Высшие мозговые функции

1. ВЫСШИЕ МОЗГОВЫЕ ФУНКЦИИ

В.В.Ефремов

2. ВЫСШИЕ МОЗГОВЫЕ ФУНКЦИИ

МЫШЛЕНИЕ
ПАМЯТЬ
СОЗНАНИЕ
ГНОЗИС
ПРАКСИС
РЕЧЬ

3. ВАЖНОСТЬ МОЗГА ДЛЯ ОРГАНИЗМА

Около 70% генов из генома человека
обеспечивают формирование и
функционирование нейронных систем
его мозга

4. СКОЛЬКО НЕЙРОНОВ В МОЗГЕ?

В среднем в человеческом мозге
содержится порядка 86
миллиардов нейронов
Suzana Herculano-Houzel
Is a Brazilian neuroscientist

5. ВАЖНОСТЬ МОЗГА ДЛЯ ОРГАНИЗМА

В 1 мм3 серого вещества коры головного мозга
• более 100 000 нейронов,
• более 700 млн. синапсов,
• более 4 км суммарной протяженности
аксонов.
У 1 коркового нейрона от 1000 до 10 000
синапсов
У плода нейроны образуются со скоростью
500 000/мин. – 30 000 000/час.

6. ВАЖНОСТЬ МОЗГА ДЛЯ ОРГАНИЗМА

Кора головного мозга получает 15 %- 20%
всего поступающего в организм
кислорода и глюкозы

7. АКТИВАЦИЯ СТРУКТУР МОЗГА ПОНЯТИЕ «ПОКОЯ»

Активация
головного мозга
сопровождается
только 5%
увеличением его
энергетических
затрат.
• Ответ на внешние
стимулы?
• Отражение
внутренних
процессов?

8. ВЗГЛЯДЫ НА ФУКЦИОНИРОВАНИЕ МОЗГА

Франц
Йозеф Галль
(Franz
Joseph Gall,
1758 — 1828)
Концепция локализационизма
Френология - мозг как система центров
психических функций
Флуранс
(Marie-JeanPierre Flourens,
1794—1867)
Концепция эквипотенции
Мозг как масса, единство клеточных единиц

9. ЛОКАЛИЗАЦИОНИЗМ

Penfield Wilder Graves
канадский невролог, нейрохирург,
1891-1976

10. ЛОКАЛИЗАЦИОНИЗМ

Korbinian Brodmann,
1868—1918,
немецкий невролог,
нейрофизиолог

11. АГНОЗИИ

Обонятельная
Зрительная
Вкусовая
Астереогноз

12. АПРАКСИИ

Идеаторная
Конструктивная
Моторная
Афферентная (кинестетическая)
Эфферентная (кинетическая)
Пространственная
Регуляторная (целевого действия)

13. НАРУШЕНИЯ РЕЧИ

Алалия
Афазия
Анартрия
Мутизм
Аграфия
Алексия

14. ЛОКАЛИЗАЦИОНИЗМ

А. В. Кэмпбелл:
•Первичные и вторичные поля получают импульсы
непосредственно от таламуса, в то время как
третичные - только от первичных и вторичных полей.
•Первичные поля производят специфический анализ
импульсов определенной модальности.
•Вторичные поля осуществляют взаимодействие
различных анализаторных зон.
•Третичные поля играют определяющую роль в
сложных видах психической деятельности символической, речевой, интеллектуальной.

15. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШИХ МОЗГОВЫХ ФУНКЦИЙ

Ива́н Петро́ вич Па́влов
1849, Рязань —
1936, Ленинград)
И. П. Павлов различал две области
мозга: ядерные зоны анализаторов и
рассеянную периферию. Он
рассматривал кору полушарий
большого мозга как совокупность
корковых концов анализаторов и
доказал, что корковый конец
анализатора — это не строго
очерченная зона. В нем есть ядро и
рассеянные элементы. Ядро — место
концентрации нервных клеток, где
происходит высший анализ, синтез и
интеграция. На его периферии, в
рассеянных элементах, совершаются
простые анализ и синтез.

16. теория системной динамической локализации ВМФ по Лурия А.Р.

интегированная деятельность:
1 функциональный блок- напряженность и
устойчивость внимания - ретикулярная
формация, ядра талямуса - колебания
выраженности когнитивных нарушений.
2 функциональный блок- прием, обработка и
хранение информации- вторичные и
третичные корковые поля зрения, слуха,
чувствительности- агнозии, апраксии,
ЛУРИЯ
акалькулии.
Александр Романович 3 функциональный блок- цели, планирование и
(1902–1977)
контроль произвольной деятельностилобные доли, психическая активность.

17. Функциональная МРТ

18. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШИХ МОЗГОВЫХ ФУНКЦИЙ

Функциональная
специализация
Функциональная
интеграция
Deesposito M., et al., 2015
Raichle M.E., 2011

19. ЖЕСТКИЕ И ПЕРЕМЕННЫЕ ФУНКЦИИ

В каждой зоне имеется базовая активность (небольшой
постоянный потенциал+медленные физиологические
колебания=сверхмедленные физиологические
процессы-СМФП), для которой существует
оптимальный диапазон. При его чрезмерном
увеличении или уменьшении активность зоны либо
уменьшается, либо утрачивается. На СМФП самое
большое влияние оказывают эмоции.
Большинство отдельных зон мозга полифункциональны (некоторые
жесткие). Даже жесткие зоны Брока и Вернике не стабильно
локализованы. При одинаковых условиях тестирования у одних больных
могла активизироваться Брока, а у других – Вернике.

20. НЕЙРОМОДУЛЯЦИЯ

Быстрые и медленные
нейромедиаторные и
нейромодулирующие
сигналы:
• Глутамат активаторы (fast)
• ГАБА ингибиторы (fast)
• Нейромодуляторы (slow) модулируют эффект
нейромедиаторов

21. ПОНЯТИЕ «ХАБА»

Структуры с типологией «звезды» характеризуются повышенными
энергетическими потребностями и наличием большого числа
протяженных и более эффективных и биологически ценных связей
для обеспечения интегративных процессов и адаптивного поведения
Crossley N.A., 2016

22. КОННЕКТОМ

Olaf
Sporns
Patrik
Hagman
университет
Индианы
Госпиталь
университета
Луизины
2005 г
22

23. СВЯЗИ РЕШАЮТ ВСЕ?

Sidney Brenner
Нобелевская
премия 2002г.
Caenorhabditis elegans
20 000 генов
302 нейрона
7000 связей
23

24. ИЗУЧЕНИЕ КОННЕКТОМА (ПРОЕКТЫ)

Blue Brain 2006 г. Швейцария, 100 000 000 €
Human Connectome Project 2009 г. Спонсируется National
Institutes of Health USA, 30 000 000 $
Цель - создание сетевой карты мозга здоровых живых взрослых
людей.
BRAIN Initiative2013 г. 2014-2024
Бюджет 3 000 000 000 $
EyeWire
Спонсоры: Массачусетский технологический институт и институт
медицинских исследований имени Макса Планка.
Big Brain, CШA, Microsoft, 60 000 000 $
Brainnetome, 2013 г., Китай, 200 000 000 юаней
Human Brain Project, 2012-2022 гг., Евросоюз, 1 190 000 000 €
24

25. НЕЙРОПЛАСТИЧНОСТЬ

• «Функциональные излишки» (активация
«запасных» участков вокруг очага поражения и
отдаленных зонах ипсилатерального
полушария) - рекрутинг
• Активация функционально гомологичных
структур противоположного полушария
• Активация структур изначально не связанных с
данной конкретной функцией (сенсорное
замещение) – Бач-и-Рита, Мриганка Сур
Живолупов С.А. с соавт., 2013
25

26. ПЛАСТИЧНОСТЬ

David Hubel
Torsten Wiesel
Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1981 г.
«... И вот Торстен Визел и я взяли котенка
недельного возраста, когда глаза уже вотвот должны открыться, и сшили его веки
на одном глазу….»
26

27. ПЛАСТИЧНОСТЬ

«Нейроны, активирующиеся раздельно,
устанавливают раздельные связи –
или нейроны, активирующиеся
несогласованно, неспособны
связываться друг с другом».
Michael M. Merzenich
профессор неврологии
Калифорнийский университет СанФранциско
27

28. ОБУЧЕНИЕ МЕНЯЕТ МОЗГ

• Увеличивается плотность и качество
нейронной сети и окружающей ее
глиальной среды
• Обучение приводит к росту количества
дендритов и аксонов, миелинизации
нервных волокон
• Растет эффективность серого и белого
вещества
Черниговская Т.

29. МЫШЛЕНИЕ: ДЕФОЛТ-СИСТЕМА МОЗГА

Gordon Shulman
«в состоянии покоя наш
мозг проявляет активность в
отсутствии задач из
внешнего мира.» 1997 г.
Marcus Raichle
дал название:
Default mode network
2001 г.

30. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сознание - состояние психической жизни
организма, выражающееся в субъективном
переживании событий внешнего мира и тела
организма, а также в отчёте об этих событиях и
ответной реакции на эти события.
Память –свойство нейронных сетей
образовывать пространственные устойчивые
структурные ансамбли динамической связи органов
чувств между собой и моторикой речевого аппарата
Мышление – физиологический процесс
мнимого воспроизведения ранее сформированных
в памяти образов и понятий и их соотнесение
между собой и вновь поступающей информацией

31. ГИППОКАМП И ПАМЯТЬ

• Память
• Эмоции
• Обучение

32. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АСИММЕТРИЯ МОЗГА

1.Оба полушария обладают способностью к
сознанию и самосознанию, а также к
осознанию социальных взаимоотношений
2. В регуляции деятельности головного мозга
участвуют «события», вырабатываемые
эндогенной (внутренней) психической
активностью; подобные события
формируются сознанием
Именно мыслеформы вызывают причинную
потенцию в разуме человека и через это
инициируют дальнейшие события его жизни
Roger Wolcott Sperry
1913-1994
Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1981 г.

33. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АСИММЕТРИЯ МОЗГА