Гомункулус и мышункулус

В 1940–1950-х годах канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд вместе с коллегами проводил эксперименты на пациентах с эпилепсией, стимулируя их мозги электричеством, чтобы понять, какие участки двигательной коры отвечают за движение тех или иных мышц тела. Результаты он представил в виде моторного гомункулуса, натянутого на срез одного из полушарий мозга умелой рукой маньяка-расчленителя. Туловище жертвы небрежно накинуто на верхнюю часть мозга, распухшая кисть нависает над истошно кричащей головой, а под ее нижней челюстью судорожно дергается оторванный язык.

Сенсорный гомункулус (слева) и моторный гомункулус (справа). Срезы через постцентральную и прецентральную извилины соответственно.

В 2015 году в моторного гомункулуса внесли небольшое изменение. Традиционно считалось, что контроль шейных мышц происходит где-то между участками, которые управляют пальцами и лицом (черная стрелка). Но нейробиологи из Университета Эмори (США) с помощью современных методов фМРТ показали, что участок, контролирующий движения шеи, на самом деле располагается между туловищной и плечевой зонами (красная стрелка). Такая локация не только больше соответствует реальному размещению шеи на теле человека, но и сенсорному гомункулусу, который описывает расположение участков мозга, обрабатывающих прикосновения к разным частям тела.

Как можно заметить, разные органы человека в сенсорной и моторной коре мозга представлены непропорционально. Так, сенсорная зона одного пальца может быть больше, чем у целого туловища. Это неудивительно: кончики пальцев гораздо чувствительнее, чем кожа спины или пуза, ведь мы не используем туловище для тонких манипуляций предметами или ощупывания. Двигать им приходится разве что для танцев или гимнастики, максимум, что требуется им ощущать, – ползание букашек или обольстительный поцелуй суккуба. А вот рука – один из ключевых органов человека, эволюционировавшего как трудолюб и рукодей.

У других же животных – свои нужды и адаптации, отражающие их эволюционные пути, а значит, и свои смешные сенсомоторные карты. Мыши, например, ведут ночной образ жизни и ищут пищу на земле, поэтому большую часть информации об окружающем мире получают от вибрисс. Каждая вибрисса окружена плотным скоплением нервных окончаний, которые отправляют информацию в мозг, в так называемые бочонки баррельной коры – группы нейронов, отвечающих за обработку сигналов от вибрисс. И любой из этих бочонков больше по размеру, чем, например, сенсорная зона всей задней лапки. Если расположить сенсорные зоны на соответствующих им участках тела мыши, соблюдя при этом их пропорции на коре, мы получим мышункулуса!

Данный мышункулус был разработан в 2013 году учеными из Института биологических исследований Солка (США) и Института биофизической химии Общества Макса Планка (Германия) в рамках исследования развития сенсорной карты у мыши и факторов, на него влияющих. Понимаете ли, мышункулус не сразу таким получается. В процессе эмбриогенеза и после рождения мышонка нейроны передают сигналы от разных органов в мозг, и это стимулирует рост новых нейронов и развитие связей между ними. Если мозг не будет получать сигналов от какой-либо части тела (например, из-за порока развития, приведшего к потере конечности, или повреждения нервной ткани), то сенсорная карта не выстроится нормальной.

Также на ее формирование влияют гены, выяснили исследователи. При отключении гена Pax6 в сенсорной коре мозга эмбриона мышата родились здоровыми и нормально реагировали на раздражители, но бочонки мышункулуса оказались недоразвитыми, порой на 80% меньше нормы, а иные и вовсе не развились (мышункулус справа). Кроме того, сказалось это и на таламусе – области мозга, отвечающей за перераспределение сигналов от органов чувств: там наблюдалось сокращение или отсутствие участков, принимающих сигналы от бочонков. И здесь авторы указывают на возможную связь подобных нарушений с аутизмом.

В одном исследовании у людей с аутизмом была выявлена аномальная активность генов, участвующих в разграничении различных зон коры мозга. Это может объяснить увеличение передней части их коры по сравнению с обычными людьми. Задняя кора при этом меньше – а ведь именно там располагается постцентральная извилина, которая служит представительством сенсорной карты и резиденцией сенсорного гомункулуса! Под прессом передней коры сенсорный гомункулус аутиста оказывается малость ущербным, таламус также недоразвивается, и это, возможно, является причиной тех проблем, которые он испытывает при обработке сенсорной информации. Если гипотеза верна, то можно попытаться вылечить аутизм тренировками его дрыщеватого гомункулуса. Но прежде необходимо отработать методику на мышункулусах.

Крот, голый землекоп, звездорыл и их «зверункулусы» из книги Карла Циммера The Tangled Bank. Кроты используют лапы для копания, в темноте полагаются на вибриссы и чувствительную кожу носа. Голый землекоп предпочитает копать не лапами, а резцами. А у звездорыла – звездное рыло.

Текст: Виктор Ковылин. По материалам: National Geographic и др.

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Аура мигрени и карта зрения
Ужаль меня полностью: телесная карта боли Майкла Смита
Нейроны в мозге общаются… по-вирусячьи


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение