Grenseløs anatomi og fysiologi (Norsk)

Hjernestammens funksjoner

Hjernestammen regulerer vitale hjerte- og luftveisfunksjoner og fungerer som et middel for sensorisk informasjon.

Location and Basic Physi ologi

I virveldyrsanatomi er hjernestammen den mindste delen av hjernen, tilstøtende og strukturelt kontinuerlig med hjernen og ryggmargen. Hjernestammen gir opphov til hjernenerver 3 til 12 og gir den viktigste motoriske og sensoriske innerveringen til ansiktet og nakken via hjernenervene. Selv om det er lite, er det en ekstremt viktig del av hjernen, da nerveforbindelsene til motoriske og sensoriske systemer fra hoveddelen av hjernen som kommuniserer med det perifere nervesystemet, passerer gjennom hjernestammen. Dette inkluderer kortikospinalveien (motor), den bakre kolonnemediale lemniscusveien (fin berøring, vibrasjonsfølelse og proprioception) og den spinotalamiske kanalen (smerte, temperatur, kløe og rå berøring). Hjernestammen spiller også en viktig rolle i reguleringen av hjerte- og luftveisfunksjon. Det regulerer sentralnervesystemet (CNS) og er sentralt for å opprettholde bevissthet og regulere søvnsyklusen.

Hjernestammenes komponenter

De tre komponentene i hjernestammen er medulla oblongata, mellomhjernen og pons.

Medulla oblongata (myelencephalon) er den nedre halvdelen av hjernestammen kontinuerlig med ryggmargen. Den øvre delen er kontinuerlig med ponsene. Medulla inneholder hjerte-, luftveis-, oppkast- og vasomotoriske sentre som regulerer hjertefrekvens, pust og blodtrykk.

Midthjernen (mesencephalon) er assosiert med syn, hørsel, motorisk kontroll, søvn og våknsyklus, årvåkenhet og temperaturregulering.

Ponsene (en del av metencephalon) ligger mellom medulla oblongata og mellomhjernen. Den inneholder traktater som fører signaler fra hjernen til medulla og til lillehjernen. Den har også kanaler som fører sensoriske signaler til thalamus.

Hjernestammefunksjon

Hjernestammen har mange grunnleggende funksjoner, inkludert regulering av hjertefrekvens, pust, søvn og spising. Det spiller også en rolle i ledning. All informasjon som sendes fra kroppen til hjernen og lillehjernen og omvendt, må krysse hjernestammen. De stigende stiene fra kroppen til hjernen er sensoriske veier, inkludert spinotalamisk kanal for smerte og temperaturfølelse og ryggsøylen, fasciculus gracilis og cuneatus for berøring, propriosepsjon og trykkfølelse. Ansiktsopplevelsene har lignende veier og beveger seg også i spinothalamus-kanalen og den mediale lemniscusen.

Synkende kanaler er øvre motorneuroner som er bestemt til synaps på nedre motorneuroner i det ventrale hornet og mellomhornet i ryggmargen.I tillegg har øvre motorneuroner opprinnelse i hjernestammens vestibulære, røde, tektale og retikulære kjerner, som også synker ned og synapser i ryggmargen. Hjernestammen har også integrerende funksjoner, inkludert kardiovaskulær systemkontroll, respiratorisk kontroll, smertefølsomhetskontroll, årvåkenhet, bevissthet og bevissthet.

Medulla Oblongata

Medulla oblongata kontrollerer autonome funksjoner og kobler de høyere nivåene av hjernen til ryggmargen ledning.

Medulla oblongata er den nedre halvdelen av hjernestammen. I diskusjoner om nevrologi og lignende sammenhenger der ingen tvetydighet vil resultere, blir det ofte referert til som bare medulla. Medulla inneholder hjerte-, luftveis-, oppkast- og vasomotoriske sentre og regulerer autonome, ufrivillige funksjoner som pust, hjertefrekvens og blodtrykk.

Medulla er ofte delt i to deler:

1. En åpen eller overlegen del der ryggflaten til medulla er dannet av den fjerde ventrikkelen.
2. En lukket eller underordnet del der metacoel (caudal del av fjerde ventrikkel) ligger i medulla oblongata.

Medulla-strukturen Oblongata

Regionen mellom fremre median og anterolateral sulci er okkupert av en høyde på hver side kjent som pyramiden av medulla oblongata. Denne høyden er forårsaket av kortikospinalkanalen. I den nedre delen av medulla krysser noen av disse fibrene hverandre, og dermed utslettes den fremre median sprekk. Dette er kjent som avkoplingen av pyramidene. Andre fibre som stammer fra den fremre medianfissuren over avkoplingen av pyramidene og løper lateralt over overflaten av ponsene, er kjent som de eksterne buefibrene.

Regionen mellom den anterolaterale og posterolaterale sulcus i øvre en del av medulla er preget av en hevelse kjent som olivary body, forårsaket av en stor masse grå materie kjent som den underlegne olivary nucleus.

Den bakre delen av medulla mellom den bakre medianen og den posterolaterale sulci inneholder traktater som kommer inn i den fra ryggmargs bakre funiculus. Dette er fasciculus gracilis, som ligger medialt ved siden av midtlinjen, og fasciculus cuneatus, som ligger lateralt.

Fasciculi ender i avrundede høyder kjent som gracile og cuneat tubercles. De er forårsaket av masser av grå materie kjent som nucleus gracilis og nucleus cuneatus.Rett over tuberklene er det bakre aspektet av medulla okkupert av en trekantet fossa, som danner den nedre delen av gulvet i den fjerde ventrikkelen. Fossaen er avgrenset på begge sider av den nedre cerebellar peduncle, som forbinder medulla til cerebellum.

Den nedre delen av medulla, umiddelbart lateral til fasciculus cuneatus, er preget av en annen langsgående høyde kjent som tuberculum cinereum. Det er forårsaket av en underliggende samling av grå materie kjent som ryggraden i trigeminusnerven. Gråstoffet i denne kjernen er dekket av et lag av nervefibre som danner ryggraden i trigeminusnerven.

Basen på medulla er definert av kommissurfibrene som krysser over fra den ipsilaterale siden i ryggmargen til den kontralaterale siden i hjernestammen; under dette er ryggmargen.

Embryonal utvikling

Under utvikling dannes medulla oblongata fra myelencephalon. De siste nevroblastene fra alarplaten i nevralrøret produserer medullaens sensoriske kjerner. Basalplate-neuroblaster gir opphav til motorkjerner.

Medulla Oblongatas funksjon

Medulla oblongata styrer autonome funksjoner og kobler de høyere nivåene av hjernen til ryggmargen. Det er også ansvarlig for å regulere flere grunnleggende funksjoner i det autonome nervesystemet, inkludert:

• Respirasjon: kjemoreseptorer
• Hjertesenter: sympatisk system, parasympatisk system
• Vasomotorisk senter: baroreseptorer
• Reflekssentre for oppkast, hoste, nysing og svelging

Pons

Pons er en stafett mellom forhjernen og lillehjernen som sender sensorisk informasjon fra periferien til thalamus.

Pons er en struktur som ligger på hjernestammen, oppkalt etter det latinske ordet for «bro.» Det er over medulla, under mellomhjernen og fremre til lillehjernen. Den hvite substansen i ponsen inkluderer traktater som leder signaler fra hjernen ned til lillehjernen og medulla, og kanaler som fører sensoriske signaler opp i thalamus. / p>

Struktur

Ponsene måler ca 2,5 cm i lengde hos voksne. Det meste ser ut som en bred fremre bule rostral til medulla. Bakfra består den hovedsakelig av to par tykke stilker kalles cerebellar peduncles. Disse forbinder cerebellum med pons og midthjernen.

Ponsene inneholder kjerner som videresender signaler fra forhjernen til cerebellum, sammen med kjerner som regulerer søvn, respirasjon, svelging, blærekontroll, hørsel , likevekt, smak, øyebevegelse, ansiktsuttrykk, ansiktsfølelse og holdning.Innenfor pons er det pneumotaksiske senteret, en kjerne som regulerer endringen fra inspirasjon til utløp. Ponsene inneholder også hjernens søvnparalysesenter og spiller også en rolle i å generere drømmer.

Utvikling

Under embryonal utvikling utvikler metencephalon seg fra rhombencephalon og gir opphav til to strukturer: ponsene og lillehjernen. Alarplaten produserer sensoriske nevroblaster, som vil gi opphav til den ensomme kjernen og dens spesielle viscerale afferente kolonne, cochlea- og vestibulære kjerner (som danner de spesielle somatiske afferente fibrene til vestibulokokleær nerve), ryggraden og viktigste trigeminusnervenkjerner danner den generelle somatiske afferente kolonnen i trigeminusnerven), og pontinekjernene, som er involvert i motorisk aktivitet. Basale plate-neuroblaster gir opphav til den bortførte kjernen (danner de generelle somatiske efferente fibrene), ansikts- og motoriske trigeminuskjerner (danner den spesielle viscerale efferente kolonnen), og den overlegne spyttkjernen, som danner de generelle viscerale efferente fibrene i ansiktsnerven .

Ponsens hjernenerver

En rekke hjernenerverkjerner er tilstede i ponsene:

• Hoved- eller pontinekjernen til trigeminus nervesensorkjerne (V) – mid-pons
• Motorkjernen for trigeminusnerven (V) -mid-pons
• Abducens nucleus (VI) -lower pons
• Facial nerve nucleus (VII) -lower pons
• Vestibulocochlear nuclei (VIII) -lower pons

Funksjonelle egenskaper

Funksjonene til de fire nervene til ponsene inkluderer sensoriske roller i hørsel, likevekt, smak og ansiktsopplevelser som berøring og smerte. De har også motoriske roller i øyebevegelse, ansiktsuttrykk, tygging, svelging, vannlating og utskillelse av spytt og tårer. Central pontine myelinosis er en demyeliniseringssykdom som forårsaker problemer med balanse, gange, berøringssans, svelging og snakk. Hvis det ikke diagnostiseres og behandles, kan det føre til død eller innlåst syndrom (en tilstand der en person er ved bevissthet, men ikke kan bevege seg eller kommunisere).

Midthjernen

mellomhjernen spiller en viktig rolle i både våkenhet og regulering av homeostase.

Midthjernen eller mesencephalon (fra gresk mesos, midt og enkefalos, hjerne) er en del av sentralnervesystemet (CNS) assosiert med syn, hørsel, motorisk kontroll, søvn og våkne sykluser, opphisselse (årvåkenhet), og temperaturregulering. Anatomisk består den av tektum (eller corpora quadrigemina), tegmentum, ventrikulær mesocoelia (eller «iter»), og hjernestamper, samt flere kjerner og fasciculi. Caencalt (bak) mesencephalon støter opp til pons (metencephalon), og rostralt grenser det til diencephalon (f.eks. thalamus, hypothalamus). Midthjernen er plassert under hjernebarken og over bakhjernen og plasserer den nær hjernens sentrum.

Primære mellomhjernekomponenter

Tektumet (latin for «tak») er dannet av de overlegne og underordnede kollikulene og omfatter den bakre del av mellomhjernen. Den overlegne colliculus regulerer foreløpig visuell prosessering og øyebevegelse, mens den underordnede colliculus er involvert i auditiv prosessering. Samlet blir colliculi referert til som corpora quadrigemina.

Tegmentumet er involvert i mange ubevisste homeostatiske og refleksive veier, og er motorsenteret som overfører hemmende signaler til thalamus og basalkjerner for å forhindre uønsket kroppsbevegelse. Den strekker seg fra substantia nigra til cerebral akvedukt (også kalt ventrikulær mesocoeli). Kjernene til kranialnervene III og IV er lokalisert i tegmentumdelen av mellomhjernen.

substantia nigra er nært knyttet til motorveiene i basalganglier. Den menneskelige mesencephalon er opprinnelig fra arkipall, og deler sin generelle arkitektur med de eldste av virveldyr. Dopamin produsert i substantia nigra spiller en rolle i motivasjon og tilvenning av arter fra mennesker til de mest elementære dyrene som insekter. Midthjernen er den minste regionen i hjernen og hjelper til med å videreformidle informasjon for syn og hørsel.

Hjernepedunklene er plassert på hver side av midthjernen og er dens fremre del, og fungerer som koblingene mellom resten av mellomhjernen og thalamykjernene. Cerebral peduncles hjelper til med å foredre motorbevegelse, motorisk ferdighetslæring og konvertere proprioceptiv informasjon til balanse og vedlikehold av holdning.

Embryonal utvikling

Under embryonal utvikling oppstår midthjernen fra den andre vesikelen , også kjent som mesencephalon, av nevralrøret. I motsetning til de to andre vesiklene (prosencephalon og rhombencephalon), forblir mesencephalon udelt for resten av nevral utvikling. Den deler seg ikke i andre hjerneområder mens prosencephalon, for eksempel, deler seg i telencefalon og diencephalon. Gjennom embryonal utvikling multipliserer cellene i mellomhjernen kontinuerlig og komprimerer den fremdeles dannende akvedukten til sylvius eller cerebral akvedukt. Delvis eller total obstruksjon av cerebral akvedukt under utvikling kan føre til medfødt hydrocefalus.

Retikulær formasjon

Retikulær formasjon hjelper til med å regulere søvnsyklusen og oppdage sensorisk salience.

Retikulær formasjon er en region i ponsene som er involvert i å regulere søvnvåkingen sykle og filtrere innkommende stimuli for å diskriminere irrelevante bakgrunnsstimuli. Det er viktig for å styre noen av de grunnleggende funksjonene til høyere organismer, og er en av de fylogenetisk eldste delene av hjernen.

Divisjoner av retikulær formasjon

Tradisjonelt er kjernene delt inn i tre kolonner:

1. Raphe nuclei (medium column)
2. Magnocellular red nucleus (medial zone)
3. Parvocellular reticular nucleus (lateral zone)

Sagittal divisjon avslører flere morfologiske skill. Raphe-kjernene danner en ås midt i retikulærformasjonen, og direkte til periferien er det en divisjon som kalles den mediale retikulære formasjonen. Den mediale retikulære formasjonen er stor, har lange stigende og synkende fibre, og er omgitt av lateral retikulær formasjon. Den laterale retikulære formasjonen er nær motorkjernene i kranienervene og formidler for det meste deres funksjon. Raphe-kjernene er stedet for syntese av nevrotransmitteren serotonin, som spiller en viktig rolle i stemningsregulering.

Den mediale retikulære formasjonen og laterale retikulære formasjonen er to kolonner av neuronale kjerner med dårlig definerte grenser som sender projeksjoner gjennom medulla og inn i mesencephalon (midthjernen).Kjernene kan differensieres etter funksjon, celletype og projeksjoner av efferente eller afferente nerver. Den magnocellulære røde kjernen er involvert i motorisk koordinering, og den parvocellulære kjernen regulerer utånding.

Den opprinnelige funksjonelle differensieringen var en inndeling av kaudal og rostral, basert på observasjonen at skade på rostral retikulær formasjon induserer hypersomni i kattehjernen. I motsetning til dette gir skade på den mer kaudale delen av retikulær formasjon søvnløshet hos katter. Denne studien førte til ideen om at den kaudale delen hemmer den rostrale delen av retikulær formasjon.

Funksjoner

Retikulær formasjon består av mer enn 100 små nevrale nettverk, med varierte funksjoner inkludert:

1. Somatisk motorisk kontroll: Noen motorneuroner sender sine aksoner til retikulær formasjonskjerne, noe som gir opphav til retikulospinale kanaler av ryggmargen. Disse kanalene spiller en stor rolle for å opprettholde tone, balanse og holdning, spesielt under bevegelse. Retikulær formasjon videreformidler også øye- og øresignaler til lillehjernen slik at visuelle, auditive og vestibulære stimuli kan integreres i motorisk koordinering. Andre motorkjerner inkluderer blikksentre, som gjør at øynene kan spore og fiksere gjenstander, og sentrale mønstergeneratorer, som produserer rytmiske signaler til muskler som puster og svelger.
2. Kardiovaskulær kontroll: Retikulær formasjon inkluderer hjerte og vasomotoriske sentre for medulla oblongata.
3. Smerte modulering: Retikulær formasjon er et middel som smertesignaler fra underkroppen når hjernebarken. Det er også opprinnelsen til de synkende smertestillende veiene. Nervefibrene i disse banene virker i ryggmargen for å blokkere overføring av noen smertesignaler til hjernen.
4. Søvn og bevissthet: Retikulær formasjon har fremspring til thalamus og hjernebark som gjør det mulig å utøve noe kontroll over hvilke sensoriske signaler som når hjernen og kommer til vår bevisste oppmerksomhet. Det spiller en sentral rolle i bevissthetstilstander som våkenhet og søvn. Skade på retikulær formasjon kan resultere i irreversibel koma.
5. Tilvenning: Dette er en prosess der hjernen lærer å ignorere repeterende, meningsløse stimuli mens den forblir følsom for andre. Et godt eksempel på dette er når en person kan sove gjennom høy trafikk i en storby, men blir raskt vekket av lyden av en alarm eller en gråtende baby. Retikulære dannelseskjerner som modulerer hjernebarkens aktivitet er en del av det retikulære aktiveringssystemet.

Effekter av skade

Masseskader i hjernestammen forårsaker alvorlige endringer i nivået bevissthet (som koma) på grunn av deres effekter på retikulær formasjon. Lesjoner i retikulær formasjon er funnet i hjernen til mennesker som har post-polio syndrom. Noen avbildningsstudier har vist unormal aktivitet på dette området hos personer med kronisk utmattelsessyndrom, noe som indikerer høy sannsynlighet for at skade på retikulær formasjon er ansvarlig for utmattelsen forbundet med disse syndromene.