Веретенообразная извилина

Веретенообразная извилина (лат. gyrus fusiformis) — это анатомическая структура головного мозга, расположенная на базальной (нижней) поверхности височной и затылочной долей. Относится к коре больших полушарий и играет ключевую роль в процессах зрительного восприятия, в частности в распознавании лиц, объектов, слов и цветов. Является частью вентрального зрительного пути («что-путь»), отвечающего за идентификацию визуальных стимулов.

Анатомия

Расположение и границы

Веретенообразная извилина находится между медиальной затылочно-височной извилиной (лат. gyrus occipitotemporalis medialis) и парагиппокампальной извилиной (лат. gyrus parahippocampalis). Спереди она граничит с передней частью височной доли, сзади — с затылочной долей. Латерально от неё проходит нижняя височная извилина (лат. gyrus temporalis inferior), а медиально — коллатеральная борозда (лат. sulcus collateralis).

Строение

Веретенообразная извилина представляет собой участок коры, имеющий характерную веретенообразную форму (откуда и происходит название). Её толщина варьируется от 2 до 4 мм. Гистологически она относится к гетеротипической коре (гранулярный тип), характерной для сенсорных зон. В ней выделяют два основных отдела:

• Латеральная часть — более связана с обработкой зрительной информации о лицах и объектах.
• Медиальная часть — участвует в обработке зрительной информации о местах и сценах.

Кровоснабжение

Кровоснабжение веретенообразной извилины осуществляется преимущественно из бассейна задней мозговой артерии (лат. arteria cerebri posterior) и частично из средней мозговой артерии (лат. arteria cerebri media).

Функции

Распознавание лиц (Фузиформная область лица)

Наиболее изученная функция веретенообразной извилины — распознавание лиц. В 1997 году нейробиолог Нэнси Канвишер (Nancy Kanwisher) с коллегами с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) выявила в этой области специализированный участок, получивший название фузиформная область лица (англ. fusiform face area, FFA). Эта область активируется преимущественно при предъявлении изображений человеческих лиц, а не других объектов (например, домов, автомобилей, фруктов). Считается, что FFA отвечает за целостное восприятие лица (как единого гештальта), а не за анализ отдельных его черт.

Распознавание объектов

Помимо лиц, веретенообразная извилина участвует в категоризации и распознавании других визуальных объектов, особенно тех, которые требуют высокой степени экспертизы (например, птиц для орнитологов, автомобилей для механиков или марок для филателистов). Эта функция связана с фузиформной областью объектов (англ. fusiform object area, FOA), которая расположена несколько латеральнее FFA.

Обработка слов (Визуальная область слов)

В левом полушарии веретенообразной извилины находится визуальная область слов (англ. visual word form area, VWFA), также известная как «центр чтения». Эта область активируется при восприятии написанных слов и буквенных строк. Она отвечает за распознавание орфографических паттернов и связь зрительного образа слова с его фонологическим и семантическим представлением. Повреждение VWFA приводит к алексии (нарушению способности читать) без нарушения других зрительных функций.

Цветовое восприятие

Веретенообразная извилина также вовлечена в обработку цветовой информации. В её задней части, на границе с затылочной долей, находится область, связанная с восприятием цвета. Повреждение этой зоны может вызвать ахроматопсию (цветовую слепоту) — неспособность различать цвета при сохранении остроты зрения.

Другие функции

• Распознавание эмоций: Веретенообразная извилина взаимодействует с миндалевидным телом (амигдалой) для интерпретации эмоциональных выражений лиц.
• Восприятие тел: Некоторые исследования указывают на существование фузиформной области тела (англ. fusiform body area, FBA), которая активируется при восприятии изображений человеческих тел.
• Навигация: Медиальная часть извилины участвует в обработке визуальной информации о местах и сценах, помогая в пространственной навигации.

Клиническое значение

Прозопагнозия

Повреждение веретенообразной извилины, особенно в правом полушарии, приводит к прозопагнозии (лицевой агнозии) — неспособности узнавать знакомые лица, включая лица родственников и собственное отражение. При этом пациент может видеть лицо, описывать его черты, но не может идентифицировать человека. Прозопагнозия может быть врождённой или приобретённой вследствие инсульта, черепно-мозговой травмы или нейродегенеративных заболеваний.

Алексия

Повреждение левой веретенообразной извилины (VWFA) вызывает алексию без аграфии — пациент теряет способность читать, но может писать и понимать устную речь. Это состояние часто наблюдается при инсультах в бассейне задней мозговой артерии.

Эпилепсия

Веретенообразная извилина может быть вовлечена в эпилептическую активность. Очаги эпилепсии в этой области могут вызывать сложные парциальные припадки с зрительными галлюцинациями (например, искажение лиц, метаморфопсия) или ощущением дежавю.

Нейродегенеративные заболевания

При болезни Альцгеймера и других формах деменции в веретенообразной извилине часто наблюдается атрофия, что проявляется в трудностях распознавания лиц и объектов. При семантической деменции (вариант лобно-височной дегенерации) атрофия левой веретенообразной извилины связана с потерей знаний о значении слов и объектов.

Нейрохирургия

При хирургическом лечении эпилепсии или опухолей в височной доле нейрохирурги стремятся сохранить веретенообразную извилину, чтобы избежать нарушений распознавания лиц и чтения. Для этого применяют интраоперационную стимуляцию и картирование мозга.

Исследования

Функциональная нейровизуализация

Основные данные о функциях веретенообразной извилины получены с помощью фМРТ. Исследования показывают, что FFA активируется не только при восприятии лиц, но и при их воображении или узнавании. У людей с прозопагнозией активность FFA снижена или отсутствует.

Сравнительная нейроанатомия

Веретенообразная извилина обнаружена не только у человека, но и у других приматов. У макак-резус существует гомологичная область, называемая задней височной областью (англ. posterior temporal area), которая также реагирует на лица. Это свидетельствует о филогенетической древности механизмов распознавания лиц.

Развитие в онтогенезе

У новорождённых веретенообразная извилина ещё не полностью специализирована. Специализация на лицах развивается в течение первого года жизни, а на словах — в процессе обучения чтению (обычно в возрасте 5–7 лет). У неграмотных людей VWFA не формируется.

Критика и альтернативные теории

Некоторые исследователи (например, Изабель Готье, Isabel Gauthier) оспаривают идею врождённой специализации FFA исключительно на лицах. Согласно теории экспертизы, веретенообразная извилина отвечает за тонкое различение любых визуальных объектов, с которыми человек имеет большой опыт. Например, у экспертов по птицам FFA активируется при просмотре изображений птиц, а у экспертов по автомобилям — при просмотре автомобилей. В этом случае лица являются лишь наиболее распространённым объектом экспертизы для всех людей. Однако большинство нейробиологов признают, что лица обрабатываются в веретенообразной извилине особым образом, отличным от обработки других объектов.

Источники

• Kanwisher, N., McDermott, J., & Chun, M. M. (1997). The fusiform face area: a module in human extrastriate cortex specialized for face perception. The Journal of Neuroscience.
• Cohen, L., & Dehaene, S. (2004). Specialization within the ventral stream: the case for the visual word form area. NeuroImage.
• Gauthier, I., et al. (2000). Expertise for cars and birds recruits brain areas involved in face recognition. Nature Neuroscience.
• Grill-Spector, K., & Weiner, K. S. (2014). The functional architecture of the ventral temporal cortex and its role in categorization. Nature Reviews Neuroscience.
• Атлас анатомии человека. Синельников Р. Д., Синельников Я. Р. — М.: Медицина, 1996.
• Нейроанатомия. Неттер Ф. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.