Островковая доля

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Островковая или центральная доля (лат. lobus insularis), или островок (лат. insula), — часть коры головного мозга, находящаяся в глубине латеральной борозды. Кора островковой доли считается ответственной за формирование сознания, а также играет роль в образовании эмоций и поддержке гомеостаза.

Анатомия[править | править код]

Центральная островковая борозда (лат. sulcus centralis insulae) делит долю на две части: большую переднюю и меньшую заднюю. Большой участок коры, покрывающий островок сверху и латерально, образует крышечку (лат. pars opercularis) и формируются из части прилегающих лобной, височной и теменной долей. Передняя часть центральной доли разделена на три или четыре коротких извилины, а задняя сформирована длинными извилинами.

Проводящие пути[править | править код]

Центральная доля сообщается через проводящие пути белого вещества с ядрами таламуса, расположенными вентрально в основании, и центральным ядром миндалевидного тела.

В исследованиях на макаках-резус были установлены двусторонние связи между островком и мелкими ядрами миндалины. Задние его отделы преимущественно сообщаются с центральной и дорсо-латеральной частью миндалевидного тела. Передние отделы островка — с передними, медиальными, кортикальными и другими ядрами миндалины[1].

Задняя часть островка взаимосвязана с вторичной соматосенсорной корой. Так, она получает сигналы от вентральных базальных ядер таламуса, которые получают афферентную информацию из спинноталамического пути. Также эта область получает сигналы из медиального вентрального ядра таламуса, специализированного на передаче гомеостатической информации — болевой, тактильной, температурной чувствительности, локального кислородного статуса, раздражение и другие[2].

Нейровизуализационные исследования[какие?] с использованием диффузионной МРТ показали, что передняя часть островка взаимосвязана с зонами в височной и затылочной долях, оперкулярной и фронтоорбитальной корой, треугольной и покрышечной частями лобной доли. То же исследование выявило различия в анатомических моделях соединений между левым и правым полушариями[источник не указан 238 дней].

Цитоархитектоника[править | править код]

В островковой коре обнаружены участки с различной клеточной структурой или цитоархитектоникой, в частности, гранулярноклеточные в задней части и агранулярноклеточные в передней. Джон Оллман и его коллеги показали, что передняя кора содержит популяцию веретенообразных нейронов. Они также называются нейронами фон Экономо[3].

Поля Бродмана[править | править код]

Согласно классификации цитоархитектонических полей Бродмана коры, островковый участок коры головного мозга содержит 13, 14, 16 поля Бродмана, а также 44 и 55 поля.

Развитие[править | править код]

Некоторые исследователи считают, что островковая кора развивается из отдельной части конечного мозга (лат. telencephalon). Другие источники считают её производным височной доли. В большинстве исследований островковая кора считается относительно старой структурой[4][5].

Функции[править | править код]

Обработка мультимодальной сенсорной информации[править | править код]

Функциональные визуализирующие исследования показывают активацию островковой коры на протяжении выполнения интеграционных аудио-визуальных задач[6][7].

Интероцептивное самоосознание[править | править код]

Есть свидетельства, что в дополнение к своей базовой функции островок может играть роль в осуществлении некоторых высших психических функций. Исследования с использованием функциональной визуализации показали, что деятельность правой передней части островка коррелирует с умением человека ощущать собственное сердцебиение или сочувствовать чужой боли. Считается, что эти функции не отличаются от базовых функций островка, так как возникают как результат восприятия островком гомеостатической информации из таламуса[8][9]. Так, островок участвует в восприятии тепла и холода (без болевых ощущений) на коже. В том числе и выделяется ощущение полноты желудка, мочевого пузыря[10][11][12][13][14][15].

Установлено, что деятельность островка участвует в контроле артериального давления[16], в частности в течение и после тренировки; кроме того её активность зависит от величины осознанных усилий[17][18].

Центральная доля выделяется как центр оценки возникающих ощущений.[19], что также выражается в эмпатии, например, когда человек испытывает болезненные ощущения при взгляде на чужую боль[20].

Одно из томографических исследований показало, что ощущение одышки проходит обработку в островке и миндалевидном теле[21].

Корковая обработка вестибулярного ощущения (равновесия) также проходит с участием коры центральной доли[22], поэтому при небольших повреждениях передней части островка у пациента может возникнуть головокружение[23].

Другие интероцептивные восприятия, которые проходят обработку в островковой коре — пассивное прослушивание музыки[24], смех и плач[25], сострадание и эмпатия[26], язык[27].

Контроль моторики[править | править код]

Работа коры центральной доли участвует в осуществлении движений рук и глаз[28][29], глотания[30][31], моторики желудка[32] и языковой артикуляции[33][34]. Исследования инсулярной коры во время разговора показало её связь со способностями к длительной речи и сложным фразам[35]. Островковая кора также задействована в процессе обучения движениям[36] и была определена как играющая существенную роль в выздоровлении и восстановлении двигательных функций после инсульта[37].

Социальные эмоции[править | править код]

В центральной доли проходят процессы обработки ощущения отвращения как к запахам[38], к виду грязи и увечья[39] — даже мнимых[40]. В социальном аспекте островковая кора участвует в обработке информации о нарушении общепринятых норм поведения[41] , эмоциональных процессов[42], эмпатии[43] и оргазма[44]. Обнаружена активность доли при принятии социальных решений, принимаемых в результате прохождения различных тестов[45].

Клиническое значение[править | править код]

Считается, что центральная доля принимает участие в функционировании сознания и играет важную роль в осуществлении различных функций, как правило, связанных с регуляцией гомеостаза и эмоциями. Среди функций островка, в частности: восприятие, моторный контроль, самосознание, познание и межличностный опыт. Отсюда возникает роль в соответствующих психопатологических процессах.

Прогрессирующая экспрессивная афазия[править | править код]

Вид семантической афазии. При прогрессирующей экспрессивной афазии происходит ухудшение нормальной речевой функции, которое приводит к потери беглой речи при сохраненной способности понимать отдельные слова и незатронутых неязыковых когнитивных функциях. Встречается при разнообразных дегенеративных неврологических заболеваниях, в том числе болезни Пика, болезни моторного нейрона, кортикобазальной дегенерации, лобно-височной деменции, болезни Альцгеймера. Это связано с гипометаболизмом[46] и атрофией передней левой части центральной доли[47].

Зависимость[править | править код]

Ряд функциональных исследований изображений мозга показали, что кора центральной доли 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, роль доли была проигнорирована в наркологической литературе[источник не указан 238 дней].

Исследование 2007 года показало что курильщики, которые имеют повреждения центральной доли после инсульта способны избавиться от табачной зависимости[48]. Это было подтверждено и более новыми исследованиями[49][50][51], что делает центральную долю перспективным участком для новых исследований и мишенью для новых анти-наркотических препаратов[52][53].

Другие клинические состояния[править | править код]

Считается, что центральная доля играет роль в возникновении и протекании таких болезненных состояний, как тревожные расстройства[54], эмоциональные дисфункции[55], анорексия[56].

История[править | править код]

Впервые центральная доля была описана Иоганном Кристианом Райлем наряду с другими образованиями мозга[57]. Генри Грей во всемирно известной «Анатомии Грея» назвал это образование Островом Райля.

Дополнительные изображения[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. MUFSON, E. Insular interconnections with the amygdala in the rhesus monkey, Neuroscience (1 July 1981), стр. 1231–1248.
  2. Craig AD, Chen K, Bandy D, Reiman EM, 2000 Thermosensory activation of insular cortex, Nat.
  3. Bauernfeind A. A volumetric comparison of the insular cortex and its subregions in primates, Human Evolution (April 2013), стр. 263–279.
  4. Brain Архивировано 1 ноября 2009 года., MSN Encarta.
  5. Kolb, Bryan. Fundamentals of human neuropsychology. — 5th. — [New York]: Worth, 2003. — ISBN 0-7167-5300-6.
  6. Bushara, Khalaf e t al. Neural correlates of auditory-visual stimulus onset asynchrony detection., J Neurosci (2001 Jan 1), стр. 300–4..
  7. Bushara, Khalaf et al. Neural correlates of cross-modal binding., Nat Neurosci. (2003 Feb), стр. 190–5..
  8. Benedetto De Martino. Frames, Biases, and Rational Decision-Making in the Human Brain, Science (August 2006), стр. 684–687.
  9. Gui Xue. The impact of prior risk experiences on subsequent risky decision-making: The role of the insula, NeuroImage, стр. 709–716.
  10. 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
  11. Olausson H, Charron J, Marchand S, Villemure C, Strigo IA, Bushnell MC. Feelings of warmth correlate with neural activity in right anterior insular cortex., Neurosci.
  12. Craig AD, Chen K, Bandy D, Reiman EM. Thermosensory activation of insular cortex., Nat.
  13. 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
  14. Hamaguchi T, Kano M, Rikimaru H, etal. Brain activity during distention of the descending colon in humans., Neurogastroenterol.
  15. 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
  16. Lamb K, Gallagher K, McColl R, Mathews D, Querry R, Williamson JW.
  17. 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.
  18. Williamson JW, McColl R, Mathews D, Ginsburg M, Mitchell JH. Activation of the insular cortex is affected by the intensity of exercise.,J. Appl.
  19. 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
  20. 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.
  21. 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
  22. 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
  23. Papathanasiou ES, Papacostas SS, Charalambous M, Eracleous E, Thodi C, Pantzaris M. Vertigo and imbalance caused by a small lesion in the anterior insula.
  24. 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
  25. 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
  26. Архивированная копия. Проверено 4 июля 2010. Архивировано 14 июля 2010 года.
  27. The insula (Island of Reil) and its role in auditory processing. Literature review, Brain Res. Brain Res. Rev. (May 2003), стр. 143–54.
  28. Cortical control of saccades and fixation in man. A PET study, Brain (October 1994), стр. 1073–84.
  29. Multiple nonprimary motor areas in the human cortex, J. Neurophysiol. (April 1997), стр. 2164–74.
  30. Functional brain imaging of swallowing: an activation likelihood estimation meta-analysis, Hum Brain Mapp (August 2009), стр. 2426–39.
  31. The insula; further observations on its function, Brain, стр. 445–70.
  32. The insula; further observations on its function, Brain, стр. 445–70.
  33. Dronkers NF. A new brain region for coordinating speech articulation, Nature (November 1996), стр. 159–61.
  34. The contribution of the insula to motor aspects of speech production: a review and a hypothesis, Brain Lang (May 2004), стр. 320–8.
  35. Lesion correlates of conversational speech production deficits, Neuropsychologia (June 2007), стр. 2525–33.
  36. A rapid sound-action association effect in human insular cortex, PLoS ONE, стр. e259.
  37. Individual patterns of functional reorganization in the human cerebral cortex after capsular infarction, Annals of Neurology (February 1993), стр. 181–9.
  38. Both of us disgusted in My insula: the common neural basis of seeing and feeling disgust, Neuron (October 2003), стр. 655–64.
  39. Disgust and the insula: fMRI responses to pictures of mutilation and contamination, NeuroReport (October 2004), стр. 2347–51.
  40. A common anterior insula representation of disgust observation, experience and imagination shows divergent functional connectivity pathways, PLoS ONE, стр. e2939.
  41. The neural basis of economic decision-making in the Ultimatum Game, Science (June 2003), стр. 1755–8.
  42. Functional neuroanatomy of emotion: a meta-analysis of emotion activation studies in PET and fMRI, NeuroImage (June 2002), стр. 331–48.
  43. Singer T. The neuronal basis and ontogeny of empathy and mind reading: review of literature and implications for future research, Neurosci Biobehav Rev, стр. 855–63.
  44. Correlation between insula activation and self-reported quality of orgasm in women, NeuroImage (August 2007), стр. 551–60.
  45. Quarto, Tiziana. Association between Ability Emotional Intelligence and Left Insula during Social Judgment of Facial Emotions, PLoS ONE (9 февраля 2016), стр. e0148621.
  46. Progressive non-fluent aphasia is associated with hypometabolism centred on the left anterior insula, Brain (November 2003), стр. 2406–18.
  47. Cognition and anatomy in three variants of primary progressive aphasia, Annals of Neurology (March 2004), стр. 335–46.
  48. Nasir H. Naqvi. Damage to the Insula Disrupts Addiction to Cigarette Smoking (abstract), Science (January 2007), стр. 531–4.
  49. Insula damage and quitting smoking, Science (July 2007), стр. 318–9; author reply 318–9.
  50. Suner-Soler, R.. Smoking Cessation 1 Year Poststroke and Damage to the Insular Cortex, Stroke (2011), стр. 131–136.
  51. Gaznick, N.. Basal Ganglia Plus Insula Damage Yields Stronger Disruption of Smoking Addiction Than Basal Ganglia Damage Alone, Nicotine (2013), стр. 445–453.
  52. Hyman, Steven E.. Addiction: A Disease of Learning and Memory (abstract), Am J Psychiatry (1 августа 2005), стр. 1414–22.
  53. Marco Contreras. Inactivation of the Interoceptive Insula Disrupts Drug Craving and Malaise Induced by Lithium (abstract), Science (January 2007), стр. 655–8.
  54. An insular view of anxiety, Biol. Psychiatry (August 2006), стр. 383–7.
  55. A model of neurovisceral integration in emotion regulation and dysregulation, J Affect Disord (December 2000), стр. 201–16.
  56. 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, стр. 578–589.
  57. The seminal contributions of Johann-Christian Reil to anatomy, physiology, and psychiatry, Neurosurgery (November 2007), стр. 1091–6; discussion 1096.