Двигательный контроль мозжечка. мозжечковый контроль баллистических движений

Мозжечок (cerebellum, малый мозг) — одна из интегративных структур головного мозга, принимающая участие в координации и регуляции произвольных, непроизвольных движений, в регуляции вегетативных и поведенческих функций.

Особенности морфофункциональной организации и связи мозжечка. Реализация указанных функций обеспечивается следующими морфологическими особенностями мозжечка:

  1. кора мозжечка построена достаточно однотипно, имеет стереотипные связи, что создает условия для быстрой обработки информации;
  2. основной нейронный элемент коры — клетка Пуркинье, имеет большое количество входов и формирует единственный аксонный выход из мозжечка, коллатерали которого заканчиваются на ядерных его структурах;
  3. на клетки Пуркинье проецируются практически все виды сенсорных раздражений: проприоцептивные, кожные, зрительные, слуховые, вестибулярные и др.;
  4. выходы из мозжечка обеспечивают его связи с корой большого мозга, со стволовыми образованиями и спинным мозгом.

Мозжечок анатомически и функционально делится на старую, древнюю и новую части.

К старой части мозжечка (archicerebellum) — вестибулярный мозжечок. Эта часть имеет наиболее выраженные связи с вестибулярным анализатором, что объясняет значение мозжечка в регуляции равновесия.

Древняя часть мозжечка (paleocerebellum) — спинальный мозжечок. Получает информацию преимущественно от проприорецептивных систем мышц, сухожилий, надкостницы, оболочек суставов.

Новый мозжечок (neocerebellum) получает информацию от коры, преимущественно по лобно-мосто-мозжечковому пути, от зрительных и слуховых рецептирующих систем, что свидетельствует об его участии в анализе зрительных, слуховых сигналов и организации на них реакции.

Кора мозжечка имеет специфическое, нигде в ЦНС не повторяющееся, строение. Верхний (I) слой коры мозжечка — молекулярный слой, состоит из параллельных волокон, разветвлений дендритов и аксонов II и III слоев. В нижней части молекулярного слоя встречаются корзинчатые и звездчатые клетки, которые обеспечивают взаимодействие клеток Пуркинье.

Средний (II) слой коры образован клетками Пуркинье, выстроенными в один ряд и имеющими самую мощную в ЦНС дендритную систему. Эти клетки выполняют задачу сбора, обработки и передачи информации. Аксоны клеток Пуркинье являются единственным путем, с помощью которого кора мозжечка передает информацию в его ядра и ядра структуры большого мозга.

Под II слоем коры (под клетками Пуркинье) лежит гранулярный (III) слой, состоящий из клеток-зерен, число которых достигает 10 млрд. Аксоны этих клеток поднимаются вверх, Т-образно делятся на поверхности коры, образуя дорожки контактов с клетками Пуркинье. Здесь же лежат клетки Гольджи.

Из мозжечка информация уходит через верхние и нижние ножки. Через верхние ножки сигналы идут в таламус, в мост, красное ядро, ядра ствола мозга, в ретикулярную формацию среднего мозга. Через нижние ножки мозжечка сигналы идут в продолговатый мозг к его вестибулярным ядрам, оливам, ретикулярной формации. Средние ножки мозжечка связывают новый мозжечок с лобной долей мозга.

В кору мозжечка от кожных рецепторов, мышц, суставных оболочек, надкостницы сигналы поступают по так называемым спинно-мозжечковым трактам: по заднему и переднему. Эти пути к мозжечку проходят через нижнюю оливу продолговатого мозга.

Ядра мозжечка имеют высокую тоническую активность и регулируют тонус ряда моторных центров промежуточного, среднего, продолговатого, спинного мозга.

Мозжечковый контроль двигательной активности. Эфферентные сигналы из мозжечка к спинному мозгу регулируют силу мышечных сокращений, обеспечивают способность к длительному тоническому сокращению мышц, способность сохранять оптимальный тонус мышц в покое или при движениях, соразмерять произвольные движения с целью этого движения, быстро переходить от сгибания к разгибанию и наоборот.

Мозжечок обеспечивает синергию сокращений разных мышц при сложных движениях. Например, делая шаг при ходьбе, человек заносит вперед ногу, одновременно центр тяжести туловища переносится вперед при участии мышц спины.

В тех случаях, когда мозжечок не выполняет своей регуляторной функции, у человека наблюдаются расстройства двигательных функций, что выражается следующими симптомами.

Двигательный контроль мозжечка. Мозжечковый контроль баллистических движений

1) астения— снижение силы мышечного сокращения, быстрая утомляемость мышц;

2) астазия— утрата способности к длительному сокращению мышц, что затрудняет стояние, сидение и т. д.;

  • 3) дистония — непроизвольное повышение или понижение тонуса мышц;
  • 4) тремор — дрожание пальцев рук, кистей, головы в покое; этот тремор усиливается при движении;
  • 5) дисметрия — расстройство равномерности движений, выражающееся либо в излишнем, либо недостаточном движении. Больной пытается взять предмет со стола и проносит руку за предмет (гиперметрия) или не доносит ее до предмета (гипометрия);

6) атаксия — нарушение координации движений. Здесь ярче всего проявляется невозможность выполнения движений в нужном порядке, в определенной последовательности. Проявлениями атаксии являются так же адиадохокинез, асинергия, пьяная=шаткая походка.

При адиадохокинезе человек не способен быстро вращать ладони вниз—вверх. При асинергии мышц он не способен сесть из положения лежа без помощи рук. Пьяная походка характеризуется тем, что человек ходит, широко расставив ноги, шатаясь из стороны в сторону от линии ходьбы.

Врожденных двигательных актов у человека не так уж много (например, сосание), большинство же движений он выучивает в течение жизни и они становятся автоматическими (ходьба, письмо и т.д.).

Когда нарушается функция мозжечка, движения становятся неточными, негармоничными, разбросанными, часто не достигают цели.

Данные о том, что повреждение мозжечка ведет к расстройствам движений, которые были приобретены человеком в результате обучения, позволяют сделать вывод, что само обучение шло с участием мозжечковых структур, а следовательно, мозжечок принимает участие в организации процессов высшей нервной деятельности;

7) дизартрия— расстройство организации речевой моторики. При повреждении мозжечка речь больного становится растянутой, слова иногда произносятся как бы толчками (скандированная речь).

В случае повреждения мозжечка активируются нейроны вестибулярных ядер и ретикулярной формации продолговатого мозга, которые активируют мотонейроны спинного мозга.

Одновременно активность пирамидных нейронов снижается, а следовательно, снижается их тормозное влияние на те же мотонейроны спинного мозга.

В итоге, получая возбуждающие сигналы от продолговатого мозга при одновременном уменьшении тормозных влияний от коры большого мозга (после повреждения структур мозжечка), мотонейроны спинного мозга активируются и вызывают гипертонус мышц.

Взаимодействие мозжечка и коры большого мозга. Это взаимодействие организовано соматотопически. Функционально мозжечок может оказывать облегчающее, тормозящее и компенсаторное влияние на реализацию функций коры большого мозга.

Роль взаимодействия лобной доли коры большого мозга с мозжечком хорошо проявляется при частичных повреждениях мозжечка. Одномоментное удаление мозжечка приводит к гибели человека, в то же время, если удаляется часть мозжечка, это вмешательство, как правило, не смертельно.

После операции частичного удаления мозжечка возникают симптомы его повреждения (тремор, атаксия, астения и т. д.), которые затем исчезают. Если на фоне исчезновения мозжечковых симптомов нарушается функция лобных долей мозга, то мозжечковые симптомы возникают вновь.

Следовательно, кора лобных долей большого мозга компенсирует расстройства, вызываемые повреждением мозжечка. Механизм данной компенсации реализуется через лобно-мостомозжечковый тракт.

Мозжечок за счет своего влияния на сенсомоторную область коры может изменять уровень тактильной, температурной, зрительной чувствительности. Оказалось, что повреждение мозжечка снижает уровень восприятия критической частоты мельканий света (наименьшая частота мельканий, при которой световые стимулы воспринимаются не как отдельные вспышки, а как непрерывный свет).

Удаление мозжечка приводит к ослаблению силы процессов возбуждения и торможения, нарушению баланса между ними, развитию инертности.

Выработка двигательных условных рефлексов после удаления мозжечка затрудняется, особенно в случаях формирования локальной, изолированной двигательной реакции.

Точно так же замедляется выработка пищевых условных рефлексов, увеличивается скрытый (латентный) период их вызова.

Влияние мозжечка на вегетативные функции. Мозжечок оказывает угнетающее и стимулирующее влияние на работу сердечнососудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем организма. В результате двойственного влияния мозжечок стабилизирует, оптимизирует функции систем организма.

Сердечно-сосудистая система реагирует на раздражение мозжечка либо усилением (например, прессорные рефлексы), либо снижением этой реакции. Направленность реакции зависит от фона, на котором она вызывается.

При раздражении мозжечка высокое кровяное давление снижается, а исходное низкое — повышается. Раздражение мозжечка на фоне учащенного дыхания (гиперпноэ) снижает частоту дыхания.

При этом одностороннее раздражение мозжечка вызывает на своей стороне снижение, а на противоположной — повышение тонуса дыхательных мышц.

Таким образом, мозжечок принимает участие в различных видах деятельности организма: моторной, соматической, вегетативной, сенсорной, интегративной и т. д. Однако эти функции мозжечок реализует через другие структуры центральной нервной системы.

Мозжечок выполняет функцию оптимизации отношений между различными отделами нервной системы, что реализуется, с одной стороны, активацией отдельных центров, с другой — удержанием этой активности в определенных рамках возбуждения, лабильности и т. д.

После частичного повреждения мозжечка могут сохраняться все функции организма, но сами функции, порядок их реализации, количественное соответствие потребностям трофики организма нарушаются.

Мозжечок

Сопоставление эффектов раздражения и разрушения мозжечка и данные современных электрофизиологических исследований позволяют составить определенное представление о его значении в организме.

Удаление мозжечка не вызывает исчезновения рефлекторных реакций: в частности, сохраняются тонические рефлексы мозгового ствола. Вместе с тем наблюдаются некоторые изменения тонуса мускулатуры и нарушается  точность и координированностьрефлекторных реакций.

Читайте также:  Коактивация мышц агонистов и антагонистов. гипертрофия и атрофия мышц

Мозжечок получает афферентные импульсы, поступающие в центральную нервную систему по каналам «обратной связи» от всех рецепторов, раздражение которых происходит во время движений тела. К мозжечку приходят импульсы от проприо- и вестибулорецепторов, а также от зрительных, слуховых и тактильных рецепторов.

Двигательный контроль мозжечка. Мозжечковый контроль баллистических движений Получая, таким образом, информацию о состоянии двигательного аппарата, мозжечок оказывает влияние на красное ядро и ретикулярную формацию мозгового ствола, которые непосредственно регулируют мышечный тонус (рис. 239). О влиянии мозжечка на ретикулярную формацию свидетельствуют эксперименты, в которых микроэлектроды вводились в определенные участки ретикулярной формации продолговатого мозга и производилось раздражение мозжечка. В этих опытах отмечалось изменение спонтанной электрической активности нейронов ретикулярной формации. Характер изменений электрической активности может быть различен в зависимости от того, какой участок мозжечка раздражается. Влияние мозжечка на ретикулярную формацию продолговатого мозга сказывается еще и в том, что раздражение его передней доли вызывает уменьшение децеребрационной  ригидности  разгибательной мускулатуры. Рис. 239. Связи между мозжечком и красным ядром, таламусом, корой больших полушарий и спинным мозгом, благодаря которым осуществляется мозжечковый контроль движений (по Гайтону). 

Влияние мозжечка на ретикулярную формацию бывает иногда противоположным влиянию коры больших полушарий. Так, наблюдали, что раздражение мозжечка оказывало угнетающее влияние на разряды отдельных нейронов ретикулярной формации, в то время как электрическое раздражение моторной зоны коры больших полушарий вызывало учащение разрядов этих же нейронов.

В механизме влияния мозжечка на мышечный тонус определенная роль принадлежит изменениям разрядов гамма-мотонейронов спинного мозга. Р.

Гранит наблюдал, что при раздражении некоторых участков передней доли мозжечка угнетаются разряды, проходящие по гамма-афферентным волокнам мышечного веретена, что приводит к рефлекторному снижению мышечного тонуса.

При раздражении же других участков передней доли мозжечка учащаются импульсы рецепторов веретена, что приводит к увеличению мышечного тонуса.

Эфферентные импульсы, исходящие из ядер мозжечка, оказывают тормозящее влияние на про-приорецептивные (миотатические) рефлексы. Каждое мышечное сокращение, раздражая проприорецепторы, может вызвать возникновение нового рефлекса.

Такого превращения простого рефлекса в сложный цепной рефлекс обычно не происходит, так как имеется тормозной механизм, обрывающий цепь рефлексов.

Мышечная дрожь, качания и колебания, характерные для астазии, наблюдаемой при удалении мозжечка, имеют, вероятно, в своей основе незаторможенные проприорецептивные   рефлексы.

Таким образом, мозжечок коррегирует двигательные реакции организма, иначе говоря, вносит в них необходимые поправки, обеспечивая их точность. Эта роль мозжечка особенно отчетливо проявляется при осуществлении произвольных движений. Главная его функция состоит в согласовании быстрых (фазических) и медленных (топических) компонентов двигательных актов.

Влияния мозжечка на произвольные движения осуществляются благодаря наличию двусторонних связей мозжечка и коры больших полушарий, а также через посредство ретикулярной формации ствола мозга.

Мозжечок регулирует состояние активности нейронов коры больших полушарий. Это доказывается тем, что раздражение определенных участков коры мозжечка приводит к изменению возбудимости моторных центров коры больших полушарий. Согласно данным Г.

Моруцци, раздражение одних участков мозжечка оказывает угнетающее, а раздражение других участков — облегчающее влияние на эффекты раздражения коры больших полушарий.

Импульсы, исходящие от мозжечка и поступающие к коре через таламус, могут оказывать прямое влияние на нейроны коры больших полушарий головного мозга.

Мозжечковые импульсы влияют на кору больших полушарий и опосредованно, изменяя состояние ретикулярной формации. Поэтому при раздражении или разрушении мозжечка меняется характер импульсов, которые посылает кора больших полушарии по кортикоспинальным путям. При удалении или повреждении мозжечка кортикальный механизм произвольных движений не может привести их объем в соответствие с требуемым.

Следствием этого и является возникновение атаксии и дисметрии; движения теряют точность и становятся размашистыми, плохо координированными. В осуществление двигательных актов вовлекаются те мышцы, которые в норме в них не участвуют. Одним из характерных симптомов при нарушении мозжечкового контроля является замедленность начала произвольных двигательных актов и резкое усиление их к концу.

В регуляции двигательных актов, осуществляемых под влиянием коры больших полушарий, особо важная роль принадлежит филогенетически наиболее  молодому отделу мозжечка — передней части задней доли.

Роль мозжечка в когнитивных функциях

Ю.В. Зуева, Н.К. Корсакова, Л.A. Калашникова

Москва, Россия

На протяжении многих лет мозжечок рассматривался как структура, ответственная исключительно за координацию и статику движений.

И хотя в клинических исследованиях давно был накоплен материал о связи патологии мозжечка с такими заболеваниями как аутизм, шизофрения, сенильная деменция, из-за отсутствия инструментально-технической базы эти данные оставались на феноменологическом уровне (Sehmahmann, 1991; Snider, 1982; Weinberger et al., 1980; Cole et al.., 1989).

С развитием нейровизуализационных методов исследования, таких как позитронно-эмиссионная томография, однофотонная эмиссионная томография и высокоразрешающая магнитно-резонансная томография, а также с накоплением огромного массива данных в рамках анатомических, лабораторных, клинических исследований была показана роль мозжечка в организации психических функций (Akshoomoff & Courchersne, 1992; Botez-Marquard & Botez, 1993; Berquin et al., 1998; Kim et al., 1994; Leiner et al., 1986; Orioli & Stick, 1989; Paradiso et al., 1997; Paulesu et al., 1995; Petersen & Fiez, 1993; Sehmahmann, 1996, 1997, 1998; Sehmahmann & Handya, 1987; Silvery et al., 1994). Концепция о влиянии мозжечка на когнитивные процессы сформировалась относительно недавно, но уже в 1997 году в США под редакцией Sehmahmann была опубликована первая в мире монография «Мозжечок и познание», обобщившая имеющиеся на сегодняшний день клинические, анатомические, физиологические и нейровизуализационные данные (Sehmahmann, 1997). Анатомической основой участия мозжечка в психических функциях являются его двусторонние связи с ассоциативными зонами коры преимущественно контрлатеральных полушарий головного мозга и лимбикоретикулярным комплексом. При этом было отмечено изолированное существование путей, идущих к моторной коре и префронтальным отделам мозга, что в свою очередь определяет возможность изолированного возникновения когнитивных и двигательных расстройств при поражении мозжечка (Hook, 1997; Kim et al., 1994; Leiner et al.. 1986, 1993; Middleton & Stick, 1994; Orioli & Strick,1989; Sehmahmann, 1997; Sehmahmann, Handya, 1987). Показано также, что патология мозжечка различного генеза (опухоли, дегенерации, гипоплазия, сосудистые изменения) приводит к широкому спектру нарушений психических функций в виде нарушений планирования, абстрактного мышления, рабочей памяти, дефицита пространственных функций, речи, эмоционально-личностных изменений (Botez-Marquard & Botez, 1993; Berquin et al.. 1998; Canavan et al., 1994; Cole, 1994; Grafman et al., 1992; Malm et al., 1998; Sehmahmann, 1998; Silvery et al., 1994).

Однако большинство исследований ограничены рассмотрением либо отдельных психических функций и их составляющих, либо изучением клинических синдромов, что препятствует возможности нахождения общих механизмов формирования весьма разнообразных и многочисленных когнитивных симптомов.

Представляется адекватным для решения этой задачи применение комплексного синдромного анализа к нарушенным психическим функциям. В школе А.Р.Лурия более 20 лет начаз Т. В.

Мельниковой (1974) было проведено исследование больных с субтенториальными опухолями (в том числе и с опухолью мозжечка) и получены данные о наличии у них нейропсихологических синдромов по типу лобного и височно-теменно-затылочного.

При этом была показана взаимосвязь между нейропсихологическими нарушениями и дисфункцией именно этих отделов коры больших полушарий по ЭЭГ. Однако, выявленные изменения объяснялись преходящими сосудистыми нарушениями, связанными с определенной локализацией опухоли. Роль мозжечка в когнитивном дефиците не была означена и не получила развития в дальнейших исследованиях.

Опираясь на опыт западных исследователей и применяя методологию синдромного анализа, разработанную в школе А.Р.

Лурия (2000), мы сформулировали задачу провести комплексное изучение нарушений высших психических функций (ВПФ) при инфарктах мозжечка и выявить клинические параметры, влияющие на степень когнитивного снижения при данной форме патологии.

Изолированные инфаркты по сравнению с другими видами заболеваний (мозжечковые дегенерациия, опухоли, врожденные аномалии) являются наиболее адекватной и корректной клинической моделью, так как развиваются у больных без сопутствующих признаков поражения полушарий мозга, которые нельзя полностью исключить при дегенеративных заболеваниях или опухолях мозжечка, нередко сопровождающихся гидроцефалией. Вместе с тем, изолированные инфаркты – это очень редко встречаемая клиническая модель (Malm et al., 1998: Schmahmann. 1998; Schmalimann & Handya. 1987) и настоящая работа с обследованием 25 больных с данной патологией является первой, проведенной на такой многочисленной выборке.

переключение – предыдущая | следующая – нейропсихологическое исследование

А. Р. Лурия и психология XXI века. Содержание

Записаться на онлайн прием

Роль мозжечка в регуляции движений

Мозжечок контролирует мышечный тонус и равновесие тела, обеспечивает точность и своевременность выполнения целенаправленных движений. Двигательные функции мозжечка осуществляются без участия сознания. Филогенетически различают три части мозжечка. Древний мозжечок получает информацию от рецепторов вестибулярного аппарата.

Старый мозжечок получает информацию от мышечных рецепторов. Новый мозжечок состоит из полушарий. В него афферентная информация поступает от разных областей коры головного мозга.

Белое вещество мозжечка образует главный эфферентный информационный канал, который проводит информацию от мозжечка в моторные центры головного мозга — двигательные ядра таламуса, красное, ретикулярные, вестибулярные ядра.

Читайте также:  Опухоли полости рта. Опухолеподобные поражения полости рта.

Главные двигательные функции мозжечка следующие.

Регуляция мышечного тонуса, позы и равновесия осуществляется преимущественно древним, частично старым и новым мозжечком.

Эти структуры получают информацию о состоянии мышц и положении тела в пространстве от вестибулярных, мышечных, кожных, зрительных и слуховых рецепторов.

Посредством эфферентных влияний мозжечок перераспределяет тонус мышц и изменяет позу, что позволяет человеку сохранить ориентацию в гравитационном поле Земли, осуществить координацию деятельности мышц в процессе преодоления силы тяжести, сохранить равновесие тела и осуществить фиксацию взора на неподвижных или движущихся предметах.

Координация позы и целенаправленных движений выполняется старым и новым мозжечком, которые проводят координацию позы и движения в реальном времени и корректируют направление движения, осуществляя «поправочную» деятельность при выполнении сложных произвольных движений.

Эта функция мозжечка особенно важна при выполнении быстрых движений с изменением направления. При этом мозжечок преодолевает инерцию начала и окончания движения, предотвращая промахивание.

Контроль и коррекция медленных программированных движений осуществляются на основе обратной афферентации, а быстрых (баллистических, запрограммированных) движений — путем изменения программы.

Координацию сложных целенаправленных движений кистей рук, стоп, речедвигательного аппарата выполняет новый мозжечок. В него поступает импульсация из ассоциативной и сенсомо- торной коры больших полушарий (замысел движения). В коре мозжечка она перерабатывается в программу движения и передается не в первичную двигательную кору, а в рядом лежащие моторные зоны.

Эти зоны нейронов обладают функцией программирования и также имеются различные программы движения.

В осуществлении этой функции важную роль играет способность мозжечка планировать последовательность движений — плавно переходить от одного движения к следующему в необходимой последовательности, а также функции хронометража движения — способности определить, когда нужно начинать следующее движение.

Мозжечковая стимуляция — метод двигательной нейропсихологической коррекции

Мозжечковая стимуляция – этот один из методов двигательной нейропсихологической коррекции при различных неврологических заболеваниях: РАС (расстройства аутистического спектра), ММД (минимальные мозговые дисфункции), ЗПР (задержки психического развития), CДВГ (синдром дефицита внимания гиперактивность), а также при дислексиях (нарушениях чтения), дисграфиях (нарушения письма), нарушениях почерка, речевых нарушениях (непроговаривание слов, перестановка слогов, заикание, дизартрии), нарушениях координации движений и баланса.

Мозжечок – это отдел мозга, который отвечает за координацию движений, равновесие, мышечный тонус. Он обрабатывает входящие сенсорные сигналы, поступающие от спинного мозга и исходящие сигналы от двигательных центров коры больших полушарий.

Таким образом, мозжечок координирует наши движения.

Если у детей наблюдается неловкость, неточность движений, двигательная расторможенность, а также плохой почерк, то это говорит о том, что данная система работает неправильно и ее нужно корректировать.

Мозжечок принимает непосредственное участие в формировании и автоматизации двигательных навыков, в том числе произносительной речи, письма, слежения глазами за текстом и чтения вслух, поэтому нарушения в работе мозжечка напрямую влияют на способности ребенка к обучению.

Нарушенный тонус мышц у детей также указывает на неправильную работу мозжечка и связанного с ним ствола мозга, что ведет к развитию сколиозов и утомляемости при обучении (особенно ярко это проявляется в зевании и усталости, вялости даже при небольших дозах обучающей информации).

При неправильном тонусе напрягаются (ослабляются) мышцы икр, голени, взъема, шеи, мышц спины – отсюда различные искривления, которые также ведут в свою очередь к еще большему ухудшению работы системы кровообращения и питания мозга и, соответственно,  к ухудшению работы центральной нервной системы.

Также мозжечок связан с ретикулярной формацией головного мозга, отвечающей за регулирование процессов сна и бодрствования, неправильная работа которой влияет на ослабление осознанности и внимания при получении и усвоении информации.

Гиперактивным детям, с нарушениями  внимания, просто необходимо двигаться, именно так естественным путем они восстанавливают и закрепляют нарушенные нейронные связи и заставляют ретикулярную формацию активизироваться, чтобы пребывать в осознанном состоянии, иначе процесс запоминания и внимания невозможен.

Мозжечок тесно связан с вестибулярным аппаратом, активизация которого приводит кору больших полушарий в готовность к познавательной деятельности.  Если вестибулярная система работает слабо, то ребенок плохо включается в обучение, пассивен к обучающей деятельности.

Мозжечок имеет множественные связи со всеми отделами головного мозга и принимает участие в переработке всей информации, идущей от них и задает темп работы всего мозга. Чем лучше будет работать мозжечок, тем быстрее ребенок будет осваивать новые знания.

  • Тренируя и развивая мозжечок, а также и другие отделы мозга, связанные с ним, улучшаются:
  • -крупная моторика (улучшаются плавность движений, точность, ловкость,  осанка, походка)
  • -мелкая моторика, зрительно-моторная координация (улучшается почерк, манипулирование мелкими предметами , устраняются эффекты отзеркаливания букв и цифр, буквы пишутся более ровно и не выходят за пределы строки)
  • -улучшаются функции сенсорной интеграции
  • -улучшается произносительная часть речи (четкость звуков, плавность речи)
  • -повышается концентрация внимания
  • — улучшаются глазодвигательные функции, что повышает скорость чтения
  • -повышается скорость мышления
  • Для того, чтобы стимулировать функцию мозжечка, разработано специальное устройство — балансировочная доска и комплексы упражнений, выполняемые на этой доске.
  • Кому полезна мозжечковая стимуляция:
  • -для детей с РАС (расстройство аутистического спектра)
  • -при СДВГ (синдром дефицита внимания гиперактивность)
  • -при нарушениях внимания (слабая концентрация и удержание внимания)
  • -при дисграфии (нарушения письменной речи), дислексии (нарушения чтения)
  • -при нарушениях координации движений и моторной неловкости
  • -при нарушениях почерка
  • -ЗПР, ММД;
  • -при быстрой психической возбуждаемости и скорой повышенной утомляемости;
  • -при речевых расстройствах (логоневрозы, непроговаривание слов, перестановка слогов, дизартрии)
  • Как проходят занятия:
  • На занятиях ребенок выполняет различные упражнения, стоя на специальной балансировочной доске (аналог доски Баламетрикс и комплекс упражнений из программы мозжечковой стимуляции доктора Френка Бельгоу — автора метода мозжечковой стимуляции, которая названа «Прорыв в обучении»).

Все упражнения выполняются с применением дополнительного оборудования (сенсорных мешочков, цветонизированной рейки, стенда с мишенями, мишени с цифрами, мячами).

В занятия включены упражнения из зарубежной системы Bal-A-Vis-X– «балансировочно-аудиально-визуальные упражнения», которые развивают  зрительное слежение,  улучшают слуховое восприятие, развивают чувство ритма, баланса и согласованные движения глаз, конечностей, корпуса, головы, слуха, вестибулярной системы, а также развивают концентрацию внимания, самоконтроль, умение владеть собственным телом.

Упражнения подбираются в зависимости от особенностей и возможностей ребенка. Занятие длится 30 минут.

  1. При таком тренинге на балансире, у детей задействуются одновременно несколько систем:
  2. -вестибулярная
  3. -моторная
  4. -сенсорная
  5. -проприоцептивная
  6. -глазодвигательная
  7. -кинестетическая
  8. -аудиальная

Мозг при этом соединяет сигналы всех систем и постепенно формирует схему тела – информацию о том, какие части тела есть у организма и чем они заняты, что при регулярных занятиях дает ему возможность автоматически обрабатывать большое количество информации, идущее от разных систем организма.

Такая автоматизированная обработка информации позволяет мозгу тратить усилия на другие важные дела: на высшую психическую деятельность (мышление, память, произвольное внимание, на занятия  познавательной деятельностью и обучением).

Также формирование более полных представлений о собственном теле повышает двигательный потенциал ребенка и его манипулирование с другими предметами, повышается ловкость и точность движений, улучшаются речевые и графомоторные навыки.

  • Упражнения, где ребенок манипулирует различными предметами, построены так, что ребенок пересекает срединную линию тела, что развивает  у него больше межполушарных связей и улучшает прием и  переработку информации, таким образом работа обеих полушарий мозга становится согласованней и эффективней, а значит повышается  успешность ребенка в различных видах деятельности.
  • Занятия направлены на синхронизацию двигательных и познавательных навыков, на развитие зрительно-моторной координации, на стабилизацию процессов сенсорной интеграции, на улучшение и совершенствование движений,  вот почему так полезны занятия мозжечковой стимуляции для детей с расстройствами аутистического спектра и задержками психического развития.
  • Улучшение связей между мозжечком, ретикулярной формацией и вестибулярным аппаратом ведет к согласованной и правильной их работе, что необходимо для детей с гиперактивностью и нарушениями внимания.

Регулярность тренировок обеспечивает создание и укрепление необходимых нейронных связей между отделами головного мозга, дефицитарность которых и обусловливает различные трудности у детей. Занятия мозжечковой стимуляцией позволяют усилить эффект других занятий с психологами, логопедами, дефектологами.

Метод противопоказан или применяется с осторожностью при эпилепсии (необходима консультация лечащего невролога).

Ода мозжечку

Почему мозжечок похож на графический процессор? И поможет ли это сходство решить загадку того, для именно чего он нужен?

Мозжечок принято недооценивать. Столетиями на него смотрели как на «придаток», которому отводятся простые задачи координации движений, – и не более того. Ученые прошлого, извлекая мозг из подопытных животных, нередко оставляли мозжечок на месте, как нечто лишнее или неважное. И позднее, при проведении исследований в томографе, на него обращали внимание далеко не всегда.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ситуация поменялась лишь в последние десятилетия, настолько недавно, что далеко не все учебники успели отразить эти изменения.

Появилось достаточно свидетельств, которые указывают на участие мозжечка в обучении, в обработке сложной сенсорной информации и даже в высших когнитивных процессах.

Однако в чем именно состоит это участие и каковы разнообразные функции мозжечка? Тут вопросов больше, чем ответов.

Читайте также:  Карциноид легкого на рентгеновском снимке.

Вопросы из истории

Ключевые работы по изучению этого отдела мозга были проведены еще в первой половине XIX в. Мари-Жан-Пьером Флурансом.

Удаляя мозжечок у голубей, французский физиолог обнаружил, что птицы теряют баланс и координацию движений, перемещаясь нелепо, словно сильно выпили.

Именно он предположил, что задача мозжечка состоит в точном контроле за моторикой, и эти представления остались с нами почти на два столетия.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Нельзя сказать, чтобы сомнений не было. Медики и ученые, работавшие с пациентами с повреждениями мозжечка, отмечали, что такие люди демонстрируют симптомы, выходящие далеко за рамки несогласованных движений (атаксии).

Они могут проявлять эмоциональную неустойчивость, нарушения речи и обучаемости, неуместное поведение, терять способность к чтению и письму.

Итог этим наблюдениям подвели знаковые работы американца Джереми Шахманна (Jeremy Schmahmann), который изучил огромный массив данных, накопленных в этой области начиная с XIX столетия, и в конце 1990-х дал полное описание мозжечкового когнитивного аффективного синдрома, включающего и такие нарушения как изменения личности.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Поставленные затем эксперименты показали, что через ствол мозга мозжечок образует обширные связи с корой больших полушарий, получая информацию из отделов, выполняющих самые разнообразные функции, далеко не только моторные.

А команда нейрофизиолога Питера Стрика (Peter Strick) нашла и сигнальные пути, ведущие в обратном направлении.

Эти связи тянутся от мозжечка к таламусу, структуре мозга, куда сходится информация от органов чувств и где происходит регуляция внимания.

С помощью флуоресцентных меток, которые подсвечивали нейроны, когда те проявляют активность, было продемонстрировано, что соответствующие участки коры полушарий и самого мозжечка действительно срабатывают скоординированно друг с другом.

Среди этих отделов – даже вентральная область покрышки, которая играет основную роль в работе «системы внутреннего вознаграждения».

Возникает вопрос: если речь только о моторной функции, то зачем эти пути и почему медики замечают подобные симптомы?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Мозжечок и ствол мозга, окрашенные с помощью флуоресцентных белков Greg Dunn

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вопросы от медицины

Многие из характерных проявлений синдрома Шахманна весьма близки к симптомам аутизма и шизофрении. У больных с такими диагнозами действительно нередко обнаруживаются анатомические аномалии или повреждения мозжечка.

А нарушение его формирования в детстве повышает шансы развития аутизма. На связь между ними указали эксперименты с лабораторными мышами, у которых искусственно подавили связи между мозжечком и остальными отделами мозга.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Такие животные, помимо нарушенных движений, действительно демонстрировали «аутичное» поведение.

Например, интересовались неодушевленными предметами не меньше, чем собственными собратьями, что в норме им совершенно несвойственно.

А с помощью мышей специальной ГМ-линии, служащих моделью аутизма, было продемонстрировано и обратное действие. Стимуляция мозжечка с помощью микроэлектродов снижало их обычную асоциальность.

Уже недавно – в 2019 г. – Шахманн использовал для этого людей-добровольцев и неинвазивный метод транскраниальной магнитной стимуляции. Оказалось, что такое воздействие на мозжечок может снимать многие «негативные» симптомы шизофрении – такие как утрата способности получать удовольствие, мотивации и т.п.

Ученые рассматривают такую стимуляцию в качестве возможного средства лечения этих симптомов, которые, в отличие от «позитивных» (галлюцинаций, гипервозбуждения и т.п.) не поддаются обычной терапии с помощью антипсихотиков.

Но как все это возможно, если мозжечок занят исключительно моторными функциями?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вопросы по анатомии

Мозжечок расположен под затылочными долями больших полушарий, соединяясь с варолиевым мостом ствола мозга – «хабом», через который происходит обмен информацией между головным и спинным мозгом.

Как и видно из его названия, мозжечок действительно напоминает крошечный мозг размерами с пару детских кулачков – с полушариями примерно по 6 х 5 х 5 см, которые соединяются структурой, напоминающей толстого червяка – червем мозжечка.

В центре каждого полушария расположены несколько десятков крошечных ядер серого вещества, они покрыты складчатой корой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как и у «большого» мозга, кора мозжечка образует множество складок. Но у него они не такие глубокие и извилистые, складываются почти ровной гармошкой.

Это позволяет плотно упаковать огромную по площади кору – почти плоский слой нервной ткани – в небольшой объем. Если выровнять все складки мозжечка человека, его поверхность вытянется 5-сантиметровой лентой длиной около метра.

В результате на мозжечок приходится лишь 10 процентов головного мозга, но больше половины всех его нейронов.

Вообще, развитие мозжечка, как правило, тесно коррелирует с развитием остальных отделов мозга. Несколько упрощая, можно сказать, что у людей он самый большой среди приматов, у приматов – самый большой среди млекопитающих, а у млекопитающих – самый большой среди животных, если пересчитать на размер тела.

Показано, что в мозжечке в среднем в 3,6 раз больше нервных клеток, чем в коре больших полушарий того же мозга.

Возникает вопрос: неужели все это богатство нужно лишь за тем, чтобы дополнительно контролировать движения? Люди явно не отличаются особо выдающимися моторными способностями на фоне многих других животных.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вопросы гистологии

Кора мозжечка – почти что плоская структура, сложенная из молекулярного слоя, слоя гранулярных нейронов и слоя нейронов Пуркинье. Клетки Пуркинье выделяются крупным, пузатым телом и огромным количеством отростков-аксонов, отходящих от него, как тысячи тонких веточек. Они получают информацию от гранулярных клеток – самых мелких и многочисленных из наших нейронов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сигналы из ствола мозга поступают на нейроны гранулярного и молекулярного слоев, а от них – на клетки Пуркинье, откуда передаются в глубину, где расположены ядра мозжечка. Отсюда, уже обработанные, они возвращаются в таламус и «главный» мозг.

Любопытно, что при этом информация сперва расходится на все большее число нейронов, а затем снова сходится к меньшему. Так, на 40 млрд гранулярных клеток сигнал поступает всего из 200 млн нейронов, соединяющих их со стволом мозга.

От гранулярных он движется к 15 млн клеток Пуркинье, которые могут вызывать возбуждение всего лишь нескольких десятков нейронов, составляющих одно из ядер мозжечка.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Другой важной особенностью можно назвать однонаправленное движение сигнала. Он никогда не возвращается обратно из больших полушарий тем же путем, которым приходит: информация должна совершить полный круг и поступить в таламус. По-видимому, это повышает скорость ее обработки в мозжечке, который может действовать, не дожидаясь сравнительно долгой «обратной связи» от высших областей мозга.

Кроме того, ткань мозжечка разделена на несколько сотен (возможно, тысяч) идентичных «модулей», работающих более или менее независимо друг от друга, как вычислительные ядра микрочипа.

Но если полушария головного мозга напоминают центральный процессор с его сложной, почти вертикальной архитектурой, которая позволяет проводить сложные операции, то архитектура мозжечка похожа, скорее, на графический процессор (GPU): множество простых, быстрых ядер, проводящих несложные, но весьма скоростные вычисления.

Недаром с помощью нейросетей, запущенных на GPU-чипах, уже сегодня удается моделировать некоторые аспекты работы мозжечка в режиме реального времени. Но что же тогда считает мозжечок?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Немного ответов

Моторная функция мозжечка многократно продемонстрирована и не вызывает сомнений. Без него любые движения становятся неловкими и нескоординированными, как у сильно пьяных людей. Однако этим дело явно не ограничивается, и теорий о функциях мозжечка существует больше, чем о каком-либо другом отделе мозга.

Так, еще в 1950-х появилась гипотеза, что путешествие сигнала по бесчисленным нейронам мозжечка может занимать строго определенное время, что позволяет мозгу вести его отсчет.

Подтверждения она не нашла, хотя и сегодня сохраняются сторонники идеи о том, что мозжечок служит чем-то вроде генератора тактовой частоты в компьютере, «метронома», который помогает синхронизировать работу мозга в целом.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Другая группа теорий отталкивается от того, что связи между гранулярными нейронами и клетками Пуринье и многие другие синапсы в мозжечке отличаются очень высокой пластичностью. Они способны быстро возникать, а при необходимости – так же быстро исчезают.

Это делает нейросети легко настраиваемыми под любые новые условия, и некоторые специалисты полагают, что мозжечок занят постоянным обучением, соотнося поступающую сенсорную информацию с результатами выполнения моторных функций и предсказаниями коры, что позволяет поддерживать точность движений вне зависимости от текущих обстоятельств.

Возможно, что первоначально в этом и состояла единственная функция мозжечка. Однако эволюция известна склонностью приспосабливать имеющиеся системы к выполнению новых задач.

И в процессе развития огромные вычислительные мощности мозжечка могли найти и другие применения, работая, как быстрый «графический сопроцессор», поддерживающий реализацию многих сложных функций «центрального процессора» головного мозга.

Так же, кстати, произошло и с настоящими GPU: разработанные для быстрого обсчета трехмерной графики, они оказались чрезвычайно удобны для развертывания нейросетей и сегодня массово применяются именно для этой цели.

На множество функций мозжечка указало и недавнее исследование Скотта Марека (Scott Marek) и его коллег, опубликованное в 2018 г. в журнале Neuron.

С помощью томографа ученые вновь, уже крайне тщательно проследили все его связи с другими отделами мозга, обнаружив, что только 20 процентов путей ведут к частям, вовлеченных в моторные функции.

80 процентов мозжечка соединены с областями, участвующими в абстрактном мышлении, в планировании действий, речи, памяти и эмоциях. Похоже, что его «вычислительная мощь» мозжечка требуется мозгу едва ли не для каждой задачи. Но что же именно он считает – и зачем?

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector