Как получается, что определенные области мозга связаны с определенными функциями?

В ходе развития человеческого мозга определенные области начинают выполнять определенные функции. Как (и когда) происходит эта дифференциация?

Предположительно, некоторые области мозга естественным образом берут на себя функции, основанные на их физической близости — например, зрительная кора — это область мозга, непосредственно связанная со зрительным путем. Следовательно, с точки зрения развития, для него естественно взять на себя роль обработки визуальной информации.

Однако производство языка, например, потенциально может иметь место в любой области мозга, прилегающей к слуховой коре. Так как же получается, что он обычно всегда обрабатывается в области Вернике?

  • Это предопределено генетически? И если да, то как? (предварительно нанесенные синапсы?)
  • Или это определяется позже в процессе обучения? И если да, то чем объясняется сходство карт мозга разных людей?
Я думаю, проблема @what заключается в словах " откуда он "знает", что делать это ". У меня проблема с вашим вопросом в том, что он неясен. Мне очень нравится эта тема, и я думаю, что это хороший вопрос, он просто нуждается в некотором разъяснении.
В частности: ваш заголовок подразумевает нейроанатомический вопрос (в этом случае вопрос слишком широк). Ваша первая строка в основном тексте подразумевает вопрос о нейрофизиологических методах (простой вопрос). Вторая строка подразумевает функциональный нейрофизиологический вопрос (сложный для ответа и, вероятно, слишком широкий, даже если сосредоточиться только на области Вернике, поскольку по этой теме можно заполнить книги). Ваша последняя строка подразумевает телеологический (почти философский) вопрос, который можно интерпретировать как генетический или эволюционный вопрос.
Я согласен с AliceD в том, что этот вопрос потенциально интересен и, к сожалению, неясен, поскольку его можно интерпретировать по-разному (некоторые из которых слишком широки, чтобы на них можно было ответить). Я выбрал интересующую меня интерпретацию :-) и соответствующим образом переписал вопрос. @SydneyMaples, пожалуйста, не стесняйтесь отступить или отредактировать его, если я полностью потерял первоначальный дух, но, возможно, я смогу помочь сохранить интересный вопрос от закрытия.
@ArnonWeinberg и AliceD Ах, спасибо, что разъяснили мне, где была путаница. Я мастер задавать общие/расплывчатые вопросы (возможно, я склонен искать общие ответы), и иногда это имеет тенденцию кусать меня в ответ. ;) Редактирование полезно и делает вопрос более понятным.

Ответы (1)

Краткий ответ
. Нейронная связь управляется природой и воспитанием.

Предыстория
Я не специалист по языкам, но я попытаюсь обратиться к этому вопросу с более знакомой мне точки зрения, а именно с сенсорными системами.

Куча самых интригующих исследований напрямую касалась вашего вопроса. Среди них исследование Frost & Metin (1985) , которые перерезали зрительные тракты новорожденных хомяков и обнаружили, что зрительные аксоны вместо этого проецируются в соматосенсорное таламическое (вентробазальное) ядро. Экспериментально индуцированная проекция сетчатки на соматосенсорное ядро ​​происходила за счет стабилизации ранней, в норме преходящей проекции. Более того, визуальная стимуляция надежно вызывала нейронные ответы в первичной и вторичной соматосенсорной коре (SI и SII) у обработанных хомяков. Мало того - представления поля зрения в SI и SII показали частично ретинотопическую организацию. Другими словами, животные успешно преобразовали (часть) своей соматосенсорной коры в зрительную кору .

Позже Sur и соавт . (1988) показали с помощью аналогичной процедуры, что клетки сетчатки можно заставить проецироваться в медиальное коленчатое ядро ​​(MGN), основное слуховое ядро ​​таламуса, у новорожденных хорьков. Они показали, что многие клетки MGN затем управлялись зрительно и что слуховая кора стала визуально реагировать . Некоторые зрительные клетки в слуховой коре были избирательными по направлению или ориентации, напоминая сложные клетки в первичной зрительной коре.

Следовательно, функциональные зрительные проекции могут быть направлены в невизуальные структуры у высших млекопитающих, указывая на то, что модальность сенсорного таламического ядра или области коры может определяться входными сигналами во время развития. Однако существует короткий промежуток времени, когда степень пластичности нейронов позволит развиться таким грубым аномалиям — поэтому в обоих исследованиях использовались новорожденные животные.

Ссылки
- Фрост и Метин, Природа (1985); 317 (6033): 162-4
- Sur et al . наука (1988); 242 (4884): 1437-41

Мне очень нравится этот ответ, хотя мне также интересно, знаете ли вы, почему области мозга за пределами сенсорной системы всегда связаны с одной и той же областью мозга? Например, почему управляющая функция может быть в первую очередь связана с лобными долями мозга?
@SydneyMaples - Это интригующий вопрос, и ваш исходный вопрос отражает то же самое. Откровенно говоря, я не знаю, и поэтому вместо этого я решил обратиться к сенсорным системам. Я уже был довольно сбит с толку, когда читал о «перезашитых хомяках» :) Может быть, кто-то еще сделает еще один снимок. Спасибо, что приняли!
Как получается, что определенные области мозга связаны с определенными функциями?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v