Значение черной субстанции. Функции черного вещества головного мозга

Патологические изменения затрагивают черную субстанцию (substantia nigra) среднего мозга.

Морфология

МР-признаки (Т2, Т2-градиентное–эхо):

• исчезновение нормального пониженного сигнала от ретикулярной части черной субстанции и красных ядер за счет гибели меланинсодержащих нейронов;
• слияние в норме гипоинтенсивных в этих режимах зон за счет депонирования железа в компактной и ретикулярной частях черной субстанции, а также красных ядрах, сопровождающиеся слабым повышением МРС на Т1.

При прицельном исследовании среднего мозга по Т1 и Т2 (с уменьшением FOV), особенно Т1-градиентое-эхо, эти изменения выявляются лучше. Могут появляться точечные участки повышенного сигнала в режиме Т2 в компактной части черной субстанции.

MPT в аксиальной проекции (режим Т2) на уровне среднего мозга в норме (а) и при болезни Паркинсона (б,в). а - в норме определяется пониженный сигнал от ретикулярной части черной субстанции (длинная тонкая стрелка)и красного ядра (толстая стрелка), слабо гиперинтенсивный сигнал от компактной части ретикулярной формации, разделяющий их (тонкая короткая стрелка). При болезни Паркинсона отмечается гибель меланинсодержащих нейромов ретикулярной части черной субстанции и красного ядра с повышением сигнала от них и сглаживание границ между указанными тремя образованиями (б), либо накопление железа в среднем мозге с понижением сигнала от всех трех указанных образований со слиянием их в одну зону гипоинтенсивного сигнала в режиме Т2 (в).

Дифференциальный диагноз

• болезнь Вильсона,
• хронические гепатиты,
• интоксикация марганца - измененный МР-сигнал захватывает большие регионы – подкорковые ядра (скорлупа, хвостатое ядро). При этом явления демиелинизации вовлекают в процесс стрионигральные проводящие пути.

Клиническая картина

Триада симптомов: тремор покоя, мышечная ригидность, гипокинезия.

Патогенез

Дегенерация и гибель дофаминэргических пигментированных (меланинсодержащих) нейронов, глиоз этих ядерных групп, атрофия прилежащих частей покрышки среднего мозга, вторичная дегенерация дофаминэргических и норадреналинэргических путей, связывающих указанные ядра с корой больших полушарий. В черной субстанции определяется депонирование ионов железа в высоких концентрациях.

6. Функции ядер нижнего и верхнего двухолмия. Функции красного ядра и черной субстанции среднего мозга.

Верхние бугры четверохолмия являются первичными зрительными центрами. К ним подходят пути от нейронов сетчатки глаза. От них сигналы идут к таламусу, а по нисходящему тектоспинальному пути – к мотонейронам спинного мозга. В верхнем двухолмии происходит первичный анализ зрительной информации. Например, определение положения источника света, направление его движения. В них также формируются зрительные ориентировочные рефлексы (поворот головы в сторону источника света).

Нижние бугры четверохолмия являются первичными слуховыми центрами. К ним идут сигналы от фонорецепторов уха, а от них – к таламусу. От них к мотонейронам также идут пути в составе тектоспинального тракта. В нижних буграх осуществляется первичный анализ слуховых сигналов, а за счет связей с мотонейронами формируются ориентировочные рефлексы на звуковые раздражители.

Функции красного ядра и черной субстанции среднего мозга.

Расположены в верхней части ножки мозга. К нему идут нервные пути от коры полушарий, подкорковых ядер, мозжечка. От него идет руброспинальный тракт к мотонейронам сгибателей спинного и ретикулярной формации продолговатого мозга. В связи с различным функциональным значением ядра Дейтерса и красного ядра, при перерезке ствола между средним и продолговатым мозгом у животных возникает децеребрационная ригидность (резкое повышение тонуса всех мышц разгибателей): голова животного

запрокидывается, спина выгибается, конечности вытягиваются (красное ядро, активируя мотонейроны сгибателей, через вставочные тормозные нейроны тормозит мотонейроны разгибателей, одновременно исключается тормозящее влияние красного ядра на ретикулярную формацию продолговатого мозга, возле ядра Дейтерса, в отсутствии влияния красного ядра преобладает возбуждающее действие ядра Дейтерса на мотонейроны разгибателей).

Располагается в ножках мозга, участвует в регуляции актов жевания, глотания и их последовательности, а также в координации мелких и точных движений пальцев рук. Нейроны этого ядра синтезируют дофамин, поставляемый к базальным ядрам головного мозга. Он играет важную роль в контроле сложных двигательных актов. Поражение черного вещества приводит к дегенерации дофаминергечиских волокон, проецирующихся в полосатое тело, нарушению тонких движений пальцев рук, развитию мышечной ригидности и тремору (болезнь Паркинсона). Принимает участие в пищевом поведении, регулирует пластический тонус, эмоциональное поведение.

7. Функции ретикулярной формации ствола мозга, их характеристика. Восходящие и нисходящие влияния ретикулярной формации на другие структуры головного и спинного мозга.

1. Соматодвигательный контроль (активация скелетной мускулатуры), может быть прямым через ретикулоспинальный путь и непрямым через мозжечок, оливы, бугорки четверохолмия, красное ядро, черное вещество, полосатое тело, ядра таламуса и соматомоторные зоны коры. 2. Соматочувствительный контроль, т.е. снижение уровней соматосенсорной информации - «медленная боль», модификация восприятия различных видов сенсорной чувствительности (слуха, зрения, вестибуляции, обоняния).

3. Висцеромоторный контроль состояния сердечно-сосудистой, дыхательной систем, активности гладкой мускулатуры различных внутренних органов.

4. Нейроэндокринная трансдукция через влияние на нейромедиаторы, центры гипоталамуса и далее гипофиз.

5. Биоритмы через связи с гипоталамусом и шишковидной железой.

6. Различные функциональные состояния организма (сон, пробуждение, состояние сознания, поведение) осуществляются посредством многочисленных связей ядер ретикулярной формации со всеми частями ЦНС.

7. Координация работы разных центров ствола мозга, обеспечивающих сложные висцеральные рефлекторные ответы (чихание, кашель, рвота, зевота, жевание, сосание, глотание и др.).

Восходящие и нисходящие влияния ретикулярной формации на другие структуры головного и спинного мозга.

При восходящем влияние ретикулярной формации, повышается активность аналитико-синтетической деятельности, увеличивается скорость рефлексов, организм подготавливается к реакции на неожиданную ситуацию. Поэтому ретикулярная формация участвует в организации оборонительного, полового, пищеварительного поведения. С другой стороны, она может избирательно активировать или тормозить определенные системы мозга. В свою очередь кора больших полушарий, через нисходящие пути, может оказывать возбуждающее действие на ретикулярную формацию.

Нисходящие ретикулоспинальные пути идут от ретикулярной формации к нейронам спинного мозга. Поэтому она может оказывать нисходящие возбуждающие и тормозящие влияния на его нейроны. Например, ее гипоталамические и мезэнцефальные отделы повышают активность альфа-мотонейронов спинного мозга. В результате этого растет тонус скелетных мышц, усиливаются двигательные рефлексы. Тормозящее влияние ретикулярной формации на спинальные двигательные центры осуществляется через тормозные нейроны Реншоу. Это приводит к торможению спинальных рефлексов.

Человека – сложная и тонкая субстанция, отвечающая за регуляцию всего организма.

Строение и особенности функционирования этого органа до сих пор не изучены до конца, ученые каждый день открывают новые особенности, позволяющие мозгу работать. Но о такой части, как черная субстанция головного мозга или substantia nigra известно давно.

Что такое черная субстанция и где находится?

Субстанция является одной из древнейших частей в структуре мозга, расположенная в его сердцевине – четверохолмии среднего мозга. Исторически она отвечала за движения наших предков, затем, когда они усложнились, изменилось и строение. Черное вещество обрастало нервными связями, формируя более сложную структуру.

Название черное вещество получило благодаря действию пигмента – нейромеланина, окрашивающего клетки в темный цвет. Черное вещество среднего мозга неоднородно, оно разделено на две половинки: правую и левую. Кроме того, в субстанции выделяют два слоя: вентральный и компактный. Вентральный находится ближе к передней части головы, а компактный – к задней. Первый обеспечивает синтез нейромедиатора , второй – занимается переработкой поступающей информации и передачей ее в другие структуры.

УЗИ черной субстанции головного мозга показывает, что она связана со всеми отделами, но наиболее тесно – с базальными ганглиями и зрительными буграми.

Обильное снабжение кровью говорит о высокой роли структуры в деятельности организма. В числе функций черной субстанции выделяют:

• осуществление элементарных движений: глотания, жевания, дыхания, движения глаз и прочих;
• регуляция мелких и точных движений конечностей;
• помощь в выражении эмоций;
• участие в эмоциональных процессах;
• провоцирование некоторых психических расстройств.

Роль субстанции в развитии патологий

Роль субстанции в развитии психических заболеваний велика. Она содержит , отростки которых расходятся по всему головному мозгу, затрагивая ножки мозга и внутреннюю капсулу.

Их окончания, содержащие терминальные микровезикулы, вырабатывающие дофамин, расположены в . Любое поражение данной структуры приводит к нарушениям в двигательных функциях и психоэмоциональных.

Шизофрения

Механизм развития изучается уже много лет, но исследователи так и не пришли к единому мнению. Выдвигаются разные теории формирования данного заболевания, одна из которых связывает шизофрению с нарушениями в работе черной субстанции, ядро которой располагается в среднем мозге. Это так называемая дофаминовая гипотеза.

Как показывают исследования у больных шизофренией наблюдаются отклонения в синтезе и восприятии дофамина.

Так, у них проявляется:

• повышенная выработка гормона;
• увеличение концентрации дофамина в синапсах;
• повышенная выработка ;
• больший объем освобождаемого дофамина при воздействии амфетаминов.

Подобная гиперчувствительность способствует чрезмерной стимуляции нейронов головного мозга и его перевозбуждению. Пациент не в состоянии контролировать поток сознания, а его восприятие окружающей действительности изменяется. Похожие состояния возникают при приеме психотропных веществ, которые у здоровых людей вызывают галлюцинации и прочие отклонения, а на больных действуют гораздо сильнее.

Согласно статистике , развитие шизофрении захватывает больше мужчин, чем женщин. У первых она обычно развивается раньше и протекает тяжелее. Для женщин характерно проявление симптомов в возрасте 25-30 лет.

Черной субстанции позволила рассмотреть ее строение и обнаружить, что при шизофрении изменения в дофаминовой системе затрагивают больше ассоциативный стриатум, а не лимбический.

Причем отклонения в синтезе нейронами дофамина в сторону увеличения его выработки наблюдаются и до развития заболевания. Но вероятность заболеть шизофренией тем больше, чем выше эти отклонения.

Причинами их появления ученые называют несколько моментов:

• нарушения в системе контроля влияния гиппокампа на пути дофамина;
• изменения, происходящие в структуре нейронов, вырабатывающих нейромедиатор;
• сбои в работе корковых структур, влияющих на дофаминовые системы;
• воздействие остальных нейромедиаторных систем.

Таким образом, изменения в работе дофаминовой системы наблюдаются во всех случаях шизофрении. Однако, не исключается и влияние других структур мозга.

Лечение, основанное на блокировке рецепторов или торможении выработки дофамина, в большинстве случаев дает положительные результаты. Пациентам предлагаются антипсихотические препараты, блокирующие действие дофамина, хотя они имеют серьезное последствие – депрессивные состояния. Более безопасной является когнитивно-поведенческая психотерапия, которую может проводить психолог.

Болезнь Паркинсона

При происходит поражение дофаминергических нейронов, расположенных в компактной части черного вещества, при котором происходит агрегация во всем мозге.

При этом возникают сильные двигательные, психопатологические и когнитивные аномалии:

• замедление движения;
• снижение или отсутствие мимики;
• тремор;
• преобладание сгибательной позы;
• сложность перехода из состояния покоя в состояние движения;
• ухудшение памяти;
• и прочие.

Развивается заболевание преимущественно у мужчин в возрасте от 60 лет, женщины страдают этой патологией реже. Причиной являются изменения в дофаминовой системе, которые могут быть вызваны как отравлением токсическими веществами, так и приемом некоторых лекарств. Кроме того, заболевание развивается и без «видимых» причин, источник которых пока не обнаружен. Многие факты свидетельствуют о наследственной предрасположенности к болезни Паркинсона.

Ученые высказывают предположение, что начинается разрушение нейронов в периферической нервной системе, а затем переходит на ствол головного мозга и перемещается в средний и передний. Подтверждение этой теории находят в изменении холинергической нейротрансмиссии, наблюдаемой у пациентов со слабой формой заболевания.

При поражении от 30 процентов нейронов, вырабатывающих дофамин, возникает его дефицит и развивается симптоматика болезни. Распространение ее происходит неравномерно и обычно прогрессирует по направлению от задней части черного вещества к передней.

При исследованиях также был найден нейротоксин МФТП, разрушающий дофаминовые нейроны. Важно понять источник его продукции и попробовать его ограничить.

Использование терапии с применением L-допа — промежуточного элемента в схеме получения дофамина – дает положительный результат в плане торможения заболевания. Однако восстановить утраченные структуры мозга она не позволяет. Кроме того, с прогрессированием болезни Паркинсона эффективность данной терапии заметно снижается.

Последствия повреждений

Нейроны черной субстанции среднего мозга вырабатывают нейромедиаторы, основным из которых является дофамин. Он выступает как средство «вознаграждения» мозга, вызывая чувства удовольствия и влияя на мотивацию и обучение человека.

Так, применение психотропных средств или наркотиков вызывает большой всплеск дофамина и, как следствие, удовольствия. В попытке повторить его человек начинает использовать стимулятор регулярно. Однако подобные всплески компенсируются нервной системой и вырабатывается так называемая толерантность – сниженная чувствительность к действию вещества. В результате уровень удовольствия постепенно снижается, а стремление к его получению остается.

Эта и другие особенности действия химических веществ, в том числе лекарств, исследуются в нейрофармакологии и токсикологии.

Среди изучаемых компонентов такие, как:

• кокаин;
• амфетамины;
• МФТП;
• Леводоп.

Кокаин и амфетамин являются веществами, усиливающими выработку дофамина и способствующими привыканию. Кроме того, они могут «подтолкнуть» развитие шизофрении.

Последний применяется при лечении болезни Паркинсона, довольно эффективен в устранении симптомов, но не дает результата в восстановлении утраченных структур.

МФТП расшифровывается как метилфенилтетрагидропиридин, он относится к нейротоксинам, напрямую снижающим выработку дофамина. Сейчас используется учеными для моделирования болезни на животных в попытках понять механизм ее развития.

Экология жизни. Познавательно: Сегодня мы предлагаем Вам рассказ о хоть и чёрном, но незаменимом веществе (или субстанции) нашего мозга.

Сегодня мы предлагаем Вам рассказ о хоть и чёрном, но незаменимом веществе (или субстанции) нашего мозга.

Чёрная субстанция (или Substantia nigra) занимает не так много места, как белое вещество. Она находится в среднем мозге - одной из древнейших структур в центре головного мозга. А именно, спрятана под четырьмя его холмиками. Если уж быть точными совсем, то у каждого из нас две Substantia nigra - слева и справа.

Средний мозг. Анимация от Life Science Databases(LSDB).

Поперечное сечение среднего мозга на уровне четверохолмия. Чёрная субстанция показана угадайте каким цветом.

Несмотря на то, что в Substantia nigra, как и в сером веществе, находятся тела нейронов, она значительно темнее за счет своей «окраски» нейромеланином (к слову, другая форма этого пигмента - меланин - придает цвет нашим глазам, коже и волосам).

Мономер нейромеланина

Всего в чёрной субстанции выделяют два слоя: компактный слой (pars compacta) и вентральный (pars reticulata). Тут нужно пояснить слово «вентральный».

Медики используют два пространственных антонима: вентральный и дорсальный. «Вентральный» означает «брюшной». Это совсем не значит, что вентральный слой черного вещества находится в желудке. Он просто в теле находится более «спереди». «Вентральный» - это передний, «дорсальный» - задний (спинной).

Если же говорить о функционале слоев, то компактный в каком-то смысле похож на процессор компьютера – он обрабатывает информацию и передает ее в таламус и четверохолмие среднего мозга, а вентральный - обеспечивает производство нейромедиатора дофамина. Слои располагаются вертикально, pars compacta расположен ближе к оси тела, чем pars reticulata.

Дофамин

Благодаря чёрному веществу мы можем двигать глазами, выполнять мелкие и точные движения, в частности, пальцев, жевать и глотать. А наш организм может осуществлять дыхание, сердечную деятельность, держать в тонусе кровеносные сосуды.

Нарушения работы чёрной субстанции приводят к разным заболеваниям. Есть гипотеза о том, что именно в нём кроется тайна шизофрении. А болезнь Паркинсона, о которой мы часто пишем на портале, вызвана именно нарушением производства дофамина в чёрной субстанции: она вызывает там гибель нейронов.

Гистология черного тела пациента с болезнью Паркинсона

Исследователи даже нашли нейротоксин МФТП (1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин), который точно так же, как и болезнь Паркинсона, разрушает дофаминовые нейроны, и теперь активно используют его на мышах для моделирования болезни и поиске способов её лечения. опубликовано

ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ - составная часть паллидарной системы, входящей в составе стриопаллидума в экстрапирамиую систему. Ч. с. рас положена в ножках мозга, имеет тесные связи с различными отделами коры больших полушарий, с полосатым телом, бледным шаром и ретикулярной формацией; вместе с красными ядрами и ретикулярной формацией участвует в регуляции тонуса мышц, в т.ч. голосового и артикуляционного аппаратов, в выполнении точных и тонких движений пальцев рук; имеет отношение к координации актов глотания и жевания. Поражение Ч. с. вызывает повышение пластического мышечного тонуса

Психомоторика: cловарь-справочник.- М.: ВЛАДОС . В.П. Дудьев . 2008 .

Смотреть что такое "ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ" в других словарях:

Линбао - Даосизм История Люди Школы Храмы Терминология Тексты … Википедия

ЧС - Чертаново Северное микрорайон Москва ЧС чёрная субстанция биол. ЧС чехословацкий в маркировке пассажирских электровозов в маркировке, ж. д., Словакия, техн., Чехия … Словарь сокращений и аббревиатур

Средний мозг - отдел стволовой части головного мозга (См. Головной мозг), расположенный между промежуточным мозгом (См. Промежуточный мозг) (кпереди), варолиевым мостом и мозжечком (См. Мозжечок) (кзади). Представлен четверохолмием, состоящим из двух… …

Экстрапирамидная система - (от Экстра... и греч. pyramís пирамида) совокупность структур мозга, расположенных в больших полушариях и стволе головного мозга и участвующих в центр, управлении движениями, минуя кортикоспинальную, или пирамидную систему (См. Пирамидная … Большая советская энциклопедия

СРЕДНИЙ МОЗГ - мезениефалон (mesencephalon), отдел ствола головного мозга, расположенный между промежуточным мозгом (кпереди), варолиевым мостом и мозжечком (кзади). Образуется из ср. мозгового пузыря. Состоит из четверохолмия и ножек мозга. Гл. его образования … Биологический энциклопедический словарь

Атипичные антипсихотики - (атипичные нейролептики) новый класс препаратов, самое общее отличие которого от классических (типичных) антипсихотиков заключается в более низкой степени сродства к дофаминовым D2 рецепторам и наличии мультирецепторного профиля связывания… … Википедия

Экстрапирамидная система - (лат.: extra вне, снаружи, в стороне + pyramis, греч.: πϋραμίς пирамида) совокупность структур (образований) головного мозга, участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и позы, минуя кортикоспинальную… … Википедия

Поздняя дискинезия - – осложнение в виде гиперкинезии, возникающее в результате длительной терапии (спустя год и более) нейролептиками в ходе лечения последними или после их отмены. Несколько чаще возникает у пациентов пожилого возраста или на фоне резидуальной… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике