Какие психические и неврологические расстройства появляются при поражении теменной доли мозга?

Анатомия

Теменная доля расположена позади лобной доли и отделена от нее центральной бороздой.

В структуре теменной доли можно выделить вертикально расположенную постцентральную извилину или сенсорную полосу. В функциональном отношении пре центральная и постцентральная извилины образуют сенсомоторную кору.

Меж теменная борозда делит теменную долю на верхнюю и нижнюю теменные дольки. Нижняя теменная долька делится над супрамаргинальную (краевую, поле 39 по Бродману) и коленчатую (угловую, поле 40 по Бродману)

 Эта извилина играет важную роль в управлении речью.

Также выделяются предклинье и задняя париетальная извилина.

Связи теменной доли

     Большой пучок волокон покидает верхнюю теменную долю и пересекает центральное полушарие перед тем, как войти во внутреннюю капсулу. Некоторые из этих волокон покидают верхнюю дольку в почти вертикальном направлении, чтобы войти в крайнюю и внешнюю капсулы, по которым они следуют как пути к своим полям распределения в клауструме и покрышке. Дополнительные волокна, проходящие через крайнюю капсулу, входят в дорсальную часть островковой коры. Возможно, эти волокна содержат многочисленные вырождающиеся разветвления аксонов, находящиеся особенно в изобилии в разных слоях коры

          Поля очень плотной терминальной дегенерации занимает две трети дорсальной части и сужается к узкой латеральной зоне в более вентральной части путамена. Терминальная дегенерация также присутствует в теле хвостатого ядра, но дегенерирующие волокна не идентифицируются в бледном шаре. Плотная терминальная дегенерация присутствует в латеральном ядре задней части таламуса и распространяется среди соседних клеток ядра ретикулярной части таламуса. Волокна проникают в латеральное ядро ​​сзади от внутренней капсулы в качестве компонентов бокового таламического тракта, возвращаясь в медиальном и дорсальном направлении.

Функции

Функции теменной коры: чувствительность, праксис (способность осуществлять целенаправленные двигательные акты); восприятие осязательной информации от тела, поддержание образа тела, вкус и речь. В полушарии, доминантном в плане функции речи, надкраевая извилина образует сенсорную речевую область, отвечающую за чтение и сходные функции (повреждение этой области вызывает афазию). На верхнем крае боковой борозды находится зона восприятия вкуса.  Таким образом, теменная доля как правая, так и левая, участвует в анализе соматосенсорной и зрительной информации, контроле двигательных функций. Теменная доля доминантного полушария играет важную роль в реализации сложных целенаправленных действий (праксис) . Теменная доля недоминантного полушария отвечает за ориентировку в пространстве.

Считается, что теменные доли играют важную роль в пространственной обработке информации в целом и в «ментальном вращении» в частности (Save & Poucet, 2000; Culham & Kanwisher, 2000; Jagaroo, 2004). «Ментальное вращение» — это процесс представления объекта, вращающегося в пространстве.  Было высказано предположение, что правое полушарие может доминировать в ментальном вращении (Corballis, 1997). 

Как основная задняя гетеромодальная кора, теменные доли представляют собой критический информационный перекресток, объединяющий информацию, полученную через различные сенсорные потоки.

Структурная магнитно-резонансная томография (МRI) головного мозга человека выявила доказательства полового диморфизма. Помимо половых различий в общем объеме головного мозга, наблюдаются различия в соотношении объема серого вещества (GM) и белого вещества (WM), особенно в теменной доле. Женщины имеют пропорционально больший объем серого вещества в теменной доле по сравнению с мужчинами, в то время, как мужчины по сравнению с женщинами имеют пропорционально большую площадь поверхности теменной доли.

Патология

Гемипарез, нарушение чувствительности половины туловища, апраксия (сложность в выполнении ранее освоенных действий), парциальные припадки

   Некоторые авторы выделяют пять париетальных синдромов: расстройство соматосенсорной и тактильной функции, двигательные расстройства, расстройство пространственно - направленного внимания, расстройство символического мышления и памяти, комплексные визуальные дефекты.

Расстройства соматосенсорных и тактильных функций

             Постцентральная извилина связана с соседними регионами U - образными волокнами и имеет плотные связи (проекции) от зрительного бугра. Повреждение постцентральной извилины и ее связей может манифестировать изолированными или комбинированными нарушениями болевой и температурной чувствительности, вкуса и вибрации. Ощущения могут отсутствовать (анестезия), быть редуцированными (гипостезия) или усиленными (гиперестезия).

Двигательные расстройства

       Задняя часть париетальной доли до постцентральной извилины экстенсивно связана с затылочной долей посредством U - образных волокон и проекций на лобную долю посредством верхней продольной и дугообразной связей. Пациенты с повреждением прекунеуса и верхней части теменной доли совершают нескоординированные, нецеленаправленные движения, имеют дефицит речи. Атаксия не имеет отношения к моторным, сенсорным и визуальным нарушениям.

Расстройства направленного внимания в пространстве

                 Повреждение правой нижней части теменной доли проявляется нарушением пространственной ориентации. Пациенты не осознают части своего тела (моторное или сенсорное расстройство), в том числе закрытые пространства (периперсональное нарушение) или визуальные стимулы, принимающие участие в пространственной ориентации. Нарушения могут касаться моторных, соматосенсорных или визуальных модальностей и встречаются в комплексе либо изолированно.

Расстройство символического мышления и памяти

                Это расстройства проявляется нарушением способности к манипуляции с числами, т.е. производить математические операции (акалькулия), нарушением чтения (алексия) или письма (аграфия) и часто обусловлены поражением левой нижней части теменной доли и ее связей посредством аркуатных волокон (поля Бродмана, 39, 40). Другие расстройства, встречающиеся у пациентов с поражением нижней части теменной доли включают в себя нарушение способности к повтору слов ( кондикционная афазия), афазию Вернике ( нарушение понимания речи) , дефицит вербальной рабочей памяти и реже неспособность назвать тот или иной предмет ( аномия) , цвет, лицо или распознавать зеркальные стимулы (зеркальная агнозия ) ( Priftis et.al., 2003).

     В то время как обширные исследования были сосредоточены на гиппокамп-префронтальных цепях эпизодической памяти и пространственной навигации, роль гиппокампа-теменной коры остается недостаточно изученной.  A. Das , V. Menon (2023)  использовали внутричерепную ЭЭГ для исследования этих цепей в трех различных экспериментах с памятью, выявив последовательный, асимметричный паттерн потока высшей причинной информации из гиппокампа как в латеральную, так и в медиальную заднюю теменную кору (PPC). Этот направленный поток информации наблюдался как во время кодирования памяти, так и при воспроизведении, а также в вербальных и пространственных областях эпизодической памяти. Важно отметить, что этот направленный информационный поток не зависел от состояний активации или подавления в гиппокампе или PPC. Также были идентифицированы частотно-специфические направленные взаимодействия: больший поток из гиппокампа в PPC в дельта-тета-диапазоне и обратный в бета-диапазоне.

Сложные визуальные дефекты

           Нижняя часть теменной доли и задняя теменная извилина связаны со зрительной корой височной и затылочной долей посредством U - образных волокон. Поражение этих структур проявляется кросс модальными нарушениями, в частности, интегративной памяти, зрительного восприятия и проприоцепции. Пациенты сообщают о своей неспособности ревизуализировать объекты или сцены (расстройство «ментального воображения»), воспроизвести переживания своего прошлого опыта , испытывают чувство дереализации и переживаний "вне тела". Повреждние этой области также проявляется синдромом Балинта (симультагнозия ) , оптической атаксией и окуломоторной апраксией, возникшей в результате билатеральной дегенерацией теменно - затылочных связей.

Нейропсихиатрические расстройства

Расстройства личности

         Можно предположить, что дисфункция теменной доли является "мозговым аналогом" расстройства личности. Это подтверждается тем фактом, что отрицание болезни («анозогнозия») в сочетании с относительно неглубоким повреждением интеллекта является общей для расстройств личности и слабости париетальной доли.

           Сенсорные симптомы конверсии, возникающие при инфаркте париетальной доли, могут быть обусловлены механизмами, отличными от тех, которые лежат в основе симптомов конверсии, не связанной с органическим заболеванием. 

          Предполагается, что истерические симптомы связаны с неспособностью интеграции внимания или полного осознания афферентной стимуляцией и опосредуются аномально повышенными уровнями кортикофугальных (кортикокортикальных и кортикоретикулярных) ингибиторов этих афферентных раздражителей.

Ипохондрия

    Некоторые авторы считают, что ипохондрия и психогенные боли связаны с уменьшением кортикофугального торможения, что, в свою очередь, позволяет увеличить проникновение в область центральных структур мозга афферентной стимуляции.

Шизофрения

        Сравнительно немногие авторы исследовали париетальную долю при шизофрении, несмотря на то, что она играет важную роль в процессах внимания, памяти (пространственная рабочая память) и речи - все функции, которые, как известно, нарушаются при шизофрении.

    Важность теменной доли в патогенезе шизофрении все больше признается: по крайней мере 10 исследований демонстрируют структурные аномалии, особенно в нижней теменной доле (обзор Wagner et al., 2005). Последние данные также подчеркнули важную роль теменной коры в нормальных процессах декларативной памяти. Считается, что связь между теменной и префронтальной корой особенно важна и лежит в основе сетевых моделей когнитивных функций человека (включая эпизодическую память) (Fuster, 2006). В литературе описан значительный дефицит производительности у пациентов с шизофренией при использовании парадигмы распознавания старых и новых предметов. Роль префронтальной и теменной активации в эпизодической памяти была убедительно продемонстрирована в нейрофизиологических исследованиях так называемого «старого-нового эффекта».

               При теменно- затылочных поражениях правого полушария различной этиологии помимо нарушений восприятия тела по типу анозогнозии, отмечается неспособность к визуальной конструкции, апраксия (особенно, заметная при одевании), трудность ориентировки в пространстве, односторонняя пространственная анозогнозия, расстройство топографической связи и изменения зрительной координации, а также, возможно, потеря топографической памяти.

   Височно - теменная кора правого полушария находится между зрительным, проприоцептивным и вестибулярно - сенсорными полями коры. Раздражения заднего отдела верхней височной извилины и соседней теменной коры вызывают нарушения «интерпретации настоящего момента», иллюзии расстояния, размера и знакомства с предметами. При шизофрении описаны случаи интерпариетального синдрома, при этом у пациентов имеют место нарушения зрительно - пространственного характера.

Нижняя теменная долька

     Нижняя теменная долька является частью коры, отвечающей за гетеромодальную ассоциацию, нарушения которой считается одной из ключевых аномалии при шизофрении. Кроме того, как супрамаргинальная извилина, так и угловая извилина описаны как часть семантически-лексической сети, которая поддерживает «смысловые значения слов» (“word meanings”) , представленные «сеткой связности» ( “grid of connectivity”) , представляющей собой «конечный путь для процесса фрагментации слов в мысли" ( “final pathway for the chunking of words into thought”) . 

  Используя парцелляцию на основе связности на метааналитически определенном объеме интереса (VOI), региональные модели совместной активации внутри этого VOI позволили идентифицировать отдельные субрегионы. В решениях парцелляции последовательно возникали два кластера в ростровентральном и каудовентральном аспектах теменной VOI. Оба кластера функционально значимо связаны с социально-когнитивной и языковой обработкой. В частности, ростровентральный кластер связан с аспектами обработки информации более низкого уровня, тогда как каудовентральный кластер был связан с аспектами обработки информации более высокого уровня в обоих умственных способностях. Напротив, в (менее стабильной) дорсально-теменной VOI все кластеры отражают вычисление процессов общего назначения, таких как рабочая память и сопоставление задач, которые часто одновременно рекрутируются социальными или речевыми процессами. Таким образом, эти результаты свидетельствуют в пользу ростро-каудального различия процессов более низкого и более высокого уровня, лежащих в основе социального познания и речи в левой нижней теменной дольке (Bzdok., et.al., 2016).

     Роль нижней теменной дольки, и особенно угловой извилины, в понимании речи дополнительно подтверждены с помощью функциональной МRI (fМRI) и исследований позитронно - эмиссионной томографии. Кроме того, семантически-лексическая сеть, включает как нижнюю теменную дольку, так и "плоскую височную" область, причем последняя расположена на верхне - задней поверхности верхней височной извилины ( superioposterior surface of superior temporal gyrus) , поражение которой, в свою очередь, коррелирует с выраженностью симптомов расстройства мышления. Верхняя височная извилина при ее поражении отвечает за слуховые галлюцинации. 

     Следует отметить, что нижняя теменная долька и соседние корковые области часто имеют выраженную боковую асимметрию и относятся к структурам, которые поддерживают речь. Отсутствие нормальной латерализации в этих регионах было зарегистрировано у пациентов с аутизмом, а также при других расстройствах речи. При шизофрении изменение нормальной асимметрии в верхней височной извилине, включая ее плоскую поверхность, было связано с расстройством мышления. 

      Нижняя теменная долька (inferior parietal lobule), в частности, представляет особый интерес, поскольку она считается не только частью коры, отвечающей за  гетеромодальную ассоциацию, но также является частью семантически-лексической сети, включающей в себя и височную область (planum temporale) .  Как inferior parietal lobule , особенно угловая извилина ( angular gyrus ) нижней теменной дольки, так и planum temporale, представляют собой области мозга, которые играют важную роль в  биологических субстратах речи  и мышления.

       Больные шизофренией при исследовании с помощью нейровизуализациии показали обратную асимметрию в нижней теменной дольке, в угловой извилине - структуре, принадлежащей к гетеромодальной ассоциации коры, а также являющейся частью семантически-лексической сети.

Литература

Anup Das, Vinod Menon. Hippocampal-parietal cortex causal information flow in human episodic memory: replication across three experiments. Version 1. bioRxiv. Preprint. 2023 Nov 11

Danilo Bzdok, Gesa Hartwigsen, Andrew Reid, Angela R. Laird, Peter T. Fox, Simon B. Eickhoff.  Left inferior parietal lobe engagement in social cognition and language

Neurosci Biobehav Rev. Author manuscript; available in PMC 2017 Sep 1.

Published in final edited form as: Neurosci Biobehav Rev. 2016 Sep; 68: 319–334.

Anthony P. Weiss, Cameron B. Ellis, Joshua L. Roffman, Steven Stufflebeam, Matti S. Hamalainen, Margaret Duff, Donald C. Goff, Daniel L. Schacter

Aberrant Frontoparietal Function during Recognition Memory in Schizophrenia: A Multimodal Neuroimaging Investigation

J Neurosci. 2009 Sep 9; 29(36): 11347–11359.