Белое вещество
| Белое вещество | |
|---|---|
 Микрофотография, показывающая белое вещество с его характерным видом, напоминающим мелкую сетку (слева на изображении – более светлый оттенок розового) и серое вещество с характерными телами нейрональных клеток (справа на изображении – темный оттенок розового). Пятно HPS . | |
 Человеческий мозг в разрезе справа сбоку, показывающий серое вещество (более темные внешние части) и белое вещество (внутренние и заметно более белые части). | |
| Подробности | |
| Расположение | Центральная нервная система |
| Идентификаторы | |
| латинский | белое вещество |
| МеШ | D066127 |
| ТА98 | A14.1.00.009 A14.1.02.024 A14.1.02.201 A14.1.04.101 A14.1.05.102 A14.1.05.302 A14.1.06.201 |
| ТА2 | 5366 |
| ФМА | 83929 |
| Анатомическая терминология | |
Белое вещество относится к областям центральной нервной системы (ЦНС), которые в основном состоят из миелинизированных аксонов , также называемых трактами . [1] Белое вещество, долгое время считавшееся пассивной тканью, влияет на обучение и функции мозга, модулируя распределение потенциалов действия , действуя как реле и координируя связь между различными областями мозга. [2]
Белое вещество названо так из-за его относительно светлого вида, обусловленного содержанием липидов в миелине . Однако ткань свежеразрезанного мозга невооруженным глазом кажется розовато-белой, поскольку миелин состоит в основном из липидной ткани, пронизанной капиллярами . Его белый цвет в приготовленных образцах обусловлен его обычной консервацией в формальдегиде .
Структура [ править ]
Белое вещество [ править ]
Белое вещество состоит из пучков, которые соединяют различные области серого вещества (места расположения тел нервных клеток) головного мозга между собой и передают нервные импульсы между нейронами. Миелин действует как изолятор, который позволяет электрическим сигналам прыгать , а не проходить через аксон, увеличивая скорость передачи всех нервных сигналов. [3]
Общее количество волокон дальнего действия в полушарии головного мозга составляет 2% от общего количества корково-кортикальных волокон (во всех областях коры) и примерно такое же количество, как и число тех, которые сообщаются между двумя полушариями в самой большой структуре белой ткани мозга. тело мозолистое . [4] Шюц и Брайтенберг отмечают: «Как правило, количество волокон определенного диапазона длин обратно пропорционально их длине». [4]
Доля кровеносных сосудов в белом веществе у взрослых лиц не пожилого возраста составляет 1,7–3,6%. [5]
Серое вещество [ править ]
Другим основным компонентом мозга является серое вещество (на самом деле розовато-коричневое из-за кровеносных капилляров), которое состоит из нейронов . — Черная субстанция это третий цветной компонент, обнаруженный в мозге, который кажется более темным из-за более высокого уровня меланина в дофаминергических нейронах, чем в близлежащих областях. темнее серого вещества Обратите внимание, что белое вещество иногда может казаться на предметном стекле из-за типа используемого красителя . Белое вещество головного и спинного мозга не содержит дендритов , тел нервных клеток или более коротких аксонов. [ нужна ссылка ] который можно найти только в сером веществе.
Местоположение [ править ]
Белое вещество образует основную часть глубоких отделов головного мозга и поверхностных отделов спинного мозга . Агрегаты серого вещества, такие как базальные ганглии ( хвостатое ядро , скорлупа , бледный шар , черная субстанция , субталамическое ядро , прилежащее ядро ) и ядра ствола мозга ( красное ядро , ядра черепных нервов ), распространены в белом веществе головного мозга.
Мозжечок деревом структурирован аналогично головному мозгу, с поверхностной мантией коры мозжечка, глубоким белым веществом мозжечка (так называемым « жизни ») и агрегатами серого вещества, окруженными глубоким белым веществом мозжечка ( зубчатое ядро , шаровидное ядро , эмболиформное ядро и фастигиальное ядро ). Заполненные жидкостью желудочки головного мозга (боковые желудочки, третий желудочек , водопровод мозга , четвертый желудочек ) также расположены глубоко в белом веществе головного мозга.
аксона миелинизированного Длина
У мужчин больше белого вещества, чем у женщин, как по объему, так и по длине миелинизированных аксонов. В 20-летнем возрасте общая длина миелиновых волокон у мужчин составляет 176 000 км, у женщин — 149 000 км. [6] Общая длина с возрастом снижается примерно на 10% каждое десятилетие, так что мужчина в возрасте 80 лет имеет длину 97 200 км, а женщина - 82 000 км. [6] Большая часть этого снижения происходит из-за потери более тонких волокон. Однако в это исследование вошли только 36 участников. [6]
Функция [ править ]
Белое вещество — это ткань, через которую передаются сообщения между различными областями серого вещества центральной нервной системы. Белое вещество белое из-за жирового вещества (миелина), окружающего нервные волокна (аксоны). Этот миелин содержится почти во всех длинных нервных волокнах и действует как электрическая изоляция. Это важно, поскольку позволяет сообщениям быстро передаваться с места на место.
В отличие от серого вещества, пик развития которого приходится на двадцать лет, белое вещество продолжает развиваться и достигает пика в среднем возрасте. [7]
Исследования [ править ]
Рассеянный склероз (РС) — наиболее распространенное из воспалительных демиелинизирующих заболеваний центральной нервной системы, поражающих белое вещество. При поражениях рассеянного склероза миелиновая оболочка вокруг аксонов повреждается из-за воспаления . [8] Расстройства, связанные с употреблением алкоголя, связаны с уменьшением объема белого вещества. [9]
Амилоидные бляшки в белом веществе могут быть связаны с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями . [10] Другие изменения, которые обычно происходят с возрастом, включают развитие лейкоареоза , который представляет собой разрежение белого вещества, которое может коррелировать с различными состояниями, включая потерю бледности миелина, потерю аксонов и снижение рестриктивной функции гематоэнцефалического барьера. . [11]
Существуют также доказательства того, что злоупотребление психоактивными веществами может повредить микроструктуру белого вещества, хотя длительное воздержание в некоторых случаях может обратить вспять такие изменения белого вещества. [12]
Поражения белого вещества при магнитно-резонансной томографии связаны с несколькими неблагоприятными последствиями, такими как когнитивные нарушения и депрессия . [13] Гиперинтенсивность белого вещества чаще всего присутствует при сосудистой деменции , особенно среди мелких сосудов/подкорковых подтипов сосудистой деменции. [14]
Объем [ править ]
Меньшие объемы (в среднем по группе) белого вещества могут быть связаны с большим дефицитом внимания , декларативной памяти , исполнительных функций , интеллекта и академической успеваемости . [15] [16] Однако изменение объема происходит непрерывно на протяжении всей жизни из-за нейропластичности и является скорее способствующим, чем определяющим фактором определенных функциональных дефицитов из-за компенсирующих эффектов в других областях мозга. [16] Целостность белого вещества снижается из-за старения. [17] Тем не менее, регулярные аэробные упражнения, по-видимому, либо отсрочивают эффект старения, либо, в свою очередь, улучшают целостность белого вещества в долгосрочной перспективе. [17] Изменения объема белого вещества вследствие воспаления или травмы могут быть фактором тяжести обструктивного апноэ во сне . [18] [19]
Изображение [ править ]
Исследование белого вещества было усовершенствовано с помощью метода нейровизуализации , называемого диффузионно-тензорной визуализацией , при котором магнитно-резонансной томографии используются сканеры головного мозга (МРТ). По состоянию на 2007 год по этой теме опубликовано более 700 публикаций. [20]
Статья Яна Шольца и его коллег 2009 г. [21] использовали диффузионно-тензорную визуализацию (DTI), чтобы продемонстрировать изменения объема белого вещества в результате изучения новой двигательной задачи (например, жонглирования). Исследование важно как первая статья, которая соотносит двигательное обучение с изменениями белого вещества. Ранее многие исследователи считали, что этот тип обучения опосредуется исключительно дендритами, которых нет в белом веществе. Авторы предполагают, что электрическая активность в аксонах может регулировать миелинизацию в аксонах. Или же причиной этих изменений могут быть грубые изменения диаметра или плотности упаковки аксона. [22] [ самостоятельно опубликованный источник? ] В более недавнем исследовании DTI, проведенном Сампайо-Баптистой и его коллегами, сообщалось об изменениях в белом веществе в результате двигательного обучения, а также об увеличении миелинизации. [23]
См. также [ править ]
- Рассечение белого вещества
- Вентрикуломегалия
- Сосудистая деменция
- Болезнь исчезновения белого вещества
- Атрофия мозга
Ссылки [ править ]
- ^ Блюменфельд, Хэл (2010). Нейроанатомия через клинические случаи (2-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. п. 21. ISBN 978-0878936137 .
Области ЦНС, состоящие преимущественно из миелинизированных аксонов, называются белым веществом.
- ^ Дуглас Филдс, Р. (2008). «Белая материя имеет значение». Научный американец . 298 (3): 54–61. Бибкод : 2008SciAm.298c..54D . doi : 10.1038/scientificamerican0308-54 .
- ^ Кляйн, С.Б., и Торн, Б.М. Биологическая психология. Издательство Worth: Нью-Йорк. 2007. [ ISBN отсутствует ] [ нужна страница ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Шюц, Альмут; Брайтенберг, Валентино (2002). «Белое вещество коры головного мозга человека: количественные аспекты корково-кортикальной связи дальнего действия». В Шюце, Альмут; Брайтенберг, Валентино (ред.). Области коры: единство и разнообразие, концептуальные достижения в исследованиях мозга . Тейлор и Фрэнсис. стр. 377–386. ISBN 978-0-415-27723-5 .
- ^ Лендерс, КЛ; Перани, Д.; Ламмертсма, А.А.; Хизер, доктор юридических наук; Бэкингем, П.; Джонс, Т.; Хили, MJR; Гиббс, Дж. М.; Мудрый, RJS; Хатазава, Дж.; Герольд, С.; Бини, Р.П.; Брукс, диджей; Спинкс, Т.; Родос, К.; Фраковяк, RSJ (1990). «Мозговой кровоток, объем крови и использование кислорода». Мозг . 113 : 27–47. дои : 10.1093/мозг/113.1.27 . ПМИД 2302536 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Марнер, Лисбет; Ньенгаард, Йенс Р.; Тан, Юн; Паккенберг, Бенте (2003). «Заметная потеря миелинизированных нервных волокон в мозге человека с возрастом». Журнал сравнительной неврологии . 462 (2): 144–152. дои : 10.1002/cne.10714 . ПМИД 12794739 . S2CID 35293796 .
- ^ Соуэлл, Элизабет Р.; Петерсон, Брэдли С.; Томпсон, Пол М.; Добро пожаловать, Сюзанна Э.; Хенкениус, Эми Л.; Тога, Артур В. (2003). «Картирование корковых изменений на протяжении всей жизни человека». Природная неврология . 6 (3): 309–315. дои : 10.1038/nn1008 . ПМИД 12548289 . S2CID 23799692 .
- ^ Хофтбергер, Романа; Лассманн, Ганс (2018). «Воспалительные демиелинизирующие заболевания центральной нервной системы». Справочник по клинической неврологии . Том. 145. Эльзевир. стр. 263–283. дои : 10.1016/b978-0-12-802395-2.00019-5 . ISBN 978-0-12-802395-2 . ISSN 0072-9752 . ПМК 7149979 . ПМИД 28987175 .
- ^ Монниг, Молли А.; Тониган, Дж. Скотт; Йо, Рональд А.; Тома, Роберт Дж.; Маккрейди, Барбара С. (2013). «Объем белого вещества при расстройствах, связанных с употреблением алкоголя: метаанализ» . Биология наркомании . 18 (3): 581–592. дои : 10.1111/j.1369-1600.2012.00441.x . ПМК 3390447 . ПМИД 22458455 .
- ^ Роузборо, Остин; Рамирес, Джоэл; Блэк, Сандра Э.; Эдвардс, Джоди Д. (2017). «Связь между амилоидом β и гиперинтенсивностью белого вещества: систематический обзор». Болезнь Альцгеймера и деменция . 13 (10): 1154–1167. дои : 10.1016/j.jalz.2017.01.026 . ISSN 1552-5260 . ПМИД 28322203 . S2CID 35593591 .
- ^ О'Салливан, М. (1 января 2008 г.). «Лейкоареоз». Практическая неврология . 8 (1): 26–38. дои : 10.1136/jnnp.2007.139428 . ISSN 1474-7758 . ПМИД 18230707 . S2CID 219190542 .
- ^ Хэмптон WH, Ханик I, Олсон IR (2019). «[Злоупотребление психоактивными веществами и белое вещество: выводы, ограничения и будущее исследований диффузионной тензорной визуализации]» . Наркотическая и алкогольная зависимость . 197 (4): 288–298. doi : 10.1016/j.drugalcdep.2019.02.005 . ПМК 6440853 . ПМИД 30875650 .
Учитывая, что наша центральная нервная система представляет собой сложно сбалансированную и сложную сеть из миллиардов нейронов и поддерживающих клеток, некоторые могут предположить, что внешние вещества могут вызвать необратимое повреждение мозга. Однако наш обзор рисует менее мрачную картину рассматриваемых веществ. После длительного воздержания у лиц, злоупотребляющих алкоголем (Pfefferbaum et al., 2014) или опиатов (Wang et al., 2011), микроструктура белого вещества существенно не отличается от лиц, не употребляющих алкоголь. Не было также никаких доказательств того, что микроструктурные изменения белого вещества, наблюдаемые в продольных исследованиях каннабиса, никотина или кокаина, были совершенно необратимыми. Поэтому возможно, что, по крайней мере в некоторой степени, воздержание может обратить вспять влияние злоупотребления психоактивными веществами на белое вещество. Способность белого вещества «приходить в норму», скорее всего, зависит от уровня и продолжительности злоупотребления, а также от вещества, которым злоупотребляют.
- ^ О'Брайен, Джон Т. (2014). «Клиническое значение изменений белого вещества». Американский журнал гериатрической психиатрии . 22 (2). Эльзевир Б.В.: 133–137. дои : 10.1016/j.jagp.2013.07.006 . ISSN 1064-7481 . ПМИД 24041523 .
- ^ Хироно, Нобуцугу; Китагаки, Хадзиме; Кадзуи, Хироаки; Хасимото, Мамору; Мори, Эцуро (2000). «Влияние изменений белого вещества на клиническое проявление болезни Альцгеймера» . Гладить . 31 (9). Ovid Technologies (Wolters Kluwer Health): 2182–2188. дои : 10.1161/01.str.31.9.2182 . ISSN 0039-2499 . ПМИД 10978049 .
- ^ Тасман, Аллан (2015). Психиатрия (на валлийском языке). Западный Суссекс, Англия: Уайли Блэквелл. ISBN 978-1-118-84549-3 . OCLC 903956524 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Филдс, Р. Дуглас (5 июня 2008 г.). «Белое вещество в обучении, познании и психических расстройствах» . Тенденции в нейронауках . 31 (7). Эльзевир Б.В.: 361–370. doi : 10.1016/j.tins.2008.04.001 . ISSN 0166-2236 . ПМК 2486416 . ПМИД 18538868 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Справочник по психологии старения . Эльзевир. 2016. doi : 10.1016/c2012-0-07221-3 . ISBN 978-0-12-411469-2 .
- ^ Кастроново, Винченца; Шифо, Паола; Кастеллано, Антонелла; Алоя, Марк С.; Яданца, Антонелла; Марелли, Сара; Каппа, Стефано Ф.; Страмби, Луиджи Ферини; Фалини, Андреа (01 сентября 2014 г.). «Целостность белого вещества при обструктивном апноэ во сне до и после лечения» . Спать . 37 (9): 1465–1475. дои : 10.5665/sleep.3994 . ISSN 0161-8105 . ПМК 4153061 . ПМИД 25142557 .
- ^ Чен, Сю-Лин; Лу, Ченг-Сянь; Линь, Синь-Цзин; Чен, Пей-Чин; Чжоу, Кунь-Сянь; Линь, Вэй-Мин; Цай, Най-Вэнь; Су, Ю-Джи; Фридман, Майкл; Линь, Чинг-По; Линь, Вэй-Че (01 марта 2015 г.). «Повреждение белого вещества и системное воспаление при обструктивном апноэ во сне» . Спать . 38 (3): 361–370. дои : 10.5665/sleep.4490 . ISSN 0161-8105 . ПМЦ 4335530 . ПМИД 25325459 .
- ^ Ассаф, Янив; Пастернак, Офер (2007). «Картирование белого вещества на основе диффузионно-тензорной визуализации (DTI) в исследованиях мозга: обзор». Журнал молекулярной нейронауки . 34 (1): 51–61. дои : 10.1007/s12031-007-0029-0 . ПМИД 18157658 . S2CID 3354176 .
- ^ Шольц, Ян; Кляйн, Мириам С; Беренс, Тимоти Э.Дж.; Йохансен-Берг, Хайди (2009). «Тренировки вызывают изменения в архитектуре белого вещества» . Природная неврология . 12 (11): 1370–1371. дои : 10.1038/nn.2412 . ПМК 2770457 . ПМИД 19820707 .
- ^ «Белая материя имеет значение» . Центр изучения ДНК Долана . Архивировано из оригинала 12 ноября 2009 г. Проверено 19 октября 2009 г. [ самостоятельный источник ]
- ^ Сампайо-Баптиста, К.; Храпичев А.А.; Фоксли, С.; Шлагек, Т.; Шольц, Дж.; Джбабди, С.; Делука, GC; Миллер, КЛ; Тейлор, А.; Томас, Н.; Кляйм, Дж.; Сибсон, Северная Каролина; Баннерман, Д.; Йохансен-Берг, Х. (2013). «Обучение двигательным навыкам вызывает изменения в микроструктуре белого вещества и миелинизации» . Журнал неврологии . 33 (50): 19499–19503. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3048-13.2013 . ПМЦ 3858622 . ПМИД 24336716 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Филдс, Р.Д. (2010). «Изменение белого вещества мозга: роль белого вещества мозга в активном обучении и памяти можно недооценивать» . Наука . 330 (6005): 768–769. дои : 10.1126/science.1199139 . ПМК 3201847 . ПМИД 21051624 .
Внешние ссылки [ править ]
СМИ, связанные с белым веществом, на Викискладе?
