Гомункулус Пенфилда («человек коры головного мозга»)

Корковый (кортикальный) гомункулус (лат. homunculus — человечек) — это изображение человеческого тела, основанное на нейронной карте областей головного мозга человека, которые отвечают за моторную или сенсорную функцию разных частей тела.

Известный гомункулус (гомункул) был разработан американо-канадским нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом в качестве учебного пособия для запоминания, иллюстратором был Hortense Cantlie. Впервые его официально показали в публикации в журнале Brain, которую написали Пенфилд и Болдри в 1937 году «Соматическая моторная и сенсорная репрезентация в коре головного мозга человека, изученная при помощи электрической стимуляции».

Корковый гомункул или «человек коры головного мозга» иллюстрирует концепт репрезентации ложного (искаженного) тела человеческим мозгом. Нервные волокна, проводящие соматосенсорную информацию со всего тела, заканчиваются в различных областях теменной доли коры мозга, образуя репрезентативную карту тела.

Гомункулус представлял собой попытку Пенфилда передать логику и философию организации мозга, которую он весьма наглядно и творчески представил.

http://neuronovosti.ru/proishozhdenie-i-evolyutsiya-znamenitoj-kontseptsii-mozga/, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1878875019322727?via%3Dihub

Читайте отрывок из книги американского врача-невролога

Вилейанура С. Рамачандрана "Фантомы мозга":

Из многих странных образов, которые сохранились в моей памяти со студенческой скамьи, ни один, пожалуй, не может соперничать в яркости с образом деформированного человечка, лежащего на поверхности коры головного мозга – так называемого гомункулуса Пенфилда (рис. 2.1). Гомункулус – это своеобразное представление художника о том, как различные точки на поверхности тела связаны с поверхностью мозга; гротескно деформированные черты – попытка показать, что некоторые части тела, такие как губы и язык, связаны с бо?льшим количеством клеток в коре.

Карта была составлена на основе информации, полученной в ходе изучения настоящего человеческого мозга. В течение 1940-х и 1950-х годов блестящий канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд выполнил сотни операций на мозге под местной анестезией (в мозге нет болевых рецепторов, хотя это огромное скопление нервной ткани). Поскольку во время многих операций значительная часть мозга была открыта, Пенфилд воспользовался возможностью и провел эксперименты, которые раньше никогда не проводили. Он стимулировал определенные области мозга с помощью электрода, а затем просто спрашивал пациентов, что они чувствуют. Электрод вызывал всевозможные ощущения, образы и даже воспоминания, что позволило Пенфилду составить подробную карту задействованных областей.

Среди прочего, Пенфилд обнаружил узкую полосу коры, электрическая стимуляция которой вызывала ощущения в самых разных частях тела.

В верхней части мозга, в щели, разделяющей два полушария, стимуляция вызывала ощущения в половых органах. Стимуляция соседней области сопровождалась ощущениями в ступнях. Двигаясь по этой полосе сверху вниз, Пенфилд обнаружил зоны, которые получают ощущения от ног и туловища, от кисти (большая область с обширным представительством большого пальца), лица, губ и, наконец, грудной клетки и гортани. Этот «сенсорный гомункулус», как его теперь называют, представляет собой сильно искаженную репрезентацию тела на поверхности мозга, причем самые важные части занимают непропорционально большие зоны коры. Так, область, связанная с губами или пальцами, занимает столько же места, сколько область, связанная со всем туловищем.

Предположительно это объясняется тем, что губы и пальцы крайне чувствительны к прикосновению и обладают удивительной способностью к различению, тогда как туловище значительно менее чувствительно, а потому требует меньше коркового пространства. Карта ориентирована вверх ногами: нога представлена сверху, а вытянутые руки находятся внизу. Однако приглядевшись, вы увидите еще одну странную особенность: лицо расположено не рядом с шеей, где ему самое место, а ниже руки. Гениталии, вместо того чтобы быть между бедрами, расположены ниже стопы ( Penfield & Rasmussen, 1950 ).

Причина такого своеобразного устройства неясна и, вероятно, уходит своими корнями в наше филогенетическое прошлое. Марта Фара из Университета Пенсильвании выдвинула гипотезу, которая отлично согласуется с моим мнением (и мнением Мерзенича) о чрезвычайной пластичности карт мозга. Она отмечает, что у свернутого калачиком плода руки обычно согнуты в локте и касаются щек, а ступни – гениталий. Многократная коактивация этих частей тела и синхронное срабатывание соответствующих нейронов у плода могли привести к тому, что в мозге они расположены близко друг к другу. Идея Марты весьма оригинальна, но она не объясняет, почему в других зонах (S2) рядом с лицом находится не только кисть, но и ступня. Лично я полагаю, что хотя карты в самом деле могут меняться под воздействием опыта, их базовый вид задан генетически.

С еще большей точностью эти области могут быть картированы у других животных, особенно у обезьян. Исследователь вставляет длинную тонкую иглу из стали или вольфрама в соматосенсорную кору

мозга обезьяны – полоску мозговой ткани, описанную ранее. Если наконечник иглы оказывается рядом с телом нейрона и если этот нейрон активен, он генерирует крошечные электрические токи, которые улавливаются игольчатым электродом и многократно усиливаются. Сигнал отображается на осциллографе, что позволяет отслеживать активность этого нейрона.

Например, если вы поместите электрод в соматосенсорную кору мозга обезьяны и коснетесь определенной части ее тела, он зарегистрирует нервный импульс. Каждая клетка имеет собственную территорию на поверхности тела – свой собственный небольшой участок кожи, так сказать, – на который она реагирует. Мы называем это рецептивным полем клетки. В мозге существует карта всей поверхности тела, причем каждая половина тела представлена на противоположной стороне мозга.

Хотя животные являются чудесными подопытными в изучении детальной структуры и функции сенсорных областей мозга, у них есть один существенный недостаток: обезьяны не умеют говорить. Следовательно, в отличие от пациентов Пенфилда, они не могут сказать экспериментатору, что они чувствуют. Таким образом, при использовании в таких экспериментах животных теряется большой и важный объем информации.

_______________________________________________

Это был отрывок из книги, автором которой является

врач-невролог, профессор Вилейанур С. Рамачандран - глава Центра изучения мозга и когнитивной деятельности Университета Калифорнии, который известен в научном мире своими исследованиями в области бихевиористской нейрофизиологии.

Иллюстрация 1 - из книги Вилейанура Рамачандрана:

(a) Репрезентация поверхности тела на поверхности головного мозга (согласно Уайлдеру Пенфилду) кзади от центральной борозды. Существует много таких карт, однако для ясности я приведу только одну. Гомункулус («маленький человечек») расположен вниз головой; его ноги находятся на медиальной (внутренней) поверхности теменной доли у самого верха, тогда как лицо расположено внизу, ближе к нижней части внешней поверхности. Лицо и руки непропорционально крупные. Также обратите внимание, что область лица расположена ниже области руки, вместо того чтобы находится там, где ей положено – возле шеи – и что гениталии представлены ниже ноги. Может ли это быть анатомическим объяснением так называемого фут-фетишизма (сексуального влечения к ступням)?

(б) Трехмерная модель гомункулуса Пенфилда – маленького человечка в мозгу – отражающая степень репрезентации частей тела в коре больших полушарий. Обратите внимание на непропорционально крупные рот и руки.

Иллюстрация 2 -

скульптуры гомункулусов из Музея естественной истории в Лондоне.

http://neuronovosti.ru/proishozhdenie-i-evolyutsiya-znamenitoj-kontseptsii-mozga/

Иллюстрация 3 - гомункул корковый в исполнении одного из участников англоязычной Википедии (его собственная работа)

https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cortical_homunculus&oldid=1040682309#/media/File:Front_of_Sensory_Homunculus.gif

Источник: en.wikipedia.org

Комментарии: