Εργασιακές λειτουργίες και δομή λευκής ουσίας εγκεφάλου (με εικόνες)

Το λευκή ουσία είναι ένα μέρος του νευρικού συστήματος που διαμορφώνεται κυρίως από άξονες των νευρώνων. Δηλαδή, από την πλευρά των νευρώνων που είναι υπεύθυνη για τη μετάδοση των πληροφοριών που επεξεργάζονται από τον πυρήνα του κυττάρου σε άλλους νευρώνες.

Η ουσία ή η λευκή ύλη είναι μέρος του νωτιαίου μυελού και αποτελείται από μεγάλο αριθμό νευρικών ινών. Για το λόγο αυτό, αυτός ο τύπος ουσίας παρατηρείται κυρίως στις εσωτερικές περιοχές του εγκεφάλου.

Η γκρίζα ύλη παρατηρείται συνήθως στις περιοχές που γειτνιάζουν με τη λευκή ύλη. Το όνομα της λευκής ουσίας οφείλεται στο γεγονός ότι αυτό το τμήμα του νευρικού συστήματος έχει ένα μεγάλο ποσοστό μυϊνωμένων ινών και παρέχει ένα λευκόχρωμο χρώμα.

Η κύρια λειτουργία της λευκής ύλης είναι να ενώσει τα μυελικά τμήματα μεταξύ τους και ο νωτιαίος μυελός με τον εγκέφαλο.

Χαρακτηριστικά της λευκής ουσίας

Η λευκή ουσία είναι ένας υπόλευκος ιστός που είναι μέρος του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Βρίσκεται κυρίως στον νωτιαίο μυελό και σχηματίζεται από τις επεκτάσεις των νευρώνων που φέρουν τα ηλεκτρικά σήματα σε συναπτικές περιοχές και από γλοιακά κύτταρα.

Έτσι, η λευκή ύλη χαρακτηρίζεται κυρίως από την περιοχή του εγκεφάλου που δεν περιέχει πυρήνες νευρώνων.

Ο ρόλος της λευκής ύλης είναι να εξασφαλίσει μια καλή κυκλοφορία των πληροφοριών στο νευρικό σύστημα και να συνδέσει τις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου.

Για το λόγο αυτό, η λευκή ουσία χαρακτηρίζεται ως περιέχουσα υψηλές ποσότητες μυελίνης. Η μυελίνη είναι μια ουσία που ευθυγραμμίζει τους νευρώνες των περισσότερων νευρώνων και παρέχει μια λευκή εμφάνιση.

Ομοίως, η μυελίνη έχει τη βασική λειτουργία της επιτάχυνσης της μετάδοσης πληροφοριών. Η επιτάχυνση της μετάδοσης πραγματοποιείται αφού η μυελίνη επιτρέπει στην πληροφορία να μην χρειάζεται να περάσει ευθεία και συνεχή μορφή μέσω του νευραξονίου, αλλά μπορεί να κινηθεί μέσα από μικρά άλματα μεταξύ των χιτωνίων μυελίνης.

Αυτός ο τύπος επικοινωνίας του εγκεφάλου ονομάζεται αλατισμός και αφού η λευκή ύλη είναι η περιοχή του εγκεφάλου που έχει τις υψηλότερες ποσότητες μυελίνης, η μετάδοση πληροφοριών αυτής της δομής χαρακτηρίζεται από πολύ γρήγορη.

Μία από τις παθολογίες που συνδέονται περισσότερο με τη λειτουργία και τη δομή της λευκής ουσίας είναι η πολλαπλή σκλήρυνση. Αν και αυτή η περιοχή του εγκεφάλου σχετίζεται με πολλές άλλες καταστάσεις και παθολογίες.

Κύρια λειτουργία

Η κύρια λειτουργία της λευκής ουσίας είναι η σωστή μετάδοση πληροφοριών για τον εγκέφαλο. Στην πραγματικότητα, πρόσφατα ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας έχουν εξορμήσει τον όρο λευκή ουσία "σκαλωσιές".

Αυτός ο όρος αναφέρεται στη σημασία της διαβίβασης πληροφοριών από τη λευκή ύλη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, το δίκτυο των συνδέσεων λευκής ύλης καθορίζει την αρχιτεκτονική των πληροφοριών που υποστηρίζει τη λειτουργία του εγκεφάλου.

Σύμφωνα με τον επιστήμονα Van Horn, παρόλο που όλες οι συνδέσεις στον εγκέφαλο έχουν μεγάλη σημασία, υπάρχουν ιδιαίτεροι σύνδεσμοι που είναι ιδιαίτερα συναφείς.

Υπό αυτή την έννοια, η λευκή ύλη φαίνεται να έχει μεγάλη σημασία στην επικοινωνία του εγκεφάλου. Οι βλάβες ή οι καταστάσεις στην περιοχή αυτή μπορεί να επηρεάσουν τη λειτουργία των πολλαπλών δομών του εγκεφάλου και να περιλαμβάνουν μια ποικιλία φυσικών και νευρολογικών διαταραχών.

Η λευκή ύλη έχει μεγάλη συμμετοχή όταν επιτρέπει στον άνθρωπο να μεταφέρει τους ηλεκτροχημικούς παλμούς που εκπέμπονται από τον εγκέφαλο στο υπόλοιπο σώμα.

Έτσι, μπορεί να διαπιστωθεί ότι η λευκή ύλη είναι υπεύθυνη για το συντονισμό της επικοινωνίας μεταξύ των διαφόρων συστημάτων του ανθρώπινου οργανισμού. Το γεγονός αυτό συνεπάγεται τόσο τη λειτουργία των περιοχών εντός όσο και εκτός του εγκεφάλου.

Για το λόγο αυτό, στην λευκή ουσία κυριαρχούν οι άξονες των νευρώνων, δεδομένου ότι αυτό είναι το τμήμα που είναι σε θέση να μεταδώσει την πληροφορία σε άλλο νευρώνα.

Η λευκή ουσία δρα ως γέφυρα επικοινωνίας μεταξύ των διαφόρων περιοχών του εγκεφάλου που περιέχουν τα κύτταρα των νευρώνων. Αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου είναι ουσιαστικά νευρωνικοί αυτοκινητόδρομοι, ζώνες επικοινωνίας και μετάδοσης πληροφοριών μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου.

Άλλες λειτουργίες

Ιστορικά έγινε κατανοητό ότι η κύρια και μοναδική λειτουργία της λευκής ύλης ήταν η μετάδοση πληροφοριών από μία περιοχή εγκεφάλου σε άλλη. Με αυτό τον τρόπο, η λευκή ύλη ερμηνεύτηκε ως παθητική δομή που περιορίστηκε στην μεταφορά νευρωνικών εντολών.

Ωστόσο, η πιο πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι αυτό δεν συμβαίνει. Παρόλο που η κύρια λειτουργία της λευκής ουσίας συνεχίζει να διαμένει στη διαβίβαση πληροφοριών, έχει αποδειχθεί ότι θα μπορούσε να συμμετάσχει στην εκτέλεση άλλων δραστηριοτήτων.

Η λευκή ουσία συνδέεται στενά με γνωστικές και συναισθηματικές διαδικασίες και σήμερα συμφωνείται ότι αποτελεί σημαντικό στοιχείο για την εκτέλεση τέτοιων ενεργειών.

Η συμμετοχή της λευκής ουσίας στην ανάπτυξη συναισθηματικών και γνωστικών διεργασιών έγκειται στην ταχύτητα της σύνδεσης που παρέχει στον εγκέφαλο.

Η ταχεία μετάδοση πληροφοριών που γίνεται από τη λευκή ύλη επιτρέπει την κατασκευή νευρωνικών δικτύων, τα οποία μπορούν να κυβερνούν μια μεγάλη ποικιλία γνωστικών διεργασιών.

Συγκεκριμένα, τα νευρικά δίκτυα που παράγονται από τη λευκή ύλη φαίνεται να συνδέονται στενά με τις δραστηριότητες απομνημόνευσης και μάθησης. Παρομοίως, συμμετέχουν στη διαχείριση των γνωστικών πόρων και των εκτελεστικών λειτουργιών.

Με αυτό τον τρόπο, σήμερα ερμηνεύεται ότι η λευκή ύλη είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο του εγκεφάλου που επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη και τη χρήση των πνευματικών ικανοτήτων των ανθρώπων.

Δομή

Η λευκή ουσία βρίσκεται κυρίως στο νωτιαίο μυελό και αποτελείται από μεγάλο αριθμό νευρικών ινών γνωστών ως neuroglia.

Εάν γίνει μια διατομή στη λευκή ύλη, παρατηρείται ότι καλύπτεται από ένα στρώμα φαιάς ύλης.

Παρόλο που χαρακτηρίζεται ως ουσία με υψηλή περιεκτικότητα σε μυελικές ίνες που διατρέχουν κατά μήκος, η λευκή ύλη περιέχει επίσης μια ορισμένη ποσότητα μη μυλινωμένων ινών, δηλαδή ινών χωρίς μυελίνη.

Δομικά, οι νευρικές ίνες που σχηματίζουν τη λευκή ύλη χαρακτηρίζονται από την ένωση των τμημάτων του νωτιαίου μυελού μαζί, καθώς και από τον νωτιαίο μυελό με τις περιοχές του εγκεφάλου.

1- Τύποι ινών

Οι ίνες που περιέχουν την λευκή ύλη στις οπίσθιες ρίζες και οι οποίες φθάνουν στο οπίσθιο κέρας χαρακτηρίζονται από διαφορετικές μορφολογίες. Οι μορφές αυτών των ινών εξαρτώνται κυρίως από το ερέθισμα που μεταδίδουν και μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες.

Εξωπυρετικές ίνες

Οι εξωποδοτικές ίνες είναι μικρού μεγέθους και έχουν μικρές ποσότητες μυελίνης. Δηλαδή, είναι μη μυλιωμένες ίνες.

Αυτές οι ίνες είναι κυρίως υπεύθυνες για τη μετάδοση εξωδεκτικών προσαγωγών μέσω των περιοχών του νωτιαίου μυελού και του εγκλεισμού.

Ιδιότητες ιδιοδεκτικότητας

Οι ιδιοδεκτικές ίνες είναι μεγαλύτερες και παχύτερες από τις εξωποδοτικές ίνες. Χαρακτηρίζονται από μυελιωμένες ίνες.

Οι ίνες της οπίσθιας ρίζας έρχονται σε επαφή με τους νευρώνες του πρόσθιου κέρατος απευθείας ή μέσω των διασωληνωτών σωμάτων των οποίων το soma βρίσκεται στο οπίσθιο κέρατο.

Οι άξονες των εσωτερικών νευρώνων διασχίζουν την πρόσθια λευκή άρθρωση και το γκρι φράγμα για να συνδεθεί με τους κινητικούς νευρώνες στην αντίθετη πλευρά.

2- Επίπεδα οργάνωσης

Η λευκή ύλη χαρακτηρίζεται από τρία βασικά επίπεδα οργάνωσης στο νωτιαίο μυελό.

Στη βάση του μυελού βρίσκεται η τμηματική περιοχή της λευκής ύλης. Αυτή η περιοχή είναι υπεύθυνη για την εκτέλεση τμηματικών αντανακλαστικών δραστηριοτήτων που αντιπροσωπεύονται στο αντανακλαστικό τόξο.

Αργότερα, είναι η διατομεακή περιοχή, η οποία είναι υπεύθυνη για τη σύνδεση των τμηματικών μηχανισμών της λευκής ύλης.

Τέλος, στην περιοχή του άνω τμήματος της σπονδυλικής στήλης οι σπονδυλικές δραστηριότητες συντονίζονται μέσω των υψηλότερων κέντρων του εγκεφάλου.

3- Κόκκες της λευκής ουσίας

Η λευκή ουσία αποτελείται από τρία διαφορετικά κορδόνια. Η διαφοροποίηση καθενός από αυτά τα κορδόνια γίνεται μέσω της θέσης του στο νωτιαίο μυελό.

 α) Προηγούμενο καλώδιο

Το πρόσθιο καλώδιο βρίσκεται μεταξύ της διάμεσης κοιλιακής σχισμής και των κοιλιακών αυλακώσεων του νωτιαίου μυελού. Χαρακτηρίζεται από το ότι περιέχει κινητικές διαδρομές που ελέγχουν τις κινήσεις που συνδέονται με τις εθελοντικές κινήσεις.

β) Πλευρικό καλώδιο

Το πλευρικό καλώδιο βρίσκεται μεταξύ των κοιλιακών αυλακιών και των οδοντωτών αυλάκων. Περιλαμβάνει δέσμες που σχετίζονται με εθελοντικές κινήσεις, την πλευρική κορτιόσφαινολη ​​και τους φακούς που σχετίζονται με την ευαισθησία.

γ) Πίσω καλώδιο

Τέλος, το τρίτο και το τελευταίο κορδόνι της λευκής ουσίας βρίσκεται μεταξύ της ραχιαίας διάμεσης αύλακας και των οδοντωτών αυλάκων.

Το οπίσθιο καλώδιο χαρακτηρίζεται από το ότι υποδιαιρείται σε δύο δέσμες στην αυχενική και την άνω θωρακική περιοχή, χάρη στην παρουσία της ραχιαίας ενδιάμεσης αυλάκωσης.

Οι δύο δέσμες που περιέχουν το οπίσθιο κορδόνι είναι το γκρίζο φασικέλαιο (στη μεσαία περιοχή) και το κώνο-σχήματος φάσμα (στην πλευρική περιοχή). Και οι δύο δέσμες περιέχουν ανερχόμενες ίνες που ανήκουν στον επικριτικό σωλήνα, συνειδητή ιδιοδεκτομή και δονητική ευαισθησία.

Εγκεφάλου

Η λευκή ουσία οργανώνεται με τη μορφή συνόλων νευρικών ινών. Η οργάνωση αυτή παρατηρείται τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Οι οδούς του εγκεφάλου είναι επομένως ένα σύνολο νευρικών ινών προβολής που στέλνουν τις πληροφορίες που επεξεργάζονται από τη γκρίζα ύλη στις διάφορες περιοχές του σώματος που βρίσκονται έξω από το εγκέφαλο..

Ένας άλλος τύπος ινών λευκής ύλης είναι οι ίνες σύνδεσης, οι οποίες συνδέουν διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου του ιδίου ημισφαιρίου.

Τέλος, ο τρίτος και ο τελευταίος τύπος αντιστοιχούν στις διαεμφυτευτικές παραγγελίες που περιέχουν δομές διαφορετικών εγκεφαλικών ημισφαιρίων.

Επιπλέον, εκτός από το νωτιαίο μυελό, ο εγκέφαλος χαρακτηρίζεται από μεγάλο αριθμό δομών που αποτελούνται κυρίως από λευκή ύλη. Το πιο σημαντικό είναι το corpus callosum, μια ενδοεμφυτευτική σχισμή που συνδέει τα δύο ημισφαίρια του εγκεφάλου.

Μεταβολές της λευκής ύλης

Οι μεταβολές στη δομή και τη λειτουργία της λευκής ύλης σχετίζονται με μια ευρεία ποικιλία παθολογιών.

Οι παράγοντες που έχουν περισσότερο σχέση με τις αλλοιώσεις λευκής ουσίας είναι η ηλικία και η αρτηριακή υπέρταση. Δηλαδή, τόσο η συχνότητα όσο και η σοβαρότητα των βλαβών της λευκής ουσίας αυξάνονται με την ηλικία και στον υπερτασικό πληθυσμό.

Ωστόσο, το εύρος δυνατοτήτων που μπορεί να προκύψει σε άτομα με αλλοιώσεις λευκής ουσίας είναι πολύ ποικίλη. Από άτομα με σοβαρές αλλοιώσεις λευκής ουσίας χωρίς παράγοντα αγγειακού κινδύνου σε άτομα με πολλαπλούς παράγοντες κινδύνου, όπως σοβαρή αρτηριακή υπέρταση.

Υπό αυτή την έννοια, υποστηρίζεται ότι οι βλάβες στη λευκή ύλη μπορούν να παρουσιάσουν ένα ευρύ φάσμα παραγόντων κινδύνου, οι οποίοι δεν είναι επαρκώς μελετημένοι και οριοθετημένοι σήμερα..

Παρ 'όλα αυτά, επί του παρόντος υπάρχουν περισσότερα ή λιγότερο αξιόπιστα δεδομένα σχετικά με τη σχέση αλλοιώσεων λευκής ουσίας και διαφορετικών παθολογιών. Τα πιο σημαντικά είναι τα εξής:

1- Μεταβολές της λευκής ύλης και της γνωσιακής φθοράς

Με βάση τα υπάρχοντα δεδομένα δεν είναι δυνατόν να καθοριστεί σαφής σχέση μεταξύ της παρουσίας αλλοιώσεων λευκής ουσίας και γνωστικής εξασθένησης, καθώς οι μελέτες είναι περιορισμένες.

Ωστόσο, ορισμένες έρευνες έχουν δείξει ότι η βλάβη στη λευκή ύλη συσχετίζεται θετικά με τη μεταβολή του μετωπιαίου λοβού, επηρεάζοντας την ταχύτητα επεξεργασίας των πληροφοριών, τη λεκτική ευελιξία και τις εκτελεστικές λειτουργίες..

2- Μεταβολές λευκής ύλης και ενδοκρανιακές αιμορραγίες

Πολλαπλές μελέτες έχουν βρει ότι οι μεταβολές της λευκής ύλης είναι πολύ συχνότερες σε άτομα με ενδοεγκεφαλική αιμορραγία

Αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι οι αιμορραγίες δεν εντοπίζονται μόνο στα βασικά γάγγλια, αλλά επηρεάζουν και το επίπεδο της λοβού.

3- Μεταβολές της λευκής ύλης ως παραγόντων ισχαιμικού αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου ή αγγειακού θανάτου

Αρκετές κλινικές δοκιμές έχουν δείξει ότι οι αλλοιώσεις της λευκής ουσίας προδιαθέτουν στο ισχαιμικό αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο.

Συγκεκριμένα, τα άτομα που υποφέρουν από ισχαιμικό ατύχημα και αλλοιώσεις στη λευκή ύλη έχουν διπλάσιο κίνδυνο εμφάνισης νέου εγκεφαλικού επεισοδίου.

Αναφορές 

1. Bartrés D, Clemente IC, Junqué C. Αλλαγές στη λευκή ύλη και τις γνωστικές επιδόσεις στη γήρανση. Rev Neurol 2001, 33: 347-53.

2. Blumenfeld, Hal (2010). Νευροανατομία μέσω κλινικών περιπτώσεων (2η έκδοση). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.

3. Douglas Fields, R. (2008). "Θέματα λευκής ύλης" .Επιστημονικός Αμερικανός. 298 (3): 54-61. 

4. Smith Ε.Ε., Roseland J, Knudsen ΒΑ, Hylek ΕΜ, Greenberg SM. Η λευκοραΐωση σχετίζεται με αιμορραγία σχετιζόμενη με τη βαρφαρίνη μετά από ισχαιμικό αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο: μελέτη καρδιαγγειακής υγείας. Neurology 2002, 59: 193-7.

5. Sowell, Elizabeth R.; Peterson, Bradley S.; Thompson, Paul Μ .; Καλώς ήλθατε, Suzanne Ε.; Henkenius, Amy L.; Toga, Arthur W. (2003). "Χαρτογράφηση της φλοιώδους μεταβολής κατά μήκος της ανθρώπινης ζωής". Φυσική νευροεπιστήμη. 6 (3): 309-15.

6. Η ολλανδική ομάδα μελέτης TIA. Πρόδρομοι μεγάλων αγγειακών συμβάντων σε ασθενείς με παροδική ισχαιμική επίθεση ή ελάσσονα εγκεφαλικό επεισόδιο. Stroke 1993, 24: 527-31.