Neuroanatomia

Neuroanatomia on biologisten tieteiden  haara , joka tutkii erilaisten sitä omistavien eläinten hermoston anatomista rakennetta ( rakenneneuroanatomia ) ja toiminnallista organisaatiota ( funktionaalinen neuroanatomia ) . Toisin kuin eläimillä, joilla on säteittäinen symmetria (esimerkiksi meduusat ), joiden hermosto on hajahermostoverkosto, eläimillä, joilla on bilateraalinen symmetria , on erilliset, selvästi anatomisesti ja histologisesti erotetut muista kudoksista , hermostojärjestelmistä. Siksi heidän hermostonsa kiinnostavat enemmän tutkijoita ja niitä tutkitaan paremmin. Kaikissa chordaateissa hermosto on jaettu aivojen ja selkäytimen sisäisiin rakenteisiin , joita kutsutaan yhteisellä nimellä keskushermosto eli CNS, ja ääreishermostoon eli PNS, joka yhdistää keskushermoston eri rakenteita muu keho hermojen avulla sekä itsenäinen enteraalinen hermosto , joka ääreishermoston hermojen lisäksi hermottaa maha-suolikanavaa . Niveljalkaisten ja useiden muiden selkärangattomien luokkien homologisia rakenteita kutsutaan vastaavasti perifaryngeaaliseksi hermorenkaaksi tai keskushermosoluksi (keskusganglioni) ja keskushermostoakseliksi (neuraxis) ja ääreishermostojärjestelmäksi.

Neuroanatomia on sekä neurotieteiden alaosasto että yleisen anatomian alaosasto, joten se sijaitsee näiden kahden risteyksessä. Tämä artikkeli on omistettu neuroanatomian tutkimuksen , sen tutkimusmenetelmien ja sen kehityksen historian kuvaukselle. Lisätietoja eläinten hermoston anatomisesta rakenteesta ja toiminnasta on artikkelissa Hermosto . Lisätietoja ihmisen hermoston anatomisesta rakenteesta ja toiminnan yksityiskohdista on artikkeleissa Ihmisen aivot ja ääreishermosto .

Neuroanatomian merkitys tieteenä

Tutkimus siitä, kuinka tietty hermoston osa on rakenteellisesti ja toiminnallisesti organisoitu, mistä alayksiköistä (pienemmistä osista) tai rakennuspalikoista se koostuu ja kuinka nämä alayksiköt tai rakennuspalikat ovat yhteydessä toisiinsa, on ratkaisevan tärkeää ymmärtääkseen, kuinka tämä osa hermostossa on yleensä järjestetty ja toimiva. Joten esimerkiksi merkittävä osa aivojen rakennetta ja toimintoja koskevasta tiedosta , jota neurobiologit nykyään omistavat , saatiin käyttämällä spesifisiä, kooltaan melko pieniä vaurioita ("vaurioita") tai päinvastoin sähköstimulaatiolla. tiettyjä aivojen alueita tai rakenteita, minkä jälkeen tehdään tutkimus siitä, miten tämä vaikuttaa käyttäytymiseen , muistiin , tunteisiin ja muihin kokeellisten mallieläinten elämän fysiologisiin näkökohtiin .

Neuroanatomian historia

Ensimmäiset kirjalliset historialliset tiedot yrityksistä tutkia ihmisaivojen anatomiaa löytyvät muinaisista egyptiläisistä papyruksista, erityisesti Edwin Smithin papyruksesta [1] . Seuraavan suuren askeleen neuroanatomian kehityksessä otti antiikin kreikkalainen lääkäri ja filosofi Alkmaeon, joka ensin totesi tosiasian, että aivot, ei sydän , kuten ennen häntä uskottiin, hallitsevat kaikkia hermoston toimintoja. kehon ja kaiken sen elintärkeän toiminnan ja että aistielinten ja aistijärjestelmien toiminta riippuu siitä , kuinka aivot havaitsevat tämän aistiinformaation [2] .

Alkmaeonin löytämisen jälkeen monet antiikin kreikkalaiset tiedemiehet, filosofit ja lääkärit osallistuivat neuroanatomian jatkokehitykseen. Tässä sarjassa Galenuksen , Herofiluksen , Rhazesin ja Erasistratuksen panokset ansaitsevat erityismaininnan . Herophilus ja Erasistratus Aleksandriasta olivat ilmeisesti vaikutusvaltaisimmat ja arvovaltaisimmat varhaisten antiikin kreikkalaisten neurotieteilijöiden joukossa, ja he tutkivat ihmisen aivojen rakennetta yksityiskohtaisesti useissa osissa [2] . Monien satojen vuosien ajan sen jälkeen, koska katolinen kirkko kielsi kategorisesti kuolleiden ruumiinavauksen, neuroanatomiassa ei tapahtunut merkittävää edistystä. Paavi Sixtus IV vaikutti kuitenkin ihmiskehon anatomian ja erityisesti neuroanatomian tutkimuksen elvyttämiseen muuttamalla paavin käskyä tässä asiassa ja sallimalla tietyin rajoituksin kuolleiden ruumiiden ruumiinavauksen. Tämä johti räjähdysmäiseen kasvuun ihmisen anatomian ja erityisesti ihmisen neuroanatomian tutkimuksen määrässä sekä renessanssin tutkijoiden että taiteilijoiden toimesta [3] .

Vuonna 1664 Thomas Willis , lääkäri ja professori Oxfordin yliopistosta, käytti ensimmäistä kertaa termiä neurologia uraauurtavassa kirjassaan Lat.  Cerebrin anatomi . Tämän Willisin kirjan julkaisemisen katsotaan yleensä merkitsevän ihmisen neuroanatomian systemaattisen tutkimuksen alkua [4] . Seuraavien hieman yli 350 vuoden aikana, Willisin kirjoituksista nykypäivään, neuroanatomiasta on tullut yksi nopeimmin kehittyvistä anatomian alaryhmistä. Tämä johti valtavan määrän kirjoja, artikkeleita ja lääketieteellisiä asiakirjoja, jotka on omistettu neuroanatomian tutkimuksen, hermoston ja aivojen rakenteen ja toiminnan eri näkökohtiin.

Komponentit

Kudostasolla hermosto koostuu hermosoluista , gliasoluista ja solunulkoisesta matriisista. Sekä hermosoluja että gliasoluja on monia erilaisia. Neuronit ovat hermoston soluja, jotka suorittavat päätehtävänsä - käsittelevät saapuvaa tietoa ja tuottavat sen perusteella ohjaussignaaleja. Erityisesti he ottavat vastaan ​​aistinvaraista tietoa ympäristöstä (aistielimistä) sekä interoseptiivista ja proprioseptiivistä tietoa kehon sisäisestä tilasta, kommunikoivat keskenään sähköisten signaalien ja hermovälittäjäaineiksi kutsuttujen kemikaalien avulla. Tämä toiminta muodostaa muistojamme , ajatuksiamme , tunteitamme , liikkeitämme , käyttäytymistoimintojamme jne. Gliasolut ylläpitävät homeostaasia hermostossa, tuottavat myeliiniä aksonivaippaa varten ja tarjoavat tukea, ravintoa ja suojaa neuroneille. Tietyt gliasolutyypit ( astrosyytit ) pystyvät myös tuottamaan pitkän matkan kalsiumionigradienttiaaltoja vasteena sähköiselle tai kemialliselle stimulaatiolle ja vapauttamaan erityisiä kemikaaleja, niin kutsuttuja gliotransmittereita, vasteena kalsiumionien pitoisuuden muutoksiin solunulkoinen tila. Siten tietyntyyppiset gliasolut ovat myös mukana informaatiosignaalien välittämisessä. Solunulkoinen matriisi tarjoaa tukea ja ravintoa aivosoluille molekyylitasolla.

Elintasolla hermosto koostuu aivoista (tai parafaryngeaalisesta hermorenkaasta , joka tunnetaan myös nimellä "keskusganglioni"), selkäytimestä (tai keskushermoston akselista, hermoakselista), ääreishermoista ja sensorisista hermopäätteistä (reseptoreista tai anturit), jotka sijaitsevat ääreishermojen päissä. ) tai rajapinnat efektorielimiin, kuten hermo-lihas- tai neuroglandulaariseen synapsiin. Aivot tai parafaryngeaalinen hermorengas puolestaan ​​koostuu erillisistä anatomisista rakenteista, kuten Drosophila - hedelmäkärpäsen talamuksesta tai sienikappaleista [ 5] . Selkäydin tai keskushermoston akseli (neuraxis) koostuu myös erillisistä segmenteistä. Näillä erilaisilla aivojen rakenteilla ja alueilla tai nielun lähellä olevalla hermorenkaalla on puolestaan ​​modulaarinen rakenne, toisin sanoen ne koostuvat pienemmistä alirakenteista, joista jokainen suorittaa tiettyjä fysiologisia toimintoja ja tarjoaa tiettyjen hermopolkujen ja -kanavien toiminnan. . Esimerkiksi talamus on kriittinen aistitietojen integroitumiselle ja hippokampus muistin  muodostumiselle .

Ääreishermot ovat aivoista ja selkäytimestä (tai perifaryngeaalisen hermon renkaasta ja keskushermoston akselista) lähteviä hermosäikimppuja, jotka sitten haarautuvat monta kertaa ja hermottavat kaikkia kehon osia ja elimiä ja päättyvät joko tuntohermoon. päätteet (afferenteille hermoille) tai konjugaatiot efektori- (toimeenpano-) elinten solujen kanssa, esimerkiksi hermo-lihas- tai hermorauhassynapsit. Ääreishermot koostuvat pääosin yksittäisten hermosolujen aksoneista sekä myeliinikuorista ja muista kalvoista, jotka peittävät ne, erottavat ne toisistaan ​​(eristävät sähköisesti) ja kerääntyvät hermosäikeiksi ja hermosäikimpuksiksi (traktoiksi).

Kaikkien sointujen hermosto on jaettu keskus- ja ääreishermostoon. Keskushermosto koostuu aivoista , aivohermoista , verkkokalvosta ja selkäytimestä . Ääreishermosto koostuu kaikista muista hermoista (eli hermoista, jotka eivät ole peräisin aivoista, vaan selkäytimestä), jotka yhdistävät keskushermoston kaikkiin muihin kehon osiin. Ääreishermosto puolestaan ​​​​jaetaan somaattiseen ja autonomiseen (tai autonomiseen) hermostoon. Somaattinen hermosto koostuu afferenteista neuroneista, jotka välittävät sensorista tietoa herkistä hermopäätteistä (reseptoreista tai antureista) keskushermoston aistielimissä, ja efferenteistä hermosoluista, jotka välittävät motorista tietoa lihaksille hermo-lihasliitoksen kautta. Autonomisessa eli autonomisessa hermostossa puolestaan ​​on kaksi osastoa tai osastoa: sympaattinen hermosto ja parasympaattinen hermosto. Nämä kaksi autonomisen hermoston jakoa ovat jatkuvassa dynaamisessa tasapainossa tai tasapainossa ja ovat monessa suhteessa toistensa toiminnallisia antagonisteja. Niiden dynaaminen tasapaino eli tasapaino on vastuussa sellaisten elintärkeiden perustoimintojen säätelystä, kuten sydämen supistusten tiheydestä ja voimakkuudesta, verisuonten ja muiden sileän lihasten elinten sävystä, hengitystiheydestä ja -syvyydestä, syljen erityksestä ja muista ruuansulatuselimistä. mehut, ruoansulatuskanavan motiliteetti, kehon lämpötila, hormonien eritys jne. Autonomisen hermoston hermot, kuten somaattisen hermoston hermot, sisältävät afferentteja ja efferenttejä kuituja.

Rakenteiden suuntautuminen ja lokalisointi neuroanatomiassa

Anatomiassa yleensä ja erityisesti neuroanatomiassa käytetään perinteisesti useita toisiinsa liittyviä topografisia termejä kuvaamaan anatomisten rakenteiden keskinäistä spatiaalista järjestystä (lokalisaatiota) suhteessa toisiinsa ja kehon akseleihin sekä niiden spatiaalista (topografista) ) suhteet toisiinsa ja kehon akseleihin (katso artikkeli anatominen terminologia ). Neuroanatomian tapauksessa puhutaan hermoston osien, mukaan lukien aivot ja selkäydin, ääreishermot, keskinäisestä tilajärjestelystä ja tilasuhteista suhteessa toisiinsa ja kehon tai aivojen akseleihin. Näiden perinteisten anatomisten termien tulkinnalla suhteessa aivoihin ja selkäytimeen, erityisesti pystyasennossa olevilla eläimillä (ihmiset ja korkeammat kädelliset) ja siten suhteessa neuroanatomian alaan kokonaisuudessaan, on kuitenkin omat ominaisuutensa, mikä joskus johtaa vaikeuksia ja epäselvyyksiä tai väärinkäsityksiä verrattuna muihin anatomian aloihin. Syyt tähän selostetaan alla.

Yleisimmin käytetyt topografisten termien parit neuroanatomiassa ovat:

On tärkeää huomata, että kaikki nämä termit (dorsaalinen/ventral; rostral/caudaal; mediaal/mediaani/lateral) ovat suhteellisia, eivät absoluuttisia. Joten esimerkiksi tiettyä sivusuunnassa sijaitsevaa anatomista rakennetta voidaan kutsua makaavaksi mediaalisesti suhteessa mihin tahansa rakenteeseen, joka sijaitsee vieläkin lateraalisessa (jopa kauempana mediaanitasosta).


Neuroanatomian työkalut

Malliorganismit

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Atta, HM Edwin Smith Kirurginen papyrus: Vanhin tunnettu kirurginen tutkielma  //  American Surgeon : Journal. - 1999. - Voi. 65 , no. 12 . - s. 1190-1192 . — PMID 10597074 .
  2. ↑ 1 2 Rose, F. Cerebral Localization in Antiquity  //  Journal of the History of the Neurosciences : päiväkirja. - 2009. - Vol. 18 , ei. 3 . - s. 239-247 . - doi : 10.1080/09647040802025052 .
  3. ↑ Ginn, S. R.; Lorusso, L. Aivot, mieli ja keho: vuorovaikutus taiteen kanssa renessanssin Italiassa  (englanniksi)  // Journal of the History of the Neurosciences : päiväkirja. - 2008. - Voi. 17 , ei. 3 . - s. 295-313 . - doi : 10.1080/09647040701575900 .
  4. ↑ Neher, A. Christopher Wren, Thomas Willis and the Depiction of the Brain and Nerves  //  Journal of Medical Humanities : aikakauslehti. - 2009. - Vol. 30 , ei. 3 . - s. 191-200 . - doi : 10.1007/s10912-009-9085-5 .
  5. ↑ Mushroom Bodies of the Fruit Fly (linkki ei saatavilla) . Haettu 2. marraskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 16. heinäkuuta 2012. 

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Bibliografisissa luetteloissa