Раньше клинических неврологов и нейробиологов очень интересовал ответ на вопрос, локализованы ли отдельные функции в определенных областях мозга. Начиная с середины XIX в. для решения этого вопроса исследовались особенности поражения мозга на аутопсии больных, у которых при жизни развились определенные неврологические расстройства.

Анализ функций корковых структур по данным патологоанатомических исследований, проводился, начиная с 1870 года, при помощи прямой электрической или химической стимуляции коры большого мозга у животных и людей. Позднее разработанные методики, включая стереотаксическую хирургию, электроэнцефалографию и вживление электродов для записи нервных потенциалов от отдельных нейронов и нервных волокон, позволили создать более детальную функциональную «карту» мозга. Первоначальная идея о «локализованности» функций мозга имеет силу даже спустя столетие, особенно в отношении первичных корковых полей, которые будут рассматриваться ниже.

Однако в последние 20 лет базовые нейробиологические исследования локализации корковых функций были в большей степени пересмотрены в связи с появлением новых, более мощных, методов исследования, особенно функциональных методов нейровизуализации. В настоящее время наблюдается переход от идеи о «дроблении» функций и их привязки к соответствующим анатомическим структурам (взятой из фундаментальных исследований Бродмана, Пенфилда и др.) к концепции функциональных нейрональных сетей.

В настоящее время ясно, что корковые функции, особенно высшие, такие как речь, мышление и контроль над специфическими формами поведения, не всегда можно связать с определенной зоной коры большого мозга. Более того, отдельные компоненты этих сложных функций поддерживаются разными частями неокортекса, которые, чтобы обеспечить выполнение одной функции, должны активно взаимодействовать друг с другом и образовывать многочисленные связи.

В прошлом исследования, посвященные локализации функций в коре большого мозга, основывались на изучении пораженного болезнью или поврежденного мозга, а также на данных нефизиологических экспериментов, включающих стимуляцию мозга. В настоящее время исследователи, наоборот, пытаются понять физиологические основы сложных функций коры, получая изображение нормального (здорового) мозга в момент исполнения этих функций.

Основные методы функциональной нейровизуализации, применяемые в этих исследованиях, включают магнитоэнцефалографию (МЭГ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) и функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ).

Магнитоэнцефалография измеряет магнитные поля, испускаемые корой большого мозга, но никак не изменение электрических потенциалов, как это происходит при электроэнцефалографии (ЭЭГ). Ткань мозга и кости черепа больше ослабляют электрические, чем магнитные поля, поэтому при проведении функциональных исследований МЭГ оказывается предпочтительнее ЭЭГ. Регистрируемые магнитные поля достаточно сильны, чтобы получить трехмерное изображение структур мозга, в том числе, глубоко расположенных.

Функциональная визуализация головного мозга с помощью МЭГ может осуществляться с высоким временным разрешением, однако с меньшим пространственным разрешением, чем при фМРТ.

Позитронно-эмиссионная томография — метод сканирования с использованием радионуклидов, применяемый для исследования метаболических процессов в головном мозге. После введения соответствующего вещества, меченного радиоактивными изотопами, возможно прямое определение уровня кислорода и глюкозы в веществе головного мозга. Меченные радиоактивными изотопами лекарственные препараты могут использоваться для визуализации внутримозговой синаптической активности и распределения рецепторов.

Недостаток ПЭТ заключается в возможности радиоактивного облучении пациента, который может получить довольно большую дозу излучения, а также дороговизна и сложность выполнения этого метода исследования. Некоторые из радиоактивных изотопов, применяемые для ПЭТ, имеют очень короткий период жизни, поэтому циклотрон, в котором они вырабатываются, должен располагаться в непосредственной близости от сканера. Кроме того, у ПЭТ недостаточно высоки пространственное и временное разрешения.

Функциональная магнитно-резонансная томография. Большинство описанных выше недостатков, присущих МЭГ и ПЭТ, удалось исключить в фМРТ. Этот метод основан на различии магнитных свойств оксигемоглобина и дезоксигемоглобина. Региональная активация мозговой деятельности сразу приводит не только к ускорению регионального кровотока, но также к изменению относительной концентрации двух форм гемоглобина, которые выявляются по минимальным изменениям MP-сигнала.

фМРТ не оказывает никакого отрицательного воздействия на организм, поэтому допускает длительное или повторное проведение исследования. В настоящее время фМРТ почти вытеснила ПЭТ в сфере исследования мозговой активности, однако при визуализации метаболических процессов она пока не позволяет получить достоверных результатов.

Теперь мы переходим к обсуждению ряда вопросов из новой теории локализации функций в коре большого мозга, которая была разработана с использованием перечисленных современных методов исследования.

- Читать "Первичные соматосенсорные и моторные корковые поля: топография, функции"

1. Формирование коры головного мозга. Эмбриогенез
2. Внешнее строение большого мозга. Анатомия головного мозга
3. Гистология коры головного мозга. Послойное строение
4. Варианты послойного строения коры головного мозга. Цитоархитектоника
5. Проекционные волокна полушарий головного мозга: топография, функции
6. Ассоциативные волокна полушарий головного мозга: топография, функции
7. Комиссуральные волокна полушарий головного мозга: топография, функции
8. Локализация функций в коре головного мозга
9. Первичные соматосенсорные и моторные корковые поля: топография, функции
10. Первичная зрительная кора: топография, функции