Префронтальная и задняя теменная кора дополнили соматосенсорную систему мозга

Немецкие ученые выяснили, что нарушение чувствительности к сенсорным стимулам возникает не только при повреждении соматосенсорной коры, но и при нарушениях работы частей коры префронтальной и задней теменной. Для этого они изучили повреждения головного мозга пациентов, переживших инсульт и потерявших чувствительность тела. Обнаруженные участки, по-видимому, отвечают за осознание прикосновения к собственному телу и дополняют путь сенсорных сигналов от первичной соматосенсорной коры далее, пишут ученые в Scientific Reports. 

При расстройстве ощущений гипестезии наблюдается пониженная чувствительность к сенсорным стимулам: это может проявляться как в невозможности почувствовать прикосновение к коже, так и в сниженной чувствительности к боли, вибрациям и изменению температур. Чаще всего гипестезия появляется вследствие повреждения постцентральной извилины (первичной соматосенсорной коры, которая получает сигналы от сенсорных нейронов всего тела для первичной обработки), но может проявиться и при повреждении вторичных путей (например, в теменных зонах) или на финальном этапе обработки — в островковой доле.

Разумеется, нарушение сенсорного сигнала может произойти не только на отдельных этапах его обработки, но и в проводящих путях, которые в соматосенсорной системе пролегают через префронтальную и теменную кору. Уточнить этот механизм решили ученые под руководством Михаэля Руллманна (Michael Rullmann) из Института изучения мозга Общества Макса Планка. В их исследовании приняли участие 70 пациентов, переживших инсульт постцентральной извилины с распространением очага на теменную, префронтальную и височную кору: у 43 из них была диагностирована гипестезия.

Анализ поврежденных областей был проведен при помощи повоксельного картирования синдром-поражения (англ. voxel-based lesion-symptom mapping, VLSM). Этот метод нейровизуализации помогает исследовать пораженные участки головного мозга и связанные с ними нарушения. Исследователи сосредоточились на вовлеченных в гипестезию полях Бродмана — участках мозга, которые выделяются и различаются между собой на клеточном уровне.

Как и ожидалось, гипестезия у пациентов была связана с повреждением первых трех полей Бродмана, которые расположены на постцентральной извилине. Дополнительно удалось установить, что к гипестезии приводит поражение четвертого и шестого полей — первичной моторной и премоторной коры, соответственно, что, с учетом крепкой функциональной и нейронной связи моторных и сенсорных отделов, вполне объяснимо. 

Интереснее оказалось то, что свою роль в развитии гипестезии сыграли повреждения 44 поля, которое располагается в префронтальной коре, нижней теменной доли и внутретеменной борозды. Интересно, что эти участки не обрабатывают сенсорные сигналы сами по себе, а скорее участвуют в высших когнитивных процессах — например, памяти и внимания. 

Картирование поврежденных участков мозга очень часто помогает объяснить или уточнить работу некоторых отделов головного мозга: например, два года назад этот метод помог указать на внутреннюю систему распознавания голоса. Новая работа позволила с помощью того же метода уточнить, как обрабатывается сенсорный сигнал в головном мозге. По-видимому, активность префронтальных и теменных областей сопровождает сигнал при его переходе из первичной соматосенсорной коры к островковой доле через вторичную кору и отвечает за когнитивную составляющую сенсорных ощущений — осознания того, что прикосновение, боль или воздействие температуры есть.

В соматосенсорной коре отдельные участки отвечают за получение и обработку сигнала от разных частей тела, а самая обширная ее часть посвящена движению и осязанию руками. Это, однако, справедливо не всегда: у младенцев, к примеру, самая обширная репрезентация в соматосенсорной коре — репрезентация губ. 

Елизавета Ивтушок