Функциональная карта мозга

Когда споры о локализации функций мозга в основном прекратились и мозг в действительности стали подразделять на отдельные области, исследователи нацелились на поиски более подробного ответа на вопрос, какие части мозга за какие функции отвечают. Решение пришло по мере углубления в архитектуру мозга, начиная с клеточного уровня.

Основная мысль, двигавшая учеными, ставившими цель создания карты мозга — главным образом поверхности ее коры, — заключалась в том, что все зоны мозга, ассоциированные с разными функциями, имеют и разные структуры, отличающие их от соседних областей. В начале XX века не существовало никаких доказательств этой гипотезы, однако тогда эта идея казалась наилучшей отправной точкой для дальнейших исследований.

Несколько анатомов начали свой путь к славе, изучая эту новую область нейробиологии, получившей довольно громоздкое название «цитоархитектоники» мозга. Среди ведущих ученых в этой области науки были Альфред Уолтер Кэмпбелл из Австралии, Оскар и Сесиль Фогт, муж и жена из Франции, и немец Корбиниан Бродман. В основном все они действовали сходным образом, окрашивая клеточный слой, покрывающий извилистую поверхность мозга. (Если поверхность мозга представить в плоском виде, то эта площадь покроет газетный лист слоем клеток толщиной в 3 мм.)

Функциональные зоны коры головного мозга были очерчены в соответствии с организацией клеток, видимой формой клеток и их пропорциями или в зависимости от того, какие слои они образуют. У каждого исследователя были свои предпочтения относительно критериев установления границ зон, поэтому карты мозга, которые стали появляться в первом десятилетии прошлого века, заметно отличались друг от друга. На карте Бродмана выделено 52 зоны, тогда как на карте Фогта таких зон было более 200.

Что в действительности эти зоны означают? Бродман утверждал, хотя и без уверенности, что «специфическая гистологическая дифференциация корковых зон, несомненно, свидетельствует об их специфической функциональной дифференциации, которая, как мы уже видели, базируется на разделении функций — большое количество по-разному организованных структурных зон указывает на пространственное разделение многих функций».

Первоначальный вариант карты коры головного мозга, составленной Корбинианом Бродманом в 1909 году, с перечнем зон и соответствующих им функций. 1, 2 и 3 — осязание 4 — произвольные движения 5 — осязание 6 — планирование движения 7 — координация руки и глаза 8 — движение глаз 9 — планирование и замедление движений 10 — вспоминание 11, 12 — принятие решений 16 — гомеостаз 17 — зрение 18 — зрительная память 19 — распознавание движения и внимание 20 — распознавание лица и формы 21 — функция неясна, связана с чтением 22 — часть зоны Вернике, смысл слов 23 — пространственная память 24 — сердцебиение и кровяное давление 25 — аппетит и сон 26 — эпизодическая память 27 — восприятие запаха 28–34 — память и ориентирование 35–36 — память и зрительное узнавание 37 — узнавание лица и осмысление слов 38 — функция неясна, связана с эмоциями 39–40 — часть зоны Вернике, смысл слов 41–42 — звуки 43 — вкусовые ощущения 44–45 — зона Брока, речь 46 — внимание и рабочая память 47 — язык и синтаксис 52 — скрыто под 41-й зоной — функция неясна

Тесные связи

В конце концов все эти гипотезы так или иначе подтвердились. Именно карта Бродмана, завершенная в 1909 году, оказалась ближе всего к истинной картине распределения функций в коре мозга. Функции каждой зоны были многократно подтверждены как с помощью испытанных старых методов анализа воздействия повреждений, новых методов, основанных на применении электростимуляций, так и с помощью новейших способов медицинской визуализации.

Карта Бродмана в настоящее время является основным ориентиром для нейрологов при определении функциональных областей коры мозга. 17-я зона отграничивает первичную зрительную кору, 4-я — первичную моторную, или двигательную кору, тогда как поле Брока состоит из двух зон — 44-й и 45-й. Высшие психические функции, имеющие отношение к процессу осознания и памяти, также локализованы в конкретных областях коры головного мозга. Однако очень редко все обстоит так просто, поскольку каждая зона коры ассоциируется с целым рядом других, часто различающихся между собой, функций. Чтобы наконец понять, как же все-таки работает мозг, предстояло проделать еще очень долгий путь.

ЭММАНУИЛ СВЕДЕНБОРГ. Швед, предсказавший создание карты мозга за 170 лет до ее появления. Согласно его гипотезе поверхностный слой мозга окутан множеством маленьких мозгов, названных им cerebellula, и разделенных между собой многочисленными складками. Эти идеи оказались на удивление близки к реальному положению вещей.