Базальные ядра головного мозга

Базальные (подкорковые) ядра (nuclei basales) головного мозга располагаются под белым веществом внутри переднего мозга, преимущественно в лобных долях. К базальным ядрам относят хвостатое ядро (nucleus caudatus), скорлупу (putamen), ограду (claustrum), бледный шар (globus pallidus).

Хвостатое ядро. Скорлупа

Хвостатое ядро (nucleus caudatus) и скорлупа (putamen) являются эволюционно более поздними, чем бледный шар, образованиями и функционально оказывают на него тормозящее влияние.

Хвостатое ядро и скорлупа имеют сходное гистологическое стро­ение. Их нейроны относятся ко II типу клеток Гольджи, т. е. имеют короткие дендриты, тонкий аксон; их размер до 20 мк. Этих нейронов в 20 раз больше, чем нейронов Гольджи I типа, имеющих развет­вленную сеть дендритов и размер около 50 мк.

Функции любых образований головного мозга определяются прежде всего их связями, которых у базальных ядер достаточно много. Эти связи имеют четкую направленность и функциональную очерченность.

Хвостатое ядро и скорлупа получают нисходящие связи преиму­щественно от экстрапирамидной коры через подмозолистый пучок. Другие поля коры большого мозга также посылают большое коли­чество аксонов к хвостатому ядру и скорлупе.

Основная часть аксонов хвостатого ядра и скорлупы идет к бледному шару, отсюда — к таламусу и только от него — к сенсорным полям. Следовательно, между этими образованиями име­ется замкнутый круг связей. Хвостатое ядро и скорлупа имеют также функциональные связи со структурами, лежащими вне этого круга: с черной субстанцией, красным ядром, люисовым телом, ядрами преддверия, мозжечком, γ -клетками спинного мозга.

Обилие и характер связей хвостатого ядра и скорлупы свиде­тельствуют об их участии в интегративных процессах, организации и регуляции движений, регуляции работы вегетативных органов.

Раздражение поля 8 коры большого мозга вызывает возбуждение нейронов хвостатого ядра, а поля 6 — возбуждение нейронов хво­статого ядра и скорлупы. Одиночное раздражение сенсомоторной области коры большого мозга может вызывать возбуждение или торможение активности нейронов хвостатого ядра. Эти реакции возникают через 10—20 мс, что свидетельствует о прямых и опос­редованных связях коры большого мозга с хвостатым ядром.

Медиальные ядра таламуса имеют прямые связи с хвостатым ядром, свидетельством чего служит реакция его нейронов, насту­пающая через 2—4 мс после раздражения таламуса.

Реакцию нейронов хвостатого ядра вызывают раздражения кожи, световые, звуковые стимулы.

Во взаимодействиях хвостатого ядра и бледного шара прева­лируют тормозные влияния. Если раздражать хвостатое ядро, то большая часть нейронов бледного шара тормозится, а меньшая возбуждается. В случае повреждения хвостатого ядра у животного появляется двигательная гиперактивность.

Взаимодействие черного вещества и хвостатого ядра основано на прямых и обратных связях между ними. Установлено, что сти­муляция хвостатого ядра усиливает активность нейронов черного вещества. Стимуляция черного вещества приводит к увеличению, а разрушение — к уменьшению количества дофамина в хвостатом ядре. Установлено, что дофамин синтезируется в клетках черного вещества, а затем со скоростью 0,8 мм/ч транспортируется к си­напсам нейронов хвостатого ядра. В хвостатом ядре в 1 г нервной ткани накапливается до 10 мкг дофамина, что в 6 раз больше, чем в других отделах переднего мозга, бледном шаре, в 19 раз больше, чем в мозжечке. Благодаря дофамину проявляется растормажива­ющий механизм взаимодействия хвостатого ядра и бледного шара.

При недостатке дофамина в хвостатом ядре (например, при дисфункции черного вещества) бледный шар растормаживается, ак­тивизирует спинно-стволовые системы, что приводит к двигательным нарушениям в виде ригидности мышц.

Кортико-стриарные связи топически локализованы. Так, пе­редние области мозга связаны с головкой хвостатого ядра. Пато­логия, возникающая в одной из взаимосвязанных областей кора — хвостатое ядро, функционально компенсируется сохранившейся структурой.

Хвостатое ядро и бледный шар принимают участие в таких интегративных процессах, как условнорефлекторная деятельность, двигательная активность. Это выявляется при стимуляции хвостатого ядра, скорлупы и бледного шара, деструкции и при регистрации электрической активности.

Прямое раздражение некоторых зон хвостатого ядра вызывает поворот головы в сторону, противоположную раздражаемому полу­шарию, животное начинает двигаться по кругу, т. е. возникает так называемая циркуляторная реакция.

Раздражение других областей хвостатого ядра и скорлупы вы­зывает прекращение всех видов активности человека или животного: ориентировочной, эмоциональной, двигательной, пищевой. При этом в коре большого мозга наблюдается медленноволновая активность.

У человека стимуляция хвостатого ядра во время нейрохирур­гической операции нарушает речевой контакт с больным: если боль­ной что-то говорил, то он замолкает, а после прекращения раздра­жения не помнит, что к нему обращались. В случаях травм головного мозга с раздражением головки хвостатого ядра у больных отмечается ретро-, антеро- или ретроантероградная амнезия.

Раздражение хвостатого ядра может полностью предотвратить восприятие болевых, зрительных, слуховых и других видов стимуляции. Раздражение вентральной области хвостатого ядра снижает, а дорсальной — повышает слюноотделение.

При стимуляции хвостатого ядра удлиняются латентные периоды рефлексов, нарушается переделка условных рефлексов. Выработка условных рефлексов на фоне стимуляции хвостатого ядра становится невозможной. Видимо, это объясняется тем, что стимуляция хво­статого ядра вызывает торможение активности коры большого мозга.

Ряд подкорковых структур также получает тормозное влияние хвостатого ядра. Так, стимуляция хвостатых ядер вызывала вере­тенообразную активность в зрительном бугре, бледном шаре, субталамическом теле, черном веществе и др.

Таким образом, специфичным для раздражения хвостатого ядра является преимущественно торможение активности коры боль­шого мозга, подкорковых образований, торможение безусловного и условнорефлекторного поведения.

В то же время при раздражении хвостатого ядра могут появляться некоторые виды изолированных движений. Видимо, хвостатое ядро имеет наряду с тормозящими и возбуждающие структуры.

Выключение хвостатого ядра сопровождается развитием гиперкинезов типа непроизвольных мимических реакций, тремора, ате­тоза, торсионного спазма, хореи (подергивания конечностей; туло­вища, как при некоординированном танце), двигательной гиперак­тивности в форме бесцельного перемещения с места на место.

В случае повреждения хвостатого ядра наблюдаются сущест­венные расстройства высшей нервной деятельности, затруднение ориентации в пространстве, нарушение памяти, замедление роста организма. После двустороннего повреждения хвостатого ядра ус­ловные рефлексы исчезают на длительный срок, выработка новых рефлексов затрудняется, общее поведение отличается застойностью, инертностью, трудностью переключений. У обезьян после односто­роннего повреждения хвостатого ядра условная реакция восстанав­ливалась через 30—50 дней, латентные периоды рефлексов удли­нялись, появлялись межсигнальные реакции. Двустороннее повреж­дение приводило к полному торможению условных рефлексов. Видимо, двустороннее повреждение истощает симметричные ком­пенсаторные механизмы.

При воздействиях на хвостатое ядро, помимо нарушений высшей нервной деятельности, отмечаются расстройства движения. Многие авторы отмечают, что у разных животных при двустороннем по­вреждении полосатого тела появляется безудержное стремление дви­гаться вперед, при одностороннем — возникают манежные движения.

Несмотря на большое функциональное сходство хвостатого ядра и скорлупы, имеется ряд функций, специфичных для последней.

Эволюционно скорлупа появляется раньше хвостатого ядра (ее зачатки есть уже у рыб).

Для скорлупы характерно участие в организации пищевого по­ведения: пищепоиска, пищенаправленности, пищезахвата и пищевладения; ряд трофических нарушений кожи, внутренних органов (например, гепатолентикулярная дегенерация) возникает при нарушениях функции скорлупы. Раздражения скорлупы приводят к из­менениям дыхания, слюноотделения.

Как упоминалось ранее, раздражение хвостатого ядра тормозит условный рефлекс на всех этапах его реализации. В то же время раздражение хвостатого ядра препятствует угашению условного ре­флекса, т. е. развитию торможения; животное перестает восприни­мать новую обстановку. Учитывая, что стимуляция хвостатого ядра приводит к торможению условного рефлекса, следовало бы ожидать, что разрушение хвостатого ядра вызовет облегчение условнорефлекторной деятельности. Но оказалось, что разрушение хвостатого ядра также приводит к торможению условнорефлекторной деятель­ности. Видимо, функция хвостатого ядра не является просто тор­мозной, а заключается в корреляции и интеграции процессов опе­ративной памяти. Это подтверждается также тем, что на нейронах хвостатого ядра конвергирует информация различных сенсорных систем, так как большая часть этих нейронов полисенсорна.

Бледный шар (globus pallidus s. pallidum) имеет преимущественно крупные нейроны Гольджи I типа. Связи бледного шара с таламусом, скорлупой, хвостатым ядром, средним мозгом, гипоталамусом, соматосенсорной системой и др. свидетельствуют об его участии в организации простых и сложных форм поведения.

Раздражение бледного шара с помощью вживленных электродов вызывает сокращение мышц конечностей, активацию или торможе­ние γ-мотонейронов спинного мозга. У больных с гиперкинезами раздражение разных отделов бледного шара (в зависимости от места и частоты раздражения) увеличивало или снижало гиперкинез.

Стимуляция бледного шара в отличие от стимуляции хвостатого ядра не вызывает торможения, а провоцирует ориентировочную реакцию, движения конечностей, пищевое поведение (обнюхивание, жевание, глотание и т.д.).

Повреждение бледного шара вызывает у людей гипомимию, маскообразность лица, тремор головы, конечностей (причем этот тре­мор исчезает в покое, во сне и усиливается при движениях), мо­нотонность речи. При повреждении бледного шара наблюдается миоклония — быстрые подергивания мышц отдельных групп или отдельных мышц рук, спины, лица.

В первые часы после повреждения бледного шара в остром опыте на животных резко снижалась двигательная активность, движения ха­рактеризовались дискоординацией, отмечалось наличие незавершен­ных движений, при сидении — поникшая поза. Начав движение, жи­вотное долго не могло остановиться. У человека с дисфункцией блед­ного шара затруднено начало движений, исчезают вспомогательные и реактивные движения при вставании, нарушаются содружественные движения рук при ходьбе, появляется симптом пропульсии: длитель­ная подготовка к движению, затем быстрое движение и остановка. Та­кие циклы у больных повторяются многократно.

Ограда (claustrum) содержит полиморфные нейроны разных ти­пов. Она образует связи преимущественно с корой большого мозга.

Глубокая локализация и малые размеры ограды представляют определенные трудности для ее физиологического исследования. Это ядро имеет форму узкой полоски серого вещества, расположенного под корой большого мозга в глубине белого вещества.

Стимуляция ограды вызывает ориентировочную реакцию, пово­рот головы в сторону раздражения, жевательные, глотательные, иногда рвотные движения. Раздражение ограды тормозит условный рефлекс на свет, мало сказывается на условном рефлексе на звук. Стимуляция ограды во время еды тормозит процесс поедания пищи.

Известно, что толщина ограды левого полушария у человека несколько больше, чем правого; при повреждении ограды правого полушария наблюдаются расстройства речи.

Таким образом, базальные ядра головного мозга являются интегративными центрами организации моторики, эмоций, высшей нервной деятельности, причем каждая из этих функций может быть усилена или заторможена активацией отдельных образований ба-зальных ядер.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Что собой представляют базальные ядра

Базальные ядра головного мозга – это функционально и анатомически связанные скопления серого вещества в глубоких отделах мозга. Эти структуры углублены в белое вещество, выполняющее функцию передатчика информации. Еще в эмбрионе базальные ядра развиваются из ганглиозного бугорка, формируясь затем в зрелые мозговые структуры, выполняющие строго специфические функции в нервной системе.

Анатомы различают три сосредоточения серого вещества:

• Полосатое тело. Под этой структурой разумеется набор двух не совсем дифференцированных частей:
  • Хвостатое ядро головного мозга. Имеет утолщенную головку, образующую спереди одну из стенок бокового желудочка мозга. Тонкий же хвост ядра прилегает ко дну латерального желудочка. Также хвостатое ядро граничит с таламусом.
  • Чечевицеобразное ядро. Эта структура идет параллельно предыдущему скоплению серого вещества и ближе к окончанию с ним же и сливается, образуя полосатое тело. Чечевицеобразное ядро состоит из двух белых прослоек, каждая из которых получило свое название (бледный шар, скорлупа).

Corpus striatum получило такое свое название из-за чередования расположения на его сером веществе белых полосок. В последнее время чечевицеобразное ядро утратило свой функциональный смысл, и называют его исключительно в топографическом разумении. Чечевицеобразное ядро, как функциональную компиляцию, называют стриопаллидарной системой.

• Ограда или claustrum – это малая тонкая серая пластинка, расположенная у скорлупы полосатого тела.
• Миндалевидное тело. Это ядро расположено под скорлупой. Также эта структура относится лимбической системе мозга. Под миндалиной разумеют, как правило, несколько отдельных функциональных образований, но их объединили по причине близкого расположения. Такая область мозга обладает множественной связной системой с другими структурами мозга, в частности с гипоталамусом, таламусом и черепно-мозговыми нервами.

Сосредоточением из белого вещества является:

• Внутренняя капсула – белое вещество между таламусом и чечевицеобразным ядром
• Наружная капсула – белое вещество между чечевицей и оградой
• Самая наружная капсула – белое вещество между оградой и островком

Внутренняя капсула делится на 3 части и содержит следующие проводящие пути:

• Фронтоталамический путь – связь между корой лобной доли и медиадерзальным ядром таламуса
• Фронтомостовой путь – связь между корой лобной доли и мостом головного мозга

• Корково-ядерный путь – связь между ядрами двигательной коры и ядрами двигательно-черепных нервов

• Корково-спинномозговой путь – проводит двигательные импульсы от коры большого мозга к ядрам двигательных рогов спинного мозга
• Таламо-теменные волокна – Аксоны нейронов таламуса связаны с постцентральной извилинной
• Височно-теменно-затылочно-мостовой пучок – связывает ядра моста с долями головного мозга
• Слуховая лучистость
• Зрительная лучистость

Функции базальных ядер

Базальные ядра обеспечивают весь набор функций поддержания базовой жизнедеятельности организма, будь это процессы обмен веществ или основные витальные функции. Как и всякий регуляторный центр в мозгу, набор функций определяется количеством его связей с соседними структурами. Стриопаллидарная система имеет множество таких связей с корковыми отделами и участками стволового отдела мозга. Также система имеет эфферентные и афферентные пути. К функциям базальных ядер относится:

• контроль двигательной сферы: поддержание врожденной или выученной позы, обеспечение стереотипных движений, паттернов реагирования, регуляция мышечного тонуса в определенных позах и ситуациях, мелкая моторика и интеграция малых двигательных движений (каллиграфическое письмо);
• речь, словарный запас;
• наступление периода сна;
• реакции сосудов на изменения давления, метаболизм;
• теплорегуляция: теплоотдача и теплообразование.
• Кроме этого базальные ядра обеспечивают деятельность защищающих и ориентировочных рефлексов.

Симптомы нарушения работы базальных ядер

• акинезия;
• обеднение движений;
• произвольные движения;
• замедленные движения;
• повышение и понижение тонуса мышц;
• тремор мускулов в состоянии относительного покоя;
• десинхронизация движений, отсутствие между ними координации;
• обеднение мимики, скандированный язык;
• беспорядочные и аритмические движения мелких мышц кисти или пальцев, всей конечности или части целого тела;
• патологические непривычные для больного позы.

В основе большинства проявлений патологической работы базальных ядер лежит нарушения нормального функционирования нейромедиаторных систем мозга, в частности – дофаминэргической модулирующей системы мозга. Кроме этого, однако, причинами возникновения симптомов служат перенесенные инфекции, механические травмы головного мозга или врожденные патологии.

Патологические состояния ядер

Среди патологий базальных ганглиев чаще всего встречаются следующие:

Диагностика и прогноз патологии

Диагностикой, кроме врачей-неврологов, занимаются врачи остальных кабинетов (функциональная диагностика). Основными методам выявления болезней базальных ядер являются:

• анализ жизни больного, его анамнез;
• объективный внешний неврологический осмотр и физикальное исследование;
• магнитно-резонансная и компьютерная томография;
• исследование структуры сосудов и состояния кровообращения в головном мозгу;
• УЗИ;
• визуальные методы исследования структур головного мозга;
• электроэнцефалография;

Прогностические данные зависят от множества факторов, таких как пол, возраст, общая конституция больного, момент заболевания и момент диагностирования, его генетических склонностей, течения и эффективности лечения, собственно патологий и ее деструктивных свойств. По данным статистики – 50% заболеваний базальных ядер имеют неблагоприятный прогноз. Остальная же половина случаев имеет шанс на адаптацию, реабилитацию и нормальную жизнь в обществе.

1. Какова структура базальных ганглиев? 2. Подробное строение 3. Дополнительные структуры, входящие в состав базальных ганглиев 4. За что в организме отвечают подкорковые ядра? 5. Виды патологии 6. Признаки поражения базальных ядер 7. Диагностика 8. Прогноз

Один из наиболее сложных органов в теле человека является головной мозг. Этот орган координирует все процессы в организме, обеспечивает витальные функции, регулирует обменные процессы. Однако представление о структурах головного мозга у большинства читателей достаточно поверхностное. Кроме полушарий, мозжечка, коры и продолговатого мозга он имеет множество отделов и структур. Одними из таких важнейших образований являются базальные ганглии или базальные ядра.

Серое вещество формирует кору больших полушарий, помимо этого оно располагается в виде отдельных ганглиев в подкорковых структурах, в белом веществе. Эти образования в белом веществе имеют парный характер и составляют подкорковые ядра.

Базальные ганглии непосредственно взаимосвязаны с белым веществом и корой больших полушарий. Именно подкорковые ядра отвечают за двигательную активность человека, координируют его деятельность. При возникновении патологического процесса функции базальных ядер значительно нарушается. Это сказывается на тонусе мускулатуры, положения тела в покое и динамике, поза становится вынужденной, движения хаотичны, избыточны.

Какова структура базальных ганглиев?

Базальные ядра включают в себя полосатое тело, которое делится на чечевицеобразное и хвостатое ядро, миндалевидное тело и ограду. Эта классификация основана на анатомическом строении и расположении этих структур на срезах больших полушарий головного мозга.

Хвостатое ядро располагается немного выше и более к средине от чечевицеобразного ядра, их разделяет капсула, образованная нейронами головного мозга или белым веществом. Передняя часть хвостатого ядра немного утолщена, она и его хвост составляют латеральную или наружную стенку переднего рога бокового желудочка головного мозга. Задняя часть хвостатого ганглия истончена и прилегает ко дну бокового желудочка и располагается примерно на его середине. Поверхность хвостатого ядра, обращенная к средине, граничит с таламусом. Их разделяет узкая полоса белого вещества головного мозга.

Чечевицеобразное тело располагается кнаружи от хвостатого ядра и таламуса, их разграничивает наружная капсула. Средняя поверхность чечевицеобразного ганглия имеет форму угла, обращенного своей закругленной частью к срединной капсуле. Оно располагается на параллельных плоскостях с хвостатым ядром и таламусом. Поверхность, расположенная внутри, имеет полусферическую форму и прилежит кнаружи больших полушарий. Спереди чечевицеобразное ядро и головка хвостатого ядра сливаются. На поперечных срезах форма чечевицеобразного ядра похожа на клин, широкая часть которого направленна кнаружи.

Чечевицеобразное ядро разделено тончайшими полосками белого вещества на 3 основные структуры: более темная часть – это скорлупа, области по светлее образуют структуру под названием бледный шар. По своему гистологическому строению бледный шар значительно отличается от скорлупы и представлен в виде клеток Гольджи первого типа, их значительно больше в организме человека, и они многим крупнее клеток второго типа.

Бледный шар принято считать одним из наиболее древних образований высшей нервной системы, он развился многим раньше скорлупы и хвостатого ядра, постоянно претерпевал изменения и совершенствовался, однако не потерял своей значимости в качестве базальных ганглиев. На современном этапе развития неврологии и нейрохирургии принято считать, что чечевицеобразное ядро – это только топографический ориентир. В то время как структура в месте слияния тела хвостатого и чечевицеобразного ядра организована в стриопаллидарную систему.

Стриопаллидарная система является основанием экстрапирамидной системы, а также является основным центром регуляции вегетативных функций организма в сфере терморегуляции и метаболизма углеводов, значительно по своей значимости превышая гипоталамус.

Ограда – это тонкий слой серого вещества, располагающийся между островком и скорлупой, и со всех сторон окруженный белым веществом, которое в свою очередь формирует 2 капсулы: между оградой и скорлупой наружная капсула, а с островком их разделяет крайняя капсула.

Базальные ядра конечного мозга также представлены миндалевидным телом. Это скопление серого вещества располагается в височной доле под скорлупой. Считают, что оно относится, как и часть височной доли к обонятельным центрам и лимбической системе головного мозга. В миндалевидном теле оканчиваются нервные волокна, идущие из переднего продырявленного вещества и обонятельной доли.

Лимбическая система или, как ее иногда называют, висцеральный мозг, очень сложная по своей организации структура, которая включает в себя отделы конечного, среднего и продолговатого мозга. Ее функции так же многогранны, как и ее строение, она отвечает за вегетативные процессы в организме, познавательную деятельность, ярко окрашенные эмоциональные реакции и активные психологические процессы, также сохраняет постоянный гомеостаз организма.

Несмотря на то, что эти структуры ничтожно малы по сравнению с организмом в целом, их функции вряд ли можно переоценить! Основные функции базальных ядер заключаются в обеспечении и поддержании активной адекватной моторики и движений человека. Их скоординированное функционирование — залог нормального самочувствия человека и полноценной нервной деятельности.

Базальные ядра головного мозга формируют две системы:

1. Стриопаллидарную (часть экстрапирамидальной);
2. Лимбическую.

Стриопалидарная система отвечает за координацию движений, правильное и своевременное сокращение мышечных волокон. При возникновении патологии в этом отделе нервной системы первые симптомы проявляются при движении человека и ходьбе в виде ослабления силы мышц или дискоординированных движений.

При поражении их структур страдает вся нервная система, наиболее заметны нарушения со стороны гипоталамуса и гипофиза.

Существует 2 основных вида патологии:

1. Кисты и новообразования подкорковых ганглиев – эти поражения могут возникать вследствие перерождения нервных клеток, инфекционных агентов, травм, ишемического поражения и кровоизлияний. Данная патология хорошо диагностируется при КТ и МРТ исследованиях и требует своевременного и адекватного лечения, в противном случае пациенту грозит инвалидность или смерть.
2. Функциональная недостаточность базальных ганглиев чаще наблюдается у детей и вызвана недоразвитием нервной системы в целом. Основная теория развития – генетическая. У взрослых возникает, как правило, вследствие травм и инсультов. Пациенты так же нуждаются в лечении и наблюдении невропатологом. В пожилом возрасте именно эта патология приводит к развитию паркинсонизма в 57% случаев.

К основным симптомам, свидетельствующим о нарушениях в подкорковых ганглиях, относят:

• тремор;
• самопроизвольные движения конечностей;
• мышечная слабость или спазмы;
• непроизвольные повторяющиеся движения;
• нарушения памяти и осмысления происходящего.

Симптомы возникают постепенно. Могут нарастать стремительно или, наоборот, очень медленно. Однако даже их однократные появление, к примеру, подергивания, нельзя игнорировать.

Диагностика

Прогноз для пациента зависит от степени поражения базальных ганглиев, своевременности обращения за медицинской помощью и адекватности лечения. Как правило, такие пациенты получают пожизненную поддерживающую терапию.