Алексей Редозубов - Мозг напрокат. Как работает человеческое мышление и как создать душу для компьютера

На основании анализа того, как в структурах мозга происходит обработка информации, условно выделяют три уровня (или зоны) организации коры.

Первичная (или проекционная) зона коры обеспечивает анализ и переработку информации, идущей от периферии — мышц, органов чувств, рецепторов внутренних органов и сосудов.

Более сложное структурное строение имеет вторичная (или ассоциативная) кора. По занимаемой площади ассоциативные отделы больше проекционных. Считается, что этот второй уровень связан с «интегрирующей» деятельностью коры, а также с анализом и синтезом возбуждений различной модальности.

Самой сложной организацией и локализацией обладают «третичные» зоны коры. Здесь происходит обработка всей поступающей информации ( интегральнаяфункция). Эти области коры целиком состоят из верхних («ассоциативных») слоев клеток и не имеют прямой связи с периферией (органами чувств и мышцами). Третичные зоны играют существенную роль в построении наиболее сложных программ поведения человека.

Кора головного мозга находится в постоянном взаимодействии с нижележащими (подкорковыми) образованиями. Следует сказать несколько слов о важности вторичных и третичных зон. Ребенок появляется на свет с полностью развитыми аппаратами подкорковых образований и наиболее простых, проекционных (первичных), зон коры. Клетки же вторичных и третичных зон развиты недостаточно, их количество и занимаемая ими площадь еще мала. С развитием речи, то есть в возрасте 2—3 лет, происходит наиболее активное увеличение площади вторичных и третичных зон, причем наиболее сложные лобные области созревают окончательно лишь к 21—23 годам. Итак, подытожим.

Трехуровневая организация коры головного мозга включает в себя:

— Первичные (или проекционные) зоны. Импульсы к ним поступают от периферических рецепторов. Эти первичные зоны «дробят» воспринимаемую информацию и делают ее доступной последующему преобразованию. Обратно из первичных зон к периферии направляются двигательные импульсы.

— Вторичные зоны коры. Они «надстроены» над первичными, здесь преобладают верхние (ассоциативные) слои нейронов, обеспечивающие анализ и синтез поступающей информации, переработку (кодирование) и хранение материала чувственного опыта и подготовку сложных двигательных программ.

— Третичные зоны коры, которые «надстраиваются» над всем этим комплексом корковых аппаратов. Они начинают играть решающую роль только у человека. Эти зоны обладают особенно тонким и сложным строением и располагают мощным аппаратом ассоциативных нейронов верхних слоев коры.

Первые опыты с раздражением отдельных точек коры мозга электрическим током начались еще во второй половине ХIХ века. Опыты на собаках показали, что при раздражении отдельных участков коры возникает сокращение мышц конечностей, причем в той половине тела, которая противоположна раздражаемому полушарию.

Чарлз С. Шеррингтон использовал в качестве подопытных животных обезьян. И в этом случае наблюдалось то же: раздражение соответствующих пунктов двигательной зоны слабым электрическим током вызывало сокращение строго определенных мышц «противоположной» стороны тела.

Уайлдер Пенфилд показал, что, чем большее значение имеет та или иная функциональная система организма, тем более обширную территорию занимает ее проекция в первичных отделах коры головного мозга. Так возникли известные схемы, которые называют «человеком Пенфилда». Он имеет непропорционально большие губы, рот, руки, но маленькое туловище и ноги — в соответствии со степенью управляемости тех или иных групп мышц и их общим функциональным значением. Было замечено, что раздражение первичных зон коры распространяется лишь на области, непосредственно прилегающие к раздражаемому месту.

Рисунок 3. Сравнительная площадь проекции отдельных поверхностей тела в проекционных зонах мозговой коры (по Пенфилду): слева - корковая проекция чувствительности; справа - корковая проекция двигательной системы. Относительные размеры органов отражают ту площадь коры головного мозга, с которой могут быть вызваны соответствующие ощущения и движения.

К удивительным результатам привела стимуляция вторичной коры так называемым нейрографическим методом. Бумажку, смоченную раствором стрихнина, налагали на определенный участок коры головного мозга, тем самым раздражая его. Затем электроды последовательно прикладывали к соседним участкам, «прощупывая» таким образом, далеко ли распространяется вызванное раздражение. Эксперимент показал, что на электростимуляцию второго нейронного уровня отвечали различные зоны коры, расположенные иногда на значительном расстоянии от раздражаемого пункта. Получалось, что в процесс возбуждения вовлекались крупные системы нервных элементов, обеспечивая значительно более сложные, интегральные процессы в сравнении с теми, которые имеют место при возбуждении первичных зон.

С переходом от нижних уровней к высшим усложнялись и образы — как зрительные, так и слуховые. Раздражение же первичных отделов зрительной коры вызывало у пациентов на операционном столе элементарные ощущения. Больные видели мелькающие световые точки, окрашенные шары, языки пламени... Аналогичная картина наблюдалась при раздражении и первичных участков слуховой коры, с той лишь разницей, что в этих случаях у людей появлялись элементарные слуховые галлюцинации (шумы, звуки различного тона).

Раздражение вторичных отделов зрительной коры вызывало сложные, причудливо оформленные зрительные образы: испытуемые видели людей, зверей и т. п. Причем как в статике, так и в движении.

Воздействие на аналогичные области слуховой коры приводило к появлению сложных слуховых галлюцинаций — звучанию музыкальных мелодий, иногда фраз известных песен, при этом пациент осознавал, что внешний источник звука отсутствует.

Воздействие электрических импульсов на третичные отделы зрительной коры приводило к многоплановым галлюцинациям, сопровождаемым звуковыми компонентами. Больные видели развернутые сцены, целые картины, слышали звуки оркестра (Penfild, и др., 1968).

У животных, находящихся на более низком этапе эволюции, вторичная и третичная кора почти совсем не выделены. У приматов разделение на уровни носит уже более отчетливый характер. И только у человека дифференцированность коры достигает высочайших пределов, причем во всей массе коры доминируют именно вторичные и третичные поля. Этим, кстати, объясняется тот факт, что разрушение ограниченных зон головного мозга у животных, находящихся на разных ступенях эволюционной лестницы, вызывает неодинаковый эффект. Так, у мыши удаление отдельных долей вызывает лишь небольшие изменения в поведении, тогда как у собаки количество этих изменений возрастает, и они делаются более устойчивыми. У обезьяны дифференцированность и стойкость нарушений поведения, возникших в результате разрушения ограниченных участков мозга, становится несравнимо более отчетливой. У человека локальные разрушения мозга вызывают самые стойкие нарушения различных психических процессов.