Компьютерная морфометрия в изучении межполушарной асимметрии мозга человека

Актуальность

В настоящее время внимание многих исследователей направлено на изучение межполушарной асимметрии человеческого мозга. Интерес заключается в биологическом значении межполушарной асимметрии, а также в различиях корковых формаций правого и левого полушарий головного мозга человека. Асимметрия мозга человека – это один из факторов, который определяет предрасположенность к различным заболеваниям, организации учебной деятельности и процесс адаптации к изменениям окружающей среды. Поэтому выявление структурной асимметрии является актуальной задачей для исследований.

Цель

Исследование межполушарной асимметрии строения коры верхней теменной области мозга человека.

Задачи

1. Изучить функции полушарий головного мозга человека.

2. Изучить анатомию коры головного мозга человека.

3. Изучить строение верхней теменной области и её функциональное значение.

4. Установить различия значения профильного поля пирамидных нейронов в слое III коры верхней теменной области левого и правого полушарий мозга человека.

5. Изучить общие закономерности и особенности цитоархитектоники коры верхней теменной области левого и правого полушарий мозга человека.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Компьютерная программа «Fiji» для анализа и обработки изображений

Описание работы

В начале работы было изучено анатомическое строение и функции полушарий головного мозга человека. В практической части работы была исследована межполушарная асимметрия строения коры верхней теменной области мозга человека с использованием фотографий срезов головного мозга, которые были предоставлены ФГБНУ НЦН. Срезы мозга принадлежали праворуким людям зрелого возраста, не страдавшим психическими и неврологическими заболеваниями, причина смерти которых не была связана с органическими поражениями мозга и являлась следствием какой-либо соматической патологии или несчастного случая.
Цитоархитектоническое и морфометрическое исследование коры поля 7 верхней теменной области мозга человека выполнено с использованием фронтальных срезов двух мужских левого и правого полушарий мозга, окрашенных крезилом фиолетовым по методу Ниссля в модификации лаборатории анатомии и архитектоники мозга ФГБНУ НЦН. Измерения проводились в 30 полях зрения на пяти и более срезах толщиной 20 мкм, с использованием комплекса электронно-оптического анализа изображений «ДиаМорф». Изучаемая кора располагалась на вершине извилины в центре медиальной поверхности поля 7 и имела выраженную радиальную исчерченность.

Результаты

В результате измерения значения профильного поля в тканях первого мозга автором было установлено, что среднее значение в левом полушарии было равно 249 мкм, в правом полушарии – 265 мкм. Минимальное значение профильного поля пирамидных нейронов в левом полушарии было равно 68, в правом полушарии – 159. Максимальное значение профильного поля пирамидных нейронов в левом полушарии было равно 478, в правом полушарии – 421.

При измерении значения профильного поля нейронов в тканях второго мозга, среднее значение профильного поля в левом и правом полушариях оказалось равным 235 мкм. Минимальное значение профильного поля пирамидных нейронов в левом полушарии было равно 140, в правом полушарии – 161. Максимальное значение профильного поля пирамидных нейронов в левом полушарии было 356, в правом полушарии – 383.

Среднее значение профильного поля нейронов по всем изученным случаям в правом полушарии было равно 250, в левом полушарии – 242. Минимальный размер нейронов был в тканях второго мозга, максимальный размер нейронов был обнаружен в тканях первого мозга.

Среднее значение профильного поля нейронов верхней теменной области мозга в левом и правом полушариях

Выводы

1. Левое полушарие мозга отвечает за вербальную информацию, языковые способности человека, контроль речи, способность к письму и чтению; правое же полушарие мозга несёт ответственность за обработку невербальной информации, выражаемой в образах и символах.

2. Верхняя теменная область участвует в сборе информации о внешнем мире и сопоставлении себя с ним, визуальном контроле движений; принимает участие в формировании эпизодической памяти, а также в познавательных задачах, которые требуют мысленной обработки двигательных образов.

3. Кора головного мозга человека как центр высшей нервной деятельности человека контролирует выполнение огромного количества жизненно важных функций и процессов. Кора головного мозга делится по своему морфологическому признаку на 6 слоёв, которые отличаются по содержанию нейронов и положению нервных переменных.

4. Морфометрическое исследование строения коры верхней теменной области мозга человека показало правополушарную тенденцию асимметрии значения профильного поля пирамидных нейронов слоя III коры поля 7 верхней теменной области мозга человека.

5. Особенности нейронного состава коры верхней теменной области мозга человека свидетельствуют о наличии индивидуальной вариабельности значений размеров профильного поля пирамидных нейронов.

6. Минимальное значение профильного поля пирамидных нейронов характерно для левого полушария, а максимальное – для правого.

7. Полушария различны не только в морфологическом плане, но и в выполняемых ими функциях. Довольно сложно определить конкретные свойства одному из полушарий, но было доказано, что есть функции (например, речь), зависящие от работы полушария.

Перспективы использования результатов работы

В связи с тем, что головной мозг человека является изученным не до конца, любые открытия в познании его деятельности являются положительной динамикой для людей в понимании своих способностей.

Сотрудничество с учреждением при создании работы

ФГБНУ НЦН

Награды/достижения

1. Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся (МГК–2020) на базе НИЦ «Курчатовский институт» − участник.

2. Научно-практическая конференция «Научный дебют-2020» в лицее МПГУ – победитель.