Ćwiczenie VIII Wzgórze i układy niespecyficznego pobudzenia

Ćwiczenie VIII Wzgórze i układy niespecyficznego pobudzenia

WZGÓRZE - leży w międzymózgowiu i stanowi jego największą część - otrzymuje informacje czuciowe ze wszystkich układów czuciowych za wyjątkiem węchowego - wysyła projekcje głównie do kory, a ponadto do jąder podstawy (układ pozapiramidowy sprzężenie thalamo-pallidarne) oraz do podwzgórza

WZGÓRZE

Atlas neuroanatomii i neurofizjologii Nettera. D. L. Felten, R. Józefowicz. Elsevier Urban &Partner Wrocław 2002; str. 34.

Atlas neuroanatomii i neurofizjologii Nettera. D. L. Felten, R. Józefowicz. Elsevier Urban &Partner Wrocław 2002; str. 176.

JĄDRA WZGÓRZA NIESPECYFICZNE SPECYFICZNE 1. ŚRÓDBLASZKOWE 2. LINII POŚRODKOWEJ 1. PRZEDNIE (LIMBICZNE) 2. CIAŁA KOLANKOWATE 3. SIATKOWATE boczne przyśrodkowe 3. BRZUSZNO-BOCZNE brzuszne (czuciowe i ruchowe) boczne grzbietowo-boczne boczne-tylne (asocjacyjne) 4. PODUSZKA (asocjacyjne)

Jądra przednie - Projekcje z ciał suteczkowatych i hipokampa - Projekcje do zakrętu obręczy - Część kręgu Papeza

Jądra przyśrodkowe grzbietowe - Wzajemne połączenia z korą przedczołową - Projekcje ze struktur limbicznych - Gdy zniszczone zespół Wernicke-Korsakowa - Rola w wyrażaniu emocji i zachowaniu

Jądra śródblaszkowe - Projekcje z pnia mózgu i wstępującej części układu siatkowatego - Projekcje rozlane do kory - Udział w niespecyficznej aktywacji kory mózgowej

Jądro boczne grzbietowe (LD) - Projekcje z ciał suteczkowatych - Projekcje do zakrętu obręczy - Udział w funkcjach układu limbicznego Jądro boczne tylne (LP) - Projekcje do kory ciemieniowej - Udział w funkcjach układu limbicznego

Ciałko kolankowate boczne - Część drogi wzrokowej - Wysyła impulsacje do pola 17, kora potyliczna Ciałko kolankowate przyśrodkowe - Część drogi słuchowej - Projekcje do pierwszorzędowej kory słuchowej (pola 41 i 42)

Poduszka - Największe jądro wzgórza - Dwukierunkowe połączenia z korą asocjacyjną - Impulsacja z ciał kolankowatych i wzgórków górnych - Integracja bodźców słuchowych, wzrokowych i czuciowych - Uszkodzenie po stronie dominującej może skutkować afazją sensoryczną

Jądro brzuszne przednie (VA) - Projekcje z gałki bladej i istoty czarnej - Rozlana projekcja do kory przedczołowej i przedruchowej Jądro brzuszne boczne (VL) - Projekcje z gałki bladej i istoty czarnej i móżdżka - Projekcja do kory ruchowej - Wpływa na mechanizmy ruchowe - Dwustronna lezja redukuje drżenie w Parkinsonizmie

Jądro brzuszne tylno-boczne (VPL) i przyśrodkowe (VPM) - Uszkodzenia powodują utratę czucia bólu, temperatury i dyskryminacji dotykowej po stronie kontrlateralnej - Uszkodzenie VPM dodatkowo skutkuje utratą smaku po stronie ipsilateralnej

WZGÓRZE podkorowy ośrodek czucia działa głównie jako komunikator z korą mózgową przełącznik czuciowo czuciowy wysyła impulsację otrzymaną z dróg czuciowych do kory czuciowej przełącznik czuciowo ruchowy wysyła impulsację otrzymaną z dróg czuciowych do kory ruchowej i striatum część układu limbicznego część układu niespecyficznej aktywacji kory mózgowej

Układ siatkowaty Układ siatkowaty

Układ siatkowaty Podłożem anatomicznym układu siatkowatego jest twór siatkowaty znajdujący się w pniu mózgu - rozciąga się w pniu mózgu - składa się z pęczków włókien połączonych ze sobą poprzecznymi synapsami - neurony układu siatkowatego tworzą rodzaj rozległej sieci neuronalnej ułatwia to rozprzestrzenianie się pobudzenia - w obrębie układu siatkowatego występują różne neuroprzekaźniki - obecne są liczne jądra siatkowate Twór siatkowaty: ogólny układ jąder w pniu mózgu

śródmózgowie most rdzeń przedłużony Human Neuroanatomy pod red. James'a R. Augustine

Układ siatkowaty Ważniejsze struktury układu siatkowatego - część wzgórza - jądra szwu (serotonergiczne) - jądro wielkokomórkowe (cholinergiczne) - istota szara okołowodociągowa - jądro miejsca sinawego mostu (noradrenergiczne)

Układ siatkowaty Impulsacja aferentna: - skórne receptory termiczne, dotykowe, bólowe - proprioreceptory narządów ruchu - interoreceptory narządów wewnętrznych - zmysł wzroku - zmysł słuchu - zmysł równowagi - zmysł smaku - okolice ruchowej (pole 4.) i przedruchowej (pole 6.) kory mózgowej - jądra podkorowe układu pozapiramidowego

Układ siatkowaty Impulsacja eferentna: - pobudzające i hamujące szlaki zarówno do rdzenia jak i do OUN

Układ siatkowaty Część wstępująca Rozlany hamujący układ wzgórzowy - układ rekrutujący i synchronizujący - najwyższe piętro układu siatkowatego - obejmuje nieswoiste jądra wzgórza: jj. części przyśrodkowej, brzuszne, przednioboczne, przednio-przyśrodkowe oraz jądra siatkowate boczne wzgórza Drażnienie nieswoistych jąder wzgórza impulsami elektrycznymi powoduje odpowiedź rekrutacyjną w korze mózgowej zmniejszenie częstotliwości i zwiększenie amplitudy potencjałów korowych. - obustronne połączenia z korą mózgową pozwalają na wytworzenie zamkniętych sieci neuronowych, w których impulsy mogą nieustannie krążyć - wysyłanie impulsacji do całej kory mózgowej - układ rekrutujący i synchronizujący czynność bioelektryczną kory Układ siatkowaty wzgórza działa jak układ bramkujący: nie pozwala na zbyt intensywne pobudzenie kory mózgowej impulsami z niższych segmentów OUN

Układ siatkowaty Część wstępująca Aktywujący układ siatkowaty śródmózgowia (RAS) - ośrodek desynchronizaujący korę - obejmuje część układu siatkowatego znajdującą się w śródmózgowiu Drażnienie układu siatkowatego śródmózgowia impulsami elektrycznymi powoduje desynchronizację w korze mózgowej zwiększenie częstotliwości i zmniejszenie amplitudy potencjałów korowych. - przekazywanie impulsów drogami nieswoistymi do kory mózgowej - desynchronizacja czynności bioelektrycznej kory

Układ siatkowaty Część zstępująca Zstępujący układ hamujący - początek w tworze siatkowatym rdzenia przedłużonego Drażnienie układu hamującego impulsami elektrycznymi powoduje osłabienie lub zanik odruchów rdzeniowych, a także obniżenie napięcia mięśniowego spowodowane zmniejszeniem aktywności motoneuronów gamma. - hamowanie ośrodków ruchowych rdzenia prostowników - pobudzanie ośrodków ruchowych rdzenia dla zginaczy

Układ siatkowaty Część zstępująca Zstępujący układ pobudzający - początek w tworze siatkowatym mostu - drogi pozapiramidowe i móżdżku Drażnienie układu hamującego impulsami elektrycznymi powoduje przywrócenie odruchów rdzeniowych, a także wzrost napięcia mięśniowego spowodowane zwiększeniem aktywności motoneuronów gamma. - hamowanie ośrodków ruchowych rdzenia dla zginaczy - pobudzanie ośrodków ruchowych rdzenia dla prostowników - brak jego wpływu przyczynia się do powstnia sztywności odmóżdżeniowej

Układ siatkowaty Niespecyficzne pobudzenie kory mózgowej - stan gotowości czynnościowej osiągany głównie dzięki aktywującej komponencie układu wstępującego - przejawia się desynchronizacją - stan ten warunkuje przytomność i świadomość, bez których nie byłoby możliwe odbieranie bodźców - urazy okolic mostu mogą prowadzić do utraty świadomości Regulacja oddychania Regulacja pracy serca Odruchy pnia mózgu - wykrztuśny, wymiotny, ssanie, kaszel, połykanie, ziewanie, czkawka Funkcje motoryczne

Układ siatkowaty Kontrola snu i czuwania - pień mózgu posiada zasadnicze znaczenie w regulacji snu i czuwania - miejsce sinawe (NA) - jądra szwu (5-HT), pole - brzuszne nakrywki (DA) - jądro guzowo-suteczkowate - boczne podwzgórze (Histaminy) - przodomózgowie podstawne (ACh)

Układ siatkowaty Preparaty Bremera Mózgowie izolowane Przecięcie pnia mózgu na granicy rdzenia kręgowego i przedłużonego. - zachowanie naprzemienności snu i czuwania

Układ siatkowaty Preparaty Bremera Mózg izolowany Przecięcie pnia mózgu na wysokości śródmózgowia, pomiędzy wzgórkami górnymi i dolnymi blaszki czworaczej - stała synchronizacja czynności elektrycznej - śpiący wygląd - bodźce węchowe i wzrokowe nie są w stanie spowodować wybudzenia

Układ siatkowaty Preparat Moruzziego Preparat pretrygeminalny Przecięcie pnia mózgu na wysokości śródmózgowia, tuż przed odejściem korzonka czuciowego nerwu trójdzielnego - pozostanie w stanie czuwania - różnicą między mózgiem izolowanym jest zachowanie w preparacie jądra siatkowatego przedniego pnia mózgu (ośrodka desynchronizacji)

Układ siatkowaty Preparaty Bremera i Moruzziego Mózg izolowany Preparat pretrygeminalny Mózgowie izolowane

Układ limbiczny Limbus (łac.) rąbek, brzeg Zespół struktur położony na brzegu półkul mózgowych, uczestniczący w regulacji reakcji napędowoemocjonalnych i układu autonomicznego. D.L. Felten Atlas neuroanatomii i neurofizjologii Nettera 2003

Układ limbiczny Allocortex (kora bezwarstwowa lub trójwarstwowa): hipokamp (hippocampus) płat gruszkowaty (okolice: przedgruszkowata, okołomigdałowata, śródwęchowa (entorhinalna) opuszka i guzek węchowy pole przegrodowe (25 wg Brodmanna) Juxtallocortex (mesocortex, przejściowa, kilkuwarstwowa): zakręt obręczy kora czołowo-skroniowa (okolice: przedczołowa, przywęchowa, wyspa) Struktury podkorowe: podwzgórze (ciała suteczkowate) jądra przednie (limbiczne) wzgórza i jj.uzdeczki jądra przegrody (septum) ciało migdałowate (część starsza: korowoprzyśrodkowa i część młodsza: podstawno-boczna) obszar limbiczny śródmózgowia: brzuszne pole nakrywkowe śródmózgowia (VTA), jądra Guddena i Bechterewa, jądro międzykonarowe, brzuszna część istoty szarej środkowej śródmózgowia (PAG) D.L. Felten Atlas neuroanatomii i neurofizjologii Nettera 2003

Pola korowe związane z układem limbicznym - kora zakrętu obręczy i zakrętu hipokampalnego - powierzchnia przyśrodkowa mózgu, tzw. mózg trzewny wisceral brain - reguluje aktywność układu autonomicznego i wydzielania dokrewnego, powoduje zmiany czynności wegetatywnych, kieruje czynnościami popędowo-emocjonalnymi, wywołuje zmiany w zachowaniu i wpływa na aktywność ruchową. Uszkodzenia zakrętu obręczy mogą wywoływać niepokój, pobudliwość i agresję.

Układy neuroprzekaźnikowe Dopaminergiczny - Z brzusznego pola nakrywki śródmózgowia (VTA) - Kora układu limbicznego, ciało migdałowate, formacja hipokampa - Leki zwiększające poziom DA naśladują objawy schizofrenii Serotonergiczny - Z jąder szwu - Ciało migdałowate, formacja hipokampa, prążkowie, kora mózgowa - SSRI to skuteczna grupa substancji leczących zaburzenia lękowe i obsesyjno-kompulsywne Noradrenergiczny - Z miejsca sinawego - Kora i struktury podkorowe - System noradrenergiczny może pełnić rolę w leczeniu depresji Cholinergiczny - Z jądra podstawnego, przegrody, konarowo-mostowego - Kora i struktury podkorowe, w tym ciało migdałowate i formacja hipokampa - Zanik aktywności związany z chorobą Alzheimera

Objaśnienia skrótów: TH - jądra przednie wzgórza; H - jądra uzdeczki; PP - jądra przegrody (pole przegrodowe); CM - ciała suteczkowate (tylne podwzgórze); VTA - brzuszne pole nakrywkowe; IP - jądro międzykonarowe Najważniejsze drogi układu limbicznego: sklepienie (fornix) - zasadnicza droga eferentna z hipokampa do przegrody i podwzgórza prążek krańcowy (stria terminalis) - z ciała migdałowatego do jąder przegrody i podwzgórza pęczek przyśrodkowy przodomózgowia (MFB) obustronne włókna łączące twór siatkowaty pnia z podwzgórzem i kresomózgowiem; łączy wszystkie struktury systemu limbicznego ze sobą i ze śródmózgowiem pęczek suteczkowo-wzgórzowy (Vicq d'azyra) z ciał suteczkowatych do jj. przednich wzgórza pasmo przekątne Broca - łączy ciało migdałowate z istotą dziurkowaną prążek rdzenny wzgórza z przegrody do uzdeczek pęczek tyłozgięty

Układ limbiczny Formacja hipokampa - składa się z zakrętu zębatego, hipokampa właściwego i podkładki - zbudowany jest z kory trójwarstwowej (drobinowa, ziarnista, kom. wielokształtnych) - łączy się z korą mózgu za pośrednictwem kory śródwęchowej, przez drogę przeszywającą - docierają do niego mające istotne znaczenie dla mechanizmów pamięci informacje z kory mózgowej + LTP - udział w pamięci opisowej, konsolidacja pamięci - pamięć przestrzenna

Układ limbiczny Sklepienie - zespół aferentnych i eferentnych dróg nerwowych - łączy hipokamp z innymi niż kora mózgowa strukturami - zawiera włókna spoidłowe, łączące oba hipokampy ze sobą Części składowe: - ciała suteczkowate - słupy sklepienia - trzon sklepienia - spoidło sklepienia - hipokamp

Układ limbiczny Ciało migdałowate - składa się z trzech grup jąder - wiąże się z nim emocje i pamięć emocjonalną - posiada bezpośredni wpływ na funkcje wegetatywne i endokrynowe powzgórza - posiada wpływ na reakcje emocjonalne - umożliwia rozpoznanie zabarwienia bodźców - szybka reakcja na bodźce dzięki bezpośredniemu połączeniu ze wzgórzem - informacje po interpretacji z kory mózgowej umożliwiają bardziej wyrafinowane reakcje (inteligencja emocjonalna) Stymulacja ciała migdałowatego powoduje gniew lub wściekłość i towarzyszące temu reakcje układu współczulnego

Układ limbiczny Podsumowanie głównych połączeń ciała migdałowatego

Układ limbiczny Powstawanie i ekspresja stanów emocjonalnych Krąg Papeza - ośrodki i drogi układu limbicznego, między którymi impulsy nerwowe mogą krążyć w zamkniętych pętlach pobudzenia, powodując utrzymywanie się stanu napędowego Uważa się, że związane są z funkcjonowaniem pamięci formacja hipokampa sklepienie ciało suteczkowate pęczek suteczkowo-wzgórzowy jądro przednie wzgórza odnoga przednia torebki wewnętrznej zakręt obręczy zakręt hipokampa droga przeszywająca formacja hipokampa James Papez (1883-1958) amerykański neuroanatom, w pracy opublikowanej w 1937 r. pt: A proposed mechanism of emotion, Archives of Neurology and Psychiatry, 38, 725-743 przedstawił pętlę indukcji stanów emocjonalnych

Układ limbiczny Krąg Nauty obejmuje oprócz struktur kreso- i międzymózgowia również struktury śródmózgowia Krąg limbiczno-śródmózgowiowy (Nauty) - impulsacja z układu siatkowatego śródmózgowia skierowana jest przez podwzgórze (ciała suteczkowate) na układ limbiczny. Nauta wyróżnił wśród struktur śródmózgowia "pole limbiczne śródmózgowia", na które składają się: jądro Guddena (j. grzbietowe nakrywki śródmózgowia), jądro Bechterewa, VTA, jądro międzykonarowe, istota szara środkowa, połączone pęczkiem przyśrodkowym przodomózgowia i drogą suteczkowo-nakrywkową. Impulsacja z tych okolic zasila krąg Papeza

Układ limbiczny Uszkodzenia układu limbicznego Zespół Korsakowa (zespół amnestyczno-konfabulacyjny) uszkodzenia w obrębie wzgórza i ciał suteczkowatych, obejmują zaburzenia pamięci i konfabulacje, dezorientacja występuje w przebiegu choroby alkoholowej Uszkodzenia zakrętu obręczy akineza, mutyzm (brak mówienia przy sprawnym aparacie mowy), apatia, spadek wrażliwości na ból Zespół Klüvera i Bucy'ego po obustronnym usunięciu przednich części płatów skroniowych, ciał migdałowatych i części hipokampa: - ślepota psychiczna i agnozja dotykowa - wszystkożerność - przymusowe branie przedmiotów do ust - nadmierny popęd płciowy - nadmierna łagodność i uległość, brak lęku i złości Choroba Alzheimera choroba neurodegeneracyjna, charakteryzuje się występowaniem zaburzeń pamięci, funkcji poznawczych, osobowości i zachowania oraz zmianami nastroju.

Układ limbiczny - udział w reakcjach napędowo-emocjonalnych związanych z podstawowymi funkcjami biologicznymi ustroju (3+1 - reakcje obronne, pokarmowe, płciowe + eksploracja otoczenia) analiza bodźców pod kątem wywołanych emocji - układ nagrody i kary (ukł. mezolimbiczny) udział w czuwaniu i śnie, poprzez połączenia z układem siatkowatym: emocje = wzbudzenie (krąg Papeza i Nauty), marzenia senne (REM) udział w procesach uczenia się i pamięci (hipokamp) Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (LTP, long-term potentiation) - drażnienie hipokampa salwą impulsów powoduje następczy, kilkuminutowy wzrost amplitudy EPSP (potencjacja posttetaniczna) w odpowiedzi na pojedyncze bodźce) - ułatwia to przewodzenie po zaktywowanych drogach nerwowych - uczenie udział w regulacji czynności wewnątrzwydzielniczych i wegetatywnych - wpływ na podwzgórze, zależny od pobudzenia emocjonalnego (głównie ACTH): - stymulacja ciała migdałowatego, zakrętu obręczy lub zakrętów oczodołowych wywołuje wzrost wydzielania ACTH, natomiast po stymulacji hipokampa bądź przegrody następuje spadek - komponenta wegetatywna emocji - pot, ślina, ciśnienie krwi, bicie serca, nasilenie oddechów +