Somatosenzorická kůra

Rozbalit box

Obsah boxu

Somatosenzorická kůra (nebo také somestetická kůra) je oblast mozkové kůry, která je zodpovědná za příjem a zpracování všech smyslových informací přicházejících z těla (soma). Jde o centrální procesor pro hmat (dotek, tlak, vibrace), vnímání teploty (termocepce), bolesti (nocicepce) a polohy vlastního těla (propriocepce).

Anatomicky se nachází v přední části parietálního laloku, konkrétně v závitu zvaném **gyrus postcentralis**, hned za centrální rýhou (sulcus centralis), která ji odděluje od motorické kůry.

Tato oblast je jedinečná svým **somatotopickým uspořádáním**. To znamená, že každá část těla má na povrchu kůry své přesně definované místo (mapu). Tato mapa však neodpovídá skutečné velikosti částí těla, ale hustotě nervových zakončení v dané oblasti. Výsledkem je bizarní postavička zvaná **Senzorický homunkulus**, který má obrovské ruce a ústa, ale malý trup a nohy.

Somatosenzorická kůra není statická. Je jedním z nejdynamičtějších míst v mozku, které se neustále mění a přepisuje na základě zkušeností (neuroplasticita). U hudebníků, slepců čtoucích Braillovo písmo nebo lidí po amputaci dochází k radikálním přestavbám těchto map, což může vést k superschopnostem, ale i k patologickým stavům, jako jsou fantómové bolesti.

🗺️ Somatosenzorika pro laiky: Mapa území

Představte si své tělo jako území státu a somatosenzorickou kůru jako mapu tohoto státu v sídle vlády (mozku).

Kreslení mapy

Když se dotknete prstem stolu, stane se toto:

Senzor v kůži (např. Paciniho tělísko) vyšle elektrický signál.
Signál letí "optickým kabelem" nervu do míchy.
Pokračuje dálnicí do mozkového kmene a pak do "recepce" mozku – thalamu.
Thalamus signál přepojí do konkrétního bodu v somatosenzorické kůře.

Teprve ve chvíli, kdy se rozsvítí tento bod v kůře, si uvědomíte: "Cítím stůl." Do té doby je to jen elektrický šum.

Proč papír řízne víc než nůž do zad?

Pokud vás někdo bodne prstem do zad, možná nepoznáte, jestli použil jeden prst nebo dva. Pokud se ale dotknete bříškem prstu mikroskopické nerovnosti, cítíte ji okamžitě. Proč?

**Záda (Venkov):** Na "mapě" v mozku mají záda vyhrazený malý, rozmazaný čtvereček. Jeden neuron zde hlídá obrovskou plochu kůže. Rozlišení je malé.
**Prsty a Rty (Velkoměsto):** Na mapě zabírají obrovské plochy. Jeden neuron hlídá jen milimetr kůže. Hustota "obyvatel" (receptorů) je zde extrémní.

Proto je říznutí papírem do prstu tak bolestivé – zasáhlo to stovky senzorů a v mozku se rozezněla siréna v "hustě obydlené čtvrti", zatímco rána do zad zasáhne jen pár senzorů na "poli".

"Já" je v hlavě

Fascinující (a děsivé) je, že necítíme v ruce. Cítíme v mozku. Ruka je jen vysílač.

Pokud elektricky podráždíte příslušné místo v mozku (jak to dělal Wilder Penfield), pacient vykřikne: "Někdo se mě dotkl na ruce!", i když se ho nikdo nedotkl.
Pokud ruku uříznete, ale oblast v mozku zůstane aktivní (např. kvůli chybě v zapojení), budete cítit bolest v ruce, která neexistuje (fantom). **Bolest je iluze vytvářená mozkem na základě vstupních dat.**

🏛️ Detailní anatomie: Brodmannovy oblasti

Primární somatosenzorická kůra (S1) není jednolitá. Skládá se ze čtyř svislých pruhů (Brodmannovy oblasti), které zpracovávají různé aspekty hmatu. Informace teče zepředu dozadu (od 3a k 2).

Area 3a: Propriocepce

Nachází se nejhlouběji v centrální rýze.
Přijímá signály ze **svalových vřetének** a šlach.
**Funkce:** Říká mozku, v jaké poloze jsou končetiny, jak jsou svaly natažené. Bez ní byste se nedokázali trefit lžičkou do pusy se zavřenýma očima.

Area 3b: Skutečný hmat

Hlavní vstupní brána pro kožní receptory.
Přijímá signály o doteku, bolesti a teplotě.
Zde se tvoří základní "hmatový obraz".
Projekce z thalamu (jádro VPL pro tělo, VPM pro hlavu) končí primárně zde.

Area 1: Textura

Zpracovává složitější informace z Area 3b.
**Funkce:** Rozlišování textur (drsný vs. hladký, samet vs. smirkový papír).
Poškození této oblasti vede k neschopnosti poznat materiál hmatem.

Area 2: Tvar a Velikost (Stereognozie)

Nejsložitější úroveň S1.
Integruje hmat (z 3b) a propriocepci (z 3a).
**Funkce:** Umožňuje poznat předmět hmatem bez zraku (např. najít klíče v kapse). Poznáte, že je to "kovové, zubaté a studené".
Posílá informace dál do sekundární kůry (S2) a do motorické kůry, aby upravila sílu úchopu.

🧑‍🔬 Wilder Penfield a Homunkulus

Ve 30. a 40. letech 20. století prováděl kanadský neurochirurg **Wilder Penfield** operace pacientů s epilepsií při plném vědomí (mozek nebolí). Aby nepoškodil důležitá centra, dráždil povrch mozku elektrodou a ptal se pacientů, co cítí.

**Objev:** Zjistil, že mapa těla je v mozku seřazena logicky, ale s podivnými skoky a disproporcemi.
**Sekvence (odshora dolů):** Genitálie (schované v rýze), Noha, Trup, Ruka, Prsty (obrovské), Obličej (obrovský), Jazyk, Hltan, Vnitřnosti.
**Disproporce:** Palec u ruky má v mozku větší plochu než celá záda a stehna dohromady.
**Somatosenzorický homunkulus:** Podle těchto dat nakreslil slavnou postavičku "mužíčka" (homunculus), která se dnes učí na každé lékařské fakultě.

Sekundární somatosenzorická kůra (S2)

Nachází se pod S1, v horní části Sylviovy rýhy (operculum).

**Funkce:** Je to "paměť hmatu". Umožňuje nám spojit to, co cítíme teď, s tím, co jsme cítili v minulosti.
Spolupracuje s insulou a amygdalou při zpracování emočního náboje doteku (příjemné hlazení vs. nepříjemný stisk).

🧬 Neuroplasticita: Přepisování mapy

Dlouho se věřilo, že mapa v S1 je po dětství fixní. Výzkumy Michaela Merzenicha a V.S. Ramachandrana to vyvrátily. Mapa je "živá" a neustále bojuje o prostor. Platí darwinovské pravidlo: **"Use it or lose it"** (Používej to, nebo o to přijdeš).

Studie s opičími prsty (Merzenich)

Když vědci sešili opici dva prsty k sobě (takže se hýbaly vždy naraz), po čase se jejich mapy v mozku slily v jednu. Mozek je přestal rozlišovat jako dvě entity.
Když opice musela trénovat jeden prst (otáčet diskem), mapa tohoto prstu se v mozku zvětšila na úkor sousedních prstů.

Mozek hudebníka

Skeny fMRI u profesionálních houslistů ukazují, že oblast pro prsty levé ruky (které běhají po hmatníku) je výrazně větší než u běžných lidí. Tato expanze začala na úkor jiných oblastí. To dokazuje, že intenzivní trénink fyzicky mění anatomii mozku.

Braillovo písmo a Slepota

U nevidomých lidí, kteří čtou Braillovo písmo, dochází k fenoménu **cross-modální plasticity**.

Jejich somatosenzorická kůra (pro čtecí prst) je masivní.
Ale co víc: Při čtení hmatem se u nich aktivuje i **zraková kůra** (okcipitální lalok)! Mozek, který nemá vizuální vstupy, "pronajal" nevyužitý vizuální počítač hmatu, aby zvýšil jeho výpočetní kapacitu.

👻 Fantómové končetiny: Když mapa lže

Nejznámějším důkazem plasticity (a jejích chyb) je syndrom fantómové končetiny. Až 90 % lidí po amputaci cítí končetinu, kterou nemají. Často v ní cítí křečovitou bolest, svědění nebo zatnutí pěstí.

Teorie remappingu (V.S. Ramachandran)

Proč to bolí? 1. **Ztráta vstupu:** Po amputaci ruky přestane do "oblasti ruky" v mozku přicházet signál. Neurony hladoví po podnětech. 2. **Invaze sousedů:** Na Penfieldově mapě leží vedle oblasti ruky **oblast obličeje**. Neurony obličeje začnou vysílat výběžky ("pučet") do prázdné oblasti ruky. 3. **Zmatek:** Když se pacient dotkne své tváře, signál jde do oblasti tváře, ale "prosákne" i do oblasti ruky. 4. **Iluze:** Vyšší centra mozku (parietální lalok) si to vyloží po staru: "Aktivovala se oblast ruky, takže se mě někdo dotýká na ruce."

- Výsledek:** Pacient se holí na tváři, ale cítí, jak ho někdo hladí po neexistujících prstech.

Terapie zrcadlem (Mirror Box)

Pokud fantom bolí (např. ruka je v křeči), je to proto, že mozek posílá povel "Pohni rukou", ale nedostává zrakovou ani proprioceptivní zpětnou vazbu "Ruka se pohnula". Vzniká konflikt (error), který mozek interpretuje jako bolest/křeč.

**Léčba:** Pacient vloží zdravou ruku do krabice se zrcadlem. Dívá se do zrcadla, kde vidí odraz zdravé ruky na místě té amputované.
Pohnou zdravou rukou. Zraková kůra ohlásí: "Ruka se hýbe!" Zrcadlové neurony se aktivují.
Tento vizuální klam "resetuje" zaseknutou smyčku v motorické a senzorické kůře. Bolest často okamžitě zmizí. Je to "léčba iluze iluzí".

⚔️ Bolest a Emoce: Matrix bolesti

Somatosenzorická kůra nám řekne **KDE** to bolí a **JAK MOC** (intenzita). To je tzv. diskriminativní složka bolesti. Ale neřekne nám, že "nám to vadí".

O utrpení se stará přední cingulární kůra (ACC) a insula.
**Asymbolie bolesti:** Pokud má pacient zničenou ACC, ale zdravou S1, řekne: "Ano, cítím tu bolest, je to jako nůž, ale vůbec mi to nevadí." (Bolest bez utrpení).
**Psychogenní bolest:** Naopak při silné empatii nebo hypnóze může být aktivní ACC (utrpení) bez aktivace S1 (fyzický vstup).

🛑 Patologie: Agnosie a Neglect

Poškození somatosenzorické kůry (např. po mrtvici) vede ke specifickým neurologickým poruchám.

Astereognozie (Hmatová slepota)

Pacient má cit v rukou zachován (cítí dotek), ale nedokáže hmatem poznat předmět.

Dejte mu do ruky klíč se zavřenýma očima. Popíše ho: "Je to studené, tvrdé, má to zoubky." Ale neřekne "Je to klíč". Musí se podívat.
Chyba je v **Area 2** nebo asociačních oblastech parietálního laloku, kde se skládají rysy do celku.

Graphesthesia

Neschopnost poznat číslo nebo písmeno, které vám někdo nakreslí tupým hrotem na dlaň. Je to citlivý test funkce parietálního laloku.

Hemineglect (Syndrom opomíjení)

Při poškození pravého parietálního laloku (často zahrnujícího S2 a asociační kůru) pacient ignoruje levou polovinu světa i těla.

Oholí si jen pravou půlku tváře.
Sní jídlo jen z pravé půlky talíře.
Popírá, že levá ruka je jeho ("Někdo mi do postele dal cizí ruku!"). Toto se nazývá **somatoparafrenie**.

🤖 Budoucnost: Brain-Computer Interfaces (BCI)

Výzkum S1 je klíčový pro vývoj bionických protéz.

Aby byla protéza dokonalá, nestačí, aby se hýbala (napojení na motorickou kůru). Musí také **cítit**.
Vědci dnes implantují čipy do S1 ochrnutých pacientů. Když se robotická ruka dotkne předmětu, čip pošle elektrický impulz do S1. Pacient "cítí" dotek na své neexistující ruce.
Tím se uzavírá smyčka (closed-loop BCI): Mozek vyšle povel -> Ruka se pohne -> Ruka cítí -> Mozek dostane zpětnou vazbu.

🧘 Filosofie a Vědomí: Embodiment

Somatosenzorická kůra je kotvou našeho vědomí.

**Tělesné schéma (Body Schema):** Podvědomý model těla v prostoru, který nám umožňuje pohyb.
**Tělesný obraz (Body Image):** Vědomá představa o vlastním těle.

Poruchy v této oblasti (např. u anorexie) mohou souviset s diskrepancí mezi tím, co cítí S1 (jsem hubená), a tím, jak data interpretuje asociační kůra (vidím se tlustá). Studium S1 nám ukazuje, že naše "Já" není abstraktní duše vznášející se v prázdnu, ale je neoddělitelně spjato s masem, kůží a zpětnou vazbou z fyzického světa. Jsme "vtělení" (embodied).

Zdroje