Три основных функциональных блока мозга (по А.Р. Лурия)

Интегративная деятельность мозга может быть представлена в виде взаимодействия трех основных функциональных блоков, участие которых необходимо для осуществления любой психической деятельности:

1) блок регуляции тонуса и бодрствования (ретикулярная формация ствола мозга и среднего мозга, лимбическая система),

2) блок приема, переработки и хранения информации (центральный корковый аппарат того или иного модально-специфического анализатора),

3) блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности (моторная область, префронтальные отделы головного мозга).

1. Блок регуляции тонуса и бодрствования

Для того чтобы обеспечить полноценные психические процессы, необходимо бодрственное состояние человека. Только в условиях оптимального бодрствования человек может наилучшим образом принимать и перерабатывать информацию, вызвать в памяти системы связей, программировать деятельность, осуществлять контроль за ней. Для организованного психического процесса решающую роль играет сохранение тонуса коры.

В 1949 г. Г. Мэгун и Г. Моруци обнаружили, что в стволовых отделах головного мозга находится особое нервное образование, регулирующее и модулирующее состояние мозговой коры (ретикулярная формация).

Одни из волокон РФ направляются вверх, оканчиваясь в конечном итоге в новой коре. Это восходящая РФ, играющая решающую роль в активации коры и в регуляции ее активности. Другие волокна идут в обратном направлении: они начинаются от более высоко расположенных нервных образований – новой и древней коры, хвостатого тела и ядер зрительного бугра – и направляются к расположенным ниже структурам среднего мозга, гипоталамуса и мозгового ствола. Эти образования получили название нисходящей ретикулярной системы. Оба эти отдела составляют единую систему, единый саморегулирующий аппарат, который обеспечивает изменение тонуса коры, но вместе с тем сам находится под регулирующим влиянием происходящих в ней изменений.

Ретикулярная формация – аппарат, обеспечивающий регуляцию тонуса коры и состояний бодрствования. Исследование показало, что раздражение одних ядер РФ вызывает реакцию пробуждения, повышает возбудимость, обостряет чувствительность. Поражение же других ядер ПФ вело к снижению тонуса коры, к появлению состояния сна.

Активирующая РФ была названа неспецифической; ее активирующее и тормозное влияние равномерно затрагивает все сенсорные и двигательные функции организма.

Можно выделить по крайней мере три основных источника этой активации.

Первый из этих источников – обменные процессы организма, приводящие к сохранению внутреннего равновесия организма (гомеостазиса), Наиболее простые формы связаны с дыхательными, пищеварительными процессами, с обменов веществ, с внутренней секрецией. Все они регулируются, главным образом, аппаратом гипоталамуса. РФ, тесно связанная с гипоталамусом, играет важную роль в наиболее простой форме активности,

Второй источник активации связан с поступлением в организм раздражителей из внешнего мира и приводит к возникновению совершенно иных форм активации, проявляющихся в виде ориентировочного рефлекса. Как показали микроэлектродные исследования, ориентировочный рефлекс тесно связан с неспецифическими ядрами таламуса, хвостатым ядром и гиппокампом.

Третьим источником активации человека служат планы, перспективы и программы, которые формируются в процессе сознательной жизни людей: они социальны по своему происхождению и осуществляются при участии сначала внешней, а потом и внутренней речи. Всякий сформулированный в речи замысел вызывает целую программу действий, направленных к достижению этой цели. Мозговой аппарат, лежащий в основе этой активности, представлен теми связями, которые существуют между высшими отделами коры и нижележащей РФ.

Нисходящие аппараты ретикулярной формации представлен нисходящими волокнми, идущими преимущественно от префронтальной коры, адресуются к ядрам зрительного бугра и нижележащим стволовых образований и являются тем аппаратом, посредством которого высшие отделы мозговой коры, непосредственно участвующие в формировании намерений и планов, управляют работой нижележащих аппаратов ретикулярной формации таламуса и ствола.

Кроме ретикулярной формации среднего мозга, за регуляцию уровня бодрствования отвечают структуры базальной области переднего мозга, таламус и структуры лимбической системы.

Таким образом, в регуляции функционального состояния мозга в той или иной степени участвуют многие структуры. Если ретикулярная формация среднего мозга имеет организующее значение, формируя определенную фоновую активность, зависящую от внешней стимуляции, то остальные структуры включены в модуляцию этого состояния, создавая конкретный уровень активации.

Между корой больших полушарий и ретикулярной форма­цией имеются двусторонние связи. Ретикулярная формация оказывает тонизирующее влияние на кору больших полушарий, а кора, в свою оче­редь, посылает в ретикулярную формацию свои нисходящие импульсы, которые могут снижать или возбуждать ретикулярную формацию. Когда ретикулярная формация усиливает свое активирующее влияние на кору, она тем самым включает в действие противоположно действующий механизм, который через кортико-ретикулярный путь подтормаживает саму ретикулярную формацию. Благодаря такой саморегуляции обеспечивается ста­бильный уровень активности мозговых механизмов.

Рис.19. Три структурно-функциональных блока мозга (А - первый, Б – второй, В - третий)

А. Б. В.	А – I блок - 1/ мозолистое тело; 2/ средний мозг; 3/ теменно-затылочная борозда; 4/ мозжечок; 5/ ретикулярная формация; 7/ гипоталамус; 8/ таламус. Б.В.-II,III блоки - 1/премоторная область; 2/прецентральная извилина; 3/ центральная извилина; 4/ моторная область; 5/префронтальная область.

2. Блок приема, переработки и хранения информации

Второй функциональный блок – наружные отделы новой коры: затылочная кора (зрительная), височная кора (слуховая), теменная (общая чувствительность).

По своим функциональным особенностям аппарат второго блока приспособлен к приему раздражителей, доходящих до головного мозга от периферических рецепторов. Этот функциональный блок обладает высокой модальной специфичностью.

Основу этого блока составляют первичные или проекционные зоны коры, которые характеризуются высоким развитием нейронов IV афферентного слоя, значительная часть которых обладает высокой специфичностью. Нейроны этих зон коры реагируют только на узкоспециальные свойства раздражителей (оттенки цвета, характер линий, направление движений и т.д.).

Вокруг первичных зон расположены вторичные зоны коры (или гностические). Нейроны этих зон не имеют столь выраженной модальности и включают в свой состав значительное число ассоциативных нейронов с короткими аксонами, что позволяет комбинировать поступаюшие возбуждения.

Познавательная деятельность человека никогда не протекает, опираясь лишь на одну модальность (или зрение. или слух. или осязание). Любое предметное восприятие или представление является результатом полимодальной деятельности. Поэтому оно должно опираться на совместную работу целой системы зон коры головного мозга. И функцию обеспечения такой совместной работы целой группы анализаторов несут третичные зоны – зоны перекрытия корковых отделов различных анализаторов. Эти зоны расположены на границе затылочного, височного и заднецентрального отделов коры и составляют основную часть образования нижнетеменной области – задний ассоциативных центр.

Таким образом, деятельность третичных зон отделов коры необходима для перехода от уровня непосредственного наглядного синтеза, к уровню символических процессов, для оперирования значениями слов, сложными грамматическими и логическими структурами, системами чисел (мышление, память).

Блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности

Прием, переработка и хранение информации составляют только одну сторону сознательной жизни человека. Ее другая сторона – организация активной, сознательной, целенаправленной деятельности. Она обеспечивается третьим функциональным блоком мозга – блоком программирования, регуляции и контроля.

Человек не только пассивно реагирует на доходящие до него сигналы. Он создает замыслы, формирует планы и программы своих действий, следит за их выполнением, регулирует свое поведение, приводя его в соответствие с планами и программами.

Этим задачам и служат аппараты третьего блока головного мозга, расположенные в передних отделах больших полушарий – кпереди от передней центральной извилины. Выходными воротами этого блока служит двигательная зона коры (4-ое поле), 5-й слой, который содержит гигантские пирамидные клетки Беца. Волокна от них идут к двигательным ядрам спинного мозга, а оттуда к мышцам, составляя части большого пирамидного пути.

Импульсы, посылаемые на периферию, должны быть хорошо подготовлены и только после такой подготовки могут обеспечить нужные целесообразные движения. Такая подготовка двигательных импульсов не может быть выполнена самими пирамидными клетками. Оно должна быть обеспечена как в аппарате передней центральной извилины, так и в аппаратах вторичных зон коры, которые готовят двигательные программы, лишь затем передающиеся на гигантские пирамидные клетки.

Передняя центральная извилина является лишь проекционной зоной, исполнительным аппаратом мозговой коры. Решающее значение в подготовке двигательных импульсов имеют вторичные и третьичные зоны, где формируются двигательные планы и программы и лишь затем переходят к аппаратам первичной двигательной зоны, которая посылает подготовленные импульсы на периферию.

Наиболее существенной частью третьего функционального блока мозга являются префронтальные отделы мозга. Особенностью данной области мозга является ее богатейшая система связей как с нижележайшими отделами мозга и отделами РФ, так и с о всеми остальными отделами мозга. Эти связи носят двусторонний характер.

Многочисленные исследования подтверждают, что лобная кора участвует в генерации процессов активации, возникающей при наиболее сложных формах сознательной деятельности, в организации которой важнейшую роль играет речь. Лобные доли принимают самое непосредственное участие в повышении состояния активности, которое сопровождает всякую сознательную деятельность. Именно лобные отделы коры и обеспечивают те сложные формы программирования, регуляции и контроля сознательной деятельности человека, которые не могут осуществляться без участия оптимального тонуса корковых образований.