От мозжечка зависит не только координация мышц, но и работа других систем мозга, управляющих мотивацией и социальным поведением.
Мы привыкли считать, что мозжечок нужен для координации движений – и только. Однако со временем стали накапливаться данные о том, что мозжечок – по крайней мере, у людей – принимает также участие в сложных когнитивных процессах.
Согласно недавним исследованиям, он помогает планировать сложное поведение, организовывать последовательность действий, а также участвует в речевой деятельности. Три года назад мы рассказывали о работе исследователей из Стэнфорда, которые пришли к выводу, что мозжечок нужен для творчества. Но и это, как оказывается, ещё не всё.
Было замечено, что у пациентов, которые лечатся от каких-либо зависимостей, мозжечок реагирует на образы, ассоциирующиеся с зависимостями. Например, когда человеку, который себе что-то колол, показывали шприц, мозжечок реагировал особенно интенсивно, причём чем интенсивнее он реагировал, тем больше была вероятность, что пациент снова сорвётся.
Известно, что всевозможные зависимости возникают из-за проблем с системой подкрепления – так называют комплекс нервных центров, которая работает с чувством удовольствия и которая закрепляет положительный опыт от каких-то наших действий. Нейронные цепочки системы подкрепления используют для передачи сигналов нейромедиатор дофамин. Поэтому возникло предположение, что мозжечок как-то связан с мозговыми структурами, которые снабжают дофамином систему подкрепления.
Одна из таких структур называется вентральной областью покрышки (VTA – ventral tegmental area) – её нейроны синтезируют и высвобождают дофамин для нейронных цепей, обслуживающих чувство удовольствия. В статье в Science исследователи из Колледжа Альберта Эйнштейна пишут, что в мозжечке есть нейроны, которые связаны с вентральной областью покрышки, и что на стимуляцию этих нейронов мозжечка отзывается треть нейронов VTA.
Влияют ли нейроны мозжечка на поведение, связанное с поиском награды и удовольствия? Подопытную мышь сажали в клетку, которую она подробно осматривала и обнюхивала. Когда мышь добиралась до определённого угла в клетке, в мышином мозжечке стимулировали нейроны, которые связаны с VTA – и мышь в результате стала чаще возвращаться в этот самый угол: стимулируя мозжечок, исследователи заставляли животное испытывать удовольствие, и мышь снова и снова стремилась туда, чтобы испытать его ещё раз.
Более того у мыши удалось даже сформировать некоторую зависимость от места. В клетке, половина которой была открытой, а половина – затенённой, мышь каждый день в течение шести дней на полчаса сажали на светлую сторону, одновременно стимулирую всё те же нейроны мозжечка, связанные с системой подкрепления. Через шесть дней мышь сажали в светло-тёмную клетку, где она могла свободно выбрать, на какой половине сидеть. Вообще грызуны не любят открытые светлые участки, где они заметны и где их легко могут схватить хищники. Но подопытная мышь шла именно на светлый участок, ожидая, что ей тут снова станет хорошо.
Система подкрепления в целом и вентральная область покрышки также вовлечены в социальную жизнь – мы как-то уже рассказывали о том, что при активации нейронов VTA, синтезирующих дофамин, у мышей повышается социальная активность. В новом эксперименте мышь сажали в трёхкамерную клетку, где она могла либо пообщаться в другой мышью в одной камере, поиграть с какой-то игрушкой в другой камере либо побыть одной в третьей камере. Если с мышью ничего не делали, она больше всего предпочитала общение с товарищем, и при этом нейроны мозжечка на общение активно отзывались. Но если активность нейронов мозжечка, соединённых с VTA, специально подавляли, то интерес к социальной жизни у мыши угасал.
Если и у людей мозжечок влияет на работу системы подкрепления и социальное поведение, то, возможно, действуя на мозжечковые нейроны, можно будет ослаблять зависимости и помогать психоневрологическим больным с нарушенными социальными навыками. Впрочем, не исключено, что у человека мозжечок вообще обладает намного большими полномочиями, чем у мышей: по мнению некоторых исследователей, развитие интеллекта у приматов зависело не только от коры полушарий, но и от мозжечка, который в эволюции человекообразных обезьян рос быстрее остального мозга.
Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)
Мы определённо недооценивали мозжечок: он не только контролирует наши движения, но также играет большую роль в выполнении высших когнитивных функций – вплоть до творческих.
Многие, наверное, знают, что мозг делится на 2 больших полушария: левое и правое. Но, оказывается, кроме больших, есть еще и малые полушария головного мозга, или мозжечок.
Большие и малые полушария очень похожи друг на друга. Поверхность мозжечка также испещрена складками и глубокими извилистыми бороздами. Разрезанный пополам, он напоминает тугой кочан капусты. В центре — белая кочерыжка, от которой в обе стороны отходят листья. Их белая сердцевина покрыта слоем серого вещества. Это кора мозжечка. Мозжечок раз в 10 меньше больших полушарий, но благодаря глубине и извилистости борозд его поверхность, а значит, и площадь коры, очень велика. Она всего в 2,5 раза меньше, чем у больших полушарий.
Какую роль играет мозжечок? Поддержание человеком или животным определенной позы, сохранение равновесия требуют очень точного распределения тонуса различных групп мышц. Буквально ежесекундно, при малейших движениях головы или ноги, дыхательных движениях, сокращениях сердца, нужно производить перекоординацию. Задача намного усложняется во время движения, при более значительных изменениях в положении центра тяжести. Непрерывный расчет поправок на сопротивление среды, на перемещение центра тяжести и так далее, как заправский компьютер, и производит мозжечок.
Мозжечок не только организует двигательные акты. Он координирует условные рефлексы, работу органов чувств, управляет обменными процессами мозговой ткани и тем самым влияет на работу высших отделов мозга. Животные, у которых удалили мозжечок, становятся истощенными и быстро утомляются, потому что обменные реакции без надлежащего контроля усиливаются. Значительно возрастает расход мышечной энергии. Каждое движение приходится многократно повторять, так как сразу оно не получается. А это — огромный непроизводительный расход энергии.
Мозжечок работает весьма интенсивно. Поток электрических импульсов несет во все концы тела команды об усилении или торможении деятельности его органов. Особенно развиты тормозные механизмы мозжечка. Каждая реакция мозжечка — ответ на конкретную ситуацию данного момента.
Мозжечок — это наш автопилот. Он нужен для того, чтобы поддерживать равновесие и координировать сложные движения, не задумываясь о них.
Например, ходьба или бег требуют слаженной работы большого количества мышц. Ребенок, начинающий ходить, прилагает большие усилия к тому, чтобы скоординировать эти движения. Мозжечок позволяет добиться в этом автоматизма и ходить, не задумываясь обо всех сложностях этого процесса.
Естественно, это относится не только к бегу и ходьбе, но и к движениям в целом: мозжечок позволяет формировать мышечную память, благодаря которой мы можем освободить сознание от массы мелких двигательных задач.
При поражениях мозжечка человек столкнется с огромными проблемами: сложно будет даже стоять на двух ногах, походка станет шаткой и медленной, а другие движения — резкими и неточными.
Мозжечок — это такая довольна большая (10% объема мозга у человека) и достаточно сложная (в нем содержится 50% нейронов головного мозга) структура. Физиологически он как бы перехватывает импульсы из коры к мышцам и ответные импульсы из мышц к коре, мгновенно их оценивая и корректируя, буде они слишком сильные, слишком слабые, слишком редкие или слишком частые. Таким образом мозжечок совершает координацию движений. Особенно важно его участие в координации точных движений и сложных последовательностей движений, типа речи, письма, игры на музыкальных инструментах и даже ходьбы. При поражении мозжечка в первую очередь страдает способность именно к таким действиям.