Недавно обнаруженная сеть в моторной коре головного мозга, которая, как считается, является местом связи между разумом и телом, пошатнула наше представление о функциональной структуре этой области мозга. Считается, что эта сеть участвует как в мышлении и планировании, так и в управлении непроизвольными функциями тела.
На протяжении десятилетий неврологи предполагали, что моторная кора образует непрерывную соматотопическую структуру (расположение в нервной системе структур, соответствующих различным частям тела). Это понимание основано на работе Уайлдера Пенфилда, известного нейрохирурга, который в 1930-х годах составил карту моторных областей мозга. Для картирования этих областей к мозгу пациентов, подвергшихся хирургической операции, применялась легкая электрическая стимуляция. Анализируя реакцию каждой области, было установлено, что стимуляция узкой полоски ткани, сжатой между левой и правой половинами мозга, вызывает сокращения определенных частей тела.
Эти области двигательного контроля расположены в том же порядке, что и области тела, которые они контролируют. В частности, зоны, контролирующие пальцы ног, находятся на одном конце полоски ткани, а зоны, контролирующие лицо, — на противоположном. Это открытие позволило нейрохирургу составить карту, представленную в виде гомункулуса, которая стала основной во всех учебниках по неврологии.
Однако некоторые функции, контролируемые мозгом, озадачивают неврологов. Например, механизм того, почему беспокойство вызывает у некоторых людей учащенное сердцебиение или другие нервные движения, остается загадкой. Многие другие вопросы также остаются без ответа, например: почему стимуляция блуждающего нерва, регулирующего вегетативные функции внутренних органов, может облегчить депрессию? Почему люди, регулярно занимающиеся физическими упражнениями, чувствуют себя более удовлетворёнными в целом?
Предыдущие исследования предположили существование связи между разумом и телом и поставили под сомнение работу Пенфилда. Напомним, что память, внимание, логика, интуиция, решение проблем, навыки общения, эмоции (в теории) и даже бессознательное являются основными характеристиками разума. Однако отсутствие доказательств и дурная слава карты Пенфилда привели к тому, что это исследование осталось без внимания. "Когда мы начали искать, мы обнаружили множество опубликованных данных, которые не совсем соответствовали его идеям, и альтернативные интерпретации, которые были проигнорированы", — говорит соавтор нового исследования Нико Дозенбах, доцент кафедры неврологии Медицинской школы Вашингтонского университета.
Новое исследование, описанное в журнале Nature, представляет собой как ретроспективный обзор этих исследований, так и новые неопровержимые доказательства связи разума и тела. Результаты позволили выделить новые участки моторной коры головного мозга, участвующие в мышлении и планировании, а также в контроле вегетативных физиологических функций (таких, как регуляция кровяного давления и частоты сердечных сокращений). Таким образом, вопреки предыдущим гипотезам, моторная кора должна образовывать прерывистую соматотопическую структуру.
Область размышлений и планирования
В своем исследовании Дозенбах и коллеги повторили работу Пенфилда, используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) семи здоровых взрослых людей. Затем они создали индивидуальные карты мозга для каждого участника и сравнили полученные результаты с набором данных сканирования мозга около 50 000 человек. Исследователи были удивлены, обнаружив, что карта Пенфилда не совсем соответствует полученным результатам. Области, контролирующие ноги, руки и лицо, совпадали с теми, что были на карте. В отличие от них, три другие небольшие области лежали между этими тремя областями и, по-видимому, лишь косвенно участвовали в управлении движениями, несмотря на их присутствие в моторной коре.
Три цветные точки на каждом полушарии головного мозга указывают на определенные области, связанные с областями, участвующими в мышлении, планировании и контроле основных телесных функций. Чем теплее цвет (красный), тем плотнее связи. © Университет Вашингтона
Считается, что эти три новые области отличаются от областей, контролирующих движение, они более тонкие и сильнее связаны друг с другом, а также с областями мозга, участвующими в мышлении, планировании, психическом возбуждении, боли и контроле внутренних органов и физиологических функций. Кроме того, фМРТ-сканирование показало, что эти области становятся активными, когда человек думает о выполнении движения, и затихают, когда движение выполняется.
Исследователи считают, что именно в этих областях разум активен и ориентирован на достижение цели. "Разум используется для успешного поведения в окружающей среде, чтобы вы могли достичь своих целей, не причиняя себе вреда и не убивая себя", — говорит Дозенбах. Поэтому вполне логично, что моторные зоны связаны с исполнительными и физиологическими процессами, такими как сердечный ритм и ноцицепция. "Если вы успокаиваете одно, это должно иметь обратную связь с другим", — говорит ведущий автор исследования Эван М. Гордон, доцент радиологии в Университете Вашингтона.
Исследователи назвали эти новые связи сомато-когнитивной (разум-тело) сетью действий, или SCAN. Другие эксперименты показали, что эта сеть обнаруживается у детей только с годовалого возраста и становится такой же заметной, как у взрослых, начиная с девяти лет. Когда наблюдения проводились за другими млекопитающими, было обнаружено, что у обезьян эта сеть менее обширна и более рудиментарна. Авторы исследования предполагают, что сеть SCAN развивается по мере того, как организм осуществляет сложное планирование и мышление.
Автор: new-science.ru
Заглавное изображение из открытых источников
