Кора больших полушарий мозга
Кора больших полушарий связана нервными путями со всеми нижележащими отделами центральной нервной системы, а через них — со всеми органами тела. С одной стороны, импульсы, поступающие с периферии, доходят до той или иной точки коры, с другой — кора посылает «распоряжения» в нижележащие отделы мозга, а оттуда — к различным органам.
Кора головного мозга осуществляет тончайшее равновесие между организмом и внешней средой, регулирует и направляет физиологические процессы, протекающие внутри организма, обеспечивает его сложнейшее функциональное единство.
Каждый анализатор (например, зрения, обоняния, слуха и т.д.) имеет, по представлению И. П. Павлова, в коре головного мозга центральную часть (ядро), где осуществляется высший анализ и синтез, и широкую периферическую зону, в которой аналитические и синтетические процессы совершаются в элементарном виде. Между ядрами отдельных анализаторов разбросаны и перемешаны нервные элементы, принадлежащие различным анализаторам. Если ядро анализатора в силу каких-либо причин разрушено или выбыло из строя, его функцию перенимают периферические элементы того же анализатора. Современная физиология отвергает и узкий («абсолютный») локализационизм и принцип однородности, равноценности всех участков коры мозга. Локализация существует, но имеет «подвижный», «динамический» характер, о чем еще много лет назад говорил И. П. Павлов.
Нервные образования, которые мы привыкли называть «центрами», не ограничиваются корой головного мозга. Они включают и подкорковые структуры, значение которых необычайно велико.
Следует помнить, что любой центр коры головного мозга теснейшим образом связан со всеми другими отделами центральной нервной системы. В этом объединении, или, как говорят, интеграции, и заключается ведущая роль коры мозга в организме.
Представление о единых корковых центрах, полностью обеспечивающих какую-либо определенную функцию, является в настоящее время пройденным этапом в физиологии.
К тому же кора головного мозга отличается необычайной пластичностью, и одни отделы ее легко перенимают функции других, компенсируя расстройство их деятельности, вызванное различными причинами. Наиболее важная задача современной науки выявить анатомическую основу физиологических процессов и одновременно установить связи и взаимосвязи между всеми явлениями, наблюдаемыми в головном мозгу.
Исследования, проведенные различными авторами, как отечественными, так и зарубежными, показали, что в центральной извилине мозга, расположенной спереди от центральной борозды, находится специальная двигательная область. Раздражение ее электрическим током вызывает сокращение определенных мышц противоположной стороны тела. Напротив, удаление этой области хирургическим путем ведет к расстройству координированных движений, шаткости походки, ослаблению мышц. У человека ранение двигательной области сопровождается обычно параличами и другими тяжелыми нарушениями деятельности организма.
С помощью метода условных рефлексов удалось показать, что так называемые двигательные центры содержат чувствительные клетки, к которым приходят периферические раздражения от двигательного аппарата (костей, суставов, мышц). Эта область является мозговым концом двигательного анализатора в такой же степени, как затылочная — мозговым концом зрительного анализатора, височная — слухового анализатора и т.д. В двигательной области имеются как чувствительные клетки, расположенные в верхних слоях коры, так и двигательные, сосредоточенные в ее нижних слоях. Импульсы от рецепторов двигательного аппарата поступают в чувствительные клетки передней мозговой извилины, а отсюда уже передаются двигательным клеткам головного и спинного мозга.
Таким образом, каждый двигательный акт, каждое так называемое произвольное, волевое движение детерминировано, обусловлено раздражениями, поступающими в кору головного мозга из внешней или внутренней среды.
Позади центральной борозды расположена чувствительная область коры. В ней заканчивается путь, начавшийся в рецепторах кожи и внутренних органов. Здесь расположен его конечный этап. Каждое полушарие мозга связано в основном с противоположной половиной тела. Однако существуют связи полушария и с одноименной половиной тела.
Разрушение задней центральной извилины вызывает нарушение чувствительности в соответствующих сегментах тела.
Еще не так давно принято было считать, что рецепторы внутренних органов не имеют своего представительства в этих отделах мозга. Однако работы последних лет показали, что и интерорецепторы имеют связь с корой, хотя раздражение их не вызывает определенных ощущений и не доходит до сознания.
В этом плане особого внимания заслуживают исследования В. Н. Черниговского, его учеников и сотрудников. Исследуя метод отведения электрических потенциалов от определенных участков коры мозга, они показали, что все внутренние органы, посылающие информацию в головной нерв по чревным и брыжеечным нервам, имеют свое представительство в задней мозговой извилине коры мозга. Даже блуждающие нервы — эти мощные проводники импульсов из внутренних органов в центральную нервную систему — тесно связаны с нейронами коры. Открытие это тем более важное и неожиданное, что ядра блуждающих нервов в продолговатом мозгу давно уже описаны и изучены.
Каждый по личному опыту знает, что психические волнения, переживания, неожиданные известия, напряженная умственная деятельность сопровождаются изменениями со стороны сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря и т.д. У лиц, страдающих грудной жабой или язвенной болезнью желудка, приступы болей возникают обычно при всякого рода психических травмах, волнениях, огорчениях и т.д.
Раздражая электрическим током некоторые области коры, выключая их хирургическими или фармакологическими методами, исследователи установили, что можно по желанию изменять, ослаблять, усиливать, перестраивать работу сердца, желудка, кишок, почек и других внутренних органов. Бесспорно действие коры головного мозга на мочевой пузырь и прямую кишку, доказано ее влияние на слюно– и потоотделение, на состояние мышц, на просвет сосудов и т.д. Условные рефлексы образуются не только при действии какого-либо внешнего агента, но и при всяком раздражении интерорецепторов. Условным раздражением может служить импульс со слизистой оболочки желудка, кишечника, мочевого пузыря, с рецепторов сосудов, селезенки и т.д. Любой сигнал из внутренних органов, если его сочетать с безусловным раздражением, может стать условным стимулом оборонительной пищевой или какой-либо другой деятельности животного.
Это говорит о том, что импульсы из внутренних органов обязательно проникают в кору головного мозга, так как только в этом случае возможна выработка на них условных рефлексов.
Однако почему же все-таки сознание здорового, нормального человека не воспринимает информацию, поступающую из внутренних органов?
В. Н. Черниговский выдвигает три предположения, каждое из которых требует, по-видимому, экспериментальной проверки. Во-первых, общая площадь коры мозга, занимаемая представительством органов чувств, намного больше площади, в которую поступает сигнализация из внутренних органов. Число нейронов, «обслуживающих» в коре рецепторы слуха, зрения, вкуса, обоняния, осязания, во много раз превышает число их, связанных с интерорецепторами. Во-вторых, информация от внутренних органов, в том числе и болевая, идет в мозг по самому медленному пути (по волокнам С), а от других рецепторов — по волокнам А . Сигналы от кожи, мышц, органов чувств гораздо быстрее достигают коры и, возможно, блокируют корковые элементы сознания. В-третьих, возможно, что организм каким-то образом тормозит, задерживает поступление информации из внутренних органов в кору. Этим он спасает наше сознание от огромного потока импульсов, которые могли бы подавить своей силой и количеством деятельность больших полушарий. Быть может, в первую очередь это относится к шестому чувству — к боли, которая должна быть «осознана» корой только при исключительных обстоятельствах.
В своих последних работах В. Н. Черниговский высказывает еще более интересную мысль. «Кора больших полушарий,— говорит он,— действительно может управлять любыми процессами в организме (а значит — и регулировать их). Но она делает это не в порядке обычной работы, а лишь при определенных условиях». И дальше, «…кора больших полушарий в естественных условиях не использует поистине безграничных возможностей; она вмешивается только тогда, когда в этом есть физиологическая необходимость, а также когда экспериментатор нарочито создает соответствующую ситуацию» note 2 .
В верхней части задней центральной извилины мозга располагаются центры, воспринимающие ощущения из нижних конечностей, в нижней части — центры рецепторов кожной поверхности головы, лица и шеи.
В коре затылочных долей обоих полушарий находятся зрительные центры, в височной доле — слуховые.
Если вырезать у собаки затылочные и височные доли больших полушарий, у нее начинают проявляться некоторые отклонения со стороны зрения и слуха от нормальной их деятельности. После удаления затылочных долей собака не теряет способности видеть. Она обходит встречающиеся на пути предметы, различает свет и темноту — и в то же время не узнает хозяина. У нее разрушен мозговой конец зрительного анализатора, и это лишает ее возможности производить тонкий анализ зрительных раздражений. То же самое происходит и при разрушении мозгового конца звукового анализатора. Животное отличает тишину от звука, но совершенно не в состоянии дифференцировать звуки, разобраться в шумах, тонах и т.д.
Иногда у людей наблюдаются заболевания, называемые «психической слепотой» или «психической глухотой». Такие люди хорошо видят предметы, но не в состоянии их узнать. Они хорошо, слышат, но не понимают слов, не воспринимают речи и музыки.
Эти заболевания возникают в тех случаях, когда структура коры головного мозга в затылочной или височной области нарушена. Нервные окончания у них в порядке, не пострадали и проводящие пути. Импульсы исправно передаются в головной мозг, но разрушено корковое ядро зрительного или слухового анализатора и, следовательно, расстроена аналитическая деятельность коры головного мозга. Большое внимание уделяют в настоящее время исследователи корковой локализации памяти, эмоций, мышления, даже характера, но в нашу задачу не входит подробный разбор бесконечного количества работ, посвященных представительству различных физиологических функций в коре больших полушарий. Ограничимся только вопросами боли.
Задняя центральная извилина воспринимает, по-видимому, также и болевое ощущение. Правда, вопрос этот нельзя считать окончательно решенным. Мнения исследователей разошлись, и если одним удавалось вызвать чувство боли при раздражении электрическим током задней центральной извилины, то другие повторить этого опыта не сумели.
Еще в 1883 г. в клинике профессора И. П. Мержеевского В. М. Бехтерев наблюдал значительное ослабление болевой чувствительности на противоположной половине тела, удаляя у собак участки коры мозга в верхней части височной области.
С тех пор накопилась большая, но весьма разноречивая литература по вопросу о локализации болевых центров в коре головного мозга. Хорошо известны опыты немецкого невролога Ферстера, который, раздражая электрическим током кору головного мозга в области задней центральной извилины, не мог вызвать отчетливого ощущения боли. Однако, как было установлено более поздними исследованиями, раздражение верхней теменной доли, особенно внутренней ее поверхности, сопровождается обычно сильной болью. Некоторые авторы наблюдали болевую реакцию при раздражении электрическим током отдельных участков коры головного мозга и мозжечка.
По-видимому, при таком воздействии усиливаются только уже имеющиеся боли, особенно во внутренних органах, вызванные тем или другим болезненным процессом. Таково, по крайней мере, мнение Суита — одного из видных американских ученых.
Советский физиолог Д. М. Гедеванишвили обнаружил в затылочной доле головного мозга участок коры, раздражение которого слабым электрическим током вызывает у кошек сильнейшую «реакцию гнева». Кошки становятся необычайно агрессивными, начинают мяукать и кричать. У них появляются характерные для боли движения хвоста, приходят в движение брови и усы. Животные кричат, царапаются, рвутся из рук экспериментатора, выпускают когти и т.д.
Наблюдаемая картина, по мнению автора, воспроизводит болевую реакцию у кошки, вызванную раздражением периферического чувствительного нерва. Исходя из этого, Гедеванишвили пришел к выводу, что «реакция гнева» зависит от возбуждения специального центра болевого ощущения. Дальнейшие его опыты показали, что раздражение «центра боли» приводит к повышению кровяного давления, сердцебиению, одышке и т.п.
Все эти опыты требуют проверки и уточнения. Вряд ли в коре головного мозга имеется строго локализованный «центр боли». Надо полагать, что наблюдаемая реакция вызывается не болью, а возбуждением корковых вегетативных центров . Большинство исследователей склоняется к мысли, что у человека болевая чувствительность связана с теменной долей головного мозга и задней центральной извилиной. Однако аффективную, эмоциональную окраску чувство боли приобретает под влиянием лобных долей головного мозга. Одно время при лечении некоторых душевных заболеваний производилась перерезка нервных путей, связывающих лобные доли с другими частями мозга, так называемая лобо– или лейкотомия. В этих случаях чувство боли не исчезало, но боль становилась безразличной, как бы далекой от реального мира.
Вулдридж рассказывает об одном из таких случаев. Врач, беседуя с больной, подвергшейся операции лоботомии, был несколько удивлен, когда больная заявила, что боли у нее не только не исчезли, но даже ничуть не уменьшились. Между тем она выглядела бодрой, спокойной, здоровой и совершенно перестала жаловаться на мучившие ее до операции ощущения. В дальнейшем выяснилось, что лоботомия привела не к ослаблению самой боли, а к такому изменению психического состояния больной, в результате которого боль перестала ее беспокоить. Таких наблюдений накопилось немалое число, но это еще не значит, что для смягчения болей следует прибегать к столь радикальному воздействию.
Сходные результаты были получены при электрическом раздражении некоторых участков ретикулярной формации головного мозга через вживленные в нее электроды. Боли прекратились, но по прекращению раздражения возобновлялись с прежней силой.
В настоящее время считается общепринятым, что раздражение специфических нервных окончаний кожи, мышц, внутренних органов воспринимается как болевое ощущение корковыми клетками головного мозга.
Рис. 14. Схема полисинаптической передачи импульса в сером веществе спинного мозга (по Норденбосу)
Кора больших полушарий играет основную роль в восприятии и «осознании» боли. Субъективное ощущение боли формируется именно в коре. Здесь объединяются и связываются в единое целое все раздражения, поступающие с периферии по разнообразным центростремительным путям. Именно в коре происходит оценка раздражения, сопоставление его с предшествующим опытом, принимается решение и диктуется действие. Частично эти пути заканчиваются в зрительных буграх, но благодаря наличию богатой сети корково-бугровых волокон, благодаря ретикулярной формации так или иначе связываются с клетками высших отделов мозга.
Таким образом, болевой путь от рецептора до коры мозга многократно прерывается в своеобразных реле — нервных клетках, дающих начало новой болевой дистанции. Его можно назвать многодистанционным, или, вернее, много– (поли) синаптическим, т.е. состоящим из цепи, связанных через синапсы друг с другом нейронов и их аксонов. На рис. 14 представлена схема, изображающая нервную афферентную сеть в сером веществе спинного мозга в представлении голландского хирурга Норденбоса. Нервное возбуждение, возникшее в одной точке этого разветвленного дерева, распространяется по огромному числу нейронов (они изображены в виде точек) и, переходя с одного участка на другой, доходит до высших нервных центров.
Осознание и дифференцировка болевого ощущения происходит в высшем распорядительном отделе центральной нервной системы — в коре больших полушарий при участии целого ряда подкорковых образований головного мозга.
