talamus | |
---|---|
| |
| |
Osa | aivokalvon |
Komponentit | katso luettelo talamuksen ytimistä |
Valtimo | katso talamuksen valtimot |
Suonet | katso talamuksen suonet |
Luettelot | |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Talamus , joskus - visuaaliset tuberkulat ( lat. thalamus ; muusta kreikasta θάλαμος "huone, kammio, osasto") - aivojen osa , joka on suuri harmaa massa, joka sijaitsee talamuksen alueen yläosassa sointujen välissä , mukaan lukien henkilö . Ensimmäisen kerran kuvasi muinainen roomalainen lääkäri ja anatomi Galen . Talamus on parillinen rakenne, joka koostuu kahdesta puoliskosta, jotka ovat symmetrisiä pallonvälisen tason suhteen. Talamus sijaitsee syvemmällä kuin aivojen rakenteet, erityisesti kuori tai sadetakki. Talamuksen alapuolella on keskiaivorakenteita . Talamuksen molempien puoliskojen mediaani (mediaaalinen) pinta on samanaikaisesti aivojen kolmannen kammion ylempi sivuseinämä [1] [2] [3] .
Talamuksella on useita tärkeitä fysiologisia toimintoja. Se vastaa aisti- ja motorisen tiedon välittämisestä aisteista (lukuun ottamatta hajuelimistä tulevaa tietoa ) nisäkkäiden aivokuoren vastaaville alueille tai alemman sointuosan aivoverhoon . Talamuksella on tärkeä rooli tajunnan tason , uni- ja hereilläoloprosessien sekä huomion keskittymisen säätelyssä [2] .
Talamus on yksi tärkeimmistä alkionkehityksen tuotteista itujen välissä. Tämän tosiasian totesi ensimmäisen kerran embryologian perustaja , sveitsiläinen anatomi Wilhelm Gies vuonna 1893 [3] .
Aikaisemmin talamusta pidettiin aivorakenteena, joka oli luonteenomaista vain sointuihin. Jo aikaisemmin sen olemassaolo tunnistettiin vain selkärankaisilla . Tiedemiehet uskoivat, että talamus puuttuu periaatteessa selkärangattomista , jopa kaikkein organisoituneimmista eläimistä, kuten niveljalkaisista . Vuonna 2013 kuitenkin löydettiin niveljalkaisten keskusganglionista tai aivoista niveljalkaisten aivoissa oleva talamuksen kanssa homologinen rakenne - niin sanotut " lateraaliset lisäkeilat " ( eng. lateraaliset lisäkeilat , LAL ). Nämä rakenteet osoittivat yhtäläisyyksiä sekä alkion kehityksessä ja geenien ilmentymismalleissa että anatomisessa sijainnissa aivoissa. Samankaltaisuuksia havaittiin myös niiden fysiologisissa toiminnoissa (informaation kerääminen ja sen välittäminen eri aistinreiteiltä aivojen etuosien tai keskushermosolmun osiin) [4] [5] . Talamus on siis mahdollisesti evoluutionaalisesti hyvin ikivanha aivorakenne. Talamuksen alkuaineet tai esiasteet ovat luultavasti peräisin sointujen ja niveljalkaisten yhteisestä esi-isästä noin 550-600 miljoonaa vuotta sitten [4] [5] .
Talamus sijaitsee lähellä aivojen keskustaa ja on yksi aivokalvon talamuksen alueen rakenteista . Se sijaitsee aivojen rakenteiden alla , mutta nousee keskiaivojen rakenteiden yläpuolelle. Talamuksen ytimien hermosoluista lähtevät nousevat aksonit muodostavat myelinoituneita hermosäikimppuja. Nämä hermosäikimput projisoituvat runsaasti aivokuoren eri alueille kaikkiin suuntiin. Talamuksen molempien puoliskojen mediaalinen pinta on samanaikaisesti aivojen kolmannen kammion sivuseinän yläosa . Se on yhdistetty talamuksen vastakkaisen puoliskon vastaavaan mediaaliseen pintaan litteällä valkoisen aineen kaistaleella . Tämä vyöhyke on myelinoituneiden hermosäikeiden nippu, ja sitä kutsutaan talamuksen väliseksi fuusioksi tai kolmannen kammion välimassaksi tai talamuksen mediaaniliitoksi (mediaani commissure).
talamuksen ytimet | |
---|---|
| |
| |
Luettelot | |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Talamus on osa yleisempää rakennetta - hermosolujen kompleksia, joka koostuu neljästä osasta: hypotalamuksesta , epitalamuksesta , subtalamuksesta (kutsuttiin aiemmin myös pretalamukseksi, peritalamukseksi, ventraalamukseksi tai hypotalamukseksi) ja itse talamukseksi, jota aiemmin kutsuttiin ( usein vaaditaan selvennystä ja nykyisin) selkätalamus [6] .
Aivorakenteita, jotka kehittyvät alkion välisen aivokalvon eri osista suunnilleen samanaikaisesti varsinaisen talamuksen kanssa, ovat talamuksen yläpuolella sijaitseva epitalamus, joka koostuu aivojen hihnasta , käpyrauhanen ja vierekkäisistä ytimistä sekä talamuksen alapuolella oleva subtalamus, sisältää niin kutsutun epämääräisen vyöhykkeen ja talamuksen retikulaarisen ytimen . Koska ne ovat peräisin ontogeneesin aikana erilaisista, vaikkakin lähekkäin sijaitsevista germinaalisen aivokalvon osista, epitalamuksesta ja subtalamuksesta erotetaan yleensä muodollisesti varsinaisesta talamuksesta (dorsaalinen talamus) [6] .
Talamus koostuu useista erillisistä harmaan aineen alueista. Nämä alueet ovat talamuksen ytimien ryhmiä, joita erottavat valkoisen aineen alueet . Valkoinen aine, joka erottaa ja ympäröi yksittäisiä talamuksen ytimiä ja tumaryhmiä, on nippu myelinoituneita hermosäikeitä. Lisäksi talamuksessa erotetaan myös erityisiä hermosoluryhmiä, jotka poikkeavat histologisen rakenteensa ja biokemiallisen koostumuksensa suhteen muusta talamuksesta, kuten periventrikulaarinen tuma , intralamellaariset tumat , ns rajoitettu tuma ja muut [3 ] . Nämä erityiset ytimet, jotka poikkeavat histologisesta rakenteeltaan ja biokemiallisesta koostumuksestaan muista talamuksen ytimistä, ryhmitellään yleensä ns. allotalaukseen , toisin kuin "tyypilliset" talamuksen ytimet, jotka on ryhmitelty niin kutsuttuun isotalamuksen ytimeen . [7] .
Talamuksen ytimet voidaan jakaa anatomisen ja histologisen rakenteensa ja sytoarkkitehtonisten piirteidensä perusteella kuuteen ryhmään: anterioriset , mediaaliset, lateraaliset, retikulaariset, lamellaariset ytimet ja keskilinjan ytimet. Ohut Y-muotoinen myelinisoituneiden hermosäikeiden kerros, niin kutsuttu sisäinen aivolevy , rajaa talamuksen ytimien etu- , mediaani- ja lateraaliset ryhmät. Ihmisillä talamuksen ytimien anterioriset ja mediaaniryhmät sisältävät vain yhden suuren ytimen, joita kutsutaan talamuksen anterioriseksi dorsaaliksi ja mediaaniksi dorsaaliksi ytimeksi. Samaan aikaan ihmisen talamuksen lateraalinen tumaryhmä on jaettu selkä- ja vatsatasoihin. Ihmisen talamuksen lateraalisten ytimien dorsaalinen taso koostuu talamuksen lateraalisista dorsaalisista, lateraalisista posteriorisista ja tyynyytimistä . Ihmisen talamuksen lateraalisten ytimien vatsataso puolestaan koostuu ventraalisista anteriorisista, ventraalisista lateraalisista, ventraalisista posterolateraalisista ja ventraalisista posteriorisista mediaalisista ytimistä [8] .
Talamuksen ytimien lateraalista ryhmää peittää toinen ohut myelinoituneiden hermosäikeiden kerros - niin kutsuttu ulompi aivolevy . Tämän hermosäikimpun ja sisäisen kapselin välissä on ohut kerros GABAergisiä hermosoluja, jotka muodostavat retikulaarisen ytimen . Talamuksen intralamellaaristen ytimien ryhmä, joista suurin on talamuksen ns . keskimediaaniydin , sijaitsee nimensä mukaisesti Y-muotoisen sisemmän aivolevyn sisällä [8] .
Lopuksi viimeinen talamuksen ytimien ryhmä, niin sanotut mediaaliset ytimet tai "keskilinjan ytimet", peittää osan talamuksen molempien puoliskojen mediaalisesta pinnasta ja on aivojen kolmannen kammion ylemmän lateraaliseinän vieressä. . Nämä talamuksen kummankin puoliskon keskilinjan ytimet (mediaaliset ytimet) voidaan yhdistää ohuella ja litteällä harmaalla hermosäikimppulla, niin sanotulla intertalamisella fuusiolla. Intertalamuksen fuusion vakavuus vaihtelee paitsi eri selkärankaisilla, myös saman lajin eri yksilöillä (mukaan lukien eri ihmiset) sen täydelliseen puuttumiseen asti. Intertalamuksen fuusion puuttuminen tai heikko ilmentyminen ei käytännössä vaikuta talamuksen toimintaan, eikä se ole patologia, vaan vain anatominen piirre (sama kuin Percheronin valtimon läsnäolo ) [8] .
Vaikka talamuksen ytimien anatominen ja histologinen jakautuminen on varmasti hyödyllistä, niiden toiminnallinen ryhmittely, joka perustuu niiden yhteyksien tyyppiin muihin aivoosiin ja näiden yhteyksien kautta välittyvän ja näiden ytimien käsittelemän tiedon tyyppiin, on tärkeämpi. sen toiminnan ymmärtämiseksi. Tästä näkökulmasta katsottuna ensisijaiset sensoriset ja motoriset välitysytimet, assosiatiiviset informaatiovälitteiset ytimet, diffuusiprojektioytimet ja talamuksen estävä, autosäätelyaktiivisuus, retikulaarinen tuma, joka, toisin kuin muut talamuksen ytimet, koostuu inhiboivista GABAergisista hermosolut erotetaan toiminnallisesti talamuksen ytimistä eivätkä eksitatorisista glutamatergisista [8] .
Ensisijaiset sensoriset ja moottorireleen ytimetTalamuksen ensisijaiset sensoriset ja motoriset välitysytimet välittävät tietoa projektioidensa kautta tietyille aivopuoliskon sensorisen ja motorisen aivokuoren alueille ja saavat palautetta näiltä alueilta. Tämä palaute mahdollistaa aivopuoliskojen sensorisen ja motorisen aivokuoren säätelevän vastaavien talamuksen ytimien toimintaa. Negatiivisen palautejärjestelmän läsnäolon ansiosta aivokuoren sensoriset ja motoriset alueet voivat säädellä näiden aivokuoren alueiden vastaavista talamuksen ytimistä vastaanottaman sensorisen signaalin voimakkuutta. Lisäksi negatiivinen palautejärjestelmä antaa aivokuoren säädellä vastaavien talamuksessa olevien suodattimien toimintaa, talamuksen ytimien tulevan signaalin suodatuksen astetta ja luonnetta ennen sen välittämistä aivokuoreen [8] . Jokainen talamuksen ensisijainen sensorinen tai motorinen releydin vastaanottaa ja käsittelee tietoa vain yhdestä tietystä sensorisesta järjestelmästä tai yhdestä tietystä moottorijärjestelmän osasta. Joten esimerkiksi talamuksen lateraalinen geniculate tuma vastaanottaa visuaalisen signaalin näkökanavasta , suorittaa yksinkertaisimman ensisijaisen käsittelynsä, suodattaa sen häiriöiltä ja lähettää sitten prosessoidun ja suodatetun visuaalisen signaalin ensisijaiseen näkökuoreen, joka sijaitsee takaraivossa. aivokuoren lohko [8] . Talamuksen primaaristen sensoristen välitysytimien neuronit useille aistielinjärjestelmille muodostavat topografisesti järjestettyjä projektioita aivokuoren tietyille alueille. Esimerkiksi kuuloaistijärjestelmässä talamuksen vastaava ydin kartoittaa tietyt äänisignaalien taajuudet ensisijaisen kuulokuoren tietyille alueille. Sama pätee visuaalisiin , somatosensorisiin ja visserosensorisiin järjestelmiin, jotka näyttävät vastaavasti ympäristökartan tai kehokaavion . Samanlainen topografinen projektioorganisaatio motoriseen aivokuoreen, joka näyttää kehon kaavion , näkyy talamuksen ensisijaisen motorisen releen ytimien hermosolujen avulla. Samaan aikaan jotkin aivokuoren primaariset sensoriset ja motoriset alueet saavat tietoa useammasta kuin yhdestä talamuksen ensisijaisesta sensorisesta tai motorisesta ytimestä [8] .
Assosiatiiviset tiedonvälitysytimetToisin kuin talamuksen ensisijaiset sensoriset ja motoriset välitysytimet, joista jokainen vastaanottaa melko yksinkertaista ja "raa'aa" (lähes käsittelemätöntä) tietoa vain yhdestä sensorisen tai motorisen tiedon lähteestä ja välittää sen ensisijaisen sensorisen tai motorisen informaation alueille. aivokuoren, jotka ovat kooltaan melko rajallisia. , talamuksen assosiatiiviset tiedonvälitysytimet vastaanottavat aiemmin pitkälle käsiteltyä tietoa useammasta kuin yhdestä lähteestä, yhdistävät tiedon toiseen ja välittävät sen projektioidensa kautta paljon suuremmille assosiatiivisen aivokuoren alueille. Esimerkiksi talamuksen mediaalinen dorsaalinen tuma vastaanottaa tietoa samanaikaisesti hypotalamuksesta ja amygdalasta, ja se on yhdistetty kahdenvälisillä yhteyksillä prefrontaaliseen aivokuoreen sekä tiettyihin premotorisen ja temporaalisen aivokuoren alueisiin [8] .
DiffuusiprojektioytimetToisin kuin kummankin tyyppiset välitysytimet (sekä primaariset sensoriset ja motoriset releet että assosiatiiviset tiedonvälitysytimet), diffuusiprojektioytimet vastaanottavat vähemmän spesifistä tulevaa tietoa, mutta samalla useista eri lähteistä. Ne myös lähettävät (hajallaan) välitysinformaatiota erilaisten nousevien projektioidensa mukaan aivokuoren ja muiden talamuksen ytimien eri alueille sekä laskevien projektioiden kautta moniin erilaisiin aivokuoren alarakenteisiin. Heidän projektioidensa näin hajanainen luonne, näiden projektioiden kautta välitetyn tiedon lähetyskattavuus sekä heidän vastaanottamiensa syöttötietojen epäspesifisyys viittaavat siihen, että hajaprojektioytimillä on tärkeä rooli yleisen tason säätelyssä. aivokuoren ja aivokuoren kiihtyvyys, tajunnan taso, keskushermoston aktiivisuus- ja kiihtyvyystaso , huomion keskittyminen sekä uni- ja hereilläolotilojen muutoksen säätely. Itse asiassa näiden ytimien tuhoutuminen tai vaurioituminen johtaa lievissä tapauksissa keskittymiskyvyn heikkenemiseen, uneliaisuuteen ja vakavammissa tapauksissa uneliaan uneen tai pysyvään koomaan . Sitä vastoin niiden rappeuttavat prionimuutokset , joita havaitaan kuolemaan johtavassa perheunettomuudessa , johtavat jatkuvan kroonisen, täydellisen unettomuuden kehittymiseen ja lopulta kuolemaan [8] .
Autoregulatory reticular nucleusTalamuksen retikulaarinen tuma on ainutlaatuinen siinä mielessä, että toisin kuin kaikki muut talamuksen ytimet, se ei sisällä eksitatorisia glutamatergisiä , vaan päinvastoin inhiboivia GABAergisiä hermosoluja. Retikulaarinen tuma saa syöttöä aksonihaaroista , jotka yhdistävät muita talamuksen ytimiä aivokuoreen. Jokainen retikulaarisen ytimen neuroni ohjaa sitten yksittäisen lähtevän aksoninsa tarkalleen talamuksen ytimeen, josta se vastaanottaa syötteen. Tämä verkkoytiman hermosolujen ja muiden talamuksen ytimien välinen kytkentäkaavio viittaa siihen, että talamuksen retikulaarisen ytimen hermosolut seuraavat jatkuvasti muiden talamuksen ytimien aktiivisuutta ja epäsuorasti niiden hermoimia aivokuoren alueita. vastaanottaa kopioita tulevasta ja lähtevästä tiedosta, joka tulee näistä talamuksen ytimistä suurten pallonpuoliskojen aivokuoreen ja takaisin, ja käyttää sitten tätä tietoa vastaavien talamuksen ytimien aktiivisuuden säätelyyn [8] .
Talamus on liitetty hippokampukseen monilla kahdenvälisillä hermoliitoksilla, jotka muodostavat ns. Mastoidi-talamus-reitin koostumus sisältää erityisesti rintarauhaskappaleet sekä aivojen fornixin [ 9] [10] .
Cortico-thalamic ja thalamo-cortical reititTalamus on myös yhdistetty monien kahdenvälisten (nousevien ja laskevien) hermoyhteyksien kautta aivokuoren eri osiin. Nämä yhteydet muodostavat erilaisia kortikaali-talamista ja talamo-kortikaalisia projektioita [11] . Nämä kahdenväliset yhteydet muodostavat suljettuja rengasmaisia (usein ei suoraan, mutta tyviganglioiden mukana) järjestelmiä, joilla on negatiivinen palaute, joita kutsutaan talamo-kortikaaliksi tai kortikaali-thalamo-kortikaaliseksi järjestelmäksi [12] . Talamo-kortikaalisista systeemeistä talamuksen vuorovaikutus aivokuoren parietaalilohkojen kanssa, jotka muodostavat ns. talamo-parietaaliset kuidut, on erityisen tärkeä [13] .
Spinothalamic reittiNousevat hermoreitit, jotka yhdistävät selkäytimen talamukseen, muodostavat spinotalamisen eli spinotalamisen kanavan. Se välittää aistinvaraista tietoa kivusta, lämpötilasta ja tuntoaistuksista sekä kutinatuntemuksesta selkäytimestä talamukseen [14] . Spinotalaminen reitti on jaettu kahteen osaan: lateraaliseen eli lateraaliseen tai dorsaaliseen spinotalamiseen reittiin [15] , joka välittää tietoa kipu- ja lämpötilaaistimista, ja anterioriseen eli ventraaliseen spinotalamiseen reittiin [16] , joka välittää karkea kosketus tai paine, paine [8] .
Lateraalisessa spinotalamisessa reitissä puolestaan erotetaan evoluutionaalisesti nuorempi neospinotalaminen reitti ja vanhempi paleospinotalaminen reitti. Ensimmäinen koostuu suuresta määrästä ohuita hermosäikeitä, jotka johtavat nopeasti kipua, ja toinen sisältää pienemmän määrän paksumpia ja hitaampia hermosäikeitä. Nopeasti johtavalla neospinotalamisella reitillä on suuri rooli hyvin lokalisoidun akuutin kivun tunteen välittämisessä aivoihin välittömästi tai pian vamman, kudosvaurion jälkeen ja kehossa suojatoimenpiteissä, kuten käden vetäminen pois kuumasta esineestä. . Hitaammin johtava paleospinotalaminen reitti välittää vähemmän paikallista, diffuusia, tylsää, puristavaa tai puristavaa, harvemmin polttavaa tai tylsää kroonista kipua, ja sillä on suuri rooli erilaisten kroonisten kipuoireyhtymien patogeneesissä [17] [18] .
Talamostriaatti- ja talamo-olivar-traktitTalamus on myös läheisessä vuorovaikutuksessa striatumin kanssa vaihtaen tietoja sen kanssa ns. talamostriataalisten säikeiden kautta [19] . Oliivin kanssa talamus muodostaa ns. thalamo-olivar -reitin, joka on myös keskeinen operculum-reitti [20] .
Pikkuaivo-talamo-kortikaalinen reittiPikkuaivo-talamo-kortikaalinen reitti yhdistää pikkuaivojen takalohkot hammasytimen ja ylemmän pikkuaivovarren kautta talamuksen ventraalisiin ytimiin ja sitten aivopuoliskon motoriseen ja esimotoriseen aivokuoreen [21] .
Talamuksen verenkiertoa tutkittaessa on huomionarvoista, että talamus saa intensiivisemmin verta ja sillä on kehittyneempi sivuverkosto kuin jotkin muut lähekkäin sijaitsevat aivorakenteet. Tämä selittyy sekä talamuksen merkityksellä koko aivojen toiminnalle että tämän rakenteen korkeilla aineenvaihduntavaatimuksilla, jotka eivät ole paljon huonompia kuin aivokuoren aineenvaihduntavaatimukset [22] .
Talamuksen valtimotTalamuksen valtimoille ei edelleenkään ole yleisesti hyväksyttyä kansainvälistä anatomista terminologiaa . Yksi täydellisimmistä ja yksityiskohtaisimmista talamuksen valtimoverkoston kuvauksista on Benno Schlesingerin vuonna 1976 tekemä kaavio . Tämä tiedemies ehdotti talamuksen valtimoiden luokittelun yksinkertaistamista jakamalla ne kahteen suureen ryhmään: paramediaaniset (paramediaanit tai mediaanit) talamuksen valtimot, ne ovat myös talamuksen keskusvaltimot tai talamon tunkeutuvat valtimot ja kehä- eli sirkumfleksivaltimot. (ohittavat) talamuksen valtimot, ne ovat myös talamuksen pinnallisia valtimoita [22] .
Schlesinger huomautti, että thalamus-geniculate-valtimot kuuluvat välialatyyppiin kahden mainitun talamuksen päävaltimotyypin välillä. Ne poikkeavat paikoista, jotka ovat tyypillisiä sirkumfleksivaltimoiden purkauspaikoille. Koska nämä valtimot ovat lyhyitä koko subaraknoidaalitilassa, aivojen pohjassa, ne tunkeutuvat syvälle välikalvon kudoksiin kulmassa, joka on ominaista talamon tunkeutuville valtimoille [22] .
Talamuksen paramediaaniset valtimot Schlesingerin mukaanSchlesinger katsoi, että tuberothalamic ja syvät interpedunkulaariset valtimot ovat talamuksen päävaltimoita , kuten myös yksi talamuksen tyynyvaltimon ryhmistä , nimittäin posterioriset tyynyvaltimot [22] . Kaikki nämä valtimot ovat posteriorisen aivovaltimon tai posteriorisen kommunikoivan valtimon haaroja [22] [23] .
Talamuksen sirkumfleksivaltimot Schlesingerin mukaanSchlesinger katsoi , että etu- ja takavilloiset valtimot johtuvat talamuksen ympäryskalvovaltimoiden tärkeimmistä edustajista , samoin kuin alemmat tyynyvaltimot ja ns. preektaaliset valtimot , cingulothalamic , pernan ja lateraaliset mesenkefaaliset valtimot (keskiaivovaltimot) [22] .
Variantin anatomiaJoillakin ihmisillä on niin sanottu " Percheronin valtimo " - harvinainen anatominen muunnelma, jossa yksi paramediaaninen talamuksen valtimo lähtee yhdestä kahdesta taka-aivovaltimosta, vasemmalla tai oikealla, ja toimittaa verta talamuksen molempien puoliskojen paramediaanisiin osiin. . Yleensä valtimo lähtee vasemmasta posteriorisesta aivovaltimosta syöttäen talamuksen vasemman puoliskon paramediaanista osaa ja oikealta samanlainen valtimo, joka syöttää oikean puoliskon parmediaanista osaa [24] [22] .
Talamuksen suonetTalamuksen suonet keräävät verta, joka on kyllästetty karbhemoglobiinilla ja muilla aineenvaihduntatuotteilla. Näiden suonien kautta se sitten turpoaa aivojen syvään laskimojärjestelmään [22] .
Talamuksen suonista yleisesti hyväksytty kansainvälinen anatominen luokittelu puuttuu myös. Esimerkiksi "Anatomia Pirogovin mukaan. Ihmisen anatomian atlas "vuodelta 2011 (tekijät-kääntäjät V. V. Shilkin ja V. I. Filimonov) kaikista talamuksen suonista mainitsee vain talamuksen suurimmat ylemmät suonet , ja vain yhden kaavamaisen esityksen muodossa sivulla 351 olevassa kuvassa. Aivolaskimotaulukossa sivulla 347 nämä suonet ovat ainoita koko siinä annetusta aivolaskimoluettelosta - merkitty tähdellä, mikä osoittaa, että termi ei sisälly IAT-luokitukseen (International Anatomical Classification) [25 ] .
Yksi täydellisimmistä ja yksityiskohtaisimmista talamuksen suonten kuvauksista on Benno Schlesingerin (1976). Hän ehdotti ryhmittelemään kaikki hänen löytämänsä ja kuvaamansa talamuksen suonet kahteen suureen ryhmään - keskusryhmään ja lateraaliseen tai lateraaliseen ryhmään . Talamuksen lateraalinen laskimoryhmä jaettiin pienempään alaryhmään lateraalisia ylälaskimoja sen sisältämien laskimoiden lukumäärän mukaan ja suurempaan alaryhmään lateraalisia alalaskimoja [22] .
Schlesinger osoitti, että talamuksen laskimoverenkierron toimintaa ei voida ymmärtää, jos otetaan huomioon vain varsinaisen talamuksen suonet. On myös tarpeen ottaa huomioon viereisten anatomisten rakenteiden suonet. Laskimoveri joistakin talamuksen osista virtaa myös talamuksen ulkopuolisiin suoniin. Erilaisten suonten tyhjennysvyöhykkeet menevät osittain päällekkäin. Talamuksen ventraalista takaosaa tyhjennetään muiden suonten ohella myös subtalamus-mesencefaalisen ryhmän suonista, jotka tyhjentävät vierekkäisiä rakenteita - määrittelemätöntä vyöhykettä , subtalamusta , mustaa substantiaa ja punaista ydintä . Talamuksen yläosaa valuvat muiden suonten ohella myös epitalamuksen suonet, jotka tyhjentävät epitalamuksen rakenteita . Talamuksen alueet, jotka ovat aivojen kolmannen kammion seinämän vieressä, tyhjentävät muiden suonien ohella kolmannen kammion reunalaskimot (raja-)laskimot, jotka sijaitsevat suoraan sen ependyymin alla [22] .
Talamuksen keskuslaskimoryhmä Schlesingerin mukaanSchlesingerin määritelmän mukaan talamuksen keskuslaskimot sisältävät suonet, jotka muodostuvat (syntyvät) talamuksen ydinkompleksin syvyyksistä ja virtaavat joko johonkin Galenin pienistä suonista tai tyvilaskimoon (Rosenthalin suonen) [22] .
Schlesinger katsoi seuraavat suonet talamuksen keskuslaskimoryhmälle:
Talamuksen tyynysuonet, eli alempi ja mediaani (tai mediaani) talamuksen tyynysuonet , kuten nimensä kertoo, keräävät verta talamuksen tyynyn ytimistä. Alempi talamuksen tyynylaskimo valuu tyvilaskimoon. Talamuksen tyynyn mediaanilaskimo valuu sisäiseen aivolaskimoon [22] .
Talamuksen lateraalinen suoniryhmä Schlesingerin mukaanSchlesingerin määritelmän mukaan talamuksen lateraaliseen ryhmään kuuluvat suonet, jotka muodostuvat (alkuaan) talamuksen lateraaliselle alueelle tai toisin sanoen talamuksen kapselialueelle, eli talamuksen sille alueelle, joka on sisäisen kapselin vieressä [22] . Talamuksen lateraalisten ylälaskimoiden alaryhmä valuu ylempään talamostriataaliseen laskimoon . Osa talamuksen lateraalisista alalaskimoista valuu tyvilaskimoon (Rosenthalin laskimoon) tai johonkin sen jalkateränvälisistä sivujoista [22] .
Schlesinger katsoi seuraavat suonet talamuksen lateraaliseen suoniryhmään:
Talamus suorittaa monia fysiologisia toimintoja. Erityisesti aiemmin uskottiin, että talamus on vain keskus "rele" tai välitysasema, joka yksinkertaisesti lähettää erilaisia aisti- ja motorisia signaaleja (lukuun ottamatta signaaleja hajuelimistä) aivokuoreen. Uusimmat tutkimukset ovat osoittaneet, että talamuksen toiminnot ovat paljon monimutkaisempia, monipuolisempia ja valikoivampia. Ne eivät rajoitu yksinkertaiseen tiedon välittämiseen taustalla olevilta subkortikaalialueilta ja aivorakenteilta aivokuoreen. Talamus suorittaa myös osan ensisijaisesta käsittelystään ja suodatuksestaan. Jokainen talamuksen ydin, joka on erikoistunut tiedon ensisijaiseen välittämiseen tietyn tyyppisistä aistielimistä aivokuoreen, saa vahvaa palautetta vastaavalta aivokuoren vyöhykkeeltä, joka säätelee tämän ytimen toimintaa ja toimintaa. saapuvan tietovirran suodatusaste sen avulla [8] [26] [27] .
Hermoreitit, jotka välittävät tietoa aistijärjestelmistä, kuten näkö, kuulo, maku, on järjestetty seuraavasti: tieto aistireseptoreista ( olipa kyseessä verkkokalvon sauvat ja kartiot , kielen papillien makuhermot tai sisäkorvasolut ) tulee hermosäikeisiin vastaava hermo (näkö-, kuulo- tai makuaisti) ensin tämän hermon ytimeen, joka sijaitsee tietyllä aivokalvon alueella . Tiedot välittyvät sitten vastaavan hermopolun kuituja pitkin keskiaivoissa sijaitseviin rakenteisiin, joita kutsutaan perinteisesti "aivorunkon ensisijaisiksi analysaattoreiksi" vastaaville aistielimille. Esimerkiksi näköjärjestelmässä tällainen "ensisijainen varren analysaattori" on quadrigeminan ylivoimainen kolli . Ja äänen havaintojärjestelmälle, eli kuulolle, tällainen "ensisijainen varren analysaattori" on quadrigeminan alempi colliculus. Nämä primaariset varren analysaattorit suorittavat vastaavasta aistielimestä tulevan aistiinformaation yksinkertaisimman käsittelyn ja integroinnin. Seuraavassa vaiheessa prosessoitu aistitieto tulee ensisijaisesta varren analysaattorista vastaavaan talamuksen erikoistumaan ytimeen. Näön kannalta tämä ydin on lateraalinen geniculate-runko, kuulolle mediaalinen geniculate-runko. Ja makuaistin vuoksi - vatsan postero-mediaalisen ytimen parvosolular (pienisoluinen) osa, jota joskus kutsutaan "talamuksen makuaistikyttimeksi". Nämä ytimet suorittavat monimutkaisemman saapuvan aistiinformaation käsittelyn ja suodatuksen ja lähettävät sitten käsitellyt ja suodatetut tiedot aivopuoliskon aistikuoren vastaavalle ensisijaiselle alueelle (näkevä, kuulo jne.) sekä vastaavat aivokuoren sekundaariset sensorisassosiatiiviset alueet. Saatujen tietojen lopullinen käsittely ja tietoisuus tapahtuu [8] .
Talamuksen eri ytimet ja alueet suorittavat erilaisia erityistoimintoja. Tämä koskee erityisesti monia aistinvaraisia järjestelmiä, lukuun ottamatta hajujärjestelmää, kuten kuulo- , näkö- , somatosensoriset , visserosensoriset järjestelmät, makuaistin järjestelmä . Jokaisella näistä järjestelmistä on omat erikoistuneet talamuksen ytimensä, jotka toimivat tämän tietyn järjestelmän keskusvälitteenä tai välitysasemana. Näiden talamuksen tumien yksittäiset paikalliset vauriot aiheuttavat erityisiä neurosensorisia häiriöitä tai puutteita vastaavien aistielimien tiedon havainnointijärjestelmässä [8] .
Joten esimerkiksi näköjärjestelmässä kaikki verkkokalvolta saapuva tieto välittyy quadrigeminan ylempien kollikulien kautta lateraaliseen geniculate-vartaloon , ja jo se puolestaan lähettää tämän tiedon ensisijaisen käsittelynsä jälkeen visuaaliseen . aivokuoren aivokuoren takaraivolohkoissa. Samoin mediaalinen geniculate-keho on keskusvälittäjä tai välitysasema kaikille ääni- (audio-)tiedoille. Tämä ydin välittää kaiken kuulo- ja ääniinformaation, joka tulee quadrigeminan alemmista kollikuluista, sen ensisijaisen käsittelyn jälkeen ensisijaiseen kuulokuoreen. Talamuksen ventraalinen posteriorinen tuma puolestaan välittää kaiken selkäytimestä tulevan somatosensorisen , tunto- , proprioseptiivisen ja nosiseptiivisen ( kipu ) tiedon ja ohjaa sen ensisijaiseen somatosensoriseen aivokuoreen. Ventraalisen postero-mediaalisen tuman parvocellulaarinen osa on samanlainen keskusvälittäjä kaikille makutiedoille [8] .
Talamuksella on tärkeä rooli tajunnan tason säätelyssä, keskushermoston yleisen viritystason säätelyssä, huomion keskittymisen säätelyssä, uni- ja valvetilojen muutoksessa [28] . Talamuksen ytimillä on monia vahvoja kahdenvälisiä vastavuoroisia yhteyksiä aivokuoreen. Nämä yhteydet muodostavat ympyrämäisesti suljettuja talamo-kortikaali-talami- ja kortiko-talamo-kortikaalisia piirejä, joiden uskotaan liittyvän tajunnan tason säätelyyn, keskushermoston viritystasoon , huomion keskittymiseen, unen ja valveillaolojen muutoksiin. Talamuksen vaurioituminen voi johtaa letargiseen uneen tai pysyvään (pysyvää) koomaan tai päinvastoin jatkuvaan unettomuuteen [8] .
Sensorisen, somatosensorisen, visserosensorisen ja motorisen tiedon välittämisen lisäksi aivokuoreen talamuksella on tärkeä rooli työn integroinnissa ja motorisen järjestelmän sekä kieli- ja puhejärjestelmän toiminnan ylläpitämisessä . Suurin osa näiden monimutkaisten järjestelmien säätelyyn osallistuvista talamuksen hermopiireistä ei sisällä yhtä, vaan useita talamuksen ytimiä tai ydinryhmiä [8] .
Talamus osallistuu erilaisiin hermostotietopiireihin, jotka ovat välttämättömiä motorisen alajärjestelmän ohjaamiseksi, ja toimii keskeisenä aivokuoren keskuksena liikkeiden säätelyssä, koska se on "korkeamman tason" subkortikaalinen motorinen keskus suhteessa pikkuaivoon ja tyviganglioihin [29] . Kädellisten aivojen anatomiaa koskevien tutkimusten [30] ansiosta oli mahdollista selvittää talamuksen ytimien lukuisten suhteiden luonne pikkuaivojen , tyviytimien ja motorisen aivokuoren kanssa. Tämä mahdollisti oletuksen, että talamus toimii avainkeskuksena liikenteessä ja motorisen tiedon välittämisessä erikoiskanavien kautta tyviganglioista ja pikkuaivoista motoriseen aivokuoreen [31] [32] . Apinoilla ( makakeilla ) on osoitettu, että talamuksen ytimet osallistuvat sakkadien vastaisten silmäliikkeiden toteuttamiseen [33] [34] [35] .
Talamuksen rooli tyvigangliojärjestelmän taustalla olevien ja etupuolella sijaitsevien rakenteiden , erityisesti motorisiin toimintoihin osallistuvien nigrostriataalisten ja strio-pallidaaristen järjestelmien, toimintojen säätelyssä, vaikka yleisesti tunnustetaankin, on edelleen suhteellisen huonosti ymmärretty . Talamuksen roolia vestibulaarisen toiminnan säätelyssä ( kehon tasapainon ylläpitäminen ) ja quadrigeminan suuntautumistoiminnoissa usein aliarvioidaan tai jätetään huomiotta, ja se on myös edelleen huonosti ymmärretty [8] .
Talamuksen anterioriset tumat liittyvät läheisesti toiminnallisesti aivotursoon ja limbisen järjestelmän rakenteisiin [36] , ja niitä pidetään usein kiinteänä osana laajennettua hippokampusta ja limbistä järjestelmää [37] . Tässä järjestelmässä hippokampus osallistuu muistitoimintojen toteuttamiseen : tiettyä tapahtumaa koskevan tiedon muistamiseen, tallentamiseen ja myöhempään toistoon, mukaan lukien sen sitoutuminen tilaan, aikaan ja niihin liittyviin hajuihin, ääniin, visuaalisiin kuviin, makuaistiin ja muihin aistiaistimiin. , sekä tapahtumaa seuranneista tunteista ja sen emotionaalisesta arvioinnista jälkikäteen. Limbinen järjestelmä (erityisesti amygdala (amygdala) ) tarjoaa hippokampuksen myöhempää muistamista varten sen muodostaman tapahtuman emotionaalisen arvioinnin avulla, joko positiivisena tai negatiivisena, sekä itse tapahtuman aikana että sen jälkeen. Talamuksen anterioriset ytimet tarjoavat hippokampukselle integroitua, multimodaalista sensorista ja motorista tietoa tapahtumasta (kuvia, ääniä, makua, somatosensorisia ja muita aistimuksia, jotka seurasivat tätä tapahtumaa suhteessa aikaan ja paikkaan avaruudessa) myöhempää käyttöä varten. ulkoa ottaminen. Siten näiden kolmen rakenteen - talamuksen anterioristen ytimien, limbisen järjestelmän tunnekeskusten ja hippokampuksen muistijärjestelmän - vuorovaikutus on ratkaisevassa roolissa kokonaisvaltaisen muistin muodostumisessa tapahtumakuvasta. Tämä sisältää kaikki tila-ajalliset attribuutit (merkit), äänet, kuvat ja muut tapahtumaan liittyvät aistilliset tuntemukset sekä sen emotionaalisen arvioinnin. Talamuksen anterioristen ytimien läheiset toiminnalliset yhteydet aivotursoon ja limbisen järjestelmän rakenteita ovat avainasemassa sekä ihmisen episodisen muistin että tapahtumamuistin muodostumisessa jyrsijöillä ja muilla nisäkkäillä [38] [39] .
On olemassa hypoteesi, että talamuksen tiettyjen alueiden yhteyksillä aivokuoren mesiotemporaalisen osan (oimolohkon keskiosan) alueiden kanssa on tärkeä rooli passiivisten muistojen muistin ja muistin toiminnan erottamisessa. tuttujen paikkojen, esineiden jne. tunnistamiseen, kuten ihmisillä ja muilla nisäkkäillä [9] .
Talamus jakautuu evoluutionaalisesti vanhempaan osaan, niin sanottuun paleotalaukseen [40] , ja evoluutionaalisesti nuorempaan osaan, neothalamukseen [41] .
Talamuksen rakenteen yleisen evoluutio-konservatiivisen suunnitelman säilyttäen rakenteen erityiset yksityiskohdat, monimutkaisuusaste, ytimien kokonaismäärä ja talamuksen toiminnallisuus ovat hyvin erilaisia eri sointulajeissa, jotka seisovat eri vaiheissa. evoluution tikkaat.
Syklostomien talamus on melko hyvin erotettavissa; siinä näkyvät selkä- ja vatsaosat ("dorsaalinen talamus" tai varsinainen talamus ja "ventral talamus" tai subtalamus). Kuitenkin molemmissa talamuksen osissa syklostomeissa on vain muutama ydin. Luisilla kaloilla talamus on jo monimutkaisempi, siinä on useita hyvin erilaistuneita ydinryhmiä, sillä on enemmän yhteyksiä kalan aivojen muihin osiin. Suurin osa teleostien talamuksen ytimistä osallistuu somatosensorisen ja visuaalisen tiedon käsittelyyn, niiden projektiot ovat hajakuormitettuja, huonosti topografisesti lokalisoituja. Sammakkoeläimissä talamus , erityisesti sen evoluutionaalisesti nuorempi selkäosa ("varsinainen talamus"), on jo paljon suurempi kuin kaloilla. Sammakkoeläinten talamuksen eri tumaryhmien solukoostumus eroaa enemmän kuin kaloilla, mutta on vähemmän erilaistunut kuin matelijoilla . Suurin osa sammakkoeläinten talamuksen hermosoluista osallistuu visuaalisen tiedon käsittelyyn, kun taas pienempi osa somaattiseen, kuuloon tai vestibulaariseen informaatioon [3] .
Matelijoiden talamuksesta löytyy tumaryhmiä, jotka ovat selvästi homologisia nisäkkään talamuksen ytimien kanssa ja joilla on tyypillinen histologinen rakenne näille tumaryhmille ja tyypillinen yhteyskuvio muihin aivoosiin. Tutkituimmissa matelijoiden mallilajeissa dorsaalisessa talamuksessa on 9 ydintä ja vatsatalamuksessa (subtalamuksessa) 7 tumaa. Talamuksen tulevat ja lähtevät yhteydet muihin aivoosiin matelijoilla on järjestetty paljon monimutkaisemmin kuin kaloilla ja sammakkoeläimillä. Matelijan talamuksen lateraaliset ytimet saavat syöttöä retinotalauksesta (eli verkkokalvon kuiduista). Matelijoiden talamuksen sentromediaaliset ytimet osallistuvat visuaalisen ja somatosensorisen tiedon käsittelyyn ja integrointiin, kun taas ventrokaudaaliset ytimet ovat mukana visuaalisen ja kuuloinformaation käsittelyssä ja integroinnissa. Eli molemmat osallistuvat moniaistiseen integraatioon ja assosiaatioon, mikä ei ole ominaista kalojen talamukselle. Lintujen talamus ei ole paljon monimutkaisempi kuin matelijoiden talamus. Lintujen talamuksen rakenne, sen ytimien lukumäärä ja toiminnallinen jakautuminen niissä ovat yleensä samanlaisia kuin matelijoilla [3] .
Talamus saavuttaa suurimman kehityksensä nisäkkäillä . Petoeläimissä se on kehittyneempi kuin jyrsijöillä tai kasvinsyöjillä, ja se saavuttaa suurimman kehityksensä korkeammissa kädellisissä ja erityisesti ihmisissä . Juuri nisäkkäillä dorsaalisesta talamuksesta ("varsinaisesta talamuksesta") on tullut päävälitysasema, pääviestintäkeskus taustalla olevien aivoalueiden ja neokorteksin välillä, linkki, jonka kautta kaikki sensorinen, visserosensorinen , somatosensorinen ja motorinen informaatio läpäisee ja yhdistetään, suodatetaan ja käsitellään. , lukuun ottamatta hajuelimistä tulevaa tietoa. Juuri nisäkkäillä on muodostunut monia talamuksen ja neokorteksin bilateraalisia yhteyksiä, jotka on suljettu renkaan periaatteen mukaisesti, eli talaamo-kortikaalinen-talaminen ja kortikaalinen-talamo-kortikaalinen järjestelmä. Ns. korkeamman asteen assosiatiiviset ytimet (tai ylemmän tason assosiatiiviset ytimet), jotka miehittävät talamuksen selkäosan, kehittyivät voimakkaimmin evoluution aikana nisäkkäillä. Nämä ytimet vastaanottavat pienemmän määrän sisääntulevia hermosäikeitä kuin alemman assosiatiiviset ytimet, mutta ne liittyvät läheisemmin aivokuoren assosiatiivisiin alueisiin. Juuri ylemmän tason ytimet, jotka osallistuvat talamo-kortikaalisten assosiaatiojärjestelmien muodostumiseen, saavuttavat suurimman kehityksen korkeammissa kädellisissä ja ihmisissä. Näiden ytimien työ, samoin kuin uuden aivokuoren työ, liittyy mielen ja itsetietoisuuden alkutekijöiden syntymiseen kädellisissä [3] .
Kuten jo mainittiin, niveljalkaisten keskusganglionista eli aivoista löydettiin rakenne, joka on homologinen sikiön aivoissa olevan talamuksen kanssa sekä alkionkehitysprosessien ja geeniekspressiomallien samankaltaisuuden suhteen että aivojen anatomisen sijainnin samankaltaisuus ja suoritettavien fysiologisten toimintojen samankaltaisuuden näkökulmasta (tietojen kerääminen ja erilaisten aistipolkujen välittäminen aivojen etuosaan tai keskusganglioniin) - ns. "lateral accessory lobes" ( englanniksi lateral accessory lobes , LAL ) [4] [5] .
Tämän homologian löytäminen sointutalamuksen ja niveljalkaisten LAL :n välillä jättää tutkijoille kaksi mahdollisuutta selittää se. Ensimmäinen hypoteesi on, että ainakin alkeelliset, primitiiviset aivorakenteet, kuten sointujen talamus ja LAL - niveljalkaiset , olivat jo olemassa sointujen ja niveljalkaisten hypoteettisessa viimeisessä yhteisessä esi -isässä , niin kutsutussa " urbilateriassa ". Ja nämä kaksi evoluutiopuun haaraa ovat perineet ne tältä hypoteettiselta viimeiseltä yhteiseltä esi-isältä. Ja kehitetty edelleen jo itsenäisesti. Tässä tapauksessa voimme puhua näiden rakenteiden todellisesta homologiasta. Tämän teorian mukaan alkeellisen talamuksen alkuperä sointujen ja niveljalkaisten yhteisessä esi-isässä juontaa juurensa 550-600 miljoonaa vuotta sitten, jolloin tämä hypoteettinen viimeinen yhteinen esi-isä oletettavasti eli [4] [5] .
Toinen hypoteesi on, että sointujen ja niveljalkaisten viimeisellä yhteisellä esi-isällä - urbilaterialla - ei ollut näitä aivorakenteita edes primitiivisimmässä muodossaan . Tämän hypoteesin mukaan niveljalkainen talamus ja niveljalkainen LAL syntyivät evoluutiopuun molemmissa oksissa rinnakkain ja täysin itsenäisesti, eivätkä ne peritty viimeiseltä yhteiseltä esi-isältä. Tämä voidaan selittää esimerkiksi rinnakkais- tai konvergenttievoluutiolla . Tämän oletuksen mukaan varhaisten merikoordaattien ja varhaisten meren niveljalkaisten (äyriäisten) samanlaiset elinolosuhteet ja samanlainen evolutionaarisen valinnan paine molempiin johtivat molempien samankaltaisten rakenteiden itsenäiseen ilmestymiseen aivoihin, jotka ratkaisevat samanlaisia ongelmia - sointuina - talamuksessa ja niveljalkaisilla - LAL . Tässä tapauksessa emme puhu todellisesta homologiasta, vaan homoplasiasta . Talamuksen evolutionaarinen ikä tämän teorian mukaan on hieman pienempi ja vastaa varsinaisten sointujen ilmestymishetkeä [5] .
Tiedemiesten joukossa on molempien näkemysten kannattajia niveljalkaisten talamuksen ja niveljalkaisten LAL :n evoluutiohistoriasta ja niiden samankaltaisuuden syistä. Vaikka sointusolut ja niveljalkaiset kehittäisivät samanlaisia aivorakenteita - edellinen talamus ja jälkimmäinen LAL - täysin itsenäisesti, heidän viimeisellä yhteisellä esi-isällä olisi jo pitänyt olla niin sanottu " alkion potentiaali " jälkeläisilleen, jotka muodostivat evoluutiopuiden eri oksia, pystyivät itsenäisesti kehittämään samanlaisia rakenteita. Alkion potentiaali tarkoittaa sitä , että elävän olennon genomissa on geenejä, jotka voisivat aluksi suorittaa joitain muita toimintoja, mutta myöhemmin, evoluutioprosessissa, tämän elävän olennon jälkeläiset vaativat ("rekrytoivat") muodostamaan jonkin uuden anatomiset rakenteet aikanaembryogeneesin Lisäksi alkiopotentiaali merkitsee myös tässä elävässä esi-isässä jo olemassa olevan alkion synnyn ohjelman joustavuutta, sen yhteensopivuutta tällaisen laajentumisen kanssa jälkeläisissä rikkomatta muita alkion synnyn vaiheita. Tässä tapauksessa puhumme siitä tosiasiasta, että hypoteettisella viimeisellä sointujen ja niveljalkaisten yhteisellä esi-isällä - urbilaterialla - olisi pitänyt jo olla geenejä, jotka nyt ohjaavat aivosegmentaatiota ja talamuksen alkiokehitystä niveljalkaisissa ja LAL -rudimenteissa niveljalkaisissa. Samat geenit, jotka tiedemiehet ovat tunnistaneet homologisiksi sointuja ja niveljalkaisia ja joiden löydön perusteella ovat ehdottaneet sointutalamuksen ja niveljalkaisten LAL :n homologiaa ja niiden yhteistä evoluutiohistoriaa. Näiden geenien molekyylikello johtaa jälleen arvioon siitä ajasta, jolloin sikiöpotentiaalin sointujen ja niveljalkaisten viimeinen yhteinen esi-isä esiintyy talamuksen itsenäistä kehitystä varten sointusoluissa ja LAL :n niveljalkaisissa 550–600 Ma. [4] [5] .
Itutalamuksen kompleksi koostuu subtalamuksesta (ventral thalamus), keski-aivotalamuksesta (joka myöhemmin, talamuksen alkionkehityksen aikana , muodostaa ns. rajoitetun intratalamisen vyön ) ja varsinaisesta talamuksesta (dorsaalinen talamus) [42] ] [43] . Talamuksen alkionkehitysprosessi on jaettu kolmeen päävaiheeseen: talamuksen primaaristen domeenien muodostuminen, keskimmäisen aivojärjestäjän muodostuminen ja myöhempi talamuksen kypsyminen sen ydin- ja vyöhykeorganisaation muodostumisella [ 44] .
Talamus on suurin aivorakenne, joka on peräisin germinaalisesta väliaivosta, ja se sijaitsee väliaivojen alla olevien rakenteiden ja aivojen päällä olevien rakenteiden, erityisesti aivokuoren, välissä [44] .
Ihmisalkiossa, jo Carnegie-vaiheessa 9 , eli jo ennen neurulaation päättymistä ja primaarisen hermoputken muodostumista, jopa primaarisen hermolevyn päiden sisäänpäin taipumisen vaiheessa , yksittäiset neuromeerit tulevat erotettavissa. siinä, mukaan lukien rostralisin (etuisimmin sijaitseva) prosomeeri P, tulevan etuaivojen alkuaine . Myöhemmin tästä rudimentista tulee etummainen primaarinen aivorakko . Tämä primaarinen aivovesikkeli jakautuu sitten kahdeksi toissijaiseksi aivorakkulaksi, telencephaloniksi ja välilihaksiksi . Hieman myöhemmin kaksi sekundaarista prosomeeriä, D1 ja D2, muodostuvat alkion kehittyvässä aivokalvossa [45] [46] . D2-prosomeerista itse asiassa talamus, samoin kuin epitalamus ja subtalamus , kehittyvät edelleen, kun taas hypotalamus kehittyy D1-prosomeeristä [47] .
Tietojen, jotka on saatu tutkimalla alkion aivojen kehitysprosesseja erilaisissa selkärankaisten malliorganismeissa , voimme olettaa, että kahden transkriptiotekijäperheen , Fez-kaltaisten proteiinien FEZ1 ja Fez2 sekä Otx :n välinen vuorovaikutus on ratkaisevan tärkeää alkion talamuksen kompleksin oikealle kehittymiselle. -kaltaiset proteiinit Otx1 ja OTX2 . Fezin kaltaiset transkriptiotekijät FEZF1 ja FEZF2 ilmentyvät selektiivisesti alkion aivojen kehityksen aikana subtalamuksen alueen soluissa, ja toiminnalliset kokeet vastaavalla geenipoistogeenillä osoittavat, että Fezin kaltaisten proteiinien FEZF1 ja FEZF2 ilmentyminen on välttämätöntä sikiön asianmukaiselle kehittymiselle. subtalamus [48] [49] . Fezin kaltaisten proteiinien FEZF1 ja FEZF2 vaikutuksen alaisena kehittyvän subtalamuksen takana Otx1- ja OTX2-proteiinien ilmentymisalueet rajoittuvat ja lepäävät Fezin kaltaisten proteiinien FEZF1 ja FEZF2 (eli tulevan subtalamuksen) ilmentymisaluetta vasten. Näitä kahta proteiinia, Otx1 ja OTX2, tarvitaan talamuksen kunnolliseen kehittymiseen [50] [51] .
Talamuksen varhaisen alkionkehityksen aikana muodostuu kaksi sen primaarista domeenia, kaudaalinen domeeni (ns. TH-C-domeeni) ja rostral-domeeni (ns. TH-R-domeeni). Alkion talamuksen kaudaalinen domeeni toimii progenitorisolujen lähteenä kaikkien glutamatergisten hermosolujen kehittymiselle aikuisen chordaattalamuksessa, kun taas alkion talamuksen rostral domain toimii progenitorisolujen lähteenä kaikkien GABAergisten hermosolujen kehittymiselle aikuisen chordate thalamus [52] .
Fezin kaltaisten proteiinien FEZF1 ja FEZF2 ja toisaalta Otx1 ja OTX2 transkriptiotekijäperheiden ilmentymisdomeenien risteyksessä, eli tulevan subtalamuksen ja tulevan talamuksen rajalla, ns. mid-diencephalic organisoiva rakenne muodostuu alkion talamuksen kompleksissa tai keski-diaenkefaalisessa organisaattorissa. Keskivälin aivojärjestäjä on koko myöhemmän talamuksen ja subtalamuksen alkionkehitysprosessin pääjärjestäjä , joka lähettää solujen välisiä signaaleja , jotka ovat välttämättömiä talamuksen ja subtalamuksen ytimien solujen oikeaan erilaistumiseen . Keskiaivoorganisaation puuttuminen johtaa talamuksen ja usein myös subtalamuksen puuttumiseen kehittyvissä sikiön aivoissa. Itse keskiaivoorganisaatio kypsyy talamisen kompleksin alkionkehityksen aikana suunnassa sen ventraalisemmista osista, jotka kypsyvät aikaisemmin, selkämpiin, jotka kypsyvät myöhemmin. SHH- ja Wnt -perheisiin kuuluvat proteiinit ovat tärkeimmät säätely- ja erilaistumissignaalit, joita keskitiedefaalinen organisaattori lähettää [44] .
Sen lisäksi, että se toimii organisaattorina, joka ohjaa koko talamuksen ja subtalamuksen alkion jatkokehitysprosessia, keskimmäinen väliaivoorganisaattori kypsyy myöhemmin talamuksessa erityiseksi histologiseksi rakenteeksi, niin sanotuksi rajoitetuksi intratalamiseksi vyöhykkeeksi [44] .
Välittömästi sen muodostumisen jälkeen keskimmäinen aivojärjestäjä alkaa toimia pääjärjestäjän roolissa koko talamuksen ja subtalamuksen alkionkehityksen jatkoprosessissa. Se suorittaa tämän tehtävän vapauttamalla sellaisia signalointimolekyylejä kuin SHH ja Wnt [53] . Hiirillä ja muilla nisäkkäillä ei ollut mahdollista suoraan selvittää keskimmäisen väliaivoorganisaation erittämien SHH-proteiinisignalointimolekyylien toiminnallista roolia talamuksen ja subtalamuksen alkion lisäkehitysprosessin ohjauksessa . Syynä on se, että keinotekoisesti tuotu geneettinen mutaatio , joka johtaa toiminnallisen SHH -proteiinin puuttumiseen , johtaa siihen, että kehittyvässä alkiossa ei ole vain talamuksen kompleksin, vaan koko aivokalvon alkuaineita [54] .
Siitä huolimatta kanan alkioiden kehittymistä koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, että SHH -signalointiproteiinin ilmentyminen keskimmäisen väliaivoorganisaation toimesta on sekä välttämätön että riittävä edellytys talamuksen ja subtalamisen solujen erilaistumista säätelevien geenien ilmentymisen myöhemmälle induktiolle. , vastaavasti niiden asianmukaisen kehityksen kannalta [55] . Toisella malliorganismilla , seeprakalalla , tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että kahden SHH -perheen geenin , ns. SHH-a:n ja SHH-b :n (tunnetaan myös nimellä twhh), ilmentyminen määrittää keskiaivoorganisaatioalueen rajat. ja että SHH -signalointimolekyylejä tarvitaan ja ne ovat riittäviä tulevan talamuksen ja subtalamuksen solujen molekyylien erilaistumisen alkuinduktioon, mutta eivät ole välttämättömiä niiden jatkoylläpitoon ja kypsymiseen. Lisäksi seeprakaloilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että SHH -signalointimolekyylit keskiaivoorganisaatiosta ovat välttämättömiä ja riittäviä indusoimaan sekä talamuksen että subtalamuksen lisäerilaistumista ja kypsymistä. Samaan aikaan SHH - signaaleilla , jotka tulevat aivojen ventraalisemmilta alueilta kehittyvään talamukseen ja subtalamukseen, ei ole suurta merkitystä näiden rakenteiden kehittymiselle, eikä ventraalisesti lähtevien SHH -signaalien puuttuminen johda talamuksen kehityksen heikkenemiseen. ja/tai subtalamus, toisin kuin SHH -signaalit, jotka tulevat keskivälitteisestä organisaattorista [56] .
Altistuminen middiencephalic organisatorin tuottaman SHH -proteiinin ekspressiogradientille johtaa tulevan talamuksen ja subtalamuksen hermosolujen erilaistumiseen. Keskimmäisen väliaivoorganisaattorin tuottama SHH -proteiinin ilmentymisgradientti aiheuttaa proneuraalisen geenin neurogeniini-1- proteiinin ekspressiogradienttiaallon muodostumisen, joka etenee selästä etuosaan, päädomeenissa (kaudaalisessa) domeenissa. talamuksen silmu, ja samanaikaisesti - ASCL1- proteiinin (aikaisemmin Mash1) ilmentymisgradienttiaallon muodostuminen talamuksen silmusolujen jäljellä olevaan kapeaan vyöhykkeeseen, joka on välittömästi väliaivotuotannon organisaattorin vieressä (eli talamuksen silmujen rostral-alueella). ) ja subtalamuksessa [57] [58] .
Näiden tiettyjen proneuraalisten proteiinien ilmentymisen spesifisten vyöhykegradienttien muodostuminen johtaa glutamatergisten "relay-relay" -neuronien erilaistumiseen entisestään progenitorisoluista, jotka sijaitsevat neurogeniini-1-proteiinia sisältävän talamuksen alkupään kaudaalisessa domeenissa, ja GABAergisen eston erilaistumiseen. hermosolut niistä, jotka sijaitsevat rostraalisessa domeenissa, talamuksen silmussa, joka on välittömästi väliaivoorganisaation vieressä, ja ASCL1-proteiinia sisältävien progenitorisolujen subtalamuksessa . Seeprakalassa yhden näistä kahdesta vaihtoehtoisesta erilaistumisreitistä jokaiselle spesifiselle esisolulle alkeellisen talamisen kompleksin yhdellä tai toisella vyöhykkeellä säätelee Her6-proteiinin dynaaminen ekspressio, joka on ihmisen HES1- proteiinin homologi . Tämän "karvaisten" proteiinien bHLH -perheeseen kuuluvan transkriptiotekijän ilmentyminen johtaa neurogeniini-1-geenin ilmentymisen suppressioon, mutta on välttämätöntä ASCL1- proteiinin ilmentymisen ylläpitämiseksi ja tehostamiseksi . Talamuksen silmujen alkion lisäkehityksen prosessissa Her6-proteiinin ilmentyminen ja vastaavasti siihen liittyvä neurogeniini-1-proteiinin ilmentymisen suppressio ja ASCL1 -proteiinin ilmentymisen lisääntyminen häviävät vähitellen kaudaalisessa domeenissa. talamuksen silmussa, kun taas subtalamuksessa ja kapeassa rostraalisesti sijaitsevien talamussolujen kaistaleessa keskimmäisen väliaivoorganisaattorin vieressä Her6-proteiinin ilmentyminen ja vastaavasti neurogeniini-1-proteiinin ilmentymisen vaimentaminen ja lisääntyminen ASCL1 :n ilmentyminen lisääntyy. Tämä tekee neurogeniini-1/ ASCL1-ekspression kaudaal -rostral-gradientin selvemmäksi , domeenien rajat selvemmiksi ja myötävaikuttaa talamuksen ja subtalamisen solujen kypsymisen ja erilaistumisen loppuunsaattamiseen. Kanan- ja hiiren alkioiden kehitystutkimukset ovat osoittaneet, että SHH-proteiinin signalointireitin estäminen tämän alkionkehityksen aikana johtaa talamuksen silmujen rostraalisen domeenin täydelliseen poissaoloon ja siihen, että kaudaalisen domeenin koko pienenee merkittävästi. talamuksen silmu. Talamuksen silmujen rostraldomeeni synnyttää talamuksen GABAergisiä inhiboivia hermosoluja, jotka sijaitsevat pääasiassa aikuisten eläinten talamuksen retikulaarisessa ytimessä, kun taas talamuksen silmujen kaudaalinen domeeni synnyttää glutamatergisiä "välitysrele"-hermosoluja, jotka muodostavat valtaosan talamuksen soluista. Myöhemmin näiden hermosolujen erilaistumista tapahtuu, kun muodostuu yksittäisiä talamuksen ytimiä ja tumaryhmiä [44] .
On osoitettu, että ihmisillä on yleinen geneettinen variaatio serotoniinin kuljettajaproteiinin (SERT) geenin promoottorialueella , nimittäin tämän geenin pitkän (SERT-pitkä) tai lyhyen (SERT-lyhyt) alleelin hallussa. 5 - HTTLPR-geeni ), vaikuttaa siihen, miten alkion ja myöhempään (postembryoniseen) kehitykseen ja kypsymiseen tietyt talamuksen alueet ja niiden lopulliseen kokoon aikuisilla. Ihmisillä, joilla on kaksi "lyhyttä" alleelia 5-HTTLPR-geenistä (SERT-ss), on enemmän hermosoluja talamuksen tyynyytimissä ja suurempi koko näistä ytimistä, ja mahdollisesti enemmän hermosoluja ja suurempi koko talamuksen limbisissa ytimissä (ytimissä) , ylläpitää yhteyttä limbisen järjestelmän tunnekeskuksiin ), verrattuna tämän geenin heterotsygooteihin tai 5-HTTLPR-geenin kahden "pitkän" alleelin omistajiin . Näiden talamuksen rakenteiden koon lisääntymistä tällaisissa ihmisissä ehdotetaan osana anatomista selitystä sille, miksi ihmiset, joilla on kaksi "lyhyttä" 5-HTTLPR- geenin alleelia, ovat enemmän kuin ihmisiä, jotka ovat heterotsygoottisia tälle geenille tai joilla on kaksi. "pitkät" alleelit. 5-HTTLPR-geenit alttiita sellaisille mielenterveyshäiriöille kuin vakava masennushäiriö , posttraumaattinen stressihäiriö (PTSD) sekä itsemurhataipumus ja -yritykset [59] .
Joidenkin talamuksen ytimien vaurio, joka johtuu esimerkiksi aivoverisuonionnettomuudesta (iskeeminen tai verenvuotoinen aivohalvaus ) tai pahanlaatuisen kasvaimen etäpesäkkeistä talamukseen, voi johtaa ns. Dejerine- Roussyn oireyhtymä tai talaminen kivun oireyhtymä, talaminen kausalgia -oireyhtymä, jolle on ominaista erittäin voimakkaat, lokalisoimattomat tai huonosti paikalliset polttavan tai polttavan kivun tuntemukset (siis itse asiassa nimi "talaminen kausalgia" sanasta "kaustinen" - polttava) toisella tai molemmilla vartalon puolilla, samoin kuin mielialan vaihtelut tai masennus [60] . Tämä oireyhtymä on nimetty ranskalaisten neurologien Dejerinen ja Roussyn mukaan, jotka kuvasivat sen ensimmäisen kerran vuonna 1906 nimellä " talaminen oireyhtymä " ( ranska: le Syndromo talamique ) [60] [61] .
Talamuksen oireyhtymää ei kuitenkaan kutsuta nykyään vain talamuksen kipuoireyhtymäksi, kuten Dejerinen ja Roussyn alkuperäisessä määritelmässä, vaan kaikkina kliinisinä oireyhtyinä, jotka liittyvät talamuksen vaurioihin. Joten varsinkin sivuvaltimon syöttämän alueen yksipuolinen tai useammin kahdenvälinen iskemia voi aiheuttaa vakavia ongelmia motoristen, silmämotoristen ja puhetoimintojen säätelyssä aina ataksian tai akineettisen mutismin ( mymyisyyden ja liikkumattomuuden) kehittymiseen asti. tai katseen halvaantuminen [62] . Talamokortikaalinen dysrytmia voi aiheuttaa häiriöitä uni-valveilujaksossa sekä monia muita häiriöitä, riippuen rytmihäiriön vaikutuspiirien luonteesta [63] . Percheron-valtimon tukos voi johtaa kahdenväliseen talamuksen infarktiin [64] .
Korsakovin oireyhtymä (retrogradinen amnesia-oireyhtymä) liittyy talamuksen ja hippokampuksen yhteyksien vaurioitumiseen tai toimintahäiriöön, erityisesti mastoidi-talamuskanavaan, mastoidikappaleisiin tai itse talamukseen, ja sitä kutsutaan joskus jopa "talamuksen amnesiaksi" tai "talamuksen dementiaksi" " [9] .
Kuolemaan johtava familiaalinen unettomuus on harvinainen perinnöllinen prionisairaus, jossa talamuksen hermosoluissa tapahtuu eteneviä rappeuttavia muutoksia. Tämän seurauksena potilas menettää vähitellen kykynsä nukkua ja lopulta siirtyy täydelliseen unettomuuteen , joka johtaa väistämättä kuolemaan [65] . Päinvastoin, trauman, hermoinfektion, iskeemisen tai verenvuotoa aiheuttavan aivohalvauksen tai kasvainvaurion aiheuttama talamuksen vaurio voi johtaa letargiseen uneen tai koomaan [8] .
Huomiovaje-hyperaktiivisuushäiriö liittyy lasten talamuksen luonnolliseen, fysiologiseen ikääntymiseen liittyvään toiminnalliseen epäkypsyyteen yleensä ja talamuksen patologiseen kypsymisen viivästymiseen ADHD-lapsilla verrattuna terveiden lasten kontrolliryhmään, erityisesti [66] . Kleine - Levinin oireyhtymässä havaitaan tiettyjen talamuksen ytimien hyperaktiivisuutta fMRI :ssä . Tätä tosiasiaa on ehdotettu käytettäväksi tämän harvinaisen oireyhtymän diagnoosin helpottamiseksi ja yhtenä keinona lähestyä tämän oireyhtymän neurobiologian ymmärtämistä [67] . Narkolepsiassa , joka liittyy aivojen oreksinergisen järjestelmän toiminnalliseen vajaatoimintaan (esimerkiksi hypotalamuksen oreksinergisten hermosolujen autoimmuuni tuhoutumisesta) , limbisen järjestelmän tunnekeskusten toiminnan säätelyhäiriö ja palkitsemisjärjestelmä , erityisesti talamuksen anterioriset ytimet , amygdala (amygdala) , nucleus accumbens , hippokampus , ventraalalue tegmentum ja jotkut muut keskiaivojen alueet sekä prefrontaalinen ja temporaalinen aivokuori [68] [69] .
Joissakin keskushermoston sairauksissa , erityisesti Parkinsonin taudissa , turvaudutaan joskus essentiaaliseen vapinaan , talamuksen kipuoireyhtymään, talamuksen kirurgisiin toimenpiteisiin, nimittäin talamotomiaan tai talamuksen stimulaattorin istuttamiseen [70] [71] [72 ] ] . Koska nämä toimenpiteet ovat kuitenkin invasiivisia ja peruuttamattomia (etenkin talamotomiassa), ne on yleensä varattu käytettäväksi potilailla, joilla on näiden sairauksien vakavia, vammauttavia muotoja ja jotka ovat vastustuskykyisiä tavanomaiselle hoidolle [63] . Talamusstimulaattori voi myös olla tehokas poistamaan tai vähentämään refraktorista neuropaattista kipua , erityisesti kipua , joka ei liity talamuksen oireyhtymään. Tämä esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1977 [73] . Talamusstimulaattori on tehokas myös resistentin epilepsian [74] , Touretten oireyhtymän resistenttien muotojen [75] hoidossa .
Talamotomian tai talamisen stimulaattorin implantoinnin mahdollisia sivuvaikutuksia ovat erityisesti afasia ja muut puhehäiriöt [71] , masennus ja kognitiiviset heikkenemät [70] , infektiot leikkauksen aikana, verenvuoto , aivoverenvuoto , iskeeminen aivohalvaus [63] .
Temaattiset sivustot | |
---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
Bibliografisissa luetteloissa |
|
Talamus , osa välilihasta | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
valtimot |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wien |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nuclei |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sairaudet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kirurgiset interventiot |
Ihmisen aivokalvon anatomia _ | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
epitalamus |
| ||||||||||||||
talamus |
| ||||||||||||||
Hypotalamus |
| ||||||||||||||
Subtalamus |
|