Subtalamik çekirdek - Subthalamic nucleus
| subtalamik çekirdek | |
|---|---|
 Bazal ganglionları (dış globus pallidus (GPe) ve iç globus pallidus (GPi)), subtalamik çekirdeği (STN) ve önemli nigrayı (SN) gösteren insan beyninin koronal dilimleri .
| |
 Parkinson hastalığında DA döngüleri
| |
| Detaylar | |
| Parçası | Bazal ganglion |
| tanımlayıcılar | |
| Latince | çekirdek subthalamicus |
| ağ | D020531 |
| Nöro İsimler | 435 |
| NeuroLex Kimliği | nlx_anat_1010002 |
| TA98 | A14.1.08.702 |
| TA2 | 5709 |
| FMA | 62035 |
| Nöroanatominin anatomik terimleri | |
Subtalamik çekirdek , küçük bir mercek şekilli olan çekirdek içinde beyin görünümü, bir kısmının bir işlevsel bakış açısından, bu bir bazal ganglion sistemi. Anatomi açısından subtalamusun en önemli kısmıdır . Adından önerdiği gibi, subtalamik çekirdek bulunduğu ventral için talamus . Ayrıca substantia nigra'nın dorsalinde ve iç kapsülün medialindedir . İlk olarak 1865'te Jules Bernard Luys tarafından tanımlanmıştır ve korpus Luysi veya Luys'un vücudu terimi hala bazen kullanılmaktadır.
Anatomi
Yapı
Subtalamik çekirdekte bulunan başlıca nöron tipi , oldukça uzun, seyrek dikenli dendritlere sahiptir . Daha merkezi konumdaki nöronlarda, dendritik çardaklar daha elipsoidal bir şekle sahiptir. Bu çardakların boyutları (1200 μm, 600 μm ve 300 μm) pek çok türde (sıçan, kedi, maymun ve insan dahil) benzerdir ve bu alışılmadık bir durumdur. Bununla birlikte, çekirdeğin dış boyutlarının yanı sıra beyin boyutuyla birlikte nöron sayısı da artar. Başlıca nöronlar, onlara bazal ganglion sisteminde belirli bir fonksiyonel pozisyon veren glutamaterjiktir . İnsanlarda ayrıca yerel devrelere katılan az sayıda (yaklaşık %7.5) GABAerjik internöron vardır; bununla birlikte, subtalamik nöronların dendritik çardakları sınırdan çekinir ve esas olarak birbirleriyle etkileşime girer.
afferent aksonlar
Subtalamik çekirdek, ana girdisini dış globus pallidus'tan (GPe) alır, sıklıkla söylendiği gibi ansa lenticularis yoluyla değil, önce medial pallidumdan ve iç kapsülden geçen lifleri yayarak (şekle bakınız). Bu afferentler , subtalamik çekirdekteki nöronları inhibe eden GABAerjiktir. Uyarıcı, glutamaterjik girişler gelen serebral korteks (özellikle motor korteks) ve pars nucleus parafasikularis arasında merkezi kompleksi . Subtalamik çekirdek ayrıca nöromodülatör girdileri, özellikle de substantia nigra pars compacta'dan dopaminerjik aksonları alır . Ayrıca pedunculopontin çekirdeğinden girdiler alır .
efferent hedefler
Subtalamik çekirdek nöronlarının aksonları çekirdeği dorsal olarak terk eder. Efferent aksonlar glutamaterjiktir (uyarıcı). Striatumla bağlantı dışında (makaklarda %17.3), subtalamik ana nöronların çoğu çok amaçlıdır ve bazal gangliyon çekirdeğinin diğer elemanlarına yönlendirilir. Bazıları aksonları medial olarak substantia nigra'ya ve lateral olarak pallidumun medial ve lateral çekirdeklerine gönderir (3-hedef, %21.3). Bazıları lateral pallidum ve substantia nigra (%2.7) veya lateral pallidum ve medial (%48) ile 2-hedeftir. Lateral pallidum için daha az tek hedef vardır. Pallidumda, subtalamik terminaller, pallidal sınıra paralel bantlarda biter. Bu hedefe ulaşan tüm aksonlar eklendiğinde, subtalamik çekirdeğin ana etkisi, vakaların %82.7'sinde açıkça internal globus pallidus (GPi)'dir.
Bazı araştırmacılar iç akson teminatlarını bildirmiştir . Bununla birlikte, bunun için çok az işlevsel kanıt vardır.
fizyoloji
subtalamik çekirdek
Subtalamik nöronların ilk hücre içi elektriksel kayıtları, bir sıçan dilimi preparasyonunda keskin elektrotlar kullanılarak yapıldı. Bu kayıtlarda, üçü de subtalamik ateşleme özelliklerinin sonraki raporlarına hakim olan üç anahtar gözlem yapılmıştır. İlk gözlem, mevcut enjeksiyon veya sinaptik uyarının yokluğunda, hücrelerin çoğunluğunun kendiliğinden ateşlenmesiydi. İkinci gözlem, bu hücrelerin çok yüksek frekanslarda geçici olarak ateşleyebilmesidir. Üçüncü gözlem, hücreler -65mV'nin altında hiperpolarize edildikten sonra geçici olarak depolarize edildiğinde doğrusal olmayan davranışlarla ilgilidir. Daha sonra, aksiyon potansiyeli patlamalarını ateşlemek için voltaj kapılı kalsiyum ve sodyum akımlarını devreye sokabilirler.
Son zamanlarda yapılan birkaç çalışma, subtalamik nöronların otonom kalp atışı yeteneğine odaklanmıştır. Bu hücreler, primatlarda 80 ila 90 Hz oranlarında spontan aksiyon potansiyelleri üretebildikleri için genellikle "hızlı ani hızlanan kalp pilleri" olarak adlandırılır .
Salınımsal ve senkron aktivite, Parkinson hastalığının altında yatan temel patoloji olan substantia nigra pars compacta'daki dopaminerjik hücrelerin kaybı ile karakterize edilen hastalardan ve hayvan modellerinden kaydedilen subtalamik nöronlarda tipik bir deşarj paterni olması muhtemeldir .
Lateropallido-subtalamik sistem
Güçlü karşılıklı bağlantılar, subtalamik çekirdeği ve globus pallidusun dış bölümünü birbirine bağlar . Her ikisi de hızlı yükselen kalp pilleridir. Birlikte, senkronize patlamalarla "bazal gangliyonların merkezi kalp pilini" oluşturdukları düşünülmektedir.
Lateral pallidum ile subtalamik çekirdek arasındaki bağlantı, aynı zamanda, verici/alıcı elemanlar arasındaki azalmanın muhtemelen en güçlü olduğu bazal gangliyon sistemindeki bağlantıdır. Hacim açısından, insanlarda lateral pallidum 808 mm³, subtalamik çekirdek ise sadece 158 mm³'tür. Bu, nöron sayılarına çevrilmiş, harita hassasiyeti kaybıyla birlikte güçlü bir sıkıştırmayı temsil eder.
Lateral pallidumdan bazı aksonlar striatuma gider. Medial pallidumun aktivitesi, lateral pallidumdan ve subtalamik çekirdekten gelen aferanslardan etkilenir. Aynı şey, esasen nigra pars reticulata için de geçerlidir . Subtalamik çekirdek, aksonları başka bir düzenleyiciye gönderir: pedunculo-pontin kompleksi (id).
Lateropallido-subtalamik sistemin, Parkinson hastalığında görülen aktivite kalıplarının oluşumunda önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir .
patofizyoloji
Derin beyin stimülasyonu (DBS) olarak adlandırılan STN'nin kronik stimülasyonu, Parkinson hastalığı olan hastaları tedavi etmek için kullanılır . İlk uyarılan, subtalamik nöronların aktivitesini değiştiren afferent aksonların terminal arborizasyonlarıdır. Bununla birlikte, uyarıcı de yakın astrositler salmalarına neden olduğuna, farelerden talamik dilimleri gösterilmiştir adenozin trifosfat (ATP), bir ön- adenosinin (katabolik süreç boyunca). Buna karşılık, adenosin A1 reseptör aktivasyonu, talamusta uyarıcı iletimi baskılar, böylece subtalamik çekirdeğin ablasyonunu taklit eder.
Subtalamik çekirdeğin tek taraflı yıkımı veya bozulması – diyabet, hipertansiyon veya sigara öyküsü olan hastalarda genellikle küçük bir damar inmesi yoluyla meydana gelebilir – hemiballismus üretir .
STN'nin şüpheli işlevlerinden biri dürtü kontrolünde olduğundan, bu bölgedeki işlev bozukluğu obsesif-kompulsif bozuklukla ilişkilendirilmiştir . STN'yi yapay olarak uyarmak, şiddetli dürtüsel davranışı düzeltmede bazı vaatler göstermiştir ve daha sonra bu bozukluk için alternatif bir tedavi olarak kullanılabilir.
İşlev
STN'nin işlevi bilinmemektedir, ancak mevcut teoriler, onu eylem seçimini gerçekleştirebilen bazal ganglion kontrol sisteminin bir bileşeni olarak yerleştirmektedir . Bazal gangliyonlarda başka bir yerde uygulanan doğrudan ve dolaylı yolların aksine, motor kontrolün sözde "hiper-direkt yolunu" uyguladığı düşünülmektedir. STN disfonksiyonunun, eşit derecede ödüllendirici iki uyaranla sunulan bireylerde dürtüselliği arttırdığı da gösterilmiştir.
Araştırmalar, subtalamusun ekstrapiramidal bir merkez olduğunu ileri sürmüştür . Kas tepkilerini kontrol altında tutar ve hasar hemiballizme (vücudun bir tarafında kol ve bacağın şiddetli bir şekilde savrulması) neden olabilir.
STN'nin fizyolojik rolü, patolojik rolü tarafından uzun süredir gizlenmiştir. Ancak son zamanlarda, STN'nin fizyolojisi üzerine yapılan araştırmalar, STN'nin hareket, denge ve motor koordinasyon dahil olmak üzere amaçlanan hareketi elde etmek için gerekli olduğunun keşfedilmesine yol açtı. Gerçekten de devam eden motor görevlerini durdurmak veya kesintiye uğratmakla ilgilidir. Ayrıca, STN uyarımı genel olarak lokomotor aktivitede önemli bir azalma ile ilişkilendirilirken, bunun aksine STN inhibisyonu hareketi arttırdı.
Ek resimler
Beynin koronal bölümü hemen ponsun önünde. "Luys Çekirdeği" olarak etiketlenmiş subtalamik çekirdek.
