Substance nigra: čo to je, funkcie a súvisiace poruchy

The Parkinsonova choroba a ďalšie poruchy mozgu sú spojené so zmenami v prenose dopamín, to záleží na oblasť mozgu, ktorú poznáme ako substantia nigra.

Čo však vlastne je tá čierna látka? V tomto článku sa budeme venovať funkciám tejto mozgovej štruktúry, jej anatomickým vlastnostiam a chorobám, na ktorých sa podieľa.

• Súvisiaci článok: „Časti ľudského mozgu (a funkcie)"

Čo je to čierna látka?

Čierna látka je súčasťou bazálnych ganglií, mozgový systém, ktorý sa okrem substantia nigra skladá z neostriatum, globus pallidus a subtalamického jadra.

Nachádza sa v časti mozgu známej ako „stredný mozog“. Táto oblasť je považovaná za súčasť mozgového kmeňa a súvisí s pohybom, vedomím, bdelosťou, zrakom a sluchom.

V ľudskom mozgu nájdeme substantia nigra na oboch stranách stredovej čiary. To znamená, že na každej hemisfére mozgu je čierna látka.

Neuromelanín, pigment v dopaminergných neurónoch (hojný v tejto oblasti), dáva meno čiernej látke, pretože jej dodáva charakteristický tmavý tón.

• Súvisiaci článok: „Bazálne gangliá: anatómia a funkcie"

Kompaktná časť a sieťovaná časť

Čierna látka sa delí na dve časti: kompaktná časť a sieťovaná časť. Každý z nich má svoje vlastné funkcie a spája stredný mozog s rôznymi oblasťami nervového systému.

Kompaktná časť prenáša signály do zvyšku bazálnych ganglií. Premieta dopaminergné neuróny do neostriata, a preto hrá zásadnú úlohu pri iniciácii a regulácii jemnej motoriky.

Sieťovaná časť vysiela odtoky z bazálnych ganglií do ďalších oblastí mozgu, ako je talamus, kľúčové jadro pre výmenu informácií medzi subkortikálnymi štruktúrami a kôrou mozgová.

Táto časť úzko súvisí s globus pallidus a vaše neuróny používajú neurotransmiter GABA, ktorý má inhibičnú funkciu v nervovom systéme, vrátane dopaminergnej aktivity kompaktného substantia nigra.

Kompaktná časť je tmavšia ako sieťovaná, pretože, ako sme už povedali, neuromelanín sa nachádza v dopaminergných neurónoch, početnejších v kompaktnej časti ako v sieťovanej.

Jeho povinnosti?

Väčšina funkcií, na ktorých sa substantia nigra podieľa, sa týka jej kompaktnej časti a dopamínu. Sieťovaná časť však ovplyvňuje aj ďalšie procesy, najmä inhibíciu neurónov (prostredníctvom GABA) a pohyby očí.

1. Odmena

Dopamín, ktorý je veľmi zreteľne prítomný v kompaktnej časti substantia nigra, vylučuje telo, keď získame odmenu a spôsobuje príjemné pocityspôsobom, ktorý nám pomáha predpovedať, ktoré správanie povedie k posilneniu.

Týmto spôsobom je vďaka substantia nigra integrácia medzi stimulmi a reakcie, vďaka čomu je pravdepodobnejšie, že určité externé údaje budú opakovať určitý vzorec správanie.

Účinky dopamínu a systému odmien v mozgu čiastočne vysvetľujú motiváciu hľadať posilu, sexuálne potešenie alebo vývoj závislostí. Inými slovami, ovplyvňuje adaptívne využitie učenia a jeho degeneráciu v dôsledku závislostí.

2. Jemný motor

Neuróny kompaktnej časti substantia nigra regulujú pôsobenie neostria, priamo zapojený do vykonávania pohybov. Týmto spôsobom bazálne gangliá ako celok ovplyvňujú motoriku všeobecne, zatiaľ čo substantia nigra konkrétnejšie súvisí s kontrolou a iniciáciou pohybov fajn.

Nigrostriatálny trakt tvorený neurónmi, ktorých telá sa nachádzajú v substantia nigra, je závislý od dopamínu. Poškodenie tejto dopaminergnej dráhy je príčinou Parkinsonovej choroby.

3. Učenie

Kompaktná časť substantia nigra hrá kľúčovú úlohu pri učení sa odpovede mozgu na podnety. Táto oblasť mozgu je obzvlášť dôležité pre priestorové učenie.

Funkcia uľahčovania učenia sa substantia nigra súvisí aj s dopamínom a jeho posilňujúcimi účinkami; konkrétne sa zdá, že dopaminergné neuróny sa pália vo väčšej miere, keď sa objavia nové alebo prekvapivé podnety.

4. Dočasné spracovanie

Preukázalo sa, že lézie v kompaktnej časti substantia nigra spôsobujú deficity vo vnímaní času, najmä pri detekcii intervalov medzi stimulmi. Týmto spôsobom sa vytvorí predstava o časovom rozdelení, v ktorej sa uskutočnia podnety aj uskutočnené akcie.

5. Pohyby očí

Spojenia sieťovanej časti substantia nigra s talamom sa podieľajú na kontrole sakády očí, potrebné na vizuálne spracovanie. Prispievajú tiež k stabilizácii pohľadu bez ohľadu na zmeny polohy hlavy alebo tváre.

6. Regulácia spánku

Štúdie na potkanoch naznačujú, že dopaminergné neuróny v kompaktnej časti substantia nigra sú nevyhnutné na reguláciu cyklu spánok-bdenie. Jeho úloha je obzvlášť dôležitá v spánku REM alebo REM (rýchlych pohybov očí).

Táto funkcia by mohla vysvetliť problémy so spánkom, ktoré sa často vyskytujú pri Parkinsonovej chorobe, súvisiace s léziami substantia nigra.

Súvisiace poruchy

Parkinsonova choroba je dôsledkom degenerácie dopaminergných neurónov v kompaktnej časti substantia nigra. V skutočnosti, zmena farby substantia nigra, ktorá sa vyskytuje pri tejto poruche Je to spôsobené znížením hustoty tohto typu neurónov, ktoré obsahujú neuromelanín.

Mnoho charakteristických príznakov Parkinsonovej choroby súvisí s nedostatkom funkcií substantia nigra: tras v pokoji, pomalý pohyb, strnulosť, znížená nálada, poruchy sluchu spánok atď.

Abnormálna aktivácia neurónov substantia nigra bola spojená s príznakmi aj so záchvatmi Parkinsonovej choroby.

Dopamín a substantia nigra sú tiež zapojené do schizofrénie. Pri tejto poruche sú narušené dopamínové dráhy a hladiny dopamínu sú zvyčajne veľmi vysoké. Rovnako tak pri schizofrénii existujú štrukturálne zmeny v substantia nigra.

• Mohlo by vás zaujímať: „6 typov schizofrénie a súvisiace charakteristiky"

Bibliografické odkazy:

• Deransart, C., Hellwig, B., Heupel-Reuter, M., Léger, J. F., Heck, D. & Lücking, C. H. (2003). Jednojednotková analýza neurónov substantia nigra pars reticulata u voľne sa správajúcich potkanov s epilepsiou s genetickou absenciou. Epilepsia, 44 (12), 1513-20.

• Lima, M. M. S., Andersen, M. L., Reksidler, A. B., Vital, M. TO. B. F. & Tufik, S. (2007). Úloha substantia nigra pars compacta pri regulácii spánkových režimov u potkanov. Verejná knižnica vedy, 2 (6), e513.

• Matell, M. S. & Heck, W. H. (2000). Neuropsychologické mechanizmy správania sa v časovom intervale. BioEssays, 22 (1), 94-103.