Definiția
Formația reticulară este o rețea de neuroni din trunchiul cerebral care permite conștiința, funcția senzorială și motorie, precum și reglarea endocrină și a neurotransmițătorului . Această parte a sistemului nervos central, răspândită în trei coloane principale de la un capăt la altul al trunchiului cerebral, este un punct central de releu care conectează nervii măduvei spinării cu creierul prin intermediul neuronilor eferenți și aferenți. Gama completă de funcții nu este pe deplin cunoscută.
Funcția de formare reticulară
Funcția de formare reticulară implică o gamă largă de funcții autonome, senzoriale, motorii, comportamentale, cognitive și de dispoziție răspunsuri bazate. Funcționează împreună cu alte regiuni ale sistemului nervos central pentru a permite sarcini complexe, cum ar fi reglarea stării noastre de conștiință, procesarea emoțiilor, coordonarea vizuală, controlul cardiovascular și postura. Aproximativ 100.000.000 de impulsuri sunt primite în formația reticulară (RF) în fiecare secundă!
Puteți separa funcțiile formării reticulare privind la cele două sisteme ale sale. Acestea sunt sistemul ascendent de activare reticulară (ARAS) care aduce mesaje senzoriale de la RF la cortexul creierului și invers și sistemul reticular descendent (DRS) care aduce mesaje către și de la neuronii motori ai măduvei spinării. Ar trebui să vedeți ambele sisteme ca două părți ale unui singur sistem paralel; ele funcționează în același timp, iar formarea reticulară a trunchiului cerebral modulează câte mesaje sunt procesate. Cele două sisteme (ARAS și DRS) se influențează reciproc. De aceea, dacă urmărești un film de groază cu adevărat înfricoșător, mușchii tăi devin tensionați – atât emoțiile, cât și mușchii tăi reacționează. Și când cel mai înspăimântător moment se termină, te relaxezi. Termenul de grup al sistemului de activare reticulară sau RAS este denumit în mod confuz, deoarece nu numai că activează, dar dezactivează neuronii asociați.
ARAS este cel mai frecvent descris ca regulatorul conștiinței și excitării; cu toate acestea, transmite informații despre multe alte procese, inclusiv rata de respirație, răspunsul la tuse, ritmul cardiac și actul masticării (mestecatul). Se raportează că mestecarea menține funcția cognitivă prin stimularea RF – absența masticării este asociată cu demență și tulburări de somn. Acest lucru arată cât de strâns sunt legate mișcările noastre musculare, funcțiile cognitive și conștiința.
Exemple de formare reticulară
Un exemplu de formare reticulară de feedback de activare și dezactivare ar fi cineva care doarme într-un timp lung călătorie. Treptat, activitatea creierului persoanei începe să scadă și sunt trimise mai puține informații din cortexul cerebral în repaus către sistemul reticular prin ARAS. Când acea persoană realizează somnul cu mișcare rapidă a ochilor (REM), controlul tonusului muscular scade rapid pentru a produce atonia prin DRS. Dacă capul cade brusc, semnalele sunt trimise către formația reticulară de la fusurile musculare activate brusc prin DRS. În același timp, ARAS reacționează și călătorul care dă din cap din cap se trezește brusc. Acest lucru ne arată acțiunea motorie a DRS care răspunde la și activează ARAS și invers. Amintiți-vă, ARAS trimite și primește informații senzoriale, iar DRS trimite și primește informații despre motor.
Altul exemplu de formare reticulară este acțiunea medicamentelor anestezice generale utilizate înainte de operație. În primul rând, se administrează un analgezic puternic care împiedică senzațiile de durere să se deplaseze spre RF. Un sedativ-hipnotic, cum ar fi propofolul, reduce rata de ardere a neuronilor din cortexul creierului, talamus și formarea reticulară; aceasta produce inconștiență și oprește procesele care formează memoria. În cele din urmă, un relaxant muscular sub formă de curare inactivează fusurile musculare și reflexele reglementate de măduva spinării. Rețelele de excitare a formării reticulare sunt deprimate pe durata intervenției chirurgicale prin intermediul gazelor anestezice și al medicamentelor, iar o mașină preia funcția autonomă a respirației, deoarece curarea afectează mușchiul scheletic. Inima nu încetează să mai bată, deoarece celulele musculare cardiace specializate acționează ca stimulatoare cardiace, iar mușchiul inimii nu este mușchi scheletic. Cu toate acestea, frecvența cardiacă, care este influențată de funcția reticulară a creierului mediu, este afectată.
Formație reticulară motoră
Primirea intrării prin nervii aferenți (aducând spre) nervii care intră în formația reticulară de la nervii cranieni , ne putem mișca mușchii feței și gâtului.Amintiți-vă, mișcarea musculară este rezultatul nervilor motori care fac parte din DRS și, de asemenea, un răspuns la stimulii senzoriali care încurajează mișcarea musculară și călătoria prin ARAS. Gândiți-vă la un cal care se zvârcoleste atunci când o muscă aterizează pe pielea sa.
Mișcările involuntare ale mușchilor netezi permit acțiuni precum înghițirea, tusea și dilatarea și constricția vaselor de sânge pentru controlul tensiunii arteriale. Aceste mesaje sunt transmise prin formarea reticulară. Un lanț de exemple bune de formare reticulară motorie ar fi urmarea unei linguri de alimente cu ochii în timp ce se deplasează spre gură, mestecând și înghițind mâncarea, tuse dacă o firimitură se deplasează în trahee, ținând respirația în timpul înghițirii și peristaltismul în tractul digestiv care împinge mâncarea prin și din corp.
Funcția motorie voluntară este, de asemenea, o parte a sarcinii formațiunii reticulare, de exemplu în postura și echilibrul nostru. Echilibrul nu este un act involuntar, ci învățat, așa cum putem vedea când privim un copil mic care face primii pași. Prin căi facilitatoare și inhibitoare în formarea reticulară, mesajele sunt trimise către receptorii din articulații și fusurile musculare asociate. Această activitate musculară a fost învățată în măsura în care nici măcar nu suntem conștienți de aceste mișcări. Chiar și așa, controlul posturii depinde de interacțiunile fiziologice complexe, de nivelurile ridicate de procesare senzorială și de scopul persoanei, abilitățile cognitive și experiența (memoria motorie).
Formare reticulară senzorială
Funcțiile senzoriale ale formațiunii reticulare, ghidate prin intermediul ARAS, dar care lucrează împreună cu DRS, includ cum și când corpurile noastre experimentează durere, cum ne echilibrăm și – cele mai faimoase și studiate a rolurilor de formare reticulară – nivelurile noastre de conștiință. Cu toate acestea, povestea completă a acestei mici structuri anatomice neclare este încă relativ necunoscută.
Prin transmiterea informațiilor senzoriale către zonele motorii ale creierului, RF coordonează vizual, auditiv, vestibular, gustativ, olfactiv și tactil. intrare senzorială – vedere, auz, echilibru și mișcare, gust și, respectiv, atingere – astfel încât să putem efectua și experimenta răspunsuri fizice și emoționale voluntare și involuntare.
Formație reticulară endocrină
Endocrina funcția formării reticulare nu înseamnă că această parte a trunchiului cerebral secretă sau produce substanțe chimice, dar prin transmiterea mesajelor reglează secreția hormonală și neurotransmițătoare. Probabil cel mai faimos exemplu de sistem endocrin al acestei funcții specifice de formare reticulară este sistemul nostru de răspuns la stres. În sistemul de răspuns la stres, combinația de memorie și mediu stimulează RF pentru a crește ratele de tragere în direcția hipotalamusului, care îl încurajează să secrete factorul de eliberare a corticotropinei. Acest factor inițiază eliberarea unei cascade de hormoni ai stresului care ne fac să fim alertați, să trimită mai mult sânge (oxigen și glucoză) către mușchi și organele vitale, să furnizeze mai puțin sânge organelor non-vitale și astfel să pregătească corpul să lupte sau să alerge . Odată ce pericolul a trecut, centrul de releu al RF modulează mesajele senzoriale și motorii care ne calmează înapoi.
Se crede că formațiunea reticulară transmite informațiile care controlează eliberarea și inhibarea unei o gamă largă de hormoni; această teorie este susținută de faptul că se află extrem de aproape de organele secretoare neuroendocrine importante, cum ar fi glandele pineale, hipofizare și hipotalamus. Deoarece glanda pineală este responsabilă pentru producerea melatoninei (unde melatonina este un regulator de ritm circadian dovedit care ne ajută să adormim), acest lucru adaugă greutate rolului formării reticulare în modelele noastre de somn-veghe.
Locația formării reticulare
Formația reticulară este localizată în trunchiul cerebral, dar se extinde în măduva spinării și talamus; trece prin medulă, pons, creierul mediu și diencefal. RF nu umple complet trunchiul cerebral, dar este împărțit în trei coloane de nuclee (grupuri de celule nervoase cu propriul set de funcții) care se întind pe lungimea sa. Pentru a simplifica această structură destul de difuză, cercetătorii împart RF în coloanele mediană, mediană și laterală. În timp ce aceste zone sunt asociate cu propria lor gamă de funcții, răspunsul lor la neurotransmițători specifici este cel care le face atât de diferite. Acest lucru se datorează faptului că formarea reticulară conține un număr mare de interneuroni cu conexiuni polisinaptice care se conectează direct sau prin intermediul altor interneuroni cu o celulă țintă. Interneuronii sunt versiuni mici ale formațiunii reticulare prin faptul că sunt centre de releu.Potrivirea dintre doi sau mai mulți neuroni și modulează cât de des și cât de eficient comunică acești neuroni. Interneuronii RF sunt polisinaptici – acest lucru înseamnă că nu doar modulează mesageria dintre doi neuroni, ci pot transmite în același timp informații de la mai mulți neuroni, atât senzoriali, cât și motori. O singură celulă nervoasă RF reglează mai multe funcții, deci ar trebui să vă imaginați interneuronul prezentat mai jos ca conectându-se la mulți alți neuroni. Acestea creează o rețea imensă de acțiuni și reacții asociate.
Coloană mediană
Coloana mediană constă dintr-o singură coloană centrală care trece prin creierul mediu. Este împărțit în trei grupuri de celule nervoase (nuclei): nuclei de rafe dorsală, nucleu de rafe pontis și nucleu de rafe magnus. Nu este nevoie să cunoașteți toate aceste nume, dar grupându-le putem obține o imagine mai bună a funcțiilor cunoscute ale acestei coloane. Rețelele de celule nervoase din coloana mediană conțin grupuri de interneuroni numiți nuclei de rafe. Cuvântul rafe se referă pur și simplu la cusătura verticală a liniei medii în care se unesc structurile din partea stângă și dreapta a corpului. Acesta este motivul pentru care nucleele din coloana medială sunt toate etichetate rafe.
Nucleul rafei dorsale transmite informații de control al durerii. Nucleul rafhe pontis se conectează la cerebel și este important pentru conectarea informațiilor senzoriale și motorii involuntare. Nucleul raphe magnus influențează percepția noastră asupra durerii. Toate nucleele de rafe produc în principal, reglează și răspund la neurotransmițătorul serotonină (5-HT).
Coloana medială
Coloana medială conține celule nervoase medii și mari mixte cu sinapse care în primul rând răspunde, produce și reglează neurotransmițătorii acid gamma-aminobutiric (GABA) și glutamat. Această coloană conține nucleul gigantocelular, nucleul reticular ventral, nucleul reticular pontin oral și nucleul reticular pontin caudal. Din nou, nu este nevoie să învățați aceste nume pe de rost.
Nucleul gigantocelular (cu celule mari) transmite informații care controlează mișcarea limbii. Nucleul reticular ventral este posibil legat de respirație și formarea memoriei. Nucleul reticular oral pontin reglează probabil modul în care intrăm și ieșim din etapele somnului cu mișcare rapidă a ochilor; nucleul reticular pontin caudal este asociat cu mișcarea capului și a maxilarului. Probabil și posibil sunt, din păcate, cele mai bune pe care le avem acum. Este nevoie de mai multe cercetări în formarea reticulară înainte de a putea folosi afirmații mai exacte.
Coloana laterală
Coloana laterală găzduiește cel puțin șase nuclee diferite, toate producând, reglând, în principal, și răspund la neurotransmițătorii noradrenalină și acetilcolină. Cei mai studiați dintre acești nuclei sunt nucleul reticular parvocelular, nucleul locus coeruleus și nucleul pedunculopontin. Acestea sunt asociate cu controlul feței și respirația, răspunsurile noastre fiziologice la stres și senzațiile noastre de excitare, recompensă, mișcare și, respectiv, atenție.
Imaginea de mai jos oferă o bună indicație a modului în care sunt diferiți nuclei de formare reticulară. răspândit în țesutul pons.
Căile de formare reticulară
Căile de formare reticulară sunt împărțite în funcție de căile senzoriale și motorii (ARAS și DRS) și în funcție de faptul dacă o fibră nervoasă sau un grup de fibre intră sau iese din această parte a trunchiului cerebral – cu alte cuvinte, indiferent dacă RF primește sau transmite informații. Conexiunile aduc mesaje către formațiunea reticulară din măduva spinării și creier. Căile eferente aduc mesaje din formațiunea reticulară direct sau indirect către alte structuri. Rețelele complexe și mai simple folosesc formarea reticulară ca bază centrală de control sau releu.
Căi aferente ale formării reticulare
Când formația reticulară primește informații din alte regiuni, rutele pe care le urmează aceste mesaje sunt: căi aferente. Mesajele se deplasează prin sinapse de la măduva spinării la RF. Aceste căi senzoriale multiple ne trimit informații despre durere, temperatură, atingere brută, atingere fină, vibrații și propriocepție – poziția și mișcarea corpului nostru.
Căile aferente sosesc și din creier și din nervii cranieni. Acestea aduc informații la RF corespunzătoare mișcării ochilor, sunetelor, propriocepției și prezenței întunericului și luminii care, după ce sunt transmise prin RF, ne vor sincroniza modelele de somn și trezire. Un studiu destul de crud asupra pisicilor la sfârșitul anilor 1960 a arătat că formațiunea reticulară are o mare influență asupra modului în care informațiile vizuale accesează creierul.
Alte nervuri craniene și creierul la căile RF conectează sunetele la excitare, reglează secreția hormonală și ne ajustează nivelurile de conștiință. Când ceasul cu alarmă te trezește dimineața, ARAS-ul tău este stimulat rapid prin sunet și DRS-ul tău îți deschide ochii și te ajută să arăți acel ceas exact ceea ce crezi despre el.
Căi eferente de formare reticulară
Conexiunile eficiente trimit informații către alte structuri, mai degrabă decât să le primească. În acest caz, tracturile reticulare eferente ies din RF către măduva spinării sau alte regiuni ale creierului – nervii cranieni, cerebelul, talamusul și hipotalamusul, de exemplu. Aceste informații pot fi utilizate pentru a provoca un răspuns. Răspunsurile reglementate prin RF sunt răspunsuri cognitive, somn-veghe, endocrine, emoționale și motorii. Definiția psihologică a funcției de formare reticulară vorbește despre faptul că este un centru de reglementare pentru somn, vigilență, oboseală, recompensă și chiar diferite trăsături de personalitate. Majoritatea răspunsurilor la mediile noastre interioare și exterioare călătoresc prin RF.
Deteriorarea formării reticulare
Deteriorarea formării reticulare poate fi rezultatul traumei trunchiului cerebral, a procesului de îmbătrânire, a tumorilor și a inflamație sau infecție. Deoarece coloanele celulelor nervoase specifice care trec prin trunchiul cerebral sunt atât de difuze, efectele leziunilor minore nu sunt întotdeauna previzibile. Trauma mai mare la locul formării reticulare este adesea fatală datorită rolului său central în funcțiile vitale, cum ar fi respirația și conștiința.
Activitatea scăzută în sistemele de activare reticulară produce inconștiență și comă, în timp ce formarea reticulară dăunează în bolile degenerative precum Parkinson pot duce la dezechilibru, tremurături și dificultăți de mișcare. Boala Alzheimer este legată de niveluri mai scăzute de neuroni care răspund la acetilcolină în tot sistemul nervos central, inclusiv acele nuclee ale formațiunii reticulare care răspund la acetilcolină – cum ar fi celulele din coloana laterală a RF.
Daune formării reticulare cronice care disregulează mesajele care ies și intră în trunchiul cerebral este cunoscut pentru a produce probleme de somn REM și RF s-a dovedit chiar că este parțial responsabil pentru tulburări de comportament, cum ar fi schizofrenia. Alte efecte psihologice legate sunt tulburarea de stres posttraumatic și diagnosticul relativ nou al sindromului de oboseală cronică. Chiar și trăsăturile de personalitate, cum ar fi introversia, au fost asociate cu anomalii ale RF. Deoarece atât de multe mesaje trec prin formația reticulară, ar trebui să ne așteptăm la o listă lungă de potențiale simptome – de la reglarea hormonilor la răspunsurile motorii și de la efectele emoționale la controlul involuntar al mușchilor netezi și cardiaci. La urma urmei, când biroul de sortare a corespondenței se oprește, tot felul de instrucțiuni și date nu reușesc să treacă.