Definitie
De reticulaire formatie is een neuron netwerk in de hersenstam dat bewustzijn, sensorische en motorische functies en endocriene en neurotransmitterregulatie mogelijk maakt . Dit deel van het centrale zenuwstelsel, verspreid in drie hoofdkolommen van het ene uiteinde van de hersenstam naar het andere, is een kernrelaispunt dat de zenuwen van het ruggenmerg met de hersenen verbindt via efferente en afferente neuronen. Het volledige scala aan functies is niet volledig bekend.
Reticulaire formatiefunctie
Reticulaire formatiefunctie omvat een breed scala aan autonome, sensorische, motorische, gedrags-, cognitieve en gemoedstoestand- gebaseerde reacties. Het werkt samen met andere delen van het centrale zenuwstelsel om complexe taken mogelijk te maken, zoals de regulering van onze bewustzijnsstaat, emotieverwerking, visuele coördinatie, cardiovasculaire controle en houding. Elke seconde worden er ongeveer 100.000.000 impulsen ontvangen in de reticulaire formatie (RF)!
Je kunt de functies van de reticulaire formatie scheiden door te kijken op zijn twee systemen. Dit zijn het oplopende reticulaire activeringssysteem (ARAS) dat sensorische berichten van de RF naar de hersenschors brengt en vice versa, en het neergaande reticulaire systeem (DRS) dat berichten van en naar de motorneuronen van het ruggenmerg brengt. Je zou beide systemen moeten zien als twee delen van een enkel parallel systeem; ze werken tegelijkertijd en de reticulaire formatie van de hersenstam moduleert hoeveel berichten worden verwerkt. De twee systemen (ARAS en DRS) beïnvloeden elkaar. Dat is de reden waarom, als je naar een echt enge horrorfilm kijkt, je spieren gespannen raken – zowel je emoties als je spieren reageren. En als het engste moment voorbij is, ontspan je. De groepsterm van reticulair activeringssysteem of RAS heeft een verwarrende naam, omdat het niet alleen geassocieerde neuronen activeert maar deactiveert.
De ARAS wordt meestal beschreven als de regulator van bewustzijn en opwinding; het geeft echter informatie door over tal van andere processen, waaronder onze ademhalingsfrequentie, hoestreactie, hartritme en het kauwen (kauwen). Er wordt gemeld dat kauwen de cognitieve functie in stand houdt door het stimuleren van de RF – afwezigheid van kauwen wordt geassocieerd met dementie en verstoorde slaappatronen. Dit laat zien hoe nauw onze spierbewegingen, cognitieve functies en bewustzijn met elkaar verbonden zijn.
Voorbeelden van reticulaire formatie
Een voorbeeld van een reticulaire formatie van feedback over activering en deactivering is dat iemand in slaap valt gedurende een lange periode. reis. Geleidelijk aan begint de hersenactiviteit van de persoon af te nemen en wordt er minder informatie van de rustende hersenschors naar het reticulaire systeem gestuurd via de ARAS. Wanneer die persoon een snelle oogbewegingsslaap (REM) bereikt, neemt zijn of haar spierspanningcontrole snel af om atonie te produceren via de DRS. Als het hoofd plotseling zakt, worden via de DRS signalen naar de reticulaire formatie gestuurd vanuit de plotseling geactiveerde spierspoelen. Tegelijkertijd reageert de ARAS en wordt de slapende reiziger plotseling wakker. Dit toont ons de motorische actie van de DRS die reageert op en activeert de ARAS en vice versa. Onthoud dat de ARAS sensorische informatie verzendt en ontvangt en de DRS motorische informatie verzendt en ontvangt.
Nog een Een voorbeeld van een reticulaire formatie is de werking van algemene anesthetische medicatie die vóór de operatie wordt gebruikt. Eerst wordt een sterk analgeticum toegediend dat voorkomt dat pijnsensaties naar de RF gaan. Een sedativum-hypnoticum zoals propofol vermindert de afvuursnelheden van neuronen in de hersenschors, thalamus en reticulaire vorming; dit veroorzaakt bewusteloosheid en stopt de processen die het geheugen vormen. Ten slotte deactiveert een spierverslapper in de vorm van curare de spierspoelen en door het ruggenmerg gereguleerde reflexen. De opwindingsnetwerken van de reticulaire formatie worden tijdens de operatie onderdrukt door middel van anesthesiegas en medicijnen, en een machine neemt de autonome functie van de ademhaling over, aangezien curare de skeletspier aantast. Het hart houdt niet op met kloppen, aangezien gespecialiseerde hartspiercellen als pacemakers fungeren en de hartspier geen skeletspier is. De hartslag, die wordt beïnvloed door de reticulaire functie van de middenhersenen, wordt echter beïnvloed.
Motorreticulaire formatie
Input ontvangen via afferente (naar de) zenuwen die de reticulaire formatie binnenkomen vanuit de hersenzenuwen kunnen we onze gezichts- en nekspieren bewegen.Onthoud dat spierbeweging het resultaat is van motorische zenuwen die deel uitmaken van de DRS en ook een reactie op de sensorische stimuli die spierbeweging stimuleren en via de ARAS reizen. Denk maar aan een paard dat samentrekt wanneer een vlieg op zijn huid landt.
Onvrijwillige bewegingen van gladde spieren maken acties mogelijk zoals slikken, hoesten en verwijding en vernauwing van de bloedvaten om de bloeddruk onder controle te houden. Deze berichten worden allemaal doorgegeven via de reticulaire formatie. Voorbeelden van goede motorische reticulaire formaties zijn het volgen van een lepel voedsel met de ogen terwijl het naar de mond gaat, het kauwen en doorslikken van het voedsel, hoesten als een kruimel de luchtpijp in komt, de adem inhouden tijdens het slikken, en peristaltiek in de luchtpijp. spijsverteringskanaal dat het voedsel door en uit het lichaam duwt.
Vrijwillige motorische functie maakt ook deel uit van de taak van de reticulaire formatie, bijvoorbeeld in onze houding en evenwicht. Evenwicht is geen onvrijwillige handeling, maar aangeleerd, zoals we kunnen zien als we kijken naar een jong kind dat zijn eerste stapjes zet. Via faciliterende en remmende paden in de reticulaire formatie worden berichten gestuurd naar receptoren in de gewrichten en de bijbehorende spierspoelen. Deze spieractiviteit is zo geleerd dat we ons niet eens bewust zijn van deze bewegingen. Toch hangt houdingscontrole af van complexe fysiologische interacties, hoge niveaus van sensorische verwerking en het doel, de cognitieve vaardigheden en de ervaring van de persoon (motorisch geheugen).
Sensorische reticulaire formatie
De sensorische functies van de reticulaire formatie, geleid via de ARAS maar in samenwerking met de DRS, omvatten hoe en wanneer ons lichaam pijn ervaart, hoe we in evenwicht zijn, en – de meest bekende en bestudeerde van reticulaire formatierollen – onze niveaus van bewustzijn. Het volledige verhaal van deze kleine, anatomisch onduidelijke structuur is echter nog relatief onbekend.
Door sensorische informatie door te sturen naar motorische gebieden van de hersenen, coördineert de RF visuele, auditieve, vestibulaire, smaak, olfactorische en tactiele sensorische input – zicht, gehoor, balans en beweging, respectievelijk smaak en aanraking – zodat we vrijwillige en onvrijwillige fysieke en emotionele reacties kunnen uitvoeren en ervaren.
Endocriene reticulaire vorming
Het endocriene functie van de reticulaire formatie betekent niet dat dit deel van de hersenstam chemicaliën afscheidt of produceert, maar door berichten door te geven reguleert het de secretie van hormonen en neurotransmitters. Het meest bekende voorbeeld van het endocriene systeem van deze specifieke reticulaire formatiefunctie is ons stressresponssysteem. In het stressresponssysteem stimuleert de combinatie van geheugen en omgeving de RF om de vuursnelheid in de richting van de hypothalamus te verhogen, waardoor deze wordt aangemoedigd om de corticotropine-afgevende factor af te scheiden. Deze factor zorgt voor het vrijkomen van een cascade van stresshormonen die ons alert maken, meer bloed (zuurstof en glucose) naar de spieren en vitale organen sturen, minder bloed naar niet-vitale organen brengen en zo het lichaam klaar maken om te vechten of te rennen . Zodra het gevaar geweken is, moduleert het relaiscentrum van de RF de sensorische en motorische berichten die ons weer kalmeren.
Aangenomen wordt dat de reticulaire formatie de informatie doorgeeft die de afgifte en remming van een uitgebreid scala aan hormonen; deze theorie wordt ondersteund door het feit dat het extreem dicht bij belangrijke neuro-endocriene secretoire organen ligt, zoals de pijnappelklier, hypofyse en hypothalamus. Omdat de pijnappelklier verantwoordelijk is voor de productie van melatonine (waarbij melatonine een bewezen circadiane ritme regulator is die ons helpt in slaap te vallen), voegt dit gewicht toe aan de rol van de reticulaire formatie in onze slaap-waakpatronen.
Locatie reticulaire formatie
De reticulaire formatie bevindt zich in de hersenstam maar strekt zich uit tot in het ruggenmerg en de thalamus; het gaat door de medulla, pons, middenhersenen en diencephalon. De RF vult de hersenstam niet volledig, maar is losjes opgesplitst in drie kolommen van kernen (groepen zenuwcellen met hun eigen reeks functies) die langs de lengte ervan lopen. Om deze nogal diffuse structuur te vereenvoudigen, splitsten onderzoekers de RF in de mediaan, mediale en laterale kolommen. Hoewel deze gebieden worden geassocieerd met hun eigen scala aan functies, is het hun reactie op specifieke neurotransmitters waardoor ze zo verschillend zijn. Dit komt doordat de reticulaire formatie grote aantallen interneuronen bevat met polysynaptische verbindingen die direct of via andere interneuronen met een doelcel verbinden. Interneuronen zijn kleine versies van de reticulaire formatie omdat ze relaiscentra zijn.De pasvorm tussen twee of meer neuronen en moduleren hoe vaak en hoe effectief deze neuronen communiceren. De interneuronen van de RF zijn polysynaptisch – dit betekent dat ze niet alleen de berichtenuitwisseling tussen twee neuronen moduleren, maar tegelijkertijd informatie van meerdere neuronen, zowel sensorisch als motorisch, kunnen doorgeven. Een enkele RF-zenuwcel regelt meerdere functies, dus u moet zich voorstellen dat het hieronder afgebeelde interneuron verbinding maakt met vele andere neuronen. Deze creëren een enorm netwerk van bijbehorende acties en reacties.
Mediane kolom
De mediaan kolom bestaat uit een enkele, centrale kolom die door de middenhersenen loopt. Het is verdeeld in drie groepen zenuwcellen (kernen): dorsale raphe-kernen, nucleus raphe pontis en nucleus raphe magnus. U hoeft niet al deze namen te kennen, maar door ze te groeperen kunnen we een beter beeld krijgen van de bekende functies van deze kolom. De zenuwcelnetwerken in de mediane kolom bevatten groepen interneuronen die raphe-kernen worden genoemd. Het woord raphe verwijst eenvoudigweg naar de verticale middenlijnnaad waar structuren van de linker- en rechterkant van het lichaam samenkomen. Dit is de reden waarom de kernen in de mediale kolom allemaal worden aangeduid als raphe.
De dorsale raphe-kern geeft informatie over pijncontrole door. De nucleus raphe pontis maakt verbinding met het cerebellum en is belangrijk voor het verbinden van onvrijwillige sensorische en motorische informatie. De nucleus raphe magnus beïnvloedt onze perceptie van pijn. Alle raphe-kernen produceren, reguleren en reageren primair op de neurotransmitter serotonine (5-HT).
Mediale kolom
De mediale kolom bevat gemengde middelgrote en grote zenuwcellen met synapsen die voornamelijk reageren op, produceren en reguleren de neurotransmitters gamma-aminoboterzuur (GABA) en glutamaat. Deze kolom bevat de gigantocellulaire kern, de ventrale reticulaire kern, de orale pontine reticulaire kern en de caudale pontine reticulaire kern. Nogmaals, je hoeft deze namen niet uit je hoofd te leren.
De gigantocellulaire (grootcellige) kern geeft informatie door die de tongbeweging controleert. De ventrale reticulaire kern is mogelijk gekoppeld aan ademhaling en geheugenvorming. De orale pontine reticulaire kern reguleert waarschijnlijk hoe we de stadia van snelle oogbewegingen ingaan en verlaten; de caudale pontine reticulaire kern wordt geassocieerd met beweging van het hoofd en de kaak. Waarschijnlijk en mogelijk zijn ze helaas de beste die we op dit moment hebben. Meer onderzoek naar de reticulaire formatie is nodig voordat we nauwkeurigere uitspraken kunnen gebruiken.
Laterale kolom
De laterale kolom herbergt minstens zes verschillende kernen, die allemaal voornamelijk produceren, reguleren, en reageren op de neurotransmitters noradrenaline en acetylcholine. De meest bestudeerde van deze kernen zijn de parvocellulaire reticulaire kern, de nucleus locus coeruleus en de pedunculopontine-kern. Deze worden geassocieerd met gezichtscontrole en ademhaling, onze fysiologische reacties op stress en onze sensaties van respectievelijk opwinding, beloning, beweging en aandacht.
De onderstaande afbeelding geeft een goede indicatie van hoe verschillende reticulaire formatie-kernen zijn verspreid door het weefsel van de pons.
Reticulaire formatiepaden
Reticulaire formatiepaden worden opgesplitst volgens sensorische en motorische paden (ARAS en DRS) en naargelang een zenuwvezel of groep vezels komt dit deel van de hersenstam binnen of verlaat het – met andere woorden, of de RF informatie ontvangt of verzendt. Verbindingen brengen berichten naar de reticulaire formatie vanuit het ruggenmerg en de hersenen. Efferente paden brengen berichten van de reticulaire formatie direct of indirect naar andere structuren. Complexe en eenvoudigere netwerken gebruiken de reticulaire formatie als een centrale besturings- of relaisbasis.
Reticulaire formatie Afferente paden
Wanneer de reticulaire formatie informatie ontvangt uit andere regio’s, zijn de routes die deze berichten volgen afferente paden. Berichten gaan via synapsen van het ruggenmerg naar de RF. Deze meervoudige, sensorische paden sturen ons informatie over pijn, temperatuur, ruwe aanraking, fijne aanraking, trillingen en proprioceptie – de positie en beweging van ons lichaam.
Afferente paden komen ook uit de hersenen en schedelzenuwen. Deze brengen informatie naar de RF die overeenkomt met oogbewegingen, geluiden, proprioceptie en de aanwezigheid van duisternis en licht die, na te zijn doorgegeven via de RF, onze slaap- en waakpatronen zullen synchroniseren. Een nogal wrede studie bij katten eind jaren zestig toonde aan dat de reticulaire formatie veel invloed heeft op de manier waarop visuele informatie de hersenen bereikt.
Andere hersenzenuwen en hersenen naar RF-paden verbinden geluiden met opwinding, reguleren de hormoonafscheiding en passen ons bewustzijnsniveau aan. Wanneer uw wekker u ’s ochtends wakker maakt, wordt uw ARAS snel gestimuleerd door geluid en uw DRS opent uw ogen en helpt u die klok precies te laten zien wat u ervan vindt.
Reticulaire formatie efferente paden
Efferente verbindingen sturen informatie naar andere structuren in plaats van deze te ontvangen. In dit geval lopen efferente reticulaire kanalen uit de RF naar het ruggenmerg of andere delen van de hersenen – bijvoorbeeld de hersenzenuwen, het cerebellum, de thalamus en de hypothalamus. Deze informatie kan worden gebruikt om een reactie te veroorzaken. Reacties die via de RF worden gereguleerd zijn cognitieve, slaap-waak-, endocriene, emotionele en motorische reacties. De psychologische definitie van reticulaire formatiefunctie zegt dat het een regulerend centrum is voor slaap, alertheid, vermoeidheid, beloning en zelfs verschillende persoonlijkheidskenmerken. De meeste reacties op onze innerlijke en uiterlijke omgeving reizen via de RF.
Reticulaire formatieschade
Reticulaire formatieschade kan het gevolg zijn van hersenstamtrauma, het verouderingsproces, tumoren en ontsteking of infectie. Omdat de kolommen van specifieke zenuwcellen die door de hersenstam lopen zo diffuus zijn, zijn de effecten van kleine laesies niet altijd voorspelbaar. Een groter trauma op de plaats van de reticulaire formatie is vaak fataal vanwege de centrale rol in vitale functies zoals ademhaling en bewustzijn.
Lage activiteit in de reticulaire activeringssystemen veroorzaakt bewusteloosheid en coma, terwijl reticulaire formatie schade veroorzaakt in degeneratieve ziekten zoals Parkinson kunnen leiden tot onbalans, trillingen en bewegingsproblemen. De ziekte van Alzheimer is gekoppeld aan lagere niveaus van neuronen die reageren op acetylcholine door het hele centrale zenuwstelsel, inclusief die kernen van de reticulaire formatie die reageren op acetylcholine – zoals de cellen in de laterale kolom van de RF.
Chronische schade aan de reticulaire formatie die het ontregelt de berichten die de hersenstam verlaten en binnengaan, het is bekend dat het REM-slaapproblemen veroorzaakt en de RF is zelfs gedeeltelijk verantwoordelijk gebleken voor gedragsstoornissen zoals schizofrenie. Andere gekoppelde psychologische effecten zijn posttraumatische stressstoornis en de relatief nieuwe diagnose chronisch vermoeidheidssyndroom. Zelfs persoonlijkheidskenmerken zoals introversie zijn in verband gebracht met RF-afwijkingen. Omdat er zoveel berichten door de reticulaire formatie gaan, kunnen we een lange lijst van mogelijke symptomen verwachten – van hormoonregulatie tot motorische reacties, en van emotionele effecten tot onvrijwillige controle van gladde spieren en hartspieren. Immers, wanneer het postsorteerkantoor stopt, kunnen allerlei instructies en gegevens niet doorkomen.