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.