Substance nigra: vad det är, funktioner och relaterade störningar

De Parkinsons sjukdom och andra hjärnstörningar är associerade med förändringar i överföringen av dopamin, det beror på den hjärnregion som vi känner till substantia nigra.

Men exakt vad är den svarta substansen? I den här artikeln kommer vi att granska funktionerna i denna hjärnstruktur, dess anatomiska egenskaper och de sjukdomar som den är involverad i.

• Relaterad artikel: "Delar av den mänskliga hjärnan (och funktioner)"

Vad är det svarta ämnet?

Den svarta substansen är en del av basala ganglier, ett cerebralt system bestående av neostriatum, globus pallidus och subthalamisk kärna, förutom substantia nigra.

Den ligger i den del av hjärnan som kallas "mitthjärnan". Denna region anses vara en del av hjärnstammen och är relaterad till rörelse, medvetenhet, vakenhet, syn och hörsel.

I den mänskliga hjärnan hittar vi substantia nigra på båda sidor om mittlinjen. Det vill säga det finns en svart substans i varje hjärnhalva.

Neuromelanin, ett pigment i dopaminerga nervceller (rikligt i denna region), ger sitt namn till den svarta substansen eftersom den ger den sin karakteristiska mörka ton.

• Relaterad artikel: "Basala ganglier: anatomi och funktioner"

Kompakt del och nätdel

Den svarta substansen är uppdelad i två sektioner: den kompakta delen och den retikulerade delen. Var och en av dem har sina egna funktioner och förbinder mellanhjärnan med olika regioner i nervsystemet.

Den kompakta delen överför signaler till resten av basala ganglierna. Det projicerar dopaminerga neuroner till neostriatum, varför det spelar en grundläggande roll i initieringen och regleringen av finmotorik.

Den retikulerade delen skickar utflöden från basala ganglier till andra delar av hjärnan, såsom talamus, en nyckelkärna för informationsutbyte mellan subkortiska strukturer och cortex cerebral.

Den här delen är nära besläktad med världen pallidus och dina nervceller använder signalsubstansen GABA, som har en hämmande funktion i nervsystemet, inklusive den dopaminerga aktiviteten hos den kompakta substantia nigra.

Den kompakta delen är mörkare än den retikulerade, eftersom neuromelanin, som vi har sagt, finns i dopaminerga nervceller, fler i den kompakta delen än i den retikulära.

Dess uppgifter?

De flesta funktioner som substantia nigra är inblandade har att göra med dess kompakta del och med dopamin. Emellertid påverkar den retikulerade delen också andra processer, särskilt neuronal hämning (genom GABA) och ögonrörelser.

1. Pris

Dopamin, som har en mycket märkbar närvaro i den kompakta delen av substantia nigra, utsöndras av kroppen när vi får en belöning och orsakar trevliga känslor, på ett sätt som hjälper oss att förutsäga vilket beteende som kommer att leda till förstärkning.

På detta sätt, tack vare substantia nigra, en integration mellan stimuli och reaktioner, vilket gör vissa data från utsidan gör det mer möjligt för ett visst mönster av beteende.

Effekterna av dopamin och hjärnans belöningssystem förklarar delvis motivationen att söka förstärkning, sexuell njutning eller utveckling av missbruk. Med andra ord påverkar det både den anpassningsbara användningen av lärande och dess degeneration på grund av missbruk.

2. Finmotorik

Neuronerna i den kompakta delen av substantia nigra reglerar neostriatums verkan, direkt involverad i att utföra rörelser. På detta sätt påverkar basala ganglier som helhet motorik i allmänhet, medan substantia nigra är mer specifikt relaterat till kontroll och initiering av rörelser bra.

Nigrostriatalkanalen, som består av nervceller vars kroppar finns i substantia nigra, är beroende av dopamin. Skada på denna dopaminerga väg är orsaken till Parkinsons sjukdom.

3. Inlärning

Den kompakta delen av substantia nigra spelar en nyckelroll för att lära sig hjärnans respons på stimuli. Denna region i hjärnan är särskilt viktigt för rumsligt lärande.

Inlärningsfunktionen för substantia nigra är också relaterad till dopamin och dess förstärkande effekter; specifikt verkar dopaminerga nervceller i större utsträckning när nya eller överraskande stimuli dyker upp.

4. Tillfällig bearbetning

Lesioner i den kompakta delen av substantia nigra har visat sig orsaka underskott i uppfattningen av tid, särskilt vid detektering av intervall mellan stimuli. På detta sätt skapas en uppfattning om den tidsmässiga fördelningen där både stimuli och handlingar som äger rum äger rum.

5. Ögonrörelser

Förbindelserna mellan den retikulerade delen av substantia nigra och thalamus är inblandade i kontrollen av ögon sackader, nödvändigt för visuell bearbetning. De bidrar också till att blicken stabiliseras, oavsett förändringar i huvudet eller ansiktet.

6. Sömnreglering

Studier med råttor antyder att dopaminerga nervceller i den kompakta delen av substantia nigra är väsentliga för att reglera sömnväckningscykeln. Dess roll är särskilt viktig i REM-sömn eller REM (av snabba ögonrörelser).

Denna funktion kan förklara de sömnproblem som ofta förekommer vid Parkinsons sjukdom, relaterade till lesioner i substantia nigra.

Relaterade störningar

Parkinsons sjukdom beror på degenerering av dopaminerga nervceller i den kompakta delen av substantia nigra. Faktiskt, missfärgningen av substantia nigra som uppstår vid denna störning Det beror på minskningen av densiteten hos denna typ av nervceller, som innehåller neuromelanin.

Många av de karakteristiska symptomen på Parkinsons är relaterade till ett underskott i funktionerna i substantia nigra: darrningar i vila, långsam rörelse, stelhet, lågt humör, störningar i sömn etc.

Onormal aktivering av substantia nigra-nervceller har associerats med både Parkinsons sjukdomssymtom och kramper.

Dopamin och substantia nigra är också inblandade i schizofreni. Dopaminvägarna störs vid denna störning, och dopaminnivåerna är vanligtvis mycket höga. På samma sätt finns det i schizofreni strukturella förändringar i substantia nigra.

• Du kanske är intresserad: "De 6 typerna av schizofreni och tillhörande egenskaper"

Bibliografiska referenser:

• Deransart, C., Hellwig, B., Heupel-Reuter, M., Léger, J. F., Heck, D. & Lücking, C. H. (2003). Enhetsanalys av substantia nigra pars reticulata-nervceller hos fritt uppträdande råttor med genetisk frånvaro-epilepsi. Epilepsi, 44 (12), 1513-20.

• Lima, M. M. S., Andersen, M. L., Reksidler, A. B., Vital, M. TILL. B. F. & Tufik, S. (2007). Rollen för substantia nigra pars compacta vid reglering av sömnmönster hos råttor. Public Library of Science, 2 (6), e513.

• Matell, M. S. & Heck, W. H. (2000). Neuropsykologiska mekanismer för intervalltimingbeteende. BioEssays, 22 (1), 94-103.