Gränslös anatomi och fysiologi (Svenska)

Hjärnstammens funktioner

Hjärnstammen reglerar vitala hjärt- och andningsfunktioner och fungerar som ett medel för sensorisk information.

Plats och grundläggande fysi ologi

I ryggradsanatomi är hjärnstammen den mest sämre delen av hjärnan, angränsande och strukturellt kontinuerlig med hjärnan och ryggmärgen. Hjärnstammen ger upphov till kranialnerven 3 till 12 och ger den huvudsakliga motoriska och sensoriska innerveringen till ansiktet och nacken via kranialnerven. Även om det är litet är det en extremt viktig del av hjärnan, eftersom nervförbindelserna mellan motorns och sensoriska system från huvuddelen av hjärnan som kommunicerar med det perifera nervsystemet passerar genom hjärnstammen. Detta inkluderar kortikospinalvägarna (motor), den bakre kolonnmediala lemniscusvägen (fin beröring, vibrationsförnimmelse och proprioception) och den spinotalamiska kanalen (smärta, temperatur, klåda och rå beröring). Hjärnstammen spelar också en viktig roll i regleringen av hjärt- och andningsfunktion. Det reglerar centrala nervsystemet (CNS) och är avgörande för att upprätthålla medvetandet och reglera sömncykeln.

Hjärnstammens komponenter

Hjärnstammens tre komponenter är medulla oblongata, mellanhjärnan och pons.

Medulla oblongata (myelencephalon) är den nedre halvan av hjärnstammen kontinuerlig med ryggmärgen. Dess övre del är kontinuerlig med ponsarna. Medulla innehåller hjärt-, andningsvägar, kräkningar och vasomotoriska centra som reglerar hjärtfrekvens, andning och blodtryck.

Mellanhjärnan (mesencephalon) är associerad med syn, hörsel, motorisk kontroll, sömn och vakna cykler, vakenhet och temperaturreglering.

Pons (del av metencephalon) ligger mellan medulla oblongata och mellanhjärnan. Den innehåller delar som transporterar signaler från hjärnan till medulla och till lillhjärnan. Det har också kanaler som bär sensoriska signaler till talamus.

Hjärnstammens funktion

Hjärnstammen har många grundläggande funktioner, inklusive reglering av hjärtfrekvens, andning, sömn och ätning. Det spelar också en roll i ledningen. All information som vidarebefordras från kroppen till cerebrum och cerebellum och tvärtom måste passera hjärnstammen. De stigande vägarna från kroppen till hjärnan är de sensoriska vägarna, inklusive den spinotalamiska kanalen för smärta och temperaturkänsla och ryggkolonnen, fasciculus gracilis och cuneatus för beröring, proprioception och tryckupplevelse. Ansiktsupplevelserna har liknande vägar och färdas också i spinotalamusvägarna och medial lemniscus.

Fallande delar är övre motorneuroner som är avsedda att synapsa på nedre motorneuroner i det ventrala hornet och mellanliggande horn i ryggmärgen.Dessutom har de övre motorneuronerna sitt ursprung i hjärnstammens vestibulära, röda, tektala och retikulära kärnor, som också sjunker ned och synaps i ryggmärgen. Hjärnstammen har också integrerande funktioner, inklusive kontroll av hjärt-kärlsystemet, andningskontroll, smärtkänslighetskontroll, vakenhet, medvetenhet och medvetande.

Medulla Oblongata

Medulla oblongata styr autonoma funktioner och förbinder de högre nivåerna av hjärnan till ryggraden sladd.

Medulla oblongata är den nedre halvan av hjärnstammen. I diskussioner om neurologi och liknande sammanhang där ingen tvetydighet uppstår, kallas det ofta bara för medulla. Medulla innehåller hjärt-, andningsvägar, kräkningar och vasomotoriska centra och reglerar autonoma, ofrivilliga funktioner som andning, hjärtfrekvens och blodtryck.

Medulla är ofta uppdelad i två delar:

1. En öppen eller överlägsen del där ryggytan på medulla bildas av den fjärde kammaren.
2. En sluten eller sämre del där metacoel (caudal del av fjärde kammaren) ligger inom medulla oblongata.

Medullas struktur Oblongata

Regionen mellan den främre medianen och den anterolaterala sulci är upptagen av en höjd på vardera sidan, känd som pyramiden av medulla oblongata. Denna höjd orsakas av kortikospinalvägarna. I den nedre delen av medulla korsar några av dessa fibrer varandra, vilket utplånar den främre medianfissuren. Detta är känt som avkalkningen av pyramiderna. Andra fibrer som härrör från den främre mediasprickan ovanför pyramidernas avkänning och löper i sidled över ponsytan kallas de yttre bågformiga fibrerna.

Regionen mellan den anterolaterala och posterolaterala sulcus i övre en del av medulla är markerad av en svullnad som kallas olivkroppen, orsakad av en stor massa av grå substans som kallas den underlägsna olivkärnan.

Den bakre delen av medulla mellan den bakre medianen och den posterolaterala sulci innehåller kanaler som kommer in i den från ryggmärgens bakre funiculus. Dessa är fasciculus gracilis, som ligger medialt bredvid mittlinjen, och fasciculus cuneatus, som ligger i sidled.

Fasciculi slutar i rundade höjder som kallas gracile och cuneat tubercles. De orsakas av massor av grå substans som kallas nucleus gracilis och nucleus cuneatus.Strax ovanför tuberklarna är den bakre delen av medulla upptagen av en triangulär fossa, som bildar den nedre delen av golvet i den fjärde kammaren. Fossa är avgränsad på vardera sidan av den underlägsna cerebellära peduncle, som förbinder medulla till cerebellum.

Den nedre delen av medulla, omedelbart lateralt till fasciculus cuneatus, markeras av en annan längsgående höjd som kallas tuberculum cinereum. Det orsakas av en underliggande samling av grå substans som kallas ryggradskärnan i trigeminusnerven. Gråmaterialet i denna kärna täcks av ett skikt av nervfibrer som bildar ryggmärgsnerven.

Basen på medulla definieras av kommisfibrerna som passerar över från den ipsilaterala sidan i ryggmärgen till den kontralaterala sidan i hjärnstammen; under detta är ryggmärgen.

Embryonal utveckling

Under utvecklingen bildas medulla oblongata från myelencephalon. De sista neuroblasterna från alarplattan i neuralröret producerar medulla sensoriska kärnor. Basplattans neuroblaster ger upphov till motorns kärnor.

Medulla Oblongatas funktion

Medulla oblongata styr autonoma funktioner och förbinder hjärnans högre nivåer till ryggmärgen. Det är också ansvarigt för att reglera flera grundläggande funktioner i det autonoma nervsystemet, inklusive:

• Andning: kemoreceptorer
• Hjärtcentrum: sympatiskt system, parasympatiskt system
• Vasomotoriskt centrum: baroreceptorer
• Reflexcentra för kräkningar, hosta, nysningar och sväljning

Pons

Ponsen är en relästation mellan framhjärnan och lillhjärnan som skickar sensorisk information från periferin till talamus.

Pons är en struktur som ligger på hjärnstammen, uppkallad efter det latinska ordet för ”bro”. Det är ovanför medulla, under mitthjärnan och främre mot lillhjärnan. Den vita substansen i ponsen innehåller delar som leder signaler från hjärnan ner till lillhjärnan och medulla, och kanaler som bär sensoriska signaler upp i thalamus. / p>

Struktur

Ponsen är ungefär 2,5 cm lång hos vuxna. Det mesta framträder som en bred främre utbuktning med medulla. Bakifrån består den huvudsakligen av två par tjocka stjälkar kallas cerebellar peduncles. Dessa ansluter lillhjärnan till pons och mitthjärnan.

Ponsen innehåller kärnor som vidarebefordrar signaler från framhjärnan till cerebellum, tillsammans med kärnor som reglerar sömn, andning, sväljning, blåskontroll, hörsel , jämvikt, smak, ögonrörelse, ansiktsuttryck, ansiktsförnimmelse och hållning.Inom ponsen finns det pneumotaxiska centrumet, en kärna som reglerar förändringen från inspiration till utgång. Ponsen innehåller också hjärnans sömnförlamningscentrum och spelar också en roll för att skapa drömmar.

Utveckling

Under embryonal utveckling utvecklas metencephalon från rombencephalon och ger upphov till två strukturer: pons och cerebellum. Alarplattan producerar sensoriska neuroblaster, som kommer att ge upphov till den ensamma kärnan och dess speciella viscerala afferenta kolonn, cochlea- och vestibulära kärnorna (som bildar de speciella somatiska afferenta fibrerna i vestibulocochlear nerven), ryggmärgen och huvudkärnan i trigeminusnerven bildar den allmänna somatiska afferenta kolumnen i trigeminusnerven) och pontinkärnorna, som är involverad i motorisk aktivitet. Basplattans neuroblaster ger upphov till den bortförda kärnan (bildar de allmänna somatiska efferenta fibrerna), ansikts- och motoriska trigeminalkärnor (bildar den speciella viscerala efferenta kolonnen) och den överlägsna salivatoriska kärnan, som bildar de allmänna viscerala efferenta fibrerna i ansiktsnerven .

Kranialnerver från Pons

Ett antal kranialnervkärnor finns i ponserna:

• Trigeminus huvud- eller pontinkärna nervkänsla (V) – mid-pons
• Motorkärnan för trigeminusnerven (V) -mid-pons
• Abducens nucleus (VI) -lower pons
• Facial nerve nucleus (VII) -lower pons
• Vestibulocochlear nuclei (VIII) -lower pons

Funktionella egenskaper

Funktionerna för Pons fyra nerver inkluderar sensoriska roller i hörsel, jämvikt, smak och ansiktsförnimmelser som beröring och smärta. De har också motoriska roller i ögonrörelser, ansiktsuttryck, tuggning, sväljning, urinering och utsöndring av saliv och tårar. Central pontin myelinos är en demyeliniseringssjukdom som orsakar svårigheter med känsla av balans, gång, känsla av beröring, sväljning och tal. Om det inte diagnostiseras och behandlas kan det leda till dödsfall eller inlåst syndrom (ett tillstånd där en person är medveten men inte kan röra sig eller kommunicera).

Midbrain

The mellanhjärnan spelar en viktig roll i både vakenhet och reglering av homeostas.

Mellanhjärnan eller mesencephalon (från grekiska mesos, mellersta och enkefalos, hjärna) är en del av centrala nervsystemet (CNS) associerad med syn, hörsel, motorisk kontroll, sömn och vakna cykler, upphetsning (vakenhet) och temperaturreglering. Anatomiskt innefattar den tektum (eller corpora quadrigemina), tegmentum, ventrikulär mesocoelia (eller ”iter”), och hjärnstammar, samt flera kärnor och fasciculi. Caudalt (bakåt) mesencephalon gränsar till pons (metencephalon), och rostralt gränsar den till diencephalon (t.ex. talamus, hypotalamus). Mellanhjärnan ligger under hjärnbarken och ovanför bakhjärnan och placerar den nära hjärnans centrum.

Primära mellanhjärnkomponenter

Tektum (latin för ”tak”) bildas av de överlägsna och underlägsna kollikulerna och omfattar den bakre del av mitthjärnan. Den överlägsna colliculus reglerar preliminär visuell bearbetning och ögonrörelse, medan den underordnade colliculus är involverad i auditiv bearbetning. Sammantaget kallas colliculi som corpora quadrigemina.

Tegmentum är involverat i många omedvetna homeostatiska och reflexiva vägar och är motorcentret som vidarebefordrar hämmande signaler till talamus och baskärnor för att förhindra oönskad kroppsrörelse. Den sträcker sig från substantia nigra till cerebral akvedukt (även kallad ventrikulär mesocoeli). Kärnorna i kranialnerverna III och IV är belägna i tegmentumdelen av mellanhjärnan.

substantia nigra är nära associerad med motorvägarna i basala ganglier. Den mänskliga mesencephalon är archipallian ursprung, delar sin allmänna arkitektur med de äldsta av ryggradsdjur. Dopamin som produceras i substantia nigra spelar en roll i motivation och tillvänjning av arter från människor till de mest elementära djuren som insekter. Mellanhjärnan är den minsta regionen i hjärnan och hjälper till att vidarebefordra information för syn och hörsel.

Cerebrala stammar finns på vardera sidan om mitthjärnan och är dess främsta del och fungerar som kontaktdon mellan resten av mitthjärnan och talamkärnorna. Cerebral peduncles hjälper till med motorisk rörelseförfining, motorisk färdighetsinlärning och omvandling av proprioceptiv information till balans och hållning av kroppshållning.

Embryonal utveckling

Under embryonal utveckling uppstår mitthjärnan från den andra vesikeln , även känd som mesencephalon, i neuralröret. Till skillnad från de andra två vesiklarna (prosencephalon och rhombencephalon) förblir mesencephalon odelat under resten av neural utveckling. Den delas inte upp i andra hjärnområden medan prosencefalonet till exempel delar sig i telencefalon och diencefalon. Under hela embryonal utveckling multiplicerar cellerna i mitthjärnan kontinuerligt och komprimerar den stillbildande akvedukten av sylvius eller cerebral akvedukt. Delvis eller total obstruktion av cerebral akvedukt under utveckling kan leda till medfödd hydrocephalus.

Retikulärbildning

Retikulärbildning hjälper till att reglera sömncykeln och detektera sensorisk känsla.

Retikulärbildning är en region i ponsen som är involverad i reglering av sömnvaken cykla och filtrera inkommande stimuli för att diskriminera irrelevanta bakgrundsstimuli. Det är viktigt för att styra några av de grundläggande funktionerna hos högre organismer och är en av de fylogenetiskt äldsta delarna av hjärnan.

Uppdelningar av retikulär formation

Traditionellt är kärnorna uppdelad i tre kolumner:

1. Rapkärnor (medium kolonn)
2. Magnocellulär röd kärna (medialzon)
3. Parvocellulär retikulär kärna (lateral zon)

Sagittal uppdelning avslöjar mer morfologiska skillnader. Raphe-kärnorna bildar en ås i mitten av retikulärformationen, och direkt till dess periferi finns det en uppdelning som kallas medial retikulärbildning. Den mediala retikulära bildningen är stor, har långa stigande och fallande fibrer och omges av den laterala retikulära bildningen. Den laterala retikulära bildningen är nära motorns kärnor i kranialnerven och förmedlar oftast deras funktion. Raphe-kärnorna är platsen för syntesen av neurotransmittorn serotonin, som spelar en viktig roll i humörsreglering.

Den mediala retikulära bildningen och den laterala retikulära bildningen är två kolumner av neuronala kärnor med dåligt definierade gränser som sänder utsprång genom medulla och in i mesencephalon (mitthjärnan).Kärnorna kan differentieras efter funktion, celltyp och utsprång av efferenta eller afferenta nerver. Den magnocellulära röda kärnan är involverad i motorisk koordination, och den parvocellulära kärnan reglerar utandning.

Den ursprungliga funktionella differentieringen var en uppdelning av kaudal och rostral, baserat på observationen att skada på den rostrala retikulära bildningen inducerar hypersomni i katthjärnan. Däremot ger skador på den mer kaudala delen av retikulärbildning sömnlöshet hos katter. Denna studie ledde till tanken att den kaudala delen hämmar den rostrala delen av retikulärbildning.

Funktioner

Retikulärbildningen består av mer än 100 små neurala nätverk, med olika funktioner inklusive:

1. Somatisk motorstyrning: Vissa motorneuroner skickar sina axoner till retikulära bildningskärnor, vilket ger upphov till retikulospinalvägarna ryggmärgen. Dessa kanaler spelar en stor roll för att upprätthålla ton, balans och hållning, särskilt under rörelse. Retikulärformationen vidarebefordrar också ögon- och öronsignaler till lillhjärnan så att visuella, hörsel- och vestibulära stimuli kan integreras i motorisk koordination. Andra motoriska kärnor inkluderar blickcentra, som gör det möjligt för ögonen att spåra och fixera föremål, och centrala mönstergeneratorer som producerar rytmiska signaler till musklerna för andning och sväljning. och vasomotoriska centra för medulla oblongata.
2. Smärtmodulering: Retikulärbildning är ett sätt genom vilket smärtsignaler från underkroppen når hjärnbarken. Det är också ursprunget till de fallande smärtstillande vägarna. Nervfibrerna i dessa vägar verkar i ryggmärgen för att blockera överföringen av vissa smärtsignaler till hjärnan.
3. Sömn och medvetande: Retikulärbildning har utsprång till talamus och hjärnbark som gör att den kan utöva viss kontroll över vilka sensoriska signaler som når hjärnan och kommer till vår medvetna uppmärksamhet. Det spelar en central roll i medvetandetillstånd som vakenhet och sömn. Skada på retikulärbildning kan leda till irreversibel koma.
4. Vanning: Detta är en process där hjärnan lär sig att ignorera upprepade, meningslösa stimuli samtidigt som de är känsliga för andra. Ett bra exempel på detta är när en person kan sova genom hög trafik i en stor stad, men väcks omedelbart av ljudet av ett larm eller en gråtande bebis. Retikulära bildningskärnor som modulerar hjärnbarkens aktivitet är en del av det retikulära aktiveringssystemet.

Effekter av skada

Massskador i hjärnstammen orsakar allvarliga förändringar i nivån medvetenhet (som koma) på grund av deras effekter på retikulärbildning. Lesioner i retikulärbildning har hittats i hjärnan hos personer som har post-polio syndrom. Vissa avbildningsstudier har visat onormal aktivitet på detta område hos personer med kroniskt trötthetssyndrom, vilket indikerar en hög sannolikhet för att skada på retikulärbildning är ansvarig för trötthet i samband med dessa syndrom.