Kõige üksikasjalikum inimaju kaart. Aju osad ja nende funktsioonid: struktuur, omadused ja kirjeldus

Kaardi loomiseks süstisid teadlased elava hiire aju konkreetsesse piirkonda rohelist fluorestseeruvat viirust. Viirus nakatas süstekoha lähedal asuvaid neuroneid ja kolme nädala pärast levis kogu ajus. Allpool on ühes ajupiirkonnas toimuvate ühenduste kaart, mis on kuvatud nakatunud neuronite rohelise fluorestseeruva ruudustikuna. Muude funktsioonide hulgas vastutab see ajupiirkond teatud aistingute, eelkõige kompimismeele tõlgendamise eest.

Pärast viiruse levikut eemaldasid teadlased hiirelt aju ja pildistasid seda mitmel viisil, saades lõpuks umbes 1 terabaidi andmeid. Viiruse teed jälgides ja loodud pilte uskumatult väikeste mõõtkavadeni analüüsides said teadlased pildi sellest, kuidas nakatunud piirkond kogu ajuga suhtleb. Näiteks siin on 3D-renderdus hiirekoore nelja nägemispiirkonna (roheline, kollane, punane, oranž) vahelistest suhetest. Uuringu pressiteates teatatakse, et need piirkonnad on omavahel tihedalt seotud ja külgnevate ajupiirkondadega talamuses (roosa) ja aju keskosas (lilla).

Kui teadlased olid kaardistanud närviühendused ühes ajupiirkonnas, kordasid nad protsessi kõigi teiste piirkondadega. Kokku analüüsisid teadlased umbes 1700 hiire pilte, kuid uuring põhineb neist vaid 469-l. Allpool on saadud andmete visualiseerimine, mis hõlmab mitmete ajupiirkondade omavahelisi seoseid:

Saadud andmed saab esitada ka ümardiagrammi kujul. See diagramm näitab ühendusi hiire aju 215 piirkonna vahel. 11 konkreetsest ajupiirkonnast pärinevad suhted on esile tõstetud erinevate värvidega, ülejäänud on kuvatud hallina.

Isegi kõige lihtsamad neuronite võrgud ajus koosnevad miljonitest ühendustest ja nende tohutute võrkude uurimine on aju toimimise mõistmiseks ülioluline. Teadlased on pikka aega püüdnud uurida mikroskoopilisi protsesse, mis on aju teatud reaktsioonide taga välistele patogeenidele.

Ajakirja viimases numbris Loodus Ilmus artikkel, mille autorid tegid olulise sammu närvivõrkude toimimise mõistmise suunas. Rahvusvaheline teadlaste meeskond on läbi viinud seni kõige põhjalikuma uuringu ajukoore neuronite võrgustiku kohta, mille käigus toimub aktiivne väliste ergastavate signaalide töötlemine. Selle tulemusena avastati mitu närvivõrkude korraldamise olulist tunnust. Tegelikult,

teadlased on loonud maailma esimese ajuneuronite kaardi, mis ühendab endas informatsiooni elektrilise ajutegevuse kohta ja diagrammi neuronite füüsilisest ühendusest üksteisega.

Siiani on teadlased aastakümneid uurinud neid valdkondi eraldi, kuna nad ei ole suutnud neid omavahel ühendada.

Niisiis, üsna hiljuti ilmus see, mille autorid koostasid magnetresonantstomograafia meetodil inimese aju närviühenduste kaardi ja said teada, kuidas elustiil nende ühenduste arvu mõjutab. Sellest hoolimata kajastus selles töös ainult närviühenduste füüsiline olemus.

Praeguses töös uurisid teadlased hiire aju visuaalset ajukoort. Esiteks tegid nad kindlaks, millised neuronid reageerisid teatud visuaalsetele stiimulitele, näiteks vertikaalsetele või horisontaalsetele triipudele ekraanil. Seejärel saadi üksikasjalikud kujutised ajulõikudest miljonite huvipakkuvate neuronite ja sünapsidega - neuronitevahelised kontaktid - või muud tüüpi rakkudega, mis võtavad vastu närvisignaali. Seejärel kasutati neid lamedaid pilte aju närvivõrkude kolmemõõtmelise kaardi koostamiseks.

Teadlaste sõnul seisneb nende uuringu ainulaadsus selles, et nad ühendasid oma töös optilise tomograafia ja elektronmikroskoopia meetodid. Seni ei ole nanomeetrite suurusjärgus olevate mõõtmetega ajutegevuse uurimise makroskoopilised meetodid ja neuronite ja nende sünapside uurimise mikroskoopilised meetodid omavahel seotud olnud. Vahepeal on väga oluline mõista täpselt, millised mikroskoopilised mehhanismid on ajutegevuse protsesside taga.

"Oleme saanud enneolematu ulatusega ja detailsusega mikroskoopilisi andmeid," ütleb üks töö autoreid, R. Clay Reed Alleni ajuteaduste instituudist (USA).

"Esmalt tegime kindlaks, millist funktsiooni konkreetne neuron täidab, ja seejärel uurisime, kuidas see seostub sarnaste neuronitega ja erinevat tüüpi neuronitega."

"See uuring on peaaegu kümme aastat tagasi alanud uurimisprogrammi kulminatsioon," lisab Clay Reid. "Ajuvõrgud on liiga suured ja osades raskesti mõistetavad, nii et kasutasime suure läbilaskevõimega meetodeid, et koguda tohutul hulgal andmeid ajutegevuse ja neuronite vastastikuste ühenduste kohta."

Saadud andmeid analüüsides jõudsid teadlased järgmistele järeldustele. Esiteks kinnitasid nad hüpoteesi, et ühte tüüpi tegevuse eest vastutavad neuronid on sagedamini üksteisega seotud kui erinevaid funktsioone täitvad neuronid. Teiseks on nende neuronite vahelised ühendused tugevamad, hoolimata sellest, et neid aetakse segamini paljude teiste neuronitega, mis täidavad täiesti erinevaid funktsioone.

"Leidsime esimesed tõendid ajukoore neuronite võrgustiku modulaarse arhitektuuri kohta ja määrasime neuronitevahelise funktsionaalse ühenduse struktuurse aluse,

Kuigi see uuring on meie töö verstapost, on see alles algus. Nüüd on meil tööriistad aju täpsema arvutimudeli loomiseks, teades seoseid neuronite ühendusskeemide ja võrgu andmetöötluse vahel. "See on nagu sümfooniaorkester, mille muusikud istuvad suvalises järjekorras," lisab Clay Reed. - Kui kuulete ainult neid muusikuid, kes istuvad teie kõrval, pole sellel mõtet. Aga kui kuulete kõiki, saate muusikast aru – see muutub isegi lihtsamaks.

Töö autorid on kindlad, et nende saavutusest on palju abi kõikidele teadlastele, kes tegelevad aju-uuringute ja tehisnärvivõrkude loomisega – Gazeta.Ru teadusosakond juba räägib sellest, kuidas superarvuti võimaldas teadlastel simuleerida. tuhandete neuronite töö. Aju töö edukaks simuleerimiseks on aga vaja paremini mõista, kuidas närvivõrgud reaalsetes elusorganismides toimivad.

Ajukoor, mille koostasid David Van Essen ja Matthew Glasser Washingtoni ülikoolist St. Louisis koos mitmete teiste institutsioonide ekspertide abiga, kinnitas 83 varem teadaoleva piirkonna olemasolu. Lisaks on teadlased avastanud inimese ajukoores 97 uut piirkonda, mis vastutavad sensoorse ja motoorse aktiivsuse, keele ja loogilise mõtlemise eest.

Sarnaselt geograafidele on neuroteadlaste jaoks väga oluline omada head kaarti, et oma oskusi täiendada ja paremini mõista, millise probleemiga nad tegelevad. Aju kortikaalse piirkonna kaart näitab selgelt, millised piirkonnad vastutavad konkreetsete kognitiivsete funktsioonide eest ja kuidas need omavahel suhtlevad.

Probleem on selles, et see mehhanism on palju keerulisem, kui esmapilgul võib tunduda. Aju tsoonid erinevad raku struktuuri ja valgutiheduse, neurotransmitterite keemilise koostise ja neuronite struktuuri poolest. Selliste anatoomiliste ja füsioloogiliste tunnuste uurimine nõuab sageli mitte ainult raha ja varustust, vaid ka eriluba, mida polegi nii lihtne saada - jutt käib ju uurimisest ja katsetest elusate inimeste peal.

Glasseri sõnul aitas nende projektile kaasa õnnelik asjaolude kombinatsioon. „Human Connectome projekt sai alguse 2010. aastal ning USA riiklikud terviseinstituudid andsid meile kaks aastat aega, et parandada MRI andmete kogumise ja andmete analüüsimise viisi. See võimaldas saada tavapärasest palju täielikumat ja kvaliteetsemat infot,” räägib ta.

Projekt on paljuski ainulaadne selle poolest, et selles osalevad neuropildistamise eksperdid üle kogu maailma. Ka nende kasutataval tarkvaral pole analooge ning uurimissüsteemina toimis hunnik arhitektuursete, funktsionaalsete ja topograafiliste analüüside meetodeid. See algoritm võimaldas lõpuks tuvastada valdkonnad, mis tavaliselt jäid teadlastele nähtamatuks.

Mõnel 180 tsoonist oli ilmne funktsioon, samas kui teiste eesmärk polnud nii ilmne. Näiteks piirkond 55b osaleb Glasseri sõnul keeleprotsessides. Umbes 90% tervetest noortest on sellel piirkonnal tüüpiline sidemuster naaberpiirkondadega. Mõned uuringus osalejad, keda oli kokku 210, näitasid aga täiesti erinevaid omadusi, sealhulgas üllatavat seost okulomotoorsete protsessidega seotud piirkondadega.

Lisaks teoreetilistele uuringutele on uutest kaartidest abi ka ajuoperatsiooni planeerivatel kirurgidel. Glasser ja meeskond loodavad, et nende töö aitab tulevikus uurida vananemise mõju ajurakkudele, et vananemisest tulenevate probleemidega võimalikult tõhusalt toime tulla.

Aju on kesknärvisüsteemi (KNS) peamine kontrolliv organ ning selle struktuuri ja funktsioonide uurimisega on suur hulk spetsialiste erinevates valdkondades, nagu psühhiaatria, meditsiin, psühholoogia ja neurofüsioloogia. 100 aastat. Vaatamata selle struktuuri ja komponentide heale uurimisele on endiselt palju küsimusi iga sekund toimuva töö ja protsesside kohta.

Aju kuulub kesknärvisüsteemi ja asub koljuõõnes. Väljaspool on see usaldusväärselt kaitstud kolju luudega ja sees on see ümbritsetud 3 kestaga: pehme, ämblikuvõrk ja kõva. Nende membraanide vahel ringleb tserebrospinaalvedelik - tserebrospinaalvedelik, mis toimib amortisaatorina ja hoiab ära selle organi põrutuse väiksemate vigastuste korral.

Inimese aju on süsteem, mis koosneb omavahel ühendatud osakondadest, mille iga osa vastutab konkreetsete ülesannete täitmise eest.

Funktsiooni mõistmiseks ei piisa aju lühidalt kirjeldamisest, seetõttu tuleb selle toimimise mõistmiseks kõigepealt üksikasjalikult uurida selle struktuuri.

Mille eest vastutab aju

See organ, nagu ka seljaaju, kuulub kesknärvisüsteemi ning mängib keskkonna ja inimkeha vahelise vahendaja rolli. Tema abiga viiakse läbi enesekontroll, teabe reprodutseerimine ja meeldejätmine, kujundlik ja assotsiatiivne mõtlemine ning muud kognitiivsed psühholoogilised protsessid.

Akadeemik Pavlovi õpetuse järgi on mõtte kujunemine aju, nimelt ajukoore funktsioon, mis on närvitegevuse kõrgeimad organid. Väikeaju, limbiline süsteem ja mõned ajukoore piirkonnad vastutavad erinevat tüüpi mälu eest, kuid kuna mälu on erinev, on võimatu välja tuua ühtegi konkreetset piirkonda, mis selle funktsiooni eest vastutab.

Ta vastutab organismi vegetatiivsete elutähtsate funktsioonide juhtimise eest: hingamine, seedimine, endokriin- ja eritussüsteemid, kehatemperatuuri kontroll.

Et vastata küsimusele, millist funktsiooni aju täidab, tuleks see kõigepealt tinglikult jagada osadeks.

Eksperdid eristavad 3 peamist ajuosa: eesmine, keskmine ja romboidne (tagumine) osa.

1. Eesmine täidab kõrgemaid psühhiaatrilisi funktsioone, nagu teadmisvõime, inimese iseloomu emotsionaalne komponent, tema temperament ja keerulised refleksiprotsessid.
2. Keskmine vastutab sensoorsete funktsioonide ning kuulmis-, nägemis- ja kompimisorganitest saadud teabe töötlemise eest. Selles asuvad keskused on võimelised reguleerima valu astet, kuna hallollus on teatud tingimustel võimeline tootma endogeenseid opiaate, mis suurendavad või vähendavad valuläve. Samuti mängib see juhi rolli ajukoore ja selle all olevate sektsioonide vahel. See osa juhib keha erinevate kaasasündinud reflekside kaudu.
3. Romboidne või tagumine osa, mis vastutab lihaste toonuse, keha koordineerimise eest ruumis. Selle kaudu viiakse läbi erinevate lihasrühmade sihipärane liikumine.

Aju struktuuri ei saa lihtsalt lühidalt kirjeldada, kuna iga selle osa sisaldab mitut osakonda, millest igaüks täidab teatud funktsioone.

Kuidas inimese aju välja näeb

Aju anatoomia on suhteliselt noor teadus, kuna see oli elundite ja inimese pea avamist ja uurimist keelavate seaduste tõttu pikka aega keelatud.

Peapiirkonna ajupiirkonna topograafilise anatoomia uurimine on vajalik erinevate topograafiliste anatoomiliste häirete täpseks diagnoosimiseks ja edukaks raviks, näiteks: kolju vigastused, veresoonkonna- ja onkoloogilised haigused. Et kujutada ette, kuidas inimese GM välja näeb, peate esmalt uurima nende välimust.

Välimuselt on GM kollaka värvusega želatiinne mass, mis on ümbritsetud kaitsva kestaga, nagu kõik inimkeha organid, koosnevad need 80% ulatuses veest.

Suured poolkerad hõivavad praktiliselt selle elundi mahu. Need on kaetud halli aine või koorega - inimese neuropsüühilise aktiivsuse kõrgeima organiga ja sees - valge ainega, mis koosneb närvilõpmete protsessidest. Poolkerade pind on keeruka mustriga, mis on tingitud nende vahel eri suundades kulgevatest keerdumistest ja harjadest. Nende keerdude järgi on tavaks jagada need mitmeks osakonnaks. On teada, et iga osa täidab teatud ülesandeid.

Selleks, et mõista, milline inimese aju välja näeb, ei piisa nende välimuse uurimisest. On mitmeid uurimismeetodeid, mis aitavad uurida aju sisemust sektsioonis.

• Sagitaalne sektsioon. See on pikisuunaline lõige, mis läbib inimese pea keskpunkti ja jagab selle kaheks osaks. See on kõige informatiivsem uurimismeetod, seda kasutatakse selle organi erinevate haiguste diagnoosimiseks.
• Aju esiosa näeb välja nagu suurte sagarate ristlõige ja võimaldab näha forniksit, hipokampust ja corpus callosumit, aga ka hüpotalamust ja talamust, mis kontrollivad keha elutähtsaid funktsioone.
• Horisontaalne lõige. Võimaldab kaaluda selle elundi struktuuri horisontaaltasandil.

Aju, aga ka inimese pea ja kaela anatoomiat on üsna raske uurida mitmel põhjusel, sealhulgas asjaolul, et nende kirjeldamine nõuab suure hulga materjali uurimist ja head kliinilist tausta. .

Kuidas inimese aju töötab

Teadlased üle maailma uurivad aju, selle struktuuri ja funktsioone, mida see täidab. Viimastel aastatel on tehtud palju olulisi avastusi, kuid see kehaosa ei ole täielikult mõistetav. Seda nähtust seletatakse aju struktuuri ja funktsioonide uurimise keerukusega koljust eraldi.

Aju struktuuride struktuur omakorda määrab selle osakondade poolt täidetavad funktsioonid.

On teada, et see organ koosneb närvirakkudest (neuronitest), mis on omavahel ühendatud filamentsete protsesside kimpudega, kuid siiani pole selge, kuidas nende koostoime ühtse süsteemina toimub samaaegselt ühtse süsteemina.

Aju struktuuri skeem, mis põhineb kolju sagitaalse lõigu uurimisel, aitab uurida sektsioone ja membraane. Sellel joonisel on näha ajukoor, ajupoolkerade mediaalne pind, kehatüve ehitus, väikeaju ja rullkeha, mis koosneb rullikust, tüvest, põlvest ja nokast.

GM on väljast usaldusväärselt kaitstud kolju luudega ja seestpoolt 3 ajukelmega: kõva ämblikuvõrkkelme ja pehme. Igal neist on oma seade ja see täidab teatud ülesandeid.

• Sügav pehme kest katab nii seljaaju kui ka aju, sisenedes samal ajal kõikidesse ajupoolkerade pragudesse ja soontesse ning selle paksuses on veresooned, mis seda elundit toidavad.
• Arahnoidset membraani eraldab esimesest subarahnoidne ruum, mis on täidetud vedelikuga (tserebrospinaalvedelik), see sisaldab ka veresooni. See kest koosneb sidekoest, millest väljuvad filiformsed hargnenud protsessid (kiud), need kootakse pehmeks kestaks ja vanusega nende arv suureneb, tugevdades seeläbi ühendust. Nende vahel. Ämblikuvõrkkelme villossed väljakasvud punnitavad kõvakesta ninakõrvalkoobaste luumenisse.
• Kõva kest ehk pachymeninx koosneb sidekoelisest ainest ja sellel on 2 pinda: ülemine, veresoontega küllastunud ja sisemine sile ja läikiv. Selle küljega külgneb pachymeninx medullaga ja välimine külg külgneb koljuga. Kõva ja ämblikulihase vahel on kitsas ruum, mis on täidetud väikese koguse vedelikuga.

Terve inimese ajus ringleb umbes 20% kogu vere mahust, mis siseneb tagumiste ajuarterite kaudu.

Aju võib visuaalselt jagada kolmeks põhiosaks: 2 ajupoolkera, ajutüvi ja väikeaju.

Hallollus moodustab ajukoore ja katab ajupoolkerade pinna ning väike osa sellest paikneb tuumade kujul medulla piklikus.

Kõigis ajupiirkondades on vatsakesed, mille õõnes liigub neis moodustunud tserebrospinaalvedelik. Sel juhul siseneb vedelik 4. vatsakesest subarahnoidaalsesse ruumi ja peseb seda.

Aju areng algab juba loote emakasisese juuresoleku ajal ning lõplikult moodustub see 25. eluaastaks.

Aju peamised osad

pilt on klikitav

Millest aju koosneb ja piltidelt saad uurida tavainimese aju koostist. Inimese aju ehitust saab vaadelda mitmel viisil.

Esimene jagab selle komponentideks, mis moodustavad aju:

• Lõplik, mida esindavad 2 ajupoolkera, mida ühendab corpus callosum;
• vahepealne;
• keskmine;
• piklik;
• tagumised piirid medulla oblongata, väikeaju ja sild väljuvad sellest.

Samuti on võimalik välja tuua inimese aju põhikoostis, nimelt sisaldab see 3 suurt struktuuri, mis hakkavad arenema isegi embrüonaalse arengu ajal:

1. rombikujuline;
2. keskmine;
3. eesmine aju.

Mõnes õpikus on ajukoor tavaliselt jagatud osadeks, nii et igaüks neist mängib kõrgemas närvisüsteemis teatud rolli. Vastavalt sellele eristatakse järgmisi eesaju sektsioone: eesmine, ajaline, parietaalne ja kuklaluu.

Suured poolkerad

Esiteks kaaluge ajupoolkerade struktuuri.

Inimese otsaaju juhib kõiki elutähtsaid protsesse ja jaguneb tsentraalse vagu abil 2 suureks ajupoolkeraks, mis on väljast kaetud koore või hallainega ning seest koosnevad valgeainest. Keskmise gyruse sügavustes ühendab neid omavahel corpus callosum, mis toimib lülina, mis ühendab ja edastab teavet teiste osakondade vahel.

Hallaine struktuur on keeruline ja koosneb olenevalt kohast 3 või 6 rakukihist.

Iga aktsia vastutab teatud funktsioonide täitmise eest ja koordineerib iseseisvalt jäsemete liikumist, näiteks parem osa töötleb mitteverbaalset teavet ja vastutab ruumilise orienteerumise eest, vasak osa aga on spetsialiseerunud vaimsele tegevusele.

Igas poolkeras eristavad spetsialistid 4 tsooni: eesmine, kuklaluu, parietaalne ja ajaline, nad täidavad teatud ülesandeid. Eelkõige vastutab ajukoore parietaalne osa visuaalse funktsiooni eest.

Teadust, mis uurib ajukoore üksikasjalikku struktuuri, nimetatakse arhitektoonikaks.

Medulla

See osa on osa ajutüvest ja toimib lülina dorsaalse ja terminali sektsiooni silla vahel. Kuna tegemist on üleminekuelemendiga, ühendab see aju lülisamba ja struktuursete tunnuste tunnused. Selle sektsiooni valget ainet esindavad närvikiud ja hallaine on tuumade kujul:

• Oliivi tuum on väikeaju täiendav element, vastutab tasakaalu eest;
• Retikulaarne moodustis ühendab kõiki meeleelundeid pikliku medullaga, vastutab osaliselt närvisüsteemi mõne osa töö eest;
• Kolju närvide tuumad, nende hulka kuuluvad: glossofarüngeaalsed, vagus-, lisa-, hüpoglossaalsed närvid;
• Hingamise ja vereringe tuumad, mis on ühendatud vagusnärvi tuumadega.

See sisemine struktuur on tingitud ajutüve funktsioonidest.

See vastutab keha kaitsereaktsioonide eest ja reguleerib elutähtsaid protsesse, nagu südamelööke ja vereringet, nii et selle komponendi kahjustus viib kohese surmani.

Pons

Aju koostis hõlmab silda, see toimib ühenduslülina ajukoore, väikeaju ja seljaaju vahel. See koosneb närvikiududest ja hallist ainest, lisaks toimib sild peamise arteri juhina, mis toidab aju.

keskaju

Sellel osal on keeruline struktuur ja see koosneb katusest, rehvi keskosast, Sylviiani akveduktist ja jalgadest. Alumises osas piirneb see tagumise piirkonnaga, nimelt silla ja väikeajuga, ning selle ülaosas on terminaliga ühendatud vahepea.

Katus koosneb 4 künkast, mille sees asuvad tuumad, mis toimivad silmade ja kuulmisorganite kaudu saadud teabe tajumise keskustena. Seega kuulub see osa teabe vastuvõtmise eest vastutavasse tsooni ja viitab iidsetele struktuuridele, mis moodustavad inimese aju struktuuri.

Väikeaju

Väikeaju hõivab peaaegu kogu tagumise osa ja kordab inimese aju ehituse põhiprintsiipe, see tähendab, et see koosneb 2 poolkerast ja neid ühendavast paaritust moodustist. Väikeaju sagarate pind on kaetud halli ainega ja seest koosnevad need valgest, lisaks moodustab poolkerade paksuses olev hall aine 2 tuuma. Valge aine ühendab väikeaju kolme paari jalgadega ajutüve ja seljaajuga.

See ajukeskus vastutab inimese lihaste motoorse aktiivsuse koordineerimise ja reguleerimise eest. Samuti aitab see säilitada teatud kehahoiakut ümbritsevas ruumis. Vastutab lihaste mälu eest.

koor

Ajukoore struktuur on üsna hästi uuritud. Niisiis, see on keeruline 3-5 mm paksune kihiline struktuur, mis katab ajupoolkerade valgeaine.

Ajukoore moodustavad neuronid koos filiformsete protsesside kimpudega, aferentsed ja eferentsed närvikiud, glia (pakkuvad impulsside edastamist). Sellel on 6 erineva struktuuriga kihti:

1. teraline;
2. molekulaarne;
3. välimine püramiidne;
4. sisemine granuleeritud;
5. sisemine püramiidne;
6. viimane kiht koosneb spindlikujulistest rakkudest.

See hõivab umbes poole poolkerade mahust ja selle pindala tervel inimesel on umbes 2200 ruutmeetrit. vaata koore pind on täpiline vagudega, mille sügavuses asub kolmandik kogu selle pindalast. Mõlema poolkera vagude suurus ja kuju on rangelt individuaalne.

Ajukoor tekkis suhteliselt hiljuti, kuid on kogu kõrgema närvisüsteemi keskus. Eksperdid eristavad selle koostises mitut osa:

• neokorteksi (uus) põhiosa katab üle 95%;
• arhikorteks (vana) - umbes 2%;
• paleokorteks (iidne) - 0,6%;
• vahepealne ajukoor, hõivab 1,6% kogu ajukoorest.

On teada, et funktsioonide lokaliseerimine ajukoores sõltub ühte tüüpi signaale vastuvõtvate närvirakkude asukohast. Seetõttu on tajumisel kolm peamist valdkonda:

1. Puudutage.
2. Mootor.
3. Assotsiatiivne.

Viimane piirkond hõivab üle 70% maakoorest ja selle keskne eesmärk on koordineerida kahe esimese tsooni tegevust. Samuti vastutab ta sensoorsest tsoonist pärinevate andmete vastuvõtmise ja töötlemise ning selle teabe põhjustatud eesmärgipärase käitumise eest.

Ajukoore ja pikliku medulla vahele jääb alamkorteks ehk teisisõnu subkortikaalsed struktuurid. See koosneb visuaalsetest tuberkulitest, hüpotalamusest, limbilisest süsteemist ja muudest närvisõlmedest.

Ajupiirkondade peamised funktsioonid

Aju põhiülesanneteks on keskkonnast saadavate andmete töötlemine, samuti inimkeha liigutuste ja tema vaimse tegevuse juhtimine. Iga ajuosa vastutab konkreetsete ülesannete täitmise eest.

Medulla oblongata kontrollib keha kaitsefunktsioone, nagu pilgutamine, aevastamine, köhimine ja oksendamine. Samuti juhib see teisi reflektoorseid elutähtsaid protsesse – hingamist, sülje ja maomahla eritumist, neelamist.

Varolijevi silla abil viiakse läbi silmade ja näo kortsude koordineeritud liikumine.

Väikeaju kontrollib keha motoorset ja koordinatsioonitegevust.

Keskaju esindavad vars ja nelipealihas (kaks kuulmis- ja kaks visuaalset künkakest). Tema abiga viiakse läbi ruumis orienteerumine, kuulmine ja nägemise selgus, see vastutab silmade lihaste eest. Vastutab pea refleksi pööramise eest stiimuli suunas.

Diencephalon koosneb mitmest osast:

• Talamus vastutab tunnete, nagu valu või maitse, kujunemise eest. Lisaks juhib ta puute-, kuulmis-, haistmis- ja inimelu rütme;
• Epitalamus koosneb käbinäärmest, mis kontrollib igapäevaseid bioloogilisi rütme, jagades päevavalguse ärkveloleku ja tervisliku une ajaks. Sellel on võime tuvastada valguslaineid läbi kolju luude, olenevalt nende intensiivsusest toodab sobivaid hormoone ja juhib ainevahetusprotsesse inimkehas;
• Hüpotalamus vastutab südamelihaste töö, kehatemperatuuri ja vererõhu normaliseerimise eest. Tema abiga antakse signaal stressihormoonide vabanemiseks. Vastutab nälja-, janu-, naudingu- ja seksuaalsuse tunde eest.

Hüpofüüsi tagumine osa asub hüpotalamuses ja vastutab hormoonide tootmise eest, mis mõjutavad puberteeti ja inimese reproduktiivsüsteemi toimimist.

Iga poolkera vastutab oma konkreetsete ülesannete eest. Näiteks parem ajupoolkera kogub andmeid keskkonna ja sellega suhtlemise kogemuse kohta. Kontrollib jäsemete liikumist paremal küljel.

Vasakul ajupoolkeral asub inimkõne eest vastutav kõnekeskus, mis juhib ka analüütilisi ja arvutuslikke tegevusi ning selle ajukoores moodustub abstraktne mõtlemine. Samamoodi kontrollib parem pool oma küljel olevate jäsemete liikumist.

Ajukoore struktuur ja funktsioon sõltuvad üksteisest otseselt, nii et gyrus jagab selle tinglikult mitmeks osaks, millest igaüks teostab teatud toiminguid:

• oimusagara, kontrollib kuulmist ja võlu;
• kuklaosa reguleerib nägemist;
• parietaalis moodustuvad puudutus ja maitse;
• eesmised osad vastutavad kõne, liikumise ja keeruliste mõtlemisprotsesside eest.

Limbiline süsteem koosneb haistmiskeskustest ja hipokampusest, mis vastutab keha muutustega kohanemise ja keha emotsionaalse komponendi reguleerimise eest. See loob püsivaid mälestusi, seostades helisid ja lõhnu kindla ajavahemikuga, mille jooksul toimusid sensoorsed murrangud.

Lisaks juhib see kosutavat und, andmete säilitamist lühi- ja pikaajalises mälus, intellektuaalset tegevust, endokriinse ja autonoomse närvisüsteemi kontrolli ning osaleb paljunemisinstinkti kujunemises.

Kuidas inimese aju töötab

Inimese aju töö ei peatu isegi unenäos, on teada, et mõned osakonnad toimivad ka koomas olevatel inimestel, millest annavad tunnistust nende jutud.

Selle keha põhitöö toimub ajupoolkerade abil, millest igaüks vastutab teatud võime eest. Märgatakse, et poolkerad ei ole suuruse ja funktsiooni poolest ühesugused – parem pool vastutab visualiseerimise ja loova mõtlemise eest, tavaliselt rohkem kui vasak pool, mis vastutab loogika ja tehnilise mõtlemise eest.

On teada, et meestel on suurem ajumass kui naistel, kuid see omadus ei mõjuta vaimseid võimeid. Näiteks oli see Einsteini näitaja alla keskmise, kuid tema parietaalne tsoon, mis vastutab tunnetuse ja kujundite loomise eest, oli suur, mis võimaldas teadlasel arendada relatiivsusteooriat.

Mõned inimesed on varustatud supervõimetega, see on ka selle keha teene. Need omadused väljenduvad suures kirjutamis- või lugemiskiiruses, fotograafilises mälus ja muudes anomaaliates.

Nii või teisiti on selle organi tegevusel inimkeha teadlikul juhtimisel suur tähtsus ning ajukoore olemasolu eristab inimest teistest imetajatest.

Mis teadlaste sõnul inimese ajus pidevalt toimub

Aju psühholoogilisi võimeid uurivad eksperdid usuvad, et kognitiivsete ja vaimsete funktsioonide toimimine toimub biokeemiliste voolude tulemusena, kuid see teooria on praegu kahtluse alla seatud, kuna see organ on bioloogiline objekt ja mehaanilise toime põhimõte ei kehti. võimaldab selle olemust täielikult tunda.

Aju on kogu organismi omamoodi rool, mis täidab iga päev tohutult palju ülesandeid.

Aju struktuuri anatoomilisi ja füsioloogilisi iseärasusi on uuritud juba aastakümneid. On teada, et sellel organil on inimese kesknärvisüsteemi (kesknärvisüsteemi) struktuuris eriline koht ja selle omadused on iga inimese jaoks erinevad, seetõttu on võimatu leida kahte absoluutselt identselt mõtlevat inimest.

Video

Uus struktuurne-funktsionaalne kaart jagab ajukoore 180 osaks.

Ajukoor on äärmiselt keeruline – selle erinevad osad erinevad üksteisest nii funktsioonide kui ka rakulise ehituse poolest. Loomulikult vajasid need, kes aju uurima hakkasid, peagi ajukoore “piirkonna kaarti” ning Saksa neuroloogi Korbinian Brodmanni 1909. aastal avaldatud tsütoarhitektooniliste väljade süsteem sai siin omamoodi kullastandardiks.

Uus ajukaart, mis põhineb MRI andmetel. (Foto Matthew F. Glasser, David C. Van Essen.)

Vasaku ajukoore erinevate osade aktiveerimine (oranžis ja punases) ja inaktiveerimine lugude kuulamisel. (Foto Matthew F. Glasser, David C. Van Essen.)

Need väljad erinevad raku morfoloogia ja nende rakkude üksteise suhtes virnastamise (st raku tsütoarhitektoonika) poolest. Brodmanni põllud osutusid erakordselt kasulikuks, kuid siiski oli neil olulisi puudusi.

Esiteks ehitas Brodman ise oma kaardi vaid ühe surnud inimeselt võetud aju materjalile. Seejärel viimistleti ajukoore väljade struktuuri, kasutades selleks mitmekesisemat materjali ning puhastele morfoloogilistele parameetritele lisati funktsioonid: mille eest vastutab üks piirkond, mille eest teine ​​jne. Mida rohkem neuroteadlased aga aju kohta teada said, seda selgemaks see aju sai. muutus, et ajukoor tuleb uuesti kaardistada, kasutades korraga mitut funktsiooni.

Selle töö võttis ette Matthew Glasser ( Matthew F. Glasser) ja kolleegid Washingtoni ülikoolist St. Louisis, Oxfordis, Minnesota ülikoolis ja Nijmegeni ülikoolis. Nad võtsid hulga magnetresonantstomograafia (MRI) andmeid, mis koguti Human Connectome projekti raames (tuletage meelde, et Human Connectome projekti eesmärk on täielikult kirjeldada meie aju ühenduste struktuuri).

Teadlasi huvitasid struktuurse MRT tulemused, mis võimaldavad määrata näiteks ajukoore teatud piirkondade paksust ja muid sarnaseid tunnuseid, ning funktsionaalne MRT, mille abil saab näha teatud piirkonna funktsiooni. aju. Samal ajal saab aju skaneerimise ajal puhata ja siis eristame selle põhilist funktsionaalset topograafiat või täidame mõne ülesande – ja siis näeme, millised piirkonnad konkreetse protseduuri kallal töötavad. Uue ajukoore kaardi koostamiseks kasutasime fMRI andmeid, mis saadi seitsmest ülesandest alates helitestidest kuni matemaatiliste probleemideni.

Seega pidi ajukoores funktsionaalseid välju otsinud algoritm töötama korraga mitme parameetriga, struktuurse ja funktsionaalse. Selle tulemusena õnnestus igal poolkeral tuvastada kuni 180 välja, millest 83 oli varem kirjanduses kirjeldatud, kuid 97 olid seni teadmata.

Algoritm töötas 210 Human Connect projekti vabatahtliku MRT-uuringu tulemustega ja kohe tekkis küsimus, kas teistel inimestel on võimalik samu tsoone määrata? Kas ei selguks, et 180 väljast koosnev kaart on mõttekas ainult nende kahesaja inimese jaoks, kelle peal ülaltoodud algoritmi treeniti?

Kuid kui nad proovisid analüüsida "autsaiderite" MRI-andmete kogumit, määrati nende kortikaalsed tsoonid peaaegu samal viisil. Pealegi suutsid töö autorid tuvastada ka individuaalseid erinevusi teatud valdkondade vahel. (Igaks juhuks täpsustame, et individuaalsed erinevused ei tähenda, et ühe aju on nii paigutatud ja teise oma teistmoodi, lihtsalt tsoonid võivad töötada erineva efektiivsusega ja areneda varakult; samamoodi , kui näeme lähedal pikka ja väikest inimest, ei ütle me, et neil on erinev ehitusplaan.)

Ilmselgelt on uus kaart (kirjeldatud artiklis Loodus) on kasulik nii fundamentaalteaduses kui ka meditsiinis. Tõsi, sellel on ka omad miinused, mis on seotud eelkõige sellega, et MRT on endiselt ebapiisavalt kõrge ruumilise eraldusvõimega, st ajukoore saab tegelikult jagada veelgi suuremaks arvuks väljadeks.

Teisest küljest on veel näha, kuidas uued 180 tsooni on paigutatud rakkude, sünapside ja nende molekulaarsete omaduste tasandil. Ja lõpetuseks, ärgem unustagem hiljutist tööd – loodame, et uus ajukoore kaart selle ilmutuse tõttu liiga ei kannata.