สารสีดำ: กายวิภาคศาสตร์ฟังก์ชั่นและโรคที่เกี่ยวข้อง
substantia nigra เป็นส่วนที่ต่างกันของ mesencephalon ซึ่งเป็นพื้นที่เฉพาะของสมอง ในทำนองเดียวกันมันประกอบด้วยองค์ประกอบที่สำคัญของระบบปมประสาทฐาน
โดยเฉพาะมันประกอบด้วยส่วนหลังของสมองที่มีลักษณะโดยมีเซลล์ประสาทที่มี neuromelanin ซึ่งเป็นเม็ดสีเข้มเฉพาะของสมอง
สารสีดำชื่อนั้นหมายถึงลักษณะที่เซลล์ประสาทของภูมิภาคเฉพาะของ mesencephalon นำมาใช้ เหล่านี้มีสีเข้มคล้ายกับสีดำ
substantia nigra เกิดขึ้นจากเซลล์ประสาทโดปามิเนจิกและกาบาเอร์จีและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกิจกรรมของมอเตอร์
ในบทความนี้เราจะอธิบายลักษณะของ substantia nigra ทบทวนคุณสมบัติทางกายวิภาคและการทำงานของมันและหารือเกี่ยวกับโรคที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของสมองนี้
กายวิภาคของ substantia นิโกร
substantia nigra ถือเป็นส่วนหนึ่งของสมองที่อยู่ด้านหลังของ peduncles สมองและขยาย rostrocaudally ไปตาม mesencephalon
การศึกษาครั้งแรกของสารพิเศษนี้ทำโดย Mingazzini ในปี 1888 และโดย Sano ในปี 1919 ตั้งแต่นั้นมาก็มีการสรุปว่านิโกร substantia แบ่งออกเป็นสองส่วนด้วยตาเปล่า
ส่วนแรกเรียกว่าส่วนหลังมีลักษณะโดยการเป็นสารที่อุดมไปด้วยเซลล์ประสาทที่มี neuromelanin สีของเม็ดสีนี้ทำให้เซลล์ในพื้นที่นั้นดูมืดกว่าปกติ
อีกส่วนหนึ่งของ substantia nigra นั้นตั้งอยู่ในบริเวณที่มีช่องท้องมากขึ้นซึ่งเป็นที่ตั้งของโครงสร้างสารสีดำที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มันมีรูปร่างรูปไข่แบนและโดดเด่นด้วยการเป็นที่ยากจนในเซลล์
ในที่สุดผู้เขียนบางคนปกป้องการดำรงอยู่ของส่วนด้านข้างของ substantia นิโกร อย่างไรก็ตามในปัจจุบันส่วนนี้ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของส่วนหน้าท้องของสาร
ในทางตรงกันข้ามสารสีดำสองส่วนสามารถแยกแยะได้อย่างง่ายดายผ่านชนิดของสารสื่อประสาทที่รวมอยู่ด้วย ในขณะที่เซลล์ประสาทในส่วนหลังมีโดพามีนที่มีความเข้มข้นสูง แต่เซลล์ประสาทในส่วนหน้าท้องจะมีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้นใน GABA
เซลล์ประสาทของสารสีดำ
เซลล์ประสาทสามประเภทหลักได้รับการอธิบายในระบบประสาท สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่แตกต่างกันตามขนาดและที่ตั้ง
เซลล์ประสาทชนิดแรกคือเซลล์ขนาดใหญ่พวกมันถูกพบในบริเวณหน้าท้องของ substantia nigra และอ้างถึงบริเวณที่เรียกว่าสารสีดำไขว้กันเหมือนแห
เซลล์ประสาทชนิดที่สองเป็นเซลล์ที่ค่อนข้างเล็กกว่าซึ่งจัดอยู่ในประเภท "เซลล์ประสาทขนาดกลาง" พบได้ในบริเวณหลังของ substantia nigra และอ้างถึง compact substantia nigra
ในที่สุดเซลล์ประสาทชนิดที่สามคือเซลล์ขนาดเล็กที่พบได้ในสารสีดำสองส่วนคือส่วนหลังและส่วนท้อง นั่นคือทั้งสารเชื่อมโยงข้ามสีดำและสารสีดำขนาดกะทัดรัดมีเซลล์ประสาทขนาดเล็ก
เซลล์โดพามีนมีมากในสารสีดำขนาดกะทัดรัด (บริเวณหลัง) แต่พวกมันสามารถพบได้ในบริเวณที่แตกต่างกันของ mesencephalon รวมถึงบริเวณหน้าท้อง (สารที่เป็นสีดำ)
เซลล์โดปามีนมีความโดดเด่นด้วยเทคนิคฮีสโตฟอเรสเซนส์และอิมมูโนเคมีโตเคมีเช่นเดียวกับการย้อมสีนิสเซิลเนื่องจากเซลล์ประสาทประเภทนี้มีสารนิชล์จำนวนมาก
Dopaminergic neurons มีเซลล์ประสาทขนาดกลางซึ่งตั้งอยู่ในสารสีดำขนาดกะทัดรัด มันนำเสนอกระบวนการ dendritic หลักหลายอย่างซึ่งมักจะอยู่ระหว่าง 3 และ 6 กระบวนการที่สามารถแยกได้ถึง 4 ครั้ง
หนึ่งหรือสอง dendrites ของเซลล์ประสาทเหล่านี้ถูกนำเข้ามาใน substantia reticularis สีดำ แอกซอนของเซลล์โดปามินอจิกนั้นมีต้นกำเนิดมาจากหนึ่งใน dendrites หลักและไม่เป็นไมอีลิเนต
ซอนไม่ปล่อยหลักประกันภายใน substantia นิโกรและหลักสูตรผ่าน hypothalamus ด้านข้างจนกว่าจะถึงภูมิภาคที่โดดเด่น dendrites อื่น ๆ ของเซลล์ประสาทแตกแขนงออกเป็นสารสีดำขนาดกะทัดรัด
นอกจากนี้เซลล์โดปามีนยังมีเซลล์ประสาทส่วนที่ไม่ใช่โดปามีนซึ่งมีขนาดเล็กและรูปดาวซึ่งส่วนใหญ่มีโดเดนไทท์ไม่เกินขีด จำกัด นิวเคลียร์
สารสีดำ - สารสีเทา - สารสีขาว
นอกเหนือจาก substantia nigra แล้วสมองยังมีสารที่คล้ายกันอีกประเภทหนึ่งคือสสารขาวและสเทา
หลักการของบริเวณสมองเหล่านี้เหมือนกัน พวกเขาเป็นโครงสร้างสมองประกอบไปด้วยเซลล์ประสาทและชื่อของพวกเขาส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของเซลล์ประเภทนั้น
กล่าวคือเซลล์ประสาทที่อ้างถึง substantia nigra นั้นมืดเซลล์ประสาทของสสารสีเทาจะมีสีเทามากกว่าและสีของสสารขาวนั้นมีสีที่โดดเด่น
อย่างไรก็ตามสีไม่ใช่องค์ประกอบเดียวที่แยกความแตกต่างของสารหนึ่งจากอีกสารหนึ่ง ในแง่นี้องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่กระตุ้นการจัดหมวดหมู่ของสารแต่ละประเภทจะอยู่ในตำแหน่งกายวิภาคและการทำงานของเซลล์ประสาท
สารสีเทา
สสารสีเทาตั้งอยู่ในเยื่อหุ้มสมองและในศูนย์กลางของเส้นประสาทไขสันหลัง (บริเวณที่ไม่มีสารสีขาวหรือสารสีดำ) มันประกอบไปด้วยเส้นประสาทส่วนใหญ่ของ soma และ dendrites ปราศจาก myelin
มันมี motonoeuronas, protoneurons พืช, เซลล์ประสาทวงล้อม, golgi เซลล์ประสาทชนิดที่ 1 และปมประสาทกระดูกสันหลัง เนื่องจากมันไม่มีไมอีลินจึงไม่สามารถส่งแรงกระตุ้นเส้นประสาทได้อย่างรวดเร็วและการทำงานของมันอยู่ในกระบวนการรับรู้ที่เกี่ยวข้องกับการใช้เหตุผลเป็นหลัก
สารสีขาว
สารสีขาวมีตำแหน่งตรงข้ามกับวัตถุสีเทา ในเอนเซ็ฟลอนนั้นตั้งอยู่ภายใน (ในขณะที่สารสีเทาตั้งอยู่นอกและนอก) และในไขสันหลังจะอยู่ด้านนอก (ในขณะที่สารสีเทาอยู่ตรงกลาง)
สสารสีขาวนั้นมีลักษณะเฉพาะที่ประกอบด้วยเส้นใยเส้นประสาท myelinated ซึ่งมีซอนหลายตัว (แต่ไม่ใช่โซมาสและเซลล์ประสาท)
สสารสีขาวส่งผลกระทบต่อการเรียนรู้และการทำงานของสมองอย่างมาก มันกระจายศักยภาพการกระทำและทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสัญญาณและผู้ประสานงานการสื่อสารระหว่างภูมิภาคของสมอง
สารสีดำ
ในที่สุด substantia nigra ตั้งอยู่ใน mesencephalon ส่วนใหญ่ในภูมิภาคที่รวมปมประสาทฐาน มันประกอบด้วยแอกซอน dendrites และ soma ของเซลล์ประสาทและหน้าที่หลักของมันเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและการวางแนว
ประเภทของ substantia นิโกร
substantia nigra นั้นแตกต่างจากสารสีขาวและสสารสีเทาตามรูปร่างลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ อย่างไรก็ตามภายใน substantia nigra ทั้งสองภูมิภาคสามารถระบุได้อย่างชัดเจน
ความแตกต่างนี้ตอบสนองส่วนใหญ่กับชนิดของเซลล์ประสาทที่ substantia nigra รวมอยู่ด้วย ในบางภูมิภาคเซลล์บางประเภทมีอิทธิพลเหนือกว่าและในเซลล์อื่น ๆ จะมีความหมายแตกต่างกันไป
ในทำนองเดียวกันทั้งสองภูมิภาคของ substantia นิโกรที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันเช่นเดียวกับโรคที่แตกต่างกัน
ส่วนที่สองของ substantia nigra คือส่วนที่มีขนาดกะทัดรัดและส่วนที่มีการสะท้อนกลับ ส่วนที่อัดแน่นนั้นรวมถึงกลุ่มโดปามีนซึ่งอยู่ติดกันและส่วนเชื่อมขวางก็เกี่ยวข้องกับส่วนด้านข้างของ substantia นิโกร
สารสีดำกะทัดรัด
ส่วนที่กระชับของ substantia nigra นั้นมีลักษณะเป็นเซลล์ประสาทสีดำซึ่งย้อมผ่านเม็ดสีนิวโรเมลานิน เม็ดสีนี้เพิ่มขึ้นตามอายุดังนั้นเซลล์ประสาทในภูมิภาคนี้จะมืดกว่าเมื่อเวลาผ่านไป
สารสีดำในส่วนนี้สามารถแบ่งระหว่างพื้นท้องกับพื้นหลัง เซลล์ประสาทของส่วนที่อัดแน่นได้รับสัญญาณยับยั้งจากแอกซอนหลักประกันของเซลล์ประสาทของส่วนที่ถูกสะท้อนกลับของ substantia nigra
เซลล์ dopaminergic ของภูมิภาคนี้ยังมีโครงสร้างอื่น ๆ ของระบบปมประสาทปมประสาทเช่น medial pallidum ส่วน reticulated ของ substantia nigra และนิวเคลียส subthalamic
กิจกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเรียนรู้ อย่างไรก็ตามการดำเนินการของภูมิภาคนี้มีความซับซ้อนและมีการศึกษาน้อยในปัจจุบัน
การศึกษาบางชิ้นชี้ให้เห็นว่าการเสื่อมสภาพของเซลล์ประสาทเม็ดสีของสารสีดำขนาดกะทัดรัดถือเป็นสัญญาณหลักของโรคพาร์กินสันดังนั้นจึงแนะนำว่าภูมิภาคนี้จะมีส่วนร่วมในการพัฒนาพยาธิสภาพ
เกี่ยวกับการศึกษาทางอิเล็กโทรวิทยาผู้เขียนหลายคนชี้ให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของภูมิภาคนี้มีความโดดเด่นด้วยการนำเสนอศักย์การกระทำที่มีรูปคลื่นสามเฟสพร้อมเฟสบวกแรกและมีระยะเวลาเฉลี่ยมากกว่า 2.5 มิลลิวินาที
สารสีดำ
สารสีดำเชื่อมขวางแตกต่างจากสารสีดำขนาดกะทัดรัดด้วยความหนาแน่นของเซลล์ประสาทซึ่งมีขนาดเล็กกว่ามาก ในความเป็นจริงแล้วผลของภูมิภาคที่ค่อนข้างกระจายและ dendrites ของเซลล์ประสาทนั้นน่าจะเป็นฉากตั้งฉากกับ afferents ร่อง
มันประกอบด้วยประชากรต่างกันของเซลล์ประสาท GABAergic ส่วนใหญ่ฉายเซลล์ประสาทที่มีขนาดใหญ่และขนาดกลางเช่นเดียวกับ interneurons ขนาดเล็กที่มีรูปร่างเต็มไปด้วยดวงดาว
ความหนาแน่นของเส้นประสาทในระดับต่ำของสารสีดำไขว้กันเหมือนมีลักษณะทางกายภาพคล้ายกับที่ของบอลลูนซีดและนิวเคลียส entopeduncular ในความเป็นจริงเนื่องจากเซลล์วิทยา, การเชื่อมต่อ, neurochemistry และสรีรวิทยา, สารสีดำตาข่ายไขว้กันได้รับการพิจารณาเป็นส่วนขยายของโครงสร้างสมองเหล่านี้
เซลล์ประสาทกลางมีร่างกายของเซลล์ประสาทในรูปแบบตัวแปร มันอาจเป็นรูปสามเหลี่ยม, กระสวย, รูปไข่หรือรูปหลายเหลี่ยม, มักจะมี dendrites หลักระหว่าง 3 และ 5 หลักที่เกิดขึ้นในร่างกายของเส้นประสาท
dendrites ที่สำคัญของสารสีดำไขว้กันเหมือนเกิดขึ้นที่เสาของเซลล์ประสาทแกนหมุนแบ่งออกเป็นสองขั้วที่ระยะสั้นจากร่างกาย โดยปกติ dendrites ในระดับอุดมศึกษาจะอยู่ในระยะที่ไกลใกล้กับสถานีปลายทาง
แกนของเซลล์ประสาทถูกสร้างขึ้นเป็นพันปีและมีต้นกำเนิดในร่างกายหรือ dendrites หลักของเซลล์ ส่วนใหญ่แล้วจะอยู่ในสารไขว้กันเหมือนมีสีดำหรือในสารสีดำขนาดกะทัดรัด
ในเรื่องเกี่ยวกับฟังก์ชั่นของมันสารสีดำที่ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการของการวางแนวและการล้อมรอบ เช่นเดียวกันโครงสร้างสมองนี้เชื่อมโยงกับโรคพาร์คินสันและโรคลมชัก
ฟังก์ชั่น
ฟังก์ชั่นของ substantia nigra วันนี้มีข้อโต้แย้งอย่างแน่นอน กิจกรรมของสมองส่วนนี้หรือหน้าที่เฉพาะอย่างที่พวกเขาทำยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียด
อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับกิจกรรมแนะนำว่า substantia nigra สามารถมีส่วนร่วมในสี่กระบวนการหลัก: การเรียนรู้การวางแผนยนต์การเคลื่อนไหวของดวงตาและการค้นหารางวัล
การเรียนรู้
ความสัมพันธ์ระหว่างการเรียนรู้และ substantia nigra นั้นสัมพันธ์กับความสัมพันธ์ที่โครงสร้างนี้มีต่อโรคพาร์กินสัน ทุกวันนี้เป็นที่ยอมรับกันดีว่าการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ประสาทของ substantia nigra ถือเป็นสัญลักษณ์ของพยาธิวิทยาที่เสื่อมสภาพ
ในแง่นี้การปรับเปลี่ยนนิรนามที่อาสาสมัครหลายคนที่มีสาเหตุของพาร์กินสันเป็นแรงบันดาลใจในการเริ่มต้นของการศึกษาบทบาทของ substantia nigra ในการเรียนรู้
โดยเฉพาะทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นเซลล์ประสาทโดปามิเนอร์จิคของ substantia nigra สามารถเปลี่ยนกระบวนการเรียนรู้
การศึกษาได้ดำเนินการในกลุ่มวิชาที่ติดตามการรักษาโรคพาร์กินสันผ่านการกระตุ้นอย่างล้ำลึกโดยมีความหมายว่าการแทรกแซงช่วยปรับปรุงการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงของผู้เข้าร่วม
รางวัลการค้นหา
ในการวิจัยก่อนหน้านี้เหมือนกันมันแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นของเซลล์ประสาทโดปามีนของโดปานิกัสให้ความรู้สึกพอใจในบุคคล
ด้วยเหตุผลนี้จึงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าโครงสร้างสมองนี้อาจเกี่ยวข้องกับทั้งการค้นหารางวัลและการติดยา
การวางแผนมอเตอร์
บทบาทของ substantia nigra ในการวางแผนยนต์เป็นหนึ่งในฟังก์ชั่นที่มีการศึกษาและจัดทำเอกสารมากที่สุด
การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของ substantia nigra มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาการเคลื่อนไหวของร่างกายความจริงที่สะท้อนอย่างกว้างขวางในอาการพาร์กินสันที่ทำให้เกิดความเสื่อม
การเคลื่อนไหวของดวงตา
ในที่สุดมันก็แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทของ substantia nigra เข้าไปแทรกแซงในกระบวนการของการเคลื่อนไหวของดวงตา ดูเหมือนว่าฟังก์ชั่นนี้ส่วนใหญ่จะทำโดยสารสีดำเชื่อมโยงข้าม