Funkce mozkových laloků

Náš mozek určuje vjemy, činy, myšlenky a pocity a dokonce i náš charakter. Genetická predispozice hraje neméně roli než vlastní zkušenost, vliv vnějšího prostředí a našeho okolí. Informace se do našeho mozku dostávají prostřednictvím našich smyslů, jako je zrak, hmat, sluch nebo chuť. Pak tam vzniká jedinečný, individuální obraz světa. V každém okamžiku v lidském mozku probíhá nespočet vědomých i nevědomých procesů. V důsledku toho se mění i samotný mozek.

Velké pokroky v mikroskopii a dalších diagnostických zobrazovacích technikách poskytují stále přesnější informace o tom, jak funguje náš mozek. A přesto tento mimořádně složitý orgán stále vyvolává mezi vědci mnoho otázek. Výsledky výzkumu mozku jsou důležité nejen pro medicínu, ale mají dopad i na sociální oblasti, jako je vzdělávání, výchova a právo.

Jak je strukturován mozek?
Lidský mozek je nejsložitější orgán vytvořený přírodou. Jeho výkon je vyšší než u nejvýkonnějších superpočítačů. Mozek je strukturován na různých úrovních jako řetězce spojení: od procesů v jedné jediné synapsi po sítě mezi miliony buněk. Lidský mozek se skládá z různých oblastí, jako je mozek, mozeček nebo mozkový kmen, které plní své vlastní úkoly. Aby však mnoho dovedností fungovalo, musí různé oblasti mozku interagovat. Proto jsou sousední nervové buňky, stejně jako buňky v oblastech vzdálených od sebe, vzájemně spojeny.

©
Mozková kůra
Mozková kůra, nazývaná také mozková kůra, pokrývá téměř celý mozek. Svými rýhami a záhyby dodává mozku vzhled vlašského ořechu. Mozková kůra řídí vnímání, vědomí a chování. Umožňuje nám komunikovat, řešit složité problémy, rozpoznávat a klasifikovat objekty.

Přední lalok mozku
Frontální lalok mozku je název pro celou přední část mozkové kůry. Odtud je řízen vědomý pohyb, zejména rychlost, směr a vývoj síly. Mnoho vědců se domnívá, že jsou zde také lokalizovány nejvyšší mentální funkce člověka a charakterizují čelní lalok mozku jako „nositele kultury“. Nejvýraznější oblast čelního laloku mozku je zodpovědná za pozornost, reflexi, rozhodování a plánování a je také považována za sídlo formování osobnosti.

Temporální lalok mozku
Nejznámější funkcí spánkového laloku mozku je vnímání zvuků. Sluchová centra zabírají téměř celý povrch spánkového laloku mozku. Je pravděpodobné, že takto vysoký „výpočetní výkon“ je zapotřebí pro vnímání řeči a hudby. Spánkový lalok mozku je však potřebný i k jiným věcem: čichání, mluvení, porozumění, rozpoznávání obrazů a vytváření vzpomínek.

Hippocampus
Hipokampus je „obalená“ oblast mozkové kůry a centrální části limbického systému. Je důležitá pro ukládání znalostí a zkušeností – bez ní si nic nového nezapamatujete. Hipokampus je jednou z mála oblastí mozku, kde se v průběhu života tvoří nové nervové buňky.

Limbický systém
Limbický systém je souborem řady mozkových struktur, které jsou důležité pro generování a zpracování emocí a také mnemotechnických procesů. Nejdůležitější jsou hippocampus, amygdala, cingulární gyrus a parahipocampal gyrus. Tyto části mozku jsou spolu úzce propojeny. Limbický systém řídí naše pocity a naši sexualitu a vyhodnocuje důležitost informací o vnějším světě.

Hypotalamus
Hypotalamus řídí tak důležité funkce, jako je reprodukce, výživa, termoregulace a načasování. Je to nejvyšší centrum autonomního nervového systému, které řídí nevědomé procesy, jako je dýchání nebo srdeční tep. Zadní část hypotalamu patří k limbickému systému.

Hypofýza
Hypofýza má pouze velikost hrášku, ale je životně důležitá. Jako „král žláz“ určuje hormonální systém těla. Je řízena hypotalamem a uvolňuje hormony do krve. Reguluje tedy takové tělesné funkce, jako je růst a rozmnožování, stejně jako metabolismus.

Mozeček
Mozeček se nachází v zadní části mozku. Jedná se o velmi starou část mozku, která se vytvořila v procesu evoluce. Spojení mezi nervovými buňkami jsou zde mnohem méně složité než v mozku. Mozeček koordinuje motorické dovednosti, jako je držení těla a chůze, a také komplexní motorické dovednosti, jako je psaní. Navzdory své malé velikosti obsahuje mozeček čtyřikrát více buněk než zbytek mozku.

Mozkový kmen
Mozkový kmen je přímo spojen s míchou a je něco jako „technické centrum“ mozku. Mozkový kmen, ne větší než váš palec, řídí a reguluje nevědomé, životně důležité procesy v těle, jako je oběh, dýchání a spánek. Jedná se o nejstarší část mozku, která se vytvořila během vývoje. Proto jsou zde rozdíly mezi lidmi a zvířaty poměrně malé.

Interakce je všechno
Náš mozek je složitá síť miliard nervových buněk, které jsou neustále propojeny. Spojení mezi nervovými buňkami se neustále obnovují nebo přerušují, posilují nebo oslabují. To je také předpoklad, že se můžeme naučit a můžeme zapomenout. Nervové buňky přijímají elektrické podněty přes dendrity a vedou je do těla buňky. Odtud putují podél axonu do dalších nervových buněk. K přenosu impulsů z jedné buňky do druhé dochází prostřednictvím synapsí. Zde je elektrický impuls přeměněn na chemický impuls. V mozku jsou nervové buňky, které přijímají signály od 10 000 dalších nervových buněk, a ty, které předávají signály tisícům dalších.

© Společnost pojmenovaná po Max Planck

Nervové buňky v mozku jsou uspořádány ve vrstvách. Tyto vrstvy a jejich četná spojení jsou předpokladem pro rychlé zpracování informací.

Dálnice myšlení
Přiřazení určitých funkcí jednotlivým oblastem mozku nevysvětluje složité fungování mozku – například akce, emoce a pozornost na sobě závisí. A kognitivní činnost, jako je počítání, je také možná jen díky složitému propojení různých oblastí mozku. Mozkem probíhají velké svazky nervových vláken, které „nadregionálně“ spojují buňky z různých oblastí mozku. Pomocí difuzně vážené magnetické rezonance (dMRI) mohou vědci vysledovat tuto síť mozkových oblastí v živém lidském mozku. Tato technika je neinvazivní, neškodná a velmi přesná. Měří se difúzní pohyb molekul vody ve tkáni. Mohou se rychleji a snadněji pohybovat po svazcích nervových vláken než napříč nimi. Vědci poté převádějí naměřené difúzní gradienty do světelných barevných vzorů.

© Institut Maxe Plancka pro kognitivní a mozkové vědy, Lipsko / Ralf Schurade, Alfred Anwander / Vizualizační software: Fibernavigator 2
Velké svazky nervových vláken v mozku lze zobrazit pomocí dMRI. Barvy označují orientaci vláken.

Více než jen služba pro neurony
Kromě nervových buněk existuje v mozku ještě jeden typ buněk – gliové buňky. Bez nich by v našich hlavách nic nefungovalo. Gliové buňky tvoří základní strukturu mozku a zajišťují tak rychlé zpracování informací. Zásobují nervové buňky výživou a využívají produkty své životně důležité činnosti. Vrstva, která elektricky izoluje dlouhá nervová vlákna, je rovněž tvořena gliovými buňkami. To je předpokladem rychlého nervového vedení charakteristické pro obratlovce. Vědci Společnosti pojmenovaní po Institut Maxe Plancka v Göttingenu zkoumá roli gliových buněk u neurologických a psychiatrických onemocnění. Neurobioložka Magdalena Götz z Mnichova zjistila, že s vývojem mozku se z gliových buněk vyvíjejí i nervové buňky. Nyní zkoumá, zda mohou z gliových buněk ve vyvíjejícím se mozku vzniknout nové nervové buňky, například po těžkém traumatickém poranění mozku nebo mrtvici.

© Neurobiologický ústav pojmenovaný po Max Planck, Martinsried / Volker Steiger
Když je mozek poškozen, aktivují se určité gliové buňky: mikroglie (zde červená) a astrocyty (zelené) podporují, chrání a vyživují nervové buňky (modrozelená), aby se mohly zotavit.

Schéma zapojení mozku
Všechna neurální spojení živé bytosti se nazývají konektomy. Tento termín má demonstrovat, že nervové buňky jsou navzájem pevně spojeny a lze je chápat pouze v jejich vzájemném vztahu. Konektom lidského mozku je velmi složitý. Vědci tedy zkoumají základní principy v jednodušších mozcích, jako jsou mozky myší. V roce 2019 budou vědci z Institutu Maxe Plancka pro výzkum mozku schopni vizualizovat spojení v malém kousku myšího mozku přesněji než kdykoli předtím: schéma zapojení mezi asi 7 000 axony s více než dva a půl metru. nervové „kabely“ propojené přes 400 000 synapsí. K tomu využívají nový typ zpracování obrazu na bázi umělé inteligence (AI). Zároveň budou moci poprvé ukázat, že umístění nových synapsí se řídí přísnými pravidly.

© Přetištěno se svolením A. Mott et al., Science. CIO: 10.1126/science.aay3134
Malá část mozkové kůry myšího mozku byla rekonstruována pomocí softwaru pro zpracování obrazu založeného na AI.

Syndrom čelního laloku — je komplex klinických příznaků, který se vyskytuje především při oboustranném poškození čelních laloků mozku. Součástí syndromu jsou poruchy praxe, emočně-volební sféry, chování a případné poruchy řeči, držení těla a chůze. Je diagnostikována na základě klinických údajů, ověření nosologie se provádí pomocí cerebrálního neuroimagingu (CT, MRI) a studie cerebrální cirkulace. Taktika léčby komplexu frontálních příznaků je dána etiologií léze a může zahrnovat medikamentózní terapii (předepisování cévních, neuroprotektivních, psychofarmak), neurochirurgickou léčbu (odstranění nádoru, hematomu) s následnou rehabilitací.

ICD-10

F07.0 Porucha osobnosti organické etiologie

• Příčiny syndromu frontálního laloku
• Patogeneze
• Klasifikace
• Příznaky syndromu frontálního laloku
• Komplikace
• diagnostika
• Léčba syndromu čelního laloku
• Prognóza a prevence
• Ceny za ošetření

Přehled

Aktivní studium předních částí mozku začalo v 70. letech XNUMX. století. Badatelé v této oblasti narazili na řadu kontroverzí. Ukázalo se, že „vypnutí“ frontálních laloků není doprovázeno hrubou poruchou pohybové, senzorické a reflexní sféry, což vedlo některé vědce k závěru, že neexistuje žádný specifický funkční význam těchto mozkových struktur. Následné studium problematiky odhalilo významné změny v chování a psycho-emocionální sféře s poškozením frontálních zón kůry, což umožnilo přiřadit je k aparátu odpovědnému za realizaci vyšších mentálních funkcí. Potvrzením tohoto tvrzení je výrazný vývoj frontálních částí lidského mozku ve srovnání s mozkem zvířat.

Syndrom čelního laloku

Příčiny syndromu frontálního laloku

Frontální zóny mozku jsou považovány za nejmladší a méně diferencované mozkové oblasti s vysokou zaměnitelností komponent, proto je výrazný frontální syndrom pozorován pouze při rozsáhlém bilaterálním poškození. Příčiny patologických změn jsou:

• Traumatické zranění mozku. K poškození čelních zón u TBI dochází poměrně často a je důsledkem úderu do čela nebo protiúderu do týlu. Posttraumatické intracerebrální hematomy způsobují kompresi mozkové tkáně, epi- a subdurální hematomy způsobují kompresi kortexu. Při kontuzi mozku dochází k přímému poškození neuronů a interneuronálních spojení.
• Mrtvice. Krevní zásobení čelních laloků zajišťuje přední a střední mozková tepna. Porušení průtoku krve těmito cévami nebo jejich větvemi způsobuje rozvoj ischemické cévní mozkové příhody – neurony umírají v důsledku akutní hypoxie. Když cévy tohoto bazénu prasknou, dojde k hemoragické mrtvici s krvácením do mozkové tkáně.
• Cévní anomálie. Arteriovenózní malformace jsou nebezpečné lokálním rozšířením cévy, ztenčením a prasknutím její stěny. Krev, která se vylije v důsledku prasknutí, je organizována do hematomu. Jak se zvyšuje, dochází ke kompresi a smrti neuronů, což způsobuje syndrom čelního laloku.
• Nádory. Mozkové novotvary, které rostou do frontálních tkání, způsobují jejich destrukci a / nebo kompresi. Funkce frontálních neuronů se postupně ztrácí. Klinicky se frontální symptomový komplex projevuje, když je nádor velký a šíří se do opačného laloku.
• degenerativní onemocnění. Progresivní atrofické procesy s poškozením frontálních oblastí jsou pozorovány u Pickovy choroby, frontotemporální demence a kortikobazální degenerace. K narušení frontálních funkcí dochází v důsledku degenerativních změn a následné apoptózy nervových buněk, jejich nahrazení gliovými a pojivovými prvky.

Patogeneze

Čelní laloky vykonávají integrační a regulační funkce, které zajišťují komplexní behaviorální reakce, programování a provádění sledu akcí. Poškození struktur frontálních laloků a jejich spojení s ostatními mozkovými oblastmi vede k rozpadu vědomé aktivní činnosti – ideové apraxii. Složité akce jsou nahrazeny jednoduššími, známějšími, automatizovanými a nekontrolovatelně opakovanými. Ztrácí se schopnost vyhodnotit výsledek jednání, chybí motivace.

Vedlejší účinky jsou potlačeny a v chování chybí cílevědomost. Impulzivní reakce a ztráta kontroly způsobují asociální chování. Poškození zadních frontálních oblastí dominantní hemisféry vede k rozvoji dynamické afázie a poškození Brocovy oblasti vede k rozvoji eferentní motorické afázie. Rozsáhlé poškození čelních laloků je doprovázeno poruchou kortikální koordinace tonu kosterního svalstva, což vede ke ztrátě koordinace svalových kontrakcí nezbytných pro udržení držení těla a pohybu.

Klasifikace

Čelní lalok zahrnuje několik zón, které se liší svým funkčním účelem. Převaha jednoho nebo druhého komplexu frontálních příznaků závisí na lokalizaci léze. Toto kritérium bylo základem klasifikace používané v klinické neurologii, podle které se frontální syndrom dělí na:

• Apraxický. Je určena poškozením premotorické kůry. V klinickém obraze dominují poruchy organizace složitých pohybů a akcí vyskytují se sekundární poruchy artikulace (dysartrie) a akalkulie.
• Apatický-abulický. Pozorováno u patologie konvexitálních zón prefrontální oblasti. V klinickém obrazu dominuje nedostatek iniciativy, apatie a nedostatek vůle (abulie). Vyznačuje se nedostatkem zájmů, tužeb a neschopností zahájit jakoukoli činnost zaměřenou na uspokojení základních potřeb.
• Syndrom mentální disinhibice. Vyvíjí se v důsledku patologických procesů v mediobazálních oblastech čelního laloku. Typické chování bez zábran bez ohledu na sociální a etické normy, logorrhea, nedbalost, hloupost a někdy agresivita.

Příznaky syndromu frontálního laloku

Mírný stupeň poškození se projevuje poklesem zájmů pacienta, jeho nepozorností a nečinností. Izolovaný frontální syndrom není doprovázen parézami nebo poruchami čití. Obvyklé jednoduché akce jsou zcela zachovány potíže nastávají, když je nutné provést složitou vícesložkovou akci nebo danou sekvenci pohybů. Účelná činnost je přerušována sekundárními impulzivními akcemi. Například, když pacient vidí tlačítko zvonku, nevědomě ho stiskne a pod vlivem okamžitého impulsu provede obvyklý pohyb. Podobně může pacient při vaření polévky vložit do hrnce jakýkoli nepoživatelný předmět, který mu přijde pod ruku.

Typické „zaseknutí“ (vytrvalost) je při provádění určité činnosti: opakování otázky, čtení stejné fráze, opakované mačkání natažené ruky atd. Vytrvalosti jsou nejnázornější při pokusu o nakreslení řady geometrických obrazců pomocí modelu. První 2-3 číslice mohou být zobrazeny správně, poté se opakuje poslední číslice. V těžších případech má pokus o nakreslení kruhu za následek vícenásobné opakování akce se ztrátou schopnosti ji samostatně zastavit.

Při výrazných patologických procesech se objevuje frontální syndrom s astázií – porušením schopnosti udržet určitou polohu těla (stát, sedět), abázie – neschopnost chodit. Současně jsou v poloze vleže zachovány pohyby v plném rozsahu. Často dochází k potlačení ústních automatismů, což vede ke vzniku neustálého mlaskání rtů a jejich našpulení. Je zaznamenán úchopový reflex: pacient sevře předmět umístěný v dlani v pěst.

Těžký apaticko-abulický syndrom je doprovázen hlubokým rozpadem dobrovolné motorické aktivity. Pacienti nejsou schopni zahájit akci, například když mají žízeň, nemohou o něco požádat nebo si vzít sklenici vody z blízkého místa. Aktivní řeč je prudce snížena, odpovědi na otázky jsou jednoslabičné, typická je echolalia (opakování frází partnera). Charakteristickým rysem je nemožnost pohybu buď spustit, ani zastavit. Pacienti si předmět nevezmou natažený k sobě, při vložení do ruky jej tonicky nebo opakovaně mačkají a nejsou schopni zastavit započatou akci. Automatické opakování motorického aktu způsobuje, že pacienti neustále vrtí okrajem lůžka, škrábou se o zeď u lůžka a šmejdí prsty.

Syndrom mentální disinhibice je charakterizován zvýšenou excitabilitou, nadměrnou produkcí řeči a motorickou aktivitou. Akce jsou zaměřeny především na uspokojení biologických potřeb, neexistují žádná morální ani etická omezení. Pacienti jsou v euforii, neustále vtipkují, dělají slovní hříčky a dovádějí. Chování často postrádá zdravý rozum a může být antisociální a agresivní povahy. Neexistuje žádná kritika vlastního stavu.

Komplikace

Nedostatek kritického postoje ke svému stavu a náchylnost k impulzivním činům způsobuje sociální nepřizpůsobení a vyžaduje, aby byl pacient pod neustálým dohledem blízkých. Apaticko-abulický frontální syndrom při nesprávné péči vede k vyčerpání organismu. Astasia-abasia syndrom je provázen opakovanými pády s poraněním pacienta, které ho nutí ležet v posteli. Pacienti upoutaní na lůžko jsou náchylní ke vzniku proleženin, přidávání interkurentních infekcí s rizikem rozvoje septikémie.

diagnostika

Diagnostické obtíže jsou způsobeny především psychickým charakterem klinických projevů onemocnění. Apaticko-abulické stavy připomínají depresi, mentální dezinhibice připomíná manickou fázi bipolární poruchy. Když příbuzní pozorují změny v osobnosti a chování pacienta, často nejprve kontaktují psychiatra, který pak pacienta odešle k neurologovi. Neurologické vyšetření zahrnuje:

• Posouzení neurologického stavu. Zaznamenány jsou poruchy chování, potíže s prováděním několika po sobě jdoucích pohybů podle pokynů, setrvání jednoho ze stanovených pohybů, zrcadlový obraz při provádění Head testu (kopírování polohy ruky lékaře). Možná je astázie v Rombergově poloze, poruchy chůze a poruchy řeči. Odhalují se příznaky orálního automatismu a úchopového reflexu.
• Neurozobrazování. Má primární význam při vytváření morfologického substrátu, který způsobuje syndrom frontálního laloku. CT mozku má větší vypovídací schopnost u poúrazových stavů a ​​meningeálních hematomů. Mozková magnetická rezonance nám umožňuje odhalit léze po mozkové příhodě, nádory a degenerativní změny čelních laloků.
• Studium cerebrální hemodynamiky. Provádí se, pokud existuje podezření na vaskulární povahu poruchy. Provádí se pomocí ultrazvukové dopplerografie, MRI a duplexního skenování mozkových cév. Odhaluje oblasti chronické mozkové ischemie, lokalizaci a povahu poruch krevního toku (křeče, tromboembolie, aneuryzma, AVM).

Syndrom čelního laloku je komplex klinických příznaků, který indikuje oblast poškození mozku, ale je pozorován u mnoha onemocnění. Pro stanovení konečné diagnózy je nutné odlišit frontální příznaky různé etiologie. Charakteristiky klinického obrazu a doprovodných příznaků pomáhají objasnit povahu kauzální patologie. V případech traumatu a mrtvice vznikají frontální příznaky akutně na pozadí téměř úplné pohody v případech nádorů a degenerativních procesů se klinické projevy postupně zvyšují.

Léčba syndromu čelního laloku

Terapie je komplexní, kombinuje etiopatogenetickou a symptomatickou léčbu s následnou rehabilitací. V případě potřeby se na realizaci léčebných a rehabilitačních opatření podílejí neurochirurgové, logopedi, psychiatři, rehabilitační specialisté. V závislosti na etiologii onemocnění se v léčbě používají dvě hlavní metody:

• Léky. U cévních mozkových příhod se diferencovaně používá vaskulární, trombolytická a koagulační terapie. V případech těžkých duševních poruch (agitovanost, apatie) jsou předepisována psychofarmaka. Podle indikací se polychemoterapie provádí u intrakraniálních novotvarů. Pro urychlení obnovy nervové tkáně v poúrazovém období, po mozkové příhodě se jako podpůrná terapie degenerativních onemocnění používají nootropní, neuroprotektivní a neurometabolická léčiva.
• Neurochirurgické. Indikací k chirurgické léčbě je frontální syndrom, který vzniká jako následek neoplazie, hematomu nebo cévní anomálie. Neurochirurgické intervence se provádějí s plánováním průběhu operace po přesném určení lokalizace útvaru pomocí MRI nebo CT. Při odstraňování nádorů se využívá mikrochirurgické zařízení, které umožňuje odlišit změněné tkáně od zdravých.

Prognóza a prevence

Výsledek onemocnění závisí na etiologii, rozsahu léze a věku pacienta. U mladých pacientů dochází k zotavení z TBI a neurochirurgických intervencí snadněji než u starších pacientů. Komplexní rehabilitace podporuje regresi neurologického deficitu. Progresivní degenerativní procesy a zhoubné novotvary mají nepříznivou prognózu. Preventivní opatření spočívají v zabránění působení faktorů, které způsobují patologické změny v čelních lalocích. Preventivní opatření zahrnují prevenci poranění hlavy, expozice karcinogenům a cerebrovaskulárním onemocněním. U degenerativních procesů je prevence obtížná, protože jejich etiologie zůstává nejasná.

1. Syndrom frontálního laloku a jeho klinické varianty u penetrujících poranění mozku / Kartsovnik I.I. — 1949.

2. Získaný epileptický frontální syndrom / Mukhin K.Yu., Golovteev A.L. // Russian Journal of Child Neurology. – 2008.

3. Emoční poruchy při poškození frontálních laloků mozku: Abstrakt disertační práce/ Batova N.Ya. – 1984.

4. Pocktové poruchy vyšších funkcí: fenomenologie, prognóza, rehabilitace: Abstrakt disertační práce/ Shakhparonova N.V. – 2012.