Jump to content

Асимметрия мозга

В нейроанатомии человека асимметрия мозга может относиться как минимум к двум совершенно различным выводам:

Стереотипное изображение латерализации мозга, ошибочность которого была доказана в нейробиологических исследованиях. [1]

Нейроанатомические различия сами по себе существуют в разных масштабах: от плотности нейронов до размера областей, таких как плоскость височной кости , до — в самом большом масштабе — скручивания или «ветра» в человеческом мозге , отражающей форму черепа, которая отражает назад (кзади) выпячивание левой затылочной кости и вперед (кпереди) выпячивание правой лобной кости . [2] Помимо грубых различий в размерах, между полушариями были обнаружены как нейрохимические, так и структурные различия. Асимметрия проявляется в расположении кортикальных столбцов, а также в дендритной структуре и сложности. Клетки большего размера также обнаруживаются в слое III зоны Брока.

Человеческий мозг имеет общую лево-заднюю и право-переднюю асимметрию (или крутящий момент мозга). Особенно большие асимметрии наблюдаются в лобной, височной и затылочной долях, причем асимметрия усиливается в передне-заднем направлении, начиная с центральной области. Левую асимметрию можно увидеть в извилине Хешля, теменной покрышке , сильвиевой щели, левой поясной извилине, височно-теменной области и височной плоскости. Правостороннюю асимметрию можно увидеть в правой центральной борозде (что потенциально указывает на усиление связей между моторной и соматосенсорной корой в левой части головного мозга), боковом желудочке, энторинальной коре, миндалевидном теле и височно-теменно-затылочной области. асимметрии мозга, зависящие от пола Также распространены . Например, мужской мозг более асимметрично латерализован, чем женский. Однако исследования экспрессии генов, проведенные Гавриличем и его коллегами и Плетикосом и его коллегами, не смогли обнаружить асимметрию между полушариями на популяционном уровне. [3] [4]

У людей с аутизмом гораздо более симметричный мозг, чем у людей без него. [5] [6]

В середине XIX века ученые впервые начали делать открытия, касающиеся латерализации мозга, или различий в анатомии и соответствующих функциях между двумя полушариями мозга. Франц Галль , немецкий анатом, был первым, кто описал то, что сейчас известно как доктрина церебральной локализации. Галл считал, что мозг функционирует не как единое целое, а разные психические функции можно отнести к разным частям мозга. Он также был первым, кто предположил, что обработка речи происходит в лобных долях. [7] Однако теории Галла вызвали споры среди многих ученых того времени. Других убедили эксперименты, подобные экспериментам, проведенным Мари-Жан-Пьером Флурансом , в которых он продемонстрировал, что повреждения мозга птиц наносят непоправимый ущерб жизненно важным функциям. [8] Однако методы Флуранса не были точными; грубая методология, использованная в его экспериментах, фактически вызвала повреждение нескольких областей крошечного мозга птичьих моделей.

Поль Брока был одним из первых, кто предложил убедительные доказательства локализации функций, когда определил область мозга, связанную с речью.

В 1861 году хирург Поль Брока представил доказательства, подтверждающие теории Галля. Брока обнаружил, что двое из его пациентов, страдавших потерей речи, имели аналогичные поражения в одной и той же области левой лобной доли. [7] Хотя это было убедительным доказательством локализации функции, связь с «односторонностью» не была установлена ​​сразу. Продолжая изучать подобных пациентов, Брока установил, что все случаи связаны с повреждением левого полушария, и в 1864 году отметил значимость этих результатов: это должна быть специализированная область. Он также - ошибочно - предложил теории о связи речевых областей с «рукой».

Соответственно, некоторые из самых известных ранних исследований асимметрии мозга касались обработки речи. Асимметрия сильвиевой щели (также известной как латеральная борозда), которая отделяет лобную и теменную доли от височной доли, была одним из первых обнаруженных несоответствий. Его анатомические различия связаны с размером и расположением двух областей человеческого мозга, которые важны для обработки речи: зоны Брока и зоны Вернике , обе в левом полушарии. [9]

Примерно в то же время, когда Брока и Вернике сделали свои открытия, невролог Хьюлингс Джексон выдвинул идею о «ведущем полушарии» — или одной стороне мозга, которая играет более важную роль в общей функции — которая в конечном итоге проложит путь к пониманию «доминирование» полушарий для различных процессов. Несколько лет спустя, в середине 20-го века, критическое понимание латерализации полушарий для зрительно-пространственных функций, внимания и восприятия, слуховой, лингвистической и эмоциональной обработки пришло от пациентов, перенесших процедуры расщепления мозга для лечения таких расстройств, как эпилепсия . У пациентов с расщеплением мозга мозолистое тело разрезается, разрывая основную структуру, обеспечивающую связь между двумя полушариями. Первым современным пациентом с расщепленным мозгом был ветеран войны, известный как Пациент У.Дж. [10] чей случай способствовал дальнейшему пониманию асимметрии.

Асимметрия мозга свойственна не только человеку. Помимо исследований на людях с различными заболеваниями головного мозга, многое из того, что сегодня известно об асимметрии и латерализации функций, было изучено с помощью моделей как беспозвоночных, так и позвоночных животных, включая рыбок данио, голубей, крыс и многих других. Например, более поздние исследования, выявляющие половой диморфизм в асимметрии мозга в коре головного мозга и гипоталамусе крыс, показывают, что половые различия, возникающие в результате гормональной передачи сигналов, могут оказывать важное влияние на структуру и функцию мозга. [11] Работа с рыбками данио была особенно информативной, поскольку этот вид представляет собой лучшую модель для прямой связи асимметричной экспрессии генов с асимметричной морфологией, а также для поведенческого анализа. [12]

Латеральные функциональные различия

[ редактировать ]

Левое и правое полушария управляют контралатеральными сторонами тела. Каждое полушарие содержит участки всех 4 долей: лобной, теменной, височной и затылочной. Два полушария разделены опосредованной продольной щелью и соединены мозолистым телом , которое обеспечивает связь и координацию стимулов и информации. [13] Мозолистое тело — крупнейший коллективный путь ткани белого вещества в организме, состоящий из более чем 200 миллионов нервных волокон. [14] Левое и правое полушария связаны с разными функциями и специализируются на интерпретации одних и тех же данных по-разному, что называется латерализацией мозга. Левое полушарие связано с речью и вычислениями, а правое полушарие более тесно связано с зрительно-пространственным распознаванием и распознаванием лиц. Эта латерализация функций мозга приводит к тому, что некоторые специализированные области присутствуют только в определенном полушарии или доминируют в одном полушарии по сравнению с другим. Некоторые из важных регионов, входящих в каждое полушарие, перечислены ниже. [15]

Левое полушарие

[ редактировать ]
Площадь Брока
Зона Брока расположена в префронтальной коре левого полушария над поясной извилиной в третьей лобной извилине. [16] Зона Брока была открыта Полем Брока в 1865 году. Эта область отвечает за производство речи. Повреждение этой области может привести к афазии Брока, из-за которой пациент становится неспособным формулировать связные соответствующие предложения. [17]
Площадь Вернике
Область Вернике была открыта в 1976 году Карлом Вернике и оказалась местом понимания языка. Зона Вернике также находится в левом полушарии височной доли. Повреждение этой области мозга приводит к потере способности понимать речь. Однако они по-прежнему способны воспроизводить звуки, слова и предложения, хотя и не используются в соответствующем контексте. [18]

Правое полушарие

[ редактировать ]
Веретенообразная область лица
Веретенообразная область лица (FFA) — это область, которая, как было изучено, очень активна при взгляде на лица в поле зрения. Обнаружено, что FFA присутствует в обоих полушариях, однако исследования показали, что FFA преимущественно латерализуется в правом полушарии, где проводится более глубокая когнитивная обработка лиц. [19] [20] Левое полушарие FFA связано с быстрой обработкой лиц и их особенностей. [19]

Другие регионы и сопутствующие заболевания

[ редактировать ]

Некоторые важные области мозга, которые могут проявляться как асимметричные, могут привести к поражению любого из полушарий из-за таких факторов, как генетика. Примером может служить рукоприкладство. Рукота может быть результатом асимметрии моторной коры одного полушария. У правшей, поскольку мозг управляет контралатеральной стороной тела, у них может быть более индуцированная моторная кора в левом полушарии.

Было обнаружено, что некоторые заболевания усугубляют асимметрию мозга, которая уже присутствует в головном мозге. Исследователи начинают изучать влияние и связь асимметрии мозга с такими заболеваниями, как шизофрения и дислексия.

Шизофрения
Шизофрения — сложное долговременное психическое расстройство, которое вызывает у человека галлюцинации, бред и недостаток концентрации, мышления и мотивации. Исследования показали, что у людей с шизофренией отсутствует асимметрия мозга, что снижает функциональную эффективность пораженных областей, таких как лобная доля. [21] Условия включают функциональную латерализацию полушария влево, потерю латерализации для понимания речи, уменьшение гирификации, перекручивание мозга и т. д. [22] [23]
Дислексия
Как было изучено ранее, речь обычно доминирует в левом полушарии. Нарушения развития речи, такие как дислексия , исследовались с использованием методов визуализации мозга, чтобы понять нейронные или структурные изменения, связанные с этим расстройством. Предыдущие исследования показали, что асимметрия полушарий, которая обычно встречается у здоровых взрослых, например размер височной доли, не наблюдается у взрослых пациентов с дислексией. В то же время прошлые исследования показали, что у пациентов с дислексией отсутствует латерализация речи в мозгу по сравнению со здоровыми пациентами. Вместо этого у пациентов с дислексией было обнаружено двустороннее доминирование полушарий в речи. [24] [25]

Текущие исследования

[ редактировать ]

Латерализация функций и асимметрия в человеческом мозге продолжают стимулировать популярную отрасль нейробиологических и психологических исследований. Технологические достижения в области картирования мозга позволили исследователям более четко видеть больше частей мозга, что пролило свет на ранее не обнаруженные различия в латерализации, возникающие на разных этапах жизни. [9] По мере появления дополнительной информации исследователи находят понимание того, как и почему мозг раннего человека мог развиваться таким образом, чтобы адаптироваться к социальным, экологическим и патологическим изменениям. Эта информация дает представление о пластичности или о том, как разные части мозга иногда могут быть задействованы для выполнения разных функций. [26]

Продолжение изучения асимметрии мозга также способствует пониманию и лечению сложных заболеваний. Например, нейровизуализация у пациентов с болезнью Альцгеймера показывает значительное ухудшение работы левого полушария наряду с доминированием правого полушария, что может быть связано с рекрутированием ресурсов в эту сторону мозга при повреждении левого. [27] Эти изменения в полушариях связаны с производительностью при выполнении задач, связанных с памятью. [28]

Как и в прошлом, исследования языковой обработки и последствий леворукости и праворукости также доминируют в текущих исследованиях асимметрии мозга.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Нильсен, Дж. А., Зелински, Б. А., Фергюсон, Массачусетс, Лэйнхарт, Дж. Э., и Андерсон, Дж. С. (2013). Оценка гипотезы левого и правого полушарий мозга с помощью магнитно-резонансной томографии с функциональной связностью в состоянии покоя. ПЛОС ОДИН, 8(8), е71275.
  2. ^ ЛеМэй М. (июнь 1977 г.). «Асимметрия черепа и рук. Возвращение к френологии». Журнал неврологических наук . 32 (2): 243–53. дои : 10.1016/0022-510X(77)90239-8 . ПМИД   874523 . S2CID   24210069 .
  3. ^ Гаврилич М.Дж., Лейн Э.С., Гийозе-Бонгаартс А.Л., Шен Э.Х., Нг Л., Миллер Дж.А. и др. (сентябрь 2012 г.). «Анатомически полный атлас транскриптома мозга взрослого человека» . Природа . 489 (7416): 391–399. Бибкод : 2012Natur.489..391H . дои : 10.1038/nature11405 . ПМК   4243026 . ПМИД   22996553 .
  4. ^ Плетикос М., Соуза А.М., Седмак Г., Мейер К.А., Чжу Ю., Ченг Ф., Ли М., Кавасава Ю.И., Сестан Н. (январь 2014 г.). «Временная спецификация и двусторонность экспрессии топографических генов неокортекса человека» . Нейрон . 81 (2): 321–32. дои : 10.1016/j.neuron.2013.11.018 . ПМК   3931000 . ПМИД   24373884 .
  5. ^ Герберт, MR (17 ноября 2004 г.). «Асимметрия мозга при аутизме и расстройствах речи: вложенный анализ всего мозга» . Мозг . 128 (1). Издательство Оксфордского университета (OUP): 213–226. дои : 10.1093/brain/awh330 . ISSN   1460-2156 . ПМИД   15563515 .
  6. ^ Постема, Мерел К.; и др. (31 октября 2019 г.). «Измененная структурная асимметрия мозга при расстройствах аутистического спектра в исследовании 54 наборов данных» . Природные коммуникации . 10 (1): 4958. Бибкод : 2019NatCo..10.4958P . дои : 10.1038/s41467-019-13005-8 . ISSN   2041-1723 . ПМК   6823355 . ПМИД   31673008 .
  7. ^ Jump up to: а б Спрингер С., Дойч Г. (1997). Левое полушарие правого полушария: перспективы когнитивной нейронауки . Нью-Йорк: WH Freeman & Company.
  8. ^ Пирс, JMS (2009). «Мари-Жан-Пьер Флуранс (1794–1867) и корковая локализация» . Европейская неврология . 61 (5): 311–314. дои : 10.1159/000206858 . ISSN   0014-3022 . ПМИД   19295220 .
  9. ^ Jump up to: а б Тога А.В., Томпсон, премьер-министр (январь 2003 г.). «Картирование асимметрии мозга». Обзоры природы. Нейронаука . 4 (1): 37–48. дои : 10.1038/nrn1009 . ПМИД   12511860 . S2CID   15867592 .
  10. ^ Газзанига М.С., Иври Р.Б., Мангун Г.Р. (2002). «Церебральная латерализация и специализация» . Когнитивная нейробиология: биология разума (2-е изд.). Нью-Йорк: Нортон. ISBN  978-0393977776 . OCLC   47767271 .
  11. ^ Льюис Д.В., Diamond MC (1995). «Влияние гонадных стероидов на асимметрию коры головного мозга». Дэвидсон Р., Хугдаль К. (ред.). Асимметрия мозга (2-е печатное изд.). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. стр. 31–50. ISBN  978-0585326634 . OCLC   45844419 .
  12. ^ Конча М.Л. (август 2004 г.). «Дорсальная диэнцефальная проводящая система рыбок данио как модель латерализации мозга позвоночных» . НейроОтчет . 15 (12): 1843–6. дои : 10.1097/00001756-200408260-00001 . ПМК   1350661 . ПМИД   15305121 .
  13. ^ Пол М. Томпсон; Тога, Артур В. (январь 2003 г.). «Картирование асимметрии мозга». Обзоры природы Неврология . 4 (1): 37–48. дои : 10.1038/nrn1009 . ISSN   1471-0048 . ПМИД   12511860 . S2CID   15867592 .
  14. ^ «Национальная организация заболеваний мозолистого тела» . nodcc.org . Проверено 11 апреля 2019 г.
  15. ^ Алькада, Амель; Се, И-Вэнь; Моррисси, Закери Д.; Чуанг, Чиу-Фен (январь 2018 г.). «Асимметричное развитие нервной системы» . Динамика развития . 247 (1): 124–137. дои : 10.1002/dvdy.24595 . ISSN   1097-0177 . ПМК   5743440 . ПМИД   28940676 .
  16. ^ «Зона Брока | анатомия» . Британская энциклопедия . Проверено 11 апреля 2019 г.
  17. ^ «Зона Брока — сценарист мозга, формирующий речь, результаты исследования — 17.02.2015» . www.hopkinsmedicine.org . Проверено 11 апреля 2019 г.
  18. ^ Биндер, Джеффри Р. (15 декабря 2015 г.). «Район Вернике: современные свидетельства и новая интерпретация» . Неврология . 85 (24): 2170–2175. дои : 10.1212/WNL.0000000000002219 . ISSN   0028-3878 . ПМЦ   4691684 . ПМИД   26567270 .
  19. ^ Jump up to: а б Канвишер, Нэнси; Йовель, Галит (29 декабря 2006 г.). «Веретенообразная область лица: область коры, специализирующаяся на восприятии лиц» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 361 (1476): 2109–2128. дои : 10.1098/rstb.2006.1934 . ISSN   0962-8436 . ПМЦ   1857737 . ПМИД   17118927 .
  20. ^ Мэн, Мин; Чериан, Тариан; Сингал, Гаурав; Синха, Паван (22 мая 2012 г.). «Латерализация обработки лиц в человеческом мозге» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 279 (1735): 2052–2061. дои : 10.1098/rspb.2011.1784 . ISSN   0962-8452 . ПМК   3311882 . ПМИД   22217726 .
  21. ^ Сим, Канг; Безерианос, Анастасиос; Коллинсон, Саймон Л.; Чен, Ю; Сунь, Ю (01 января 2017 г.). «Пониженная полушарная асимметрия анатомических сетей мозга связана с шизофренией: исследование коннектома» . Кора головного мозга . 27 (1): 602–615. дои : 10.1093/cercor/bhv255 . ISSN   1047-3211 . ПМИД   26503264 .
  22. ^ Рибольси, Микеле; Даскалакис, Зафирис Дж.; Сиракусано, Альберто; Кох, Джакомо (22 декабря 2014 г.). «Аномальная асимметрия связей мозга при шизофрении» . Границы человеческой неврологии . 8 : 1010. дои : 10.3389/fnhum.2014.01010 . ISSN   1662-5161 . ПМЦ   4273663 . ПМИД   25566030 .
  23. ^ Ройе, Селин; Делькруа, Николя; Леру, Элиза; Алари, Матье; Разафимандимби, Анник; Бразо, Перрин; Деламильер, Паскаль; Дольфус, Соня (февраль 2015 г.). «Функциональные и структурные асимметрии мозга у больных шизофренией и биполярными расстройствами». Исследования шизофрении . 161 (2–3): 210–214. дои : 10.1016/j.schres.2014.11.014 . ПМИД   25476118 . S2CID   18134633 .
  24. ^ Хелланд, Турид; Асбьёрнсен, Арве (октябрь 2001 г.). «Мозговая асимметрия речи у детей с дислексией». Латеральность: асимметрия тела, мозга и познания . 6 (4): 289–301. дои : 10.1080/713754422 . ISSN   1357-650X . ПМИД   15513177 . S2CID   30457618 .
  25. ^ Леонард, Кристиана М.; Экерт, Марк А. (2008). «Асимметрия и дислексия» . Развивающая нейропсихология . 33 (6): 663–681. дои : 10.1080/87565640802418597 . ISSN   8756-5641 . ПМК   2586924 . ПМИД   19005910 .
  26. ^ Гомес-Роблес А., Хопкинс В.Д., Шервуд CC (июнь 2013 г.). «Повышенная морфологическая асимметрия, эволюционность и пластичность в эволюции человеческого мозга» . Слушания. Биологические науки . 280 (1761): 20130575. doi : 10.1098/rspb.2013.0575 . ПМЦ   3652445 . ПМИД   23615289 .
  27. ^ Лю Х, Чжан Л, Си Ц, Чжао Х, Ван Ф, Ван Х, Мень В, Линь Ц (2018). «Изменения в латерализации мозга у пациентов с легкими когнитивными нарушениями и болезнью Альцгеймера: функциональное магнитно-резонансное исследование в состоянии покоя в рамках Инициативы нейровизуализации при болезни Альцгеймера» . Границы в неврологии . 9 :3. дои : 10.3389/fneur.2018.00003 . ПМК   5810419 . ПМИД   29472886 .
  28. ^ Ян С., Чжун С., Чжоу Икс, Вэй Л., Ван Л., Не С. (2017). «Аномалия топологической асимметрии между сетями белого вещества полушария мозга при болезни Альцгеймера и легких когнитивных нарушениях» . Границы стареющей неврологии . 9 : 261. дои : 10.3389/fnagi.2017.00261 . ПМЦ   5545578 . ПМИД   28824422 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b1984d225224c8cd24c7a24edf00f00c__1713547740
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b1/0c/b1984d225224c8cd24c7a24edf00f00c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Brain asymmetry - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)