Зубчатое ядро

Зубчатое ядро
Зубчатое ядро
	Сагиттальный срез правого полушария мозжечка. Правая оливка, «нижнее оливарное ядро», также была разрезана сагиттально – спереди назад. (Зубчатое ядро, «nucleus dentatus», обозначено вверху.)
Подробности
Часть	мозжечок
Артерия	верхняя мозжечковая артерия
Идентификаторы
латинский	зубчатое ядро
Нейроимена	683
НейроЛекс ID	бирнлекс_1171
ТА98	A14.1.07.407
ТА2	5836
ФМА	72260
	Анатомические термины нейроанатомии [ править в Викиданных ]

Зубчатое ядро — это скопление нейронов или нервных клеток в центральной нервной системе, имеющее зубчатый — зубчатый или зазубренный — край. Он расположен в глубоком белом веществе каждого полушария мозжечка и является крупнейшей структурой, связывающей мозжечок с остальным мозгом. ^[1] Это самое большое и самое латеральное или самое дальнее от средней линии из четырех пар глубоких ядер мозжечка , остальные представляют собой шаровидные и эмболиформные ядра, которые вместе называются вставочным ядром и фастигиальным ядром. Зубчатое ядро отвечает за планирование, инициирование и контроль произвольных движений. Дорсальная область зубчатого ядра содержит выходные каналы, участвующие в двигательной функции, то есть движении скелетных мышц , тогда как вентральная область содержит выходные каналы, участвующие в немоторных функциях, таких как сознательное мышление и зрительно-пространственная функция.

Разработка

Зубчатое ядро сильно извилисто, с извилинами (гребнями на коре головного мозга) и бороздами (бороздами или бороздками на коре головного мозга). Его формирование совпадает с критическим периодом интенсивного роста зубчатой кости плода. Зубчатое ядро становится видимым в белом веществе мозжечка уже на 11–12 неделе беременности и содержит только гладкие латеральные (в сторону стороны или в сторону от средней линии) и медиальную (в сторону средней линии) поверхности. В это время нейроны зубчатого ядра сходны по форме и форме, представляя собой преимущественно биполярные клетки . ^[2]

В течение 22–28 недель беременности, что является критическим периодом в развитии зубчатого ядра плода, образование извилин происходит обширно по всей поверхности. ^[3] Здесь нейроны созревают в различные формы мультиполярных клеток . ^[3] и наиболее частыми типами нейронов являются нейроны среднего и крупного размера. ^[2]

Структура

Расположение

Архитектура мозжечка имеет форму, напоминающую структуру кристалла, поэтому срез в любом месте мозжечка дает повторяющуюся архитектуру. Восемь ядер мозжечка, расположенных в глубоком белом веществе каждого полушария мозжечка, сгруппированы в пары, по одному из каждой пары в каждом из двух полушарий. Зубчатое ядро с покрывающей его корой мозжечка представляет собой кусок ткани, образующий функциональную единицу, называемую мозжечок . Таким образом, существует часть мозжечка, сообщающаяся исключительно с зубчатым ядром. ^[4]

Глубокие ядра мозжечка

Зубчатое : Зубчатое ядро является самым крупным, наиболее латеральным и филогенетически самым молодым из ядер мозжечка. Он получает афферентные, или входящие, сигналы от премоторной коры и дополнительной моторной коры через понтоцеребеллярную систему. Эфферентные, или исходящие, сигналы проходят через верхнюю ножку мозжечка через красное ядро к контралатеральному. ^[5] – противоположная сторона – вентро-передний/вентролатеральный (VA/VL) таламус . ^[6]
Вставочное : шаровидное и эмболиформное ядра вместе составляют вставочное ядро. Вставочное ядро является самым маленьким из ядер мозжечка. Он расположен между денатным и фастигиальным ядрами. Он получает афферентную энергию от передней (по направлению к передней) доли мозжечка и отправляет выходные данные в контралатеральное красное ядро через верхнюю ножку мозжечка. Это ядро является источником руброспинального тракта, который в основном влияет на мышцы-сгибатели конечностей. ^[7]
Фастигиальный : Фастигиальное ядро является наиболее медиальным. Он получает афферентную информацию от червя , а эфференты проходят через нижнюю ножку мозжечка к вестибулярным ядрам .

Глубокие ядра мозжечка получают окончательный выходной сигнал от коры мозжечка через клетки Пуркинье в форме торможения. Нейроны ядер мозжечка генерируют спонтанные потенциалы действия, несмотря на продолжающееся торможение со стороны клеток Пуркинье. Ядра мозжечка получают афферентные проекции от нижней оливы , латерального ретикулярного ядра , верхних шейных и поясничных сегментов спинного мозга, а также понтинных ядер . Вместе глубокие ядра мозжечка образуют функциональную единицу, которая обеспечивает управление корой мозжечка по обратной связи с помощью мозжечкового выхода. ^[4]

Морфология

Зубчатое ядро сильно извито. ^[3] и могут быть разделены на дорсальный (моторный) и вентральный (немоторный) домены. Вентральная половина у людей гораздо более развита, чем у человекообразных обезьян, и, по-видимому, играет важную роль в соединении волокон. Кроме того, вентральный домен обеспечивает высшие функции мозжечка, такие как речь и познание, а также разносторонние и скоординированные движения пальцев. ^[8] Хотя общепринято, что вентральная область возникла позже в эволюционной временной шкале, современные трехмерные изображения вызывают вопросы относительно этого предположения, поскольку теперь можно анализировать третью ось, рострокаудальную ось. ^[3] Кроме того, текущие изображения показывают, что вентральная область физически не больше, чем дорсальная область у людей, как можно было бы предсказать, если бы размер увеличивался с увеличением когнитивной функции. ^[1]

Нейроны зубчатой кости взрослого человека подразделяются в зависимости от размера, морфологии и функции на крупные главные и мелкие нейроны локальной цепи. ^[6]

Большие главные нейроны

Большие основные нейроны были разделены на четыре основных типа в зависимости от положения внутри зубчатой кости, формы сомы (тела клетки) и дендритного ветвления. Эти нейроны отвечают за связь между зубчатым ядром и корой мозжечка. ^[6]

Центральные нейроны : Центральные нейроны расположены в более глубоких частях ядерной массы, вдали от периферии. У них круглые и колючие соматы , а со всех сторон от сомы отходят многочисленные дендритные стволы. Эти дендриты имеют сложную структуру ветвления и сферические дендритные поля. ^[6]
Пограничные нейроны : Пограничные нейроны сосредоточены на границе ядерной пластинки и имеют эллиптические соматы. У них есть толстый аксон, направленный в окружающее белое вещество, а также от четырех до шести первичных дендритов, ответвляющихся от противоположного конца. Дендритные поля этих нейронов имеют форму тетраэдра с телом клетки в одном углу. ^[6]
Промежуточные асимметричные нейроны . Промежуточные асимметричные нейроны равномерно распределены по всей ядерной массе и имеют большие эллиптические соматы. У них от пяти до девяти дендритов, ветвящихся во всех направлениях, один или два из которых намного длиннее остальных. ^[6]
Промежуточные веретенообразные нейроны : Промежуточные веретенообразные нейроны разбросаны по всей зубчатой кости и имеют удлиненные и эллиптические соматы, суженные на обоих концах. Они включают от трех до пяти первичных дендритов, которые делятся на несколько длинных дендритов. Верхняя часть тела клетки параллельна апикальным дендритам, ориентированным к ядерному ядру. ^[6]

Маленькие нейроны локальной цепи

Небольшие нейроны локальной цепи включают сигнальные пути, которые содержатся внутри зубчатой кости. Эти нейроны обеспечивают обратную связь с зубчатой частью и позволяют точно контролировать передачу сигналов. В настоящее время проводится меньше исследований конкретной формы и роли этих нейронов. ^[6] поскольку зубчатое ядро состоит в основном из крупных главных нейронов. ^[2]

Функция

Прогнозы

Зубчатая часть содержит анатомически отдельные и функционально различные моторные и немоторные домены (дорсальный и вентральный соответственно), а проекции организованы от зубчатого ядра к отдельным областям вентролатерального таламуса. Через таламус дорсальные части зубчатой кости выступают в первичные двигательные и премоторные области коры головного мозга , а вентральные части зубчатой кости выступают в префронтальные и заднетеменные области коры головного мозга. ^[9] Моторные и немоторные домены составляют примерно 50–60 и 20 процентов зубчатой кости соответственно. Подсчитано, что пропорции зубчатых зубов человека сопоставимы. Все области коры головного мозга, на которые направлена зубчатая часть, проецируются обратно на мозжечок через эфференты к ядрам моста, а также области коры, которые не проецируются на мозжечок, не являются целями зубчатой продукции. ^[9]Двигательный домен в дорсальной части зубчатой кости содержит выходные каналы, которые контролируют как генерацию, так и контроль движений, а также нейроны, иннервирующие премоторные области лобной доли . Немоторная область содержит выходные каналы, участвующие в познании и зрительно-пространственных функциях, а проекции на префронтальные и заднетеменные области коры внутри этой области сгруппированы в отдельные области с небольшим перекрытием. Эти области активируются во время задач, связанных с кратковременной рабочей памятью, обучением на основе правил и планированием высших исполнительных функций. Хотя было показано, что вентральная часть зубчатой кости участвует в получении информации, участвует ли она в удержании и хранении, остается неясным. ^[10]

Пути

Существует три различных пути от зубчатого ядра к вентролатеральному таламусу: прямой, задний и передний. Прямой путь проходит в переднелатеральном направлении под таламусом и входит с вентральной стороны. Аксоны, следующие по заднему пути, поворачивают дорсально от средней линии на задней стороне таламуса, входя в таламус из разных положений. Аксоны, следующие по переднему пути, проходят латерально в субталамусе и входят в наружную мозговую пластинку . Внутри пластинки волокна поворачивают назад и входят в дорсальную сторону таламуса. Следовательно, в результате этих различных путей нейроны зубчатого ядра способны пересекать все ядра таламуса, за исключением тех, которые находятся в средней линии и передней ядерной группе. ^[11]

Аксоны зубчатого ядра могут быть расходящимися или сходящимися. К конвергентным ветвям относятся те, которые происходят от совершенно разных аксонов и проходят по разным маршрутам, но перекрываются в одном терминальном поле. Различные пути берут начало от одного и того же аксона, но идут по разным маршрутам и нацелены на разные терминальные поля. Хотя между зубчатым ядром и таламусом не наблюдалось двухточечной связи, считается, что существует заранее установленная связь между одним зубчатым участком и представительствами нескольких частей тела в таламусе. ^[11]

Мозжечок воспринимает три модальности, включая проприоцепцию , ноцицепцию и соматическую информацию, и все они стимулируют зубчатое ядро. Зубчатое ядро в основном отвечает за планирование и выполнение мелких движений. Поскольку любая двигательная функция требует сенсорной информации, можно предположить, что зубчатое ядро получает и модулирует эту сенсорную информацию, хотя конкретный механизм этого остается неясным. Например, акт подъема объекта требует сенсорной информации, такой как размер объекта и его расположение в пространстве. Хотя основная роль зубчатого ядра — контроль движения, оно также играет роль в сенсорной обработке. ^[4]

Роль

Роль зубчатого ядра можно описать двумя основными положениями: ^[4]

Зубчатое ядро участвует в работе основных схем, включая передачу сигналов в мозжечок отовсюду. Любая функция, требующая координации, включая мысли и двигательное поведение, должна проходить через мозжечок для сглаживания. Этот входной сигнал передается двумя частями: к поверхности коры мозжечка, а также побочным входным сигналом к ядрам мозжечка.
Весь мозжечок имеет только один выход, который обязательно ведет из глубоких ядер мозжечка. Существует выходная информация из коры мозжечка, поэтому эта выходная информация должна пройти через ядра мозжечка и отправить выходные данные в остальную нервную систему. Таким образом, мозжечок сообщается с внешним миром через ядра мозжечка. Ввод, поступающий в кору мозжечка, обрабатывается разными способами; в конечном итоге все, что происходит в коре мозжечка, выходит из мозжечка через синапс в ядрах мозжечка.

Зубчатое ядро отвечает за планирование, инициирование и контроль произвольных движений. Дорсальная область зубчатой кости содержит выходные каналы, участвующие в двигательных функциях, тогда как вентральная область содержит выходные каналы, участвующие в немоторных функциях, таких как когнитивные и зрительно-пространственные функции. ^[1] Зубчатое ядро посылает команды и информацию в моторные и премоторные области переднего мозга. ^[4]

Клиническое значение

Зубчатое ядро затрагивает ряд патологических процессов, включая метаболические, генетические и нейродегенеративные нарушения, а также некоторые инфекции.

Метаболические нарушения

Болезнь мочи кленового сиропа (MSUD) : наследственное нарушение метаболизма аминокислот у новорожденных, MSUD приводит к ухудшению неврологического состояния. миелина Отек наблюдается в мозжечке, включая зубчатое ядро, ствол мозга и кортикоспинальные пути . ^[12]

Болезнь Ли . Клинические и патологические симптомы обычно появляются на первом году жизни и включают задержку психомоторного развития и дисфункцию ствола головного мозга. Двусторонние симметричные дефекты наблюдаются в околоводопроводном сером веществе, стволе мозга, базальных ганглиях и зубчатом ядре. ^[12]

Глутаровая ацидурия типа 1 (GA1) : аутосомно-рецессивное заболевание, GA1 возникает из-за дефицита глутарил-коэнзима А-дегидрогеназы . Аномалии наблюдаются в базальных ганглиях и зубчатом ядре. ^[12]

Болезнь Канавана : Болезнь Канавана — это заболевание белого вещества, возникающее из-за дефицита аспартоацилазы . Зубчатое ядро не поражается до поздней стадии прогрессирования заболевания. ^[12]

Различные расстройства

Нейрофиброматоз типа 1 (НФ1) : НФ1 является аутосомно-доминантным нейрокожным заболеванием . Отличительной чертой NF1 является развитие многочисленных опухолей. Поражения белого вещества мозжечка и зубчатого ядра обычно возникают у детей в возрасте до десяти лет. ^[12]

Лангергансаклеточный гистиоцитоз (ЛКГ) : ЛКГ представляет собой агрессивное заболевание, обусловленное пролиферацией гистиоцитов из клеток Лангерганса, при этом зубчатое ядро, как полагают, поражается до 40 процентов пациентов. ^[12]

Болезнь Альцгеймера (БА) с миоклонусом . При БА с миоклонусом наблюдается увеличение среднего объема крупных нейронов и уменьшение среднего объема мелких нейронов в зубчатом ядре. Морфологические изменения зубчатого ядра могут способствовать патологическому субстрату миоклонуса при БА. ^[13]

Дополнительные изображения

Рассечение ствола головного мозга. Боковой вид.
Глубокое рассечение ствола головного мозга. Боковой вид.
Глубокое рассечение ствола головного мозга. Боковой вид.
Ромбовидная ямка.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Султан Ф., Хамоде С. и Байзер Дж.С. (2010). ЗУБНОЕ ЯДРО ЧЕЛОВЕКА: РАЗРУШЕННАЯ СЛОЖНАЯ ФОРМА. [Статья]. Неврология, 167(4), 965–968.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Милошевич Н.Т., Ристанович Д., Марич Д.Л. и Райкович К. (2010). Морфология и классификация клеток крупных нейронов зубчатого ядра взрослого человека: количественное исследование. [Статья]. Письма по неврологии, 468 (1), 59–63.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ямагучи К. и Гото Н. (1997). Трехмерная структура зубчатого ядра мозжечка человека: компьютеризированное исследование реконструкции. [Статья]. Анатомия и эмбриология, 196 (4), 343–348.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Сааб, CY, и Уиллис, WD (2003). Мозжечок: организация, функции и его роль в ноцицепции. [Обзор]. Обзоры исследований мозга, 42 (1), 85–95.
^ «Мозжечок – Глубокие ядра – Зубчатые» .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Ристанович Д., Милошевич Н.Т., Стефанович Б.Д., Марич Д.Л. и Райкович К. (2010). Морфология и классификация крупных нейронов зубчатого ядра взрослого человека: качественный и количественный анализ 2D-изображений. [Статья]. Неврологические исследования, 67 (1), 1–7.
^ «Глава 8B: Системы мозжечка» . Архивировано из оригинала 8 декабря 2007 г.
^ Матано, С. (2001). Краткое сообщение: Пропорции вентральной половины зубчатого ядра мозжечка у человека и человекообразных обезьян. [Статья]. Американский журнал физической антропологии, 114 (2), 163–165.
^ Перейти обратно: ^а ^б Дум, Р.П. и Стрик, PL (2003). Развернутая карта зубчатого ядра мозжечка и его проекций на кору головного мозга. [Статья]. Журнал нейрофизиологии, 89 (1), 634–639.
^ Медиавилла, К., Молина, Ф. и Пуэрто, А. (2000). Сохранение одновременного обучения вкусовой отвращению после электролитического поражения межпозитивно-зубчатой области мозжечка. [Статья]. Исследования мозга, 868(2), 329–337.
^ Перейти обратно: ^а ^б Мейсон А., Ильинский И.А., Мальдонадо С. и Култас-Илинский К. (2000). Таламические терминальные поля отдельных аксонов вентральной части зубчатого ядра мозжечка Macaca mulatta. [Статья]. Журнал сравнительной неврологии, 421 (3), 412–428.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж МакЭрлин А., Абдалла К., Донохью В. и Райан С. (2010). Зубчатое ядро у детей: нормальное развитие и закономерности заболевания. [Статья]. Детская радиология, 40 (3), 326–339.
^ Фукутани, Ю., Кэрнс, Нью-Джерси, Эвералл, И.П., Чедвик, А., Исаки, К., и Лантос, PL (1999). Зубчатое ядро мозжечка при болезни Альцгеймера с миоклонией. [Статья]. Деменция и гериатрические когнитивные расстройства, 10 (2), 81–88.

Внешние ссылки

Изображение атласа: n2a7p6 в системе здравоохранения Мичиганского университета.
Изображение атласа: n2a7p9 в системе здравоохранения Мичиганского университета.
https://web.archive.org/web/20150621011739/http://www.mona.uwi.edu/fpas/courses/physiology/neurophysiology/Cerebellum.htm
http://www.neuroanatomy.wisc.edu/cere/text/P5/dentate.htm
Поиск NIF – зубчатое ядро через информационную структуру нейробиологии

[Sultan-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Султан Ф., Хамоде С. и Байзер Дж.С. (2010). ЗУБНОЕ ЯДРО ЧЕЛОВЕКА: РАЗРУШЕННАЯ СЛОЖНАЯ ФОРМА. [Статья]. Неврология, 167(4), 965–968.

[Milosevic-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Милошевич Н.Т., Ристанович Д., Марич Д.Л. и Райкович К. (2010). Морфология и классификация клеток крупных нейронов зубчатого ядра взрослого человека: количественное исследование. [Статья]. Письма по неврологии, 468 (1), 59–63.

[Yamaguchi-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ямагучи К. и Гото Н. (1997). Трехмерная структура зубчатого ядра мозжечка человека: компьютеризированное исследование реконструкции. [Статья]. Анатомия и эмбриология, 196 (4), 343–348.

[Saab-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Сааб, CY, и Уиллис, WD (2003). Мозжечок: организация, функции и его роль в ноцицепции. [Обзор]. Обзоры исследований мозга, 42 (1), 85–95.

[5] «Мозжечок – Глубокие ядра – Зубчатые» .

[Ristanovic-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Ристанович Д., Милошевич Н.Т., Стефанович Б.Д., Марич Д.Л. и Райкович К. (2010). Морфология и классификация крупных нейронов зубчатого ядра взрослого человека: качественный и количественный анализ 2D-изображений. [Статья]. Неврологические исследования, 67 (1), 1–7.

[7] «Глава 8B: Системы мозжечка» . Архивировано из оригинала 8 декабря 2007 г.

[Matano-8] Матано, С. (2001). Краткое сообщение: Пропорции вентральной половины зубчатого ядра мозжечка у человека и человекообразных обезьян. [Статья]. Американский журнал физической антропологии, 114 (2), 163–165.

[Dum-9] Перейти обратно: ^а ^б Дум, Р.П. и Стрик, PL (2003). Развернутая карта зубчатого ядра мозжечка и его проекций на кору головного мозга. [Статья]. Журнал нейрофизиологии, 89 (1), 634–639.

[Mediavilla-10] Медиавилла, К., Молина, Ф. и Пуэрто, А. (2000). Сохранение одновременного обучения вкусовой отвращению после электролитического поражения межпозитивно-зубчатой области мозжечка. [Статья]. Исследования мозга, 868(2), 329–337.

[Mason-11] Перейти обратно: ^а ^б Мейсон А., Ильинский И.А., Мальдонадо С. и Култас-Илинский К. (2000). Таламические терминальные поля отдельных аксонов вентральной части зубчатого ядра мозжечка Macaca mulatta. [Статья]. Журнал сравнительной неврологии, 421 (3), 412–428.

[McErlean-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж МакЭрлин А., Абдалла К., Донохью В. и Райан С. (2010). Зубчатое ядро у детей: нормальное развитие и закономерности заболевания. [Статья]. Детская радиология, 40 (3), 326–339.

[Fukutani-13] Фукутани, Ю., Кэрнс, Нью-Джерси, Эвералл, И.П., Чедвик, А., Исаки, К., и Лантос, PL (1999). Зубчатое ядро мозжечка при болезни Альцгеймера с миоклонией. [Статья]. Деменция и гериатрические когнитивные расстройства, 10 (2), 81–88.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]