Definition
Retikulärbildning är ett neuronnätverk i hjärnstammen som möjliggör medvetenhet, sensorisk och motorisk funktion och endokrin och neurotransmittorreglering . Denna del av centrala nervsystemet, spridd i tre huvudkolumner från ena änden av hjärnstammen till den andra, är en kärnreläpunkt som förbinder nerverna i ryggmärgen med hjärnan via efferenta och afferenta neuroner. Dess fullständiga funktionsutbud är inte helt känt.
Retikulär formationsfunktion
Retikulär bildningsfunktion involverar ett brett spektrum av autonoma, sensoriska, motoriska, beteendemässiga, kognitiva och humör- baserade svar. Det fungerar tillsammans med andra regioner i centrala nervsystemet för att tillåta komplexa uppgifter såsom reglering av vårt medvetandetillstånd, känslobearbetning, visuell koordination, kardiovaskulär kontroll och hållning. Cirka 100 000 000 impulser tas emot i retikulärformationen (RF) varje sekund!
Du kan separera funktionerna i retikulärformationen genom att titta vid sina två system. Dessa är det stigande retikulära aktiveringssystemet (ARAS) som tar sensoriska meddelanden från RF till hjärnbarken och vice versa, och det nedåtgående retikulära systemet (DRS) som för med sig meddelanden till och från motorns nervceller i ryggmärgen. Du bör se båda systemen som två delar av ett enda parallellt system. de fungerar samtidigt, och hjärnstammens retikulära bildning modulerar hur många meddelanden som behandlas. De två systemen (ARAS och DRS) påverkar varandra. Det är därför, om du tittar på en riktigt läskig skräckfilm blir dina muskler spända – både dina känslor och dina muskler reagerar. Och när det läskigaste ögonblicket är över slappnar du av. Grupptermen för retikulärt aktiveringssystem eller RAS heter förvirrande eftersom det inte bara aktiverar utan inaktiverar associerade neuroner.
ARAS beskrivs oftast som medvetenhetens och upphetsningens regulator; det förmedlar dock information om många andra processer, inklusive vår andningshastighet, hostrespons, hjärtrytm och tuggning (tuggning). Det rapporteras att tuggning upprätthåller kognitiv funktion genom att stimulera RF – frånvaro av tuggning är associerad med demens och störda sömnmönster. Detta visar hur nära våra muskelrörelser, kognitiva funktioner och medvetande är kopplade.
Exempel på retikulär formation
Ett exempel på retikulär bildning av aktiverings- och inaktiveringsfeedback skulle vara att någon slumrade av under en lång resa. Gradvis börjar personens hjärnaktivitet falla och mindre information skickas från vilande hjärnbark till retikulärt system via ARAS. När personen uppnår snabb ögonrörelse (REM), faller hans eller hennes muskeltonskontroll snabbt för att producera atonia via DRS. Om huvudet plötsligt sjunker skickas signaler till retikulärbildning från de plötsligt aktiverade muskelspindlarna via DRS. Samtidigt reagerar ARAS och den nickande resande vaknar plötsligt. Detta visar oss den motoriska åtgärden hos DRS som svarar på och aktiverar ARAS och vice versa. Kom ihåg att ARAS skickar och tar emot sensorisk information och DRS skickar och tar emot motorinformation.
Ytterligare en exempel på retikulär bildning är effekten av narkosmedicin som används före operation. För det första ges ett starkt smärtstillande medel som förhindrar smärtsensationer från att resa mot RF. En lugnande-hypnotisk såsom propofol minskar avfyrningshastigheterna för nervceller i hjärnbarken, talamus och retikulär bildning; detta producerar medvetslöshet och stoppar de processer som bildar minne. Slutligen inaktiverar ett muskelavslappnande medel i form av curare muskelspindlarna och ryggmärgsreglerade reflexer. Nätverkets upphetsningsnätverk är nedtryckta under hela operationen genom anestesigas och läkemedel, och en maskin tar över den autonoma andningsfunktionen eftersom curare påverkar skelettmuskulaturen. Hjärtat slutar inte slå eftersom specialiserade hjärtmuskelceller fungerar som pacemakare och hjärtmuskeln är inte skelettmuskulatur. Däremot påverkas hjärtfrekvensen, som påverkas av midbrain retikulär funktion.
Oavsiktliga glattmuskelrörelser tillåter åtgärder som att svälja, hosta och utvidga blodkärlet och förtränga för blodtryckskontroll. Dessa meddelanden vidarebefordras genom retikulärbildning. En kedja med goda motoriska retikulära exempel skulle följa en sked mat med ögonen när den rör sig till munnen, tugga och svälja maten, hosta om en smula reser in i luftstrupen, håller andan under sväljningen och peristaltik i matsmältningskanalen som driver maten genom och ut ur kroppen.
Frivillig motorisk funktion är också en del av retikulärformationens uppgift, till exempel i vår hållning och jämvikt. Balans är inte en ofrivillig handling utan inlärd, som vi kan se när man ser ett ungt barn ta sina första steg. Genom underlättande och hämmande vägar i retikulärbildning skickas meddelanden till receptorer i lederna och tillhörande muskelspindlar. Denna muskelaktivitet har lärt sig i den utsträckning att vi inte ens är medvetna om dessa rörelser. Ändå beror hållningskontroll på komplexa fysiologiska interaktioner, höga nivåer av sensorisk bearbetning och personens mål, kognitiva färdigheter och erfarenhet (motoriskt minne).
Sensorisk retikulär formation
De sensoriska funktionerna i retikulärbildning, styrda via ARAS men arbetar tillsammans med DRS, inkluderar hur och när våra kroppar upplever smärta, hur vi balanserar, och – de mest kända och studerade av retikulära bildningsroller – våra medvetenhetsnivåer. Hela historien om denna lilla, anatomiskt oklara struktur är fortfarande relativt okänd.
Genom att vidarebefordra sensorisk information till motorområdena i hjärnan koordinerar RF visuell, auditiv, vestibulär, gustatorisk, olfaktorisk och taktil sensorisk inmatning – syn, hörsel, balans och rörelse, smak respektive beröring – så att vi kan utföra och uppleva frivilliga och ofrivilliga fysiska och känslomässiga svar.
Endokrin retikulär formation
Den endokrina funktion av retikulärbildning betyder inte att denna del av hjärnstammen utsöndrar eller producerar kemikalier, men genom att vidarebefordra meddelanden reglerar det utsöndringen av hormoner och neurotransmittorer. Förmodligen det mest kända exemplet på det endokrina systemet med just denna funktion av retikulärbildning är vårt stressresponssystem. I stressresponssystemet stimulerar kombinationen av minne och miljö RF för att öka avfyrningshastigheter i riktning mot hypotalamus som uppmuntrar det att utsöndra kortikotropinfrisättande faktor. Denna faktor initierar frisättningen av en kaskad av stresshormoner som gör oss varna, skickar mer blod (syre och glukos) till musklerna och vitala organen, levererar mindre blod till icke-vitala organ och gör kroppen redo att slåss eller springa . När faran väl har passerat modulerar RF-reläcentret de sensoriska och motoriska meddelandena som lugnar oss ner igen.
Man tror att retikulärformationen överför informationen som styr frisättningen och hämningen av en ett brett utbud av hormoner; denna teori stöds av det faktum att den ligger extremt nära viktiga neuroendokrina sekretoriska organ som tallkottkörteln, hypofysen och hypotalamus. Eftersom pinealkörteln ansvarar för melatoninproduktionen (där melatonin är en beprövad dygnsrytmefunktionsregulator som hjälper oss att somna) lägger detta vikt på retikulärbildningens roll i våra sömnväckningsmönster.
Plats för retikulär bildning
Retikulärbildning ligger i hjärnstammen men sträcker sig in i ryggmärgen och talamus; den passerar genom medulla, pons, mellanhjärnan och diencephalon. RF fyller inte helt hjärnstammen utan är löst uppdelad i tre kolumner av kärnor (grupper av nervceller med sin egen uppsättning funktioner) som löper längs dess längd. För att förenkla denna ganska diffusa struktur delade forskare RF i median-, medial- och laterala kolumner. Även om dessa områden är förknippade med sina egna funktioner, är det deras svar på specifika neurotransmittorer som gör dem så olika. Detta beror på att retikulärbildningen innehåller ett stort antal interneuroner med polysynaptiska anslutningar som ansluter direkt eller via andra interneuroner med en målcell. Interneuroner är små versioner av retikulärformationen genom att de är reläcentra.Passningen mellan två eller flera nervceller och modulera hur ofta och hur effektivt dessa neuroner kommunicerar. Interneuronerna i RF är polysynaptiska – det betyder att de inte bara modulerar meddelanden mellan två neuroner utan kan vidarebefordra information från flera neuroner, både sensoriska och motoriska, samtidigt. En enda RF-nervcell reglerar flera funktioner, så du bör föreställa dig den avbildade internuronen nedan som anslutning till många andra nervceller. Dessa skapar ett stort nätverk av associerade åtgärder och reaktioner.
Medianpelare
Medianpelaren består av en enda mittkolumn som går genom mitthjärnan. Den är uppdelad i tre grupper av nervceller (kärnor): dorsala raphe-kärnor, nucleus raphe pontis och nucleus raphe magnus. Du behöver inte känna till alla dessa namn, men genom att gruppera dem kan vi få en bättre bild av kolumnens kända funktioner. Nervcellens nätverk i medianpelaren innehåller grupper av internuroner som kallas raphe-kärnor. Ordet raphe hänvisar helt enkelt till den lodräta mittlinjesömmen där strukturer på kroppens vänstra och högra sida sammanfogas. Det är därför som kärnorna i medialkolumnen alla är märkta raphe.
Dorsal raphe-kärnan vidarebefordrar smärtkontrollinformation. Kärnan raphe pontis ansluter till lillhjärnan och är viktig för att ansluta ofrivillig sensorisk och motorisk information. Kärnan raphe magnus påverkar vår uppfattning om smärta. Alla raphe-kärnor producerar, reglerar och svarar huvudsakligen på neurotransmittorn serotonin (5-HT).
Medialpelare
Medialpelaren innehåller blandade medelstora och stora nervceller med synapser som främst svara på, producera och reglera neurotransmittorerna gamma-aminosmörsyra (GABA) och glutamat. Denna kolumn innehåller den gigantocellulära kärnan, den ventrala retikulära kärnan, den orala pontinretikulära kärnan och den kaudala pontinretikulära kärnan. Återigen behöver du inte lära dig de här namnen utantill.
Den gigantocellulära (storcelliga) kärnan vidarebefordrar information som styr tungrörelsen. Den ventrala retikulära kärnan är möjligen kopplad till andning och minnesbildning. Den orala pontinretikulära kärnan reglerar antagligen hur vi går in i och ut ur stadier av snabb ögonrörelse sömn; den kaudala pontinretikulära kärnan är förknippad med huvud- och käkarörelse. Förmodligen och möjligen är tyvärr det bästa vi har just nu. Mer forskning om retikulärbildning är nödvändig innan vi kan använda mer exakta uttalanden.
Lateral Column
Lateralkolonnen är värd åtminstone sex olika kärnor, som alla huvudsakligen producerar, reglerar, och svara på neurotransmittorerna noradrenalin och acetylkolin. De mest studerade av dessa kärnor är den parvocellulära retikulära kärnan, nucleus locus coeruleus och pedunculopontine nucleus. Dessa är förknippade med ansiktskontroll och andning, våra fysiologiska reaktioner på stress och våra känslor av upphetsning, belöning, rörelse och uppmärksamhet.
Bilden nedan ger en bra indikation på hur olika retikulära bildningskärnor är spridit sig över ponsens vävnad.
Retikulära bildningsvägar
Retikulära bildningsvägar delas enligt sensoriska och motoriska vägar (ARAS och DRS) och beroende på om en nervfiber eller grupp av fibrer kommer in i eller ut ur denna del av hjärnstammen – med andra ord, oavsett om RF mottar eller överför information. Anslutningar ger meddelanden till retikulärbildning från ryggmärgen och hjärnan. Efferenta vägar leder meddelanden från retikulärformationen direkt eller indirekt till andra strukturer. Komplexa och enklare nätverk använder retikulärbildning som en central styr- eller reläbas.
Retikulär formation Afferenta vägar
När retikulärformationen får information från andra regioner är de rutter som dessa meddelanden följer afferenta vägar. Meddelanden går via synapser från ryggmärgen till RF. Dessa flera, sensoriska vägar skickar oss information om smärta, temperatur, rå beröring, fin beröring, vibrationer och proprioception – vår kropps position och rörelse.
Tillräckliga vägar kommer också från hjärnan och kranialnerven. Dessa ger information till RF som motsvarar ögonrörelser, ljud, proprioception och närvaron av mörker och ljus som, efter att ha vidarebefordrats genom RF, synkroniserar våra sömn- och väckarmönster. En ganska grym studie på katter i slutet av 1960-talet visade att retikulärbildning har mycket inflytande över hur visuell information når hjärnan.
Annan kranialnerv och hjärna till RF-vägar ansluter ljud till upphetsning, reglerar hormonsekretion och justerar våra medvetandegrad. När din väckarklocka väcker dig på morgonen stimuleras din ARAS snabbt genom ljud och din DRS öppnar dina ögon och hjälper dig att visa den klockan exakt vad du tycker om den.
Reticular Formation Efferent Pathways
Efferent-anslutningar skickar information till andra strukturer istället för att ta emot den. I det här fallet rinner efferenta retikulära kanaler ut från RF till ryggmärgen eller andra hjärnregioner – till exempel kranialnerven, cerebellum, thalamus och hypothalamus. Denna information kan användas för att ge svar. Svar som regleras via RF är kognitiva, sömnväckande, endokrina, emotionella och motoriska svar. Psykologidefinitionen av retikulär bildningsfunktion talar om att det är ett regleringscentrum för sömn, vakenhet, trötthet, belöning och till och med olika personlighetsdrag. Majoriteten av svaren på våra inre och yttre miljöer går genom RF.
Skada på retikulär bildning
Skada på retikulärbildning kan vara resultatet av hjärnstammatrauma, åldringsprocessen, tumörer och inflammation eller infektion. Eftersom kolumnerna i specifika nervceller som går genom hjärnstammen är så diffusa är effekterna av mindre lesioner inte alltid förutsägbara. Större trauma på platsen för retikulärbildning är ofta dödligt på grund av dess centrala roll i vitala funktioner som andning och medvetenhet. degenerativa sjukdomar som Parkinsons kan leda till obalans, skakningar och svårigheter att röra sig. Alzheimers sjukdom är kopplad till lägre nivåer av neuroner som svarar på acetylkolin i hela centrala nervsystemet, inklusive de kärnor i retikulärbildning som svarar på acetylkolin – som cellerna i RF: s laterala kolumn.
Kronisk retikulär bildningsskada som dysregulerar meddelanden som lämnar och kommer in i hjärnstammen är känt för att ge REM-sömnproblem och RF har till och med visat sig vara delvis ansvarig för beteendestörningar som schizofreni. Andra kopplade psykologiska effekter är posttraumatisk stressstörning och den relativt nya diagnosen kroniskt trötthetssyndrom. Även personlighetsdrag som introversion har associerats med RF-abnormiteter. Eftersom så många meddelanden passerar genom retikulärbildning bör vi förvänta oss en lång lista över potentiella symtom – från hormonreglering till motoriska reaktioner och från känslomässiga effekter till ofrivillig smidig och hjärtmuskelkontroll. När allt kommer omkring när postsorteringskontoret stängs går det inte att komma igenom alla typer av instruktioner och data.