Когда нейробиологи говорят о дендритах — части нейронов, обычно используемые для получения информации от других нейронов, они представляют себе клетки Пуринье.
Они образуют обширную специализированную сеть, взаимодействующую с минутами желудочков для инициации сокращения желудочков.
Вычислительные исследования показывают, что клеточные источники аритмии, такие как ранняя последеполяризация, может происходить из-за их уникальных электрофизиологических особенностей.
Активность клеток Пуркинье в коре мозжечка
Клетки Пуркинье обеспечивают выход из коры мозжечка. На их дендритах находится множество возбуждающих синапсов от параллельных волокон гранулярных клеток ( рис. 40.10 и рис. 40.11 ). Помимо этого каждая клетка Пуркинье получает обширные возбуждающие связи от лиановидного волокна , отростки которого оплетают их дендритное дерево, образуя многочисленные синаптические контакты. Сигналы от моховидных волокон вызывают в клетках Пуркинье одиночные потенциалы действия (простые спайки), тогда как ответы этих клеток на сигналы от индивидуального лиановидного волокна представляют собой ритмические разряды (сложные спайки) ( рис. 40.12 ). Поскольку частота сложных спаек низка, они не увеличивают среднюю частоту разряда клеток Пуркинье, однако, по-видимому, изменяют их чувствительность ко входам от моховидных волокон. Такие изменения могут быть долговременными и, следовательно, должны играть роль в двигательном научении .
Клетки Пуркинье получают тормозные сигналы от корзинчатых клеток и звездчатых клеток ( рис. 40.10 и рис. 40.11 ); в результате в них генерируются тормозные постсинаптические потенциалы ( рис. 40.12 ). Аксоны клеток Пуркинье спускаются через гранулярный слой в белое вещество мозжечка ( рис. 40.11 ). Большинство этих аксонов оканчиваются в каком-либо из глубинных ядер мозжечка . Некоторые клетки Пуркинье в вестибулоцеребеллуме проецируются к латеральному вестибулярному ядру . Их разряд приводит к торможению активности нейронов глубинных ядер мозжечка и латерального вестибулярного ядра . В качестве тормозного нейромедиатора из клеток Пуркинье высвобождается GABA .
На рис. 40.13 показаны некоторые нейросети мозжечка, образованные афферентными волокнами, интернейронами и клетками Пуркинье. Моховидные волокна вызывают активацию клеток-зерен и клеток Пуркинье, а также, через посредство корзинчатых и звездчатых клеток , прямое (feedforward) торможение последних ( рис. 40.13 ,а). Лиановидные волокна создают мощное возбуждение клеток Пуркинье ( рис. 40.13 ,в). Входы от моховидных волокон регулируются тормозной обратной связью с клетками Гольджи ( рис. 40.13 ,в). Сложные взаимодействия происходят между моховидными и лиановидными волокнами ( рис. 40.13 ,д). На первый взгляд может показаться парадоксальным тормозной характер выхода из коры мозжечка. Однако нужно учесть, что все входящие в него пути дают коллатерали в глубинные ядра мозжечка. Поэтому не удивительна высокая активность нейронов этих ядер. Кора мозжечка должна модулировать эту активность. Таким образом, реальный выход от мозжечка осуществляется через проекции от глубинных ядер.
История
Впервые, как несложно догадаться, клетки Пуркинье увидел человек по фамилии Пуркинье. Или Пуркине, как любят говорить пуристы. Чех Ян Эвангелиста Пуркинье был потрясающим человеком, учёным-энциклопедистом, переписывался с Гёте, состоял в ордене иллюминатов, открыл сумеречное зрение, стал одним из родоначальников дактилоскопии и создал прототип киноаппарата, несмотря на то, что был старшим современником Пушкина. Он прожил долгую жизнь, и анатомией занимался чуть более двух десятков лет. В 1837 году он описал «ганглиозные тельца» — клетки Пуркинье.
Ян Эвангелиста Пуркинье
Самое известное изображение этих ветвистых клеток получил другой великий учёный — нобелевский лауреат 1906 года, Сантьяго Рамон-и-Кахаль. На его знаменитом рисунке, растиражированном во всех учебниках, изображены клетки Пуркинье и более глубокие гранулярные клетки в мозжечке голубя.
Клетки Пуркинье (А) и гранулярные клетки (В) мозжечка голубя. Рисунок Сантьяго Рамон-и-Кахаля
Межнейронные связи мозжечка
Нейроны мозжечка не имеют прямого выхода на спинальные мотонейроны, а действуют на них через корковостволовые моторные центры.
Грушевидные нейроны (клетки Пуркинье) образуют средний слой коры мозжечка и являются главной функциональной единицей, обладающей выраженной интегративной функцией. Структурной основой этой функции являются многочисленные ветвящиеся дендриты грушевидных клеток.
Клетки Пуркинье являются единственными эфферентными нейронами коры мозжечка и непосредственно связывают ее с внутримозжечковыми и вестибулярными ядрами.
Главными мозжечковыми афферентами являются лиановидные и моховидные волокна.
Лиановидные волокна. Основным источником лиановидных волокон являются нейроны нижней оливы продолговатого мозга. Информация к ним поступает от мышечных, кожных рецепторов, а также от двигательной коры больших полушарий. Каждое лиановидное волокно устанавливает синаптические контакты с дендритами (медиатор аспартат), одной клетки Пуркинье. Число синапсов может достигать трехсот, что объясняет исключительно сильное возбуждающее действие этого афферентного входа (больщой ВПСП, на вершине которого формируется 3-5 потенциалов действия).
Кроме этого, эти волокна оказывают на клетки Пуркинье и слабое тормозное влияние через корзинчатые и звездчатые клетки поверхностного слоя коры мозжечка.
По моховидным волокнам в кору мозжечка поступает информация от коры больших полушарий, проприорецепторов опорно-двигательного аппарата, вестибулярных рецепторов и ретикулярной формации.
Моховидные волокна образуют возбуждающие синапсы на дендритах клеток-зерен внутреннего слоя коры мозжечка. Через аксоны клеток-зерен этот афферентный вход оказывает непосредственное возбуждающее действие (медиатор глутамат) и опосредованное тормозное влияние на клетки Пуркинье. Активность клеток-зерен регулируется через тормозные клетки Гольджи внутреннего слоя коры мозжечка по типу возвратного торможения (медиатор ГАМК).
В мозжечке доминирует тормозной характер управления, который объясняется тем, что клетки Пуркинье, являясь тормозными нейронами, превращают возбуждающие сигналы на входе в тормозные на выходе.
Таким образом, эфферентное влияние коры мозжечка на последующее нейронное звено осуществляется по механизму сдерживания нейронной активности.
При изучении связей коры мозжечка с его ядрами выделены три симметричные вертикальные зоны.
● Клетки Пуркинье медиальной червячной зоны, а также клочка и узелка проецируются на ядра шатра.
Нейроны этих ядер связаны с моторными центрами ствола, от которых к спинальным моторным центрам идут вестибуло-, рубро- и ретикулоспинальные пути, регулирующие тонус мышц.
● Клетки Пуркинье промежуточной зоны мозжечка проецируются на шаровидное и пробковое ядра.
Аксоны нейронов этих ядер идут к красному ядру среднего мозга, от которого начинается руброспинальный путь, стимулирующий через спинальные моторные центры тонус мышц-сгибателей.
● Клетки Пуркинье латеральной зоны коры мозжечка проецируются на зубчатые ядра мозжечка, откуда пути направляются к вентролатеральному ядру таламуса, нейроны которого проецируются на моторные зоны коры большого мозга.
Итак, три парных ядра мозжечка образуют главные эфферентные выходы мозжечка на стволовые и корковые моторные центры.
Нейроны этих ядер имеют высокую фоновую активность. Они находятся под тормозным влиянием клеток Пуркинье и возбуждающим влиянием афферентных входов в мозжечок, которые по коллатеральным ответвлениям поступают в эти ядра.
Рис.1. Схема основных межнейронных связей мозжечка:
кП – клетки Пуркинье; кГ – клетки Гольджи; кз – клетки-зерна; кК – корзинчатые клетки; зк – звездчатые клетки. «+» — возбуждающие и «- « тормозные влияния.
Что такое нейроны Пуркинье?
Клетки Пуркинье или нейроны названы в честь анатома, физиолога и ботаника чешского происхождения Яна Евангелиста Пуркине, открывшего эти элементы. Эти крупные клетки обнаружены у всех беспозвоночных животных. , являются типом ГАМКергического нейрона и составляют функциональные единицы мозжечка.
После его открытия было много исследователей, которые пытались расшифровать загадки этого нейрона. Известные ученые Камилло Гольджи и Сантьяго Рамон-и-Кахаль провели годы своей жизни, изучая эти камеры , Благодаря этим исследованиям, мы в настоящее время имеем практически абсолютные знания об анатомии и структуре нейронов Пуркинье, а также о деталях и специфических функциях этих.
Хотя они в основном обнаруживаются в коре мозжечка, образуя слой Пуркинье между молекулярным слоем и зернистым слоем, Их также можно найти в миокарде, то есть в мышечной части сердца .
Функции мозжечка
Функции мозжечка формируют три главных его влияния на организм: на двигательный аппарат, афферентные системы и вегетативную систему.
► Двигательные функции мозжечка заключаются в регуляции мышечного тонуса, позы и равновесия, координации позы и выполняемого движения, а также в программировании целенаправленных движений.
●Регуляция мышечного тонуса, позы и равновесия
осуществляется преимущественно древним мозжечком и частично старым мозжечком.
Получая и обрабатывая импульсацию от вестибулярных рецепторов, проприорецепторов аппарата движения, кожных, зрительных и слуховых рецепторов, мозжечок способен оценить состояние мышц, положение тела в пространстве и через ядра шатра, используя вестибуло-, ретикуло и руброспинальные пути, произвести перераспределение мышечного тонуса, изменить позу тела и сохранить равновесие.
Нарушение равновесия является наиболее характерным симптомом поражения древнего мозжечка.
●Координация позы и выполняемого целенаправленного движения
осуществляется старым и новым мозжечком. В кору этой части мозжечка поступает импульсация от рецепторов аппарата движения, а также импульсация от моторной коры. Анализируя информацию о программе движения (из моторной коры) и выполнении движения (от проприорецепторов), мозжечок способен через свои промежуточные ядра, имеющие выход на красное ядро и моторную кору, осуществить координацию позы и выполняемого целенаправленного движения, а также исправить направление движения.
Нарушение координации движения (динамическая атаксия) является наиболее характерным симптомом нарушения функции промежуточной зоны мозжечка.
●Мозжечок участвует в программировании целенаправленных движений
. Эта функция осуществляется той частью полушарий мозжечка, которая входит в латеральную зону.
Функции
Основная функция клеток Пуркинье – регуляция моторной активности. В коре мозжечка находится около 26 млн. таких клеток. Их формирование завершается в возрасте 8 лет. Маленькие дети, у которых процесс развития клеток еще не закончился, неловко двигаются, выглядят неуклюжими. Тренировка стимулирует их двигательную активность и увеличивает скорость физического развития. У детей, которые занимаются танцами, балетом или видами спорта, где требуется воспроизведение точных и четких мелких движений (спортивная гимнастика, единоборства), наиболее развит мозжечок.
Когда человек учится совершать целевые движения (ездить на велосипеде, попадать мячом в баскетбольную корзину, управлять компьютерной мышью), ему не сразу удается точно выполнять намеченные действия. Это происходит, потому что мышцы напрягаются не в том месте и не в то время, когда нужно. В ходе тренировки мозг совершенствует управление телом, и после нескольких не слишком удачных попыток человек овладевает моторным навыком.
Purkinje cells самостоятельно генерируют предсказательный импульс, который отражает информацию о предстоящем движении. В ответ получают сведения об ошибках и неточностях, которые произошли в ходе выполнения движения. Сопоставляя сведения, мозжечок корректирует их. При разработке программы моторной деятельности, сложное движение разбивается на отдельные фрагменты. За выполнение каждого фрагмента отвечает определенная группа клеток Пуркинье.
В современной нейробиологии участок клеток Пуркинье обозначен как зона, где формируется и хранится двигательная память – сведения обо всех совершенных движениях. Память содержит данные о моторных действиях, выполняемых человеком ежедневно, и о тех, которые совершенствуются в процессе дальнейшего двигательного обучения.
Клетки Пуркинье
Кора этой части мозжечка получает импульсацию из ассоциативных зон коры больших полушарий через ядра моста. В коре нового мозжечка она перерабатывается в программу движения, которая через зубчатое ядро мозжечка и вентролатеральное ядро таламуса поступает в премоторную и моторную кору больших полушарий.
Там эта программа получает дальнейшую обработку и через пирамидную и экстрапирамидную системы реализуется как сложное целенаправленное движение.
Рис.2. Схема функций мозжечка: а — регуляция тонуса, позы и равновесия; б – координация позы и целенаправленных движений; в – программирование произвольных движений.
Контроль и коррекция более медленных программированных движений осуществляется мозжечком на основе обратной афферентации от проприорецепторов, а также от вестибулярных, зрительных и тактильных рецепторов.
Коррекция быстрых движений происходит из-за малого времени путем изменения программы в латеральном мозжечке, то сеть на основе обучения и предшествующего опыта.
► Афферентная функция мозжечка. Мозжечок имеет сложные двусторонние связи с сенсорными системами. Механизмы влияния мозжечка на сенсорные функции связаны с его влиянием на эфферентный контроль активности рецепторного аппарата и центра переключения в сенсорных системах.
В реализации влияния мозжечка на афферентные системы организма большую роль играют проекции ядер мозжечка на специфические и неспецифические ядра таламуса как главного центра переключения в сенсорных системах.
► Роль мозжечка в регуляции вегетативных функций. Мозжечок является высшим вегетативным центром. На вегетативные функции влияет старый и древний мозжечок (преимущественно червь), куда поступает часть импульсации от интерорецепторов.
Эфферентные влияния на вегетативную сферу мозжечок оказывает через ядра шатра. Они реализуются через ядра ретикулярной формации ствола и могут быть возбуждающими, тормозящими и смешанными. Конкретные механизмы переработки интероцептивной импульсации мозжечком неизвестны.
Клетки третьего типа
Гистологи выделили несколько видов клеток в терминальных отделах проводящей системы сердца. По рассматриваемой здесь классификации, клетки третьего типа буду иметь похожее строение с теми, которые составляют волокна Пуркинье в сердце. Они более объемные, по сравнению с другими водителями ритма, длинные и широкие. Толщина миофибрилл неодинакова на всех участках волокна, но сумма всех сократительных элементов получается больше, чем в обычном кардиомиоците.
Важно Синдром паллистера-киллиама симптомы, причины, лечение
Теперь можно сравнить клетки третьего типа с теми, которые составляют волокна Пуркинье. Гистология (препарат, полученный из тканей на верхушке сердца) этих элементов значительно отличается. Ядро имеет практически прямоугольную форму, а сократительные волокна развиты достаточно слабо, имеют много ответвлений и соединяются между собой. Кроме того, они не ориентированы четко по длине клетки и расположены с большими промежутками. Скудное количество органелл, которые расположены вокруг миофибрилл.
Различия в частоте генерируемых импульсов и скорости их проведения, требуют филогенетически разработанного механизма синхронизации процесса сокращения во всех отделах сердца.
Мозжечок и расстройство координации движений
Моторика человека характеризуется точностью целенаправленных движений, что обеспечивается соразмерной работой многих мышечных групп, управляемых произвольно, а также автоматически. Осуществляет эту сложную многофункциональную систему многонейронный координирующий аппарат, который контролирует равновесие тела, стабилизирует центр тяжести, регулирует тонус и согласованную разнообразную деятельность мышц.
Центром координации движений является мозжечок; в функциональном отношении в нем выделяют тело мозжечка, состоящее из двух полушарий, червя и трех пар ножек.
В осуществлении произвольного движения главная роль мозжечка состоит в согласовании быстрых и медленных компонентов двигательного акта.
Это становиться возможным благодаря двусторонним связям мозжечка с мышцами и корой головного мозга. Мозжечок получает афферентные импульсы от всех рецепторов, раздражающихся во время движения (от проприорецепторов, вестибулярных, зрительных, слуховых и др.).
Получая информацию о состоянии двигательного аппарата, мозжечок оказывает влияние на красное ядро мозга, которые посылают импульсы к γ-мотонейронам спинного мозга, регулирующим мышечный тонус. Кроме того, часть афферентных импульсов через мозжечок поступает в кору больших полушарий двигательной зоны (прецентральную и лобные извилины).
Основная функция мозжечка осуществляется на подсознательном уровне.
Эфферентные импульсы от ядер мозжечка регулируют проприоцептивные рефлексы на растяжение. При мышечном сокращении происходит возбуждение проприорецептора мышц-синергистов, мышц антагонистов. В норме превращение произвольного движения в сложный рефлекс не происходит вследствие тормозного влияния мозжечковых импульсов. Поэтому при поражении мозжечка расторможенность сегментарных проприорецептивных рефлексов проявляется движениями конечностей по типу атаксии.
Мозжечок имеет многие афферентные и эфферентные связи.
Задний спинно-мозжечковый путь (путь Флексига). Первый нейрон заложен в спинномозговом ганглии, аксон в составе заднего корешка через задний рог подходит к клеткам колонки Кларка. Волокна этих вторых нейронов направляются в наружные слои задней части бокового канатика своей стороны, поднимаются вдоль всего спинного мозга и на уровне продолговатого мозга в составе нижней мозжечковой ножки входят в червь мозжечка.
Этот путь обозначается как задний спинно-мозжечковый путь. В коре червя мозжечка находится третий нейрон, который контактирует с грушевидными нейронами коры полушария мозжечка. Аксоны последних идут к зубчатому ядру. Волокна этого пятого нейрона входят в состав верхней ножки мозжечка.
Правая и левая верхние ножки мозжечка перекрещиваются — перекрест Вернике и заканчивается у клеток красного ядра противоположной стороны. Аксоны клеток красного ядрра сразу же направляются на противоположную сторону среднего мозга и образуют вентральный перекрест в покрышке среднего мозга — перекрест Фореля, проходят в составе бокового канатика спинного мозга, достигают клеток передних рогов.
Совокупность аксонов клеток красного ядра называется пучок Монакова.
Передний спинно-мозжечковый путь Говерса. Первый нейрон расположен в спинномозговом ганглии, второй нейрон — клетка заднего рога, однако аксоны ее переходят на противоположную сторону и направляются вверх по спинному мозгу, в передней части бокового канатика, проходят через продолговатый мозг, мост мозга, на уровне верхнего мозгового паруса переходят на противоположную сторону и в составе верхней ножки мозжечка достигают клеток ядер мозжечка.
Афферентные проприоцептивные импульсы мозжечок получает не только по путям Флексига и Говерса, они поступают также и по аксонам клеток ядер тонкого и клиновидного пучков, часть которых идет через нижние ножки мозжечка к его червю.
Кроме того, к мозжечку в составе нижней ножки идут аксоны клеток вестибулярных ядер — в основном от преддверного латерального ядра Дейтерса, они заканчиваются в ядре ската мозжечка.
Волокна клеток этого ядра в составе верхней и, возможно, нижней ножек мозжечка подходят к клеткам ретикулярной формации ствола мозга и преддверному латеральному ядру, от которых проводники образуют нисходящие тракты — преддверно-спинномозговой и ретикулярно-спинномозговой, заканчивающиеся у клеток передних рогов спинного мозга.
По этому пути осуществляется регуляция равновесия тела.
От мозжечка через преддверное латеральное ядро устанавливаются связи и с ядрами глазодвигательных нервов (в составе медиального продольного пучка).
Мозжечок имеет многочисленные связи почти со всеми долями мозга. Выделяют 2 массивных пучка.
Лобно-мосто-мозжечковый — совокупность аксонов клеток преимущественно передних отделов верхней и средней лобных извилин. В глубине доли они собираются в компактный пучок и образуют переднюю ножку внутренней капсулы.
Затем проходят в сновании ножки мозга и заканчиваются синапсом у клеток моста мозга. Аксоны вторых нейронов переходят на противоположную сторону моста и в составе средней ножки мозжечка входят в его полушарие, контактируя с клетками коры мозжечка. Отростки этих нейронов подходят к зубчатому ядру. Волокна клеток зубчатого ядра в составе верхней ножки мозжечка достигают красного ядра противоположной стороны и по ретикулярно-спинномозговому тракту проводят импульсы, регулирующие позы человека в вертикальном положении, в частности стояние и ходьбу.
Затылочно-височно-мосто-мозжечковый путь — первые его нейроны расположены в коре затылочной и височной доли; аксоны их собираются в подкорковом белом веществе, затем в составе заднего бедра внутренней капсулы идут в основании среднего мозга до ядер моста мозга своей стороны.
Аксоны клеток моста переходят на противоположную сторону и по средней ножке достигают коры мозжечка. Волокна этих клеток подходят к зубчатому ядру, которое имеет связи со стволом мозга. С помощью этих трактов обеспечивается координация работы мозжечка с органами зрения и слуха.
В конечном итоге, существующие перекресты мозжечковых афферентных и эфферентных систем приводят к гомолатеральной связи одного полушария мозжечка и конечностей.
При поражении полушария мозжечка расстройства его функции возникают на одноименной половине тела. Очаги в боковом канатике спинного мозга также вызывают мозжечковые расстройства на своей половине тела. Полушария головного мозга соединены с противоположными полушариями мозжечка.
Поэтому при поражении полушарий большого мозга или красного ядра мозжечковые расстройства выявляются на противоположной стороне.
История открытия клеток
Шванн — автор клеточной теории
В литературе, посвященной истории клеточной теории, долгое время высказывалось утверждение, время от времени повторяющееся и в настоящее время, что учение о клетках как структурных образованиях, общих для растений и животных, принадлежит в равной мере ботанику М. Шлейдену и зоологу Т. Шванну. Впрочем, еще в конце прошлого века М. Гейденгайн, а позднее Ф. Студничка, и в особенности советский гистолог и историк клеточной теории 3. С. Кацнельсон со всей определенностью показали, что роль Шлейдена и Шванна в создании клеточной теории неравноценна. Истинным основоположником этой теории должен считаться Шванн, использовавший кроме результатов собственных исследований наблюдения Пуркине и его учеников, Шлейдена и ряда других ботаников и зоологов.
Клеточная теория Шванна содержит три главных обобщения — теорию образования клеток, доказательства клеточного строения всех органов и частей организма и распространение этих двух принципов па рост и развитие животных и растений.
Возможность сопоставления растительных и животных клеток и признания полного соответствия (гомологии) между клетками растений и животных была следствием двух положений, из которых исходил Шванл. Он вместе со Шлейденом принимал, во-первых, что клетки являются полыми, пузырьковидными образованиями и, во-вторых, что в обоих царствах природы клетки возникают из бесструктурного неклеточного вещества, находящегося внутри клеток или между ними; последнее Шванн называл цитобластемой. 3. С. Кацнельсон высказал звучащую парадоксально и вместе с тем правильную мысль, что именно эти ошибочные взгляды на природу клеток и способ их возникновения позволили Шванну увидеть их сходство у растений и животных, тогда как более правильный взгляд на животные клетки как образования, состоящие из зернистого вещества и в отличие от растительных клеток, как правило, лишенные оболочек, сложившийся у Пуркине, отвлек его от идеи гомологии клеток у растений и животных.
Клеточную теорию как широкое биологическое обобщение Шванн выразил в следующих словах: «Развитию положения, что для всех органических производных существует общий принцип образования и что таковым является клеткообразование… можно дать название клеточной теории».
ПОНЯТИЕ АТАКСИИ, ВИДЫ АТАКСИЙ
Атаксия — форма беспорядочного движения, taxis — от греч. порядок, а- отрицание. Возникает при нарушении согласованности действия мышечных групп-агонистов (непосредственно осуществляющих движение), антагонистов (в какой-то фазе противодействующих агонистам), синергистов (помогающих работе то агонистов, то антагонистов).
Движения утрачивают слаженность, точность, плавность, соразмерность и часто не достигают цели. Мышечная сила у такого больного остается достаточной, у него достаточная, у него нет парезов.
Патогенетическая сущность атаксии состоит:
Нарушение реципрокной иннервации. Механизм реципрокного (сопряженного) торможения спинномозговых двигательных центров заключается в следующем: аксоны рецепторных клеток (в спинальных ганглиях) в спинном мозге делятся на ветви, одни из них возбуждают мотонейроны мышц-сгибателей, а другие — контактируют с вставочными клетками, которые оказывают тормозное влияние на клетки мышц-разгибателей.
В сложной интегративной функции этого механизма участвуют также и мозжечковые импульсы.
2. Прекращение проприоцептивной сигнализации (от мышечных веретен, сухожильных телец Гольджи) по тому или иному восходящему афферентному пути. Перестает поступать информация о степени напряжения мышц в каждый данный момент, о результатах адаптационных эффектов функциональных систем.
Расстраивается та сторона двигательной функции, которую обозначают обратной афферентацией.
Виды атаксий.
1. Сенситивная атаксия, связана с одновременным страданием координации движений и мышечно-суставного чувства. При выраженной атаксии в верхней конечности затруднено выполнение самых простых действий. В покое в пальцах кисти иногда наблюдаются непроизвольные движения, напоминающие атетоз — псевдоатетоз. Нарушена координация движений также и в нижних конечностях, что подтверждается мимопопаданием и толчкообразными движениями при выполнении пяточно-коленной пробы.
Мышечный тонус в пораженных конечностях оказывается пониженным и в мышцах-сгибателях, и в разгибателях. В положении стоя отмечается пошатывание, особенно при проведении пробы Ромберга.
Передвижение становится неуверенным, больной ходит с опущенной головой, контролируя акт ходьбы с помощью зрения. Таким образом, сенситивная атаксия всегда сочетается с расстройством глубокой чувствительности и функциональным разобщением отдельных сегментов конечностей с высшими зонами мозга. Другой характерной чертой этого вида атаксии является усиление ее при выключении контроля зрительного анализатора.
Сенситивная атаксия прии поражении задних канатиков нижней половины спинного мозга (например, при сифилисе, фуникулярном миелозе — В12) может сопровождаться исчезновением глубоких рефлексов на нижних конечностях, что объясняется дегенерацией коллатералей волокон тонкого пучка, являющихся афферентной частью дуги глубоких рефлексов.
Мозжечковая атаксия.
Связана с поражением мозжечковых систем. Учитывая, что червь мозжечка принимает участие в регуляции сокращения мышц туловища, а кора полушарий — дистальных отделов конечностей, различают две формы мозжечковой атаксии.
— Статико-локомторная — при поражении червя мозжечка расстраиваются в основном стояние и ходьба.
Больной стоит с широко расставленными ногами, покачивается. При ходьбе туловище отклоняется в стороны, походка напоминает походку пьяного. Особенно затруднены повороты. Отклонение при ходьбе наблюдаются в сторону мозжечкового поражения. Устойчивость проверяется в позе Ромберга.
При поражении мозжечковых структур больной в этой позе покачивается в соответствующую сторону; при пошатывании в переднезаднем направлении — характерно для поражения передних отделов червя мозжечка.
Исследуют ходьбу больного по прямой, а также фланговую походку — шаговые движения в сторону. При этом обращают внимание на четкость шага и на возможность быстрой остановки при внезапной команде. При поражении мозжечковых структур нарушается сочетание простых движений, составляющих последовательную цепь сложных двигательных актов. Это обозначается как асинергия, определяется с помощью пробы Бабинского.
— Динамическая атаксия — при ней нарушается выполнение различных произвольных движений конечностями.
Этот вид атаксии в основном зависит от поражения полушарий мозжечка. Это обнаруживается при исследовании движений верхних конечностей, например при выполнении пальценосовой, пяточно-коленной, пробы на диадохокинез и т.д.
Кроме нарушения этих проб с движениями конечностей, при поражении мозжечка расстраивается речь — в результате инкоординации речедвигательной мускулатуры речь теряет плавность, становится взрывчатой, ударения ставятся не на нужных слогах — скандирующая речь; изменяется почерк -почерк становится неровным, крупным — мегалография.
Наблюдается нистагм — ритмическое подергивание глазных яблок при взгляде в стороны или вверх — своего рода интенционный тремор глазодвигательных мышц. При поражении мозжечковых структур плоскость нистагма совпадает с направлением произвольных движений глазных яблок — при взгляде в стороны нистагм горизонтальный, при взгляде вверх-вниз — вертикальный.
Иногда нистагм является врожденным. Такой нистагм обычно имеется не только при отведении глазных яблок в стороны (при напряжении), но и при взгляде прямо («спонтанный нистагм»).
При поражении мозжечковых систем может изменяться мышечный тонус.
Наиболее часто наблюдается мышечная гипотония: мышцы становятся дряблыми, вялыми, возможна гипермобильность суставов. При этом могут снижаться глубокие рефлексы.
Координация движений нарушается при поражении лобной и височной долей и их проводников. В таком случае расстраивается ходьба и стояние, туловище отклоняется кзади и в сторону, противоположную очагу. Выявляется мимопопадание в руке и ноге (гемиатаксия). При таком виде нарушения координации обнаруживаются и другие признаки поражения соответствующих долей больших полушарий.
Корковая атаксия. Координация движений нарушается при поражении лобной и височной долей и их проводников. В таком случае расстраивается ходьба и стояние, туловище отклоняется кзади и в сторону, противоположную очагу. Выявляется мимопопадание в руке и ноге (гемиатаксия). При таком виде нарушения координации обнаруживаются и другие признаки поражения соответствующих долей больших полушарий.
4. Вестибулярная атаксия — возникает при нарушении функции вестибулярного анализатора, в частности его проприорецепторов в лабиринте.
При ней расстраивается равновесие тела, во время ходьбы больной отклоняется в сторону пораженного лабиринта. Характерны системное головокружение, тошнота, а также горизонтально-ротаторный нистагм. На стороне пораженного лабиринта может нарушаться слух.
Таким образом, расстройство координации произвольных движений наблюдается при поражении как самого мозжечка, так и проводников, по которым приводятся к нему импульсы от мышц, полукружных каналов внутреннего уха и коры головного мозга и отводятся от мозжечка к двигательным нейронам мозгового ствола и спинного мозга.
Больные с поражением мозжечковых систем в покое обычно никаких патологических проявлений не обнаруживают. Различные виды инкоординации появляются у них только при напряжении мышц.
Признаки поражения
Клетки Пуркинье передают импульсы посредством нейромедиаторов ГАМК. Гамма-аминомасляная кислота – нейромедиатор, который оказывает тормозящее действие, чтобы человек не совершал лишних, ненужных движений. При поражении тканей мозжечка нарушается деятельность клеток Пуркинье.
В результате человек часто не теряет способность двигаться, а наоборот совершает хаотичные, бессмысленные, бесполезные движения. Другие признаки поражения мозжечковых структур: нарушение мелкой моторики, невозможность удерживать равновесие, избыточно сильные сокращения мышц сгибателей и разгибателей.
Клетки Пуркинье образуют корковый слой мозжечка, где хранятся сведения обо всех двигательных навыках, освоенных человеком, о двигательных программах, которые оттачиваются и совершенствуются.
Мозжечок. Физиология базальных ганглиев
Тремя бороздами полушария делятся на переднюю(старый мозжечок), заднюю(наиболее молодое образование – Neo cerebellum) и блоково-модулярную зону(узелок и клочок – самые древние части мозжечка)
С точки зрения функциональной мозжечок принято делить на три части –
Первый — вестибулярный мозжечок(узелок, клочок и прилегающие частично к этим образованиям участки задней доли) К этим структурам подходят первичные сигналы от рецепторов вестибулярного аппарата, также вторичные чувствительные сигналы от ядер продолговатого мозга(вестибулярных ядер). Афферентные волокна подходят к ядру шатра, которое расположено в белом веществе шатра. Вестибулярный мозжечок контролирует положении глаз, положение тела и походку.
Второй функциональный отдел мозжечка – спинальный мозжечок. В него входит червь и прилегающие к червю участки передней и задней доли. Именно в этой зоне заканчиваются спиномозжечковые пути, которые передают информацию от проприо рецепторов о положении конечностей и мышечных сокращениях. Эта информация может поступать к мозжечку дискретно( или постоянно). Эта информация используется для регуляции движений туловища(проксимальных отделов конечностей)
Третий – боковые отделы полушарий мозжечка(корковый мозжечок). Получает информацию от коры больших полушарий. Эти пути идут через ядра моста и средние ножки мозжечка. Участвует в регуляции дистальных отделов конечностей. Участвует в планировании последовательности движений и распределение фаз в движении во времени. Мозжечок принимает в развитии зрительных и слуховых феноменов. На основании этой деятельности человек может предсказать по изменении зрительных явлений, как он быстро приближается к чему-либо.
К мозжечку поступает информация от ядер нижних олив. И к нижним оливам подходят пути от вестибулярной системы, спинного мозга и коры больших полушарий. От нижних олив начинается афферентный оливоцеребеллярный тракт к мозжечку. Этот тракт перекрещивается по средней линии и вступает в мозжечок и волокна этого тракта принадлежат к так называемым лазящим волокнам. Лазящие волокна передают возбуждение на ядра мозжечка, а также активируют главные клетки коры мозжечка – клетки Пуркинье. Все другие афферентные пути к мозжечку состоят из мшистых волокон. Мшистые волокна оказывают возбуждающие влияние на ядра мозжечка и активируют зернистые клетки. В мозжечок афферентная информация поступает из:
Спинного мозга, от проприорецепторов мышц, сухожилий, суставов по вентральному и дорсальному спинно-мозжечковым путям. Второй источник – вестибулярные ядра. Третий – от коры больших полушарий поступает информация, которые содержат копии двигательных команд, которые кора посылает в спинной мозг для исполнения движений. Четвертый источник – ретикулярная формация из которой идет диффузная информация на нейроны коры мозжечка. Мозжечок также получает импульсы от зрительных, слуховых рецепторов, от верхних и нижних бугорков четверохолмия.
Эфферентные пути мозжечка начинаются от 4х его ядер – зубчатого, шаровидного, пробковидного и ядро Шатра. От ядер мозжечка импульс направляется к двигательным центрам – красное ядро, вестибулярное, ядра ретикулярной формации. А также от мозжечка эфферентные пути через вентролатеральный отдел зрительного бугра информация передается в двигательные и соматосенсорные зоны коры больших полушарий. Основными клетками, которые обеспечивают выходной сигнал из мозжечка – клетки Пуркинье – крупные тормозные нейроны. Все выходные сигналы носят тормозной характер. В коре мозжечка выделяют 5 типов клеток – клетки Пуркинье(очень развито дендритное дерево). Клеток Пуркинье — 15000000 в коре мозжечка, клетки Гольджи, корзинчатые, зернистые, звездчатые. Клетки вместе с их волокнами — кора мозжечка. Кора мозжечка составляет 10% от коры больших полушарий(по массе). А по площади кора мозжечка 75% коры больших полушарий – обусловлено многочисленными складками. Различают три слоя: поверхностный – молекулярный, средний- клеток Пуркинье, внутренний – зернистый.
В белом веществе находятся ядра мозжечка. К мозжечку идет информация по 2м типам волооко — по лазящим – клетки Пуркинье, Моховидным – клетки зерна. Зернистые клетки обладаю особенностью – их аксон уходит из зернистого в поверхностный слой, где он Т образно делится на параллельные волокна. Эти волокна от клеток зерен образуют возбуждающие синапсы на 4х клетках мозжечка. Они оказывают более слабое возбуждающие действие, нежели лазящие волокна на клетки Пуркинье. 4 этих типа клеток являются тормозными. Корзинчатые и звездчатые клетки тормозят клетки Пуркинье. Клетки Гольджи тормозят клетки зерна. В начале афферентные волокна возбуждают ядра мозжечка т.е. первый сигнал от ядер мозжечка будет возбуждающим, но позднее, когда будет возбуждаться клетка Пуркинье, она будет оказывать на ядра мозжечка уже тормозное действие. Вначале движения мозжечок усиливает двигательный сигнал.
Все наши движения – маятникообразные, во время движения появляется инерция. Когда мы стремимся достичь какой то цели рука «проходит» эту цель, дальше кора дает сигнал и все заново. Чтобы этого не было мозжечок вовремя включает и выключает мышцы антагонисты. В ходе влияния мозжечка достигается плавность. Клетки Пуркинье хранят информацию необходимую для координации движений. Импульс от стопы до коры доходит за 0,25 мс. Информация от проприорецепторов не дает реального состояния – она показывает скорость. Эта информация используется мозгом для планирования нового этапа движений. Происходит сложная работа для координации движений. Происходит планирование зрительного образа – кора на основе работы с мозжечком предугадывает что будет дальше.
Мозжечок – аппарат сравнения. Он получает информацию от проприорецепторов мышц и в нем хранятся команды для движения. В нем происходит анализ информации и команд. Мозжечок может внести коррекцию. В этом нам помогают обратные связи – от зрительных, слуховых анализаторов. Внести информацию можно только тогда, когда движения исполняются медленно. Быстры движения – бросок мяча в кольцо., на музыкальных инструментах. Высокоскоростные – баллистические движения. Речь – тоже баллистическое движение. Программа формируется при взаимодействия мозжечка, скорой больших полушарий в ходе обучения движения, а затем хранятся в мозжечке и кора при необходимости их совершения достает нужную информацию. Клетки Пуркинье обучаются. Когда они уже обучены – движения слажены.
При его поражении возникают различные симптоматики.
Удаление мозжечка. При поражении мозжечка — Стадия выпадения функции, стадия компенсации
- Атаксия – невозможность выполнить последовательность движений(пьяная походка – пошатываясь, широко расставляя ноги, что особенно сказывается на поворотах).
- Астазия – мышцы утрачивают способность к слитному тетаническому сокращению. Поэтому при попытке сокращения возникает дрожание. Мозжечковый тремор. В покое, когда человек не предпринимает попытку совершить движении, дрожания нет.
- Интенционный тремор – при попытке совершить движение возникает дрожание
- Дистания – нарушение тонуса мышц. Сначала атония, потом гипертония
- Астения – легкая утомляемость.
- Адиадохокинез – невозможность совершить противоположные движения – суппонация, пронация.
- Дисметрия – нарушение способности оценивать расстояния и появление промахивания.
- Асинергия – выражается в том, что движения перестают быть плавными, становятся дерганными, нарушается взаимосвязь
- Дезэквилибрация – нарушение равновесия.
Абазия – при нарушении тела в пространстве. Мозжечок контролирует и вегетативные реакции. При расстройствах мозжечка наблюдаются нарушение в сокращении сердца, изменения артериального давления, изменение тонусам мышц в кишечнике. Регуляция вегетативных функций осуществляется через ретикулярную формацию и гипоталамческую область.
Физиология базальных ганглиев.
К базальным ганглиям относят комплекс нейронных узлов серого вещества, которые располагаются в белом веществе больших полушарий головного мозга. Эти образования называют стриополитарной системой. Относится хвостатое ядро, скорлупа – вместе они образуют полосатое тело. Бледный шар на разрезе состоит из 2х сегментов – наружного и внутреннего. Наружный сегмент бледного шара имеет общее происхождение с полосатым телом. Внутренний сегмент развивается из серого вещества промежуточного мозга. Эти образования имеют тесную связь с субталамическими ядрами промежуточного мозга, с черной субстанцией среднего мозга, которая состоит из двух частей – вентральной части(сетчатой) и дорсальной(компактная).
Нейроны компактной части вырабатывают дофамин. А сетчатая часть черной субстанции по строению и функциям напоминает нейроны внутреннего сегмента бледного шара.
Черная субстанция образует связи с передним вентральным ядром зрительного бугра, бугорками четверохолмия, с ядрами моста и двухсторонние связи с полосатым телом. Эти образования получают афферентные сигналы и сами формируют эфферентные пути. Чувствительные пути к базальным ганглиям идут от коры больших полушарий и главный афферентный путь начинается от моторной и премоторной зоны коры.
Корковое поля 2,4,6,8. Эти пути идут к полосатому телу и бледному шару. Имеется определенная топография проекции мышц дорсальной части скорлупы представлены мышцы ног, рук, а в вентральной части – рта и лица. От сегментах бледного шара идут пути к зрительному бугру переднем вентральному и вентролатеральному ядрам, от которых информация будет возвращаться в кору.
Большое значение играют пути к базальным ядрам от зрительных бугров. Обеспечивают получение сенсорной информации. К базальным ядрам также через зрительный бугор передаются влияния от мозжечка. Также имеются чувствительные пути к полосатому телу от черной субстанции. Эфферентные пути представлены связями полосатого тела с бледными шарами, с черной субстанцией, ретикулярной формацией ствола мозга, от бледного шара идут пути к красному ядру, к субталамическим ядрам, к ядрам гипоталамуса и зрительных бугров. На подкорковом уровне сложные кольцевые взаимодействия.
Связи коры больших полушарий, зрительного бугра базальные ганглии и снова кора формируют два пути: прямой(обеспечивает облегчение прохождения импульсов) и непрямой(тормозной)
Непрямой путь. Оказывает тормозящее действие. Этот путь тормозной идет от полосатого тела к наружному сегменту бледного шара и полосатое тело тормозит наружный сегмент бледного шара. Наружный сегмент бледного шара тормозит Люисово тело, которое в норме оказывает возбуждающие действие на внутренний сегмент бледного шара. В этой цепочке есть два последовательных торможения.
Черная субстанция(вырабатывает дофамин) В полосатом теле есть 2 вида рецепторов Д1- возбуждающие, Д2 – тормозящие. Полосатое тело с черной субстанцией два тормозящих пути. Черная субстанция тормозит полосатое тело дофамином, а полосатое тело черную субстанцию ГАМК. Высокое содержание меди в черной субстанции, синем пятне ствола мозга. Возникновение стриополитарной системы было необходимо для совершения перемещения тело в пространстве — плаванье, ползанье, полет. Эта система образует связь с подкорковыми двигательными ядрами(красное ядро, покрышка среднего мозга, ядра ретикулярной формации, вестибулярные ядра) От этих образований – нисходящие пути в спинной мозг. Все это вместе образует экстрапирамидную систему.
Двигательная активность реализуется через пирамидную систему – нисходящие пути. Каждое полушарие связано с противоположной половиной тела. В спинном мозге с альфа моторными нейронами. Через пирамидную систему реализуются все наши желания. Она работает с мозжечком, экстрапирамидной системы и выстраивается несколько контуров – кора мозжечка, кора, экстрапирамидная система. Зарождение мысли возникает в коре. Для того, чтобы его совершить необходим план движения. Который включает в себя несколько компонентов. Они связываются в один образ. Для этого нужны программы. Программы быстрых движений – в мозжечке. Медленных – в базальных ганглиях. Кора выбирает необходимые программы. Она создает единственную общую программу, которая будет реализовано через спинальные пути. Чтобы сделать бросок мяча в кольцо нам нужно принять определенную позу, распределить тонус мышц – это все на подсознательном уровне – экстрапирамидная система. Когда все будет готово произойдет само движение. Стриополитарная система может обеспечивать стереотипные заученные движения – ходьба, плаванье, езда на велосипеде, но только когда они заучены. При выполнение движение стриополитарная система определяет масштаб движений – амплитуда движений. Масштаб определяется стриополитарной системой. Гипотония-пониженный тонус с гиперкинезом — повышенная двигательная активность.
Симптомы поражения базальных ганглиев
К чисту гиперкинезов(сопровождаются снижением тонуса мышц) относятчя
-Хорея — связана с дегеративными поражениями схвостатого ядра и проявляется в возникновении быстрых танцующих движений. Возникает богатая мимика, непрерывная игра пальцами рук, причмокивание, развивается в результате ревматического поражения. Все движения непроизвольные
-Атетоз — обусловлен поражением скорлупы и бледного шара и характеризуется медленными, извивающимися движениями – червеобразными движениями, которые начинаются с дистальных отделов конечностей и постепенно пермещаются на проксимальные.
-Баллизм — размашистые движения верхних и нижних конечностей
-Болезнь Гентингтона — утрата холинергических и ГАМК секретируещих нейронов полосатого тела. Это генетическое заболевание. Оно развивается в результате появление аномального гена в4ой хромосоме. Развивается от 14 до 50 лет, сопровождается с движениями, характерными для «Хорея» и одновременно развивается прогрессирующие слабоумие. Заболевание приводит к гибели через 15-20 лет.
Гиперкинез в сочетании с гипертонией – Болезнь Паркинсона(уменьшение выработки дофамина в нейронах компактной части черной субстанции. Черная субстанция оказывает тормозящее действие на полосатое тело. Таким образом снижается содержание дофамина в полосатом теле. Симптомы – снижение дофамина до 50 % от нормы. Одновременно снижается содержание и норадреналина в гипоталамусе.). Симптомы – мелкие движения пальцев рук, мимика, гипертония(повышается тонус мышц, в основном сгибателей. Поза – руки приведены к туловищу, колени согнуты, голова прижата. Дрожание в покое – Тренор, маскообразное лицо, замедленная речь). Симптом складного ножа –попытка согнуть руку в локтевом суставе – сначала большое сопротивление, а потом легко. Симптом зубчатого колеса – периодическая смена повышения и снижения тонуса.
Вводят препараты Эльдофа – могут проникать через гемоэнцефалический барьер и превращаются в дофамин. Помогают блокаторы, которые разрушает норажреналин и дофамин. Есть попытки вживления клеток, взятых у мертвых новорожденных из черной субстанции
Первые описания клеток
Представление о дискретности организмов животных и растений, т. е. об их построении из отдельностей, называвшихся то «клетками» (Р. Гук), то «мешочками» или «пузырьками» (М. Мальпиги, Н. Грю), то «зернышками» (К. Вольф), долгое время оставалось лишенным конкретного содержания, так как о природе этих образований ничего не было известно. Прошли незамеченными описания Ф. Фонтаны (1781), видевшего и изобразившего в клетках кожи угря ядра и даже ядрышки; Фонтана, разумеется, был далек от понимания смысла и значения своих наблюдений. Даже в начале XIX в. на микроскопическое строение организованных тел были распространены совершение абстрактные воззрения. Например, в «Учебнике натурфилософии» (1809) Л. Окена живые тела описывались как скопления частиц, которые он называл «органическими кристаллами», «слизистыми пузырьками», «органическими точками», «гальваническими пузырьками» и даже «инфузориями».
Изобретение ахроматического микроскопа и постоянное усовершенствование его оптических возможностей позволили подойти к изучению подлинного строения клеток, прежде всего растительных; сначала в них удалось увидеть самое заметное структурное образование — оболочку. О подлинной дискретности тела высших растений стало возможным говорить лишь после того, как в 1812 г. немецкому ботанику Мольденгауэру методом мацерации удалось отделить друг от друга составляющие их клетки.
