Коленчатое тело: определение и описание
Коленчатое тело представляет собой важную структуру головного мозга позвоночных животных и человека. Оно играет ключевую роль в обработке сенсорной информации, поступающей из органов чувств.
Определение и описание коленчатого тела
Коленчатое тело (лат. corpus geniculatum) - это пара небольших скоплений нервных клеток, расположенных в задней части таламуса. Состоит из латерального (наружного) и медиального (внутреннего) коленчатых тел. Название связано с их формой, напоминающей колено.
Коленчатые тела тесно связаны с вышележащими структурами - холмиками четверохолмия. Вместе они образуют подкорковые центры зрительного и слухового анализаторов.
Функции
Основные функции коленчатых тел:
- Первичная обработка сенсорной информации from рецепторов;
- Ретрансляция импульсов в кору больших полушарий;
- Модуляция сигналов от рецепторов в зависимости от состояния организма.
То есть коленчатые тела выполняют роль своеобразных "фильтров", регулирующих поток сенсорных данных из внешней среды.
Типы коленчатых тел
Различают два основных типа:
- Латеральное (наружное) коленчатое тело - является центром зрительного анализатора.
- Медиальное (внутреннее) коленчатое тело - центр слухового анализатора.
Каждое из них имеет свои особенности строения и выполняет специфические функции в соответствующей сенсорной системе.
Латеральное коленчатое тело
Латеральное коленчатое тело представляет собой уплощенный бугорок, расположенный на нижнелатеральной поверхности таламуса. У приматов и человека в нем выделяют 6 слоев, у кошек - 3 слоя.
В латеральном коленчатом теле заканчиваются аксоны зрительного нерва от ганглиозных клеток сетчатки глаза. Отсюда импульсы ретранслируются уже в зрительную кору.
Таким образом, латеральное коленчатое тело является первичным релейным центром зрительной системы. Здесь происходит анализ и частичная переработка информации, поступающей от сетчатки в виде нервных импульсов.
Особенности латерального коленчатого тела у разных видов
Строение и организация латерального коленчатого тела имеет свои особенности у разных видов животных:
- У приматов и человека - ярко выраженная слоистая структура;
- У кошачьих (кошки, тигры) - 3 слоя;
- У грызунов (мыши, крысы) - слои не дифференцированы.
Но, несмотря на структурные различия, принцип организации зрительных потоков сходен у разных видов позвоночных.
Медиальное коленчатое тело
Медиальное коленчатое тело находится позади подушки таламуса. Наряду с нижними холмиками четверохолмия оно является подкорковым центром слухового анализатора.
В медиальном коленчатом теле заканчиваются слуховые нервные волокна, идущие от рецепторов внутреннего уха. Здесь происходит их переключение на нейроны, ретранслирующие сигнал уже в слуховую кору.
Таким образом, эта структура выполняет функции первичной обработки и ретрансляции слуховой информации, аналогично латеральному коленчатому телу для зрительной системы.
Изучение роли медиального коленчатого тела в механизмах слухового восприятия - перспективное направление нейрофизиологических исследований.
Значение коленчатых тел для работы сенсорных систем
Как уже отмечалось, коленчатые тела играют ключевую роль в работе зрительной и слуховой сенсорных систем. Рассмотрим их значение более подробно.
Ретрансляция сенсорных сигналов в кору
Основная функция коленчатых тел - переключение и ретрансляция нервных импульсов от рецепторов в соответствующие отделы коры больших полушарий. Без этого связующего звена сенсорные данные не могли бы напрямую поступать в кору.
Модуляция информационных потоков
Еще одна важная роль коленчатых тел - способность регулировать, "фильтровать" информационные потоки от органов чувств. Это позволяет мозгу активно влиять на характер обрабатываемых данных.
Модуляция сигналов осуществляется с помощью высвобождения нейромедиаторов, которые усиливают или ослабляют синаптическую передачу импульсов в зависимости от функционального состояния.
Формирование сенсорных иллюзий
Способность коленчатые тела расположены в таламусе позволяет мозгу не просто пассивно получать информацию об окружающем мире, но и активно ее интерпретировать. За счет этого возникают сенсорные иллюзии и феномены обмана чувств.
Например, человек может "увидеть" несуществующий предмет там, где его "ожидает" увидеть мозг, исходя из прошлого опыта.
Значение для эволюции
Наличие ретрансляторных структур вроде расположены коленчатых тел имеет важное эволюционное значение. Мозг получил возможность регулировать потоки информации перед их попаданием в кору больших полушарий.
Это позволило более гибко и тонко обрабатывать сенсорные сигналы в соответствии с актуальными потребностями и состоянием организма.
Методы изучения коленчатых тел
Для исследования функций и свойств коленчатых тел применяется целый комплекс различных методик.
Эксперименты на животных
Основной подход - регистрация электрической активности нейронов коленчатых тел с помощью вживляемых электродов у живых животных (обезьян, кошек, крыс).
Изучение на приматах
Наиболее ценная информация о работе коленчатых тел получена в ходе экспериментов на приматах, анатомия и физиология которых наиболее близка к человеческой.
У обезьян удается зарегистрировать активность отдельных нервных клеток латерального и медиального коленчатых тел в ответ на зрительные и слуховые стимулы. Это позволяет оценить особенности кодирования и переработки сенсорной информации.
Исследования на людях
Прямое изучение коленчатых тел у человека затруднено по понятным этическим причинам. Однако применяются такие методы, как:
- ФМРТ - регистрация активности мозга при разных условиях;
- Изучение пациентов с локальными поражениями мозга;
- Математическое моделирование процессов.
Эти подходы позволяют косвенно оценивать участие коленчатых тел человека в сенсорных процессах и механизмах восприятия.
Перспективы дальнейших исследований
Несмотря на имеющиеся знания, коленчатые тела до конца не изучены. Остается много вопросов о деталях их работы и роли в интегративной деятельности мозга.
Актуальными задачами являются:
- Изучение молекулярных и клеточных механизмов;
- Картирование нервных связей;
- Моделирование обработки сенсорных сигналов.
Решение этих вопросов - дело будущих исследований с применением новейших технологий.