Островковая доля: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Создано переводом страницы «Острівцева кора»
(нет различий)

Версия от 23:22, 7 марта 2017

'Острівцева кора (лат. cortex insularis), або чи інсула (лат. insula — островок)- часть коры головного мозга, которая находится в глубине латеральной борозды (щели, отделяющей височную долю от теменной и лобной доли).

Анатомия

Островковая кора центральной інсулярною бороздой (лат. sulcus centralis insulae) делится на две части: большую переднюю и меньшую заднюю (в которой обнаружено более десятка отдельных зон). Участок большой коры, которая покрывает інсулу сверху латеральнее образует крышечку (лат. operculum или Pars opercularis) и формируются из части прилегающих лобной, височной и теменной долей. Передняя часть острівцевої коры разделена неглубокими бороздами на три или четыре коротких извилины (лат. gyri brevi insulae). Задняя часть острівцевої коры сформирована длинными извилинами (лат. gyri longi insulae).

Соединение

Передние отделы острівцевої коры получают прямые проекционные волокна из базальной части вентральных медиальных ядер таламуса и особенно значительное количество волокон центрального ядра мігдалеподібного тела. Кроме того, передние отделы острівцевої коры сами шлют проекционные волокна к мігдалеподібного тела.

В одном из исследований на макаках резус выявлены взаимные (реципрокні) связи между острівцевою корой и почти всеми мелкими ядрами в миндалевидном комплексе. Задние отделы острівцевої коры шлют проекционные волокна преимущественно в центральной и дорсально-латеральной части миндалевидного ядра. Тогда как передние отделы острівцевої коры шлют проекционные волокна к передней участки миндалевидного тела, а также медиального, кортикального, дополнительного базального магноцеллюлярного, медиального базального и латерального ядер миндалевидного.[1]

Задняя островковая кора взаємопоєднана с вторичной соматосенсорною корой и получает входные сигналы от вентральных задне-нижних ядер таламуса, которые в свою очередь, получают входную информацию от спиноталамического пути. Кроме того, было обнаружено, что этот регион получает входные импульсы от вентромедиальнго ядра (задняя часть таламуса), узкоспециализированного на передаче гомеостатической информации, — болевой, тактильной температурной чувствительности, локального кислородного статуса, раздражение и тому подобное.[2]

Нейровізуалиізаційні исследования с использованием т. зв. диффузионной МРТ показали, что в передняя инсула взаимосвязана с зонами в височной и затылочной долях, оперкулярною и фронтоорбітальною корой, треугольной и оперкулярною частями лобной доли. То же исследование выявило различия в анатомических моделях соединений между левым и правым полушарием.

«Циркулярная островковая борозда»[3] — это полукруглая борозда, которая отделяет остров от соседних извилин крышечки (лат. operculum)[4] спереди, сверху и сзади.

Цитоархитектоніка

В острівцевій коре обнаружены участки с различной клеточной структурой или цитоархиітектонікою, в частности, гранулярноклітинні в задней части и агранулярноклітинні в передней. Джон Оллман и его коллеги показали, что передняя кора содержит популяцию т. зв. веретенообразных нейронов. Они также называются нейронами фон Экономо.[5]

Поля Бродмана

Согласно классификации цитоархітектонічних полей Бродмана коры, островковая участок коры головного мозга содержит Поле Бродмана 13, Поле Бродмана 14, Поле Бродмана 16, а также поле 44 и поле 52

Развитие

Некоторые исследователи считают, что островковая кора развивается из отдельной доли конечного мозга (лат. telencephalon). Другие источники считают ее производной с височной доли. В большинстве исследований островковая кора считается относительно старой структурой.[6][7]

Функции

Обработка мультимодальной сенсорной информации

Функциональной визуализирующие исследования показывают, что активацию острівцевої коры на протяжении выполнения интеграционных аудио-визуальных задач[8][9]

Інтероцептивне самоосознание (осознание телесных ощущений)

Есть свидетельства, что в дополнение к своей базовой функции, островок может играть роль в осуществлении некоторых «высших» функций, которые работают только у людей и приматов. Веретенообразные нейроны найдены в более высокой плотности в лобной коре и передней поясной коре правого полушария (еще одном регионе, который достиг высокого уровня специализации у человекообразных обезьян). Было предположение, что эти нейроны участвуют в когнитивно-эмоциональных процессах, характерных для приматов, включая человекообразных обезьян, таких как сопереживание и метакогнитивные, эмоциональные переживания. Это подтверждается результатами функциональной визуализации и показывает, что структура и функция правой передней острівцевої коры коррелируется с умением чувствовать свое сердцебиение, или сочувствовать чужой боли. Считается, что эти функции не отличаются от «нижних» островковой функций, а скорее возникают как следствие роли острівцевої коры в осознании гомеостатической информации.[10][11] Правая передняя инсула помогает інтероцептивному осознанию телесных ощущений, таких, как умение оценить собственное сердцебиение. Кроме того, объем серого вещества в правой передней инсулина коррелирует с повышенной точностью, как с подобными субъективными внутренними телесными ощущениями, так и с отрицательными эмоциональными переживаниями[12]. Островковая кора также участвует в контроле артериального давления[13], в частности, в течение и после тренировки, кроме того его активность зависит от величины осознанных усилий[14][15]. Определено, что островковая кора играет роль в опыте телесного самосознания[16][17], ощущение принадлежности всего тела и его отдельных частей[18][19]. Другие виды інтероцептивного восприятия, за которые ответственна островковая кора — пассивное прослушивание музыки, смех и плач, сострадание и эмпатия, и языка

Островковая кора также является местом, в котором оценивается ощущения[20]. и которое реагирует, когда человек испытывает боль при взгляде на изображение болезненных событий, как будто это происходит с ее собственным телом[21] Правая передняя инсула участвует в восприятии степени тепла и холода (без болевых ощущений) на коже. Другие внутренние ощущения, обрабатываются в инсулина — ощущение полноты желудка и вздутия живота. полный мочевой пузырь также активирует острівцеву кору.[22][23][24][25][26][27]

Одно из томографических исследований показало, что неприятное ощущение одышки проходит обработку в острівцевій коре и миндалевидном теле[28]

Корковая обработка вестибулярного ощущения (равновесия) проходит также в острівцевій коре[29] , поэтому при небольших повреждениях передней инсулы у пациента может возникнуть головокружение[30].

Другие інтероцептивні восприятия, которые проходят обработку в инсулярной коре — пассивное прослушивание музыки[31], смех и плач[32], сострадание и эмпатия[33], язык[34]

Контроль моторики

Островковая кора способствует движениям рук и глаз[35][36], глотать[37][38] , моторике желудка[39], и языковой артикуляции[40][41]. Исследование изоляции показали, что она — «Центральный командный центр», который проверяет сердечный ритм и кровяное давление увеличились в начале упражнения[42]. Исследования инсулярной коры на протяжении разговора показало ее связь со способностями к длительному речи и сложных фраз[43]. Островковая кора также задействована в процессе обучения движениям[44] и была определена как такая, которая играет заметную роль в выздоровлении и восстановлении двигательных функций после инсульта[45].

Гомеостаз

Важную роль играет островковая кора в исполнении разных гомеостатических функций, связанных с осуществлением основных жизненных потребностей, таких как вкусовые, висцеральные ощущения. Контроль вегетативных функций осуществляется путем регуляции симпатической и парасимпатической систем[46][47]. Отмечена также и ее роль в регуляции иммунной системы[48][49][50].

Эмоции

Островковая кора, в частности, ее передняя часть, считается связанной с лимбической системой. Инсула все чаще становится объектом внимания из-за ее роль в телесном самоусівдомленні и эмоциональной сфере. В частности, Антонио Дамасіо (Antonio Damasio) предложил тезис о том, что этот регион мозга играет важную роль в определении висцеральных состояний, связанных с эмоциональными переживаниями. Это, по сути, нейробіологічна разработка идей Уильяма Джеймса, который первым предположил, что субъективный эмоциональный опыт (то есть чувства) возникают от интерпретации нашим мозгом телесных состояний, которые вызвали эмоциональные события. Это пример воплощенного познания.

С точки зрения функции, считается, что инсула производит эмоционально-релевантный контекст для чувственного опыта. Чтобы быть точным, передняя инсула в большей степени связана с обонятельными, вкусовыми, вегетативными и лімбічними функциями, в то время как задняя островковая кора имеет отношение скорее к слуховых, соматосенсорних и скелетомоторних функций. Эксперименты с привлечением функционально-визуализационных методов показали, что инсула играет важную роль в опыте боли и опыт ряда базовых эмоций, включая гнев, страх, отвращение, счастье и печаль[51].

Считается, что передняя островковая кора отвечает за эмоциональные переживания, в том числе материнской и романтической любви, гнева, страха, печали, счастья, сексуального возбуждения, отвращения, враждебности, несправедливости, возмущения, неуверенности,[52] , уныния, социальной изоляции, доверия, сопереживания, скульптурной красоты, состояния единения с Богом, и состояния галлюцинации[53] .

Социальные эмоции

В острівцевій коре проходят процессы обработки ощущение отвращения как к запахам[54] так и к виду грязи и увечья[55] — даже мнимых[56]. В аспекте социального опыта островковая кора участвует в обработке информации о нарушении общепринятых норм поведения[57] , эмоциональных процессов[58], эмпатии[59] и оргазма[60]. Обнаружена активность инсулы при принятии социальных решений. Tizianna Quarto и соавт. измерили эмоциональный интеллект (ЭИ) (способность выявлять, регулировать и обрабатывать эмоции). Было обследовано шестьдесят три здоровых испытуемых. Эмоциональный интеллект (ЭИ) был измерен в корреляции с левой інсулярною активностью с использованием функциональной МРТ. Испытуемым показывали различные фотографии людей с мимикой, что соответствует разным эмоциям и поручено решать: выбирать или игнорировать человека на фотографии. Результаты заданий по принятию социальных решений показали активацию при этом острівцевої коры[61] .

Клиническое значение

Считается, что островковая кора принимает участие в функционировании сознания и играет важную роль в осуществлении различных функций, как правило, связанных с регуляцией гомеостаза и эмоциями. Среди функций острівцевої коры, в частности: восприятие, моторный контроль, самосознание, познание и разгоревшийся межличностный опыт. Отсюда и ее роль в соответствующих психопатологических процессах.

Прогрессирующая экспрессивная афазия

Вид семантической афазии. При прогрессирующей экспрессивной афазии происходит ухудшение нормальной речевой функции, которое приводит к потере способности к свободному общению при сохраненной способности понимать отдельные слова и интактных нелінгвістичних когнитивных функциях. Встречается при разнообразных дегенеративных неврологических заболеваниях, в том числе болезни Пика, болезни моторного нейрона, кортікобазальній дегенерации, лобно-височной деменции, болезни Альцгеймера. Это связано с гипометаболизмом[62] и атрофией левой передней острівцевої коры[63].

Зависимость

Ряд функциональных исследований изображений мозга показали, что островковая кора активируется, когда лица, злоупотребляющие наркотиками, подвергаются влиянию окружения и сигналов, которые вызывают влечение к употреблению. Это было показано для различных наркотиков, включая кокаин, алкоголь, опиаты и никотин. Несмотря на эти выводы, островковая кора была проигнорирована в наркологической литературе.

Исследование, опубликованное в 2007 году показало, что сигаретные курильщики, которые имеют повреждения острівцевої коры, от инсульта, например, избавляются от своего пристрастия к сигаретам[64]. Это было подтверждено и более новыми исследованиями[65][66][67]. Это делает острівцеву кору перспективным участком для новых исследований и мишенью для новых анти-наркотических препаратов.[68][69]

Другие клинические состояния

Островковая кора считается, что играет роль в возникновении и протекании таких болезненных состояний, как тревожных расстройств[70], эмоциональных дисфункций[71], анорексии[72].

История

Островковая кора была впервые описана Иоганном Кристианом Райлем (Johann Christian Рейл) среди других мозговых образований[73]. Генри Грей во всемирно известной «Анатомии Грея» назвал это образование Островом Райля.

Дополнительные изображения

Ссылка

  1. MUFSON, E (1 July 1981). "Insular interconnections with the amygdala in the rhesus monkey" (PDF). Neuroscience. pp. 1231—1248.
  2. Craig AD, Chen K, Bandy D, Reiman EM, 2000 Thermosensory activation of insular cortex, Nat.
  3. Johannes Sobotta. Sobotta's Atlas and Text-book of human anatomy 1909. Sobotta's Atlas and Text-book of human anatomy 1909 145. Дата обращения: 10 ноября 2013.
  4. Definition: 'Circular Sulcus Of Insula'. MediLexicon. Дата обращения: 30 марта 2012.
  5. Bauernfeind A (April 2013). "A volumetric comparison of the insular cortex and its subregions in primates". Human Evolution. pp. 263—279.
  6. Brain, MSN Encarta.
  7. Kolb, Bryan. Fundamentals of human neuropsychology. — 5th. — [New York] : Worth, 2003. — ISBN 0-7167-5300-6.
  8. Bushara, Khalaf e t al (2001 Jan 1). "Neural correlates of auditory-visual stimulus onset asynchrony detection". J Neurosci. pp. 300–4. {{cite news}}: Проверьте значение даты: |date= (справка)
  9. Bushara, Khalaf; et al. (2003 Feb). "Neural correlates of cross-modal binding". Nat Neurosci. pp. 190–5. {{cite news}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Явное указание et al. в: |first= (справка)
  10. Benedetto De Martino (August 2006). "Frames, Biases, and Rational Decision-Making in the Human Brain". Science. pp. 684—687.
  11. Gui Xue. "The impact of prior risk experiences on subsequent risky decision-making: The role of the insula". NeuroImage. pp. 709—716.
  12. Critchley HD, Wiens S, Rotshtein P, Ohman A, Dolan RJ |title=Neural systems supporting interoceptive awareness.
  13. Lamb K, Gallagher K, McColl R, Mathews D, Querry R, Williamson JW.
  14. Williamson JW, McColl R, Mathews D, Mitchell JH, Raven PB, Morgan WP., Hypnotic manipulation of effort sense during dynamic exercise: cardiovascular responses and brain activation., J. Appl.
  15. Williamson JW, McColl R, Mathews D, Ginsburg M, Mitchell JH., Activation of the insular cortex is affected by the intensity of exercise.,J. Appl.
  16. Karnath HO, Baier B, Nägele T |title=Awareness of the functioning of one's own limbs mediated by the insular cortex?
  17. Craig AD., How do you feel—now?
  18. Farrer C, Frith CD., Experiencing oneself vs another person as being the cause of an action: the neural correlates of the experience of agency., NeuroImage volume15 issue3 pages596–603, March 2002 |url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1053811901910092
  19. Tsakiris M, Hesse MD, Boy C, Haggard P, Fink GR., Neural signatures of body ownership: a sensory network for bodily self-consciousness., Cereb.
  20. Baliki MN, Geha PY, Apkarian AV., Parsing pain perception between nociceptive representation and magnitude estimation, J. Neurophysiol. volume101 issue2 pages875–87., February 2009|url=http://jn.physiology.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=19073802
  21. Ogino Y, Nemoto H, Inui K, Saito S, Kakigi R, Goto F, Inner experience of pain: imagination of pain while viewing images showing painful events forms subjective pain representation in human brain., Cereb.
  22. Song GH, Venkatraman V, Ho KY, Chee MW, Yeoh KG, Wilder-Smith CH., Cortical effects of anticipation and endogenous modulation of visceral pain assessed by functional brain MRI in irritable bowel syndrome patients and healthy controls journal=Pain volume126 issue1–3 pages79–90, December 2006|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0304-3959(06)00340-X
  23. Olausson H, Charron J, Marchand S, Villemure C, Strigo IA, Bushnell MC |title=Feelings of warmth correlate with neural actникаivity in right anterior insular cortex., Neurosci.
  24. Craig AD, Chen K, Bandy D, Reiman EM., Thermosensory activation of insular cortex., Nat.
  25. Ladabaum U, Minoshima S, Hasler WL, Cross D, Chey WD, Owyang C., Gastric distention correlates with activation of multiple cortical and subcortical regions., Gastroenterology volume120 issue2 pages369–76 February 2001|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0016508501699906
  26. Hamaguchi T, Kano M, Rikimaru H, etal., Brain activity during distention of the descending colon in humans., Neurogastroenterol.
  27. Matsuura S, Kakizaki H, Mitsui T, Shiga T, Tamaki N, Koyanagi T., Human brain region response to distention or cold stimulation of the bladder: a positron emission tomography study., J. Urol.vol168, issue5, pages2035–9, November 2002|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0022-5347(05)64290-5
  28. Leupoldt, A., Sommer, T., Kegat, S., Baumann, H. J. at al., The Unpleasantness of Perceived Dyspnea Is Processed in the Anterior Insula and Amygdala, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 24 January 2008, volume177, issue9, pages1026–1032 |pmid=18263796|url=http://171.66.122.149/content/177/9/1026.full.pdf+html
  29. Kikuchi M, Naito Y, Senda M, etal : Cortical activation during optokinetic stimulation — an fMRI study., Acta Otolaryngol, v129, is4, pages440–3, April 2009 |url=http://www.informaworld.com/openurl?genre=article&doi=10.1080/00016480802610226&magic=pubmed
  30. Papathanasiou ES, Papacostas SS, Charalambous M, Eracleous E, Thodi C, Pantzaris M: Vertigo and imbalance caused by a small lesion in the anterior insula.
  31. Brown S, Martinez MJ, Parsons LM: Passive music listening spontaneously engages limbic and paralimbic systems., NeuroReport, volume15, issue13, pages2033–7., September 2004|url=http://meta.wkhealth.com/pt/pt-core/template-journal/lwwgateway/media/landingpage.htm?issn=0959-4965&volume=15&issue=13&spage=2033
  32. Sander K, Scheich H: Left auditory cortex and amygdala, but right insula dominance for human laughing and crying., J Cogn Neurosci, volume=17, issue=10, pages=1519–31, October 2005|url=http://www.mitpressjournals.org/doi/abs/10.1162/089892905774597227
  33. http://ccare.stanford.edu/node/89
  34. "The insula (Island of Reil) and its role in auditory processing. Literature review". Brain Res. Brain Res. Rev. May 2003. pp. 143—54.
  35. "Cortical control of saccades and fixation in man. A PET study". Brain. October 1994. pp. 1073—84.
  36. "Multiple nonprimary motor areas in the human cortex". J. Neurophysiol. April 1997. pp. 2164—74.
  37. "Functional brain imaging of swallowing: an activation likelihood estimation meta-analysis". Hum Brain Mapp. August 2009. pp. 2426—39.
  38. "The insula; further observations on its function". Brain. pp. 445—70.
  39. "The insula; further observations on its function". Brain. pp. 445—70.
  40. Dronkers NF (November 1996). "A new brain region for coordinating speech articulation". Nature. pp. 159—61. {{cite news}}: Указан более чем один параметр |author= and |last= (справка)
  41. "The contribution of the insula to motor aspects of speech production: a review and a hypothesis". Brain Lang. May 2004. pp. 320—8.
  42. ""Central command" and insular activation during attempted foot lifting in paraplegic humans". Hum Brain Mapp. June 2005. pp. 259—65.
  43. "Lesion correlates of conversational speech production deficits". Neuropsychologia. June 2007. pp. 2525—33.
  44. "A rapid sound-action association effect in human insular cortex". PLoS ONE. pp. e259.
  45. "Individual patterns of functional reorganization in the human cerebral cortex after capsular infarction". Annals of Neurology. February 1993. pp. 181—9.
  46. "Cardiovascular effects of human insular cortex stimulation". Neurology. September 1992. pp. 1727—32.
  47. Critchley HD (December 2005). "Neural mechanisms of autonomic, affective, and cognitive integration". J. Comp. Neurol. pp. 154—66. {{cite news}}: Указан более чем один параметр |author= and |last= (справка)
  48. "Neural substrates for behaviorally conditioned immunosuppression in the rat". J. Neurosci. March 2005. pp. 2330—7.
  49. "Insular cortex lesions impair the acquisition of conditioned immunosuppression". Brain Behav. Immun. June 1996. pp. 103—14.
  50. "Conditioned enhancement of antibody production is disrupted by insular cortex and amygdala but not hippocampal lesions". Brain Behav. Immun. March 1999. pp. 46—60.
  51. Wager, Tor (June 2002). "Functional Neuroanatomy of Emotion: A Meta-Analysis of Emotion Activation Studies in PET and fMRI". NeuroImage. pp. 331—48.
  52. "Differential Representations of Prior and Likelihood Uncertainty in the Human Brain". Current Biology. 2012. pp. 1641—1648.
  53. Craig, A. D. (Bud). "How do you feel — now? The anterior insula and human awareness" (PDF). Nature Reviews Neuroscience. pp. 59—70.
  54. "Both of us disgusted in My insula: the common neural basis of seeing and feeling disgust". Neuron. October 2003. pp. 655—64.
  55. "Disgust and the insula: fMRI responses to pictures of mutilation and contamination". NeuroReport. October 2004. pp. 2347—51.
  56. "A common anterior insula representation of disgust observation, experience and imagination shows divergent functional connectivity pathways". PLoS ONE. pp. e2939.
  57. "The neural basis of economic decision-making in the Ultimatum Game". Science. June 2003. pp. 1755—8.
  58. "Functional neuroanatomy of emotion: a meta-analysis of emotion activation studies in PET and fMRI". NeuroImage. June 2002. pp. 331—48.
  59. Singer T. "The neuronal basis and ontogeny of empathy and mind reading: review of literature and implications for future research". Neurosci Biobehav Rev. pp. 855—63. {{cite news}}: Указан более чем один параметр |author= and |last= (справка)
  60. "Correlation between insula activation and self-reported quality of orgasm in women". NeuroImage. August 2007. pp. 551—60.
  61. Quarto, Tiziana (2016-02-09). "Association between Ability Emotional Intelligence and Left Insula during Social Judgment of Facial Emotions". PLoS ONE. pp. e0148621.
  62. "Progressive non-fluent aphasia is associated with hypometabolism centred on the left anterior insula". Brain. November 2003. pp. 2406—18.
  63. "Cognition and anatomy in three variants of primary progressive aphasia". Annals of Neurology. March 2004. pp. 335—46.
  64. Nasir H. Naqvi (January 2007). "Damage to the Insula Disrupts Addiction to Cigarette Smoking" (abstract). Science. pp. 531—4.
  65. "Insula damage and quitting smoking". Science. July 2007. pp. 318—9, author reply 318–9.
  66. Suner-Soler, R. (2011). "Smoking Cessation 1 Year Poststroke and Damage to the Insular Cortex". Stroke. pp. 131—136.
  67. Gaznick, N. (2013). "Basal Ganglia Plus Insula Damage Yields Stronger Disruption of Smoking Addiction Than Basal Ganglia Damage Alone". Nicotine. pp. 445—453.
  68. Hyman, Steven E. (2005-08-01). "Addiction: A Disease of Learning and Memory" (abstract). Am J Psychiatry. pp. 1414—22.
  69. Marco Contreras (January 2007). "Inactivation of the Interoceptive Insula Disrupts Drug Craving and Malaise Induced by Lithium" (abstract). Science. pp. 655—8.
  70. "An insular view of anxiety". Biol. Psychiatry. August 2006. pp. 383—7.
  71. "A model of neurovisceral integration in emotion regulation and dysregulation". J Affect Disord. December 2000. pp. 201—16.
  72. "A systematic review of resting-state functional-MRI studies in anorexia nervosa: Evidence for functional connectivity impairment in cognitive control and visuospatial and body-signal integration". Neurosci Biobehav Rev. pp. 578—589.
  73. "The seminal contributions of Johann-Christian Reil to anatomy, physiology, and psychiatry". Neurosurgery. November 2007. pp. 1091—6, discussion 1096.