Basal Ganglia-funktion

De basala ganglierna är en grupp neuroner (även kallad kärnor) belägna djupt i hjärnhalvorna i hjärnan. Basal ganglia består av corpus striatum (en huvudgrupp av basala ganglia kärnor) och besläktade kärnor. De basala ganglierna är främst involverade i bearbetning av rörelserelaterad information. De bearbetar också information relaterad till känslor, motivationer och kognitiva funktioner. Basal ganglia dysfunktion är förknippad med ett antal störningar som påverkar rörelse inklusive Parkinsons sjukdom, Huntington sjukdom och okontrollerad eller långsam rörelse (dystoni).

Basal Nuclei-funktion

De basala ganglierna och relaterade kärnor karakteriseras som en av tre typer av kärnor. Inmatningskärnor ta emot signaler från olika källor i hjärnan. Utgångskärnor skicka signaler från basala ganglia till thalamus. Intrinsiska kärnor relä nervsignaler och information mellan ingångskärnorna och utgångskärnorna. De basala ganglierna får information från hjärnbarken och thalamus genom inmatningskärnor. Efter att informationen har behandlats överförs den till inneboende kärnor och skickas till utgångskärnor. Från utgångskärnorna skickas informationen till thalamus. Talamusen överför informationen till hjärnbarken.

Basal Ganglia-funktion: Corpus Striatum

Corpus striatum är den största gruppen av basala gangliakärnor. Den består av caudatkärnan, putamen, nucleus accumbens och globus pallidus. Kaudatkärnan, putamen och nucleus accumbens är ingångskärnor, medan globus pallidus betraktas som utgångskärnor. Corpus striatum använder och lagrar neurotransmitteren dopamin och är involverad i hjärnans belöningskrets.

Caudate Nucleus: Dessa C-formade parade kärnor (en i varje halvklot) är främst belägna i hjärnans frontala lobregion. Kaudatet har ett huvudområde som böjer sig och sträcker sig och bildar en långsträckt kropp som fortsätter att avsmalna vid svansen. Kaudatens svans slutar i den temporala loben vid en limbisk systemstruktur känd som amygdala. Kaudatkärnan är involverad i motorbearbetning och planering. Det är också involverat i minneslagring (medvetslös och långsiktig), associerande och procedurell inlärning, hämmande kontroll, beslutsfattande och planering.
putamen: Dessa stora rundade kärnor (en i varje halvklot) är belägna i förhjärnan och tillsammans med caudatkärnan bildar dorsal striatum. Putamen är ansluten till caudatkärnan vid caudatets huvudregion. Putamen är involverad i frivillig och ofrivillig motorisk kontroll.
Nucleus Accumbens: Dessa parade kärnor (en i varje halvklot) är belägna mellan caudatkärnan och putamen. Tillsammans med luktknölen (sensoriskt bearbetningscenter i luktbarken) bildar kärnan accumbens den ventrala delen av striatum. Kärnan accumbens är involverad i hjärnans belöningskrets och beteendemedling.
Globus Pallidus: Dessa parade kärnor (en i varje halvklot) är belägna nära caudatkärnan och putamen. Globus pallidus är indelat i inre och yttre segment och fungerar som en av de viktigaste utgångskärnorna i basala ganglier. Den skickar information från basala ganglia-kärnor till thalamus. De inre segmenten av pallidus skickar huvuddelen av utgången till thalamus via neurotransmitteren gamma-aminobutyric acid (GABA). GABA har en hämmande effekt på motorfunktionen. De yttre segmenten av pallidus är inneboende kärnor, som vidarebefordrar information mellan andra basala ganglia-kärnor och inre segment av pallidus. Globus pallidus deltar i regleringen av frivillig rörelse.

Basal Ganglia-funktion: Relaterade kärnor

Subthalamic Nucleus: Dessa små parade kärnor är en del av diencephalon, som ligger strax under thalamus. Subthalamiska kärnor får excitatoriska ingångar från hjärnbarken och har excitatoriska anslutningar till globus pallidus och substantia nigra. Subthalamiska kärnor har både ingångs- och utgångsanslutningar till caudatkärnan, putamen och substantia nigra. Den subthalamiska kärnan spelar en viktig roll i frivillig och ofrivillig rörelse. Det är också involverat i associerande lärande och limbiska funktioner. Subthalamiska kärnor har förbindelser med det limbiska systemet genom förbindelser med den cingulerade gyrusen och nucleus accumbens.
Substantia nigra: Denna stora massa kärnor ligger i mellanhjärnan och är också en del av hjärnstammen. Substantia nigra består av pars compacta och den pars reticulata. Pars reticulata-segmentet utgör en av de viktigaste hämmande utgångarna från basala ganglia och hjälper till att reglera ögonrörelser. Pars compacta-segmentet består av inneboende kärnor som vidarebefordrar information mellan ingångs- och utgångskällor. Det är främst involverat i motorstyrning och koordinering. Pars compacta-celler innehåller pigmenterade nervceller som producerar dopamin. Dessa neuroner från substantia nigra har förbindelser med ryggstriatumet (caudatkärnan och putamen) som förser striatumet med dopamin. Substantia nigra har flera funktioner inklusive kontroll av frivillig rörelse, reglering av humör, lärande och aktivitet relaterad till hjärnans belöningskrets.

Basala ganglia störningar

Dysfunktion av basala ganglia-strukturer resulterar i flera rörelsestörningar. Exempel på dessa störningar inkluderar Parkinsons sjukdom, Huntingtonsjukdom, dystoni (ofrivilliga muskelsammandragningar), Tourettes syndrom och multipel systematrofi (neurodegenerativ störning). Basala ganglia störningar är vanligtvis resultatet av skador på de djupa hjärnstrukturerna i basala ganglier. Denna skada kan orsakas av faktorer som huvudskada, överdosering av droger, kolmonoxidförgiftning, tumörer, tungmetallförgiftning, stroke eller leversjukdom.

Personer med dysfunktion i basal ganglia kan uppvisa svårigheter att gå med okontrollerad eller långsam rörelse. De kan också uppvisa skakningar, problem med att kontrollera tal, muskelspasmer och ökad muskelton. Behandlingen är specifik för orsaken till störningen. Djup hjärnstimulering, elektrisk stimulering av riktade hjärnområden, har använts vid behandling av Parkinsons sjukdom, dystoni och Tourettes syndrom.

källor

Lanciego, José L., et al. "Funktionell neuroanatomi av Basal Ganglia." Cold Spring Harbour Perspectives in Medicine, Cold Spring Harbor Laboratory Press, december 2012.
Parr-Brownlie, Louise C. och John N. J. Reynolds. "Basala ganglierna." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 19 juni 2016.
Wichmann, Thomas och Mahlon R. DeLong. "Deep-Brain Stimulation for Basal Ganglia Disorders." Basala ganglierna, U.S. National Library of Medicine, 1 juli 2011.

Vetenskap