Omuncolo sensoriale. Omuncolo corticale: corpo nel cervello

Il corpo come città, il corpo della città, il corpo nella città Esploriamo come la salute del corpo può riflettere la salute della città. In questo senso, il modello utilizzato per illustrare la medicina integrativa (T. W. H. Brown, 1989) rappresenta tre condizioni principali: malattia, disfunzione e

Insieme ai colleghi, ha condotto esperimenti su pazienti affetti da epilessia, stimolando il loro cervello con l'elettricità per capire quali parti della corteccia motoria sono responsabili del movimento di alcuni muscoli del corpo. Ha presentato i risultati nel modulo omuncolo motorio, allungato su una fetta di uno degli emisferi del cervello dalla mano abile di un maniaco dello smembramento. Il busto della vittima viene gettato casualmente sulla parte superiore del cervello, un pennello gonfio pende su una testa che urla straziante e una lingua strappata si contrae convulsamente sotto la mascella inferiore.

Omuncolo sensoriale (a sinistra) e omuncolo motorio (a destra). Sezioni rispettivamente del giro postcentrale e precentrale.

Nel 2015 è stata apportata una piccola modifica all'omuncolo motorio. Tradizionalmente si pensa che il controllo dei muscoli del collo avvenga da qualche parte tra le aree che controllano le dita e il viso (freccia nera). Ma i neuroscienziati della Emory University (USA) utilizzando i moderni metodi fMRI hanno dimostrato che l'area che controlla i movimenti del collo si trova in realtà tra la zona del tronco e quella delle spalle (freccia rossa). Una tale posizione non solo corrisponde maggiormente alla posizione effettiva del collo sul corpo umano, ma anche omuncolo sensoriale, che descrive la posizione delle aree del cervello che elaborano il tocco su diverse parti del corpo.

Come potete vedere, i diversi organi umani nella corteccia sensoriale e motoria del cervello sono rappresentati in modo sproporzionato. Pertanto, la zona sensoriale di un dito può essere più grande di quella dell'intero busto. Ciò non sorprende: i polpastrelli delle dita sono molto più sensibili della pelle della schiena o dell'addome, perché non usiamo il busto per la manipolazione fine di oggetti o per la palpazione. Devono muoversi solo per ballare o fare ginnastica, il massimo che hanno bisogno di sentire è lo strisciare degli insetti o il bacio seducente di una succube. Ma la mano è uno degli organi chiave di una persona che si è evoluta come gran lavoratore e artigiano.

Altri animali hanno bisogni e adattamenti propri che riflettono i loro percorsi evolutivi, e quindi le loro ridicole mappe sensomotorie. I topi, ad esempio, sono animali notturni e cercano il cibo sul terreno, quindi ottengono la maggior parte delle informazioni sul mondo che li circonda dalle vibrisse. Ogni vibrissa è circondata da un denso ammasso di terminazioni nervose che inviano informazioni al cervello, nelle cosiddette botti della corteccia a botte, un gruppo di neuroni responsabili dell'elaborazione dei segnali provenienti dalla vibrissa. E ognuno di questi tronchi è più grande, ad esempio, dell'area sensoriale dell'intero piede posteriore. Se posizioniamo le zone sensoriali sulle parti corrispondenti del corpo del topo, osservandone le proporzioni sulla corteccia, otteniamo mousenculus!

Questo mousenculus è stato sviluppato nel 2013 da scienziati del Salk Institute for Biological Research (USA) e dell'Istituto di chimica biofisica della Max Planck Society (Germania) come parte di uno studio sullo sviluppo della mappa sensoriale nel topo e sui fattori che lo influenzano. Vedi, il mousenculus non risulta immediatamente così. Durante l'embriogenesi e dopo la nascita di un topo, i neuroni trasmettono segnali da diversi organi al cervello e questo stimola la crescita di nuovi neuroni e lo sviluppo di connessioni tra loro. Se il cervello non riceve segnali da nessuna parte del corpo (ad esempio a causa di una malformazione che ha portato alla perdita di un arto o a un danno al tessuto nervoso), la mappa sensoriale non si allineerà normalmente.

I ricercatori hanno scoperto che anche i geni influenzano la sua formazione. Quando un gene è spento Pax6 nella corteccia sensoriale del cervello embrionale, i topi nascevano sani e rispondevano normalmente agli stimoli, ma i fusti del mousenculus risultavano sottosviluppati, a volte l'80% in meno del normale, mentre altri non si sviluppavano affatto (il mousenculus su la destra). Inoltre, ciò ha interessato anche il talamo, l’area del cervello deputata alla ridistribuzione dei segnali provenienti dagli organi di senso: si è verificata una riduzione o assenza delle aree che ricevono i segnali dalle botti. E qui gli autori indicano una possibile connessione di tali disturbi con l'autismo.

Uno studio condotto su persone con autismo ha riscontrato un’attività anormale nei geni coinvolti nella delineazione di diverse aree della corteccia cerebrale. Ciò potrebbe spiegare l’aumento della parte anteriore della loro corteccia rispetto agli esseri umani normali. La corteccia posteriore è più piccola - ed è lì che si trova il giro postcentrale, che serve come rappresentazione della mappa sensoriale e residenza dell'omuncolo sensoriale! Sotto la pressione della corteccia anteriore, l'omuncolo sensoriale autistico risulta un po' difettoso, anche il talamo è sottosviluppato, e questa potrebbe essere la causa dei problemi che sperimenta durante l'elaborazione delle informazioni sensoriali. Se l'ipotesi è corretta, allora puoi provare a curare l'autismo addestrando il suo scarno omuncolo. Ma prima è necessario elaborare la tecnica sui topi.

Testo: Viktor Kovylin. Secondo i materiali:

Le sensazioni che proviamo attraverso i sensi sono la nostra più importante fonte di informazioni sul mondo esterno e sul nostro stesso corpo. Qualsiasi restrizione su questo flusso è una prova severa per una persona. Dopotutto, anche se l'udito e la vista sono in ordine, ma il loro proprietario è seduto in una cella di punizione sorda e oscura, la fonte primaria di sofferenza è che non esiste praticamente alcun oggetto di applicazione per questi sentimenti, tutta la vita è da qualche parte là fuori, dietro le mura. Nei bambini, a causa della sordità e della cecità fin dalla prima infanzia, limitati nella ricezione delle informazioni, si verificano ritardi nello sviluppo mentale. Se non vengono curati in tenera età e non vengono insegnate tecniche speciali che compensino questi difetti dovuti al tatto, il loro sviluppo mentale diventerà impossibile.

Le sensazioni che sorgono come reazione del sistema nervoso a uno stimolo sono fornite dall'attività di speciali apparati nervosi: analizzatori. Ciascuno è composto da tre parti: una sezione periferica, chiamata recettore; nervi afferenti o sensoriali che conducono l'eccitazione ai centri nervosi; e in realtà i centri nervosi sono i dipartimenti del cervello in cui avviene l'elaborazione degli impulsi nervosi.

Tuttavia, le sensazioni di una persona non sempre le danno un'idea fedele della realtà che la circonda, ci sono, per così dire, fenomeni sensoriali "falsi" che distorcono le irritazioni iniziali o sorgono in assenza di qualsiasi irritazione. I praticanti spesso non prestano loro attenzione, si qualificano come una stranezza o un'anomalia. E i ricercatori interessati all'attività nervosa superiore, al contrario, hanno recentemente iniziato a mostrare loro maggiore attenzione: uno studio approfondito su di essi consente di ottenere nuove idee sul funzionamento del cervello umano.

Professore presso l'Università della California a San Diego (Università della California, San Diego), direttore del Centro di ricerca per l'attività nervosa superiore (Centro per il cervello e la cognizione) Vilayanur Ramachandran (Vilayanur S. Ramachandran) sta studiando i disturbi neurologici causati da cambiamenti nel piccole parti del cervello dei pazienti. Ha prestato particolare attenzione ai "falsi" fenomeni sensoriali nelle sue Reith Lectures del 2003, raccolte in The Emerging Mind.

"Tutta la ricchezza della nostra vita mentale - i nostri stati d'animo, emozioni, pensieri, vite preziose, sentimenti religiosi e persino ciò che ognuno di noi considera il proprio "io" - tutto questo è solo l'attività di piccoli granelli gelatinosi nelle nostre teste , nel nostro cervello, scrive il professore.

Il ricordo di ciò che non è più

Una di queste sensazioni “false” sono gli arti fantasma. Un fantasma è un'immagine interna o un ricordo persistente di una parte del corpo, solitamente un arto, che una persona conserva per mesi o addirittura anni dopo la sua perdita. I fantasmi sono conosciuti fin dall'antichità. Durante la guerra civile americana, questo fenomeno fu descritto in dettaglio dal neurologo americano Silas Mitchell (Silas Weir Mitchell, 1829-1914), fu lui che nel 1871 per la prima volta chiamò tali sensazioni arti fantasma.

Una storia curiosa sui fantasmi è raccontata dal famoso neurologo e psicologo Oliver Sacks nel suo libro L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello:

A seguito di un incidente, un marinaio si è tagliato l'indice della mano destra. Per i successivi quarant'anni fu tormentato dall'importuno fantasma di quel dito, teso e teso come al momento dell'incidente stesso. Ogni volta che, mentre mangiava, portandosi la mano al viso o per grattarsi il naso, il marinaio aveva paura di cavarsi un occhio. Sapeva perfettamente che era fisicamente impossibile, ma la sensazione era travolgente.

Il dottor Ramachandran stava lavorando con un paziente a cui era stato amputato il braccio sopra il gomito. Quando lo scienziato gli ha toccato la guancia sinistra, il paziente gli ha assicurato che sentiva il tocco sulla mano amputata, prima sul pollice, poi sul mignolo. Per capire perché ciò è accaduto, dovremmo ricordare alcune caratteristiche del nostro cervello.

Homunculus Penfield

La corteccia cerebrale è un apparato altamente differenziato, la struttura delle sue varie regioni è diversa. E i neuroni che compongono un particolare dipartimento spesso risultano così specifici da rispondere solo a determinati stimoli.

Alla fine del 19° secolo, i fisiologi trovarono una zona nella corteccia cerebrale di cani e gatti, con la stimolazione elettrica della quale si osservava una contrazione involontaria dei muscoli del lato opposto del corpo. È stato anche possibile determinare esattamente quali parti del cervello sono associate a un particolare gruppo muscolare. Successivamente, quest'area motoria del cervello è stata descritta negli esseri umani. Si trova di fronte al solco centrale (Roland).

Il neurologo canadese Wilder Graves Penfield (Wilder Graves Penfield, 1891-1976) ha disegnato in questo luogo un omino buffo: un omuncolo con un'enorme lingua e labbra, pollici e piccole braccia, gambe e busto. C'è anche un omuncolo dietro il solco centrale, solo che non è motorio, ma sensoriale. Aree di quest'area della corteccia cerebrale sono associate alla sensibilità cutanea di varie parti del corpo. Successivamente è stata trovata un'altra "rappresentazione" motoria completa del corpo di dimensioni più piccole, responsabile del mantenimento della postura e di alcuni altri movimenti lenti e complessi.

I segnali tattili dalla superficie cutanea del lato sinistro del corpo umano vengono proiettati nell'emisfero destro del cervello, su una sezione verticale del tessuto corticale, chiamata giro postcentrale (gyrus postcentralis). E la proiezione del volto sulla mappa della superficie del cervello avviene immediatamente dopo la proiezione della mano. Apparentemente, dopo l'operazione sul paziente di Ramachandran, quella parte della corteccia cerebrale che appartiene alla mano amputata, avendo smesso di ricevere segnali, ha iniziato a provare fame di informazioni sensoriali. E i dati sensoriali provenienti dalla pelle del viso cominciarono a riempire il territorio vuoto adiacente. E ora il tocco al viso veniva percepito dal paziente come il tocco alla mano perduta. La magnetoencefalografia ha confermato l'ipotesi di questo scienziato sulla trasformazione della mappa del cervello: infatti, toccando il viso del paziente si attiva non solo l'area del viso nel cervello, ma anche l'area del braccio secondo la mappa di Penfield. In una situazione normale, toccare il viso attiva solo la corteccia facciale.

Successivamente, Ramachandran e i suoi colleghi, mentre studiavano il problema degli arti fantasma, incontrarono due pazienti che avevano subito amputazioni delle gambe. Entrambi hanno ricevuto sensazioni di arto fantasma dai loro genitali. Gli scienziati suggeriscono che anche nella norma esistono alcune connessioni "crossover" minori. Forse questo potrebbe spiegare perché le gambe sono spesso considerate una zona erogena e sono percepite da alcuni come un feticcio.

Questi studi hanno portato all'ipotesi molto importante che il cervello adulto abbia un'enorme malleabilità e "plasticità". Forse non è vera l’affermazione che le connessioni nel cervello vengono stabilite nella fase embrionale o nell’infanzia e non possono essere modificate nell’età adulta. Gli scienziati non hanno ancora una chiara comprensione di come utilizzare esattamente la straordinaria "plasticità" del cervello adulto, ma si stanno facendo alcuni tentativi.

Quindi, alcuni pazienti del dottor Ramachandran si sono lamentati del fatto che le loro mani fantasma si sentivano "insensibili", "paralizzate". Anche Oliver Sacks ne ha parlato nel suo libro. Spesso in questi pazienti, anche prima dell'amputazione, il braccio era ingessato o paralizzato, cioè il paziente dopo l'amputazione si ritrovava con un braccio fantasma paralizzato, il suo cervello "ricordava" questo stato. Quindi gli scienziati hanno cercato di superare in astuzia il cervello, il paziente ha dovuto ricevere un feedback visivo che il fantasma obbediva ai comandi del cervello. Uno specchio è stato posto sul fianco del paziente, in modo che quando lo guardava, vedeva il riflesso del suo arto sano, cioè vedeva due mani che lavoravano. Immaginate lo stupore dei partecipanti e degli organizzatori dell'esperimento quando il paziente non solo ha visto la mano fantasma, ma ne ha anche sentito i movimenti. Questa esperienza è stata ripetuta molte volte, il feedback visivo ha davvero “ravvivato” i fantasmi e alleviato le spiacevoli sensazioni di paralisi, il cervello umano ha ricevuto nuove informazioni - tutto, dicono, è in ordine, la mano si muove - e la sensazione di rigidità è scomparsa .

cervello umano- il più complesso nella sua organizzazione e perfetto, appunto, nel corpo.

Pensa, fornisce tutto nella nostra vita: la capacità di camminare, respirare, vedere, ascoltare, parlare, pensare, vivere!

Il cervello, inoltre, coordina e regola tutte le funzioni vitali del corpo umano il cervello controlla il suo comportamento.

Se il cervello smette di funzionare, il corpo umano entra in uno stato passivo, quando non c'è reazione a nessuna stimolazione, né dall'esterno né dall'interno. Una persona non sarà in grado di sentire, vedere, sentire, muoversi consapevolmente: è come un vegetale che semplicemente esiste, ma in completo isolamento, privazione dal mondo esterno.

Sappiamo tutti che il cervello di un mammifero superiore è diviso in due parti principali: dorsale E Testa.

Il cervello nella sua struttura simmetrico.

• Alla nascita di un bambino il suo cervello pesa circa 300 g,
• man mano che una persona cresce aumenta e nell'adulto pesa circa 1500 g.
• Il cervello degli uomini tende ad essere leggermente più pesante di quello delle donne.

In un adulto sano, il peso del cervello rappresenta circa il 2% del peso totale di una persona.

Non dovresti pensare che più pesa il cervello, più una persona è intelligente e brillante. Gli scienziati hanno da tempo dimostrato che il livello di intelligenza e genialità non è completamente correlato al peso del cervello.

Il genio e l'intelligenza dipendono da numero di connessioni nervose creato dal cervello stesso.

Cos'è il cervello umano, quali dipartimenti contiene?

1) Midollo, che controlla le funzioni vegetative del corpo umano.

È il principale responsabile regolazione della respirazione, attività cardiovascolare, riflessi digestivi, metabolismo.

2)Cervello posteriore: cervelletto e ponte.

È lui il responsabile coordinazione del movimento

3) mesencefalo - responsabile dei riflessi di orientamento primari del corpo umano agli stimoli esterni.

Il movimento degli occhi, il giro della testa verso la fonte del suono o della luce è opera del mesencefalo, il cosiddetto nostro centro visivo.

4) Intercerebrale:

UN) talamo , che provvede all'elaborazione della maggior parte degli impulsi provenienti dai nostri recettori (beh, ad eccezione di quelli olfattivi), ed è anche responsabile colorazione emotiva delle informazioni;

B) ipotalamo, che regola le funzioni autonomiche del corpo

Contiene i centri della sazietà, della fame, della sete, del piacere e provvede regolazione del sonno e della veglia.

5) prosencefaloè formato da due emisferi: sinistro e destro. La sua superficie è ricoperta di solchi e convoluzioni, che aumentano la superficie, garantendo quindi una funzione cerebrale più perfetta. Gli emisferi costituiscono l'80% della massa dell'intero cervello.

Grazie alla corteccia cerebrale è possibile il lavoro delle funzioni mentali superiori.

Si crede che emisfero sinistro responsabile dei processi di pensiero, conteggio e scrittura, e il diritto - per la percezione dei segnali dal mondo esterno. L'emisfero sinistro è logico-astratto, Giusto- Creativo e fantasioso.

Tuttavia, attualmente, gli scienziati considerano tale divisione piuttosto arbitraria, perché entrambi gli emisferi sono ugualmente coinvolti nell'attuazione dell'attività mentale superiore di una persona, nel suo comportamento, sebbene ovviamente svolgano un ruolo diverso nella formazione delle immagini percettive.

Corteccia responsabile di una serie di funzioni specifiche.

• Il lobo temporale è responsabile dell'udito e dell'olfatto,
• occipitale per la visione,
• parietale per tatto e gusto,
• frontale per la parola, il movimento e il pensiero.

Inoltre, più l'azione è complessa, maggiore è la parte della corteccia che ne è responsabile.

In psicologia e neuropsicologia esiste qualcosa come omuncolo.

Omuncoloè una sorta di metafora fisiologica e psicologica.

Gli alchimisti medievali parlavano di un essere simile all'uomo che poteva essere creato artificialmente. Ad esempio, Paracelso nel XVI secolo propose la seguente “ricetta”: lo sperma umano deve essere racchiuso in un recipiente speciale, quindi con esso si devono eseguire processi di lavorazione a lungo termine (alcune manipolazioni) e diventerà un omuncolo che deve essere “nutrito” con sangue umano.

Nei secoli XVII-XVIII si credeva che l'omuncolo fosse contenuto nello sperma umano e quando entra nel corpo di una futura madre si trasforma in una persona. L'omuncolo agisce qui come un "gene di trasmissione", una specie di creatura che vive nel corpo umano, ne regola la moralità e i valori, che controlla il comportamento umano.

Naturalmente, queste sono solo ipotesi e congetture inerenti allo sviluppo del pensiero e della scienza di quel tempo. Tuttavia, il termine è rimasto e ha preso piede per definire il complesso lavoro della corteccia cerebrale umana.

Si scopre omuncolo nella scienza moderna- Questa è una rappresentazione schematica delle funzioni motorie e sensoriali di una persona su una proiezione corticale. Vediamo le proporzioni del corpo umano, le sue funzioni e azioni, il suo comportamento, in relazione alla quantità di corteccia coinvolta nel lavoro di queste funzioni.

Quanto più complessa è l'azione, tanto più fini sono le capacità motorie, tanto maggiore è la funzione mentale ampia area della corteccia ne è responsabile.

Quindi riassumiamo il tutto:

1) il normale funzionamento dei suoi dipartimenti garantisce il funzionamento dell'intero organismo, la salute umana, la possibilità dell'attività umana, il suo potenziale, la sua reazione a tutti i tipi di stimoli, le sue reazioni comportamentali.

2) il lavoro degli emisferi cerebrali - il funzionamento della corteccia cerebrale, che fornisce l'intera vasta gamma delle sue funzioni mentali: sensazione e percezione, attenzione, pensiero e parola, memoria, immaginazione, ecc. - in una parola, tutto che costituisce l'essenza della sua attività mentale, della sua coscienza.

La coscienza umana è la più alta forma di riflessione della realtà, è strettamente connessa con il lavoro del cervello umano: con la parola, il pensiero (astratto e logico), la memoria. La coscienza è una funzione del cervello

È ciò che garantisce l'unità e la regolamentazione dell'attività e del comportamento umano.

Lo studio degli arti fantasma e delle false sensazioni ci permette di ricostruire come nascono i sentimenti

Il cervello umano è unico: possiamo dire che è al confine tra il materiale e lo spirituale. I principi del suo lavoro sono ancora carichi di molti misteri, ma è qui che avviene l'elaborazione delle informazioni sensoriali provenienti dai sensi e la nascita del pensiero. Il cervello è composto da centinaia di miliardi di cellule nervose, o neuroni, ciascuna delle quali stabilisce da uno a diecimila contatti. Questi punti di contatto dei neuroni sono chiamati sinapsi, attraverso le sinapsi le informazioni da un neurone vengono trasmesse agli altri. Foto (licenza Creative Commons): Robert Cudmore

Le sensazioni che proviamo attraverso i sensi sono la nostra più importante fonte di informazioni sul mondo esterno e sul nostro stesso corpo. Qualsiasi restrizione su questo flusso è una prova severa per una persona. Dopotutto, anche se l'udito e la vista sono in ordine, ma il loro proprietario è seduto in una cella di punizione sorda e oscura, la fonte primaria di sofferenza è che non esiste praticamente alcun oggetto di applicazione per questi sentimenti, tutta la vita è da qualche parte là fuori, dietro le mura. Nei bambini, a causa della sordità e della cecità fin dalla prima infanzia, limitati nella ricezione delle informazioni, si verificano ritardi nello sviluppo mentale. Se non vengono curati in tenera età e non vengono insegnate tecniche speciali che compensino questi difetti dovuti al tatto, il loro sviluppo mentale diventerà impossibile.

Le sensazioni che sorgono come reazione del sistema nervoso a uno stimolo sono fornite dall'attività di speciali apparati nervosi: analizzatori. Ciascuno è composto da tre parti: la sezione periferica, chiamata recettore; nervi afferenti o sensoriali che conducono l'eccitazione ai centri nervosi; e i centri nervosi veri e propri, le parti del cervello in cui avviene l'elaborazione degli impulsi nervosi.

Tuttavia, le sensazioni di una persona non sempre le danno un'idea fedele della realtà che la circonda, ci sono, per così dire, fenomeni sensoriali "falsi" che distorcono le irritazioni iniziali o sorgono in assenza di qualsiasi irritazione. I praticanti spesso non prestano loro attenzione, si qualificano come una stranezza o un'anomalia. E i ricercatori interessati all'attività nervosa superiore, al contrario, hanno recentemente iniziato a mostrare loro maggiore attenzione: uno studio approfondito su di essi consente di ottenere nuove idee sul funzionamento del cervello umano.

Vilayanur S. Ramachandran, professore all'Università della California, a San Diego e direttore del Center for Brain and Cognition, sta effettuando ricerche sui disturbi neurologici causati da cambiamenti in piccole parti del cervello del paziente. Ha prestato particolare attenzione ai "falsi" fenomeni sensoriali nelle sue Reith Lectures del 2003, raccolte in The Emerging Mind.

« Tutta la ricchezza della nostra vita mentale - i nostri stati d'animo, emozioni, pensieri, vite preziose, sentimenti religiosi e persino ciò che ognuno di noi considera il proprio "io" - tutto questo è solo l'attività di piccoli granelli gelatinosi nelle nostre teste, nel nostro cervello.', scrive il professore.

Il ricordo di ciò che non è più

Una di queste sensazioni "false" è arti fantasma(arto fantasma). Un fantasma è un'immagine interna o un ricordo persistente di una parte del corpo, solitamente un arto, che una persona conserva per mesi o addirittura anni dopo la sua perdita. I fantasmi sono conosciuti fin dall'antichità. Durante la guerra civile americana, questo fenomeno fu descritto in dettaglio dal neurologo americano Silas Mitchell (Silas Weir Mitchell, 1829-1914), fu lui che nel 1871 per la prima volta chiamò tali sensazioni arti fantasma.

Una storia curiosa sui fantasmi è raccontata dal famoso neurologo e psicologo Oliver Sacks nel suo libro L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello:
A seguito di un incidente, un marinaio si è tagliato l'indice della mano destra. Per i successivi quarant'anni fu tormentato dall'importuno fantasma di quel dito, teso e teso come al momento dell'incidente stesso. Ogni volta che, mentre mangiava, portandosi la mano al viso o per grattarsi il naso, il marinaio aveva paura di cavarsi un occhio. Sapeva perfettamente che era fisicamente impossibile, ma la sensazione era travolgente.

Homunculus motorio e sensoriale di Penfield. In alcune parti del cervello ci sono “rappresentazioni” dei muscoli della laringe, della bocca, del viso, del braccio, del tronco e della gamba. È interessante notare che l'area della corteccia non è affatto proporzionale alla dimensione delle parti del corpo.

Homunculus Penfield

La corteccia cerebrale è un apparato altamente differenziato, la struttura delle sue varie regioni è diversa. E i neuroni che compongono un particolare dipartimento spesso risultano così specifici da rispondere solo a determinati stimoli.

Alla fine del 19° secolo, i fisiologi trovarono una zona nella corteccia cerebrale di cani e gatti, con la stimolazione elettrica della quale si osservava una contrazione involontaria dei muscoli del lato opposto del corpo. È stato anche possibile determinare esattamente quali parti del cervello sono associate a un particolare gruppo muscolare. Successivamente, quest'area motoria del cervello è stata descritta negli esseri umani. Si trova di fronte al solco centrale (Roland).

Il neurologo canadese Wilder Graves Penfield (1891-1976) ha disegnato in questo posto un uomo divertente: un omuncolo con un'enorme lingua e labbra, pollici e piccole braccia, gambe e busto. C'è anche un omuncolo dietro il solco centrale, solo che non è motorio, ma sensoriale. Aree di quest'area della corteccia cerebrale sono associate alla sensibilità cutanea di varie parti del corpo. Successivamente è stata trovata un'altra "rappresentazione" motoria completa del corpo di dimensioni più piccole, responsabile del mantenimento della postura e di alcuni altri movimenti lenti e complessi.

I segnali tattili dalla superficie cutanea del lato sinistro del corpo umano vengono proiettati nell'emisfero destro del cervello, su una sezione verticale del tessuto corticale, chiamata giro postcentrale (gyrus postcentralis). E la proiezione del volto sulla mappa della superficie del cervello avviene immediatamente dopo la proiezione della mano. Apparentemente, dopo l'operazione sul paziente di Ramachandran, quella parte della corteccia cerebrale che appartiene alla mano amputata, avendo smesso di ricevere segnali, ha iniziato a provare fame di informazioni sensoriali. E i dati sensoriali provenienti dalla pelle del viso cominciarono a riempire il territorio vuoto adiacente. E ora il tocco al viso veniva percepito dal paziente come il tocco alla mano perduta. La magnetoencefalografia ha confermato l'ipotesi di questo scienziato sulla trasformazione della mappa del cervello: infatti, toccando il viso del paziente si attiva non solo l'area del viso nel cervello, ma anche l'area del braccio secondo la mappa di Penfield. In una situazione normale, toccare il viso attiva solo la corteccia facciale.

Successivamente, Ramachandran e i suoi colleghi, mentre studiavano il problema degli arti fantasma, incontrarono due pazienti che avevano subito amputazioni delle gambe. Entrambi hanno ricevuto sensazioni di arto fantasma dai loro genitali. Gli scienziati suggeriscono che anche nella norma esistono alcune connessioni "crossover" minori. Forse questo potrebbe spiegare perché le gambe sono spesso considerate una zona erogena e sono percepite da alcuni come un feticcio.

Questi studi hanno portato all'ipotesi molto importante che il cervello adulto abbia un'enorme malleabilità e "plasticità". Forse non è vera l’affermazione che le connessioni nel cervello vengono stabilite nella fase embrionale o nell’infanzia e non possono essere modificate nell’età adulta. Gli scienziati non hanno ancora una chiara comprensione di come utilizzare esattamente la straordinaria "plasticità" del cervello adulto, ma si stanno facendo alcuni tentativi.

Il sergente Nikolas Paupore soffriva di dolore alla gamba destra fantasma, che aveva perso in Iraq. La "terapia specchio" ha contribuito a risolvere il problema. Foto: Donna Miles/DoD degli Stati Uniti

Quindi, alcuni pazienti del dottor Ramachandran si sono lamentati del fatto che le loro mani fantasma si sentivano "insensibili", "paralizzate". Anche Oliver Sacks ne ha parlato nel suo libro. Spesso in questi pazienti, anche prima dell'amputazione, il braccio era ingessato o paralizzato, cioè il paziente dopo l'amputazione si ritrovava con un braccio fantasma paralizzato, il suo cervello "ricordava" questo stato. Quindi gli scienziati hanno cercato di superare in astuzia il cervello, il paziente ha dovuto ricevere un feedback visivo che il fantasma obbediva ai comandi del cervello. Uno specchio è stato posto sul fianco del paziente, in modo che quando lo guardava, vedeva il riflesso del suo arto sano, cioè vedeva due mani che lavoravano. Immaginate lo stupore dei partecipanti e degli organizzatori dell'esperimento quando il paziente non solo ha visto la mano fantasma, ma ne ha anche sentito i movimenti. Questa esperienza è stata ripetuta molte volte, il feedback visivo ha davvero “ravvivato” i fantasmi e alleviato le spiacevoli sensazioni di paralisi, il cervello umano ha ricevuto nuove informazioni - tutto, dicono, è in ordine, la mano si muove - e la sensazione di rigidità è scomparsa .

Sentimenti contrastanti, oppure Luria e il suo Sh.

Nel romanzo di Alfred Bester (Alfred Bester, 1913-1987) Tiger! Tigre!" viene descritto lo stato insolito dell'eroe:
Il colore era dolore, calore, freddo, pressione, un senso di altezze insopportabili e profondità mozzafiato, accelerazioni colossali e contrazioni mortali... L'odore era un tocco. La pietra rovente odorava di velluto che accarezzava la guancia. Fumo e cenere gli sfregavano la pelle come un velluto acre e ruvido...
Foyle non era cieco, non era sordo, non era privo di sensi. Sentiva il mondo. Ma le sensazioni apparivano filtrate attraverso il sistema nervoso, distorte, confuse e cortocircuitate. Foyle era in preda alla sinestesia, quel raro stato in cui i sensi ricevono informazioni dal mondo oggettivo e le trasmettono al cervello, ma lì tutte le sensazioni sono confuse e mescolate tra loro.

Sinestesia- non è affatto un'invenzione di Bester, come si potrebbe supporre. Questo è un fenomeno sensoriale in cui, sotto l'influenza dell'irritazione di un analizzatore, sorgono sensazioni caratteristiche di altri analizzatori, in altre parole, questa è una miscela di sentimenti.

Il famoso neurofisiologo Alexander Romanovich Luria (1902-1977) lavorò per diversi anni con un certo Sh., che aveva una memoria fenomenale. Nella sua opera "Un piccolo libro di grande memoria" ha descritto in dettaglio questo caso unico. Nel corso delle conversazioni con lui, Luria ha stabilito che S. aveva un grado eccezionale di sinestesia. Questa persona percepiva tutte le voci come colorate, i suoni evocati in S. sensazioni visive di varie sfumature (dal giallo brillante al viola), i colori, al contrario, erano da lui sentiti come “sonori” o “sordi”.

« Qual è la tua voce gialla e friabile", - disse una volta a L.S. che stava parlando con lui. Vygotskij. " Ma ci sono persone che parlano in qualche modo a più voci, che sprigionano un'intera composizione, un bouquet, disse più tardi, il defunto S.M. aveva una voce simile. Eisenstein, come se una specie di fiamma con le vene si stesse avvicinando a me». « Per me 2, 4, 6, 5 non sono solo numeri. Hanno una forma. 1 è un numero acuto, indipendentemente dalla sua rappresentazione grafica, è qualcosa di completo, solido... 5 è completa completezza a forma di cono, di torre, fondamentale, 6 è il primo per “5”, biancastro. 8 - innocente, lattiginoso bluastro, simile al lime».

In psicologia sono ben noti i fatti dell '"udito colorato", che si verifica in molte persone, e soprattutto nei musicisti. Ogni nota fa loro vedere un certo colore. Illustrazione: Oleg Sendyurev / "Around the World" di foto am y (licenza SXC)

Un curioso tipo di sinestesia è stato recentemente riscontrato dai neurofisiologi del California Institute of Technology (California Institute of Technology). Hanno scoperto una nuova connessione simile: le persone sentono un suono simile a un ronzio quando guardano un breve filmato. La neuroscienziata Melissa Saenz stava facendo un giro del suo laboratorio per un gruppo di studenti senior. Davanti a un monitor progettato appositamente per "accendere" un determinato centro della corteccia visiva, uno degli studenti ha improvvisamente chiesto: "Qualcuno sente un suono strano?" Il giovane ha sentito qualcosa come un fischio, sebbene l'immagine non fosse accompagnata da alcun effetto sonoro. Saenz non ha trovato una sola descrizione di questo tipo di sinestesia in letteratura, ma è rimasta ancora più sorpresa quando, dopo aver intervistato gli studenti dell'istituto via e-mail, ha trovato altri tre studenti identici.

La musicista svizzera ha incuriosito i neuropsicologi dell'Università di Zurigo con le sue capacità uniche: quando ascolta la musica, sente gusti diversi. E ciò che è interessante è che sente gusti diversi a seconda degli intervalli tra le note. Per lei la consonanza può essere agrodolce, salata, acida o cremosa. "Lei non immagina questi gusti, ma li sperimenta davvero", dice una delle autrici dello studio Michaela Esslen (Michaela Esslen). La ragazza ha anche una forma più comune di sinestesia: vede i colori quando sente le note. Ad esempio, la nota F la fa vedere viola, mentre C la fa vedere rossa. Gli scienziati ritengono che la straordinaria sinestesia abbia probabilmente contribuito alla carriera musicale della ragazza.

Corto circuito

La sinestesia fu descritta per la prima volta da Francis Galton (1822-1911) nel XIX secolo, ma non ricevette molta attenzione in neurologia e psicologia e per lungo tempo rimase solo una curiosità. Per dimostrare che questo è davvero un fenomeno sensoriale, e non frutto dell'immaginazione di una persona che vuole attirare l'attenzione, Ramachandran e i suoi colleghi hanno sviluppato un test. Sullo schermo del computer apparvero due neri e cinque posizionati casualmente. È molto difficile per i non sinestetici isolare i contorni che formano i due. Il sinestetista, invece, può facilmente vedere che i numeri formano un triangolo, perché li vede a colori. Utilizzando test come questi, Ramachandran e i suoi colleghi hanno scoperto che la sinestesia è molto più comune di quanto si pensasse in precedenza, con circa una persona su duecento che sperimenta il fenomeno.

Ramachandran e il suo studente Edward Hubbard studiarono una struttura nel lobo temporale chiamata giro fusiforme (g. fusiformis, BNA). Questo giro contiene un'area colorata V4 (area visiva V4) che elabora le informazioni sul colore. Studi encefalografici hanno dimostrato che l'area dei numeri nel cervello, che rappresenta i numeri visibili, si trova direttamente dietro di essa, praticamente a contatto con l'area colorata. Ricordiamo che il tipo più comune di sinestesia sono proprio i “numeri colorati”. Aree di numeri e colori sono molto vicine tra loro, nella stessa struttura cerebrale. Gli scienziati hanno suggerito che i sinestetici hanno intersezioni di aree, “attivazione incrociata”, associate a qualche tipo di cambiamento genetico nel cervello. Che i geni siano coinvolti è dimostrato dal fatto che la sinestesia è ereditaria.

Il tipo più comune di sinestesia sono i numeri colorati. Sinestetisti e non sinesteti vedono la stessa immagine in modo diverso. Illustrazione: Edward Hubbard et al.

Ulteriori ricerche hanno dimostrato che esistono anche sinestetici che vedono i giorni della settimana o dei mesi a colori. Il lunedì può apparire loro rosso, dicembre giallo. Apparentemente, in queste persone si verifica anche l'intersezione di aree del cervello, ma solo in altre parti di esso.

È interessante notare che la sinestesia è molto più comune nelle persone creative: artisti, scrittori, poeti. Tutti loro sono uniti dalla capacità di pensare metaforicamente, dalla capacità di vedere connessioni tra cose dissimili. Ramachandran ipotizza che nelle persone inclini al pensiero metaforico, il gene che causa la "attivazione incrociata" abbia un'alta prevalenza, non sia localizzato solo in due aree del cervello, ma crei "iperconnettività".
Gli arti fantasma e la sinestesia sono solo due esempi di fenomeni sensoriali che hanno portato gli scienziati a migliorare la nostra comprensione di come funziona il cervello umano. Ma ci sono molte di queste sindromi neurologiche - questa è la "vista cieca", quando una persona che è cieca a causa di un danno cerebrale distingue tra oggetti che non vede, e la sindrome di Cotard, in cui alcuni pazienti si sentono morti a causa della il fatto che i centri emotivi risultano disconnessi da tutte le sensazioni, la sindrome dell'"ignorare", vari tipi di disestesia e molti altri. Lo studio di tali deviazioni aiuta a penetrare i segreti del cervello umano e ad affrontare i misteri della nostra coscienza.

Wilder Graves Penfield (25 gennaio 1891, Spokane – 5 aprile 1976, Montreal) è stato un neurochirurgo canadese di origine americana.

Biografia

Nato a Spokane, Washington.

Ha studiato per la prima volta all'Università di Princeton. Quindi, dopo aver ricevuto una borsa di studio Rhodes, ha continuato i suoi studi al Merton College dell'Università di Oxford, dove ha studiato neuropatologia con Sherrington. Quindi si trasferì alla Johns Hopkins University, dove si laureò nel 1918 e conseguì una laurea in medicina. Negli anni successivi studiò e lavorò a Oxford. Durante il suo viaggio in Spagna nel 1924, apprese la tecnica della ricerca neuroistologica di Ramon y Cajal, in Germania si formò presso il neurochirurgo Otfried Förster a Breslavia.

Dopo uno stage con Harvey Cushing, lavorò al Neurological Institute di New York, dove iniziò a eseguire le sue prime operazioni per l'epilessia. Nel 1921-1928 lavorò alla Columbia University e contemporaneamente come chirurgo al New York Neurological Institute. A New York incontrò David Rockefeller, che accettò di sponsorizzare la fondazione di un istituto per studiare il trattamento chirurgico dell'epilessia. A causa dello scetticismo e dell'ostruzione dei colleghi neurologi di New York, Penfield dovette trasferirsi a Montreal, dove iniziò a insegnare alla McGill University e contemporaneamente a lavorare al Royal Victoria Hospital come neurochirurgo.