Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время отмечается рост научного интереса к проблеме межполушарной асимметрии мозга человека, внимание исследователей направлено на изучение принципов сходства и различий в структурно-функциональной организации полушарий мозга, а так же к значению межполушарной асимметрии в обеспечении нервно-психической деятельности [Жаворонкова Л.А., 2007; Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. и др., 2011; и др.]. Выявление структурной асимметрии мозга человека является актуальной задачей для морфологических исследований. В современной литературе представлено большое количество данных о межполушарной асимметрии мозга, полученных методами морфологии, нейрофизиологии, нейрокибернетики и психиатрии [Катерлина И.Р. и др.,2010; Лавров В.В., 2010; и др.].
Верхняя теменная область принимает активное участие в контроле движений и вторичной переработке зрительной информации, в восстановлении из памяти зрительных образов [Fletcher Р.С. et al., 1995; Voisin J.I. et al, 2011]. Нейронные сети поля 7 вовлечены в фиксацию зрительного образа, в контроль и слежение за движениями рук. К важным функциям верхней теменной области относят процессы переключения и поддержания внимания, и участие в восприятии пространства [Andreasen N.C. et al., 1995; Connolly J.D. et al, 2000; Воробьев СВ. и др., 2014].
Большой интерес представляют различия обработки зрительной информации мужчинами и женщинами, показанные методами функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которые проявляются при ориентации в пространстве и тестах на мысленное вращение предметов. С этими тестами более успешно справляются мужчины, при их выполнении мужчины и женщины используют разные способы решения поставленных задач [Pezaris Е., Casey М.В., 1991]. Выявлены некоторые отличия активирующихся структур мозга мужчин и женщин при выполнении задач, связанных с пространственным вращением объёмных предметов [Jordan К. et al, 2002].
Мужчины и женщины используют разные стратегии ориентирования в пространстве. Первая стратегия базируется на детальной зрительной
информации о пространстве - её предпочитают использовать женщины. Вторая стратегия заключается в использовании геометрических характеристик пространства и расстояний - её обычно используют мужчины [Saucier, D.M. et al, 2002; Rahman Q. et al, 2005]. В свою очередь, тесты на пространственное расположение объектов, связанные с функциями верхней теменной области, лучше выполняют женщины [Eals М., Silverman L, 1994].
С развитием технологий нейровизуализации появились публикации, посвященные межполушарной асимметрии объема белого и серого вещества мозга мужчин и женщин [Боголепова И.Н. и др., 2010; Штарк М.Б. и др., 2012; O'Neill A. et al., 2013]. Однако в литературе можно найти диаметрально противоположенные точки зрения в отношении объема серого и белого вещества мозга, зависящие от методов их сравнения.
Проблема межполушарной асимметрии и тендерных различий цитоархитектонического строения верхней теменной области в литературе освещена недостаточно подробно. Среди этих работ лишь единичные исследователи обсуждают полученные данные с позиции межполушарной асимметрии и тендерных различий. Из отечественных ученых изучением цитоархитектонического строения верхней теменной области занималась в основном Минаева В.М. [Минаева В.М., 1948, 1955, 1959]. Несмотря на то, что в литературе имеются данные об объёме, площади поверхности коры верхней теменной области и её структурной организации [Zilles К, Palomero-Gallagher N., 2001; Amunts К. et al, 2005; Scheperjans F. et al., 2008], в литературе не рассмотрена проблема асимметрии и полового диморфизма верхней теменной области мозга мужчин и женщин.
Цель работы: исследование полового диморфизма и межполушарной асимметрии верхней теменной области мозга человека.
Задачи работы: 1. Изучить общие закономерности и особенности цитоархитектоники коры
поля 7, являющегося основным и типичным полем верхней теменной
области мозга мужчин и женщин.
-
Установить различия нейронного состава цитоархитектонических слоев III и V коры поля 7 верхней теменной области мозга мужчин и женщин.
-
Провести сравнительный анализ нейроглиальных взаимоотношений в цитоархитектонических слоях III и V коры поля 7 верхней теменной области мозга мужчин и женщин.
-
Оценить особенности цитоархитектонической межполушарной асимметрии коры поля 7 верхней теменной области мозга мужчин и женщин.
-
Определить взаимосвязь объёма серого и белого вещества мозга мужчин и женщин методами магнитно-резонансной томографии.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное
цитоархитектоническое и морфометрическое исследование поля 7 коры мозга мужчин и женщин. Новым в исследовании верхней теменной области мозга человека является выявленная структурная межполушарная асимметрия поля 7 и установленные особенности структурной организации верхней теменной области в левом и правом полушарии мозга человека. Получены принципиально новые данные о половых различиях верхней теменной области мозга мужчин и женщин, полученные с использованием современных методов компьютерной морфометрии и магнитно-резонансной томографии (МРТ). Установлены особенности объема серого и белого вещества мозга мужчин и женщин. Сравнительное морфометрическое исследование слоев III и V коры поля 7 выявило важные количественные показатели межполушарной асимметрии особенности строения отдельных цитоархитектонических слоев коры ПОЛЯ 7 мозга мужчин и женщин. В работе показана индивидуальная вариабельность строения верхней теменной области мозга мужчин и женщин.
Научно-практическая значимость. Выявленные особенности межполушарной асимметрии и тендерных различий структурной организации коры поля 7 мозга человека пополнят банк данных, характеризующий функциональную и структурную неравнозначность левого и правого полушария мозга мужчин и женщин при обработке когнитивной информации. Данные об асимметричной организации строения коры мозга мужчин и женщин вносят
вклад в понимание механизмов функциональной межполушарной асимметрии мозга человека.
Показанные морфометрические особенности цитоархитектонического строения коры поля 7 мозга мужчин и женщин могут использоваться в других областях науки о мозге, например, в физиологии или патологической анатомии. Полученные результаты могут применяться в фармакологии и неврологии при разработке нейропротекторных препаратов и прогнозировании течения различных неврологических заболеваний мужчин и женщин и для индивидуального подхода их лечения.
Внедрение в практику. Результаты исследования используются в учебном процессе кафедры биологии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «МГГУ им. М.А. Шолохова», в научных исследованиях лаборатории нейрокибернетики ФГБНУ НЦН, при чтении лекций по анатомии человека, физиологии человека, гистологии, в научно-исследовательском процессе кафедры анатомии и физиологии человека и животных Института биологии и химии ГБОУ ВПО МШУ, при чтении лекций в музее эволюции мозга ФГБНУ НЦН.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Для цитоархитектонического строения коры поля 7 мозга мужчин и женщин характерна межполушарная асимметрия, проявляющаяся в различии ширины коры, размеров нейронов, их плотности и плотности глии в левом и правом полушарии мозга.
-
Половой диморфизм мозга мужчин и женщин выражается в более крупных размерах нейронов коры поля 7 мозга мужчин по сравнению с аналогичными нейронами в мозге женщин.
-
Верхняя теменная область мозга мужчин и женщин различается по плотности нейронов и глии в отдельных цитоархитектонических слоях коры поля 7.
-
В цитоархитектоническом строении верхней теменной области мозга человека отмечается своеобразие сочетания показателей плотности нейронов и глии коры поля 7 мозга мужчин и женщин.
-
Магнитно-резонансное исследование позволило установить различное процентное соотношение белого и серого вещества в мозге мужчин и женщин.
-
По данным магнитно-резонансного исследования объем верхней теменной области мозга мужчин больше объема верхней теменной области мозга женщин.
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертационной работы изложены и обсуждены, на конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Д.А. Жданова (Москва, 2008), на международной научно-практической конференции «Проблемы современной морфологии человека» (Москва, 2013), на заседании учёного совета ФГБНУ НЦН в 2013 году.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 4 тезиса, данные диссертационной работы включены в коллективную монографию: «Архитектоника коры мозга человека: МРТ-атлас» (2010).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 191 странице, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, собственных данных и обсуждения полученных результатов исследования и выводов. Список литературы содержит 88 российских и 248 зарубежных публикаций. Диссертационная работа иллюстрирована 26 микрофотографиями, снятыми в лаборатории анатомии и архитектоники мозга ФГБНУ НЦН, 8 таблицами и 59 рисунками.