W III
19.10.2010
KORA MÓZGOWA (3)
organizacja, mapy
mózgu, analiza
informacji
wzrokowej, czucie
przestrzeni,
Dr n. med. Agata Przyborska
1
Relacje przestrzenne struktur mózgu - pojęcia
" Brzuszny (ventral) i grzbietowy (dorsal) :
oznaczają struktury w odniesieniu do linii brzuch  plecy u ssaków.
w obrębie struktur czaszki  struktury na przedłu\
eniu tej linii
" Dziobowy (rostral) i ogonowy (cadual) oznaczają lokalizację albo
bli\
szą przednich, albo bli\
szą tylnych części zwierzęcia, (na linii pysk
 ogon).
" Przedni (anterior) i tylny (posterior) oznaczają lokalizację względem
jakiegoś innego punktu odniesienia, mogą równie\
opisywać części
danej struktury znajdujące się na linii dziobowy  ogonowy. Przykład:
przednia i tylna część zakrętu kory mózgu; przednia część wzgórza i
tylna część wzgórza.
" Dolny (inferior) i górny (superior) są podobnnie jak opisane powy\
ej.
Przykład: wzgórki górne i dolne;
" Przyśrodkowy (medial) i boczny (lateral) oznaczają struktury na linii
środkowej, uwzględniającej symetryczność mózgu:
 Przyśrodkowy opisuje lokalizację bliską linii środkowej,
 Boczny odnosi się natomiast do lokalizacji bli\
szej powierzchni
zewnętrznej.
2
Pobudzający wpływ wzbogaconego środowiska na
rozwój ró\
nych obszarów kory mózgowej myszy
3
Poziomy regulacji zachowania
4
Główne rodzaje
kory wyró\
nione
na podstawie ilości
warstw widocznych
w wycinkach
histologicznych
5
Paleocortex
" kora dawna, paleocortex, płaszcz dawny (paleopallium),
" filogenetycznie najstarsza część kory mózgowej;
u prymitywnych kręgowców (kręgouste) jest zasadniczo jedynym
skupieniem istoty szarej kresomózgowia,
" u innych kręgowców występuje obok kory starej i kory nowej;
" u ssaków wchodzi w skład (na ogół silnie zredukowanego w stosunku
do innych części) węchomózgowia
" ró\
ni się od kory nowej tym, \
e ma 3 warstwy zamiast 6
" Do kory dawnej nale\
y kora gruszkowata (periform cortex) -
podstawowa kora węchowa w mózgu ssaków:
odbiera sygnały od nerwu doprowadzajacego z opuszki węchowej, która
odbiera sygnały z nabłonka nosowego gdzie są rozmieszczone receptory
węchowe.
" w porównaniu do innych obszarów czuciowych kory mózgowej nie
odbiera sygnałów przez wzgórze
6
Kora gruszkowata (paleocortex) w
analizie bodz
ców węchowych
7
Płaty nowej kory mózgowej
" Płat potyliczny - wejścia wzrokowe, płat ciemieniowy 
wejścia czuciowe, płat skroniowy  wejścia słuchowe,
w płacie czołowym ma początki wiele dróg ruchowych.
" Obszary płatów nie zaanga\
owane bezpośrednio w
drogi zmysłowe lub motoryczne nazywane są
obszarami asocjacyjnymi.
" Obszary te uległy
największemu
powiększeniu u człowieka.
8
9
C-C  połączenia korowo-korowe,
z warstwy II i III
Ca  połączenia spoidłowe,
S  wejścia (afferenty)
z warstwy III
specyficzne
C-S  połączenia korowo-pokorowe,
NS  afferenty niespecyficzne
z warstwy V
C-Sp  połączenia korowo-rdzeniowe,
z warstwy V
C-T  połączenia korowo-wzgórzowe,
z warstwy VI
10
" Okolice pierwszorzędowe:
ciemne kolory: czuciowa,
ruchowa, wzrokowa, słuchowa
" Okolice drugorzędowe: kolory
jaśniejsze, analiza informacji z
obszarów pierwszorzędowych
" Okolice trzeciorzędowe: jasne,
analiza informacji z ró\
nych
obszarów
" Przetwarzanie w ka\
dym
kolejnym obszarze zwiększa
zło\
oność informacji
" Okolice trzeciorzędowe mogą
aktywować struktury podkorowe
(np. układ limbiczny)
Mapy mózgu
" Mapy kory są charakterystyczne dla danego gatunku
" Psy  większy obraz analizy bodz
ców węchowych
" Ludzie  większy poziom rozwoju struktur związanych z
widzeniem
" Około 70% powierzchni kory jest ukryte w bruzdach i
zakrętach. Ujawniają je tzw. płaskie mapy mózgu
makak
człowiek
14
Dominacja półkulowa
" Lewa półkula dominuje w: mowie, języku, zło\
onych
ruchach zamierzonych, czytaniu, pisaniu i arytmetyce.
" Prawa półkula dominuje w: funkcjach nielingwistycznych,
takich jak rozpoznawanie
wzorców wzrokowych,
słuchowych, czuciowych,
orientacji przestrzennej,
rozpoznawanie kształtu,
orientacji kierunku w przestrzeni
oraz intuicji.
" Ogólny podział:
półkula lewa  naukowa,
półkula prawa - artystyczna
15
Poziomy organizacji kory  układy
rozproszone
" Większość zachowań kontrolowanych przez korę zale\
y od
oddziaływania obszarów nale\
ących do ró\
nych
płatów korowych.
" Innymi słowy, funkcje kory są zorganizowane w systemy
rozproszone.
" Przykładem mo\
e być analizowanie informacji wzrokowej
anga\
ujące obszary w płacie potylicznym, ciemieniowym i
skroniowym.
16
Rozproszona analiza informacji wzrokowej
17
Rozproszona analiza informacji czuciowej
Kora ruchowa:
Kora czuciowa:
1- inf. czuciowa z kory I rz. do II rz. 3. symbole są  tłumaczone na
intencje w III rz. korze
2. z II rz. do III rz. gdzie jest
motorycznej
przetwarzana na symbole
(percepcja) 4. i przekazywane w postaci
wzorca działania do II rz. i I.rz.
obszarów ruchowych
3
1
2
4
Wypowiadanie nazw widzianych obiektów  ośrodki mózgu
" Informacja wzrokowa dochodzi do p.17 i jest przetwarzana w pp. 18 i 19.
" Stamtąd obraz percepcyjny jest przekazywany do ciemieniowego obszaru
mowy zawierającego pole 39 i klasyczny obszar Wernickego.
" Pole 39 przekazuje wzrokową reprezentację obiektu do pola 22, gdzie
powstaje reprezentacja słuchowa.
" Z pola 22, informacja dostaje się do pola Broki, gdzie uruchamiane są
programy motoryczne mowy.
" Programy te kontrolują czasowo-przestrzenną koordynacje mięśni mowy i
są odpowiedzialne za wypowiadane słowo.
19
Analiza informacji słownej
" pasywny odbiór bodz
ca sensorycznego  słowa prezentowanego A  wzrokowo, B  słuchowo
" C - wypowiadanie prezentowanego słowa w porównaniu z pasywnym odbiorem
" D - wypowiadanie słowa skojarzonego ze słowem prezentowanym
B
A
D
C
20
. Positron emission tomographic studies of the cortical anatomy of single-word processing.
Nature
.
1988 18;331(6157):585-9.
Multiple Representations: Mapping Reality
" Ró\
ne modalności czuciowe przetwarzane są w wielu
obszarach kory - zjawisko polimodalności
(multimodalności) kory mózgowej.
" Systemy czuciowe anga\
ują cztery podstawowe pętle
neuronalne. Połączenia do:
płatów czołowych
kory okołolimbicznej
kory multimodalnej (asocjacyjnej)
do struktur i pętli podkorowych
System korowy: Płat czołowy, kora układu
limbicznego, jądra podkorowe (1)
" Obszary płata czołowego:
Kora ruchowa Motor Cortex
Kora przedruchowa Premotor Cortex
Kora przedczołowa Prefrontal Cortex
" Połączenia włóknami kojarzeniowymi
włókna eferentne:
o planowanie ruchu
o kontrola ruchu
o krótkoterminowa pamięć pobudzeń czuciowych
System korowy: Płat czołowy, kora układu
limbicznego, jądra podkorowe (2)
" Kora układu limbicznego:
1. kora okołowęchowa Entorhinal Cortex,
2. kora okołohipokampalna Parahippocampal Cortex,
3. kora zakrętu obręczy Cingulate Cortex
" 1, 2 i 3 - zaanga\
owane w powstawanie pamięci
długotrwałej
System korowy: Płat czołowy, kora układu
limbicznego, jądra podkorowe (3)
" Pętle podkorowe:
połączenia korowo-podkorowe są obejmują obustronne
połączenia kora-ośrodki podkorowe albo pętle podkorowe
Informacja dociera o kory ze struktur podkorowych
" System ten wpływa na aktywność korową (hamowanie
lub modulowanie)
" Przepływ informacji
" Współpraca Korowo-Korowa
1. kora A  z w-wy II i III do 2. kora B  pobudzenie (lub
warstwy IV kory B HAMOWANIE) zwrotne z ww. V
i VI do ww. I i VI kory A
28
Hierarchiczny i
współczesny
model
funkcjonowania
kory
Izhikevich i Edelman, PNAS 2008
32
Płaty potyliczne
" Płat potyliczny jako jedyny jest związany właściwie z tylko jedną
funkcją  zmysłem wzroku.
" Na powierzchni przyśrodkowej na linii biegun płata potylicznego 
centrum półkuli przebiega bruzda ostrogowa.
" Wewnątrz bruzdy ostrogowej i wokół niej znajduje się
pierwszorzędowa kora wzrokowa V1, pokrywająca się z 17 polem
Brodmanna.
" Kora pierwszorzędowa jest te\
nazywana korą prą\
kową, lub
prą\
kowaną (striate cortex) ze względu na obecność na preparatach
histologicznych ciemnego prą\
ka Gennariego w okolicy IV warstwy
kory, który jest pasmem licznych zmielinizowanych włókien, jakie
dochodzą tutaj ze wzgórza
33
Kora prą\
kowa
" D. Hubel i T. Weisel opisali organizację kory prą\
kowej na
poziomie pojedynczych neuronów (Nobel 1981),
postulując istnienie dwóch klas komórek: prostych (simple
cells) i zło\
onych (complex cells).
" Ka\
dy rejon siatkówki ma swoją reprezentację w korze V1
- nazywamy to organizacją retinotopową (odobnie jest
zorganizowana droga przekazująca informacje z siatkówki
do kory).
" Hubel i Weisel pokazali równie\
, \
e kora V1 jest
zorganizowana w kolumny, które nie tylko przetwarzają
informacje z właściwego im miejsca siatkówki, ale te\

ka\
da kolumna reaguje na linie o określonym nachyleniu.
" Niezale\
nie od tych kolumn wykryto tak\
e miejsca
przetwarzające informacje o barwie.
34
35
Okolice przetwarzania informacji wzrokowej
36
Dwa strumienie przetwarzania informacji
wzrokowej ( u makaka)
gdzie?
co?
Parietal (Dorsal) and Temporal Areas MT and V4 in the
(Ventral) Processing Streams Macaque Brain
37
38
Poziomy organizacji kory  układy rozproszone 
przetwarzanie informacji wzrokowej
" B. W ni\
szej części płata skroniowego analizowane są
własności obiektów.
" C. W tylnej części płata ciemieniowego analizowane są
relacje przestrzenne między obiektami. Droga grzbietowa
(dorsal) jest wielosensoryczna i łączy informacje
wzrokową z informacją czuciową ręki.
39
PA
ATY POTYLICZNE
" Funkcje:
widzenie, analiza koloru, ruchu, kształtu, głębi
skojarzenia wzrokowe, ocena
decyduje czy wra\
enie jest analizowane i jaki jest jego
priorytet
40
Wewnętrzne reprezentacje i płaty czołowe
" A. W płatach czołowych następuje tworzenie wewnętrznej
reprezentacji świata zewnętrznego na podstawie
informacji wzrokowej (pamięć krótkoterminowa).
Małpy z uszkodzoną korą czołową (i noworodki do 1 roku
\
ycia) nie potrafią wykonać zadania polegającego na
utrzymaniu obiektu w wewnętrznej reprezentacji, nie
znajdującego się w polu widzenia (delayed response test).
41
Wewnętrzne reprezentacje i płaty czołowe
" B. Badania neuroanatomiczne pokazały silne wzajemne
połączenia pomiędzy obszarami asocjacyjnymi w korze
przedczołowej i ciemieniowej. Występują te\
drogi
równoległe biorące udział w analizowaniu ró\
nego typu
informacji.
42
PA
ATY POTYLICZNE
" Wyniki uszkodzeń płata potylicznego:
ubytki w polu widzenia (skotoma)
trudności w umiejscowieniu widzianych obiektów
halucynacje wzrokowe, niedokładne widzenie obiektów,
widzenie aureoli
trudności w rozpoznawaniu kolorów
trudności w rozpoznawaniu znaków, symboli, słów pisanych
trudności w rozpoznawaniu rysunków
trudności w rozpoznawaniu ruchu obiektu
trudności z czytaniem i/lub pisaniem
43
44
Płaty ciemieniowe
" Płat ciemieniowy na powierzchni bocznej składa się z trzech elementów:
płacika ciemieniowego górnego (pole Brodmanna 7), płacika
ciemieniowego dolnego (pola 39 i 40), rozdzielonych bruzdą
okołociemieniową (intraparietal sulcus, IPS), oraz zakrętu zaśrodkowego
(pola 3, 1, i 2). Płacik ciemieniowy dolny dzielony jest na zakręt kątowy
(pole 39) oraz nabrze\
ny (pole 40).
45
Płaty ciemieniowe
" Zakręt zaśrodkowy (3,2,1) stanowi pierwszorzędową
korę czuciową S1, odbierającą informacje
somatosensoryczne ze wzgórza, zaś wzgórze odbiera te
informacje z jąder nerwów czaszkowych i z rdzenia
kręgowego.
46
Płaty ciemieniowe
" Kora S1 jest zorganizowana somatotopowo, reprezentując wszystkie
komórki receptorowe - im więcej w danej części ciała jest receptorów,
tym większa reprezentacja. Największą posiadają usta i język, tak\
e
twarz oraz dłonie.
" Uszkodzenie dróg doprowadzających informacje do S1, spowoduje
ubytek odczuwania czucia w obszarze, którego reprezentacja została
zniszczona.
" W korze czuciowej (podobnie jak w korze wzrokowej)  drugorzędowe
pola czuciowe: ich uszkodzenie, nawet przy zachowanej zdolności
percepcji czucia (przy zachowanej korze S1) mo\
e doprowadzić do
trudności z identyfikacją obiektów za pomocą dotyku (astereognozja).
47
Somatotopowa organizacja kory
czuciowej
48
Okolice wzrokowe płatów ciemieniowych
" Inną z funkcji okolic ciemieniowych jest bardziej
konkretne przetwarzanie informacji wzrokowych.
" Okazuje się, \
e płat potyliczny przetwarza jedynie
najbardziej elementarne informacje, zaś strumień
przetwarzania opuszcza okolice potyliczne i rozdwaja się,
wchodząc w płat skroniowy (strumień brzuszny) i
ciemieniowy (strumień grzbietowy).
" Rolą ciemieniowych okolic wzrokowych jest
przetwarzanie informacji przestrzennych,
lokalizujących spostrzegane obiekty.
49
Okolice wzrokowe płatów ciemieniowych
" Bruzda okołociemieniowa (IPS, Intraparietal Sulcus)
" W obrębie IPS znajdują się co najmniej trzy okolice
wzrokowe:
LIP (boczna okolica okołociemieniowa  lateral intraparietal),
VIP (brzuszna okolica okołociemieniowa  ventral intraparietal),
MIP (przyśrodkowa okolica okołociemieniowa  medial
intraparietal).
50
Okolice wzrokowe płatów ciemieniowych
" Okolice bruzdy okołociemieniowej (IPS)
odpowiadają za lokalizację obiektów w przestrzeni
" Nie ma jednolitej i abstrakcyjnej mapy przestrzeni -
lokalizacja obiektu jest przetwarzana w ró\
nych okolicach
korowych równocześnie, zale\
nie od potrzeb reakcji
behawioralnej.
51
Okolice wzrokowe płatów ciemieniowych
" Okolica LIP (boczna okolica okołociemieniowa) jest
związana z reakcjami okoruchowymi i koduje lokalizacje
względem aktualnego umiejscowienia centrum gałki
ocznej.
" Neurony LIP są związane z ruchami sakkadowymi
(nakierowującymi centrum gałki ocznej i centrum
siatkówki na obiekt; tylko w ten sposób mo\
na zobaczyć
coś wyraz
nie i dokładnie), jak i pamięcią lokalizacji
obiektów - kiedy bodziec ju\
nie jest obecny ale sakkada
jest wykonywana.
52
Okolice wzrokowe płatów ciemieniowych
" Okolica VIP (brzuszna) koduje obiekty znajdujące się w bliskim
sąsiedztwie pyska zwierzęcia i poruszające się w kierunku do i od
pyska.
" Pewne neurony zareagują na bodziec zmierzający w stronę ust, ale
nie wyka\
ą prawie \
adnej aktywności, gdy ten sam bodziec będzie
zbli\
ał się do brwi.
Te same neurony reagują równie\
na bodz
ce dotykowe poruszające
się po skórze pyska w kierunku ust.
Tak więc VIP koduje lokalizacje wzrokowo-przestrzenną obiektów
względem reprezentacji somatosensorycznej skóry pyska.
53
Okolice wzrokowe płatów ciemieniowych
" Okolica MIP (przyśrodkowa)  tu neurony
somatosensoryczne oraz bimodalne, które są bardziej
aktywne przy współudziale bodz
ców czuciowych i
wzrokowych ni\
pojedynczej modalności.
" Reagują one podczas aktywnego dosięgania
obiektów i patrzenia.
MIP koduje przestrzeń w odniesieniu do kończyn górnych
w celu nawigowania ich ruchami.
54
The end....
55