1.
Какая основная цель нервной системы?
Нервная система позволяет организму человека реагировать и влиять на внутреннюю и окружающую среды, тем самым способствуя его выживанию и сохраненнию гомеостаза. Со временем нервная система эволюционировала, позволяя некоторым животным не только реагировать на раздражители, но и учиться, формировать стратегии и даже координировать действия для достижения целей.
Почему подкорковые структуры оказывают влияние на поведение?
Фактически, одновременное раннее ("сенсорный вход") и позднее ("моторный выход") положение подкорковых структур в общемозговых цепях нейронов означает, что они оказывают большое влияние на целенаправленное поведение.
Какая структура мозга выступает в роли "ретранслятора" сенсорной информации?
К тому времени, как сенсорная информация достигает коры, она уже "обработана" более ранними структурами, "передана" по подкорковым сетям и "отфильтрована" таламусом. Последний действует как обязательный ретранслятор для других подкорковых сигналов, передающих сенсорную (кроме обоняния) и другую информацию до их прибытия в кору, которая универсально получает таламические входы. На пути из головного мозга в спинной происходит дополнительное воронкообразное движение большинства корково-подкорковых проекций, которые не нацелены на ядра моторного выхода напрямую, а либо снова фильтруются через таламус, либо взаимодействуют с локальной схемой других подкорковых структур. Здесь корковая модуляция сталкивается с дополнительными ограничениями. Например, верхний холмик , наряду с остальной частью "сети отбора" среднего мозга, реализует быстрые сенсомоторные преобразования, которые позволяют ему контролировать ориентацию и взгляд, определяемые его сложной пространственно-моторной картой (Mysore SP, Knudsen EI., 2011).Эти функции облегчаются его прямой связью как с сенсорными органами, так и с моторными выходами, которые недоступны для коры, накладывая временное и физическое ограничение на корковую модуляцию его внутренних функций. Другой пример, полосатое тело, содержит сложные параллельные петли, которые обрабатывают лимбические, сенсомоторные и когнитивные сигналы из коры и других областей для создания привычного или целенаправленного произвольного поведения (McHaffie J., et.al., 2005).
2.
Почему основное внимание исследователей в большей степени привлекала кора, чем подкорка?
Значительная часть исследований в области науки о мозге долгое время была сосредоточена на нейронных механизмах этих функций более высокого порядка, при этом ученых больше всего интересовала новая кора. Отчасти это происходило потому, что относительно недавнее развитие, введение и распространение новой коры в мозге млекопитающих, коррелирует с возникновением более сложного поведения и когнитивных способностей (например, принятие решений, когнитивная гибкость, восприятие, контроль внимания). Это контрастирует с гораздо более старой подкорковой областью мозга млекопитающих, включающих те структуры, которые, как обычно считается, содержат более примитивные функции (например, рефлексы, базовая сенсорная обработка, идентификация аверсивных и аппетитных стимулов, мотивация), которые в высокой степени были , как и взгляды на них консервативны.
Как в процессе эволюции трансформировались взгляды на отношение коры мозга с его подкорковыми структурами?
Как, кора мозга, так и другие «примитивные» структуры, такие как ствол мозга, мозжечок и лимбическая система, также претерпели глубокие изменения в ходе эволюции, что предполагает параллельное, а не последовательное развитие нервной системы. По мере возникновения и развития новой коры оно интегрировалась в уже существующие подкорковые структуры, которые, принимая корковые входы, также включали свою возможную функцию в модуляцию активности коры ( "локальной схемы") (Sherman S., et.al., 2021). Кроме того, кора стала оказывать влияние на эволюцию подкорки. Следует иметь ввиду, что в большинстве случаев кора не получает и не отправляет информацию напрямую на/из периферии или спинного мозга. Какова бы ни была мощность коры головного мозга, целенаправленное поведение зависит от обеих областей, как и наше понимание его базовых механизмов.
3.
Почему так важно согласованное действие коры и подкорки?
Кора мозга и его подкорковые структуры должны взаимодействовать в некоторой степени как во время реактивного, так и целенаправленного поведения. Отношения между ними обычно описывались как «контроль сверху вниз», в котором новая "интеллектуальная кора" командует старой "примитивной" подкоркой. В действительности, множество доказательств подтверждает гипотезу о том, что префронтальная кора оказывает широкий спектр влияния на подкорковые и нижние области коры. Объяснение формирования когнитивной сферы и поведения с точки зрения коры часто игнорировало тот очевидный факт, что кора не развивалась изолированно.
Какие исследования направлены на изучения связей коры и подкорковых структур мозга?
Традиционно вклад коры и подкорки в более простое поведение изучался отдельно. Однако, современные технологические достижения теперь позволяют сегодня проводить их одновременное исследование. Соответственно, исследования, объединяющие такие методы, как анатомическое отслеживание, многосайтовые записи, проекционно-специфическую оптогенетику и сложные парадигмы поведения, начали проливать свет на конкретные взаимодействия между взаимодействием коры и подкорки кортикальными и их ролью в поведении.
Выводы
Нервная система позволяет организму человека реагировать и влиять на внутреннюю и окружающую среды, тем самым способствуя его выживанию и сохраненнию гомеостаза
Зрительный бугор действует как ретранслятор подкорковых сигналов, передающих сенсорную (кроме обоняния) и другую информацию до прибытия в кору
На пути из головного мозга в спинной происходит дополнительное воронкообразное движение большинства корково-подкорковых проекций, которые либо снова фильтруются через таламус, либо взаимодействуют с локальной сетью нейронов других подкорковых структур.
Литература
McHaffie JG, Stanford TR, Stein BE, Coizet V, Redgrave P. Subcortical loops through the basal ganglia. Trends Neurosci 28: 401–407, 2005
Mysore SP, Knudsen EI. The role of a midbrain network in competitive stimulus selection. Curr Opin Neurobiol 21: 653–660, 2011.
Sherman SM, Usrey WM. Cortical control of behavior and attention from an evolutionary perspective. Neuron 109: 3048–3054, 2021.
Добавить комментарий