фрагменты из статьи «Музыкальный мозг: обзор отечественных и зарубежных исследований» Панюшева Т.Д. МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет психологии, кафедра пато- и нейропсихологии, Москва, Россия (журнал «Асимметрия» Том 2, № 2, 2008, стр. 41 – 54)
Исследователей всегда привлекала возможность изучения работы мозга людей, профессионально занимающихся какой-либо деятельностью, требующей высокой степени интеграции мозга, тесного взаимодействия сенсомоторных систем. Это позволяет рассмотреть возможности пластичности мозга, как с функциональной, так и с анатомической точек зрения. В русле этих исследований все больший интерес вызывает музыкальная деятельность … В последние годы появилось большое количество исследований мозга людей, профессионально занимающихся музыкой …
Анатомо-функциональные особенности мозга музыкантов в сопоставлении с немузыкантами
Роль задних отделов верхней височной извилины в обеспечении музыкальной деятельности . Большое количество фактов накоплено о выраженной среди музыкантов асимметрии в области задней части верхней височной извилины (центр Вернике). Были описаны значительные анатомические отличия мозга известных музыкантов по сравнению с немузыкантами при вскрытии после смерти. Выявилась выраженная асимметрия в основном в структурах височных долей, и было установлено увеличение размера задних отделов левой верхней височной извилины (planum temporale). Сначала этот факт связали с речью, так как указанная асимметрия впервые возникла у высших приматов, что связывалось с эволюцией языка. Гельмут Штейнмец в подтверждение этому обнаружил, что у людей с трудностями различения языковых фонем этот отдел даже меньше, чем у обычных людей. Но исследования профессиональных музыкантов выявили связь асимметрии этой области мозга и с музыкой. С помощью позитронно-эмиссионной томографии было обнаружено, что при восприятии звуковых тонов и мелодий людьми без музыкального образования кровоток усиливался в правом полушарии. При обработке музыкальной информации опытными музыкантами кровоснабжение и метаболическая активность заметно возрастали в задней части левой верхней височной извилины. Клиническим подтверждением этой связи явилось исследование после смерти мозга музыкантов с глухотой к мелодии, развившейся вследствие локальных поражений мозга. Все поражения находились в области центра Вернике. Данные МРТ также демонстрируют более выраженную латерализацию этой области мозга у музыкантов.
Была отмечена значимость для наличия этого факта абсолютного слуха: музыканты без абсолютного слуха не отличались от контрольной группы, тогда как у музыкантов с абсолютным слухом выявилась сильная левосторонняя асимметрия. В дальнейших исследованиях асимметрия задней части верхней височной извилины стало в основном связываться с наличием или отсутствием абсолютного слуха. Многие исследования указывают на врожденность абсолютного слуха. Позже был выявлен еще один важный фактор для развития абсолютного слуха - раннее начало обучения. Для людей с абсолютным слухом типичным возрастом начала обучения считается 5±2 года, тогда как для музыкантов без абсолютного слуха на 1 - 2 года позже. Эти данные могут объясняться тем, что созревание волоконных трактов и внутрикоркового нейропиля в задней части верхней височной извилины продолжается вплоть до семилетнего возраста … Вовлеченность лимбической и паралимбической (лобноорбитальные структуры) систем известна как участвующая в обработке эмоционального аспекта музыкального восприятия …
Влияние занятий музыкой на мозолистое тело . Многие исследователи, изучающие особенности мозга музыкантов, обращают внимание на мозолистое тело. И восприятие музыки, и использование обеих рук при игре на музыкальном инструменте требует тесного взаимодействия между полушариями. Существует предположение, что увеличение какого-либо участка мозолистого тела свидетельствует о повышении объема информации, которая может передаваться от одного полушария к другому. При этом более симметричная организация мозга сочетается с большим размером мозолистого тела. Была выдвинута гипотеза, согласно которой раннее начало и интенсивные занятия на музыкальном инструменте могут способствовать повышенному и более быстрому обмену информацией между полушариями. Сравнение мозолистого тела у профессиональных музыкантов и людей без музыкального образования при помощи МРТ выявило значимые отличия в его анатомии: передняя часть мозолистого тела у музыкантов, которые начали заниматься музыкой до 7 лет, значимо больше, чем у немузыкантов и музыкантов с более поздним началом музыкальных тренировок. Интересно, что при выполнении тестов на рукость музыканты показали гораздо большую симметричность. Именно с этим фактом связывают увеличение размера передней части мозолистого тела у музыкантов, так как через переднюю часть мозолистого тела проходят волокна, соединяющие первичные зоны коры, такие как сенсомоторная, премоторная, дополнительная моторная и префронтальная. Кроме того, у музыкантов в сравнении с немузыкантами проявилось повышенное транскаллозальное торможение. Таким образом, основные отличия заключается в улучшении связей между обоими полушариями и смене баланса между облегчением и затормаживанием этих связей.
Влияние музыкальной деятельности на мозжечок . В некоторых исследованиях было обнаружено участие мозжечка в когнитивной деятельности, а также и в музыкальных процессах. В одном из исследований применялась МРТ с целью изучения, будет ли у профессиональных пианистов, осваивающих специальные моторные навыки с раннего детства, больший по размеру мозжечок в сравнении с немузыкантами. В результате исследования обнаружился значительно больший абсолютный и относительный размер мозжечка у мужчин-музыкантов в сравнении с немузыкантами. Интенсивность практики в течение жизни коррелировала с относительным размером мозжечка в группе мужчин-музыкантов. В женской группе не было получено значимых отличий между музыкантами и немузыкантами.
Распределение серого вещества в мозге у музыкантов и немузыкантов . Исследование всего мозга в целом при помощи оптимизированного метода морфометрии (voxel-based morphometry) показало отличия в распределении серого вещества мозга у профессиональных музыкантов, любителей и немузыкантов. Различия были обнаружены в правом и левом полушарии в первичной моторной и соматосенсорной коре, премоторной области, передней верхней теменной области и в нижней височной извилине. Объем серого вещества в этих зонах оказался самым высоким у профессиональных музыкантов, средним - у любителей, а самым низким - у немузыкантов. Кроме этого, положительные корреляции с музыкальным статусом были обнаружены в левой части мозжечка, извилине Гешля и нижней лобной извилине в левом полушарии. Больший объем серого вещества в извилине Гешля объясняется активностью этой зоны мозга у музыкантов в процессе прослушивания нот. Верхняя теменная область известна как играющая важную роль в интеграции мультимодальной сенсорной информации и поставляющая информацию для моторных операций через интенсивные взаимосвязи с премоторной корой. Кроме того, верхняя теменная область играет значительную роль в процессе чтения нот с листа. Функциональная активность в нижней височной извилине повышается и сопровождается активностью вентральной префронтальной коры в ситуации обучения выбору определенного действия в ответ на зрительную стимуляцию. Эти задачи ежедневно приходится решать музыканту в ходе игры на инструменте.
Функциональные особенности работы мозга в процессе восприятия музыки у музыкантов и немузыкантов
… При помощи дихотического прослушивания и электроэнцефалограммы были получены данные, уточняющие функции обоих полушарий в процессе восприятия музыки: правое полушарие отвечает за восприятие мелодических аспектов, высоты тонов, длительности интервалов, интенсивности, тембра, аккордов. Левое полушарие связано с восприятием ритма, профессиональным анализом музыки. Существование «музыкальной специализации» полушарий в восприятии музыки, имеющейся у взрослых людей, было обнаружено уже у восьмимесячных младенцев.
Важна не только роль каждого полушария по отдельности, но и закономерности совместной работы обоих полушарий мозга в процессе обработки музыкальной информации. Сопоставление биоэлектрической активности мозга в процессе восприятия текстов и музыки показало, что при восприятии невербальной информации ведущим мозговым механизмом выступает пространственная синхронизация мозга. При обработке невербальной информации возникает равномерное значительное увеличение уровня синхронизации во всех областях мозга, тогда как при восприятии семантической информации увеличивалась синхронизация преимущественно внутриполушарных взаимодействий…
… Для изучения восприятия музыки важно понимать, какие основные характеристики музыки анализируются при ее восприятии. Основу музыкальной организации составляют мелодия и ритм. Они позволяют организовать отдельные воспринятые на слух элементы в высоко организованные последовательности, которые мозг может легко узнать и охватить. Если музыкант-любитель сравнивает разную высоту звуков, то активными становится задняя часть лобной доли и правая верхняя височная извилина. В височной области в слуховой рабочей памяти тоны хранятся для будущего использования и сравнения. Средняя и нижняя височная извилины активны при обработке более сложных музыкальных структур или структур, хранящихся в памяти на долгий период. В отличие от этого профессиональные музыканты демонстрируют увеличение активности в левом полушарии, когда они различают высоту или прослушивают аккорды. Если же слушатель фокусируется на всей мелодии в целом, то совершенно разные зонымозга становятся активны: кроме первичной и вторичной слуховой коры подключается слуховая ассоциативная область, и активность снова концентрируется в правом полушарии. В процессе сравнения музыкантом-любителем простых ритмических отношений в мелодии задействуются премоторные зоны и теменные доли левого полушария. Если временные отношения между тонами более сложные, то активными становятся премоторные и фронтальные отделы правого полушария. В обоих случаях участвует мозжечок. В отличие от музыкантовлюбителей, у профессиональных музыкантов активизируются фронтальная и височная доли правого полушария.
Исследования взрослых людей показали, что мозг по-разному специализируется в обработке мелодии и ритма с преимущественным вовлечением правого полушария в обработку мелодии и левого – в обработку ритма. Исследование нейронного базиса обработки ритма и мелодии детьми может раскрыть важные закономерности развития «музыкального» мозга. Результаты изучения обработки детьми мелодий и ритмов показали выраженную билатеральную активность в верхней височной извилине. Не было обнаружено различий в активации при выполнении проб с мелодиями и с ритмами. Но при сужении области анализа только до верхней височной извилины обнаружилась значительно большая активация в процессе различения мелодий в небольшом ее участке в правом полушарии. Схожая активация была обнаружена в исследованиях на взрослых при прослушивании незнакомых тональных мелодий. Возможно, у детей полушарная специализация по обработке ритмов и мелодий менее выражена в отличие от взрослых.
Несмотря на важность мелодии и ритма в структуре музыки, сами по себе они являются комплексными характеристиками, поэтому исследователи нередко обращаются к звуковысотному восприятию или звуковысотной памяти. В существующей литературе данные об активации мозга в процессе экспериментов на звуковысотную память и различение высоты противоречивы. Сравнение звуковысотного восприятия у музыкантов и немузыкантов с применением МРТ показало сходные результаты в выполнении заданий при отличии активизировавшихся нейронных сетей. У музыкантов активировалась нейронная сеть, включающая области кратковременной слуховой памяти и области, вовлеченные в зрительно-пространственную обработку информации: задняя часть правой верхней височной извилины и супрамаргинальная (надкраевая) извилина, верхние теменные зоны. У немузыкантов активировались области, важные для различения высоты и традиционные зоны, связанные с памятью. Применение непрерывного сканирования мозга позволило выявить, кроме уже упомянутых структур, выраженную активацию дорзального мозжечка. Мозжечок, по данным разных исследований, связан со слуховыми задачами,такими как планирование речевой продукции, функциями слуховой вербальной памяти, узнаванием тонов, распознаванием музыкального темпа и длительностей. Кроме того, пациенты с поражениями мозжечка оказывались не в состоянии различать высоту нот.
Также существуют гендерные отличия в процессе выполнения проб на звуковысотную память: по данным некоторых авторов у мужчин отмечается большая левосторонняя активация в височной доле, а также большая активация мозжечка. Возможно, половые отличия в активации мозга обеспечиваются разными перцептивными стратегиями …
Влияние занятий музыкой на когнитивные процессы
Эффект влияния музыкальных тренировок на отдельные области когнитивной деятельности, такие как язык, математика, пространственные функции, является предметом дебатов, хотя некоторые исследования свидетельствуют о положительном влиянии музыки. Что касается математики, то при решении музыкантами и немузыкантами математических задач в уме были получены разные паттерны активации мозга. У музыкантов значительно большая активация была обнаружена в префронтальной коре слева и левой фузиформной извилине. У немузыкантов - в правой нижней затылочной извилине, левой средней затылочной извилине, правой орбитальной извилине, левой нижней теменной дольке. Возросшая активация в левой фузиформной извилине может объясняться ее вовлечением в процессы, включенные в более «абстрактный» уровень презентации зрительной информации. То есть музыканты могут применять более абстрактные репрезентации чисел и особенно дробей. Возросшая активация в левой префронтальной коре у музыкантов также наводит на мысль, что предполагаемая связь между музыкальными тренировками и хорошими результатами в математике может объясняться развитой семантической рабочей памятью.
Лонгитюдные исследования детей, занимающихся музыкой, подтверждают предположение о влиянии музыкальных занятий на развитие речевой памяти. Эта гипотеза возникла в связи с тенденцией к увеличению размера задней части левой верхней височной извилины у музыкантов, и именно левая височная доля опосредствует речевую память, тогда как визуальная память обеспечивается главным образом правой височной областью. К тому же, по некоторым данным, молодые люди с опытом по меньшей мере 6 лет занятий музыкой демонстрируют лучшую вербальную, но не зрительную память в сравнении с людьми без такого опыта. Дети с опытом музыкальных занятий показали лучшие результаты в заданиях на вербальную память, и продолжительность занятий коррелировала с успешностью выполнения. Отличий в зрительной памяти не наблюдалось. Через год продолжившие занятия дети продемонстрировали улучшение вербальной памяти, тогда как группа прекративших занятия этого не показала. В то же время результаты по зрительной памяти у всех детей остались схожими …
Полный текст статьи «Музыкальный мозг: обзор отечественных и зарубежных исследований» Панюшева Т.Д. МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет психологии, кафедра пато- и нейропсихологии, Москва (журнал «Асимметрия» Том 2, № 2, 2008, стр. 41 – 54) [читать ]
Читайте также :
статья «K448» В.В. Крылов, И.С. Трифонов, О.О. Кочеткова; Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова, Москва; ГБУЗ «Научно-исследовательский Институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского», Москва (журнал «Нейрохирургия» №4, 2016) [читать ];
статья «Энергия музыки: нейрофизиологическое воздействие» кандидат философских наук К.С. Шаров, (журнал «Энергия: экономика, техника, экология» №1, 2017) [читать ]
© Laesus De Liro
Уважаемые авторы научных материалов, которые я использую в своих сообщениях! Если Вы усматривайте в этом нарушение «Закона РФ об авторском праве» или желаете видеть изложение Вашего материала в ином виде (или в ином контексте), то в этом случае напишите мне (на почтовый адрес: [email protected] ) и я немедленно устраню все нарушения и неточности. Но поскольку мой блог не имеет никакой коммерческой цели (и основы) [лично для меня], а несет сугубо образовательную цель (и, как правило, всегда имеет активную ссылку на автора и его научный труд), поэтому я был бы благодарен Вам за шанс сделать некоторые исключения для моих сообщений (вопреки имеющимся правовым нормам). С уважением, Laesus De Liro.
Posts from This Journal by “нейрофизиология” Tag
Аквапорины
СПРАВОЧНИК НЕВРОЛОГА ВВЕДЕНИЕ Вода составляет примерно 70% массы большинства живых организмов. Однако содержание ее внутри и вне…
Когнитивный резерв
Нельзя быть слишком старым человеком, чтобы улучшать работу вашего мозга. Самые последние исследования показывают, что резерв мозга можно…
В течение всей своей истории человечество испытывало серьезные затруднения в исследовании . И древние египтяне, и первые мыслители, такие как Аристотель, недооценивали таинственное вещество, находящееся между ушами. Прославленный анатом Гален отводил мозгу роль руководителя двигательной активности и речи, но даже он игнорировал белое и серое вещество, считая, что основную работу в мозге делают заполненные жидкостью желудочки.
Мозг человека большой…
В среднем мозг взрослого человека весит 1,3-1,4 килограмма. Некоторые неврологи сравнивают структуру живого мозга с зубной пастой, но, как считает нейрохирург Катрина Фирлик, более удачную аналогию можно найти в местном магазине здорового питания.
«Мозг не растекается и не прилипает к пальцам, как зубная паста, - пишет Фирлик в своих мемуарах. – Более удачное сравнение – мягкий соевый творог».
Черепная коробка примерно на 80 процентов заполнена мозгом. Оставшихся 20 процентов в равной степени приходятся на кровь и спинномозговую жидкость, защищающую . Если смешать это все – мозг, кровь и жидкость – объем получившегося вещества составит около 1,7 литра.
… Но он становится меньше
Не стоит очень уж хвастаться своим мозгом объемом почти 2 литра. Около 5 тысяч лет назад мозг человека был еще больше.
«Из археологических данных, полученных по всему миру – в Европе, Китае, Южной Африке, Австралии – нам известно, что мозг уменьшился на примерно 150 см3, раньше его объем составлял 1350 см3. Это грубо 10 процентов», - рассказывает палеонтолог Джон Хокс из Университета Висконсин-Мэдисон.
Исследователи не знают, почем мозг уменьшается, но некоторые предполагают, что он эволюционирует и становится эффективнее. Также бытует мнение, что уменьшается череп, так как нынешний рацион человека состоит из более мягкой пищи, и большие и сильные челюсти более не нужны.
Каковой бы ни была причина, от размера мозга не зависит непосредственно уровень интеллекта, так как отсутствуют доказательства большей разумности древних людей в сравнении с современным человеком.
Мозг – это сосредоточение энергии
Мозг современного человека крайне энергоемкий. Его масса составляет около 2 процентов массы тела, но при этом он использует около 20 процентов кислорода в крови и 25 процентов глюкозы (сахара), циркулирующей с потоком крови.
Такие энергетические требования стали причиной дебатов среди антропологов. Ученые ставили перед собой задачу выяснить, что стало источником энергии для развития крупного мозга. Многие исследователи утверждали, что таким источником стало мясо, приводя в доказательство охотничьи умения наших ранних предков. По мнению других специалистов, мясо стало бы очень ненадежным источником питания. Исследование, проведенное в 2007 году, продемонстрировало, что современные шимпанзе умеют выкапывать в саванне богатые калориями клубнеплоды. Возможно, наши предки делали то же самое, пополняя энергию мозга вегетарианской пищей.
Относительно того, что же стало причиной шарообразной формы мозга, существует три основные гипотезы: изменения климата, требования экологии и социальная конкуренция.
Складки делают нас умнее
Каков же секрет интеллекта нашего вида? Ответом могут быть складки. Поверхность нашего мозга, называемая корой больших полушарий, покрыта извилинами и бороздами. В ней имеется около 100 миллиардов нейронов – нервных клеток.
Такая складчатая и извилистая поверхность позволяет большому по площади, а соответственно и требующему много энергии мозгу поместиться в небольшую черепную коробку. Количество извилин в мозге наших родственников-приматов различное, так же как и у других сообразительных животных, таких как слоны. Кроме того, исследованием было выявлено, что извилины мозга у дельфинов даже более выражены, чем у людей.
Большинство клеток мозга не нейроны
Бытующее мнение, что мы используем только 10 процентов возможностей мозга, неправильное, но зато мы точно можем сказать, что нейроны составляют только 10 процентов всех клеток мозга.
Оставшиеся 90 процентов, а это около половины веса мозга, называются нейроглия или глия, что означает «клей» на греческом языке. Неврологи раньше считали, что нейроглия – это просто липкая субстанция, удерживающая нейроны. Но недавние исследователи выявили, что ее роль гораздо важнее. Эти малозаметные клетки вычищают излишние нейромедиаторы, обеспечивают иммунную защиту, а также содействуют росту и функционированию синапсов (соединений между нейронами). Оказывается, пассивное большинство не такое уж и пассивное.
Мозг – это место для избранных
Клетки кровяной системы мозга, которые называются гематоэнцефалический барьер, работают, как вышибалы ночного клуба, позволяя только некоторым молекулам попадать в святая святых нервной системы – мозг. Капилляры, снабжающие мозг, выложены прочно связанными клетками, которые удерживают крупные молекулы. Специальные белки в гематоэнцефалическом барьере передают необходимые питательные вещества в мозг. Только избранные попадают внутрь.
Гематоэнцефалический барьер защищает мозг, но он может и не давать проникать спасающим жизнь медикаментам. Врачи, ищущие способы лечения мозговых опухолей, могут при помощи лекарств открыть связи между клетками, но это временно сделает мозг уязвимым к инфекциям. Хорошим способом провести лекарства через барьер могут стать нанотехнологии . Специально разработанные наночастицы могут проходить сквозь барьер и закрепляться на ткани опухоли. В будущем сочетание наночастиц и химиотерапии сможет стать способом уничтожения опухолей.
Мозг зарождается в виде трубки
Зарождение мозга происходит рано. Через три недели после оплодотворения слой эмбриональных клеток под названием «нервная пластинка» сворачивается в мозговую трубку. Эта ткань станет центральной нервной системой.
Мозговая трубка растет и видоизменяется в течение первого триместра. (Когда клетки видоизменяются, они превращаются в различные специальные ткани, необходимые для создания частей тела.) Нейроглия и нейроны начинают формироваться во втором триместре. Извилины появляются позже. На 24 неделе магнитно-резонансное исследование демонстрирует только несколько зарождающихся извилин, в остальном поверхность зародышевого мозга гладкая. В начале третьего триместра, на 26 неделе извилины становятся глубже, и мозг начинает выглядеть, как у новорожденного.
Мозг подростка не полностью сформирован
Родители упрямых подростков могут порадоваться, ну или минимум вздохнуть с облегчением: недостатки подросткового поведения частично связаны с превратностями развития мозга.
Пик серого вещества мозга наступает прямо перед половым созреванием, излишки убираются в течение пубертатного периода, и самые значительные изменения происходят в лобных долях – месте рассудительности и принятия решений.
Части мозга, отвечающие за многозадачность, полностью формируются только к 16-17 годам. Ученые также доказали, что у подростков также есть обоснование эгоистичности на нервном уровне. Обдумывая действия, которые повлияют на других, подростки реже, чем взрослые, использовали префронтальную кору головного мозга , а эта область связана с чувствами сопереживания и вины. По словам ученых, подростки учатся сочувствию через социализацию. Это вполне может оправдывать их эгоизм до 20-летнего возраста.
Мозг постоянно меняется
Когда-то ученые заявили, что как только человек становится взрослым, его мозг теряет способность формировать новые нервные связи. Считается, что эта способность, которую называют «пластичность», связана с детством и отрочеством.
Это неправда. Исследование пациентки, перенесшей удар, выявило, что ее мозг адаптировался к изменениям нервной системы и начал переносить визуальную информацию, получая схожие данные от других нервов. После этого был проведен ряд изучений, в результате которых было выявлено, что у взрослых мышей формируются новые нейроны. Позднее были обнаружены дополнительные доказательства создания новых связей между нейронами у взрослых людей. В то же время исследование медитации выявило, что активная умственная деятельность может изменить и структуру, и функционирование мозга.
Женщины не с Луны свалились
Бытует мнение, что у мужчин и женщин разное устройство мозга. Правда, что мужские и женские гормоны по-разному влияют на развитие мозга, а визуализирующие исследования продемонстрировали различия в мозге, из-за которых мужчины и женщины по-разному чувствуют боль, принимают решения и справляются со стрессами. Насколько эти различия зависят от генетики или от жизненного опыта – давний спор на тему «Природа или воспитание» - неизвестно.
Но по большей части мужские и женские мозги (и способности) одинаковые. В 78 процентах гендерных различий, о которых сообщается в различных исследованиях, влияние пола на поведение практически сводится к нулю. Недавно был также развенчан миф о расхождениях в способностях разнополых людей. В ходе исследования около полумиллиона девочек и мальчиков из 69 стран мира продемонстрировали практически одинаковые математические способности . Наши различия могут стать основанием только для броских названий книг, но в неврологии все гораздо проще.
БОРОЗДЫ И ИЗВИЛИНЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА, больших полушарий (sulci cerebri et gyri cerebri) - углубления (желобки) и лежащие между ними валики (складки), расположенные на поверхности полушарий (hemispheria) конечного мозга (telencephalon). Наличие борозд увеличивает поверхность коры больших полушарий головного мозга без увеличения объема черепа.
Насколько значительна роль борозд и извилин в увеличении поверхности коры показывает тот факт, что у человека 2/3 всей коры расположены в глубине борозд и только 1/3 - на свободной поверхности полушария. Относительно механизма возникновения борозд и извилин в процессе развития единого мнения не существует. Полагают, что полушария растут неравномерно в различных своих частях, вследствие чего и напряжение поверхности меняется в отдельных участках; в свою очередь это должно вести к образованию складок или извилин. Но, возможно, известную роль играет и первичный рост борозд, и, т.о., в какой-то мере извилины возникают вторично.
Эмбриология
Первой на 3-м мес. эмбрионального развития появляется боковая (сильвиева) ямка. Дно ее образует медленно растущая кора, к-рая в дальнейшем дает островок. Быстро растущие соседние области коры прикрывают его и образуют складки-покрышки. Линия их соприкосновения образует латеральную (сильвиеву) борозду. На 5-6-м мес. эмбрионального развития появляются центральная, теменно-затылочная и шпорные борозды. Вслед за ними в последующие месяцы развития образуются и остальные борозды и извилины. На основании сроков появления борозд и извилин в процессе развития, их глубины и постоянства Д. Н. Зернов выделил 3 вида борозд: первичные борозды - постоянные, глубокие, рано появляются в процессе онтогенеза; вторичные борозды, также постоянные, но более изменчивые по конфигурации, появляются в процессе онтогенеза позднее; третичные борозды, непостоянные, могут отсутствовать, очень изменчивы по форме, длине и направлению. Глубокими первичными бороздами каждое полушарие делится на доли: лобную (lobus frontalis), теменную (lobus parieta lis), височную (lobus temporalis), затылочную (lobus occipitalis) и островок (insula); некоторые авторы [П. Брока, Швальбе (G. А. Schwalbe)] выделяют еще лимбическую долю или область.
В больших полушариях головного мозга выделяют поверхностную (корковую) плащевую часть [мозговой плащ (pallium)] с расположенными на ней бороздами и извилинами. Мозговой плащ на основании филогенетического развития делится на древний (paleopallium), старый (archipallium) и новый (neopallium). Так наз. примитивные борозды, относящиеся к paleopallium и archipallium, в целом очень немногочисленные, намечены уже у рептилий. У млекопитающих борозды имеются и в neopallium.
Сравнительная анатомия
Изучение борозд коры головного мозга представителей различных отрядов млекопитающих показывает, что в их развитии имеется последовательность и что определенные системы борозд коры головного мозга приматов можно гомологизировать с известными системами борозд коры головного мозга хищных. Так, центральная борозда у приматов гомологична комплексу sulcus ansatus - sulcus coronalis у хищных, шпорная борозда у приматов - заднему отростку (processus acuminis) сплениальной борозды у хищных, ствол шпорной борозды у приматов - ретросплениальной борозде у хищных, теменно-затылочная борозда у приматов - среднему отделу сплениальной борозды у хищных, поясная борозда у приматов - комплексу передней части сплениальной борозды и генуальной борозды у хищных, верхняя височная борозда у приматов - среднему отделу сплениальной борозды у хищных, поясная борозда у приматов - комплексу передней части сплениальной борозды и генуальной борозды у хищных, верхняя височная борозда у приматов - заднему бедру супрасильвиевой борозды у хищных, верхняя часть циркулярной борозды островка у приматов - переднему бедру супрасильвиевой борозды у хищных, поперечные височные извилины у приматов - задней части дугообразных извилин у хищных и т. д. Однако отступлением от этой последовательности является закономерность, сформулированная Дарестом и Байярже (C.Dareste, J. G. F. Baillarger): в пределах одного и того же отряда у крупных его представителей кора головного мозга богата бороздами и извилинами (гирэнцефалы), а у мелких представителей - бедна бороздами и извилинами (лиссэнцефалы). Так, даже в ряду наиболее высоко стоящих в классе млекопитающих приматов есть лиссэнцефалы, напр, маленькая игрунка (Hapale). И, наоборот, в отряде сумчатых, аплацентарных, мозг которых лишен мозолистого тела, имеются гирэнцефалы, напр, кенгуру (Macropus).
Анатомия
В каждом полушарии различают верхне-латеральную, медиальную и нижнюю поверхности (рис. 1-4).
Рис. 1. Борозды и извилины верхнелатеральной поверхности коры левого полушария головного мозга (вид сбоку): 1 - gyrus angularis; 2 - gyrus occipitalis sup.; 3 - sulcus temporalis sup.; 4 - sulcus temporalis med.; 5 - gyrus temporalis sup.; 6 - gyrus temporalis med.; 7 - gyrus temporalis inf.; 8 n 10 - operculum frontoparietale; 9 - sulcus lateralis (ramus post.); 11 - polus temporalis; 12 - sulcus precentralis; 13 - ramus ant. sulci lateralis; 14 - sulci et gyri Orbitales; 15 - ramus ascendens sulci; 16 - operculum frontale; 17 - pars triangularis (BNA); 18 - sulcus frontalis inf.; 19 - gyrus frontalis med.; 20 - sulcus frontalis med.; 21 - gyrus frontalis sup.; 22 - sulcus frontalis sup.; 23 - gyrus precentralis; 24 - sulcus centralis; 25 - gyrus postcentralis; 26 - sulcus postcentralis; 27 - gyrus supramarginalis; 28 - sulcus interparietalis.
Рис. 2. Борозды и извилины медиальной поверхности коры левого полушария головного мозга: 1 - gyrus frontalis sup.; 2 - genu corporis callosi; 3 - uncus; 4 - gyrus parahippocampalis; 5 - splenium corporis callosi; 6 - sulcus collateralis; 7 - gyrus occipitotemporalis lat.; 8 - sulcus calcarinus; 9 - gyrus lingualis; 10 - cuneus; 11 - sulcus parietooccipitalis; 12 - precuneus; 13 - sulcus subparietalis; 14 - lobulus paracentralis; 15 - sulcus centralis; 16 - gyrus cinguli; 17 - sulcus cinguli; 18 - sulcus corporis callosi.
Рис. 3. Борозды и извилины верхне-латеральной поверхности коры левого полушария головного мозга (вид сверху): 1 - gyrus frontalis med.; 2 - gyrus frontalis sup.; 3 - sulcus frontalis med.; 4 - sulcus frontalis sup.; 5 - sulcus precentralis; 6 - gyrus precentralis; 7 - sulcus centralis; 8 - gyrus postcentralis; 9 - sulcus postcentralis; 10 - sulcus interparietalis; 11 - sulcus parietooccipitalis.
Рис. 4. Борозды и извилины нижней поверхности коры левого полушария головного мозга: 1 - gyrus frontalis sup.; 2 - bulbus olfactorius; 3 - gyrus frontalis med.; 4 - tractus opticus; 5 - sulcus orbitalis; 6 - gyrus frontalis inferior; 7 - sulcus lateralis; 8 - gyrus temporalis inf.; 9 - sulcus temporalis inf.; 10 - sulcus collateralis; 11 - gyrus occipitotemporalis lat.; 12 - gyrus lingualis; 13 - sulcus calcarinus; 14 - sulcus parietooccipitalis; 15 - gyrus parahippocampalis; 16 - sulcus rhinalis; 17 - uncus.
Верхне-латеральная поверхность полушария (facies superolateralis cerebri)
Самая большая и глубокая борозда на верхне-латеральной поверхности - латеральная (сильвиева) . У взрослого дно этой борозды очень широко и составляет особую долю больших полушарий головного мозга - островок. Латеральная борозда берет начало на основании мозга, по выходе на верхне-латеральную поверхность полушария делится на короткую, глубокую, направляющуюся прямо вперед переднюю ветвь (г. anterior), па направляющуюся кверху и также короткую восходящую ветвь (г. ascendens) и на заднюю ветвь (г. posterior), очень длинную, направляющуюся отлого кзади и кверху и разделяющуюся в заднем конце на восходящую и нисходящую ветви. Латеральная борозда отграничивает сверху височную долю, отделяя ее спереди от лобной доли, а сзади - от теменной.
Образующий дно латеральной борозды островок представляет собой выступ, вершина к-рого, направленная кнаружи и вниз, носит название полюса островка. Спереди, сверху и сзади островок отделен глубокой круговой бороздой (sulcus circularis insulae) от прилегающих частей лобной, теменной и височной долей, образующих покрышку (operculum). Покрышка разделяется, т. о., налобную, лобно-теменную и височную (operculum frontale, frontoparietale и temporale).
Поверхность островка делится косо идущей центральной бороздой островка (sulcus centralis insulae) на переднюю и заднюю дольки островка. В передней дольке островка перед центральной бороздой проходит прецентральная борозда (sulcus precentralis insulae), располагающаяся между ними извилина носит название передней центральной извилины островка (gyrus centralis anterior insulae).
Кпереди от прецентральной борозды располагаются радиально расходящиеся (две или три) короткие извилины островка (gyri breves insulae), отделяющиеся друг от друга короткими бороздами островка (sulci breves insulae). Задняя долька островка меньше, чем передняя; делится зацентральной бороздой островка (sulcus postcentralis insulae) на длинные извилины островка (gyri longi insulae). Самая нижняя часть островка образует полярную извилину островка (gyrus polaris insulae), или полюс островка. На основании мозга полюс островка переходит в порог островка (limen insulae), который продолжается кпереди в нижнюю лобную извилину.
Вторая большая борозда на верхне-латеральной поверхности полушария - центральная (роландова) борозда . Эта борозда прорезает верхний край полушария несколько кзади от середины его протяжения, немного заходит и на медиальную его поверхность. По латеральной поверхности она тянется вниз и вперед, немного не доходя внизу до латеральной борозды, и отделяет лобную долю от теменной. Кзади теменная доля примыкает к затылочной. Границу между ними образуют две борозды: вверху - теменно-затылочная борозда (sulcus parietooccipitalis), к-рая только частично заходит на верхне-латеральную поверхность полушария, в основном же располагается на медиальной его поверхности, внизу - поперечная затылочная борозда (sulcus occipitalis transversus), к-рая идет почти вертикально и большей частью соединяется с впадающей в нее под прямым углом межтеменной бороздой (sulcus interparietalis).
Лобная доля сзади ограничивается центральной бороздой, снизу - латеральной бороздой; передний ее отдел образует лобный полюс (polus frontalis). Впереди от центральной борозды и более или менее параллельно ей идут две прецентральные борозды: вверху верхняя прецентральная борозда (sulcus precentralis superior), внизу - нижняя прецентральная борозда (sulcus precentralis inferior). Они большей частью отделены друг от друга, но иногда соединяются между собой. Извилина, расположенная между центральной и прецентральной бороздами, носит название прецентральной извилины (gyrus precentralis). Внизу она переходит в покрышку и соединяется здесь с зацентральной извилиной (gyrus postcentralis) благодаря тому, что центральная борозда не достигает внизу латеральной борозды. Соединяется она с зацентральной извилиной и вверху, но только на медиальной поверхности полушария, в области парацентральной дольки.
От обеих прецентральных борозд отходят кпереди почти под прямым углом имеющие дугообразную форму лобные борозды: от верхней прецентральной борозды - верхняя лобная борозда (sulcus frontalis superior), а от нижней прецентральной борозды - нижняя лобная борозда (sulcus frontalis inferior). Этими бороздами выделяются три лобные извилины. Верхняя лобная извилина (gyrus frontalis superior) располагается кверху от верхней лобной борозды и заходит на медиальную поверхность полушария. Средняя лобная извилина (gyrus frontalis medius) располагается между верхней и нижней лобными бороздами и делится на верхнюю и нижнюю части средней лобной бороздой (sulcus frontalis medius). Средняя лобная борозда спереди соединяется с лобно-краевой бороздой (sulcus frontomarginalis). Выше лобно-краевой борозды передний край полушария прорезают орбитальные борозды (sulci Orbitales), впадающие на медиальной поверхности полушария в поясную борозду. Нижняя лобная извилина (gyrus frontalis inferior), располагающаяся под нижней лобной бороздой, делится на три части: 1) оперкулярную часть (pars opercularis), располагающуюся между нижним концом нижней прецентральной борозды и восходящей ветвью латеральной борозды; 2) треугольную часть (pars triangularis), расположенную между восходящей и передней ветвями латеральной борозды; 3) орбитальную часть (pars orbitalis), расположенную кпереди от передней ветви латеральной борозды.
Теменная доля спереди ограничивается центральной бороздой, снизу латеральной бороздой, сзади - теменно-затылочной и поперечной затылочной бороздами. Параллельно центральной борозде и кзади от нее идет зацентральная борозда (sulcus postcentralis), часто разделенная на верхнюю и нижнюю борозды. Между зацентральной и центральной бороздами располагается зацентральная извилина. Внизу она переходит, как и прецентральная извилина, в покрышку, а вверху (на медиальной поверхности полушария) - в парацентральную дольку. С зацентральной бороздой часто соединяется главная борозда теменной доли - межтеменная борозда (sulcus interparietalis). Она идет дугообразно назад, более или менее параллельно верхнему краю полушария, и оканчивается на границе с затылочной долей большей частью впадением в поперечную затылочную борозду. Межтеменная борозда делит теменную долю на верхнюю теменную дольку (lobulus parietalis superior) и на нижнюю теменную дольку (lobulus parietalis inferior).
Височная доля сверху ограничивается латеральной бороздой, а в заднем отделе - линией, соединяющей задний конец латеральной борозды с нижним концом поперечной затылочной борозды. Задняя граница височной доли проходит по линии, соединяющей теменно-затылочную вырезку с предзатылочной вырезкой. На наружной поверхности височной доли располагаются продольные височные борозды, более или менее параллельные латеральной борозде. Верхняя височная борозда (sulcus temporalis superior) сзади большей частью оканчивается, как и латеральная борозда, разветвлением, отдавая восходящую и нисходящую ветви. Восходящая ветвь входит в нижнюю теменную дольку и окружается здесь угловой извилиной (gyrus angularis). Средняя височная борозда (sulcus temporalis medius) большей частью состоит из следующих друг за другом 3-5 сегментов, так же как и нижняя височная борозда (sulcus temporalis inferior), к-рая гл. обр. лежит уже на нижней поверхности полушария. Височными бороздами выделяются три продольно расположенные височные извилины. Верхняя височная извилина (gyrus temporalis superior) располагается между латеральной бороздой и верхней височной бороздой. Средняя височная извилина (gyrus temporalis medius) располагается между верхней и средней височными бороздами. Нижняя височная извилина (gyrus temporalis inferior) лежит между средней и нижней височными бороздами и располагается только частью на наружной поверхности височной доли, частью же переходит на ее основание.
Верхняя поверхность височной доли, или верхней височной извилины, образует нижнюю стенку латеральной борозды и делится на две части: на большую - оперкулярную часть (operculum temporale), покрытую лобно-теменной покрышкой, и на меньшую - переднюю часть, инсулярную, которая покрывает островок. Оперкулярная часть имеет форму треугольника, в области к-рого располагаются веерообразно расходящиеся поперечные височные извилины (gyri temporales transversi), отделяющиеся друг от друга поперечными височными бороздами (sulci temporales transversi) (извилины Гешля). Первая поперечная височная извилина непрерывна, остальные представляют собой переходные извилины к располагающейся кнаружи и кзади от них гладкой височной плоскости (planum temporale).
Затылочная доля кзади оканчивается затылочным полюсом, спереди отграничена от теменной доли теменно-затылочной и поперечной затылочной бороздами, с височной долей не имеет естественной границы и отделяется от нее условной линией, проводимой приблизительно по продолжению вниз поперечной затылочной борозды в направлении к предзатылочной вырезке, представляющей собой вдавление на месте перехода верхне-латеральной поверхности полушария в нижнюю его поверхность. Борозды затылочной доли на верхне-латеральной поверхности полушария очень непостоянны и по количеству, и по направлению. Большей частью все же удается выделить ряд боковых затылочных извилин, из которых наиболее постоянной является верхняя затылочная извилина (gyrus occipitalis superior), расположенная над межзатылочной бороздой (sulcus interoccipitalis), составляющей продолжение кзади межтеменной борозды. В мосте перехода теменной доли в затылочную имеется несколько переходных извилин, которые соединяют обе доли друг с другом.
Медиальная поверхность полушария (facies medialis hemispherii)
Центральное место на медиальной поверхности занимают две концентрически расположенные борозды, окружающие мозолистое тело. Одна из них, непосредственно граничащая с мозолистым телом, называется бороздой мозолистого тела (sulcus corporis callosi) и сзади переходит в гиппокампову борозду (sulcus hippocampi), к-рая глубоко вдавливает стенку мозга и выпячивает ее в полость нижнего рога бокового желудочка в виде гиппокампа (аммонова рога). Над бороздой мозолистого тела идет также дугообразная поясная борозда (sulcus cinguli), а далее кзади - подтеменная борозда (sulcus subparietalis). На внутренней поверхности височной доли параллельно гиппокамповой борозде проходит ринальная борозда (sulcus rhinalis). Эти три борозды - поясная, подтеменная и ринальная - ограничивают дугообразную область, к-рая выделяется на основании единства функций (см. Лимбическая система) как лимбическая, краевая доля. Верхнюю ее часть, расположенную между бороздой мозолистого тела, поясной и подтеменной бороздами, обозначают как поясную извилину (gyrus cinguli), или верхнюю лимбическую (gyrus limbicus superior), а нижнюю ее часть, расположенную между гиппокамповой и ринальной бороздами,- как нижнюю лимбическую, или парагиппокампальную, извилину (gyrus parahippocampalis). Обе они сзади валика мозолистого тела соединяются друг с другом перешейком поясной извилины (isthmus gyri cinguli). Парагиппокампальная извилина образует в своем переднем отделе изгиб назад, представляя крючковидную извилину, или крючок (uncus). Небольшой задний конец его образует интралимбическую извилину (gyrus intralimbicus).
В задней части медиальной поверхности полушария расположены две очень глубокие борозды: теменно-за тылочная борозда (sulcus parietooccipitalis) и шпорная борозда (sulcus calcarinus). Теменно-затылочная борозда прорезает верхний край полушария на границе между затылочной и теменной долями и выходит на верхне-латеральную поверхность полушария. Главным образом она расположена на медиальной поверхности полушария, спускаясь здесь вниз навстречу шпорной борозде. Между теменно-затылочной бороздой и краевой частью (pars marginalis, BNA) поясной борозды располагается четырехугольная извилина, относящаяся к теменной доле и носящая название предклинья (precuneus). Шпорная борозда имеет продольное направление, идет вперед от затылочного полюса, где она часто распадается на верхнюю и нижнюю ветви и соединяется под углом с теменно-затылочной бороздой. В области заднего рога бокового желудочка шпорной борозде соответствует возвышение - птичья шпора (calcar avis). Продолжение шпорной борозды вперед от места соединения с теменно-затылочной бороздой носит название ее ствола. Ствол оканчивается под задним концом мозолистого тела и ограничивает снизу и сзади валиком перешеек поясной извилины (isthmus gyri cinguli). Между теменно-затылочной и шпорной бороздами лежит извилина, имеющая треугольную форму и обозначаемая как клин.
Поясная, или верхняя лимбическая, извилина окружает мозолистое тело (corpus callosum) - мощную спайку, соединяющую оба полушария. Кзади оно заканчивается валиком (splenium). Под мозолистым телом, прилегая сзади к его нижней поверхности, проходит в виде дуги свод - fornix (см.). Книзу свод переходит в хориоидную пластинку (lamina chorioidea), являющуюся также дериватом стенки конечного мозга, но максимально здесь редуцированную. Она покрывает сосудистое сплетение, вдающееся в полость боковых желудочков, и образует борозду (fissura chorioidea), онтогенетически очень раннюю. Между мозолистым телом и колонкой свода (columna fornicis) образуется треугольник, обращенный вершиной вниз и занятый прозрачной перегородкой (septum pellucidum) (см. Септальная область). От места соприкосновения ростральной пластинки мозолистого тела (rostrum corporis callosi) с колонкой свода отвесно вниз идет концевая пластинка (lamina terminalis), доходящая внизу до перекреста зрительных нервов. По своему происхождению она представляет переднюю стенку переднего мозгового пузыря между двумя выпячивающимися из него пузырями конечного мозга и ограничивает, т. о., спереди полость III желудочка.
Кпереди от концевой пластинки располагается параллельная ей околоконечная, или подмозолистая, извилина , а кпереди подмозолистая площадка, или параольфакторное поле , на к-ром описывают параольфакторные борозды (sulci parolfactorii).
Нижняя поверхность полушария
Нижнюю поверхность составляют в основном нижние поверхности лобной, височной и затылочной долей. Границу между лобной и височной долями образует выходящая на основании мозга латеральная борозда. На поверхности лобной доли проходит обонятельная борозда (sulcus olfactorius), к-рая занята обонятельной луковицей и обонятельным трактом; она глубока, впереди заходит за пределы обонятельной луковицы, а сзади разветвляется на медиальную и латеральную ветви. Между обонятельной бороздой и медиальным краем полушария располагается прямая извилина (gyrus rectus). Кнаружи от обонятельной борозды нижняя поверхность лобной доли покрыта очень изменчивыми по своей форме бороздками, которые чаще всего образуют сочетание в виде буквы «Н» и обозначаются как орбитальные борозды (sulci Orbitales). Поперечную борозду, образующую перекладину буквы «Н», называют поперечной орбитальной бороздой (sulcus orbitalis transversus), а отходящие от нее продольные бороздки - латеральной и медиальной орбитальными бороздами (sulci Orbitales lateralis et medialis). Располагающиеся между орбитальными бороздами извилины также носят название орбитальных (gyri Orbitales).
На нижней поверхности височной доли видна нижняя височная борозда (sulcus temporalis inferior), частично заходящая на наружную поверхность полушария.
Кнутри от нее и более или менее параллельно ей проходит коллатеральная борозда (sulcus collateralis), к-рой в области нижнего рога бокового желудочка соответствует коллатеральное возвышение (eminentia collateralis). Извилина, расположенная кнутри от коллатеральной борозды, между ней и шпорной бороздой, носит название язычковой извилины (gyrus lingualis).
Кровоснабжение, физиология борозд и извилин - см. Головной мозг , Кора головного мозга (больших полушарий).
Строение борозд и извилин - см. Архитектоника коры головного мозга (больших полушарий).
Библиография: Блинков С. М. Особенности строения большого мозга человека, с. 38, М., 1955; Воробьев В. П. Атлас анатомии человека, т. 5, с. 32, М.- JI., 1942; Зернов Д. Н. Индивидуальные типы мозговых извилин у человека, М., 1877; Кононова Ε. П. Мозг взрослого человека, в кн.: Атлас большого мозга человека и животных, под ред. С. А. Саркисова и И. Н. Филимонова, с. 96, М., 1937; Проблема борозд и извилин в морфологии мозга, под ред. Л. Я. Пинеса, Л., 1934; Филимонов И. Н. Борозды и извилины коры большого мозга, Многотомн, руководство по неврол., под ред. Н. PI. Гращенкова, т. 1, кн. 1, с. 452, М., 1955; он же, Борозды и извилины коры большого мозга млекопитающих, в кн.: Атлас большого мозга человека и животных, под ред. С. А. Саркисова и PI. Н. Филимонова, с. 9, М., 1937; Шевченко Ю. Г. Развитие коры мозга человека в свете онто-филогенетических соотношений, М., 1972; Glees P. Das menschliche Gehirn, Stuttgart, 1971; К a p-persC.U.A., HuberG.C. a, Crosby E. C. The comparative anatomy of the nervous system, v. 2, p. 1517, N. Y., 1936; M e y n e r t T. Der Bau der Gross-hirnrinde und seine ortlichen Verschieden-heiten nebst einem pathologisch-anatomi-schen Corollarium, Lpz., 1868: R e t z i u s G. Das Menschenhirn, Stockholm, 1896.
И. H. Филимонов, С. Б. Дзугаева.
«Ума нет свой не вложишь», говорят о тех, чей мозг не выдает блестящих результатов. Это верно: все мы живем с тем мозгом, который достался нам при рождении. А значит, остается только создать условия для его оптимальной работы.
Мозгу нравится здоровый образ жизни. Хорошо высыпаться , своевременно и качественно питаться это первое, что человек должен сделать для своего мозга, прежде чем требовать от него нормальной работы. Но есть и другие, более «продвинутые» способы увеличить активность мозга.
Спорт для извилин
Многие исследования показывают, что физические упражнения полезны не только для мускулатуры. Карл Котман (Carl W. Cotman), директор Интститута старения и болезней мозга Калифорнийского университета в Ирвайне (Institute for Brain Aging and Dementia), со своими сотрудниками провел исследования на крысах. Животные в течение трех недель активно тренировались бегали в «колесе». Ученые ожидали, что изменения произойдут лишь в тех частях мозга, которые отвечают за моторику. Однако оказалось, что изменилась активность генов в гиппокампе структуре, отвечающей за процессы запоминания и мышления. Эти изменения улучшили способность крыс реагировать на внешние раздражители, увеличили адаптивность.
Этот институт, в частности, занимается изучением болезни Альцгеймера, от которой в настоящее время страдают четыре миллиона американцев, и количество поставленных диагнозов постоянно растет. Дальнейшие исследовательские работы в этом направлении могут показать, какая именно физическая активность может помочь сохранить здоровье клеток мозга и, как следствие, память, то есть найти новые способы борьбы с болезнью Альцгеймера .
Пользу регулярных физических упражнений подтверждает исследование Колумбийского университета (Columbia University Medical Center). Группа ученых под руководством профессора Скотта Смолла (Scott A. Small) выяснила, что упражнения оказывают позитивное воздействие на зубчатую извилину часть гиппокампа. Именно здесь у человека старше 30 лет происходят изменения, вызывающие возрастное ухудшение памяти. Оказывается, регулярные занятия спортом снижают этот неприятный эффект. Недавно выяснилось, что именно зубчатая извилина отвечает за распознавание объектов и определение, «новые» они или «старые». Если эта часть мозга работает со сбоями, возникает ощущение дежавю .Сначала исследования проводились на мышах: благодаря «тренировкам» у них увеличилось производство новых клеток в мозгу. Интересно, что для проведения эксперимента мышей никак специально не тренировали, просто в клетки испытуемой группы поставили «бегущие колеса», а в клетки контрольной группы нет, и мыши занялись «фитнесом» по собственной инициативе.
Затем пришла очередь человека. Одиннадцать добровольцев прошли тесты, оценивающие как их физическую форму, так и способность запоминать информацию; было проведено также магнитно-резонансное сканирование мозга. Через три месяца упражений (по одному часу четыре раза в неделю) у испытуемых улучшилась не только физическая форма, но и умственные способности. Они заново прошли тесты и сканирование мозга на магнитно-резонансном сканере, и выяснилось, что у них улучшилось кровоснабжение зон мозга, связанных с функцией памяти, а тесты на запоминание они прошли с существенно лучшим результатом, чем показывали до начала эксперимента. Теперь ученым предстоит выяснить , какой тип тренировок окажется наиболее эффективным в борьбе с возрастными изменениями мозга.
Стремитесь к новому
Однако и сам мозг можно и нужно тренировать. Известный американский нейробиолог Лоренс Кац (Lawrence C. Katz , Howard Hughes Medical Institute) предложил систему простых упражнений, помогающих развивать мозг в любом возрасте. Так как обучение это создание новых связей между клетками мозга, и при этом большая часть мозга занята обработкой сигналов от всех органов чувств, он предложил подкинуть мозгу работу: регулярно вносить нечто новое в наши повседневные привычки. Новые впечатления заставляют мозг создавать новые связи между клетками, активируя ранее неработавшие участки. Таким образом, человек, идущий на работу другой дорогой, тренирует мозг, которому приходится обрабатывать новые сигналы: цвета и силуэты домов, незнакомые рекламные постеры, оценивать поток машин на улицах, анализировать шумы.
Принцип нейробики (как Лоренс Кац назвал свое детище) прост: нужно добавлять в ежедневную рутину некую новую активность, задействовав хотя бы один орган чувств. Вот некоторые из его конструктивных предложений :- Проснувшись, понюхать ваниль, чтобы разнообразить привычный по утрам запах свежмолотого кофе. Присоединение нового аромата к утренней рутине задействует новые цепочки нейронов.
- Проделывать привычные утренние ритуалы чистить зубы, причесываться, и прочее не той рукой, что обычно.
- Обзавестись набором разных ароматов и, набирая определенный номер телефон, нюхать выбранный для этого номера аромат (как результат, номер в ассоцииации с запахом должен легко запомнится).
- Покупать незнакомые продукты и при любой возможности заказывать неизвестные блюда в ресторане.
- Оказавшись за границей, стараться максимально освоить новую действительность: забираться подальше от известных туристических маршрутов, самому вести машину, следуя лишь дорожным указателям, общаться с местными жителями, говорящими на другом языке.
Медитация укрепляет внимание
Известно, что люди, регулярно практикующие медитацию, спокойнее и счастливее тех, кто игнорирует это достижение восточной медицины и философии. Это объясняется тем, что в их левой лобной части мозга, отвечающей за позитивные эмоции, всегда наблюдается более высокая активность , нежели у людей, не практикующих медитации.
Однако выяснилось, что медитация влияет на мозг в существенно большей степени, чем предполагалось ранее. Группа под руководством Брюса О’Хары (Bruce O’Hara , University of Kentucky at Lexington) пыталась выяснить, что в большей степени оказывает влияние на эффективность восприятия. Они использовали хорошо известный тест: испытуемые должны нажимать кнопки при появлении на ЖК-экране картинок. Известно, что обычно на это требуется 200300 миллисекунд, но, если человек не выспался, его реакция существенно замедляется. Десяти испытуемым предложили пройти тесты до и после 40 минут сна или легкой беседы или медитации или чтения. Каждый из добровольцев проходил через все четыре типа деятельности по очереди. Испытуемые показывали хорошие результаты после 40 минут сна, но, что ошеломило исследователей, абсолютно все участники эксперимента показали лучшие результаты после 40 минут медитации. При этом никто из добровольцев не практиковал медитацию прежде. Таким образом, даже разовая медитация оказывает позитивное воздействие на работу мозга.
Другое исследование, проведенное группой Сары Лазар (Sara Lazar , Massachusetts General Hospital), предлагает возможное объяснению этому феномену. Отобрав пятнадцать человек практикующих медитацию, и пятнадцать не практикующих, группа ученых исследовала их мозг при помощи магнитно-резонансного сканера. Оказалось, что кора головного мозга в зонах, отвечающих за внимание и обработку сигналов от органов чувств, толще у тех, кто практикует медитацию. Подобный эффект был замечен ранее у музыкантов, лингвистов и атлетов. Как пояснила Лазар, «кора головного мозга становится толще не благодаря росту новых нейронов, а благодаря более широким кровеносным сосудам и более развитым поддерживающим структурам ».О пользе музыки и о вреде красного цвета
Канадцы под руководством профессора Лорел Трейнор (Laurel Trainor , McMaster University) обнаружили, что занятия музыкой оказывают благоприятное воздействие на развитие мозга у детей дошкольного возраста. Неудивительно, что через год после начала занятий музыкой (будь то пение или освоение музыкального инструмента) специфические музыкальные навыки заметно прогрессируют. Однако оказалось, что имеются улучшения и в других областях, и они связанны с более продуктивной работой памяти.
В эксперименте принимали участия двенадцать детей в возрасте от 4 до 6 лет, разделенные на две группы: первая посещала уроки музыки (причем обучение велось «с нуля»), вторая музыкой не занималась. Через год были замечены успехи группы музыкантов в математике, запоминании новых слов, чтении. Кроме того, эти дети показали лучшие результаты в тестах IQ. Важно отметить, что для занятий музыкой не выбирались особо одаренные дети.
Это же исследование ранее выявило, что для детей школьного возраста занятия музыкой более полезны, чем занятия в драмкружке: «музыканты» показывали лучшие результаты как в учебе (общеобразовательные предметы), так и при прохождении тестов IQ. А теперь выяснилось, что занятия музыкой помогают развиваться и мозгу дошколят .
 |
Мозг любит компанию
Забавный результат показало исследование под руководством профессора Иллинойского университета в Урбане-Шампейне Патрика Лафлина (Patrick R. Laughlin , University of Illinois). Если, несмотря на все «тренировки», своего ума все-таки не хватает для решения какой-либо проблемы, следует позвать на помощь друзей и объединить интеллектуальные усилия.
В тестах приняли участие 760 студентов. Группы из трех, четырех или пяти человек показали лучшие результаты при решении тестовых задач, чем столько же студентов, которые работали над задачей индивидуально. Двое смогли решить задачу столь же эффективно, как и лучшие из «индивидуалов», но хуже, чем группы из трех и более человек. «Мы обнаружили, что группы из трех, четырех, пяти человек выдают лучшие результаты. Вероятно, это происходит благодаря способности людей при работе в команде эффективно усваивать информацию, генерировать идеи, выбирать правильные ответы и отсекать неверные предложения», сказал Патрик Лафлин . Таким образом, ученые подтвердили справедливость поговорки «одна голова хорошо, а две лучше».
Я рассказывал, что из-за продолжительных и регулярных негативных стрессов лимбическая система мозга может постоянно находиться в возбужденном состоянии или переходить в это состояние гораздо легче, чем необходимо. Психологически это может проявляться в чувстве тревожности, депрессии или утомляемости. Нарушения в балансе симпатической и парасимпатической систем приводят к таким проблемам как панические атаки, тензионные головные боли, синдром раздраженного кишечника, проблемы сна, пищеварения, потливости, учащенному сердцебиению, одышке и т.д. Проблемы нестабильности автономной нервной системы могут проявляться на физиологическом уровне в виде проблем сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, органов дыхания и мочеполовой системы. Проявляются такие психосоматические расстройства, как бронхиальная астма, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, артрит, нейродермит, сахарный диабет, некоторые сексуальные расстройства, бесплодие, ожирение, радикулиты, псориаз и пр.
В случае какого-либо из перечисленных заболеваний мы обычно обращаемся к профильным специалистам, которые могут диагностировать наличие органических или функциональных расстройств и назначить курс медикаментозного или физиотерапевтического лечения. И мало кому приходит в голову, что в таких случаях может требоваться помощь психотерапевта. Впрочем, психотерапевты зачастую тоже не могут полностью избавить человека от недомогания, поскольку причиной проблемы часто является не какой-то отдельный психический фактор, а общий современный образ жизни. К сожалению, даже ради здоровья, мало кто готов отказаться от общепринятых современных ценностей и променять ежедневную борьбу за успех на мирное существование в гармонии с другими людьми и окружающей средой.
Тем не менее, в наших силах изменить способ реагирования мозга на возникающие стрессовые ситуации, сделав его более адекватным в условиях объективного отсутствия угрозы жизни. Нейрофидбэк не может напрямую работать с лимбической системой мозга, поскольку эта структура расположена в глубине под церебральной корой. Но те или иные проблемы лимбической системы неизбежно приводят к изменению обычных паттернов активности, характерных для условно здорового мозга. Новые паттерны отражают выученные мозгом новые стратегии работы для обращения с перевозбуждением лимбической системы. Даже если эти стратегии когда-то спасали нам жизнь в экстремальных ситуациях, то в спокойные периоды жизни они являются неадекватными, потому что расходуют энергию мозга и сами стали фактором, поддерживающим состояние стресса, от которого должны были изначально защищать.
Если мозг уже привык к использованию стратегий работы в условиях возбужденной лимбической системы, то тренировки когнитивных способностей обычно оказываются малоэффективными. В то же время тренировки, направленные на выведение мозга из стрессогенных паттернов, способны не только уменьшить уровень лимбического возбуждения, но и приводят к улучшению когнитивных функций.
У мозга нет единой стратегии для обращения с перевозбуждением лимбической системы. Каждый мозг уникален по своим функциональным особенностям, а также уникальны и ситуации, в которых человек может оказаться подверженным воздействию негативного стресса. В данной заметке я расскажу только о наиболее часто встречаемых стратегиях мозга, непосредственно связанных с нестабильностью автономной нервной системы.
Стратегия разъединения
Данная стратегия работы мозга была описана доктором Мартином Тейчером, исследования которого показали, что в человеческом мозге системы декларативной и эмоциональной памяти работают независимо друг от друга. Функционально за данные виды памяти отвечают расположенные в глубине височных долей парные структуры миндалины и гиппокампа. В отличие от большинства людей, у взрослых людей, переживших в детстве случаи насилия, при обращении к памяти височные доли не активируются одновременно. Психологические проявления данной стратегии относятся к реактивному расстройству привязанности и различным диссоциативным расстройствам.
Так при воспоминании нейтральных и позитивных событий у людей, переживших в детстве случаи насилия, система миндалина/гиппокамп либо остается спокойной, либо активируется только левая часть, ответственная за повествовательную декларативную память. В то же время правая часть, ответственная за эмоциональную память, остается относительно неактивной. В результате у этих людей воспоминания позитивных событий содержат только интеллектуальный контекст и не сопровождаются какими-либо чувствами. В то же время в ответ на какие-либо болезненные воспоминания, в том числе относящиеся к взрослому периоду жизни, происходит чрезмерная активация правосторонней системы миндалина/гиппокамп, часто приводящая к сильному эмоциональному всплеску и регрессивному поведению. Таким образом, их негативные воспоминания могут не содержать никакой интеллектуальной основы, более того, воспоминаний может даже и не быть, но остается сильная эмоциональная реакция, которая может возникать при определенных событиях, или попытках вспомнить случившееся.
На электроэнцефалограмме данная стратегия проявляется в виде активности в диапазоне 23-38 Гц, которая обычно в правой височной доле (отведение T4) имеет двукратное превышение уровня сигнала по сравнению с левой стороной (отведение T3). При этом если имеет место превышение уровня сигнала по всему спектру частот, то такой паттерн уже не относится к стратегии разъединения.
В случае наличия паттерна разъединения методы нейрофидбэка применяются для уменьшения избыточной височной активности в диапазоне верхней беты и увеличения активности в нижней части бета-диапазона 12-15 Гц.
Стратегия блокирования
Понятие блокирования относится к отрицанию эмоций, блокированию их обработки структурами эмоциональной регуляции. Психологические проявления данной стратегии относятся к различным формам зависимости, навязчивым фобиям, обсессивно-компульсивному расстройству, булемии и анорексии. Процесс контроля количества эмоционального материала, попадающего в процесс принятия решений префронтальной коры, обеспечивается совместной работой орбитофронтального кортекса, базальных ганглий и поясной извилины. Когда регулирующие и фильтрующие механизмы данных системы мозга сталкиваются с какими-либо нежелательными и угнетающими входными данными, мозг старается избежать осознания эмоционального контекста, провоцируя повторение навязчивых мыслей и определенных ритуальных действий. Вовлекаясь в подобные мыслительные и поведенческие циклы, мозгу удается не допустить осознания и прочувствования невыносимого эмоционального материала. Именно поэтому люди с ОКР говорят, что такие модели поведения позволяют им снимать эмоциональное напряжение и справляться с беспокойством.
Активность данного процесса может проявляться в виде паттерна, который Дэниел Амен называет «перегретой поясной извилиной». Поясная извилина проходит под линией вертикальной плоскости, разделяющей два полушария нашего мозга. Обычно признаки проблемы с поясной извилиной наблюдаются в отведениях Fz и Cz. Если область, где соединяются два полушария мозга, явно отличается по активности от самих полушарий, это может быть «тенью», которую отбрасывает передняя часть поясной извилины. «Перегретая» поясная извилина со значительной долей быстроволновой активности может активно блокировать эмоциональный материал от доступа к сознанию.
Обычно возрастание активности лимбической системы характеризуется увеличением быстроволновой активности в тех или иных участках коры головного мозга. Но в случае длительного периода хронического стресса может наблюдаться прямо противоположная картина. Так же точно, как длительные периоды стресса истощают надпочечники, которые становятся неспособными вырабатывать адреналин в достаточном количестве, так и длительная гиперактивность нейронов способна истощить их ресурсы. Когда в ответ на стрессовую ситуацию мозг выбирает стратегию блокирования всего эмоционального материала, постоянная нагрузка на эти участки мозга приводит к «перегреву», а позднее и к «перегоранию» нейронных ресурсов. Поэтому на электроэнцефалограмме паттерн стратегии блокирования часто проявляется в виде излишней медленноволновой активности в передней части поясной извилины.
Однако не стоит спешить с нормализацией активности данного участка мозга. Поскольку стратегия блокирования является способом защиты мозга от эмоционального возбуждения, мозг может отказываться реагировать на попытки изменить с помощью тренинга данный паттерн. Сначала необходимо решить проблемы, лежащие в основе стратегии блокирования, относящиеся к источнику эмоционального возбуждения, и только потом восстанавливать работу системы, которая сдерживает их осознание. Лучше сначала срастить сломанную ногу и только потом учиться обходиться без костылей.
Обычно проблемы блокирования являются последними, с которыми осуществляется работа по стабилизации автономной нервной системы. В случае наличия паттерна блокирования выбирается тренинг, направленный на уменьшение тета-активности и увеличение активности в диапазоне нижней беты в отведениях Fz, Fp1 и Fp2. Но следует быть осторожным, поскольку при данном виде тренинга можно впасть в другую крайность и вместо восстановления механизмов эмоциональной регуляции добиться усиления уровня концентрации. Такой результат может быть и не плох, но он не решит эмоциональные проблемы, а в некоторых случаях может и усугубить их.
Стратегии реверсии
Термин реверсия относится к ассиметричной активности различных зон коры головного мозга, связанной с их различной функциональной специализированностью. Так например, при осуществлении одних психических функций ведущим является левое полушарие, других - правое. Аналогично этому фронтальная, теменная и затылочная части мозга принимают различное по характеру и неравное по значимости участие в осуществлении разных функций. На электроэнцефалограмме здоровая асимметрия активности мозга обычно проявляется в более высоком уровне активации (больше уровни беты и меньше уровни альфы) во фронтальной доле мозга и левом полушарии по сравнению с теменной и затылочной долями и правым полушарием.
Если перевозбуждение лимбической системы относится к проблемам стресса возникшим во взрослом периоде жизни, то наиболее часто это проявляется в изменении здоровой асимметрии активности мозга на реверсивную асимметрию. В этом случае теменные и затылочные доли могут показывать большую активацию, чем фронтальные области.
Это происходит благодаря тому, что процесс распознавания и категоризации поступающих сенсорных данных частично смещается в теменную и затылочную части коры мозга, где непосредственно распложены области сенсорной коры. Подобные изменения позволяют мозгу распознавать признаки угрозы еще до того, как мозг интегрирует поступившие сигналы в единую картину, пригодную для восприятия и осознания фронтальными зонами мозга. Разумеется, сенсорные зоны не предназначены для таких факультативных функций и не могут адекватно анализировать поступающие данные. Фронтальные же части мозга, ослабленные проблемами эмоционального контроля, часто не препятствуют такой узурпации функций обработки.
Реверсия является наиболее энергозатратной стратегией мозга. Люди с подобной проблемой склонны страдать от эмоциональной нестабильности, требовательны к себе и другим, работают без отдыха, а затем внезапно ломаются, иногда проявляют тревожность и вспышки гнева (часто после длительного сдерживания), имеют проблемы со сном — легко засыпают, но через час просыпаются и потом не могут заснуть.
Также реверсия может быть межполушарной, что прежде всего проявляется в области префронтального кортекса, когда правая часть является более активной, чем левая. Такой тип реверсии значительно угнетает позитивное восприятие мира и чаще всего приводит к депрессии. Связано это с тем, что гиперактивное правое полушарие функционально больше вовлечено в процесс формирования негативных эмоций, пессимистичных мыслей и разных типов неконструктивного мышления, а левое полушарие, ответственное за обработку приятных событий и более вовлеченное в процесс принятия решений, является в данном случае недоактивированным.
Но само по себе наличие реверсивного паттерна еще не является поводом для его коррекции. Прежде всего это связано с тем, что реверсивная асимметрия может возникнуть в мозге не только под влиянием факторов стресса, но также может являться признаком клинических патологий. В этом случае коррекция паттерна при помощи нейрофидбэка может оказаться не только малоэффективной, но и привести к нежелательным последствиям. Также, говоря о «здоровой» асимметрии, следует понимать, что понятие условно здорового мозга не может вместить в себя все индивидуальные характеристики и функциональные различия возможные среди человеческой популяции. Так например, особенности распределения активности в мозге хорошего музыканта и хорошего программиста будут слишком разными, чтобы их вообще можно было объединить в рамках единой нормы. Поэтому характеристики «здоровой» асимметрии мозга хоть и применимы к мозгу большинства людей, но в некоторых случаях реверсивная асимметрия может также оказаться вариантом нормы. Именно поэтому выбор протокола и общей направленности тренинга в нейрофидбэке всегда начинается с определения поведенческих или эмоциональных проблем, которые мешают полноценной жизни, и только потом определяется, с какими паттернами могут быть связаны данные проблемы.
Выбор протокола для работы с паттернами реверсии зависит от того как именно реверсия отражается на общей картине активности. Если в правой теменной и затылочной частях мозга соотношение альфа/тета с закрытыми глазами меньше или близко к 1, то в этом случае будет полезен альфа-тренинг. Для повышения уровня альфа-ритма хорошие результаты показывает тренировка когерентности альфы в отведениях P3 и P4. Подавление беты обычно тренируется только при достаточном уровне альфа-ритма. В левой и фронтальных частях мозга можно тренировать повышение уровня бета-ритма и понижение теты. В случае высокого уровня альфа-ритма возможен тренинг по уменьшению уровня альфы.
Симпатическая и парасимпатические отдачи
При любых проблемах, связанных с нестабильностью автономной нервной системы, наиболее универсальным протоколом является СМР-тренинг, при котором тренируется увеличение уровня сенсомоторного ритма (12-15 Гц) в районе сенсомоторной коры (отведения С3-С4) и подавление медленноволновой и быстроволновой активности. Данный протокол оказывает крайне благоприятное воздействие на все области мозга, способствует установлению баланса между симпатической и парасимпатической нервными системами, и воздействует на работу всех систем организма. В результате обычно повышается энергичность, улучшается способность сосредотачиваться, уменьшаются физиологические симптомы.
Также хорошие результаты достигаются при помощи альфа-тренинга в теменных и затылочных областях. Благодаря расслабляющему эффекту такая направленность тренинга позволяет добиться общего снижения симпатического тонуса и активации тормозящих процессов парасимпатической нервной системы. Однако значительные изменения в балансе симпатического и парасимпатического тонуса могут также привести к возникновению нежелательных эффектов.
Автономная нервная система, не привыкшая к состоянию покоя, может принять наступившее состояние расслабленности за неисправность системы оповещения об угрозах окружающего мира. Это может привести к резкой активации лимбической системы и вызвать эффект симпатической отдачи. В этом случае через некоторое время после тренинга человек может ощутить вспышку тревожности или даже паническую атаку.
Также возможен эффект и парасимпатической отдачи. Когда из-за стресса симпатическая нервная система в течение длительного периода времени подавляла активность парасимпатической системы, то при значительном снижении подавляющей активности может произойти чрезмерная активация парасимпатического тонуса. В результате у человека могут возникнуть проблемы расстройства пищеварительной системы, а чрезмерная активация иммунной системы может вызвать повышение температуры и головную боль.
В случае симпатической и парасимпатическрй отдачи обычно помогает сокращение времени тренировочных сессий и установление более длинных перерывов между тренингами. Также бывает полезным временно исключить использование поощрений в тренировочных протоколах и ограничиться только подавлением нежелательных типов активностей.
Disclaimer
Рассказ о проблемах мозга, связанных с нестабильностью автономной нервной системы, был бы неполным без описанных в данной заметке методов коррекции. Но все-таки нужно помнить, что необдуманное и некомпетентное вмешательство в работу мозга может привести к совершенно нежелательным последствиям. Мозг каждого человека – это совершенно уникальная система с неповторимыми функциональными особенностями. Протоколы показывающие отличные результаты при работе с одними пациентами, могут оказаться совершенно бесполезными при работе с другими, а в некоторых случаях результаты могут оказаться и вовсе негативными. Поэтому крайне желательно перед тем как самостоятельно приниматься за коррекцию перечисленных выше нарушений проконсультироваться у специалистов по поводу возможного наличия органических и функциональных повреждений мозга. Также обратиться к профессионалам будет полезным, чтобы убедиться, что выявленные нарушения в работе мозга не являются результатом неправильной настройки оборудования, неверного понимания особенностей регистрируемой электрической активности или воздействия внешних источников электромагнитных помех.
И напоследок хочу напомнить, что основным критерием эффективности проводимого тренинга должно быть улучшение самочувствия и ощущение позитивных изменений. И только в последнюю очередь стоит смотреть на числовые значения показателей тренировочного процесса.
Благодарю доктора Йосефа Исраэльски (Dr. Joseph Israelsky, MD, PhD — Tel-Aviv, Mental Health Center Ramat-Hen) за помощь при подготовке материала.
