กายวิภาคของสารสีดำหน้าที่และโรคที่เกี่ยวข้อง

สารสีดำ มันเป็นส่วนที่ต่างกันของ mesencephalon ซึ่งเป็นพื้นที่เฉพาะของสมอง ในทำนองเดียวกันมันประกอบด้วยองค์ประกอบที่สำคัญของระบบปมประสาทฐาน.

โดยเฉพาะมันประกอบด้วยส่วนหลังของสมองที่โดดเด่นด้วยการมีเซลล์ประสาทที่มี neuromelanin ซึ่งเป็นเม็ดสีเข้มเฉพาะของสมอง.

สารสีดำชื่อนั้นหมายถึงลักษณะที่เซลล์ประสาทของภูมิภาคเฉพาะของ mesencephalon นำมาใช้ เหล่านี้มีสีเข้มคล้ายกับสีดำ.

substantia nigra เกิดขึ้นจาก dopaminergic และ GABAergic neurons และมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกิจกรรมมอเตอร์.

ในบทความนี้เราจะอธิบายลักษณะของ substantia nigra ทบทวนคุณสมบัติทางกายวิภาคและการทำงานของมันและหารือเกี่ยวกับโรคที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของสมองนี้. 

กายวิภาคของ substantia นิโกร

substantia nigra ถือเป็นส่วนหนึ่งของสมองที่ตั้งอยู่ด้านหลังของสมอง peduncles และขยาย rostrocaudally ไปตาม mesencephalon.

การศึกษาครั้งแรกของสารพิเศษนี้ทำโดย Mingazzini ในปี 1888 และโดย Sano ในปี 1919 ตั้งแต่นั้นมาก็มีข้อสรุปว่า substantia นิโกรแบ่งออกเป็นสองส่วนด้วยกล้องจุลทรรศน์.

ส่วนแรกเรียกว่าส่วนหลังมีลักษณะโดยการเป็นสารที่อุดมไปด้วยเซลล์ประสาทที่มี neuromelanin สีของเม็ดสีนี้ทำให้เซลล์ในพื้นที่นั้นดูมืดกว่าปกติ.

อีกส่วนหนึ่งของ substantia nigra ตั้งอยู่ในบริเวณที่มีช่องท้องมากขึ้นซึ่งเป็นที่ตั้งของโครงสร้างสารสีดำที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มันนำเสนอรูปทรงรีรูปไข่แบนและมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการเป็นที่ยากจนในเซลล์.

ในที่สุดผู้เขียนบางคนปกป้องการดำรงอยู่ของส่วนด้านข้างของ substantia นิโกร อย่างไรก็ตามในปัจจุบันส่วนนี้ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของส่วนหน้าท้องของสาร.

ในทางกลับกันสารสีดำสองส่วนสามารถแยกความแตกต่างได้ง่ายผ่านชนิดของสารสื่อประสาทที่รวมอยู่ด้วย ในขณะที่เซลล์ประสาทในส่วนหลังมีโดพามีนที่มีความเข้มข้นสูง แต่เซลล์ประสาทในส่วนหน้าท้องจะมีความเข้มข้นยิ่งขึ้นใน GABA.

เซลล์ประสาทของสารสีดำ

เซลล์ประสาทสามประเภทหลักได้รับการอธิบายในระบบประสาท สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่แตกต่างกันตามขนาดและที่ตั้ง.

เซลล์ประสาทชนิดแรกคือเซลล์ขนาดใหญ่ซึ่งพบได้ในบริเวณหน้าท้องของ substantia nigra และอ้างถึงบริเวณที่เรียกว่าสารสีดำตาข่าย.

เซลล์ประสาทชนิดที่สองเป็นเซลล์ที่ค่อนข้างเล็กกว่าซึ่งจัดอยู่ในประเภท "เซลล์ประสาทขนาดกลาง" พบได้ในบริเวณหลังของ substantia nigra และอ้างอิงถึงสารสีดำขนาดกะทัดรัด.

ในที่สุดเซลล์ประสาทชนิดที่สามคือเซลล์ขนาดเล็กที่พบได้ในสารสีดำสองส่วนคือส่วนหลังและส่วนท้อง นั่นคือทั้งสารเชื่อมโยงข้ามสีดำและสารสีดำขนาดกะทัดรัดมีเซลล์ประสาทขนาดเล็ก.

เซลล์โดพามีนมีมากในสารสีดำขนาดกะทัดรัด (บริเวณหลัง) แต่พวกมันสามารถพบได้ในบริเวณที่แตกต่างกันของ mesencephalon รวมถึงบริเวณหน้าท้อง (สารที่เป็นสีดำ).

เซลล์โดปามีนมีความโดดเด่นด้วยเทคนิคฮีสโตฟอเรสเซนส์และอิมมูโนเคมีโตเคมีเช่นเดียวกับการย้อมสีนิสเซิลเนื่องจากเซลล์ประสาทประเภทนี้มีสารนิชล์จำนวนมาก.

Dopaminergic neurons มีเซลล์ประสาทแบบมัธยฐานซึ่งตั้งอยู่ในสารสีดำขนาดกะทัดรัด นำเสนอกระบวนการ dendritic หลักหลายอย่างโดยปกติจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง 6 กระบวนการที่สามารถแยกไปสองทางได้สูงสุด 4 ครั้ง.

หนึ่งหรือสอง dendrites ของเซลล์ประสาทเหล่านี้ถูกนำเข้าสู่ substantia reticularis สีดำ แอกซอนของเซลล์โดปามินอจิกนั้นมีต้นกำเนิดมาจากหนึ่งใน dendrites หลักและไม่เป็นไมอีลิเนต.

ซอนไม่ปล่อยหลักประกันภายใน substantia นิโกรและหลักสูตรผ่าน hypothalamus ด้านข้างจนกว่าจะถึงภูมิภาคที่โดดเด่น dendrites อื่น ๆ ของเซลล์ประสาทแตกแขนงออกเป็นสารสีดำขนาดกะทัดรัด.

นอกจากนี้เซลล์โดปามีนยังมีเซลล์ประสาทส่วนที่ไม่ใช่โดปามีนซึ่งมีขนาดเล็กและมีรูปร่างเป็นดาวซึ่ง dendrites ไม่เกินขีด จำกัด นิวเคลียร์.

สารสีดำ - สารสีเทา - สารสีขาว

นอกเหนือจาก substantia nigra แล้วสมองยังมีสารชนิดอื่นที่คล้ายกัน: สารสีขาวและสารสีเทา.

หลักการของบริเวณสมองเหล่านี้เหมือนกัน พวกเขาเป็นโครงสร้างสมองประกอบไปด้วยเซลล์ประสาทและชื่อของพวกเขาเข้าร่วมส่วนใหญ่กับลักษณะของเซลล์ประเภทนั้น.

กล่าวคือเซลล์ประสาทที่อ้างถึง substantia nigra นั้นมืดเซลล์ประสาทของสสารสีเทาจะมีสีเทามากกว่าและสีของสสารขาวนั้นมีสีที่โดดเด่น.

อย่างไรก็ตามสีไม่ใช่องค์ประกอบเดียวที่แยกความแตกต่างของสารหนึ่งจากอีกสารหนึ่ง ในแง่นี้องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่กระตุ้นการจัดทำแคตตาล็อกของสารแต่ละประเภทอยู่ในตำแหน่งกายวิภาคและการทำงานของเซลล์ประสาท.

สารสีเทา

สสารสีเทาตั้งอยู่ในเยื่อหุ้มสมองและในศูนย์กลางของเส้นประสาทไขสันหลัง (บริเวณที่ไม่มีสารสีขาวหรือสารสีดำ) มันประกอบด้วยส่วนใหญ่ของ soma เส้นประสาทและ dendrites ขาดไมอีลิน.

มันมี motonoeuronas, protoneurons พืช, เซลล์ประสาทวงล้อม, golgi เซลล์ประสาทชนิดที่ 1 และปมประสาทกระดูกสันหลัง เนื่องจากมันไม่มีไมอีลินจึงไม่สามารถส่งแรงกระตุ้นเส้นประสาทได้อย่างรวดเร็วและการทำงานของมันอยู่ที่กระบวนการรับรู้ที่เกี่ยวข้องกับการใช้เหตุผลเป็นหลัก.

สารสีขาว

สารสีขาวมีตำแหน่งตรงข้ามกับวัตถุสีเทา ในเอนเซ็ฟลอนนั้นตั้งอยู่ภายใน (ในขณะที่สสารสีเทาตั้งอยู่ด้านนอกและนอก) และในไขสันหลังจะอยู่ด้านนอก (ในขณะที่สารสีเทาอยู่ตรงกลาง).

สารสีขาวยังมีลักษณะโดยประกอบด้วยเส้นใยประสาท myelinated ที่มีหลายแอกซอน (แต่ไม่ใช่โซมาสและเซลล์ประสาท).

สสารสีขาวส่งผลกระทบต่อการเรียนรู้และการทำงานของสมองอย่างมาก มันกระจายศักยภาพการกระทำและทำหน้าที่เป็นผู้ถ่ายทอดและผู้ประสานงานการสื่อสารระหว่างภูมิภาคของสมอง.

สารสีดำ

ในที่สุด substantia nigra ตั้งอยู่ใน mesencephalon ส่วนใหญ่ในภูมิภาคที่รวมปมประสาทฐาน มันประกอบด้วยแอกซอน dendrites และ soma ของเซลล์ประสาทและหน้าที่หลักของมันเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและการวางแนว.

ประเภทของ substantia นิโกร

substantia nigra นั้นแตกต่างจากสารสีขาวและสสารสีเทาตามรูปร่างลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ อย่างไรก็ตามในสารสีดำคุณสามารถแยกแยะความแตกต่างได้สองส่วน.

ความแตกต่างนี้ตอบสนองส่วนใหญ่กับชนิดของเซลล์ประสาทที่ substantia นิโกรรวมถึง ในบางภูมิภาคเซลล์บางประเภทมีอิทธิพลเหนือกว่าและในเซลล์อื่นเซลล์ประสาทที่แตกต่างกันจะมีความหมาย.

ในทำนองเดียวกันทั้งสองภูมิภาคของ substantia นิโกรที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันเช่นเดียวกับโรคที่แตกต่างกัน.

ส่วนที่สองของ substantia nigra นั้นเป็นส่วนที่กะทัดรัดและส่วนที่มีการสะท้อนกลับ ส่วนที่อัดแน่นนั้นรวมถึงกลุ่มโดปามีนซึ่งอยู่ติดกันและส่วนเรติเคิลก็เกี่ยวข้องกับส่วนด้านข้างของ substantia นิโกร.

สารสีดำกะทัดรัด

ส่วนที่กระชับของ substantia nigra นั้นมีลักษณะเป็นเซลล์ประสาทสีดำซึ่งย้อมผ่านเม็ดสีนิวโรเมลานิน เม็ดสีนี้เพิ่มขึ้นตามอายุดังนั้นเซลล์ประสาทของภูมิภาคนี้จึงมีสีเข้มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปหลายปี.

สารสีดำในส่วนนี้สามารถแบ่งได้ระหว่างพื้นท้องและพื้นหลัง เซลล์ประสาทของส่วนที่อัดแน่นได้รับสัญญาณยับยั้งจากแอกซอนหลักประกันของเซลล์ประสาทของส่วน reticulated ของ substantia nigra.

เซลล์ dopaminergic ของภูมิภาคนี้ยังทำให้โครงสร้างอื่น ๆ ของระบบปมประสาทปมประสาทเช่น medial pallidum ส่วน reticulate ของ substantia nigra และนิวเคลียส subthalamic.

กิจกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเรียนรู้ อย่างไรก็ตามการดำเนินการของภูมิภาคนี้มีความซับซ้อนและมีการศึกษาน้อยในปัจจุบัน.

การศึกษาบางชิ้นชี้ให้เห็นว่าการเสื่อมสภาพของเซลล์ประสาทเม็ดสีของสารสีดำขนาดกะทัดรัดถือเป็นสัญญาณหลักของโรคพาร์กินสันดังนั้นจึงมีข้อเสนอแนะว่าภูมิภาคนี้จะมีส่วนร่วมในการพัฒนาพยาธิวิทยา.

เกี่ยวกับการศึกษาทางไฟฟ้าวิทยาผู้เขียนหลายคนชี้ให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของภูมิภาคนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการนำเสนอศักย์การกระทำที่มีรูปแบบคลื่นสามเฟสโดยมีเฟสบวกแรกและมีระยะเวลาเฉลี่ยมากกว่า 2.5 มิลลิวินาที.

สารสีดำ

สารสีดำเชื่อมขวางแตกต่างจากสารสีดำขนาดกะทัดรัดด้วยความหนาแน่นของเซลล์ประสาทซึ่งมีขนาดเล็กกว่ามาก ในความเป็นจริงผลของการกระจายของภูมิภาคและ dendrites ของเซลล์ประสาทนั้นน่าจะตั้งฉากกับ afferents ที่เป็นร่อง.

มันประกอบด้วยประชากรต่างกันของเซลล์ประสาท GABAergic ส่วนใหญ่ฉายเซลล์ประสาทขนาดใหญ่และขนาดกลางเช่นเดียวกับ interneurons ขนาดเล็กที่มีรูปร่างเต็มไปด้วยดวงดาว.

ความหนาแน่นของเส้นประสาทในระดับต่ำของสารสีดำไขว้กันเหมือนมีลักษณะทางกายภาพคล้ายกับของบอลลูนซีดและนิวเคลียส entopeduncular ในความเป็นจริงเนื่องจากเซลล์วิทยา, การเชื่อมต่อ, neurochemistry และสรีรวิทยา, สารสีดำตาข่ายไขว้กันถือได้ว่าเป็นส่วนขยายของโครงสร้างสมองเหล่านี้.

เซลล์ประสาทกลางมีร่างกายของเซลล์ประสาทของรูปแบบตัวแปร มันสามารถเป็นรูปสามเหลี่ยม, กระสวย, รูปไข่หรือรูปหลายเหลี่ยม, มักจะมีระหว่าง 3 และ 5 dendrites ดั้งเดิมที่เกิดขึ้นในร่างกายของเส้นประสาท.

dendrites ที่สำคัญของสารสีดำไขว้กันเหมือนเกิดขึ้นที่เสาของเซลล์ประสาทสปินเดิลโดยแบ่งเป็นสองขั้วในระยะทางสั้น ๆ ออกจากร่างกาย โดยปกติแล้ว dendrites ในระดับอุดมศึกษาจะอยู่ในระยะทางที่ดีใกล้กับสถานีปลายทาง.

แกนของเซลล์ประสาทถูกสร้างขึ้นเป็นพันปีและมีต้นกำเนิดในร่างกายหรือ dendrites หลักของเซลล์ ส่วนใหญ่แล้วจะอยู่ในสารไขว้กันเหมือนแหสีดำหรือในสารสีดำขนาดกะทัดรัด.

ในเรื่องเกี่ยวกับฟังก์ชั่นของมันสารสีดำที่ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการปฐมนิเทศและการล้อมรอบ เช่นเดียวกันโครงสร้างสมองนี้เชื่อมโยงกับโรคและโรคลมชัก.

ฟังก์ชั่น

ฟังก์ชั่นของ substantia nigra วันนี้มีข้อโต้แย้งอย่างแน่นอน กิจกรรมของสมองส่วนนี้หรือสิ่งที่พวกเขาทำหน้าที่เฉพาะยังไม่ได้รับการตรวจสอบในเชิงลึก.

อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับกิจกรรมแนะนำว่า substantia nigra สามารถมีส่วนร่วมในสี่กระบวนการหลัก: การเรียนรู้การวางแผนยนต์การเคลื่อนไหวของดวงตาและการค้นหารางวัล.

การเรียนรู้

ความสัมพันธ์ระหว่างการเรียนรู้และ substantia nigra นั้นสัมพันธ์กับความสัมพันธ์ที่โครงสร้างนี้มีต่อโรคพาร์กินสัน ทุกวันนี้เป็นที่ยอมรับกันดีว่าการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ประสาทของ substantia nigra ถือเป็นสัญลักษณ์ของความเสื่อมทางพยาธิวิทยา.

ในแง่นี้การดัดแปลงนิรนามที่อาสาสมัครหลายคนของพาร์กินสันได้ก่อให้เกิดการเริ่มต้นของการศึกษาบทบาทของ substantia nigra ในการเรียนรู้.

โดยเฉพาะทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นเซลล์ประสาทโดปามิเนอร์จิคของ substantia nigra สามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการเรียนรู้.

การศึกษาได้ดำเนินการในกลุ่มของอาสาสมัครที่ติดตามการรักษาโรคพาร์กินสันผ่านการกระตุ้นอย่างล้ำลึกในขณะที่การแทรกแซงช่วยปรับปรุงการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงของผู้เข้าร่วม.

รางวัลการค้นหา

ในการตรวจสอบก่อนหน้านี้เหมือนกันมันแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นของเซลล์ประสาทโดปามิเนอร์จิคของ substantia nigra ให้ความรู้สึกที่น่าพอใจในบุคคล.

ด้วยเหตุผลนี้จึงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าโครงสร้างสมองนี้อาจเกี่ยวข้องกับทั้งการค้นหารางวัลและการติดยา.

การวางแผนมอเตอร์

บทบาทของ substantia nigra ในการวางแผนยนต์เป็นหนึ่งในหน้าที่ที่ได้รับการศึกษาและบันทึกไว้อย่างดี.

การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของ substantia nigra มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของการเคลื่อนไหวของร่างกายความจริงที่สะท้อนอย่างกว้างขวางในอาการพาร์กินสันที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพ.

การเคลื่อนไหวของดวงตา

ในที่สุดมันก็แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของ substantia nigra เข้าไปแทรกแซงในกระบวนการของการเคลื่อนไหวของดวงตา ดูเหมือนว่าฟังก์ชั่นนี้ส่วนใหญ่จะทำโดยสารสีดำเชื่อมโยงข้าม. 

การอ้างอิง

1. Beckestead, R. M.; Domesick, V. B. และ Nauta, W. J. H. (1979) การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพของนิโกร substantia และพื้นที่ tegmental หน้าท้องในหนู ความต้านทานสมอง 175: 191-217.
2. Castellano, M. A. และRodríguez, M. (1991) กิจกรรมเซลล์ dopaminergic nigrostriatal อยู่ภายใต้การควบคุมโดย substantia nigra ของสมองด้าน contralateral: หลักฐานทาง electrophysiological ความต้านทานของสมอง วัว 27: 213-218.
3. Da Cunha, Claudio; Wietzikoski, Samantha; Wietzikoski, Evellyn C; Miyoshi, Edmar; Ferro, Marcelo M; Anselmo-Franci, Janete A; เหมืองนิวตัน S (2003) "หลักฐานของ substantia nigra pars compacta เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบหน่วยความจำที่เป็นอิสระจากระบบหน่วยความจำ hippocampal". ชีววิทยาของการเรียนรู้และความจำ 79 (3): 236-42. 
4. จาก LONG, M. R.; CRUTCHER, M. D. และ GEORGOPOULOS, A. P. (1983) ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหวและการปลดปล่อยเซลล์เดี่ยวใน substantia nigra ของ substantia nigra ของลิงพฤติกรรม J. Neurosc 3: 1599-1606.
5. ฮิโคซากะโอ Wurtz, RH (1983) "ฟังก์ชั่นการมองเห็นและกล้ามเนื้อของลิง substantia nigra pars reticulata III การตอบสนองโดยหน่วยความจำที่มองเห็นและการตอบสนอง saccade " วารสารสรีรวิทยา. 49 (5): 1268-84. 
6. ฮ็อดจ์กอร์ดอนเค.; คนขายเนื้อ Larry L. (1980) "Pars ขนาดกะทัดรัดของ substantia nigra ปรับกิจกรรมยนต์ แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการควบคุมอาหารและน้ำที่สำคัญ" คลังเก็บของเภสัชวิทยาของ Naunyn-Schmiedeberg 313 (1): 51-67.