsionsmetoden, er ikke så kendte, men stadig meget indflydelsesrige i moderne neurovidenskabelig forskning.
Kortikale områder i hjernen: Placeringer af hjerneområder, der historisk er forbundet med sprogbehandling. Tilknyttede kortikale regioner involveret i syn, berøringsfølelse og ikke-tale-bevægelse vises også.
I læsionsmetoden undersøges patienter med hjerneskade for at bestemme, hvilke hjernestrukturer blev beskadiget, og i hvilken grad dette påvirker patientens adfærd. Konceptet med læsionsmetoden er baseret på ideen om at finde en sammenhæng mellem et specifikt hjerneområde og en forekommende adfærd. Fra erfaringer og forskningsobservationer kan det konkluderes, at beskadigelse af en del af hjernen forårsager adfærdsmæssige ændringer eller forstyrrer udførelsen af en bestemt opgave.
For eksempel en patient med en læsion i parietal-temporal-occipital foreningsområdet har en agrafi, hvilket betyder, at han ikke er i stand til at skrive, selvom han ikke har nogen mangler i motoriske færdigheder. Derfor udleder forskere, at hvis struktur X er beskadiget og ændringer i adfærd Y forekommer, har X et forhold til Y.
Halvkugle lateralisering
Den menneskelige hjerne er sammensat af en ret og en venstre halvkugle, og hver deltager i forskellige aspekter af hjernens funktion.
Læringsmål
Beskriv virkningen af halvkugle lateralisering på hjernens funktion
Key Takeaways
Key Points
- Corpus collosum forbinder hjernehalvkuglerne.
- Lateralisering af funktion mellem de to halvkugler forekommer, men efter skade kan andre regioner i cortex ofte kompensere.
- Der er ikke sådan noget som at være venstre eller højre hjerne.
- Funktionel lateralisering varierer ofte mellem individer.
Nøgleudtryk
- corpus collosum: Et bredt, fladt bundt af neurale fibre under cortex, der forbinder venstre og højre hjernehalvdel og letter interhemisfærisk kommunikation.
- lateralisering: Lokalisering af en funktion såsom tale til højre eller venstre side af hjernen.
- halvkugle: Enten af de to halvdele af hjernen ..
- prosody: Egenskaber ved stavelser og større taleenheder, der bidrager til sproglige funktioner såsom intonation, tone, stress og rytme.
En langsgående revne adskiller den menneskelige hjerne i to forskellige hjernehalvkugler forbundet med corpus callosum. De to sider ligner hinanden, og hver halvkugles struktur spejles generelt af den anden side. På trods af de stærke anatomiske ligheder er funktionerne i hver kortikale halvkugle forskellige.
Halvkuglerne i hjernebarken: Den menneskelige hjerne er opdelt i to halvkugler – venstre og højre. Forskere fortsætter med at undersøge, hvordan nogle kognitive funktioner har tendens til at blive domineret af den ene eller den anden side; hvordan de lateraliseres.
Brede generaliseringer foretages ofte i populærpsykologi om, at en halvkugle har en bred betegnelse, såsom “logisk” for venstre side eller ” kreative ”til højre. Men selvom der findes målelig lateral dominans, er de fleste funktioner til stede i begge halvkugler. Omfanget af specialisering efter halvkugle forbliver under undersøgelse. Hvis en bestemt region i hjernen eller endda en hel halvkugle enten bliver såret eller ødelagt, kan dens funktioner undertiden overtages af et nærliggende område selv på den modsatte halvkugle afhængigt af det beskadigede område og patientens alder. Når skade forstyrrer veje fra et område til et andet, kan der udvikles alternative (indirekte) forbindelser til at kommunikere information med løsrevne områder på trods af ineffektiviteten.
Mens mange funktioner er lateraliseret, er dette kun en tendens. Implementeringen af en bestemt hjernefunktion varierer betydeligt efter individ. Områderne med udforskning af denne kausale eller virkningsfulde forskel i en bestemt hjernefunktion inkluderer grov anatomi, dendritisk struktur og neurotransmitterfordeling. Den strukturelle og kemiske varians af en bestemt hjernefunktion mellem de to hjernehalvdeler i en hjerne eller mellem den samme halvkugle i to forskellige hjerner undersøges stadig. Kort efter at have en hemisfærektomi (fjernelse af en cerebral halvkugle) er ingen en “kun venstre hjerne” eller “kun højre hjerne” person.
Lateralisering og håndethed
Hjerne funktions lateralisering er tydelig i fænomenerne højre- eller venstrehåndethed, men en persons foretrukne hånd er ikke en klar indikation af placeringen af hjernefunktion. Selvom 95% af højrehåndede mennesker har venstrehæmkugle-dominans for sprog, har 18,8% af venstrehåndede mennesker højrehøjkugledominans for sprogfunktion. Derudover har 19,8% af venstrehåndede mennesker bilaterale sprogfunktioner. Selv inden for forskellige sprogfunktioner (f.eks. Semantik, syntaks, prosodi), grad og endda halvkugle af dominans kan variere.
Sprogfunktioner såsom grammatik, ordforråd og bogstavelig betydning er typisk lateraliseret til venstre halvkugle, især hos højrehåndede individer. Mens sprogproduktion er venstre lateraliseret hos op til 90% af højrehåndede emner, er den mere bilateral eller endda højre lateraliseret hos ca. 50% af venstrehåndede. I modsætning hertil lateraliseres prosodiske sprogfunktioner, såsom intonation og accentuering, ofte til højre hjernehalvdel af hjernen.
Yderligere laterale forskelle
Behandlingen af visuelle og auditive stimuli, rumlig manipulation, ansigtsopfattelse og kunstnerisk evne er repræsenteret bilateralt, men kan vise højre-halvkugle dominans. Numerisk estimering, sammenligning og onlineberegning afhænger af bilaterale parietalregioner. Præcis beregning og faktahentning er forbundet med venstre parietale regioner, måske på grund af deres bånd til sproglig behandling. Dyscalculia er et neurologisk syndrom forbundet med skader på den venstre temporoparietale knudepunkt. Dette syndrom er forbundet med dårlig numerisk manipulation, dårlig mental aritmetisk dygtighed og manglende evne til at forstå eller anvende matematiske begreber.
Lateralisering og evolution
Specialisering af de to halvkugler er generelt hos hvirveldyr herunder fisk, frøer, krybdyr, fugle og pattedyr, med den venstre halvkugle specialiseret til at kategorisere information og kontrollere rutinemæssig adfærd. Den højre halvkugle er ansvarlig for reaktioner på nye begivenheder og adfærd i nødsituationer, herunder udtryk for intense følelser.Fodring er et eksempel på en rutinemæssig adfærd i venstre hjernehalvdel, mens flugt fra rovdyr er et eksempel på en højre hjernehalvdel. Dette antyder, at den evolutionære fordel ved lateralisering kommer fra kapaciteten til at udføre separate parallelle opgaver i hver hjernehalvdel af hjernen.
Split-hjerne-fænomen
Patienter med split-hjerne er individer, der har gennemgået corpus callosotomy, en afskæring af en stor del af corpus callosum (normalt som en behandling af svær epilepsi). Corpus callosum forbinder de to hjernehalvkugler og giver dem mulighed for at kommunikere. Når disse forbindelser er skåret, har de to halvdele af hjernen en reduceret kapacitet til at kommunikere med hinanden.
Den udbredte lateralisering af mange hvirveldyr indikerer en evolutionær fordel forbundet med specialiseringen af hver halvkugle. Den evolutionære fordel ved lateralisering kommer fra kapaciteten til at udføre separate parallelle opgaver i hver hjernehalvdel af hjernen. I en undersøgelse fra 2011, der blev offentliggjort i tidsskriftet Brain Behavioral Research, var lateralisering af nogle få specifikke funktioner i modsætning til den samlede hjernelateralisering korreleret med parallelopgavens effektivitet.
