Становление и развитие высших корковых центров мозга человека

К содержанию учебника «Антропология» | К следующей главе

Специфическая для человека морфофункциональная система мозга, с которой связано превращение обезьяноподобного предка в современного человека, формируется последовательно в процессе гоминизации. В мозге человекообразных обезьян присутствуют в зачаточной форме, в виде дискретных ориментов, три основные элемента СЧМФС. Как было показано выше, к этой системе относятся: 1 — филогенетически более молодые корковые поля, площадь которых увеличивается у человека в десятки раз; 2 — ассоциативные пучки волокон, связывающие (только у человека!) эти поля в единую систему; 3 — система кровеносных сосудов бассейна средней мозговой артерии, осуществляющих кровоснабжение этих полей. Рассмотрим подробнее каждый из этих элементов.

Поля 44 и 45 лобной области являются моторным центром речи, названным также центром Брока (его открытие принадлежит французскому врачу П. Брока) Поле 45 принимает участие в дифференцировке речевых звуков путем последовательного затормаживания ранее начавшегося движения речевого аппарата, в связи с произнесением слов. В результате этого затормаживается повторное произнесение одного и того же слова и становятся возможными смена слов и необходимая ритмика речи.

Поля 39 и 40 нижнетеменной области связаны со способностью к отвлеченным формам сигнализации. Поле 39 — «отвечает» за устную речь и осуществляет контроль зрения (речезрительный центр). В нем происходит интеграция сигналов, поступающих от вестибулярной, кинестетической и зрительной сенсорных систем. Поле 40 интегрирует сенсорные импульсы» от нижней постцентральной извилины, позволяющей осуществлять самоконтроль и пространственные действия при трудовых операциях.

Поле 37 связано со способностью сохранять слова в памяти, осуществлять повторение слов и фраз в определенном смысле и грамматическом порядке. Его функции — контроль трудовых процессов речью, интеграция слуховых и зрительных импульсов.

Поля 37, 21 и 22 ответственны за понимание речи, регуляцию устной речи путем удержания в памяти серии слов и фраз. Поле 22 — зона Вернике — связано с овладением смысловым компонентом речи. При афазии Брока страдает артикуляция, при афазии Вернике — семантика (теряется смысл слов). В зоне Вернике осуществляется программирование речи. Основная структура фразы возникает в зоне Вернике, затем она по дугообразному пучку передается в зону Брока, где включается программа вокализации. Она передается в двигательные центры мышц рта, языка, губ.

Когда слово улавливается слуховым аппаратом, сначала возбуждается первичная слуховая кора, но для понимания услышанного необходимо, чтобы возбуждение прошло в зону Вернике. Если после устной инструкции слово пишется, необходимо, чтобы информация прошла из слуховой коры в зону Вернике и далее — в угловую извилину (поле 39). Понимание написанных слов предусматривает, что в зоне Вернике возникает их слуховой вариант. Повреждение угловой извилины приводит к разобщению устной и письменной речи: оно нарушает связи между зрительной корой и зоной Вернике, в связи с чем страдает понимание письменной речи.

Важнейшим звеном в изучении специфической системы мозга человека явились палеоневрологические исследования В.И. Кочеткйвой (1973) наэндокранах. В них прослеживаются этапы формирования элементов системы в процессе эволюции гоминид и в зависимости от уровня развития материальной культуры ископаемых форм. Так, начальным этапом развития СЧМФС является стадия архантропов (питекантропы, синантропы), что проявляется в увеличении отдельных участков мозга, активации роста мозга в области нижнетеменной дольки, а также височно-теменно-затылочной подобласти. Это связано с развитием таких качеств, как стереогноз, способность понимать свою и чужую речь, устанавливать причинно-следственные связи. На стадии таких преобразований мозга в антропогенезе отмечается совершенствование техники изготовления орудий (орудия контактного действия). На этой стадии происходит также интенсивное увеличение в области двигательного центра Брока, что, по мнению В.И. Кочетковой, свидетельствует о появлении членораздельной речи.

Как показали исследования эндокранов, на стадии палеоантропов увеличение размеров мозга в целом несколько затормозилось, но происходили качественные его преобразования. Центрами интенсивного роста становятся латеральный край лобной доли (лобные и прецентральные поля, связанные с торможением эмоций, анализом тонких движений под контролем зрения) и височно-теменно-затылочная подобласть осуществляющие зрительно-слуховую интеграцию при ориентировке в пространстве.

На этой же стадии заметно разделение теменно-височного очага на два: надкраевой (отвечает за символические формы общения, анализ символических звуков, стереогноз, способность ориентировки в пространстве) и угловой (устная речь в пространственных и трудовых операциях, способность составлять планы, схемы, читать и писать). Этому уровню развития ЦНС соответствует и более высокая ступень материальной культуры. Так, для охоты палеоантропы использовали орудия дистантного действия (копья), изготовление которых включало более 100 двигательных актов.

Стадии ископаемых неоантропов (кроманьонцев) соответствует переход к более гармоничному развитию всех отделов полушарий головного мозга. Заполняется углубление между предцентральными и нижнелобными отделами, увеличиваются размеры верхней теменной дольки. На этом этапе еще больше совершенствуется техника изготовления орудий. Так, чтобы смастерить кремневый нож, требовалось осуществить более 200 двигательных актов.

Можно полагать, что в процессе эволюции гоминид происходила последовательная смена «точек приложения» естественного отбора в организме, в зависимости от ведущей на каждый момент афферентации, а она, в свою очередь, определялась условиями выживания в окружающей среде. Так, показано, что раньше всего развились особенности скелета, обусловившие комплекс «двуногости», который намного определил формирование кисти. Затем, эволюция шла в направлении увеличения массы мозга, и лишь позднее складывались кранио-фациальные признаки с характерным для современного человека соотношением лицевого и мозгового отделов черепа (Хрисанфова, 1958,1966,1967). Вероятно, и в процессе развития мозга имела место определенная последовательность прогрессивных преобразований его структур. В частности, на начальной стадии формирования мозга приматов в качестве ведущей выступала зрительная афференция, поэтому «точкой приложения» естественного отбора явилась главным образом зрительная кора. Именно она стала «очагом роста» мозга. Разрастание проекционного отдела зрительной коры привело у некоторых специализированных форм (низшие узконосые обезьяны) к образованию затылочной покрышки. Процесс развития зрительных областей коры затрагивал как макро-, так и микроскопические признаки. Наиболее глубокие изменения произошли именно в первичном проекционном поле. По нашим данным, в слое 4 поля 17 появляется принципиально новое образование: анатомически выраженная система волокон — наружная полоска Белларже. Она появляется лишь у приматов
в результате высокой степени концентрации и плотности упаковки тончайших проводящих систем на уровне крупных звездчатых клеток Кахаля. Вероятно, возникновение наружной полоски Белларже в значительной мере повысило разрешающую способность зрительного пути на входе в кору и тем самым обеспечило значительные биологические преимущества приматам. На этом основании наружную полоску поля 17 приматов можно отнести к структурам типа ароморфозов (по А.Н. Северцову).

Таким образом, одна из особенностей эволюции состоит в том, что при подъеме на более высокую ступень организации могут возникать не только новые поля и связывающие их волокна, но и качественно новые морфофункциональные системы мозга, обеспечивающие биологическое процветание вида. Такой системой является и специфически человеческая морфофункциональная система мозга — СЧМФС. Она включает специфические для человека поля коры в составе нижнетеменной, нижнелобной и верхневисочной областей коры, а также дугообразный и верхний продольные ассоциативные пучки, связывающие поля коры в единое целое. Важнейшим компонентом системы следует считать, кроме того, кровеносные сосуды бассейна средней мозговой артерии, обеспечивающие трофику и системное созревание клеточных и волокнистых структур (рис. IV. 5; IV. 6).

На стадии формирования мозга древнейших гоминид действие естественного отбора было направлено на отделы коры, входящие в СЧМФС-комплекс, поэтапно разрастались нижнетеменная, нижняя лобная и височно-теменная области мозга. Преимущества в выживаниии получали индивиды (а затем и популяции формирующихся людей) с более развитыми элементами этой системы, т. е. имеющие большую площадь полей ОЧМФС, более разнообразные и лабильные связи, улучшенные условия ее кровоснабжения и т. д. С развитием СЧМФС совершенствовалось целенаправленное манипулирование предметами, программирование действий при изготовлении новых форм орудий труда, укреплялись взаимоотношения между членами сообществ и создавались сплоченные коллективы формирующихся людей.

Рис. IV. 5. Схема организации специфически человеческой системы мозга, связанной с осуществлением членораздельной речи.

Рис. IV. 5. Схема организации специфически человеческой системы мозга, связанной с осуществлением членораздельной речи.

Рис. IV. 6. Топография ориментов соответствующих полей у шимпанзе.

Рис. IV. 6. Топография ориментов соответствующих полей у шимпанзе.

Таким образом, следствием формирования СЧМФС стало уникальное по своей значимости событие — выделение формирующегося человека из животного мира. Далее происходило взаимное обогащение социальной среды и мозга. Развитие новых связей и дифференциация структур новой морфофункциональной системы создавали новые возможности для сплочения коллективов и изготовления орудий. В свою очередь, новый уровень техники, зачатки культуры, искусства через естественный отбор способствовали дальнейшему развитию мозга.

Начало формирования СЧМФС соответствует, вероятно, переходу от предшественников гоминид к древнейшим людям (начало «скачка»). Далее система совершенствовалась: увеличивалась площадь филогенетически новых полей за счет увеличения объема синаптических структур с разрастанием III ассоциативного слоя, их коры, образовывались новые нейронные комплексы, связывающие с помощью длинных ассоциативных волокон эти поля между собой. Происходило топографическое смещение полей: например, поля 44 и 45 приближались к сильвиевой борозде; филогенетически более старые формации (поля 17, 18) сдвигались на медиальную и базальную поверхности мозга; поля же, относящиеся к периферическим концам анализаторов (поле 19), расширяли связь по СЧМФС и оказывались вовлеченными в нее.

Происходила перестройка цито-фибро-миело-нейронной организации коры, нарастала масса длинных ассоциативных волокон в составе верхнего продольного и дугообразного пучков. Это привело в целом к значительному увеличению массы мозга.

Немаловажную роль сыграла перестройка системы кровоснабжения. Улучшалось кровоснабжение основных точек роста мозга. Это происходило за счет смещения речедвигательных полей 44 и 45 к корню основного источника кровоснабжения СЧМФС — средней мозговой артерии. Кроме того, внутри корковых зон, вероятно, постепенно сокращалась дистанция между конечными разветвлениями капилляров и корковыми нейронами с их дендритами и синапсами.

Одновременно усложнялась качественно-количественная организация сосудов. Артериальная сеть в мягкой мозговой оболочке, прилегающей к новым зонам коры, разрежалась, уменьшалось количество анастомозов, укрупнялись артериальные петли при возрастании калибра сосудов. В составе корковых отделов уменьшалась плотность входящих радиальных артерий и увеличивалось ветвление прекапилляров.

Вероятно, ко времени перехода от палеоантропов к человеку современного вида (конец «скачка», по Я.Я. Рогинскому) изучаемая СЧМФС оказалась сформированной в единое целое в том качестве, в котором она была адекватна статусу биосоциальной природы человека. Существенно важный аспект изучаемой СЧМФС состоит в том, что она обеспечивает восприятие, хранение, переработку и в нужный момент — извлечение информации социальной среды. В этом смысле она является морфологическим субстратом «социального наследования «, обеспечивающим передачу социального опыта следующим поколениям через систему обучения, воспитания и т. д.

Таким образом, мозг человека в значительной мере формировался под воздействием социальных условий.

Поэтому головной мозг рассматривается не просто как особая форма существования материи, но и как орган, социальный по своей принадлежности (В.В. Куприянов, Б.А. Никитюк, 1985).

Контрольные вопросы

Какие приматы являются самыми примитивными представителями этого отряда?
Каковы особенности строения мозга этих приматов?
Какие особенности характеризуют мозг обезьян Нового Света?
Какие обезьяны относятся к церкопитековым?
Каковы особенности строения их мозга?
Назовите представителей человекообразных обезьян.
Чем отличается строение их мозга?
Каковы особенности строения мозга ископаемых гоминид?
Как изучают мозг ископаемых гоминид?
Возможно ли выявить особенности строения мозга ископаемых гоминид, коррелирующие с уровнем их социального развития?
В чем состоит специфика морфофункциональной организации мозга человека?

Рекомендуемая литература

Кочетков В.И. Палеоневрология. М., 1973.

Ожигова А.П. К проблеме эволюции высших корковых центров мозга человека // Биологическая эволюция и человек. М., 1989.

Хрисанфова Е.H., Перевозчиков И.И. Антропология. М., 2000.

Шевченко Ю.Г. Эволюция коры мозга приматов и человека. М., 1971.

К содержанию учебника «Антропология» | К следующей главе

В этот день:

  • Дни рождения
  • 1908 Родился Уиллард Франк Либби — американский химик, разработчик метода радиоуглеродного датирования. Этот метод используют археологи, почвоведы и геологи для определения возраста биологических объектов.

Метки

Свежие записи

Рубрики

Updated: 25.10.2014 — 20:08
Яндекс.Метрика