Обработка соматической сенсорной информации в коре больших полушарий

Информация от нейронов таламуса первоначально поступает в две проекционные соматосенсорные зоны коры больших полушарий (S-1 и S-2). В частности, от нейронов вентробазального комплекса ин­формация направляется (контрлатерально) в первую про­екционную зону, которая у приматов и человека нахо­дится в постцентральной извилине (S-1), а у собак и ко­шек - соответственно в венечной и посткруциатной изви­лине. От нейронов задней группы ядер таламуса инфор­мация преимущественно поступает (контрлатерально и ипсилатерально) во вторую проекционную соматосенсорную зону коры (S-2), которая расположена в области сильви-евой борозды (рядом со слуховой зоной). От этих двух проекционных соматосенсорных зон информация посту­пает в передние и задние ассоциативные зоны коры.

У человека первая проекционная соматосенсорная об­ласть, локализованная в постцентральной извилине (пер­вичные зоны - 1-е и 3-е поля по Бродману, вторичные зоны - 2-е и 5-е поля), является, по сути, местом окон­чания лемнискового пути и ядром тактильного анализато­ра. Она отличается от других областей коры очень высо­кой степенью топографической организации (проекции раз­личных областей поверхности тела на соматосенсорную кору осуществляются по принципу "точка в точку"). Такое явление называют соматотопией, или топографическим представительством. О наличии соматотопии свидетельству­ет тот факт, что при раздражении поверхности кожи ко­роткими точечными прикосновениями первичный ответ в соматосенсорной коре локализуется в строго ограниченном участке. Показано, что размеры представительства соответ­ствующих участков поверхности кожи у человека и прима­тов в постцентральной извилине связаны не с величиной поверхности их тела, а зависят от биологической значимо­сти информации, воспринимающейся тем или иным участ­ком кожи. Например, у человека представительство губ, лица и кистей рук в этой зоне по площади намного боль­ше, чем представительство туловища и нижних конечнос­тей. Это дает специфический рисунок сенсорного "гомункулюса" - отражения тела человека в постцентральной извилине. Характер этого рисунка свидетельствует о высо­кой чувствительности и тонком различении для этих час­тей тела, а также их биологической значимости.

Анализ информации от тактильных рецепторов в этой первой первичной соматосенсорной зоне осуществля­ется нейронами, объединенными в вертикальные колонки, которые можно рассматривать как своеобразные функци­ональные единицы, или блоки коры. Каждая колонка, получая информацию от рецепторов одной и той же мо­дальности, находящихся на одном и том же рецептивном поле кожи, проводит этот анализ с участием специализи­рованных нейронов, число которых в колонке достигает 105. Каждый из этих нейронов "настроен" на определен­ный признак, наличие которого в поступающей информации вызывает возбуждение соответствующего нейрона. Благодаря деятельности колонок мозг получает информа­цию обо всех свойствах стимула, воздействующего на соответствующий участок кожи.

Во вторую соматосенсорную зону коры больших по­лушарий (S-2), расположенную в области сильвиевой бо­розды вблизи от слуховой зоны (40-е и 51-е поля), по­ступают импульсы от тактильных рецепторов кожи "сво­ей" и противоположной стороны. Эта зона содержит точ­ное и детальное представительство поверхности тела, как и первая соматосенсорная зона, с тем различием, что проекции обеих половин тела во второй соматосенсорной зоне полностью перекрываются, благодаря чему происхо­дит объединение и сравнение информации поступающей от правой и левой половины тела. Не исключено, что вторая соматосенсорная зона может, кроме того, осуще­ствлять контроль над афферентной передачей сигналов в таламических ядрах.

От первичных и вторичных проекционных зон коры информация от тактильных рецепторов поступает в пере­дние (фронтальные) и задние ассоциативные зоны коры, благодаря которым завершается процесс восприятия, т.е. происходит опознание образа (акцепция сигнала). Это ре­ализуется с участием специальных нейронов ("бабушки­ны" нейроны), проходящих "обучение" в процессе инди­видуального развития человека.

В целом роль соматосенсорной зоны коры состоит в интегральной оценке соматосенсорных сигналов, во вклю­чении их в сферу сознания, полисенсорный синтез и в сенсорное обеспечение выработки новых двигательных навыков.

Удаление или повреждение соматосенсорных зон коры приводит к нарушению способности локализовать тактильные ощущения, а их электростимуляция вызывает ощущение давления, прикосновения, вибрации и зуда.