Полушария мозжечка: Полушарие мозжечка

Опухоль головного мозга размером с половину мозжечка успешно удалили нейрохирурги больницы Вересаева

Врачи больницы Вересаева избавили москвичку от годами мучивших головных болей, тремора и нарушения координации движений, причиной которых стала опухоль, охватившая почти полностью одно из полушарий мозжечка. Специалисты провели сложнейшую ювелирную операцию на головном мозге, после которой женщина смогла уйти домой на своих ногах: такой исход стал возможен благодаря профессионализму врачей и высоким технологиям.

52-летняя пациентка поступила в приемное отделение регионального сосудистого центра городской клинической больницы имени Вересаева Департамента здравоохранения Москвы на севере столицы в тяжелом состоянии: у женщины было диагностировано очаговое кровоизлияние, причиной которого стало образование в левом полушарии мозжечка размером 6х6х5см. По словам специалистов, опухоль фактически заняла все пространство одного из полушарий и сдавливала ствол головного мозга, что является жизнеугрожающим состоянием.

Накануне утром женщина не смогла правильно и четко произносить слова, спустя несколько часов к нарушению речи добавилась и слабость в конечностях – правосторонний гемипарез. В таком состоянии пациентку с подозрением на острое нарушение мозгового кровообращения на скорой доставили в медучреждение. На месте специалисты провели нейровизуализацию и обнаружили образование левого полушария мозжечка размерами 6х6х5см с очагами кровоизлияния. Пациентку госпитализировали в реанимацию.

– Опухоли мозжечка составляют примерно 30% от всех опухолей головного мозга. Единственным методом лечения при таком большом размере опухолей является хирургическое вмешательство. Дело в том, что столь крупные образования вызывают сдавливание ствола головного мозга, что в свою очередь приводит к его отеку и летальному исходу, – объясняет Александр Завьялов, и.о. заведующего 57-м нейрохирургическим отделением ГКБ им. В.В. Вересаева.

Операция, которую провели после тщательной подготовки и дообследования, состояла из двух этапов. Для начала пациентке установили наружный вентрикулярный дренаж, который позволил снизить внутричерепное давление во время операции. После этого нейрохирурги с помощью интраоперационного микроскопа и специального ультразвукового деструктора – высокотехнологичного аппарата, позволяющего снизить риск кровотечения (такие образования, как правило, обильно кровоснабжаются, что несет дополнительные риски), выполнили удаление опухоли.

– Опухоль распространялась на все полушарие мозжечка и прорастала в твердую мозговую оболочку, что потребовало выполнения пластики твердой мозговой оболочки, для чего мы использовали ткань с бедра и специальный биологический клей для герметизации, – рассказал Александр Завьялов.

Послеоперационный период протекал без осложнений. У пациентки регрессировали речевые и координационные нарушения, слабость в правых конечностях, перестали беспокоить головные боли – фактически женщина вышла из стен медучреждения без неврологического дефицита. По данным гистологического исследования опухоль носила доброкачественный характер. Пациентка выписана в удовлетворительном состоянии под наблюдение врачей по месту жительства.

Блог

28.06.2019

Инсульт — острое нарушение мозгового кровообращения вследствие закупорки сосудов или их разрыва. После сосудистой катастрофы в течение нескольких минут или часов развивается неврологическая симптоматика, которая прогрессирует, иногда приводя к летальному исходу. В последнее время участились случаи инсульта и в молодом возрасте, до 30 лет.

Виды

Основная классификация инсультов (по МКБ-10) учитывает причину и механизм возникновения инсульта.

• 
  Ишемический инсульт характеризуется прекращением поступления крови в ткани головного мозга. Причиной заключается в нарушении текучести крови, закупорке артерии тромбом и/или сужении атеросклеротической бляшкой (атеротромботический), спазме сосудов, снижении давления. Чаще развивается в возрасте 50-69 лет. Частота встречаемости 64-75% среди всех видов инсульта.

• 
  Геморрагический инсульт — кровоизлияние в вещество головного мозга или под паутинную оболочку вследствие разрыва сосуда в результате повышенного артериального давления, атеросклероза, васкулита, аневризм, нарушения свертываемости. В группе высокого риска находятся пациенты в возрасте 50-69 лет. В 39-49 лет встречается реже. Частота встречаемости 15-20% среди всех видов инсульта.

Существуют классификации, в которых выделяют виды инсульта с учетом других признаков.

1. По степени тяжести:

• 
  малый, в том числе микроинсульт (транзиторная ишемическая атака) — проходящее нарушение мозгового кровообращения с полным исчезновением неврологической симптоматики в течение от 1 суток до 3 недель;

• 
  средней тяжести;

• 
  тяжелый, обширный инсульт мозга — поражение большого участка с ярко выраженной неврологической симптоматикой и тяжелым состоянием, иногда с впадением в глубокую кому.

2. По расположению — левого или правого полушария. Каждая сторона отвечает за разные функции, поэтому и симптомы будут разными. Например, если поражается левая половина, страдают движения правой стороны тела, нарушается речь, память. Человек теряет способность к чтению и письму.

При поражении правого полушария нарушено движение левой стороны тела, восприятие себя, своего тела, окружающего пространства, развиваются психические расстройства.

3. По количеству — первичный инсульт (первый) и повторные инсульты (второй, третий, четвертый). Повторные инсульты протекают тяжелее, т.к. очаг поражения с каждым разом увеличивается.

4. По возрасту — у детей, начиная с внутриутробного периода, молодых, пожилых. Выраженность клинических проявлений и прогноз зависят от возраста пациента, причины сопутствующей патологии, своевременности диагностики. Наиболее сложный прогноз при запоздалом обнаружении инсульта, большом размере очага, ослабленном организме вследствии сопутствующих заболеваний, вредных привычках, авитаминозе.

5. По локализации:

• 
  в вертебро-базилярном бассейне с поражением затылочной доли головного мозга, мозжечка и ствола — развиваются зрительные нарушения, меняется походка;

• 
  лобных долей — страдает речь, глотание;

• 
  височных долей — ухудшается память, письмо, речь;

• 
  теменной доли — страдает речь и понимание речи.

Развитие и группы риска

К развитию инсульта приводит резкое повышение давления, физические нагрузки, эмоциональное перенапряжение. В таких ситуациях происходит разрыв сосуда с последующим кровоизлиянием или спазм с ишемией. Предрасполагающими факторами являются сахарный диабет, высокий уровень холестерина, заболевания сердца, сосудов и крови, избыточный вес. Сосуды при этих заболеваниях теряют эластичность, их стенка растягивается. Особенно осторожными следует быть людям, у которых или их близких родственников был инсульт или инфаркт.

Существуют шкалы, по которым определяют степень риска развития инсульта: Фрамингамская шкала оценки индивидуального риска развития инсульта, вопросник Лондонской школы гигиены о сердечно-сосудистых заболеваниях Дж. Роуза.

Пройдя такое тестирование, можно выявить степень риска, пройти обследование и своевременно пройти курс лечения, пока ваше здоровье не пострадало.

Выделяют группы риска:

• 
  по возрасту и полу — вероятность инсульта повышается после 30 лет.  Ишемический инсульт встречается чаще у мужчин в возрасте 50-69 лет. Заболеваемость геморрагическим инсультом до 60 лет у мужчин и женщина одинакова, затем выше у женщин;

• 
  по образу жизни — неблагоприятным фактором являются малоподвижность, вредные привычки, стрессы, тяжелый физический труд. Эти факторы ухудшают здоровье, провоцируют хронические заболевания сердца и сосудов.

Первые признаки и симптомы

Перед инсультом появляются сонливость, головная боль, онемение конечностей, усталость, мушки перед глазами, тошнота, головокружение, колебания температуры, скачет артериальное давление. Это предвестники или первые признаки инсульта, которые появляются за несколько часов или суток до катастрофы. Чаще всего эти симптомы игнорируются, или их списывают на усталость и переутомление.

Симптомы непосредственно инсульта делятся на общемозговые и очаговые Они могут быть разной степени выраженности в зависимости от распространенности патологического процесса.

• 
  Общемозговые симптомы: головная боль, нарушение сознания вплоть до потери сознания, оглушенность, возбуждение или слабость, нарушение ориентации в пространстве и времени, потливость, чувство жара, судороги. Клонит ко сну, иногда знобит.

• 
  Очаговые нарушения при инсульте зависят от того, какая область мозга пострадала. Они могут быть односторонними или двусторонними. К этой группе относятся нарушение речи, зрения (зрительные галлюцинации), походки, движений вплоть до паралича, чувствительности.

Симптомы ишемического инсульта головного мозга развиваются постепенно, при этом преобладают очаговые симптомы.

При геморрагическом инсульте начало стремительное, с преобладанием общемозговых симптомов.

В развитии инсульта выделяют несколько этапов: острый период (с момента удара до 3 недель в среднем), восстановительный период — начиная со 2 недели до 24 мес.

Что делать при инсульте

Существуют приемы, которые позволяют выявить признаки инсульта самостоятельно  . Например, их можно применить, если кому-то на улице стало плохо и вы заподозрили инсульт. Нужно попросить человека улыбнуться, заговорить, поднять обе руки. Если пострадавший не может выполнить вашу просьбу или есть асимметрия, следует немедленно вызвать помощь и перечислить все симптомы.

В то же время нужно оказать первую помощь: уложить пострадавшего, подложив под голову небольшую опору, освободить от одежды, которая мешает дышать. Ему нельзя есть и пить, совершать резкие движения. При рвоте следует повернуть голову вбок.

Дальнейшее лечение осуществляется в стационаре. Сначала проводят диагностику для уточнения диагноза, назначают компьютерную и магнитно-резонансную томографию, люмбальную пункцию и ЭЭГ (эхоэнцефалографию), ангиографию. Затем назначают консервативное (базовую терапию, лечение неврологических осложнений) или хирургическое лечение.

После завершения острого периода назначают реабилитацию: массаж, лечебную физкультуру и другие мероприятия в зависимости от степени и вида нарушения. Пациента наблюдают невролог, физиотерапевт, логопед, психотерапевт.

Мозг обладает нейропластичностью: при правильном подходе можно восстановиться после инсульта, вернуть функции мозга и предотвратить осложнения инсульта. Ключевой фактор — своевременное начало лечения, грамотная реабилитация и регулярность выполнения упражнений.

По данным ВОЗ, около 60% пациентов к концу первого года не нуждаются в посторонней помощи, а 30% пациентов работоспособного возраста могут вернуться к трудовой деятельности.

Профилактика

• 
  Первичная профилактика заключается в правильном питании, занятиях спортом, отказе от вредных привычек и стресса, достаточном сне и отдыхе, регулярных медицинских осмотрах.

• 
  Вторичная профилактика инсульта включает в себя устранение факторов риска — лечение сопутствующей патологии, регулярное наблюдение у лечащего врача, устранение факторов риска. Такой подход поможет не только предотвратить инсульт, но и укрепить здоровье в целом. По оценкам ВОЗ, создание адекватной системы помощи пациентам с инсультом позволит уже в ближайшие годы снизить летальность в течение 1-го месяца заболевания на 20% и обеспечить независимость в повседневной жизни через 3 мес после его начала не менее чем у 70% пациентов.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается инсульт от инфаркта?

Инфаркт мозга — один из видов инсульта и он носит ишемический характер, т.е. сопровождается прекращением поступления крови в головной мозг. Характерной особенностью являются постепенное развитие клинической картины и преобладание очаговых симптомов: нарушений речи, зрения, походки, движений вплоть до паралича, чувствительности.

Может ли случиться инсульт и инфаркт одновременно?

Если рассматривать только головной мозг, встречается смешанный инсульт, когда в причинах развития инсульта фигурируют и кровоизлияние, и ишемия. Они могут произойти одновременно, когда происходит разрыв сосуда на одном участке и прекращение кровотока в другом. Также ишемия может развиться на месте субарахноидального кровоизлияния через некоторое время.

Если рассматривать инфаркт как заболевание сердца, то эти состояния также могут диагностироваться одновременно. Более того, инсульт может развиться в результате инфаркта: страдает функционирование сердца, кровь поступает в головной мозг в недостаточном количестве. Так мы получаем инсульт.

Инсульт бывает только головного мозга?

Инсультом (лат. insultus «наскок, нападение, удар») называют острое нарушение кровоснабжения мозга вследствие ишемии (инфаркта) или кровоизлияния. Если ишемия происходит в других органах, его тоже называют инфарктом. Например, инфаркт миокарда, инфаркт кишечника, почек и т.д. Характеризуется сильными болями, нарушением функции пострадавшего органа и другими симптомами.

Бывает ли инсульт при нормальном или низком давлении?

Артериальная гипертензия — одна из главных, но не единственных причин инсульта. Фактором риска является также тромбоз, атеросклероз, сахарный диабет, при которых давление бывает нормальным и даже сниженным. Кроме того, при низком давлении головной мозг недостаточно снабжается кислородом, что является предпосылкой для развития инсульта по ишемическому типу. 

Бывает ли инсульт у детей?

Инсульт диагностируется и у детей. Он может развиться даже в перинатальном периоде. Причины: отклонения в свертывающей системе, патологии сердечно-сосудистой системы, в том числе пороки развития сосудов, вредные привычки у матери во время беременности, кислородное голодание во время родов, травма. 

В перинатальном периоде и до года заболевание сопровождается беспокойством, частым плачем, нарушением аппетита, нарушением рефлексов периода новорожденности, косоглазием, судорогами. Диагноз ставится на основании осмотра детского невролога, УЗИ головного мозга, результатов томографии. В более старшем возрасте симптомы схожи с признаками инсульта у взрослых.

Детский организм более пластичен и быстрее поддается терапии. Главное — вовремя диагностировать инсульт и начать лечение.

Может ли инсульт пройти сам?

Есть такое состояние — транзиторный инсульт. Он сопровождается кратковременным нарушением кровообращения, при этом необратимых изменений ткани головного мозга не происходит. Внешние проявления такого инсульта такие же, как и у обычного, но менее выраженные: головная боль, головокружение, потемнение в глазах, изменение чувствительности на различных участках тела. И проходят они в течение 24 часов. Тем не менее, состояние требует квалифицированного лечения и реабилитации, устранения факторов риска, т.к. в последующем есть вероятность вторичного инсульта.

При каком давлении может быть инсульт?

Инсульт может развиться при любом давлении. Артериальная гипертензия является причиной геморрагического инсульта, гипотензия — ишемического.

Помогают ли сосновые шишки в профилактике инсульта?

Сосновые шишки снижают артериальное давление, поэтому их нельзя употреблять при гипотензии. Эффект обусловлен танинами, которые содержатся в шишках. В составе есть также витамин С и Р — они укрепляют стенки сосудов и улучшают кровообращение.

Целесообразность применения средств на основе растительного сырья принимает лечащий врач после детального обследования. В целом сосновые шишки от инсульта могут использоваться только как дополнительный метод.

Помогает ли одуванчик в профилактике инсульта?

Одуванчик после инсульта нормализует уровень холестерина. Его может назначить только врач после тщательного обследования как дополнительный метод лечения.

Сколько именно мозга нам нужно?

• Том Стаффорд
• BBC Future

14 января 2015

Автор фото, Thinkstock

Как показывает ряд описанных в медицине случаев, люди могут функционировать в отсутствие отдельных областей головного мозга, не испытывая при этом ярко выраженных негативных эффектов. Как такое возможно? По мнению корреспондента

BBC Future, мы просто слишком мало знаем о нашем мозге.

Сколько мозга нам необходимо для нормального функционирования? В последние месяцы в новостях появилось сразу несколько историй, повествующих о людях с поврежденными или вовсе отсутствующими отделами головного мозга, которые, тем не менее, живут относительно нормальной жизнью. Если отвлечься от сенсационности этих сообщений и взглянуть на них с точки зрения нейрофизиологии, напрашивается вывод, что мы не просто не до конца понимаем, как работает наш мозг – по-видимому, наше нынешнее представление о механизмах его работы в корне неверно.

В прошлом году пресса сообщала о женщине, родившейся без мозжечка – ярко выраженного отдела головного мозга, расположенного под затылочными долями полушарий. По некоторым оценкам, в мозжечке содержится до половины всех клеток головного мозга человека. В данном случае речь идет не просто о повреждении мозга – мозжечок у 24-летней женщины вообще отсутствует. Тем не менее, ее жизнь вполне обычна – она окончила школу, вышла замуж и родила ребенка.

Нельзя сказать, что отсутствие у этой женщины мозжечка не имеет вообще никаких последствий – всю свою сознательную жизнь она страдает от неуверенности и неловкости в движениях. С другой стороны, поразительно то, что она вообще может передвигаться без отдела мозга, который присутствовал уже у первых позвоночных на Земле. Наличие мозжечка обнаружено у ископаемых акул, живших еще во времена динозавров.

Эта история иллюстрирует одну истину, о которой не так часто говорят: в самом элементарном нашем понимании того, как функционирует мозг, имеются огромные пробелы. Ученые до сих пор не могут прийти к общему мнению о том, какие функции выполняют даже самые изученные его отделы, такие как мозжечок. Вся глубина нашего незнания проявляется как раз в таких экстраординарных случаях, как вышеописанный. Время от времени, в рамках рутинной больничной процедуры сканирования, выясняется, что мозг пациента удивительным образом отличается от привычного нам представления о его строении. При этом некоторые из таких отличий могут оказывать весьма незначительный наблюдаемый эффект на самочувствие и поведение человека.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Мозг человека — не тостер, в котором понятно, какая часть за что отвечает

Частично эту проблему, по-видимому, можно объяснить особенностями нашего мышления. Мы считаем вполне естественным представление о мозге как аппарате, появившемся в результате естественного отбора, а в инженерной науке, как правило, существует прямое соответствие между конструкцией и ее назначением. Возьмем тостер – хлеб в нем жарит нагревательный элемент, за временем приготовления следит таймер, а за выбрасывание готовых тостов отвечает пружина. Однако случай с отсутствующим мозжечком показывает, что для головного мозга такая простая схема неприменима. Хотя мы часто говорим, что за разные функции, чувства и ощущения – такие как зрение, чувство голода или влюбленность – отвечает свой регион мозга, в действительности это не так, поскольку головной мозг – не технологическая конструкция, в которой каждую из функций выполняет отдельный агрегат.

Возьмем недавний случай, когда в мозге мужчины был обнаружен ленточный червь. Четыре с лишним года червь проделывал в мозге сквозное отверстие, причиняя его владельцу массу неприятностей – включая судороги, проблемы с памятью и ощущение странных запахов. На мой взгляд, для человека, мозг которого прогрызло живое существо, мужчина отделался сравнительно легко. Если бы головной мозг работал по принципу большинства устройств, созданных человечеством, все было бы гораздо хуже. Предположим, что червь насквозь прогрыз ваш мобильный телефон – аппарат просто перестанет работать. Вспоминается случай из 1940-х гг., когда одна из ранних электромеханических вычислительных машин вышла из строя из-за моли, попавшей в реле.

Отчасти такая отказоустойчивость мозга объясняется его пластичностью, то есть способностью адаптироваться к изменяющимся условиям благодаря накоплению опыта. Есть, впрочем, и другое объяснение, предложенное умершим в прошлом году американским нейрофизиологом, лауреатом Нобелевской премии Джералдом Эдельманом. Он обнаружил, что за поддержание одной и той же биологической функции зачастую отвечают несколько структур. Так, одни и те же физические особенности организма предопределяются сразу несколькими генами. Таким образом, произвольное «выбивание» — потеря – одного из генов не влияет на относительно нормальное развитие данной особенности. Эдельман назвал способность множества разных структур поддерживать одну и ту же функцию термином «вырожденность».

Та же концепция применима и к головному мозгу. За каждую из ключевых функций мозга отвечает не конкретный отдел, а несколько областей сразу, зачастую выполняющих одну и ту же работу слегка отличными способами. Если одна область окажется неработоспособной, ее работу возьмут на себя другие.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Как бы мы ни старались раз и навсегда закрепить определенные функции за тем или иным участком мозга, он отказывается работать по шаблону

Данная концепция помогает понять природу проблем с пониманием «зон ответственности» разных отделов головного мозга, которые испытывают нейрофизиологи-когнитивисты. Если подходить к изучению мозга с позиции «один отдел – одна функция», никогда не получится экспериментальным путем распутать клубок взаимосвязей между его областями и выполняемыми ими функциями.

Наиболее известная функция, приписываемая мозжечку, — координация движений. Однако другие отделы мозга, такие как базальные ганглии и двигательные области коры, также напрямую вовлечены в управление моторикой. Вероятно, постановка вопроса о том, какие уникальные функции присущи каждому отделу мозга, просто неверна, поскольку все они вносят свой вклад в общее дело.

Память – еще один пример важной биологической функции, которую поддерживают несколько областей мозга. Столкнувшись с человеком, которого встречали раньше, вы можете припомнить, что он слывет добрым, вспомнить случай, когда он проявил доброту по отношению к вам лично, или у вас появится смутное чувство симпатии к нему – за все эти формы памяти, заставляющие вас испытывать к данному человеку доверие, отвечают разные отделы мозга, выполняющие одну и ту же работу, но разными способами.

Эдельман и его коллега Джозеф Гэлли называли вырожденность широко распространенным биологическим качеством и свойством, присущим сложным системам, утверждая, что она является неизбежным результатом естественного отбора. Эта концепция объясняет, почему травмы или врожденные дефекты строения мозга порой оказываются не такими катастрофичными, какими, по логике вещей, должны быть. А также — почему понимание работы головного мозга дается ученым с таким трудом.

Если вы хотите, чтобы мы рассказали об интересующем вас распространенном психологическом феномене, пишите нам (по-английски) по адресам @tomstafford или [email protected].

Детская нейрохирургия. Услуги клиники «Нейрохирургия детского возраста» ФГУ РНХИ им. проф. А.Л. Поленова



Опухоли мозжечка являются одними из наиболее часто встречающихся новообразований в детском возрасте. В структуре опухолей задней черепной ямки новообразования мозжечка занимают около 60%. По гистологической природе в мозжечке встречаются астроцитомы и медуллобластомы. Учитывая, что мозжечок является органом, который отвечает за функцию равновесия у человека, то становится понятной симптоматика при развитии опухоли. Дисфункция мозжечка заключается в нарушении походки и координации движений, головокружении, нарушении почерка, снижении мышечного тонуса, слабости в конечностях. При выраженном проявлении мозжечковой атаксии дети перестают ходить, не могут сидеть, отмечается подергивание глазных яблок – нистагм. Развивавшийся нормально ребенок вдруг начинает терять приобретенные навыки, перестает держать голову, сидеть, ходить. Однако в большинстве случаев начало заболевания связано с развитием гидроцефалии, так как опухоль мозжечка при быстром росте может сдавить пути тока ликвора (4 желудочек, водопровод). Развитие гидроцефалии характеризуется признаками повышения внутричерепного давления (см. гидроцефалия). Поэтому помимо нарушения координации и походки, дети могут жаловаться на головную боль, тошноту и рвоту. Когда опухоль достигает больших размеров, появляются симптомы поражения ствола мозга (см. опухоли ствола мозга). При появлении вышеперечисленных признаков следует немедленно показать ребенка невропатологу или нейрохирургу. Наиболее информативным методом диагностики опухолей мозжечка является КТ или МРТ головного мозга. У детей до 1 года полезным будет проведение УЗИ головного мозга. В зависимости от гистологического вида опухоли будет выявлена соответствующая интроскопическая картина при томографии мозжечка. Опухоли мозжечка могут располагаться только в мозжечке, а при больших размерах распространяться в 4 желудочек и ствол мозга, вызывая при этом гидроцефалию. Методом выбора при лечении опухолей мозжечка является хирургическое удаление. Новообразование должно быть удалено полностью, от этого будет зависеть результат лечения и прогноз для жизни ребенка в целом. В послеоперационном периоде, если опухоль оказалась злокачественной (анапластическая астроцитома, глиобластома, медуллобластома) необходимо провести курс лучевой терапии, а если ребенок младше 3 лет, проводят химиолечение. В нашем НИИ проводится также специфическая иммунотерапия. Следует помнить, что лечение необходимо осуществлять сразу после постановки диагноза, особенно это касается злокачественных опухолей (например, медуллобластом), которые имеют очень агрессивную природу и часто дают метастазы. При своевременно диагностированном заболевании и вовремя проведенном комплексном лечении (тотальное удаление опухоли + лучевая/химио/иммунотерапия) даже при злокачественной опухоли мозжечка удается достигнуть стойкий положительный результат.

Абсцесс головного мозга
Пороки развития костей черепа.
Внутричерепная киста
Гидроцефалия.
Гиперкинез
Детский церебральный паралич
Краниовертебральные аномалии
Невриномы
Опухоли мозжечка
Опухоли 4 желудочка
Опухоли боковых желудочков мозга
Опухоли больших полушарий головного мозга.
Опухоли задней черепной ямки у детей
Опухоли костей черепа
Опухоли спинного мозга
Опухоли ствола мозга
Повреждений отдельных периферических нервов
Посттравматическая гидроцефалия
Родовые кровоизлияния новорожденных
ТРАВМАТИЧЕСКИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЧЕРЕПА И ГОЛОВНОГО МОЗГА
Спинномозговые грыжи
Эпилепсия посттравматическая
Эпилепсия
артериальные аневризмы и артериовенозные мальформации

У мозжечка нашли принципиально новую функцию

Мозжечок мыши в разрезе, гранулярные клетки показаны зеленым цветом

Mark Wagner

Эксперименты на мышах, проведенные американскими учеными,
позволили обнаружить ранее неизвестную функцию мозжечка. Оказалось, что этот
отдел мозга принимает участие в вознаграждении, или внутреннем подкреплении — механизме
закрепления поведения путем положительных реакций на совершенное действие. Результаты
работы опубликованы
в журнале Nature.

Многочисленные наблюдения за животными и людьми с различными
поражениями мозжечка давно привели ученых к выводу, что его функция состоит в тонкой
настройке произвольных и непроизвольных движений, что обеспечивает четкую
координацию, быструю реакцию, равновесие, осанку и ритмичное дыхание. Это
подтверждало и наличие тесных нервных связей этого отдела мозга с корковыми и
подкорковыми двигательными и сенсорными центрами.

Большинство нейронов мозжечка представлены гранулярными
клетками, число которых превышает количество всех остальных нейронов головного
мозга, при этом они занимают менее 10 процентов его объема. Из-за небольшого
размера и плотного расположения изучать возбуждение отдельных гранулярных
клеток весьма сложно. В сочетании с тем, что предназначение мозжечка казалось вполне понятным и интересовало ученых значительно меньше функций больших
полушарий и подкорковых структур, это привело к тому, что клеточная физиология этого
отдела мозга изучена недостаточно.

Чтобы разобраться, как гранулярные клетки мозжечка мышей функционируют
в процессе совершения движений, сотрудники Стэнфордского университета
воспользовались двухфотонной кальциевой визуализацией, позволяющей следить за
возбуждением отдельных нейронов в реальном времени. В качестве унифицированной
двигательной активности было выбрано нажатие передней лапой на рычаг в обмен на
порцию сладкого раствора, подаваемого автоматически ко рту через небольшой
промежуток времени (двухфотонная визуализация требует фиксации головы
животного, поэтому более объемные движения при ее проведении нежелательны).

Выяснилось, что определенные нейроны, как и ожидалось,
активируются при движении лапой. Неожиданным стало то, что во время ожидания
награды (сладкого раствора) активируется другая группа нейронов, которая «выключается»
при ее получении. Чтобы проверить, является ли эта активация реакцией на
сенсорное восприятие сладости, ученые стали случайным образом не давать раствор
в ответ на нажатие рычага и выяснили, что это активирует еще одну группу гранулярных
клеток. Изменяя время между нажатием на рычаг и количество раствора и
сопоставляя активацию разных групп нейронов с двигательной активностью,
исследователи убедились, что активность нескольких групп гранулярных клеток связана
не с движениями, а с реакцией на ожидаемую, полученную и не полученную награду.

Таким образом, функции мозжечка оказались шире, чем
считалось ранее, и включают не только координацию движений, но и работу с вознаграждением. По словам
руководителя работы Марка Вагнера (Mark Wagner), полученные результаты позволят
полнее интегрировать мозжечок в целостную картину функционирования мозга.

Это не первый случай, когда классические представления о
строении и функциях отделов нервной системы оказались ошибочными. Так, в 2016
году франко-британский научный коллектив доказал, что
граница между симпатическим и парасимпатическим отделами автономной нервной
системы была проведена неправильно.

Олег Лищук

Что такое полушария мозжечка?

Как и больший головной мозг, мозжечок имеет два полушария. Полушария мозжечка расположены по обе стороны от небольшой области, называемой червями, которые разделяют два полушария вниз посередине. Каждое из полушарий мозжечка делится на пять долей. Глубокие складки в мозжечке отделяют десять долей. Расположенный в нижней задней части головного мозга, мозжечок расположен ниже головного мозга и позади пони.

Снаружи полушария мозжечка отличаются плотными параллельными складками. Это отличается от головного мозга, который имеет большие поверхностные складки, которые выглядят извитыми. Кора мозжечка на самом деле представляет собой один непрерывный слой ткани мозга, плотно сложенный на себе. Хотя полушария мозжечка составляют только десять процентов объема мозга, они содержат больше нейронов, чем остальная часть мозга. Это возможно из-за плотно сложенной природы мозжечка.

Глубоко внутри каждого из полушарий мозжечка находятся глубокие ядра. Все исходящие сигналы отправляются через эти ядра. Кора полушарий мозжечка оценивает поступающие сообщения, передающие сенсорные и другие данные от головного мозга. Эта часть мозга координирует тонкую настройку движения, когда принимаются сенсорные сообщения и посылаются сигналы мышцам. Повреждение мозжечка вызывает нарушение координации и синхронизации движений, а также другие проблемы, включая проблемы с речью.

Функционально мозжечок делится на три отдела. Понтоцеребеллум состоит из большей части коры мозжечка. Повреждение этой части мозжечка обычно проявляется как нарушение координации на той же стороне тела, что и повреждение. Травма или заболевание вестибулоцеребеллюма характеризуется головокружением и несогласованной походкой. Если спиноцеребелум поврежден алкоголем, травмой или болезнью, походка становится ошеломляющей и нарушается осанка.

Несколько расстройств поражают мозжечок. Спиноцеребеллярная атаксия представляет собой дегенеративное генетическое состояние, характеризующееся прогрессирующей потерей координации. Известно более десяти различных типов спиноцеребеллярной атаксии в зависимости от конкретной вовлеченной мутации гена. Исследования выявили связь между аутизмом и уменьшением размеров полушарий мозжечка. Инсульты и травмы головного мозга также влияют на функционирование мозжечка и приводят к отсутствию контроля над движением.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Функции и строение мозжечка головного мозга — Блог Викиум

Мозжечок играет главную роль в отделе головного мозга. Он достаточно маленький по размерам, но выполняет много функций. Когда происходит нарушение работы мозжечка, это влечет за собой большое количество проблем и существенно влияет на качество жизни индивида. Основной функцией мозжечка является контроль движений, скорость и координация тела. Также мозжечок принимает активное участие в запоминании, несмотря на то, что основную функцию памяти берет на себя кора больших полушарий.

Расположение мозжечка

Местонахождение мозжечка — задняя ямка между височными долями. Вес мозжечка взрослого человека составляет около 150 граммов. Несмотря на столь маленький вес, он содержит большое количество нейронов.

Мозжечок является проводниковым органом и активно работает с другими частями центральной нервной системы. Он располагается под задней частью больших полушарий. Такое расположение обусловлено тем, что мозжечок контролирует выполнение движений и их качество. Помимо этого, он влияет и на работу других органов.

Уже в первый год жизни ребенка он заметно увеличивается, а к 6 годам его вес составляет 120 граммов, что является нижней границей. Самое быстрое увеличение данного органа происходит в период с 5 до 11 месяцев. В это время ребенок учится садиться, ползать и ходить. В 6 лет у детей уже неплохо развита мелкая моторика, а полностью формируется мозжечок уже к 16 годам.

Анатомия мозжечка

По структуре мозжечок можно сравнить с головным мозгом. Два его полушария соединены между собой, а внутри мозжечок покрыт серым веществом. Это серое вещество помогает в передаче импульсов другим структурам и коре головного мозга. Кора мозжечка состоит из трех слоев:

• наружный;
• ганглионарный;
• зернистый.

Если говорить кратко, то кора мозжечка способствует поступлению информации, ее обработке и передаче в другие отделы.

Влияние мозжечка на работу других систем

Этот орган называют маленьким мозгом лишь потому, что он осуществляет контроль над многими системами и процессами в организме, в том числе над дыханием и сердцебиением. Афферентные пути передают информацию от мозга до ядер и клеткам с помощью нейронов. Далее средние ножки передают информацию уже от коры головного мозга.

Симптомы поражения мозжечка

Узнать, что произошел сбой в работе данного органа, очень просто. Так, при сбоях в работе мозжечка у человека могут наблюдаться проблемы с координацией и моторикой, неспособность выставить ногу при падении. Такой феномен даже обрел свое название в медицине — статическая атаксия.

Последствия поражений

Здоровый человек может свободно управлять своим телом, а сокращение и расслабление мышц происходит в правильной последовательности. Так, например, когда здоровый человек ест или пьет, мышцы сокращаются последовательно. Когда же происходит сбой в системе, то потребляемая пища может легко попасть в дыхательные пути.

Повреждения структур существенно влияют на работу мозжечка, приводя к астении, атаксии, атонии и другим недугам. Для того чтобы вовремя побороть болезнь, необходимо своевременно провести диагностику и лечение. Для выявления проблем используют УЗИ, КТ, проводят пункцию и ДНК-диагностику.

Поддерживать здоровье и активность мозга просто. Используйте тренажеры Викиум, развивайте мозг и повышайте интеллектуальные способности.

Читайте нас в Telegram —
wikium

Мозжечок — Строение — Положение — Сосудистая сеть

Мозжечок, что означает «маленький мозг», представляет собой структуру центральной нервной системы. Он играет важную роль в моторном контроле, при этом дисфункция мозжечка часто проявляется моторными признаками. В частности, он активен в координации, точности и времени движений, а также в моторном обучении.

Во время эмбрионального развития передняя часть нервной трубки образует три части, которые дают начало мозгу и связанным с ним структурам:

• Передний мозг (передний мозг)
• Средний мозг (средний мозг)
• Задний мозг (ромбовидный мозг)

Задний мозг впоследствии делится на передний мозг (верхний) и продолговатый мозг (нижний) .Мозжечок развивается из отдела среднего мозга.

Эта статья посвящена анатомии мозжечка. В нем будет представлен краткий обзор его функций и развития, и, наконец, будет подчеркнута клиническая значимость нарушений мозжечка.

Анатомическое расположение

Мозжечок расположен в задней части головного мозга, непосредственно ниже затылочной и височной долей , и в пределах задней черепной ямки.Он отделен от этих долей tentorium cerebelli , плотным слоем твердой мозговой оболочки.

Он расположен на том же уровне и позади моста , от которого он отделен четвертым желудочком.

Рис. 1.0 — Анатомическое положение мозжечка. Он ниже головного мозга и кзади от моста. [/ Caption]

Анатомическая структура и отделы

Мозжечок состоит из двух полушарий, которые соединены червем , узкой средней линией.Как и другие структуры центральной нервной системы, мозжечок состоит из серого и белого вещества:

• Серое вещество — находится на поверхности мозжечка. Он плотно сложен, образуя кору мозжечка.

• Белое вещество — расположено под корой мозжечка. В белое вещество встроены четыре ядра мозжечка (зубчатое, эмболиоподобное, шаровидное и фасттиговое).

Мозжечок можно разделить на три части — анатомические доли, зоны и функциональные подразделения

Анатомические доли

В мозжечке можно различить три анатомических доли; передняя доля, задняя доля и флоккулонодулярная доля.Эти доли разделены двумя щелями — первичной щелью и заднебоковой щелью .

Рис. 1.1 — Анатомические доли мозжечка. [/ caption]

Зоны

Есть три зоны мозжечка. По средней линии мозжечка находится червь . По обе стороны от червя находится промежуточная зона . Латеральнее промежуточной зоны находятся боковые полушария , . Нет никакой разницы в грубой структуре между боковыми полушариями и промежуточными зонами

Рис. 1.2 — Верхний вид «развернутого» мозжечка, червь расположен в одной плоскости. [/ Caption]

Функциональные подразделения

Мозжечок также можно разделить по функциям. Мозжечок состоит из трех функциональных областей — цереброцеребеллума, спинно-мозжечка и преддверия мозжечка.

• Цереброцеребеллум — самый крупный отдел, образованный боковыми полушариями. Он участвует в планировании движений и моторного обучения. Он получает входные данные от коры головного мозга и ядер моста и отправляет выходные данные в таламус и красное ядро.Эта область также регулирует координацию мышечной активации и важна для движений под визуальным контролем.

• Spinocerebellum — состоит из червя и промежуточной зоны полушарий мозжечка. Он участвует в регулировании движений тела, позволяя исправлять ошибки. Он также получает проприоцептивную информацию.

• Вестибулоцеребеллум — функциональный эквивалент флоккулонодулярной доли. Он участвует в управлении балансом и глазными рефлексами, в основном фиксацией на цели.Он получает входные данные от вестибулярной системы и отправляет выходные данные обратно в вестибулярные ядра.

Сосудистая сеть

Рис. 1.3 — Артериальное кровоснабжение мозжечка. [/ caption]

Мозжечок получает кровь от трех парных артерий:

• Верхняя мозжечковая артерия (ВМА)
• Передняя нижняя мозжечковая артерия (AICA)
• Задняя нижняя мозжечковая артерия (PICA)

SCA и AICA — это ветви базилярной артерии , которая огибает переднюю часть моста до достижения мозжечка.PICA — это ветвь позвоночной артерии .

Венозный дренаж мозжечка осуществляется по верхним и нижним венам мозжечка . Они стекают в верхние каменистые, поперечные и прямые дуральные венозные синусы.

[старт-клиника]

Клиническая значимость: дисфункция мозжечка

Дисфункция мозжечка может вызывать широкий спектр симптомов и признаков. Этиология разнообразна; причины включают инсульт, физические травмы, опухоли и хронический избыток алкоголя.

Рис. 1.4 — КТ левостороннего инсульта мозжечка. [/ caption]

Клиническая картина зависит от пораженной функциональной области мозжечка. Повреждение цереброцеребеллума и спиноцеребеллума вызывает проблемы с выполнением умелых и запланированных движений, и моторного обучения.

Возможны самые разные проявления. Их можно запомнить, используя аббревиатуру « DANISH »:

.

• D исдиадохокинезия (затруднение выполнения быстрых, чередующихся движений)
• A такси
• N Истагм (грубый)
• I тремор удерживания
• S Консервирование речи
• H ypotonia

Повреждение вестибулоцеребеллума может проявляться потерей равновесия, неправильной походкой при широкой стойке.

[окончание клинической]

Нейроанатомия, мозжечок — StatPearls — Книжная полка NCBI

Введение

Мозжечок является жизненно важным компонентом человеческого мозга, поскольку он играет роль в регуляции двигательных движений и контроле баланса. Мозжечок координирует походку и поддерживает осанку, контролирует мышечный тонус и произвольную мышечную активность, но не может инициировать сокращение мышц. Повреждение этой области у людей приводит к потере способности контролировать мелкие движения, сохранять осанку и моторику.[1] [2] [3]

Строение и функции

Мозжечок, который является самой большой частью заднего мозга, расположен в задней черепной ямке, позади четвертого желудочка, моста и продолговатого мозга. Tentorium cerebelli, продолжение твердой мозговой оболочки, отделяет мозжечок от головного мозга. Он состоит из двух полушарий, соединенных червем, и подразделяется на три доли — переднюю, заднюю и флоккулонодулярную, которые разделены двумя поперечными трещинами.V-образная первичная щель разделяет переднюю и заднюю доли, а заднебоковая щель разделяет заднюю и флоккулонодулярную доли. Глубокая горизонтальная трещина в задней доле разделяет верхнюю и нижнюю поверхности мозжечка. Мозжечок богат нейронами, он содержит 80% нейронов мозга, организованных в плотный клеточный слой. [1] [4]

Кора мозжечка представляет собой пластинчатую структуру, состоящую из одного листа толщиной менее 1 мм и складок, напоминающих гармошку, слитых по средней линии (Essen 2018).Каждая складка состоит из внутреннего ядра белого вещества, покрытого серым веществом. Серое вещество коры делится на три слоя: внешний — молекулярный слой; середина — слой клеток Пуркинье; а внутренний — зернистый слой. Молекулярный слой содержит два типа нейронов: внешнюю звездчатую клетку и внутреннюю корзину. [4] [5]

Слой Пуркинье состоит из клеток Пуркинье, которые представляют собой большие нейроны Гольджи типа I. Их дендриты достигают молекулярного слоя и имеют множество ответвлений.Аксоны длинные, проходят через гранулярный слой, входят в белое вещество, приобретают миелиновую оболочку и оканчиваются внутримозжечковыми ядрами. Их коллатеральные ответвления образуют синаптические контакты с корзинкой и звездчатыми клетками зернистого слоя. Вьющиеся и покрытые мхом волокна обеспечивают первичный вход в кору мозжечка. Мшистые волокна используют глутамат, в то время как восходящие волокна используют аспартат в качестве основного возбуждающего нейромедиатора, чтобы передавать возбуждающие сигналы клеткам Пуркинье. Волокна для лазания названы так потому, что они путешествуют в коре головного мозга, как ветки лозы на дереве.Они представляют собой терминальные окончания оливо-мозжечковых трактов. Мшистые волокна являются конечными ветвями всех других афферентных трактов мозжечка. Каждое мшистое волокно может стимулировать тысячи клеток Пуркинье посредством множественного ветвления. [4] [6]

Функция: кора червя координирует движения туловища, включая шею, плечи, грудную клетку, живот и бедра. Управление мышцами дистальных конечностей осуществляется промежуточной зоной полушарий мозжечка, прилегающей к червю.Оставшаяся латеральная область каждого полушария мозжечка обеспечивает планирование последовательных движений всего тела вместе с вовлечением в сознательную оценку двигательных ошибок. [3] [7]

Ядра: Мозжечок состоит из внешнего слоя сильно извитого серого вещества (кора мозжечка), окружающего сильно разветвленное тело белого вещества, известное как arbor vitae (латинское «древо жизни»), которое, в свою очередь, окружает 3 пары глубоких ядер мозжечка, встроенные в центральное белое вещество мозжечка (corpus medullaris).Глубокие ядра от медиального до латерального — это фастигиальные, промежуточные (состоящие из шаровидных и эмболиформных ядер) и зубчатые ядра, которые являются самыми большими ядрами [1]. Волокна зубчатых, эмболиоподобных и шаровидных ядер покидают мозжечок через верхнюю ножку мозжечка. Волокна из фастигиального ядра выходят через нижнюю ножку мозжечка. [1] [8]

Эмбриология

Мозжечок развивается из пузырька заднего мозга, который дает начало задней части крыловидных пластинок среднего мозга.Полушарие мозжечка и червь формируются к 12-й неделе. Складки, похожие на гармошку, постепенно начинают развиваться примерно с четвертого месяца. Нейроны коры мозжечка формируются нейробластами, происходящими из матричных клеток в зоне желудочков. Другие нейробласты с поверхности желудочков дифференцируются в ядра мозжечка, аксоны которых растут по направлению к среднему мозгу (средний мозг) и создают верхнюю ножку мозжечка. Позже проекции аксонов кортикопонтина и понтоцеребеллярных волокон разовьют среднюю ножку мозжечка и соединят кору головного мозга с мозжечком.Нижний стебель мозжечка образуется в основном за счет роста сенсорных аксонов спинного мозга, оливкового и вестибулярного ядер [9].

Кровоснабжение и лимфатика

Мозжечок получает кровоснабжение от трех основных артерий, которые берут начало от передней вертебробазилярной системы: верхней мозжечковой артерии (SCA), передней нижней мозжечковой артерии (AICA) и задней нижней мозжечковой артерии (PICA). ).

Ветвление SCA зависит от эмбриологии; он может ответвляться либо от точки соединения основной артерии и задней мозговой артерии и проходить ниже глазодвигательного нерва, либо непосредственно от задней мозговой артерии и проходить над глазодвигательным нервом.У большинства пациентов SCA охватывает ствол мозга ниже глазодвигательного нерва и выше тройничного нерва. SCA разделяется на две ветви: медиальную и латеральную. Медиальная ветвь SCA далее разделяется на две ветви; один снабжает средний мозг, а также нижний и верхний бугорки, а второй — верхнюю часть червя и надосредиальную кору мозжечка. Боковая ветвь SCA снабжает верхнебоковую кору мозжечка. Кровеносные сосуды имеют более глубокое проникновение в червь, что делает его более эхогенным на УЗИ плода.[10] [11]

AICA ответвляется от базилярного ствола почти у всех пациентов. Он проходит отводящий нерв и встречается с лицевым и вестибулокохлеарным нервом под мостомозжечковым углом. Затем он разделяется на две ветви: одна снабжает передний нижний мозжечок, а другая — флоккулус, сосудистое сплетение и средний стебель мозжечка. [10] [11]

PICA — самая крупная ветвь позвоночной артерии. Он проходит между мозжечком и мозговым веществом и снабжает ядра мозжечка, нижнюю поверхность червя и нижнюю поверхность полушария мозжечка.Продолговатый мозг и сосудистое сплетение четвертого желудочка снабжаются энергией PICA, которая может давать начало задним спинномозговым артериям в некоторых анатомических вариациях. Мозжечок дренируется венами, которые впадают в большую мозговую вену или прилегающие венозные синусы. [10]

Нервы

Мозжечок прикрепляется к стволу мозга тремя группами нервных волокон, называемыми верхними, средними и нижними ножками мозжечка, через которые проходят эфферентные и афферентные волокна для связи с остальной нервной системой.В следующих таблицах показано, как мозжечок соединяется с головным мозгом (Таблица 1), стволом головного мозга (Таблица 2) и спинным мозгом (Таблица 3). [1] [3]

• Таблица 1: Соединение мозжечка с головным мозгом

• Таблица 2: Соединение мозжечка со стволом головного мозга

• Таблица 3: Соединение мозжечка со спинным мозгом

Хирургические соображения

Церебральный мозг его ядра — красноречивые части мозга, и необходимо приложить максимум усилий, чтобы избежать повреждения этих областей во время операций внутри и вокруг этих структур.

Клиническая значимость

Мозжечок получает афферентную информацию о произвольных мышечных движениях от коры головного мозга, а также от мышц, сухожилий и суставов. Он также получает информацию о балансе от вестибулярных ядер. Каждое полушарие мозжечка контролирует одну и ту же сторону тела, поэтому при повреждении симптомы проявляются ипсилатерально. Несколько признаков и симптомов возникают как следствие дисфункции мозжечка: во время гипотонии , мышцы теряют сопротивление пальпации из-за уменьшения влияния мозжечка на гамма-мотонейроны.Пациент ходит широкой базой и наклоняется к пораженной стороне. Нарушения произвольных движений, называемые атаксией , , включают тремор с тонкими движениями, такими как письмо или застегивание одежды. Тест «палец к носу» проводится для проверки координации мышечных движений. Когда пациента просят коснуться кончика носа указательным пальцем, движения не скоординированы должным образом, и в конце движения наблюдается тремор, называемый тремором намерения.Аналогичный тест можно провести на нижних конечностях, попросив пациента приложить пятку одной ступни к голени противоположной ноги. Атаксия глазных мышц вызывает нистагм, ритмические колебания глаз. Чтобы спровоцировать нистагм, пациенту следует повернуть глаза по горизонтали. Точно так же атаксия мышц гортани приводит к дизартрии. Речь невнятная, слоги отделены друг от друга. Дисдиадохокинезия — это отсутствие способности выполнять быстро меняющиеся движения.Можно попросить пациента быстро супинацию и пронацию обоих предплечий одновременно. На стороне поражения мозжечка движения будут медленными и неполными. [12] [13] [14]

Мозжечковые синдромы поражают червь и полушария. При синдроме червя нарушение координации мышц затрагивает голову и туловище. Пациенты не могут сохранять прямую осанку и могут упасть. Самая частая причина синдрома червя — медуллобластома червя у детей. Мозжечковый синдром включает несогласованность мышц конечностей, односторонних по отношению к поражению полушария.Дизартрия и нистагм также часто встречаются. Заболевания латеральной части полушарий мозжечка вызывают задержку инициирования движений. Наиболее частой причиной дисфункции мозжечка является отравление алкоголем, но также могут возникать травмы, рассеянный склероз, опухоли, тромбоз мозжечковых артерий. [12] [14]

Окклюзия PICA вызывает синдром Валленберга, который включает следующие признаки и симптомы: дисфагия и дизартрия в результате паралича ипсилатеральных небных и гортанных мышц; обезболивание ипсилатеральной стороны лица; головокружение, тошнота, рвота и нистагм; ипсилатеральный синдром Горнера; ипсилатеральная атаксия конечностей и потеря ощущения боли и температуры на противоположной стороне.[14]

Некоторые данные указывают на то, что дисфункция мозжечка может коррелировать с такими расстройствами, как аутизм и шизофрения. [15]

Рисунок

Задний мозг или ромбовидный мозг, верхняя поверхность мозжечка. Предоставлено Анатомическими пластинами Грея

Рисунок

Задний мозг или ромбовидный мозг, нижняя поверхность мозжечка, постно-узловая трещина, флоккулус. Анатомические пластины Грея

Рисунок

Задний мозг, или ромбовидный мозг, сагиттальный разрез мозжечка; возле стыка червя с полушарием.Предоставлено Gray’s Anatomy Plates

Рисунок

Таблицы мозжечка. Предоставлено Мариной Дидидзе, к.м.н.

Рисунок

Функциональные зоны мозжечка. Предоставлено Махмутом Унверди, MD

Ссылки

1.

Roostaei T, Nazeri A, Sahraian MA, Minagar A. Человеческий мозжечок: обзор физиологической нейроанатомии. Neurol Clin. 2014 ноя; 32 (4): 859-69. [PubMed: 25439284]

2.

Witter L, De Zeeuw CI.Регионарная функциональность мозжечка. Curr Opin Neurobiol. 2015 август; 33: 150-5. [PubMed: 25884963]

3.

Manto M, Bower JM, Conforto AB, Delgado-García JM, da Guarda SN, Gerwig M, Habas C, Hagura N, Ivry RB, Mariën P, Molinari M, Naito E, Новак Д.А., Улад Бен Тайб Н., Пелиссон Д., Тешей С.Д., Тиликет С., Тимманн Д. Консенсусный документ: роль мозжечка в моторном контроле — разнообразие идей о вовлечении мозжечка в движение. Мозжечок. 2012 июн; 11 (2): 457-87. [Бесплатная статья PMC: PMC4347949] [PubMed: 22161499]

4.

Ван Эссен, округ Колумбия, Донахью С.Дж., Глассер МФ. Развитие и эволюция коры головного мозга и мозжечка. Brain Behav Evol. 2018; 91 (3): 158-169. [Бесплатная статья PMC: PMC6097530] [PubMed: 30099464]

5.

Хоукс Р. Мемориальная лекция Фердинандо Росси: Формирование зон и полосатых узоров в мозжечке. Мозжечок. 2018 фев; 17 (1): 12-16. [PubMed: 28965328]

6.

Ян И, Лисбергер С.Г. Пластичность клеток Пуркинье и моторное обучение мозжечка оцениваются по длительности комплексного спайка.Природа. 2014 26 июня; 510 (7506): 529-32. [Бесплатная статья PMC: PMC4132823] [PubMed: 24814344]

7.

Guell X, Schmahmann JD, Gabrieli J, Ghosh SS. Функциональные градиенты мозжечка. Элиф. 2018 14 августа; 7 [Бесплатная статья PMC: PMC60

] [PubMed: 30106371]

8.

Акакин А., Перис-Селда М., Килич Т., Секер А., Гутьеррес-Мартин А., Ротон А. Зубчатое ядро ​​и его проекционная система в мозжечке человека: микрохирургическое анатомическое исследование зубчатого ядра. Нейрохирургия.2014 апр; 74 (4): 401-24; обсуждение 424-5. [PubMed: 24448179]

9.

Haldipur P, Dang D, Millen KJ. Эмбриология. Handb Clin Neurol. 2018; 154: 29-44. [Бесплатная статья PMC: PMC6231496] [PubMed: 29

6]

10.

Делион М., Диномайс М., Мерсье П. Артерии и вены мозжечка. Мозжечок. 2017 декабрь; 16 (5-6): 880-912. [PubMed: 27766499]

11.

Мацусима К., Ягмурлу К., Коно М., Ротон А.Л. Анатомия и подходы по трещинам мозжечка и ствола мозга.J Neurosurg. 2016 Янв; 124 (1): 248-63. [PubMed: 26274986]

12.

Marsden JF. Мозжечковая атаксия. Handb Clin Neurol. 2018; 159: 261-281. [PubMed: 30482319]

13.

Манто М. Мозжечковый моторный синдром от детей до пожилых людей. Handb Clin Neurol. 2018; 154: 151-166. [PubMed: 29

7]

14.

Джавалкар В., Хан М., Дэвис Д.Е. Клинические проявления болезни мозжечка. Neurol Clin. 2014 ноя; 32 (4): 871-9. [PubMed: 25439285]

15.

Бауманн О., Борра Р. Дж., Бауэр Дж. М., Каллен К. Э., Хабас С., Иври Р. Б., Леггио М., Маттингли Дж. Б., Молинари М., Моултон Е. А., Паулин М. Г., Павлова М. А., Шмахманн Д. Д., Соколов А. А.. Консенсусный документ: роль мозжечка в процессах восприятия. Мозжечок. 2015 Апрель; 14 (2): 197-220. [Бесплатная статья PMC: PMC4346664] [PubMed: 25479821]

Нейроанатомия, дисфункция мозжечка — StatPearls

Введение

Мозжечок, что на латыни означает «маленький мозг», в первую очередь отвечает за координацию движений, поддержание осанки и равновесия , мышечный тонус и моторное обучение.Недавние исследования показали, что мозжечок также может выполнять когнитивные функции, но точный механизм и пути до сих пор неясны. В этой главе мы представляем грубую и функциональную анатомию мозжечка, а затем сосредотачиваемся на структурах, которые участвуют в клинических проявлениях и синдромах.

Структура и функции

Общая анатомия

Мозжечок находится в задней черепной ямке, позади ствола мозга и четвертого желудочка.Он покрыт кпереди и сверху тенториумом мозжечка. Если смотреть на мозжечок сзади, то он состоит из двух полушарий, которые соединены продольным углублением, проходящим по средней линии обоих полушарий, называемым червем. Поверхность коры мозжечка извилистая в многочисленные листы. Среднесагиттальный вид этих листов напоминает ветвистое дерево, называемое arbor vitae, что на латыни означает «древо жизни». [1]

Если смотреть на мозжечок сбоку, он разделен на три анатомические доли: переднюю, заднюю и флоккулонодулярные доли, разделенные двумя трещинами, первичной и заднебоковой.Передняя и задняя доли отделены друг от друга первичной щелью, а заднебоковая щель разделяет заднюю и флоккулонодулярную доли. Флоккулонодулярная доля лежит на нижней поверхности мозжечка. Миндалины мозжечка представляют собой круглые доли, расположенные на нижней поверхности полушарий мозжечка, чуть ниже флоккулонодулярной доли [1].

В мозжечке есть четыре пары ядер серого вещества (или глубоких ядер мозжечка). От самого латерального до самого медиального ядра их называют зубчатыми, эмболиформными, шаровидными и фастигиальными ядрами.Вместе эмболиформные и глобальные ядра имеют собирательное название промежуточных ядер [2]. Глубокие ядра мозжечка являются основным источником информации, выводимой из мозжечка. Единственным исключением из этого правила является то, что флоккулонодулярные доли синапсов с вестибулярными ядрами, и эти синапсы не проходят через глубокие ядра мозжечка перед тем, как покинуть мозжечок.

Функционально мозжечок делится на три зоны: вестибулоцеребеллум, мозжечок и спиноцеребеллум (рис. 1).[1]

Вестибулоцеребеллум

Флоккулонодулярная доля, также называемая вестибулоцеребеллумом, в основном получает входные данные от ипсилатеральных вестибулярных ядер. Он получает дополнительный сигнал от претектальной области среднего мозга и зрительной коры. Эфференты от флоккулонодулярной доли передают сигналы непосредственно вестибулярным ядрам, минуя глубокие ядра мозжечка. Эта область в первую очередь отвечает за равновесие и движения глаз. В то время как медиальная часть флоккулонодулярной доли (узелок) помогает поддерживать равновесие, флоккулы опосредуют вестибуло-окулярную адаптацию, способствуя плавным движениям глаз преследования, таким как отслеживание медленно движущегося объекта глазами.Вестибулоокулярный рефлекс, рефлекс, который стабилизирует изображение на сетчатке во время движения головы, заставляя глаза двигаться в направлении, противоположном голове, также является частью вестибулоокулярной адаптации [3].

Спиноцеребеллум

Спиноцеребеллум состоит из червя (продольное углубление в медиальной части полушарий мозжечка) и паравермиса (промежуточные части полушарий мозжечка; непосредственно латеральнее червя).Спиноцеребеллум получает соматосенсорную информацию как от ипсилатерального лица (через ядро ​​тройничного нерва), так и от тела (через спинной столб спинного мозга). Основная функция спиноцеребеллума — координация двигательных движений и поддержание мышечного тонуса.

Область червя координирует движения центрального тела (например, туловища, головы, проксимальных конечностей), а область паравермиса координирует движения от дистальных отделов конечностей (например, рук, ног, пальцев рук и ног).

Спинной червь соединяется с фастигиальными ядрами, оба из которых модулируют саккадические движения глаз (движения глаз, которые быстро перемещают оба глаза от одного объекта к другому) и вергентные движения глаз (перемещение обоих глаз друг от друга, чтобы сфокусироваться на изображении. на расстоянии; противоположно расхождению).[4]

Спиноцеребеллум имеет связи с руброспинальным трактом, модулируя мышечный тонус в мышцах-сгибателях тела, а также связи с вестибулоспинальным трактом, таким образом модулируя мышечный тонус также и в мышцах-разгибателях тела.

Цереброцеребеллум

Полушария мозжечка (за исключением червя и паравермиса) называются мозжечком. Полушария мозжечка участвуют в планировании моторики, времени начала движений и их координации.Цереброцеребеллум в основном получает входные данные от первичной моторной коры головного мозга и дополнительных моторных областей через контралатеральные кортикопонтоцеребеллярные волокна. Он получает дополнительный вход от контралатерального нижнего оливарного ядра.

Клетки Пуркинье посылают выходные данные в зубчатые и промежуточные ядра, которые проецируют волокна в контрлатеральное красное ядро ​​(через мозжечкорубральные волокна) и вентролатеральные таламические ядра (через мозжечковые волокна). Затем вентролатеральное таламическое ядро ​​передает сигналы премоторному мозгу, а моторная кора и красное ядро ​​передают сигналы оливковым ядрам.

Мозжечок соединен со стволом мозга верхними, средними и нижними ножками. Самый большой из трех — средний стебель, который содержит понтоцеребеллярный тракт. Этот тракт обеспечивает афферентную информацию от ядер контралатерального моста, которые получают входную информацию от первичной моторной коры и дополнительных моторных областей. Нижний стебель мозжечка содержит афферентные волокна, включая дорсальный спиноцеребеллярный тракт, клиновидно-церебеллярный тракт, оливо-церебеллярный тракт и вестибулоцеребеллярный тракт.Верхний стебель мозжечка передает эфферентную информацию от глубоких ядер мозжечка к двигательным ядрам таламуса и красного ядра.

Микроструктура

Три слоя составляют кору мозжечка в отличие от шести слоев коры головного мозга. Это гранулированный слой, слой клеток Пуркинье и молекулярный слой. Клетки Пуркинье обеспечивают подавляющие сигналы глубоким ядрам мозжечка, тогда как глубокие ядра мозжечка обеспечивают возбуждающие сигналы к трактам эфферентных нервных волокон.[5]

Эмбриология

В течение 3-й недели эмбриогенеза бластоциста реорганизуется в трехслойную структуру, процесс, известный как гаструляция. Слои — энтодерма, мезодерма и эктодерма. Хорда (временная эмбриональная структура чуть ниже эктодермы, которая позже становится пульпозным ядром межпозвонкового диска у взрослых) вызывает дифференцировку вышележащей эктодермы в нервную пластинку. Затем нервная пластинка дает начало клеткам нервной трубки и нервного гребня.Нервная трубка дает начало 3 пузырькам: переднему, среднему и конечному мозгу, которые в конечном итоге разовьются в головной мозг. Передний мозг дает начало конечному мозгу (который развивается в полушария головного мозга и боковые желудочки) и промежуточному мозгу (который развивается в таламус, гипоталамус и третий желудочек). Средний мозг развивается в средний мозг и водопровод Сильвия. Конечный мозг дает начало среднему мозгу (который развивается в мост, мозжечок и верхнюю часть четвертого желудочка) и продолговатый мозг (который развивается в продолговатый мозг и нижнюю часть четвертого желудочка).Кажется, что полушария мозжечка развиваются независимо от червя мозжечка. На 7-9 неделе ромбическая губа (задняя часть развивающегося среднего мозга) сливается со средним мозгом и развивающимся сосудистым сплетением, образуя полушария мозжечка. Червь мозжечка развивается после полушарий мозжечка из скопления клеток рядом с водопроводом головного мозга. Развивающиеся полушария мозжечка подвергаются механическому стрессу (например, вращению, напряжению сдвига), что приводит к развитию трещин на поверхности зрелых полушарий мозжечка.[6]

Кровоснабжение и лимфатика

Мозжечок получает кровоснабжение от 3 артерий, которые отходят от задней циркуляции головного мозга (также называемой вертебробазилярной артериальной системой, что является собирательным термином для 2 позвоночных артерий и базилярная артерия).

• Верхняя мозжечковая артерия (SCA): ответвляется от верхней части основной артерии и снабжает верхнюю часть мозжечка

• Передняя нижняя мозжечковая артерия (AICA): ответвляется от середины часть базилярной артерии и кровоснабжает передне-нижний сегмент мозжечка.

• Задние нижние мозжечковые артерии (PICA): ответвляются от позвоночных артерий и снабжают задний мозжечок и нижнюю ножку мозжечка. [7]

Клиническая значимость

Клинические проявления, связанные с дисфункцией мозжечка:

Атаксия: нарушение нормальной координации движений. [8]

Проблемы с походкой: поражения мозжечка обычно поражают одну и ту же сторону тела, и пациенты падают на эту сторону.

Намеренный тремор: Низкочастотный тремор (ниже 5 Гц) с произвольным движением конечности. Тремор усиливается, когда конечность приближается к конечной точке своего преднамеренного движения (тремор мозжечка). [9] В покое нет тремора (признак паркинсонического тремора).

Дисдиадохокинезия: неспособность выполнять быстрые, чередующиеся движения.

Разложение движения (нарушение координации): Движение не может происходить плавно и делится на составляющие.

Дисметрия: перестрелка или занижение цели. Пациенты не могут достичь цели с первой попытки и внести коррективы.

Дизартрия: это неспособность правильно произносить слова.

Признаки червя мозжечка и поражения флоккулонодулярных долей

Атаксия походки: нарушение координации движений при ходьбе. Пациенты имеют широкую, пьяную шаткую походку, которую еще называют «шатающейся походкой». Пациент не сможет ходить на носках или пятках в тандеме; также известна как атаксия туловища.

Титубация: Тремор (лапка) головы или осевого тела. В тяжелых случаях пациент не может сидеть или стоять без посторонней помощи.

Нистагм: Обычно двусторонний, это непроизвольные, быстрые, повторяющиеся движения глаз, которые могут быть горизонтальными или вертикальными.

Признаки поражения полушария мозжечка (Cerebrocerebellum)

Атаксия конечностей: также называется аппендикулярной атаксией. Это состояние проявляется поражением промежуточных и боковых частей полушария мозжечка.Степень и расположение атаксии зависят от соматотопической проекции частей тела пораженного полушария мозжечка. Это может проявляться в виде дисметрии, дисдиадохокинеза, гипотонии или интенционного тремора в одной или обеих конечностях. Пациенты также могут иметь дизартрию.

Аномалии развития

Синдром Денди-Уокера — гипоплазия мозжечка и вращение червя мозжечка вверх с кистозной дилатацией четвертого желудочка. [10]

Синдром Жубера и ромбэнцефалосинапсис — редкие заболевания, наблюдаемые при агенезе червя мозжечка.

Понтоцеребеллярная гипоплазия — редкое прогрессирующее семейное нейродегенеративное заболевание, которое включает мутации гена PCH (гены субъединиц эндонуклеазы сплайсинга тРНК). Известно одиннадцать подгрупп. [11] Признаки включают гипоплазию или атрофию мозжечка, прогрессирующую микроцефалию и различную степень поражения головного мозга.

Медуллобластома — распространенная опухоль детского возраста и корни ее из эмбриологических клеток (зернистых клеток). [12]

Порок развития Киари I: это каудальное расположение миндалин мозжечка.В большинстве случаев это бессимптомно. Пациенты могут испытывать головные боли. В тяжелой форме мальформация Киари I может вызвать сирингомиелию.

Развитие и эволюция коры головного мозга и мозжечка — FullText — Brain, Behavior and Evolution 2018, Vol. 91, № 3

Абстрактные

Кора головного мозга и кора мозжечка сильно различаются у разных видов по размеру и сложности извилин. Мы обсуждаем развитие и эволюцию корковых структур с точки зрения анатомии и функциональной организации.Мы предполагаем, что отличительные формы коры головного мозга и мозжечка могут быть объяснены относительно небольшим количеством процессов развития, в частности, включая механическое напряжение вдоль аксонов и дендритов. Что касается функциональной организации, мы показываем, как карты содержания миелина в коре головного мозга эволюционно сохраняются у приматов, но различаются по доле коры головного мозга, посвященной сенсорным, когнитивным и другим функциям. Мы суммируем недавний прогресс и проблемы в (i) разделении коры головного мозга на мозаику отдельных областей, (ii) различении областей коры, которые соответствуют у разных видов, от тех, которые присутствуют у одного вида, но не у другого, и (iii) используя эту информацию вместе. с поверхностной межвидовой регистрацией, чтобы получить более глубокое представление о корковой эволюции.Мы также комментируем методологические проблемы, связанные с различиями в анатомической и функциональной организации коры мозжечка по сравнению с корой головного мозга.

© 2018 S. Karger AG, Базель

Введение

Кора головного мозга является доминирующей структурой мозга млекопитающих и играет ключевую роль в удивительно разнообразном поведении, включая восприятие, волевые движения, познание, память и эмоции.У людей это жизненно важно для таких способностей, как язык и использование инструментов, которые делают нас уникальными как как вид, так и как индивидуумы. Его партнер размером с пинту, кора мозжечка, функционально менее изучен, но широко считается, что он играет координирующую роль в большинстве или всех вышеперечисленных функциях [Strick et al., 2009; Бакнер и др., 2011]. Рисунок 1 иллюстрирует резкие различия в размере мозга, количестве нейронов и сложности мозговых извилин для четырех видов приматов (человек, шимпанзе, макака и мартышка) плюс интенсивно изученная мышь.У каждого вида кора головного мозга и мозжечка, а также окружающие их подкорковые ядра тесно взаимосвязаны и функционируют как хорошо интегрированная система. В этом обзоре рассматривается кора головного мозга и мозжечка как с точки зрения развития, так и с точки зрения эволюции, с акцентом на приматах.

Рис. 1.

Адаптировано с разрешения из Herculano-Houzel [2009]. Приблизительные соотношения основаны на разнице в весе; отношения числа нейронов различаются незначительно.

Основные номера мозга

Мозг человека содержит около 86 миллиардов нейронов, которые неравномерно распределены в мозжечке, коре головного мозга и подкорковых ядрах [Azevedo et al., 2009]. Мозжечок содержит ~ 80% нейронов мозга, но составляет только ~ 10% массы мозга, потому что большинство его нейронов представляют собой крошечные гранулярные клетки, упакованные в плотный клеточный слой внутри кортикальной ленты мозжечка. Напротив, кора головного мозга содержит только ~ 20% всех нейронов (~ 16 миллиардов), но она составляет ~ 80% массы мозга из-за ее более крупных нейронов, большего количества нейропиля (дендритов, аксонов, синапсов и глиальных клеток). ), и обширные аксональные проекции, которые проходят через нижележащее белое вещество головного мозга.Остальная часть мозга состоит из множества разнообразных подкорковых ядер, которые в совокупности составляют ~ 8% массы мозга (включая глубокие подкорковые тракты белого вещества), но содержат только 0,8% нейронов — потому что эти нейроны, как правило, большие и окружены нейропилем.

Корка головного мозга и мозжечка представляют собой пластинчатые структуры, но в остальном обнаруживают резкие различия. Кора головного мозга человека имеет общую площадь поверхности 1843 ± 196 см ² [оба полушария; Донахью и др., 2018], размером примерно со среднюю пиццу для каждого полушария; его толщина в среднем составляет 2,6 мм, но его толщина варьируется более чем в два раза в разных областях коры [Glasser et al., 2016b]. Кора мозжечка представляет собой единый лист, слитый по средней линии, и имеет толщину менее 1 мм (то есть примерно одну треть от толщины коры головного мозга) (https://msu.edu/∼brains/brains/human/coronal/ 2800_cell .html). Его основные складки (ламели) более правильные, как у аккордеона, а общая площадь его поверхности примерно соответствует площади одного полушария головного мозга [Van Essen, 2002; Sereno et al., 2015]. Напротив, подкорковый домен включает совокупность ядер и подъядер в таламусе, гипоталамусе, базальных ганглиях, среднем мозге и стволе головного мозга с примерно 400 анатомически различными объектами [Forstmann et al., 2016]. Хотя некоторые ядра имеют неправильную форму (например, хвостатое ядро ​​с длинным хвостом), большинство из них имеют форму капли, а не пластинки.

Морфогенез — как мозг обретает форму

Каждая структура мозга достигает своего размера и формы благодаря тщательно спланированному набору морфогенетических событий, включая пролиферацию нейронов и глии путем деления клеток, миграцию от того места, где клетки родились, к их целевой структуре и разработка аксонов, дендритов и глиальных отростков.Общий объем каждой структуры мозга можно оценить по совокупному количеству нейронов и глиальных клеток (определяемых в основном пролиферацией, но модулируемых гибелью клеток), умноженным на средний объем клеток (включая дендриты, аксоны, синапсы и глиальные отростки). Отдельные нейроны и глиальные клетки имеют разнообразную форму, поскольку их отростки имеют характерные паттерны для каждой ткани и типа клеток. Дендритные ветви часто смещены по ориентации (анизотропны), а проекции аксонов обычно асимметрично выходят из тела клетки.

В классическом исследовании Томпсон [1917] описал, как напряжение и давление взаимодействуют со структурной анизотропией и асимметрией, определяя форму многих биологических структур. Если нейрональные и глиальные процессы генерируют механическое напряжение, это может оказывать мощное морфогенетическое влияние на всю нервную систему [Van Essen, 1997]. В частности, мы предполагаем, что механическое напряжение в сочетании с дифференцированной пролиферацией нейронов играет ключевую роль в ответах на следующие четыре вопроса: (i) Почему церебральная и мозжечковая коры имеют пластинчатую структуру, тогда как подкорковые ядра в основном имеют форму капли? (ii) Почему кора головного мозга гладкая у большинства млекопитающих с мелким мозгом, но извилистая у большинства млекопитающих с большим мозгом? (iii) Что вызывает видоспецифический паттерн извилин коры головного мозга? (iv) Почему складчатость коры головного мозга так резко отличается от складчатости коры головного мозга?

Напряжены ли нейроны?

Поскольку механическое напряжение является центральным в предлагаемой нами структуре, важно отметить, что нейроны действительно могут генерировать напряжение.Наиболее убедительные доказательства получены в классических исследованиях in vitro: нейроны, выращенные в тканевой культуре, расширяют нейриты, конусы роста которых прикрепляются к нижележащему субстрату и создают сильное механическое напряжение [Bray, 1979; Lamoureux et al., 1989; Lamoureux et al., 1992]. В ответ на внешние возмущения (например, тянущее усилие или расслабление) нейриты регулируют свою длину с помощью процесса отрицательной обратной связи, который имеет тенденцию поддерживать постоянное натяжение [Dennerll et al., 1989], подобно тому, как леска наматывается или вынимается, чтобы регулировать напряжение [Ван Эссен, 1997].Имеются доказательства того, что многие аксоны в подкорковом белом веществе действительно находятся под напряжением в срезах мозга ранних постнатальных и взрослых хорьков [Xu et al., 2010], хотя из этого исследования неясно, действительно ли напряжение аксонов вызывает кортикальную складку. Без более полного обзора разнообразных и противоречивых доказательств для наших настоящих целей достаточно постулировать, что напряжение аксонов и дендритов in vivo является привлекательным и весьма правдоподобным механизмом, хотя его широкое распространение in vivo еще предстоит строго установить.

Роль напряжения в формировании пластинчатых и каплевидных структур

Нейроны коры головного мозга пролиферируют в желудочковой и субвентрикулярной зонах и мигрируют наружу вдоль радиальных глиальных отростков, образуя кортикальную пластинку, а затем слоистый кортикальный лист [Поляков, 1959 ]. Вскоре после прибытия кортикальные пирамидные нейроны расширяют выдающийся апикальный дендрит, за которым следует множество вспомогательных дендритов [Bystron et al., 2008]; ранняя разработка апикальных дендритов может происходить из-за диффузного хемоаттрактанта (Sem3A), который преимущественно высвобождается из поверхностных кортикальных слоев [Polleux et al., 2000]. Если эти дендриты генерируют механическое напряжение, и если пучки на апикальных концах дендритов закрепляются за счет адгезии в синаптических соединениях, напряжение будет иметь тенденцию удерживать поверхностные и глубокие слои близко друг к другу [Van Essen, 1997]. По мере расширения коры (за счет добавления нейронов, дендритов, синапсов, аксонов и глиальных клеток) радиальное натяжение будет сохранять кору тонкой, и рост будет проявляться в основном за счет тангенциального расширения вдоль более податливых размеров, параллельных поверхности. Кроме того, стабильная продукция спинномозговой жидкости сосудистым сплетением повышает внутрижелудочковое гидростатическое давление [Miller et al., 1987] и будет иметь тенденцию раздувать эмбриональные желудочки мозга, как воздушный шар, тем самым усиливая тангенциальное расширение коры [Van Essen, 1997].

Уникальная архитектура коры мозжечка возникает в результате событий развития, которые радикально отличаются от таковых в коре головного мозга [Butts et al., 2014]. Вначале предшественники клеток Пуркинье мигрируют с поверхности желудочков, образуют монослой ниже кортикальной поверхности и растягивают дендриты анизотропно по направлению к пиальной поверхности.Предшественники гораздо более многочисленных гранулярных клеток выходят из ромбической губы, мигрируют, продолжают пролиферировать во временном внешнем слое гранулярных клеток и покидают задний аксон, мигрируя мимо клеток Пуркинье, чтобы сформировать слой гранулярных клеток. Радиальная анизотропия, связанная с восходящими аксонами гранулярных клеток, решетчатыми дендритными ветвями нейронов Пуркинье и радиальными глиальными клетками Бергмана, может помочь сохранить тонкость коры мозжечка, если есть механическое напряжение вдоль любого или всех этих анизотропных компонентов, так же как предложено выше для коры головного мозга.Кроме того, кора мозжечка имеет вторую поперечную анизотропию, включающую аксоны гранулярных клеток, которые разветвляются после восходящего движения, образуя параллельные волокна, которые проходят на большие расстояния, очень параллельно друг другу в поверхностном кортикальном слое мозжечка, чаще всего вдоль медиолатеральной оси. Если параллельные волокна создают натяжение, они будут сопротивляться расширению вдоль своей длинной оси, так что тангенциальное расширение предпочтительно будет происходить вдоль более податливой оси, ортогональной параллельным волокнам (т.е.э., вдоль рострокаудальной оси). В соответствии с этой гипотезой и отражая тот факт, что пластинчатые складки около средней линии имеют тенденцию проходить ортогонально к ней, развернутая кора мозжечка представляет собой сильно вытянутую ленту после сглаживания схематически [Sultan and Braitenberg, 1993] или вычислительно [Van Essen, 2002; Sereno et al., 2015].

В отличие от корковых структур, подкорковые нейроны обычно образуют дендриты, которые либо квазиизотропно излучают из сомы, либо имеют удлиненную форму (например.g., биполярный), но не выровнены последовательно относительно своих соседей (см. http://neuromorpho.org). Если эти дендриты также создают механическое напряжение, это будет иметь тенденцию сохранять каждое подкорковое ядро ​​относительно компактным, а не сплющиваться в лист. В целом, механическое напряжение вдоль клеточных процессов в сером веществе может объяснить макроскопические различия формы, основанные на модели анизотропных и изотропных ветвлений.

Складывать или нет?

Кора головного мозга имеет тенденцию быть извитой (геренцефалической) в большом мозге и гладкой (лиссэнцефалической) в маленьком мозге (рис.1). Мы предполагаем, что кора головного мозга извилистая до такой степени, что пролиферация корковых нейронов опережает пролиферацию нижележащих подкорковых ядер, и что это отражает важную корреляцию между размером различных областей мозга и порядком нейрогенеза. В важном исследовании Finlay и Darlington [1995] сообщили, что:

«размеры компонентов мозга, от продолговатого до переднего мозга, очень предсказуемы по абсолютному размеру мозга с помощью нелинейной функции. Было обнаружено, что порядок нейрогенеза высококонсервативен у широкого круга млекопитающих и коррелирует с относительным увеличением структур по мере увеличения размера мозга, причем непропорционально большой рост происходит в структурах, сформированных поздно.

Аспекты этой гипотезы «поздно равно большому» были поставлены под сомнение [см. Carlisle et al., 2017 и ссылки в нем]. Однако для настоящих целей достаточно предположить, что нейрогенез происходит позже и более широко для неокортекса головного мозга, чем для различных подкорковых ядер, и, соответственно, что соотношение неокортикальных и подкорковых нейронов непропорционально увеличивается с размером мозга. Таким образом, в маленьком мозге небольшое количество корковых нейронов образует лист, площадь поверхности которого достаточна для того, чтобы окружать подкорковое ядро ​​без больших складок.Для большого мозга большее количество нейронов неокортекса и большая площадь кортикальной поверхности превышает то, что необходимо для охвата подкоркового ядра, таким образом предсказывая существование извилин [Van Essen, 2006], хотя конкретная структура складок зависит от механизмов, обсуждаемых ниже. В редких случаях в большом мозге может быть снижена кортикальная складка, как у лиссэнцефалического ламантина [Reep and O’Shea, 1990], а также клиническая лиссэнцефалия человека. Однако в этих случаях кора необычно толстая, что приводит к меньшей площади поверхности для данного объема и, следовательно, меньшему количеству извилин, необходимых для окружения подкоркового ядра, даже если объем коры и количество нейронов находятся в нормальном диапазоне.Действительно, у людей более тонкие области, такие как зрительная кора (толщина ~ 2 мм), как правило, сложены более плотно, чем более толстые области, такие как височный полюс (толщина ~ 4 мм).

Кора мозжечка отличается от коры головного мозга тем, что она извилистая у всех млекопитающих (и у многих позвоночных, не являющихся млекопитающими) [Yopak et al., 2017]. По логике, сформулированной выше, это может отражать тот факт, что кора мозжечка окружает глубокие ядра мозжечка, совокупный объем которых невелик. Следовательно, даже виды с маленьким мозгом имеют извилистую кору мозжечка, потому что ее площадь поверхности намного превышает площадь, необходимую для окружения глубоких ядер.

Как и где складывается кора головного мозга

О том, как кора головного мозга складывается, написано много. Здесь мы суммируем ключевые вопросы и наблюдения, не пытаясь быть исчерпывающими. Вкратце, было предложено четыре основных механизма.

(i) Механическое натяжение по длине аксонов, проходящих через белое вещество, будет иметь тенденцию сближать сильно связанные области, образуя таким образом извилистую складку, которая уменьшает длину проводки этих соединений (например,g., извилина между сильно связанными областями V1 и V2), тогда как борозды с большей вероятностью будут образовываться между слабо связанными областями (например, центральная борозда между слабо связанными областями 3b и 4), как схематически показано на рисунке 2 [Van Essen, 1997 ]. Эта гипотеза имеет большую объяснительную силу, включая способность объяснять последовательность складчатости в регионах, где преобладают большие площади, с сильными и последовательными связями и изменчивостью складчатости в «балканизированных» мозаиках меньших площадей. Кроме того, складывание на основе натяжения естественным образом привело бы к компактной разводке («минимизация длины проводки»), что не менее важно для мозга [Клячко, Стивенс, 2003; Mota and Herculano-Houzel, 2015], как и для компьютерных микросхем.Однако некоторые люди скептически относятся к складчатости, основанной на напряжении [Ronan and Fletcher, 2015]; ограниченность места здесь исключает подробное обсуждение этой критики и наших конкретных контраргументов.

Рис. 2.

Схематические изображения предполагаемых дополнительных ролей внутрижелудочкового давления и аксонов на ранних стадиях расширения и гирификации коры. Воспроизведено с разрешения Van Essen [1997].

(ii) Дифференциальная региональная пролиферация в субвентрикулярной зоне может производить больше нейронов в некоторых областях, тем самым создавая выпуклость, которая затем становится извилиной, тогда как снижение пролиферации в соседних субвентрикулярных областях может приводить к борозде или отсутствию складки.Есть свидетельства того, что это может способствовать первичным извилинам и бороздам (ранний гирогенез) у хорьков [Reillo et al., 2011] и правдоподобно для больших ранних складок у приматов, таких как сильвиева трещина и островок, но кажется крайне неправдоподобным, что это Механизм может объяснить сложность вторичных и третичных складок в сильно запутанном мозге.

(iii) Механическое изгибание привлекло значительное внимание из-за физических и вычислительных моделей, показывающих извилины, подобные извилинам коры мозга человека, от преимущественного расширения первоначально гладкого листа, привязанного к нижележащему домену, который расширяется медленнее [Tallinen et al., 2014; Таллинен и др., 2016]. Однако эта модель не может объяснить согласованность основных складок по сравнению с большими корковыми областями (например, в известковых и центральных бороздах). Стохастические аспекты механического изгиба могут способствовать изменчивости складывания в регионах, где влияние (i) и (ii) менее сильное.

(iv) Дифференциальное расширение и / или эластичность поверхностных и глубоких слоев [Richman et al., 1975; Toro and Burnod, 2005] теоретически может способствовать складчатости за счет преимущественного расширения поверхностных слоев по сравнению с глубокими в областях, которые становятся извилинами, и наоборот для борозд (предпочтительное расширение глубоких слоев по сравнению с глубокими слоями).поверхностные слои). Это потребует тщательно спланированных сигналов развития каждой извилины и борозды. В отсутствие явных подтверждающих доказательств этот механизм кажется крайне неправдоподобным [но см. Ronan and Fletcher, 2015]. В целом, кажется вероятным, что множественные механизмы вносят вклад в кортикальную складку, как предполагали и другие [Striedter et al., 2015 и ссылки там]. Эти первые три механизма (напряжение аксонов, дифференциальное разрастание и механическое изгибание) служат особенно правдоподобной комбинацией, которая может естественным образом работать вместе.

Кортикальная складка в мозжечке характеризуется набором складок, напоминающих гармошку, которые образуют дольки на самом грубом уровне, за которыми следуют ламеллы, а затем листы на самом тонком уровне. Все складки мозжечка имеют тенденцию проходить параллельно длинной оси параллельных волокон (то есть «с зерном»), что позволяет параллельным волокнам скользить относительно друг друга без изменения длины. Складке «против волокон» (т.е. перпендикулярно их длинной оси) будет сопротивляться, если эти аксоны будут находиться под напряжением, потому что это вызовет растяжение параллельных волокон вдоль каждой наружной складки [Van Essen, 1997].В отличие от коры головного мозга, механическое напряжение вдоль дальних кортикокортикальных аксонов не может играть роли, потому что таких аксонов не существует (единственным выходом коры мозжечка являются клетки Пуркинье, проецирующиеся в глубокие ядра). Напряжение в аксонах восходящих входов может иметь некоторое влияние [Van Essen, 1997], но дополнительные факторы, которые в настоящее время не изучены, должны быть задействованы для объяснения макроскопической организации складок мозжечка в его характерные дольки, ламеллы и листы.

Cortical Evolution

Площадь поверхности коры головного мозга различается на порядки у разных видов (даже у приматов), включая среднюю площадь поверхности на полушарие 1843 см ² для человека, 599 см ² для шимпанзе, 193 см ² для макак, 9.6 см ² для мартышек и 0,87 см ² для мышей [Lerch et al., 2008; Чаплин и др., 2013; Донахью и др., 2018]. Учитывая эти различия, мы исследуем несколько широких вопросов о коре головного мозга и вкратце вернемся к коре мозжечка ближе к концу.

Чем отличается мозг большего размера, помимо его размера и общего количества нейронов? Например, в какой степени отдельные области коры у человека больше, чем у шимпанзе или макаки? Отражены ли различия в размерах ареалов между видами в простых соотношениях масштабирования? Содержит ли кора головного мозга человека совершенно новые области, которых нет у шимпанзе или макак; если да, то где они находятся? И наоборот (учитывая, что все приматы произошли от общего предка), есть ли у шимпанзе и / или макак новые области, отсутствующие у людей? Для ответа на вопросы такого типа, очевидно, было бы идеально, если бы (i) у нас было точное разбиение областей коры у каждого вида, и (ii) мы могли бы легко определить, какие области являются подлинными эволюционными гомологами между видами (т.е.э., имеют общее предковое происхождение). Хотя наше нынешнее понимание не соответствует обоим направлениям, ниже мы обсудим обнадеживающий прогресс. Во-первых, поучительно резюмировать некоторую «общую картину», которую дает постоянно меняющийся анатомический показатель, содержание миелина, которое косвенно, но информативно связано с функциональной организацией.

Карты миелина в коре приматов

На рисунке 3 показаны средние групповые «карты миелина» для человека, шимпанзе и макаки, ​​отображаемые на надутых поверхностях левого полушария.Эти карты основаны на соотношении T1-взвешенных и T2-взвешенных (T1w / T2w) структурных изображений, вычисленных для каждого воксела на ленте серого вещества, сопоставленных с отдельными поверхностями, а затем зарегистрированных на групповой средней поверхности. Этот качественный, неинвазивный показатель сильно коррелирует с паттернами посмертной плотности окрашивания миелина и информативен о региональных аспектах функциональной специализации [Glasser and Van Essen, 2011; Glasser et al., 2014, 2016b; Nieuwenhuys and Broere, 2017]. Красный и оранжевый представляют сильно миелинизированную кору, которая включает «ранние» области соматосенсорной, моторной, слуховой и зрительной коры, включая характерный комплекс «MT +» зрительных областей, участвующих в обработке движения, а также ретросплениальную кору.Желтый и зеленый представляют умеренно миелинизированную кору и включают области, участвующие в более высоких стадиях зрительной, слуховой, соматосенсорной и моторной обработки. Синий и индиго представляют собой слегка миелинизированную кору, которая простирается на большую часть лобных, теменных и боковых височных областей.

Рис. 3.

Средние групповые карты кортикального миелина человека, шимпанзе и макаки. Черные полосы указывают относительные размеры среднегрупповых надутых поверхностей для каждого вида. Комплекс «MT +» относится к сильно миелинизированной области MT плюс сильно миелинизированным участкам соседнего комплекса MST, также участвующим в обработке движения (данные доступны на https: // balsa.wustl.edu/XPNr).

С функциональной точки зрения, есть три поразительных и взаимосвязанных наблюдения: (i) Большая часть слегка миелинизированной коры головного мозга у людей и макак участвует в «высших когнитивных» функциях, в широком смысле, основанных в основном на нейровизуализации у людей, нейрофизиологии. у макак и исследования поражений в обоих [Glasser and Rilling, 2008; Ramayya et al., 2010]; предположительно, эти области в основном участвуют в познании у шимпанзе, хотя прямых доказательств нет.(ii) слабо миелинизированные области также имеют более низкую плотность нейронов и более крупные дендритные ветви [Elston et al., 2009; Glasser et al., 2014], возможно потому, что этим регионам в целом необходим более сложный клеточный аппарат для обеспечения своих когнитивных функций, чем ранним сенсорным и моторным регионам. (iii) слабо миелинизированные области префронтальной, латеральной височной и латеральной теменной коры занимают самую высокую общую долю коры у людей, меньше у шимпанзе и еще меньше у макак; эти области составляют еще меньшую часть коры мартышек [не показано, но см. Bock et al., 2009]. В качестве примечательного примера межвидовых различий разрыв между MT + и первичной слуховой корой (A1) представляет собой слегка миелинизированную полосу, которая узкая у макак, более широкая у шимпанзе и еще более широкая у людей. Мы вернемся к этим вопросам ниже, после рассмотрения кортикальной парцелляции и гомологии на ареальном уровне.

Кортикальная парцелляция в целом

Кору головного мозга можно подразделить на мозаику областей, которые можно идентифицировать на основе различий в функциях, архитектуре, связности и топографии — так называемый подход «ФАКТ» [Felleman and Van Essen, 1991 ].Многовековой поиск точных и надежных расчленений у различных видов был рассмотрен в другом месте [Van Essen and Glasser, 2018]. Здесь мы суммируем основные моменты для нескольких видов, включая мышей, мартышек, макак и людей, чтобы подготовить почву для эволюционных сравнений.

Мыши

Неокортекс и переходная кора мышей содержат 41 корковую область на основании недавнего мультимодального анализа [Gămănut et al., 2018]. Маловероятно, что это будет идеальное разделение «наземной истины», но, возможно, это наиболее близко к консенсусу среди видов млекопитающих.Первичная соматосенсорная область (SSp) содержит семь архитектурно различных подобластей, представляющих различные области тела, и показывает, что области могут быть внутренне неоднородными по некоторым основным характеристикам, но при этом должным образом считаться одной четко определенной областью [Van Essen and Glasser, 2018].

Мартышки

Недавние атласы коры мартышек иллюстрируют прогресс, но также и проблемы в оценке общего количества корковых областей. На рисунке 4а показан трехмерный архитектурный атлас Paxinos [Paxinos et al.2011; Majka et al., 2016], содержащий 117 областей и отображенный на геометрической модели корковой поверхности. На рисунке 4b показан атлас Хашикавы [Hashikawa et al., 2015], также основанный на атласе Паксинос. Атлас на основе МРТ [Liu et al., 2017] содержит 54 области и 106 «подобластей». Хотя эти атласы согласуются во многих областях, консенсусное разделение отсутствует для большей части коры мартышек. Общий поверхностный атлас помог бы сравнить эти и другие парцеллы, а также увеличил бы совместное использование парцеллов и атласов, как это сделано для некоторых данных на рисунках 3 и 4 через базу данных BALSA (см. URL-адреса для конкретных сцен в конце фигуры легенды).

Рис. 4.

a , b Parcellations Marmoset ( a : воспроизведено с разрешения Majka et al. [2016]; b : воспроизведено с разрешения Hashikawa et al. [2015]) . c , d частички макак ( c Paxinos et al. [2000]; d Van Essen et al. [2012]). e Парцелляция HCP_MMP1.0 человека [Glasser et al., 2016a]. Данные доступны на https://balsa.wustl.edu/8Zqq ( c , d ) и https: // balsa.wustl.edu/KZXj ( e ).

Макаки

Для макак доступно гораздо больше разделений, чем для мартышек, но итоги аналогичны, поскольку нет единого мнения о разделении. Отображение разбиений на общий поверхностный атлас, такой как атлас Yerkes19 [Donahue et al., 2016, 2018], упрощает сравнение, как показано на рисунке 4c для атласа Paxinos с 161 областью [Paxinos et al., 2000] и в Рисунок 4d для составной парцелляции из 129 областей (экстраполировано до ~ 140 областей для всей неокортекса и переходной коры) [Van Essen et al., 2012]. Другие атласы включают парцелляцию на 91 область [Markov et al., 2014] и атлас D99 на 137 областей [Saleem and Logothetis, 2006; Reveley et al., 2017]. Забегая вперед, парцелляции, основанные на нескольких модальностях, полученных in vivo, а также вскрытии, могут дать лучшую надежду на более близкое достижение консенсуса.

Люди

Классические цитоархитектонические и миелоархитектонические атласы коры головного мозга человека обнаруживают широкое расхождение в схемах парцелляции, особенно за пределами ранних сенсорных и моторных областей.Современные парцеллы включают в себя растущее число, основанное на функциональной связности в состоянии покоя. К сожалению, они, как правило, показывают большие расхождения между разделениями; они также различаются консенсусной архитектонической парцеллой для ранних сенсорных и моторных регионов и лишены двусторонней симметрии в регионах, где этого следует ожидать [Van Essen and Glasser, 2018]. Напротив, недавняя мультимодальная парцелляция «HCP_MMP1.0» [Glasser et al., 2016a] отличается от других, потому что она основана на данных мультимодальной визуализации исключительно высокого качества, полученных от сотен здоровых молодых людей, согласованных между людьми с использованием « регистрация поверхности на основе площадных признаков и разделение на части с использованием объективного градиентного подхода, за которым наблюдали нейроанатомы (рис.4д). Он содержит 180 областей в каждом полушарии, демонстрирует сильную двустороннюю симметрию и включает 112-мерный «вектор признаков», который характеризует каждую область. Хотя он, вероятно, будет доработан в будущем (следовательно, это версия 1.0), мы прогнозируем, что большинство областей HCP_MMP1.0 выдержат испытание временем.

Некоторые области в парцелляции HCP_MMP1.0 демонстрируют внутреннюю неоднородность, основанную на той или иной индивидуальной модальности. Это наиболее заметно для ранних соматосенсорных и моторных областей, которые содержат отдельные «подобласти», представляющие определенные подразделения тела (например,г., лицо, верхняя и нижняя конечности). Однако общие черты в архитектуре и функциональных характеристиках подобластей в пределах большей территории (например, соматосенсорная зона 3a или 3b) подтверждают это концептуальное различие между зонами и подобластями [Van Essen and Glasser, 2018]. С другой стороны, некоторые из высших когнитивных доменов, которые классифицируются как области в HCP_MMP1.0, в будущем могут быть переклассифицированы как подобласти более крупной области, которая топографически организована в когнитивной, а не сенсорной или моторной области.

Парцелляция мозжечка

Имеет ли мозжечок четко определенные корковые «области», которые можно идентифицировать с помощью подходов «ФАКТ», которые оказались успешными для разделения коры головного мозга (см. Выше)? Вкратце, ответ кажется отрицательным (по крайней мере, пока). Функциональная организация мозжечка сложна и может включать в себя организационные принципы, отличные от коры головного мозга. Например, архитектура мозжечка относительно однородна при исследовании с использованием обычных красок Ниссля и миелина.Существует архитектоническая гетерогенность в виде парасагиттальных полос, выявляемых иммуноцитохимическими маркерами [Larouche and Hawkes, 2006], но они вряд ли отражают границы ареалов. Составлена ​​топографическая организация соматосенсорных областей мозжечка. Однако мозжечок грызунов имеет «сломанную соматотопию», которая заметно отличается от церебральных соматотопических карт [Shambes et al., 1978], что затрудняет определение границ ареалов на основе полного представления тела.У людей задача-фМРТ и анализ функциональной связности выявляют две грубые соматомоторные карты [Buckner et al., 2011], одну дорсомедиальную и одну вентромедиальную, что согласуется с нейрофизиологическими картами у макак.

Дополнительные сведения об организации коры мозжечка можно получить из анализа ее взаимоотношений с корой головного мозга, которые опосредуются непрямыми, реципрокными путями. Входящие данные из коры головного мозга достигают коры мозжечка через узкое место, создаваемое гораздо меньшими ядрами моста.Выходы мозжечка (исключительно клетки Пуркинье) достигают коры головного мозга через реле в глубоких ядрах мозжечка и таламусе (через верхние ножки мозжечка). Картирование с помощью транснейрональных вирусных индикаторов выявляет грубую общую топографию между полушариями головного мозга и мозжечка [Strick et al., 2009]. У людей функциональная связность в состоянии покоя предполагает, что кора мозжечка содержит две грубо гомотопные карты большей части контралатеральной коры головного мозга, одну переднюю / дорсальную, а другую заднюю / вентральную [Buckner et al., 2011].

Расшифровке функциональной организации мозжечка будет способствовать прогресс в устранении серьезных методологических препятствий на пути применения современных поверхностных подходов к анализу коры мозжечка. (i) Точное определение формы коры мозжечка затруднено, потому что кора тонкая и плотно сложенная, а нижележащее белое вещество мало. Алгоритмы сегментации, оптимизированные в настоящее время для моделирования коры головного мозга, потребуют настройки для точной сегментации структурных изображений мозжечка с высоким разрешением [Boillat et al., 2018]. (ii) развернутая лента мозжечка намного длиннее, чем ширина (см. выше), сливается по средней линии, но имеет выступающие боковые полушария [Van Essen, 2002; Sereno et al., 2015]. Отображение листа мозжечка на сферическую поверхность при сохранении топологических отношений влечет за собой геометрические искажения, гораздо более серьезные, чем при отображении коры головного мозга на сферу. Это проблематично, потому что современные методы внутри- и межвидовой регистрации полагаются на сферы в качестве геометрических субстратов, деформируя одну сферу, чтобы она соответствовала соответствующим местоположениям на другой сфере.Если будут разработаны альтернативные методы поверхностного анализа и визуализации, которые могут точно представить данные о мозжечке, это откроет новые перспективы для существующих высококачественных данных 3- и 7-T из проекта Human Connectome Project (HCP), а также для многих будущих исследований. .

Межвидовые сравнения коры головного мозга

В этом заключительном разделе мы обратим наше внимание на эволюцию коры головного мозга и кратко обсудим два общих подхода к сравнению корковой организации разных видов.Широко используемый «аллометрический» подход включает измерение у нескольких видов размеров кортикальных областей или областей, которые считаются гомологичными, а затем сравнение этих значений у разных видов в абсолютном выражении или по отношению к другим показателям, таким как общий размер мозга, общий размер коры. и / или размер интересующей области сравнения. Мы проиллюстрируем этот подход на примере, который основан на поразительных различиях в слегка миелинизированной коре головного мозга у людей, шимпанзе и макак, показанных на рисунке 3.Качественное впечатление о том, что префронтальная кора (ПФК) у людей непропорционально больше по сравнению с нечеловеческими приматами, согласуется с некоторыми предыдущими исследованиями, но не с другими. Чтобы разрешить это противоречие количественно, мы проанализировали полученные с помощью МРТ корковые поверхности многих отдельных людей, шимпанзе и макак. Используя разграничение PFC на основе парцелляции, основанное на цитоархитектуре и функции, мы обнаружили, что доля серого вещества коры, занятого PFC у людей, в 1,9 раза больше, чем у макак и 1.В 2 раза больше, чем у шимпанзе [Donahue et al., 2018], по сравнению с общим размером мозга. Таким образом, мы считаем, что ПФК человека непропорционально больше, чем у других приматов. Однако он не является исключительно большим, поскольку он приблизительно коллинеарен макакам и шимпанзе на графиках логарифмического анализа относительно общего объема коры.

Мощным дополнительным подходом является использование наземной регистрации для создания двухточечного сопоставления между видами. В раннем примере этого подхода набор из 23 контуров ориентиров, представляющих ареальные границы предполагаемых гомологичных областей коры головного мозга, использовался для регистрации макаки в коре головного мозга человека [Orban et al., 2004; Van Essen et al., 2005]. Это предоставило доказательства широкого диапазона относительного расширения, от всего лишь 2-кратного для V1 и других ранних сенсорных областей до более чем 30-кратного на пике очевидных эволюционных горячих точек [Van Essen and Dierker, 2007]. Однако важно не переоценивать эти и связанные с ними результаты, поскольку существуют значительные неопределенности, связанные с выбором кандидатов гомологии, а также методологические ограничения в конкретном алгоритме сферической регистрации с ограниченными ориентирами, который использовался в то время [см. Ниже и Van Essen et al. al., 2012].

Аналогичный подход, основанный на ориентирах, использовался для межвидовой регистрации между мартышками и капуцинами, а также между мартышками и макаками [Chaplin et al., 2013]. Их карты расширения от мартышек до капуцинов и от мартышек до макак показывают несколько общих черт, включая горячие точки в латеральной префронтальной и височной коре и «холодные точки» в затылочной и вентральной височной коре; они также примерно похожи на карту распространения макаки до человека, отмеченную выше [Van Essen and Dierker, 2007].Это говорит о том, что эволюционные масштабные отношения имеют некоторые общие черты в линиях приматов Нового и Старого Света. Однако различия между каждой из этих попарных межвидовых регистраций также очень заметны. Это включает латеральную височную кору между MT и A1, которая, как уже отмечалось, представляет собой узкую щель у мартышек, намного шире у макак и еще больше у людей (рис. 4; см. Также рис. 3). Кроме того, в теменной коре карты расширения заметно различаются для каждой пары сравниваемых видов.Это требует более подробного анализа с использованием обновленных карт вероятной гомологии между видами.

Мы прогнозируем, что несколько факторов ускорят прогресс в характеристике видовых различий в корковой организации и функции. (i) Более точные расчленения, особенно у макак и мартышек, вероятно, появятся в результате проектов, которые получают высококачественные мультимодальные данные in vivo нейровизуализации от отдельных субъектов, которые могут быть проанализированы с использованием поверхностных методов «в стиле HCP» [Glasser и другие., 2016b]. (ii) Улучшенная межвидовая регистрация с использованием надежных и гибких алгоритмов, таких как мультимодальное сопоставление поверхностей [Robinson et al., 2017], позволит более точно оценить расширение в регионах между ориентирами и заменит более старый метод, допускавший нежелательные локальные неоднородности [Van Essen et al. др., 2012]. (iii) Дополнительные алгоритмические уточнения позволят моделировать области или регионы, присутствующие у одного вида, но не у другого. Это может включать подход «от щели к участку», в котором предполагается, что область (участок) существует у одного вида (например,g., различные человеческие области между A1 и MT) выходят из узкой щели между соседними участками у других видов (например, в узкой щели A1-MT у мартышек). (iv) Дополнительные доказательства гомологичных регионов могут стать доступными путем сравнения сетей в состоянии покоя, полученных из данных функциональной связности с использованием высококачественных данных фМРТ у людей, макак и мартышек. В целом перспективы открываются для улучшения нашего понимания корковой организации и эволюции за счет применения передовых подходов.

Благодарности

Исследование было поддержано грантами RO1 MH-60974 (D.C.V.E.), NIH 5T32EB01485506 (C.J.D.) и NIH F30 MH097312 (M.F.G.). Наборы данных о людях были предоставлены HCP, консорциумом WU-Minn (главные исследователи: Дэвид Ван Эссен и Камил Угурбил; 1U54MH0

), финансируемым 16 институтами и центрами Национальных институтов здравоохранения (NIH), которые поддерживают проект NIH для исследований в области неврологии; и Центром системной нейробиологии Макдоннелла при Вашингтонском университете.Наборы данных о макаках и шимпанзе были предоставлены при поддержке гранта NIH P01AG026423 и Национального центра исследовательских ресурсов (P51RR165) (замененного Управлением программ исследовательской инфраструктуры / OD P51OD11132), а также Национальным ресурсом мозга шимпанзе (R24NS092988).

Заявление о раскрытии информации

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов в отношении данной статьи.

Список литературы

1. Азеведо Ф.А., Карвалью Л.Р., Гринберг Л.Т., Фарфель Дж.М., Ферретти Р.Э., Лейте Р.Э., Джейкоб Филхо В., Лент Р., Геркулано-Хаузель С. (2009): Равное количество нейронных и ненейрональных клеток делает человеческий мозг изометрически увеличенным приматом головной мозг.J Comp Neurol 513: 532–541.

2. Бок Н.А., Кочарян А., Лю Дж. В., Сильва А.С. (2009): Визуализация всей картины корковой миелинизации у мартышек с помощью магнитно-резонансной томографии. J Neurosci Methods 185: 15–22.

3. Boillat Y, Bazin PL, O’Brien K, MJ Fartaria, Bonnier G, Krueger G, van der Zwaag W., Granziera C (2018): Поверхностные характеристики коры мозжечка, визуализированные с помощью МРТ со сверхвысоким полем.NeuroImage 172: 1–8.

4. Bray D (1979): Механическое напряжение, создаваемое нервными клетками в культуре ткани. J Cell Sci 37: 391–410.

5. Бакнер Р.Л., Криенен Ф.М., Кастелланос А., Диас Дж.К., Йео Б.Т. (2011): Организация человеческого мозжечка оценивается по внутренней функциональной связности.J Neurophysiol 106: 2322–2345.

6. Баттс Т., Грин MJ, Wingate RJ (2014): Развитие мозжечка: простые шаги для создания «маленького мозга». Разработка 141: 4031–4041.

7. Bystron I, Blakemore C, Rakic ​​P (2008): Развитие коры головного мозга человека: пересмотр Комитета Боулдера.Nat Rev Neurosci 9: 110–122.

8. Карлайл А., Селвуд Л., Хайндс Л.А., Сондерс Н., Хабгуд М., Мардон К., Вайсбекер В. (2017): Проверка гипотез об ограничениях развития на эволюции разделения мозга млекопитающих с использованием сумчатых. Sci Rep 7: 4241.

9. Чаплин, Т.А., Ю.Х.Х., Соарес Дж.Г., Гаттасс Т., Роза М.Г. (2013): законсервированный образец дифференциального расширения корковых областей у обезьяньих приматов.J Neurosci 33: 15120–15125.

10. Dennerll TJ, Lamoureux P, Buxbaum RE, Heidemann SR (1989): цитомеханика удлинения и ретракции аксонов. J Cell Biol 109: 3073–3083.

11. Донахью CJ, Glasser MF, Preuss TM, Rilling JK, Van Essen DC (2018): Количественная оценка префронтальной коры у людей по сравнению с нечеловеческими приматами Proc Natl Acad Sci USA 115: E5183 – E51992.
12. Донахью С.Дж., Сотиропулос С.Н., Джбабди С., Эрнандес-Фернандес М., Беренс Т.Э., Дирби Т.Б., Коулсон Т., Кеннеди Х., Ноблаух К., Ван Эссен, округ Колумбия, Глассер М.Ф. (2016): Использование диффузионной трактографии для прогнозирования силы и расстояния кортикальных связей: количественное сравнение с индикаторами у обезьяны.J Neurosci 36: 6758–6770.

13. Элстон Г. Н., Ога Т., Фуджита И. (2009): Спиногенез и масштабы отсечения в функциональных иерархиях. J Neurosci 29: 3271–3275.

14. Felleman DJ, Van Essen DC (1991): Распределенная иерархическая обработка в коре головного мозга приматов.Кора головного мозга 1: 1–47.

15. Финлей Б.Л., Дарлингтон Р.Б. (1995): Связанные закономерности в развитии и эволюции мозга млекопитающих. Science 268: 1578–1584.

16. Форстманн Б.У., де Холландер Г., ван Маанен Л., Алькемад А., Кёкен М.К. (2016): К механистическому пониманию подкорки человека.Nat Rev Neurosci 18: 57–65.

17. Gămănut R, Kennedy H, Toroczkai Z, Ercsey-Ravasz M, Van Essen DC, Knoblauch K, Burk halter A (2018): Кортикальный коннектом мыши, характеризующийся сверхплотным кортикальным графом, сохраняет специфичность за счет различных профилей связности. Нейрон 97: 698–715.
18. Glasser MF, Coalson TS, Robinson ED, Hacker CD, Harwell J, Yacoub K, Ugurbil K, Andersson J, Beckmann CF, Jenkinson M, Smith SM, Van Essen DC (2016a): Мультимодальное разбиение коры головного мозга человека. Природа 536: 171–178.

19. Glasser MF, Goyal MS, Preuss TM, Raichle ME, Van Essen DC (2014): Тенденции и свойства коры головного мозга человека: корреляции с содержанием кортикального миелина.NeuroImage 93 (pt 2): 165–175.

20. Glasser MF, Rilling JK (2008): DTI трактография языковых путей человеческого мозга. Cereb Cortex 18: 2471–2482.

21. Glasser MF, Smith SM, Marcus DS, Andersson JL, Auerbach EJ, Behrens TE, Coalson TS, Harms MP, Jenkinson M, Moeller S, Robinson EC, Sotiropoulos SN, Xu J, Yacoub E, Ugurbil K, Van Essen DC (2016b ): Нейровизуализационный подход проекта Human Connectome Project.Nat Neurosci 19: 1175–1187.

22. Glasser MF, Van Essen DC (2011): Картирование областей коры головного мозга человека in vivo на основе содержания миелина, выявленного с помощью T1- и T2-взвешенной МРТ. J Neurosci 31: 11597–11616.

23. Хашикава Т., Накатоми Р., Ирики А. (2015): Современные модели мозга мартышки.Neurosci Res 93: 116–127.

24. Herculano-Houzel S (2009): Человеческий мозг в цифрах: линейно увеличенный мозг приматов. Front Hum Neurosci 3:31.

25. Клячко В.А., Стивенс CF (2003): Оптимизация связи и позиционирование корковых областей.Proc Nat Acad Sci USA 100: 7937–7941.

26. Lamoureux P, Buxbaum REHeidemann SR (1989): Прямое свидетельство того, что конусы роста тянутся. Nature 340: 159–162.

27. Lamoureux P, Zheng J, Buxbaum RE, Heidemann SR (1992): цитомеханическое исследование роста нейритов на различных поверхностях культур.J Cell Biol 118: 655–661.

28. Ларуш М., Хоукс Р. (2006): От кластеров к полосам: истоки развития компартментации мозжечка у взрослых. Мозжечок 5: 77–88.

29. Lerch JP, Carroll JB, Dorr A, Spring S, Evans AC, Hayden MR, Sled JG, Henkelman RM (2008): Толщина коры, измеренная с помощью МРТ на мышиной модели болезни Хантингтона YAC128.NeuroImage 41: 243-251.

30. Лю Ц., Йе ФК, Йен С.К., Ньюман Д.Д., Глен Д., Леопольд Д.А., Сильва А.С. (2017): цифровой трехмерный атлас мозга мартышек, основанный на мультимодальной МРТ. NeuroImage 169: 106–116.

31. Майка П., Чаплин Т.А., Ю Х.Х., Толпыго А., Митра П.П., Войчик Д.К., Роза М.Г. (2016): На пути к всеобъемлющему атласу корковых связей в мозге приматов: сопоставление исследований инъекций индикаторов обыкновенной мартышки в эталонный цифровой шаблон.J Comp Neurol 524: 2161–2181.

32. Марков Н.Т., Эрси-Равас М.М., Рибейро Гомес А.Р., Лами К., Магроу Л., Везоли Дж., Мизери П., Фальшер А., Килодран Р., Гариэль М.А., Саллет Дж., Гаманут Р., Хуиссуд С., Клаванье С., Жиру П., Саппей- Marinier D, Barone P, Dehay C, Toroczkai Z, Knoblauch K, Van Essen DC, Kennedy H (2014): взвешенная и направленная матрица межреальных связей для коры головного мозга макак.Cereb Cortex 24: 17–36.

33. Миллер JD, Peeler DF, Pattisapu J, Parent AD (1987): Супратенториальное давление. Часть I: дифференциальное внутричерепное давление. Neurol Res 9: 193–197.

34. Mota B, Herculano-Houzel S (2015): Кортикальные складки универсальны с площадью поверхности и толщиной, а не с количеством нейронов.Наука 349: 74–77.

35. Nieuwenhuys R, Broere CA (2017): Карта неокортекса человека, показывающая предполагаемое общее содержание миелина в отдельных архитектурных областях, основанное на исследованиях Адольфа Хопфа. Функция структуры мозга 222: 465–480.

36. Орбан Г.А., Ван Эссен Д., Вандуффель В. (2004): Сравнительное отображение высших областей зрения у обезьян и людей.Тенденции Cogn Sci 8: 315–324.

37. Paxinos G, Huang XF Toga AW (2000): Мозг макаки-резуса в стереотаксических координатах. Лондон, Academic Press.

38. Paxinos G, Watson C, Petrides M, Rosa M, Tokuno H (2011): Мозг мартышки в стереотаксических координатах, изд 1.Лондон, Academic Press, стр. 324.

39. Поляков Г.И. (1959): Прогрессивная дифференцировка нейронов коры головного мозга человека в онтогенезе; в: Саркисов С.А., Преображенская С.Н. (ред.): Развитие центральной нервной системы. Москва, Медгиз, 11–26 с.

40. Polleux F, Morrow T, Ghosh A (2000): Семапорин 3A является хемоаттрактантом для кортикальных апикальных дендритов.Nature 404: 567–573.

41. Ramayya AG, Glasser MF, Rilling JK (2010): DTI-исследование нейронных субстратов, поддерживающих использование инструментов. Cereb Cortex 20: 507–516.

42. Рип Р.Л., О’Ши Т.Дж. (1990): Региональная морфометрия головного мозга и лиссэнцефалия в Sirenia.Brain Behav Evol 35: 185–194.

43. Reillo I, de Juan Romero C, Garcia-Cabezas MA, Borrell V (2011): роль промежуточной радиальной глии в тангенциальном расширении коры головного мозга млекопитающих. Cereb Cortex 21: 1674–1694.

44. Reveley C, Gruslys A, Ye FQ, Glen D, Samaha J, Russ BE, Saad Z, Seth AK, Leopold DA, Saleem KS (2017): Трехмерный цифровой шаблонный атлас мозга макаки.Cereb Cortex 27: 4463–4477.

45. Richman DP, Stewart RM, Hutchinson JW, Caviness VS Jr (1975): Механическая модель сверточного развития мозга. Наука 189: 18–21.

46. Робинсон Э. К., Гарсия К., Глассер М. Ф., Чен З., Коулсон Т. С., Макропулос А., Бозек Дж., Райт Р., Шу А., Вебстер М., Хаттер Дж., Прайс А, Гранде ЛК, Хьюз Е., Тусор Н., Бейли П. В., Ван Эссен Д.К., Смит С.М., Эдвардс А.Д., Хайнал Дж., Дженкинсон М., Глокер Б., Рюкерт Д. (2017): Мультимодальное согласование поверхностей с ограничениями гладкости более высокого порядка.NeuroImage 167: 453–465.

47. Ронан Л., Флетчер ПК (2015): От генов к складкам: обзор теории корковой гирификации. Функция структуры мозга 220: 2475–2483.

48. Салим К.С., Логотетис Н.К. (2006): Комбинированный атлас МРТ и гистологии мозга макаки-резуса.Амстердам, Academic Press, 2006.

49. Sereno M, Diedrichsen J, Tachrount MS, De Zeeuw GC (2015): Полная реконструкция коры мозжечка человека и уплощение, разрешающее отдельные листы (аннотация). Организация 21-го ежегодного собрания по картированию мозга человека, Гавайи.

50. Шамбес Г.М., Гибсон Дж. М., Велкер В. (1978): Соматотопия трещин в тактильных областях гранулярных клеток полушарий мозжечка крысы, выявленная с помощью микрокартирования.Эволюция поведения мозга 15: 94–140.

51. Стрик П.Л., Дум Р.П., Физ Дж.А. (2009): Мозжечок и немоторная функция. Анну Рев Neurosci 32: 413–434.

52. Стридтер Г.Ф., Сринавасан С., Монуки Е.С. (2015): Кортикальное складывание: когда, где, как и почему? Энн Рев Neurosci 38: 291–307.
53. Султан Ф., Брайтенберг В. (1993): Формы и размеры мозжечка различных млекопитающих. Исследование количественной сравнительной нейроанатомии. J Hirnforsch 34: 79–92.

54. Tallinen T, Chung JY, Biggins JS, Mahadevan L (2014): Gyrification из-за ограниченного расширения коры.Proc Natl Acad Sci USA 111: 12667–12672.

55. Tallinen T, Chung JY, Rousseau F, Girard N, Lefevre J, Mahadevan L (2016): О росте и форме корковых извилин. Nat Phys 12: 588–593.

56. Томпсон DW (1917): О росте и форме.Кембридж, издательство Кембриджского университета, стр. 793.

57. Toro R, Burnod Y (2005): морфогенетическая модель развития корковых извилин. Cereb Cortex 15: 1900–1913.

58. Ван Эссен, округ Колумбия (1997): основанная на напряжении теория морфогенеза и компактной проводки в центральной нервной системе.Природа 385: 313–318.

59. Ван Эссен, округ Колумбия (2002): Поверхностные атласы коры мозжечка у человека, макака и мыши. Ann NY Acad Sci 978: 468–479.

60. Ван Эссен, округ Колумбия (2006): Образцы складок коры головного мозга у приматов: почему они различаются и что они означают; в Kaas JH (ed): Эволюция нервных систем.Oxford, Academic Press, стр. 267–276.

61. Ван Эссен Д.К., Диркер Д.Л. (2007): Поверхностные и вероятностные атласы коры головного мозга приматов. Нейрон 56: 209–225.

62. Ван Эссен Д.К., Глассер М.Ф. (2018): Разделение коры головного мозга: как инвазивные исследования на животных помогают неинвазивному составлению карт у людей.Neuron, готовится.

63. Ван Эссен Д.К., Глассер М.Ф., Диркер Д.Л., Харвелл Дж. (2012): Кортикальные парцеллы обезьяны-макаки проанализированы с помощью поверхностных атласов. Cereb Cortex 22: 2227–2240.

64. Ван Эссен Д.К., Харвелл Дж., Хэнлон Д., Диксон Дж. (2005): поверхностные атласы и база данных корковой структуры и функции; в Koslow SH, Subramaniam S (ред.): Базирование данных мозга: от данных к знаниям (нейроинформатика).Hoboken, Wiley, стр. 369–388.

65. Xu G, Knutsen AK, Dikranian K, Kroenke CD, Bayly PV, Taber LA (2010): Аксоны тянут мозг, но напряжение не приводит к складыванию коры. J Biomech Eng 132: 071013.

66. Yopak KE, Pakan JMP, Wylie D (2017): Мозжечок позвоночных животных, не являющихся млекопитающими; в Kaas JH (ed): Evolution of Nervous Systems, ed 2.Oxford, Academic Press, стр. 373–386.

Автор Контакты

Дэвид К. Ван Эссен

Кафедра неврологии, Медицинский факультет Вашингтонского университета

660 South Euclid Avenue

Сент-Луис, MO 63110 (США)

Электронная почта [email protected]

Подробности статьи / публикации

Предварительный просмотр первой страницы

Поступило: 7 мая 2018 г.
Принято: 8 мая 2018 г.
Опубликовано онлайн: 10 августа 2018 г.
Дата выпуска: август 2018 г.

Количество страниц для печати: 12
Количество рисунков: 4
Количество столов: 0

ISSN: 0006-8977 (печатный)
eISSN: 1421-9743 (онлайн)

Для дополнительной информации: https: // www.karger.com/BBE

Авторские права / Дозировка препарата / Заявление об ограничении ответственности

Авторские права: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование, или с помощью какой-либо системы хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка лекарства: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарства, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю настоятельно рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным агентом является новое и / или редко применяемое лекарство.
Отказ от ответственности: утверждения, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не издателям и редакторам.Появление в публикации рекламы и / или ссылок на продукты не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности. Издатель и редактор (-ы) не несут ответственности за любой ущерб, причиненный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте или рекламе.

Мозжечок | МОЗГ

Анатомо-клинический обзор

Мозжечок

Мозжечок — самая крупная структура в задней ямке (см. Рисунки 15.1, 15.2 и 15.3). Он прикреплен к дорсальной части моста и головного мозга тремя стеблями белого вещества и образует крышу четвертого желудочка. Он состоит из:

• Vermis — структура средней линии, названная за ее «червеобразный» вид
• Полушария мозжечка

Миндалины мозжечка

• Важный ориентир на нижней поверхности, который может быть грыжей вторичного к массовому поражению головного мозга или мозжечка или отека мозга и связанного с ним сильно повышенного внутричерепного давления
• При тяжелой грыже миндалины могут образовывать грыжу через большое затылочное отверстие, сдавливать мозговое вещество и вызывать смерть из-за воздействия на медуллярные центры дыхания.

Цветоносы мозжечка

• Верхний стебель мозжечка Несет в основном продукцию мозжечка
• Средние и нижние ножки мозжечка Несут в основном входной сигнал в мозжечок

Функции мозжечка

(см. Таблицу 15.1)

• Служит для интеграции сенсорных и других сигналов из многих областей головного и спинного мозга (SC)
• Координирует и «сглаживает» текущие движения и участвует в двигательном планировании
• Не имеет прямых связей с нижними двигательными нейронами, но оказывает влияние через связи с двигательными системами коры и ствола мозга

Различные области мозжечка имеют специализированные функции

• Нижняя вермис и флоккулонодулярные доли Регулируют баланс и движение глаз посредством взаимодействия с вестибулярными цепями
  • Действие с другими частями червя для управления медиальными двигательными системами (т.э., проксимальные мышцы туловища и конечностей)
• Промежуточные полушария Управляющие латеральные двигательные системы (т. Е. Дистальные аппендикулярные мышцы)
• Боковые области мозжечка (т.е. дальняя латеральная) Функция в двигательном планировании

Дополнительные функции мозжечковых путей

• Артикуляция речи
• Дыхательные движения
• Моторное обучение
• Когнитивные функции высшего порядка

Функциональные области мозжечка — таблица

Интересно : Поражения мозжечка обычно приводят к характерному типу нерегулярных нескоординированных движений — атаксии.

Выходные пути мозжечка

Выходные пути организованы вокруг трех функциональных областей мозжечка:

• Боковые полушария
• Промежуточные полусферы
• Вермис с флоккулонодулярной долей

Пути от мозжечка к боковым двигательным системам и затем к периферии имеют двойное пересечение

• 1-е пересечение происходит при выходе выходных путей мозжечка при перекресте верхней ножки мозжечка
• 2-е пересечение происходит, когда кортикоспинальный и руброспинальный тракты спускаются к спинному мозгу.Входные данные также следуют этой схеме, поэтому каждое полушарие мозжечка получает информацию об ипсилатеральных конечностях

Входные пути мозжечка

Вход в мозжечок возникает из

• Все зоны в CNS
• Множественные сенсорные модальности (например, вестибулярная, зрительная, слуховая и соматосенсорная системы)
• Ядра ствола мозга
• Спинной мозг

Вход организован соматотопически , с ипсилатеральным телом, представленным как в передней, так и в задней долях.е. от лобной, височной, теменной и затылочной долей), которые проходят по внутренней капсуле и ножкам головного мозга

• Происходит из первичной сенсорной и моторной коры и части зрительной коры
• Путешествие к ипсилатеральному мосту и синапсу в ядрах моста
• Понтоцеребеллярные волокна пересекают среднюю линию, входят в контралатеральный средний ножек мозжечка и дают начало мшистым волокнам, которые иннервируют большую часть коры мозжечка

Спиноцеребеллярные волокна являются еще одним важным источником мозжечка и обеспечивают афферентную информацию для мозжечка

• Информация о движениях конечностей, передаваемых по спинно-мозговому тракту и кунеоцеребеллярному тракту
• Представляет интерес : Спиноцеребеллярный вход либо ипсилатеральный, либо «двоякий» — > ипсилатеральная атаксия конечности при поражении

Сосудистое кровоснабжение мозжечка

(см. Рисунки 15.12 и 15.13)

Кровоснабжение мозжечка

Обеспечивается тремя ветвями позвоночных и базилярных артерий:

Задняя нижняя мозжечковая артерия (PICA)

• Возникает из позвоночной артерии

Передняя нижняя мозжечковая артерия (AICA)

• Возникает из нижней базилярной артерии

Верхняя мозжечковая артерия (SCA)

• Возникает от верхушки основной артерии

Помимо снабжения мозжечка, эти артерии проходят через ствол мозга, снабжая кровью части бокового продолговатого мозга и моста.

Представляет интерес : Инфаркты чаще встречаются в PICA и SCA, чем на территории AICA.

Принципы локализации поражений мозжечка

• Атаксия ипсилатеральная в сторону поражения мозжечка
• Поражения средней линии червя мозжечка или флоккулонодулярных долей в основном вызывают неустойчивую походку (то есть атаксию туловища) и нарушения движения глаз, которые часто сопровождаются сильным головокружением, тошнотой и рвотой
  • Влияет на медиальные двигательные системы
  • Обычно не вызывают односторонних нарушений, поскольку медиальные двигательные системы влияют на проксимальные мышцы туловища с двух сторон.
• Поражения латеральнее червя мозжечка в основном вызывают атаксию конечностей (т.е., аппендикулярная атаксия)

Представляет интерес : Мозжечок имеет множественные реципрокные связи со стволом мозга и другими областями, поэтому атаксия также может наблюдаться при поражениях в этих областях

Представляет интерес : Происходит нарушение координации Ипсилатеральный к поражению

Инфаркт мозжечка — ключевые клинические концепции

Описание характерного симптома

• Головокружение
• Тошнота и рвота
• Горизонтальный нистагм
• Атаксия конечностей
• Походка неустойчивая
• Головная боль (локализованная в затылочной, лобной или верхней шейной областях)

Интересно : Многие признаки и симптомы инфаркта мозжечковой артерии возникают в результате инфаркта латерального продолговатого мозга или моста, а не мозжечка — инфаркты этих областей могут вызывать потерю чувствительности тройничного и спиноталамического органов, а также синдром Хорнера. .

* И наоборот, инфаркты бокового продолговатого мозга или моста могут вызвать атаксию из-за поражения ножек мозжечка, даже если мозжечок не поврежден.

Образцы инфаркта

• Инфаркты, не затрагивающие ствол мозга и затрагивающие преимущественно мозжечок, чаще встречаются при инфарктах SCA, чем при PICA или AICA, поэтому инфаркты, вызывающие одностороннюю атаксию с небольшими признаками ствола мозга или без них, чаще всего встречаются на территории SCA
• Инфаркты PICA и AICA чаще поражают как боковой ствол мозга, так и мозжечок
• Инфаркт бокового моста или мозгового вещества, не затрагивающий мозжечок, обычно возникает при PICA или AICA, а не при SCA
• Инфаркт мозжечка большого размера, затрагивающий области PICA или SCA, может вызвать отек мозжечка
  • Последующее сжатие четвертого желудочка может вызвать гидроцефалию
  • Сдавление задней черепной ямки может быть опасным для жизни, поскольку могут быть поражены дыхательные центры и другие жизненно важные структуры ствола мозга

Лечение

• Хирургическая декомпрессия и резекция участков поврежденного мозжечка
• Кровоизлияние в белое вещество мозжечка также может вызывать сдавление ствола мозга

Мозжечковое кровоизлияние — ключевые клинические концепции

Характеристики Признак Описание

• Головная боль
• Тошнота
• Рвота
• Атаксия
• Нистагм

Большое мозжечковое кровоизлияние может вызвать

• Гидроцефалия [лечение вентрикулостомии]
• Паралич шестого нерва
• Нарушение сознания
• Компрессия ствола мозга
• Смерть

Может быть вторичным по отношению к

• Хроническая гипертензия
• Артериовенозная мальформация
• Геморрагическая конверсия ишемического инфаркта
• Метастазы

Лечение

• Может включать хирургическое удаление кровотечения и декомпрессию задней черепной ямки.
• Гидроцефалия, вылеченная с помощью вентрикулостомии, сопряжена с риском восходящей транстенториальной грыжи.

Признаки и симптомы заболеваний мозжечка

• Тошнота
• Рвота
• Головокружение
• Невнятная речь
• Неустойчивость
• Несогласованные движения конечностей
• Головная боль Возникает в лобной, затылочной или верхней шейной областях и обычно возникает на стороне поражения

Большинство отклонений в комбинации

Дисметрия

• Аномальный недолет или перерегулирование (т. Е.е., после наведения) во время движения к цели

Нарушение ритма

• Аномальный ритм и ритм движений

Начальное поражение тонзиллярной грыжи может вызвать

• Подавленное сознание
• Выводы ствола мозга
• Гидроцефалия
• Наклон головы [также видно при поражении передней мозговой оболочки]

Дополнительные поражения мозжечка

Дисдиадохокинезия

• (также известная как адиадохокинезия) Аномалии быстрых чередующихся движений, такие как постукивание одной руки ладонью и тыльной стороной другой руки

Нарушения движения глаз

• Глазная дисметрия Саккады превышают или не достигают своей цели
• Медленные саккады Присутствуют при некоторых дегенеративных заболеваниях мозжечка
• Нистагм Типично паретического типа взгляда, при котором пациент, смотрящий на цель на периферии, демонстрирует медленные фазы по направлению к первичной позиции, а быстрые фазы — обратно по направлению к цели.Может менять направление в зависимости от направления взгляда (в отличие от периферического головокружения).
• Может возникнуть вертикальный нистагм .

Нарушения речи

• Сканирующая или взрывная речь Речь человека может иметь атаксическое качество при нарушениях мозжечка с нерегулярными колебаниями как скорости, так и громкости
• Дисфункция мозжечка также может вызывать невнятную речь или проблемы с артикуляцией

Болезнь мозжечка

• Пониженный мышечный тонус
• «Маятниковые» рефлексы
• Когнитивные нарушения

Патологии, которые могут помешать исследованию мозжечка

Нейронные признаки верхнего мотора

• Поражения как кортикоспинального, так и мозжечка могут вызывать медленные, неуклюжие движения конечностей

Нижние двигательные нейронные признаки

• При серьезной двигательной слабости верхних или нижних конечностей тестирование мозжечка может быть невозможно
• Прецизионное постукивание пальцем может быть полезным, так как поражение мозжечка обычно приводит к тому, что кончик пальца каждый раз ударяет в другое место на большом пальце [см. Нейроэкзамен.com Video 63]

Потеря чувствительности

• Потеря чувства положения сустава может вызвать сенсорную атаксию
• Потеря чувства положения должна быть серьезной, и сенсорная атаксия обычно улучшается с помощью визуальной обратной связи

Дисфункция базальных ганглиев

• Двигательные расстройства (например, паркинсонизм), связанные с поражением базальных ганглиев, могут вызывать медленные, неуклюжие движения или неустойчивость походки
• Тремор и дискинезия также могут мешать исследованию мозжечка

Клинические данные и локализация мозжечковой атаксии

Атаксия

• Буквально означает «отсутствие порядка»
• Относится к нарушенным сокращениям мышц-агонистов и антагонистов и отсутствию нормальной координации между движениями в разных суставах.
• Характеризуется движениями, имеющими нерегулярный, колеблющийся курс, который, кажется, состоит из непрерывного превышения, чрезмерной коррекции, а затем повторного превышения заданной траектории.

Характеристики атаксических движений

• Нарушение ритма или нарушение ритма
• Дисметрия или аномальные траектории в космосе

Ипсилатеральная локализация атаксии

• Связи мозжечка, участвующие в латеральной двигательной системе, либо ипсилатеральные, либо дважды перекрестные (т.е.е., «двойное скрещивание») между мозжечком и спинным мозгом
• Поражение полушарий мозжечка вызывает атаксию конечностей на ипсилатеральной стороне поражения
• Поражение ножек мозжечка приводит к ипсилатеральной атаксии

В отличие от этого : поражения мозжечка, влияющие на медиальную двигательную систему, вызывают атаксию туловища, которая является двусторонним заболеванием, но пациенты с атаксией туловища часто падают или покачиваются в сторону поражения

Ложная локализация атаксии

• Атаксия может быть вызвана поражением входных или выходных путей мозжечка, расположенных за пределами мозжечка
• Поражения ножек или мостов мозжечка (без повреждения полушария мозжечка) — > тяжелая атаксия
• Гидроцефалия [которая может повредить фронтопонтинные пути] и поражения в префронтальной коре головного мозга — > Нарушения походки, подобные атаксии туловища
• Заболевания спинного мозга — > Нарушения походки

Туловищная атаксия по сравнению с аппендикулярной атаксией

Атаксия туловища

• Вызвано поражениями, ограниченными червем мозжечка
• Влияет в первую очередь на медиальные двигательные системы
• Привести к широкой, неустойчивой или «пьяной» походке или туловищной атаксии
• В тяжелых случаях пациенты могут даже столкнуться с трудностями при сидении без поддержки

Аппендикулярная атаксия

• Вызвано поражением промежуточного и латерального отделов мозжечка
• Влияет на боковые двигательные системы
• Вызывает атаксию при движении конечностей

Интересно : Поражения часто распространяются на червь и полушария мозжечка, при этом могут сосуществовать туловищные и аппендикулярные симптомы.Более серьезные и продолжительные нарушения могут возникать при поражении промежуточного полушария, червя, глубоких ядер и ножек мозжечка.

• Односторонние поражения в медиальной части полушария мозжечка могут не вызывать заметного дефицита.

Атаксия-гемипарез

• Синдром, вызванный лакунарными инфарктами
• Представление включает комбинацию односторонних признаков двигательного нейрона и атаксии, обычно поражающей одну и ту же сторону
• Атаксия и гемипарез противоположны стороне поражения
• Чаще всего вызывается поражениями в:
  • Corona radiata
  • Внутренняя капсула
  • Мосты, которые включают как кортикоспинальные, так и кортикопонтинные волокна
• Может также следовать за поражениями в:
  • Лобные доли
  • Теменные доли
  • Сенсомоторная кора
  • Поражения среднего мозга с вовлечением волокон верхней ножки мозжечка или красного ядра

Сенсорная атаксия

• Возникает, когда задний столбец — медиальный лемнисковый путь нарушен
• Вызывает нарушение или потерю чувства положения сустава [обычно не наблюдается у пациентов с мозжечком]
• Характеризуется атаксическими перехлестывающими движениями конечностей и широкой, неустойчивой походкой [похоже на поражение мозжечка]
• Может значительно улучшиться за счет визуальной обратной связи
• Ухудшение с закрытыми глазами или в темноте
• Обычно включает поражение периферических нервов или задних столбов — > Ипсилатеральная атаксия
• Может возникать вторично по отношению к поражениям в таламусе, таламическому излучению или соматосенсорной коре — > контралатеральная атаксия

Тесты на атаксию

Тест «палец-нос-палец»

(см. Рисунок 15.14 и видео на сайте neuroexam.com 64)

• Пациент поочередно прикасается к носу, а затем к пальцу исследователя
• Чувствительность теста можно повысить, удерживая целевой палец на границе досягаемости пациента или перемещая целевой палец в другое положение каждый раз, когда пациент касается своего носа.

Тест пятка-голень

(см. Видео 65 на сайте neuroexam.com)

• Пациент трет пяткой вверх и вниз по длине голени по как можно более прямой линии
• Выполняется в положении лежа на спине для уменьшения силы тяжести
• Варианты включают многократное постукивание пяткой в ​​одном и том же месте чуть ниже колена или поочередное прикосновение пациента к колену и пальцу исследователя.

Интересно : Быстрое постукивание пальцами вместе, рукой по бедру или ступне по полу — хорошие тесты на аритмию (см. Нейроэкзамен.com Видео 52 и 53).

Проверка на перерасход или потерю чека

• Попросите пациента внезапно поднять обе руки с колен или внезапно опустить их до уровня руки исследователя [см. Видео 66 на сайте neuroexam.com] или
• Надавите на вытянутые руки пациента и внезапно отпустите

Тест на атаксию туловища

Широкая, неустойчивая походка, напоминающая походку пьяного или малыша, может наблюдаться при поражении мозжечка.Алкоголь ухудшает функцию мозжечка, а мозжечковые пути у малышей не полностью миелинизированы.

Тестирование тандемной походки

• Пациенту дается указание касаться пятки носком другой ноги на каждом шаге, что вынуждает пациента принимать узкую стойку
• Пациенты упадут или отклонятся в сторону поражения (см. Видео 68 на сайте neuroexam.com)

Тест Ромберга или Ромберга

• Пациента просят полминуты постоять, соединив ноги, затем закрыть глаза
• Положительный результат теста Ромберга возникает, если пациент может стоять с открытыми глазами, но падает, когда они закрыты.
• Проба Ромберга указывает на проприоцептивное поражение и НЕ является проверкой функции мозжечка
• При поражении средней линии мозжечка пациенту трудно стоять с открытыми или закрытыми глазами [при этих поражениях также может наблюдаться своеобразный тремор туловища или головы, титубация]
• Может помочь дифференцировать поражения мозжечка от поражений вестибулярной или проприоцептивной системы

(см. Видео 67 на сайте neuroexam.com)

Дифференциальная диагностика и общие причины атаксии

Дифференциальная диагностика (зависит от)

• Возраст пациента
• Динамика развития атаксии

Общие причины

Острая атаксия у взрослых

• Проглатывание токсинов
• Ишемический или геморрагический инсульт

Хроническая атаксия у взрослых

• Метастазы в мозг
• Хроническое воздействие токсинов (особенно алкоголя)
• Рассеянный склероз
• Дегенеративные нарушения мозжечка или мозжечковых путей

Острая атаксия у детей

• Случайное употребление наркотиков
• Церебеллит, связанный с ветряной оспой
• Мигрень

Хроническая или прогрессирующая атаксия у детей

• Астроцитома мозжечка
• Медуллобластома
• Атаксия Фридрейха
• Атаксия-телеангиэктазия

Краткое руководство по анатомии

Мозжечок

• Расположен в задней ямке
• Состоит из:
  • вермис средней линии
  • промежуточная часть полушария мозжечка
  • латеральная часть полушария мозжечка
• Присоединяется к стволу мозга посредством:
  • Верхний стебель мозжечка
  • средний стебель мозжечка
  • нижняя ножка мозжечка

Выходы мозжечка

Все они переносятся глубокими ядрами мозжечка и вестибулярными ядрами.Кора мозжечка и глубокие ядра можно разделить на три функциональные зоны:

• Вермис (через фастигиальные ядра) и флоккулонодулярные доли (через вестибулярные ядра)
  • Функция контроля проксимальных мышц и мышц туловища и вестибулоокулярного контроля соответственно
• Промежуточная часть полушария мозжечка (через вставленные ядра)
  • Управляет более дистальными аппендикулярными мышцами, в основном в руках и ногах
• Боковая часть полушария мозжечка (через зубчатые ядра)
  • Наибольшая часть мозжечка
  • Участвовал в планировании двигательной программы конечностей

Входящие и выходные пути мозжечка

• Образует сложную систему
• Следуйте медиально-латеральной организации, и все пути к латеральным двигательным системам являются либо ипсилатеральными, либо двойными, так что поражения мозжечка вызывают ипсилатеральный дефицит

Локальные нейроны мозжечка

• Ячейки с гранулами
• Тормозные клетки
• Ячейки Гольджи
• Корзина ячеек
• Звездчатые клетки

Принципы локализации поражений мозжечка

(по анатомической организации мозжечковых путей)

• Атаксия ипсилатеральная в сторону поражения мозжечка
• Поражения средней линии червя мозжечка или флоккулонодулярных долей вызывают в основном неустойчивую походку (i.э., атаксия туловища) и нарушения движения глаз
• Поражения средней части полушария мозжечка вызывают в основном атаксию конечностей (т.е. аппендикулярную атаксию)
• Атаксия часто вызывается поражением цепей мозжечка в стволе мозга или других местах, а не в самом мозжечке, что может привести к ложной локализации
• Из-за сильной реципрокной связи между мозжечком и вестибулярной системой поражения мозжечка часто связаны с:
  • Головокружение
  • Тошнота
  • Рвота
  • Нистагм

Атаксия

Характерные аномалии нерегулярных движений, наблюдаемые при нарушениях мозжечка

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Мозжечок — Неврология — Medbullets Step 1

.