Obszary sensoryczne

Zmysłowe obszary mózgu odbierają i przetwarzają informacje sensoryczne, w tym wzrok, dotyk, smak, węch i słuch.

Obszary czuciowe to obszary mózgu, które odbierają i przetwarzają informacje sensoryczne. Kora mózgowa jest połączona z różnymi strukturami podkorowymi, takimi jak wzgórze i zwoje podstawy. Większość informacji sensorycznych jest kierowana do kory mózgowej przez wzgórze. Informacje węchowe przechodzą jednak przez opuszkę węchową do kory węchowej, omijając wzgórze. Kora jest powszechnie opisywana jako złożona z trzech części: czuciowej, motorycznej i asocjacyjnej. Części kory, które otrzymują bodźce czuciowe ze wzgórza, nazywane są pierwotnymi obszarami czuciowymi. Każdy z pięciu zmysłów jest powiązany z określonymi grupami komórek mózgowych, które kategoryzują i integrują informacje sensoryczne.

Pięć modalności sensorycznych

Pięć powszechnie uznanych modalności sensorycznych, w tym wzrok, słuch, smak , dotyk i zapach są przetwarzane w następujący sposób:

System somatosensoryczny

Pierwotna kora somatosensoryczna, zlokalizowana w poprzek środkowej bruzdy i za pierwotną korą ruchową, jest skonfigurowana tak, rozmieszczenie pobliskich komórek motorycznych związanych z określonymi częściami ciała.

Smak

Podstawowy obszar smakowy znajduje się w pobliżu reprezentacji twarzy w zakręcie postcentralnym.

Węch

Kora węchowa znajduje się w uncus, znajdującej się wzdłuż brzusznej powierzchni płata skroniowego. Węch to jedyny system czuciowy, który nie przechodzi przez wzgórze.

Wzrok

Obszar widzenia znajduje się na bruździe wapiennej głęboko w wewnętrznych fałdach płata potylicznego.

Słuch

Pierwotna kora słuchowa znajduje się na zakrętach poprzecznych, które znajdują się z tyłu górnego splotu skroniowego płatów skroniowych.

Organizacja map sensorycznych

Ogólnie, każda półkula mózgu otrzymuje informacje z przeciwnej strony ciała. Na przykład prawa pierwotna kora somatosensoryczna otrzymuje informacje z lewych kończyn, a prawa kora wzrokowa otrzymuje informacje z lewego oka. Organizacja map sensorycznych w korze odzwierciedla strukturę odpowiedniego organu czuciowego, na tak zwanej mapie topograficznej. Na przykład sąsiednie punkty w pierwotnej korze wzrokowej odpowiadają sąsiednim punktom w siatkówce. Ta mapa topograficzna nazywana jest mapą retinotopową.

Podobnie, istnieje mapa tonotopowa w pierwotnej korze słuchowej i mapa somatotopowa w pierwotnej korze czuciowej. Ta mapa somatotopowa była często przedstawiana jako zdeformowana reprezentacja człowieka, homunkulus somatosensoryczny, w którym rozmiar różnych części ciała odzwierciedla względną gęstość ich unerwienia.

Korowy homunkulus jest fizyczną reprezentacją człowieka ciało zlokalizowane w mózgu. Ta neurologiczna mapa anatomicznych podziałów ciała przedstawia część ludzkiego mózgu bezpośrednio związaną z aktywnością określonej części ciała. Mówiąc najprościej, jest to spojrzenie na ciało z perspektywy mózgu. Obszary z dużą ilością unerwienia czuciowego, takie jak opuszki palców i usta, wymagają większej powierzchni korowej, aby przetworzyć delikatniejsze czucia.

Obszary motoryczne

Obszary motoryczne, ułożone jak para słuchawek na obu półkulach kory, biorą udział w kontroli dobrowolnych ruchów.

Obszary motoryczne mózgu znajdują się na obu półkulach kory. Są ułożone jak para słuchawek rozciągających się od ucha do ucha. Obszary motoryczne są bardzo ściśle związane z kontrolą ruchów dobrowolnych, zwłaszcza drobnych ruchów ręką. Prawa połowa obszaru motorycznego kontroluje lewą stronę ciała, a lewa połowa obszaru motorycznego kontroluje prawą stronę ciała.

Podziały kory motorycznej

Kora ruchowa jest podzielona na trzy obszary:

1. Pierwotna kora ruchowa: Główny czynnik przyczyniający się do generowania impulsów nerwowych, które kontrolują wykonywanie ruchu.
2. Kora przedmotorowa: położona przed pierwotną korą ruchową i odpowiedzialna za niektóre aspekty kontroli motorycznej.
3. Silnik dodatkowy obszar (SMA): Funkcje obejmują wewnętrznie generowane planowanie ruchu, planowanie sekwencji ruchów oraz koordynację obu stron ciała. Znajduje się na środkowej powierzchni półkuli przed główną korą ruchową.

Funkcje kory motorycznej

Funkcje motoryczne są również kontrolowane przez te dodatkowe struktury:

• Tylna kora ciemieniowa: kieruje planowanymi ruchami, rozumowaniem przestrzennym i uwagą.
• Grzbietowo-boczna kora przedczołowa: ważna dla funkcji wykonawczych, w tym pamięci roboczej, elastyczności poznawczej i rozumowania abstrakcyjnego.

Głęboko w istocie białej kory mózgowej znajdują się połączone ze sobą masy podkorowe istoty szarej mózgu zwane jąderami podstawnymi (lub zwojami podstawnymi), które biorą udział w kontroli motorycznej. Jądra podstawne otrzymują dane wejściowe z istoty czarnej śródmózgowia i obszarów motorycznych kory mózgowej i wysyłają sygnały z powrotem do obu tych lokalizacji.

Mapa kory motorycznej

Większość neuronów w korze ruchowej rzut do synapsy rdzenia kręgowego na obwodzie międzyneuronowym w rdzeniu kręgowym. Pogląd, że każdy punkt w korze ruchowej kontroluje mięsień lub ograniczony zestaw powiązanych mięśni, był przedmiotem debaty. Różne eksperymenty badające mapę kory ruchowej wykazały, że każdy punkt w korze ruchowej wpływa na szereg mięśni i stawów, wskazując na znaczne nakładanie się mapy.

Obszary asocjacyjne

Obszary asocjacyjne kora integruje obecne stany ze stanami przeszłymi, aby przewidzieć właściwe odpowiedzi na podstawie zestawów bodźców.

Obszary asocjacyjne wytwarzają znaczące postrzeganie świata, umożliwiają skutecznie współdziałać i wspierać abstrakcyjne myślenie i język. Płaty ciemieniowe, skroniowe i potyliczne, wszystkie zlokalizowane w tylnej części kory, organizują informacje sensoryczne w spójny model percepcyjny naszego środowiska, skoncentrowany na obrazie naszego ciała. Płat czołowy lub zespół asocjacyjny przedczołowy bierze udział w planowaniu działań i ruchu, a także w myśleniu abstrakcyjnym.

Zdolności językowe są zlokalizowane na lewej półkuli w obszarze Broki w zakresie ekspresji językowej i obszarze Wernickego w zakresie odbioru języka. Obszary asocjacyjne są zorganizowane jako sieci rozproszone, a każda sieć łączy obszary rozproszone w szeroko rozstawionych regionach kory. Odrębne sieci są usytuowane obok siebie, tworząc złożoną serię przeplatanych sieci. U ludzi sieci asocjacyjne są szczególnie ważne dla funkcji języka.

Procesy ekspresji i odbioru języka zachodzą na obszarach innych niż tylko struktury okołogłosowe, takie jak płat przedczołowy, zwoje podstawy, móżdżek, most, jądro ogoniaste , i inni. Obszary asocjacyjne integrują informacje z różnych receptorów lub obszarów sensorycznych i wiążą informacje z przeszłymi doświadczeniami. Następnie mózg podejmuje decyzję i wysyła impulsy nerwowe do obszarów motorycznych w celu wywołania odpowiedzi.

Metody analizy funkcji mózgu

Metody behawioralne i neuronaukowe służą do lepszego zrozumienia tego, jak nasz mózg wpływa na sposób, w jaki myślimy, czujemy i działamy. Wiele różnych metod pomaga nam analizować mózg i daje przegląd relacji między mózgiem a zachowaniem. Pomaga to zrozumieć, w jaki sposób skojarzenia są tworzone przez wiele regionów mózgu, umożliwiając odpowiednie reakcje w danej sytuacji. Dobrze znane techniki to EEG (elektroencefalografia), który rejestruje aktywność elektryczną mózgu, oraz fMRI (obrazowanie funkcjonalnego rezonansu magnetycznego), które mówi nam więcej o funkcjach mózgu. Inne metody, takie jak metoda uszkodzenia, nie są tak dobrze znane, ale nadal mają duży wpływ na współczesne badania neuronaukowe.

W metodzie uszkodzenia pacjentów z uszkodzeniem mózgu bada się, aby określić, które struktury mózgu zostały uszkodzone iw jakim stopniu wpływa to na zachowanie pacjenta. Koncepcja metody uszkodzenia opiera się na idei znalezienia korelacji między określonym obszarem mózgu a występującym zachowaniem. Z doświadczeń i obserwacji badawczych można wywnioskować, że uszkodzenie części mózgu powoduje zmiany behawioralne lub przeszkadza w wykonywaniu określonego zadania.

Na przykład pacjent ze zmianami w okolicy ciemieniowo-skroniowo-potylicznej obszar skojarzenia ma agrafię, co oznacza, że nie jest w stanie pisać, chociaż nie ma deficytów motorycznych. W konsekwencji badacze wywnioskowali, że jeśli struktura X jest uszkodzona i zachodzą zmiany w zachowaniu Y, X ma związek z Y.

Lateralizacja półkulowa

Ludzki mózg składa się z prawej i lewej półkuli, a każda z nich uczestniczy w różnych aspektach funkcjonowania mózgu.

Szczelina podłużna dzieli ludzki mózg na dwie odrębne półkule mózgowe połączone ciałem modzelowatym. Dwie strony są do siebie podobne, a struktura każdej półkuli jest zwykle odzwierciedlona przez drugą stronę. Jednak pomimo silnych podobieństw anatomicznych, funkcje każdej półkuli korowej są różne.

W popularnej psychologii często dokonuje się szerokich uogólnień na temat jednej półkuli mającej szeroką etykietę, na przykład „logiczna” dla lewej strony lub „ kreatywny ”po prawej. Ale chociaż występuje mierzalna dominacja boczna, większość funkcji występuje na obu półkulach. Zakres specjalizacji półkuli pozostaje przedmiotem badań. Jeśli określony obszar mózgu lub nawet cała półkula jest uszkodzona lub zniszczona, jego funkcje mogą czasami zostać przejęte przez sąsiedni region, nawet na przeciwnej półkuli, w zależności od uszkodzonego obszaru i wieku pacjenta. Kiedy uraz przeszkadza w ścieżkach z jednego obszaru do drugiego, mogą rozwinąć się alternatywne (pośrednie) połączenia w celu przekazywania informacji z oddzielonymi obszarami, pomimo nieefektywności.

Chociaż wiele funkcji jest bocznych, jest to tylko tendencja. Realizacja określonej funkcji mózgu różni się znacznie w zależności od osoby. Obszary eksploracji tej przyczynowej lub efektywnej różnicy określonej funkcji mózgu obejmują ogólną anatomię, strukturę dendrytyczną i rozmieszczenie neuroprzekaźników. Strukturalna i chemiczna wariancja określonej funkcji mózgu, między dwiema półkulami jednego mózgu lub między tą samą półkulą dwóch różnych mózgów, jest nadal badana. Oprócz hemisferektomii (usunięcia półkuli mózgowej), nikt nie jest osobą „tylko lewej półkuli” lub „tylko prawej półkuli”.

Lateralizacja i ręczność

Mózg Lateralizacja funkcji jest widoczna w zjawisku praworęczności lub leworęczności, ale preferowana ręka osoby nie jest wyraźnym wskaźnikiem lokalizacji funkcji mózgu. Chociaż 95% osób praworęcznych ma dominację lewej półkuli dla języka, 18,8% osób leworęcznych ma dominację prawej półkuli dla funkcji językowych. Dodatkowo 19,8% osób leworęcznych pełni dwustronne funkcje językowe. Nawet w ramach różnych funkcji językowych (np. Semantyka, składnia, prozodia) stopień, a nawet półkula dominacji mogą się różnić.

Funkcje językowe, takie jak gramatyka, słownictwo i znaczenie dosłowne, są zwykle przesunięte w kierunku lewej półkuli, zwłaszcza u osób praworęcznych. Podczas gdy produkcja języka jest lewostronna u nawet 90% osób praworęcznych, jest bardziej dwustronna lub nawet prawostronna u około 50% leworęcznych. W przeciwieństwie do tego, prozodyczne funkcje językowe, takie jak intonacja i akcentowanie, są często lateralizowane do prawej półkuli mózgu.

Dalsze rozróżnienia boczne

Przetwarzanie bodźców wzrokowych i słuchowych, przestrzennych manipulacja, percepcja twarzy i zdolności artystyczne są reprezentowane dwustronnie, ale mogą wykazywać dominację prawej półkuli. Oszacowanie numeryczne, porównanie i obliczenia online zależą od obustronnych obszarów ciemieniowych. Dokładne obliczenia i wyszukiwanie faktów są związane z lewymi obszarami ciemieniowymi, być może ze względu na ich powiązania z przetwarzaniem językowym. Dyskalkulia to zespół neurologiczny związany z uszkodzeniem lewego połączenia skroniowo-ciemieniowego. Syndrom ten jest związany ze słabą manipulacją numeryczną, słabymi umiejętnościami arytmetycznymi w umyśle oraz niezdolnością do zrozumienia lub zastosowania pojęć matematycznych.

Lateralizacja i ewolucja

Specjalizacja dwóch półkul jest ogólna u kręgowców. w tym ryby, żaby, gady, ptaki i ssaki, przy czym lewa półkula specjalizuje się w kategoryzowaniu informacji i kontrolowaniu rutynowych zachowań. Prawa półkula odpowiada za reakcje na nowe wydarzenia i zachowanie w sytuacjach kryzysowych, w tym za wyrażanie intensywnych emocji.Karmienie jest przykładem rutynowego zachowania na lewej półkuli, podczas gdy ucieczka przed drapieżnikami jest przykładem zachowania na prawej półkuli. Sugeruje to, że ewolucyjna przewaga lateralizacji wynika ze zdolności wykonywania oddzielnych równoległych zadań w każdej półkuli mózgu.

Zjawisko rozszczepienia mózgu

Pacjenci z rozszczepionym mózgiem to osoby, które przeszły kalosotomię ciała, czyli przecięcie dużej części ciała modzelowatego (zwykle w leczeniu ciężkiej padaczki). Ciało modzelowate łączy dwie półkule mózgu i umożliwia im komunikację. Kiedy te połączenia są przecięte, dwie połówki mózgu mają zmniejszoną zdolność komunikowania się ze sobą.

Rozpowszechniona lateralizacja wielu kręgowców wskazuje na ewolucyjną przewagę związaną ze specjalizacją każdej półkuli. Ewolucyjna zaleta lateralizacji wynika ze zdolności wykonywania oddzielnych równoległych zadań na każdej półkuli mózgu. W badaniu z 2011 roku opublikowanym w czasopiśmie Brain Behavioural Research, lateralizacja kilku określonych funkcji w przeciwieństwie do ogólnej lateralizacji mózgu była skorelowana z wydajnością zadań równoległych.