مادة سوداء تشريح ، وظائف وأمراض ذات صلة

ال مادة سوداء إنه جزء غير متجانس من الدماغ المتوسط ​​، وهي منطقة معينة من الدماغ. وبالمثل ، يتكون من عنصر مهم في نظام العقد القاعدية.

على وجه التحديد ، فإنه يشكل جزءًا ظهريًا من الدماغ يتميز بوجود عصبونات تحتوي على نيوميلانين ، صبغة مظلمة محددة للمخ.

يشير اسم المادة السوداء ، إذن ، إلى المظهر نفسه الذي تتبناه الخلايا العصبية في مناطق معينة من الدماغ المتوسط. هذه لها لون غامق ، يشبه إلى حد كبير الأسود.

تتكون المادة السوداء من الخلايا العصبية الدوبامينية و GABAergic ، وتلعب دورًا مهمًا في التحكم في الأنشطة الحركية..

في هذا المقال نوضح خصائص المادة السوداء ، ومراجعة خصائصها ووظائفها التشريحية ومناقشة الأمراض المرتبطة بهذا العنصر من الدماغ.. 

تشريح المادة السوداء

تشكل المادة السوداء منطقة من الدماغ تقع ظهريًا على ساقي المخ وتوسع نطاقها على طول الدماغ المتوسط..

تم إجراء الدراسات الأولى حول هذه المادة المعينة بواسطة Mingazzini في عام 1888 و Sano في عام 1919. ومنذ ذلك الحين ، تم التوصل إلى استنتاج مفاده أن المادة السوداء مقسمة إلى جزأين مجهولين..

يتميز الجزء الأول ، المعروف باسم الجزء الظهري ، بكونه مادة غنية جدًا بالخلايا العصبية التي تحتوي على نيوميلانين. لون هذا الصباغ يجعل الخلايا في تلك المنطقة تبدو أغمق من المعتاد.

يقع الجزء الآخر من المادة السوداء في المنطقة البطنية ، حيث يوجد هيكل المادة الأسود الأكثر كثافة. إنه يقدم شكل بيضاوي مسطح ويتميز بأنه أكثر فقراً في الخلايا.

أخيرًا ، يدافع بعض المؤلفين عن وجود جزء جانبي من المادة السوداء. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر يعتبر هذا الجزء جزءًا من الجزء البطني من المادة.

من ناحية أخرى ، يمكن التمييز بسهولة بين الجزأين من المادة السوداء من خلال نوع الناقلات العصبية التي تتضمنها. بينما تحتوي الخلايا العصبية للجزء الظهري على تركيزات عالية من الدوبامين ، فإن الخلايا العصبية للجزء البطني أكثر ثراءً في GABA.

الخلايا العصبية من المواد السوداء

تم وصف ثلاثة أنواع رئيسية من الخلايا العصبية في الجهاز العصبي. هذه هي متباينة أساسا حسب حجمها وموقعها.

النوع الأول من الخلايا العصبية عبارة عن خلايا كبيرة ، توجد في المنطقة البطنية من المادة السوداء وتشير إلى المنطقة المعروفة باسم المادة الشبكية السوداء..

النوع الثاني من الخلايا العصبية هي خلايا أصغر إلى حد ما تصنف على أنها "خلايا عصبية متوسطة". توجد هذه في المنطقة الظهرية من المادة السوداء وتُشير إلى المادة السوداء المدمجة.

أخيرًا ، النوع الثالث من الخلايا العصبية عبارة عن خلايا صغيرة توجد في جزأين من المادة السوداء ، الظهرية والبطينية. وهذا هو ، كل من مادة سوداء مرتبطة عبر والمادة السوداء المدمجة تحتوي على الخلايا العصبية الصغيرة.

الخلايا العصبية الدوبامين كثيرة للغاية في المادة السوداء المدمجة (المنطقة الظهرية) ، ومع ذلك ، يمكن أن توجد في مناطق مختلفة من الدماغ المتوسط ​​، بما في ذلك المنطقة البطنية (المادة الشبكية السوداء).

تتميز الخلايا العصبية الدوبامين بتقنيات التألق المناعي وتقنيات المناعة ، وكذلك تلطيخ Nissl ، لأن هذا النوع من الخلايا العصبية يحتوي على كتل عالية من مادة Nissl..

تحتوي الخلايا العصبية الدوبامينية على جسم عصبي متوسط ​​، والذي يوجد في المادة السوداء المدمجة. يعرض العديد من العمليات التغصنية الرئيسية ، عادة ما بين 3 و 6 عمليات يمكن تشعبها حتى 4 مرات.

يتم إدخال واحد أو اثنين من التشعبات من هذه الخلايا العصبية في شبكي أسود أسود. ينشأ محور عصبي للخلايا الدوبامينية من أحد التشعبات الرئيسية وليس مصليا.

لا ينبعث محور عصبي من مواد مضمونة داخل المادة السوداء ، ويتدرب عبر ما تحت المهاد الأفقي ، حتى يصل إلى المناطق المخططة. تتفرع التشعبات الأخرى في العصبون إلى المادة السوداء المدمجة.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي الخلايا العصبية الدوبامين على جزء صغير من الخلايا العصبية "غير الدوبامين" ذات الحجم الصغير والشكل النجم ، والتي لا تتجاوز حدود التشعبات الحدود النووية.

مادة سوداء - مادة رمادية - مادة بيضاء

بصرف النظر عن المادة السوداء ، يمتلك الدماغ نوعًا آخر من المواد المماثلة: المادة البيضاء والمادة الرمادية.

مبدأ هذه المناطق الدماغ هو نفسه. وهي هياكل دماغية مليئة بالخلايا العصبية ويحدد اسمها بشكل أساسي ظهور هذا النوع من الخلايا.

وهذا يعني أن الخلايا العصبية التي تشير إلى المادة السوداء مظلمة ، بينما تتمتع الخلايا العصبية في المادة الرمادية باللون الرمادي أكثر وتتميز الخلايا العصبية للمادة البيضاء بهذا اللون.

ومع ذلك ، ليس اللون هو العنصر الوحيد الذي يميز مادة عن الأخرى. وبهذا المعنى ، فإن أهم العناصر التي تحفز فهرسة كل نوع من المواد تكمن في موقع وتشريح ووظائف الخلايا العصبية الخاصة بهم.

مادة رمادية

توجد المادة الرمادية في القشرة الدماغية وفي وسط الحبل الشوكي (المناطق التي لا توجد فيها مادة بيضاء ولا مادة سوداء). وهو يتألف بشكل رئيسي من سوما العصبية والتغصنات التي تفتقر إلى المايلين.

أنه يحتوي على العصابات الحركية ، البروتونات العصبية النباتية ، الخلايا العصبية التاجية ، الخلايا العصبية من النوع الأول golgi والعقدة الشوكية. نظرًا لأنه لا يحتوي على المايلين ، فإنه غير قادر على نقل نبضات العصب بسرعة ووظائفه تكمن أساسًا في العمليات الإدراكية المتعلقة بالمنطق..

مادة بيضاء

المادة البيضاء لها موقع مقابل موقع المادة الرمادية. في الدماغ يوجد في الداخل (في حين أن المادة الرمادية تقع في الخارج والقشرة) وفي النخاع الشوكي توجد في الخارج (بينما تكون المادة الرمادية في الوسط).

تتميز المادة البيضاء أيضًا بأنها تتكون من ألياف عصبية مايلينية تحتوي على محاور متعددة (ولكن ليس somas والأجسام العصبية).

فيما يتعلق بوظائفها ، تؤثر المادة البيضاء بشكل نشط على تعلم الدماغ وعمله. إنه يوزع إمكانات العمل ويعمل كملحق ومنسق للتواصل بين مناطق الدماغ.

مادة سوداء

أخيرًا ، تقع المادة السوداء في الدماغ المتوسط ​​، وخصوصًا في المناطق التي تشمل العقد القاعدية. أنه يحتوي على محاور عصبية ، شجيري وسوما من الخلايا العصبية ، وترتبط وظائفها الرئيسية بالحركة والتوجه.

أنواع المادة السوداء

تختلف المادة السوداء عن المادة البيضاء والمادة الرمادية من حيث مظهرها وموقعها وهيكلها ووظيفتها. ومع ذلك ، ضمن المادة السوداء ، يمكنك أيضًا التمييز بين منطقتين محددتين.

يستجيب هذا التمايز بشكل رئيسي لأنواع الخلايا العصبية التي تتضمنها المادة السوداء. في بعض المناطق ، يسود نوع معين من الخلايا وفي مناطق أخرى ، يتم دلالة الخلايا العصبية المختلفة..

وبالمثل ، ترتبط المنطقتين من المادة السوداء مع وظائف مختلفة ، وكذلك الأمراض من أنواع مختلفة.

الجزءان من المادة السوداء هما الجزء المضغوط والجزء الشبكي. يشمل الجزء المضغوط مجموعات الدوبامين المجاورة ، والجزء الشبكي يتعلق أيضًا بالجزء الجانبي من المادة السوداء..

مادة سوداء مدمجة

يتميز الجزء المضغوط من المادة السوداء بخلايا عصبية سوداء ، مصبوغة من خلال صبغة النوروميلانين. يزداد هذا الصباغ مع تقدم العمر ، وبالتالي تصبح الخلايا العصبية في هذه المنطقة أكثر قتامة مع مرور السنين.

يمكن تقسيم هذا الجزء من المادة السوداء بين الطابق البطني والأرضية الظهرية. تتلقى الخلايا العصبية في الجزء المضغوط إشارات مثبطة من المحاور الجانبية في الخلايا العصبية للجزء شبكي من المادة السوداء..

كما أن الخلايا الدوبامينية في هذه المنطقة تعصب هياكل أخرى من نظام العقد القاعدية مثل الشاحنة الإنسيّة والجزء الشبكي من المادة السوداء والنواة تحت المهاد..

ويرتبط نشاطها بشكل رئيسي بعمليات التعلم. ومع ذلك ، فإن تشغيل هذه المنطقة معقد ودرس قليل في الوقت الحاضر.

تشير بعض الدراسات إلى أن انحطاط الخلايا العصبية المصطبغة للمادة السوداء المدمجة يشكل العلامة الرئيسية لمرض الشلل الرعاش ، لذلك يُقترح أن تشارك هذه المنطقة في تطور علم الأمراض..

فيما يتعلق بدراسات الفيزيولوجيا الكهربية ، يشير العديد من المؤلفين إلى أن الخلايا العصبية في هذه المنطقة تتميز بتقديم إمكانات فعلية ذات شكل موجي ثلاثي الطور ، مع المرحلة الإيجابية الأولى ، وبمدة متوسطة تزيد عن 2.5 ملي ثانية..

مادة سوداء شبكية

تختلف المادة السوداء المتشابكة عن المادة السوداء المدمجة بكثافة الخلايا العصبية ، وهي أصغر بكثير. في الواقع ، نتائج منطقة منتشرة إلى حد ما ، ويفضل أن تكون التشعبات في الخلايا العصبية عموديًا على المنتمين.

يتكون من مجموعة غير متجانسة من الخلايا العصبية GABAergic ، معظمها من الخلايا العصبية الإسقاط كبيرة ومتوسطة الحجم ، وكذلك interneurons الصغيرة مع شكل النجوم.

تشبه الكثافة العصبية المنخفضة للمادة السوداء الشبكية تشريحياً إلى حد كبير من بالون شاحب ونواة entopeduncular. في الواقع ، يمكن اعتبار المادة السوداء الشبكية امتدادًا لهياكل المخ هذه ، نظرًا لخلاياها الخلوية وعلاقاتها والكيمياء العصبية وعلم وظائف الأعضاء..

الخلايا العصبية المتوسطة لديها جسم عصبي من شكل متغير. يمكن أن يكون ثلاثي الزوايا ، مغزلي ، بيضاوي أو متعدد الأضلاع ، وعادة ما يحتوي على ما بين 3 و 5 التشعبات البدائية التي تنشأ في الجسم العصبي.

تتشكل التشعبات الرئيسية للمادة السوداء الشبكية في أقطاب الخلايا العصبية المغزل ، وتنقسم بشكل ثنائي على مسافة قصيرة من الجسم. تظهر التشعبات الثلاثية عادة على مسافة كبيرة ، بالقرب من التشعبات الطرفية.

محاور العصبونات هي millennised وتنشأ في الجسم أو التشعبات الأولية للخلية. معظمهم ينتهي بهم المطاف في مادة شبكية سوداء أو في مادة سوداء مدمجة.

فيما يتعلق بوظائفها ، يبدو أن المادة السوداء الشبكية مرتبطة بعمليات التوجيه والتكوين. وبالمثل ، تم ربط بنية الدماغ بمرض باركنسون والصرع.

وظائف

وظائف المادة السوداء هي بالتأكيد مثيرة للجدل. لم يتم بعد فحص أنشطة هذه المناطق من الدماغ أو الوظائف المحددة التي تؤديها..

ومع ذلك ، فإن البيانات التي تم الحصول عليها حول نشاطها تشير إلى أن المادة السوداء يمكن أن تشارك في أربع عمليات رئيسية هي: التعلم ، والتخطيط الحركي ، وحركة العين والبحث عن المكافأة..

تعلم

يرتبط الارتباط بين التعلم والعلم الحقيقي بالعلاقة التي تربط هذا الهيكل بمرض الشلل الرعاش. في الوقت الحاضر ، ثبت أن التغيرات في الخلايا العصبية في المادة السوداء تشكل علامة على الأمراض التنكسية..

في هذا المعنى ، تسببت التغييرات الطفيفة التي أجراها العديد من الأشخاص المصابين بالشلل الرعاش في بداية دراسة دور المادة السوداء في التعلم..

على وجه التحديد ، أظهر فريق من الباحثين من جامعة بنسلفانيا أن تحفيز الخلايا العصبية الدوبامينية في المادة السوداء يمكن أن يغير عملية التعلم.

وقد أجريت الدراسة في مجموعة من الأشخاص الذين اتبعوا علاجًا ضد مرض باركنسون من خلال التحفيز العميق ، ودلالة على أن التدخل قد حسن التعلم النقابي للمشاركين.

مكافأة البحث

في نفس التحقيق السابق ، تم توضيح أن تحفيز الخلايا العصبية الدوبامينية في المادة السوداء وفرت أحاسيس مُرضية لدى الأفراد..

لهذا السبب ، يُقال إن بنية الدماغ هذه يمكن أن ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالبحث عن الثواب والإدمان.

التخطيط الحركي

دور المادة السوداء في التخطيط الحركي هو واحد من أكثر الوظائف التي تمت دراستها توثيقًا جيدًا.

تُظهر العديد من الدراسات كيف تلعب الخلايا العصبية في المادة السوداء دورًا حيويًا في تطور حركات الجسم ، وهي حقيقة تنعكس على نطاق واسع في أعراض مرض باركنسون التي تسبب انحطاطها..

حركة العين

أخيرًا ، تبين أيضًا كيف تتدخل الخلايا العصبية في المادة السوداء في عمليات حركات العين. يبدو أن هذه الوظيفة تؤديها بشكل أساسي المادة السوداء المتصالبة. 

مراجع

1. بيكستيد ، ر. Domesick، V. B. and Nauta، W. J. H. (1979) اتصالات فعالة من المنطقة السوداء و tegmental المنطقة في الفئران. دماغ القرار 175: 191-217.
2. إن Castellano، M. A. و Rodríguez، M. (1991) نشاط الخلايا الدوبامينية المولدة للولادة تحت السيطرة من قبل مؤثرات جانبية من جانب الدماغ المقابل: أدلة الفيزيولوجيا الكهربية. الدقة الدماغ. الثور. 27: 213-218.
3. دا كونها ، كلاوديو ؛ ويتزيكوسكي ، سامانثا ؛ ويتزيكوسكي ، إيفلين سي ؛ ميوشي ، إدمار ؛ فيرو ، مارسيلو م ؛ أنسيلمو-فرانسي ، جانيتي أ ؛ المحاجر ، نيوتن S (2003). "دليل على أن المادة الجوهرية تقوم بتوزيع العقد كمكون أساسي في نظام الذاكرة بشكل مستقل عن نظام الذاكرة الحصين". علم الأعصاب للتعلم والذاكرة. 79 (3): 236-42. 
4. من LONG ، M. R. CRUTCHER، M. D. and GEORGOPOULOS، A. P. (1983) العلاقات بين الحركة وتصريف خلية وحيدة في المادة السوداء لنموذج الجلالة القرد الذي يتصرف. ج. 3: 1599-1606.
5. هيكوساكا Wurtz، RH (1983). "الدوال المرئية والمفعمة بالحيوية لقرد مؤثرات نيجرا pars reticulata. III. الذاكرة المرئية واستجابات saccade ". مجلة الفيزيولوجيا العصبية. 49 (5): 1268-84. 
6. هودج ، جوردون ك. Butcher، Larry L. (1980). "بارس التعاقد من المادة السوداء ينظم النشاط الحركي لكنه لا يشارك في تنظيم تناول الطعام والماء بشكل مهم". محفوظات Naunyn-Schmiedeberg. 313 (1): 51-67.