Mezencefalická pohybová oblast - Mesencephalic locomotor region
Mezencefalická pohybová oblast | |
---|---|
![]() The střední mozek. | |
Detaily | |
Část | Mozkový kmen |
Identifikátory | |
Zkratka (y) | MLR |
Anatomická terminologie |
The mezencefalická pohybová oblast (MLR) je funkčně definovaná oblast střední mozek který je spojen se zahájením a řízením pohybových pohybů v obratlovců druh.[1][2]
Neuroanatomická organizace
MLR poprvé popsali Shik a kolegové v roce 1966, když pozorovali elektrickou stimulaci oblasti střední mozek v dekerebrovat kočky na běžeckém pásu způsobovaly chůzi a běh.[3] O dvacet osm let později Masdeu a kolegové popsali přítomnost MLR u lidí.[4] Nyní se obecně uznává, že spolu s dalšími ovládání motoru střediska mozek MLR hraje aktivní roli při iniciaci a modulaci spinálních nervových obvodů ke kontrole držení těla a chůze.[5] Anatomicky, jak název napovídá, se MLR nachází v mesencephalon (nebo střední mozek), ventrálně k inferior colliculus a blízko jádra klínového písma.[6] Ačkoli identifikace přesných anatomických substrátů MLR byla předmětem značné debaty, pedunkulopontinové jádro (PPN), klínovité jádro a střední mozek extrapyramidové oblast je myšlenka tvořit neuroanatomický na základě MLR.[7][8][9] Nuclei v rámci MLR přijímají vstupy z substantia nigra z bazální ganglia a neurální centra v rámci limbický systém.[10] Projekce z MLR sestupují přes dřeň a pontin retikulospinální trakty působit na páteř motorické neurony zásobující flexory a extenzory trupu a proximálních končetin.[2][5][11]
PPN v rámci MLR se skládá z různorodé populace neurony obsahující neurotransmitery kyselina gama-aminomáselná (GABA), glutamát, a acetylcholin (ACh).[12] Výsledky ze zvířecích a klinických studií tomu nasvědčují cholinergní neurony v PPN hrají klíčovou roli při modulaci jak rytmu lokomoce, tak posturálního svalového tonusu.[13][14] Glutamatergický a cholinergní vstupy z MLR mohou být zodpovědné za regulaci excitability retikulospinálních neuronů, které zase promítají do páteře centrální generátory vzorů zahájit krokování.[1][15]
Klinický význam
Integrace motorických a senzorických informací během chůze zahrnuje komunikaci mezi kortikálním, subkortikálním a spinálním okruhem. Krokové motorické vzorce dolních končetin lze vyvolat pouze aktivací spinálních obvodů;[16] pro funkční bipedální chůzi u lidí je však nutný supraspinální vstup.[17][18] Patologie jádra v MLR byly spojeny s kombinací klinických příznaků, které jsou jedinečné pro dysfunkci středního mozku a lze je odlišit od jiných subkortikálních neurologický podmínky, jako jsou podmínky spojené s Parkinsonismus a mozeček léze.[19]
V sérii klinických případů se u tří dospělých mužů s izolovanými lézemi MLR objevila váhavost chůze a chůze ataxie charakterizované krokováním, které postrádalo jednotný směr, amplitudu a rytmiku.[20] I když váhání v chůzi a ataxie jsou také klinickými rysy Parkinsonova choroba a léze mozeček Autoři poznamenali, že pacienti nevykazovali žádné další běžné známky nebo příznaky spojené s těmito neurologickými stavy, což naznačuje, že patologie středního mozku mohou způsobit poruchy chůze, i když jsou funkce mozečku a bazálních ganglií neporušené. Ve studii zkoumající poruchy chůze a rovnováhy na vysoké úrovni u starších dospělých, kteří o tom neměli žádné důkazy revmatologické, ortopedické nebo neurologické choroba, zobrazování mozku data odhalila souvislost mezi sníženým šedá hmota hustota jádra PPN a klínového písma a zhoršená iniciace chůze, provedení kroku a posturální kontrola.[21] Navíc mezi osmnácti jedinci s Parkinsonovou chorobou, kteří buď zažili, nebo nezažili Zmrazení chůze, funkční magnetická rezonance odhalily sníženou aktivitu v MLR a doplňková motorická oblast mezi jedinci, kteří zažili epizodické zaváhání při chůzi.[22] Zmrazení chůze bylo také spojeno s funkční reorganizací supraspinálních lokomotorických sítí, přičemž byla pozorována změněná konektivita a komunikace mezi doplňkovou motorickou oblastí a MLR.[23] Tato zjištění naznačují, že MLR ve skutečnosti hraje jedinečnou roli v lidské lokomoci, zejména s ohledem na zahájení kroku a plánování motorů.
Hluboká stimulace mozku
Vzhledem k roli MLR při zahájení chůze a posturální kontrole zkoumali vědci a lékaři účinky cílené hluboká stimulace mozku (DBS) o poruchách chůze v klinických populacích.[24][25] Plaha a Gill hlásili významná zlepšení dysfunkce chůze a posturální nestability u dvou pacientů s pokročilou Parkinsonovou chorobou, kteří byli léčeni pomocí DBS elektrod implantovaných do oblasti PPN.[26] Podobně v novější studii prokázalo šest pacientů s Parkinsonovou chorobou zlepšení držení těla, chůze a posturální stability po 6 měsících DBS na PPN a subtalamické jádro.[27] Bachmann a kolegové aplikovali DBS na MLR u potkanů s chronickými, neúplnými poranění míchy a uvádí zlepšenou funkci zadních končetin a téměř normální obnovení pohybové funkce po léčbě.[28]
Viz také
- Seznam oblastí v lidském mozku
- Centrální generátor vzorů
- Centrální nervový systém
- Chůze (člověk)
- Ovládání motoru
- Mozek
- Pedunkulopontinové jádro
- Mesencephalon
Reference
- ^ A b Le Ray, D; Juvin, L; Ryczko, D; Dubuc, R (2011). „Kapitola 4 - Supraspinální řízení lokomoce: mezencefalická pohybová oblast“ (PDF). Pokrok ve výzkumu mozku. 188: 51–70. doi:10.1016 / B978-0-444-53825-3.00009-7. PMID 21333802.
- ^ A b Pahapill, P; Lozano, A (2000). „Jádro pedunkulopontinu a Parkinsonova choroba“. Mozek. 123 (9): 1767–1783. doi:10.1093 / mozek / 123.9.1767. PMID 10960043.
- ^ Shik, ML; Severin, FV; Orlofsky, GN (1966). "Řízení chůze a běhu pomocí elektrické stimulace středního mozku". Biofyzika (Oxf). 11: 756–765.
- ^ Masdeu, JC; Alampur, U; Cavaliere, R; Tavoulareas, G (1994). „Selhání Astasie a chůze s poškozením pontomesencefalické pohybové oblasti“. Annals of Neurology. 35 (5): 619–621. doi:10,1002 / analog. 410350517. PMID 8179307. S2CID 2193366.
- ^ A b Takakusaki, K (2017). „Funkční neuroanatomie pro kontrolu držení těla a chůze“. Journal of Movement Disorders. 10 (1): 1–17. doi:10.14802 / jmd.16062. PMC 5288669. PMID 28122432.
- ^ Pearson, KG; Gordon, JE (2013). Principy neurální vědy: lokomoce (5. vydání). New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.
- ^ Skinner, RD; Garcia-Rill, E (1984). "Mezencefalická lokomoční oblast (MLR) u krysy". Výzkum mozku. 323 (2): 385–389. doi:10.1016/0006-8993(84)90319-6. PMID 6525525. S2CID 46258649.
- ^ Chang, Stephano J .; Cajigas, Iahn; Opris, Ioan; Host, James D .; Noga, Brian R. (2020-08-21). „Disekující mozkové kmeny: pohyblivé důkazy pro stimulaci klínového písma“. Frontiers in Systems Neuroscience. 14: 64. doi:10,3389 / fnsys.2020.00064. ISSN 1662-5137. PMC 7473103. PMID 32973468.
- ^ Sherman, D; Fuller, PM; Marcus, J; Yu, J; Zhang, P; Chamberlin, NL; Saper, CB; Lu, J (2015). „Anatomické umístění mezencefalické pohybové oblasti a její možná role v pohybu, držení těla, kataplexii a parkinsonismu“. Hranice v neurologii. 6 (140): 140. doi:10.3389 / fneur.2015.00140. PMC 4478394. PMID 26157418.
- ^ Sherman, D; Fuller, PM; Marcus, J; Yu, J; Zhang, P; Chamberlin, N; Saper, C; Lu, J (2015). „Anatomické umístění mezencefalické pohybové oblasti a její možná role v pohybu, držení těla, kataplexii a parkinsonismu“. Hranice v neurologii. 6 (140): 1–13. doi:10.3389 / fneur.2015.00140. PMC 4478394. PMID 26157418.
- ^ Takakusaki, K; Tomita, N; Yano, M (2008). "Substráty pro normální chůzi a patofyziologii poruch chůze s ohledem na dysfunkci bazálních ganglií". Journal of Neurology. 255 (Suppl 4): 19–29. doi:10.1007 / s00415-008-4004-7. PMID 18821082. S2CID 22009992.
- ^ Takakusaki, K; Chiba, R; Tsukasa, N; Okumura, T (2016). „Řízení mozkového kmene v pohybu a svalového tonusu se zvláštním zřetelem na úlohu mezopontinního segmentu a dřeně retikulospinálních systémů“. Journal of Neural Transmission. 123 (7): 695–729. doi:10.1007 / s00702-015-1475-4. PMC 4919383. PMID 26497023.
- ^ Bohnen, NI; Albin, RL (2011). „Cholinergní systém a Parkinsonova choroba“. Behaviorální výzkum mozku. 221 (2): 564–573. doi:10.1016 / j.bbr.2009.12.048. PMC 2888997. PMID 20060022.
- ^ Takakusaki, K; Obara, K; Nozu, T; Okumura, T (2011). "Modulační účinky neuronů bazálních ganglií GABAergic na PPN a systém inhibice svalového tonusu u koček". Archivy Italiennes de Biologie. 149 (4): 385–405. doi:10,4449 / aib.v149i4.1383. PMID 22205597.
- ^ Skinner, RD; Kinjo, N; Henderson, V; Garcia-Rill, E (1990). "Lokomotorické projekce z pedunkulopontinního jádra do míchy". Neurologické zprávy. 1 (3): 183–186. doi:10.1097/00001756-199011000-00001. PMID 2129877.
- ^ Whelan, PJ (2003). „Vývojové aspekty pohybové funkce páteře: poznatky z používání preparátu míchy myší in vitro“. Fyziologický časopis. 553 (Pt 3): 695–706. doi:10.1113 / jphysiol.2003.046219. PMC 2343637. PMID 14528025.
- ^ Nielsen, Jens Bo (2003). "Jak chodíme: centrální řízení svalové aktivity během lidské chůze". Neuro vědec. 9 (3): 195–204. doi:10.1177/1073858403009003012. PMID 15065815. S2CID 34448912.
- ^ Capaday, Charles (2002). "Zvláštní podstata lidské chůze a její nervová kontrola". Trendy v neurovědách. 25 (7): 370–376. doi:10.1016 / s0166-2236 (02) 02173-2. PMID 12079766. S2CID 19997715.
- ^ Ruchalski, K; Hathout, GM (2012). „Soubor chorob středního mozku: krátký přehled anatomie a syndromologie středního mozku pro radiology“. Radiologický výzkum a praxe. 2012: 258524. doi:10.1155/2012/258524. PMC 3366251. PMID 22693668.
- ^ Hathout, GM; Bhidayasiri, R (2005). "Střední mozková ataxie: úvod do mezencefalické lokomoční oblasti a pedunkulopontinového jádra". American Journal of Roentgenology. 184 (3): 953–956. doi:10.2214 / ajr.184.3.01840953. PMID 15728623.
- ^ Demain, A; Westby, M; Fernandez-Vidal, S; Karachi, C; Bonneville, F; Do, MC; Delmaire, C; Dormont, D; Bardinet, E; Agid, Y; Chastan, N; Welter, ML (2014). „Poruchy chůze a rovnováhy na vysoké úrovni u starších lidí: onemocnění středního mozku?“. Journal of Neurology. 261 (1): 196–206. doi:10.1007 / s00415-013-7174-x. PMC 3895186. PMID 24202784.
- ^ Peterson, DS; Pickett, KA; Duncan, R; Perlmutter, J; Earhart, GM (2014). „Mozková aktivita související s chůzí u lidí s Parkinsonovou chorobou se zmrazením chůze“. PLOS ONE. 9 (3): e90634. Bibcode:2014PLoSO ... 990634P. doi:10.1371 / journal.pone.0090634. PMC 3940915. PMID 24595265.
- ^ Fling, BW; Cohen, RG; Mancini, M; Carpenter, SD; Fair, DA; Nutt, JG; Horak, FB (2014). „Funkční reorganizace pohybové sítě u pacientů s Parkinsonovou chorobou s mrazivou chůzí“. PLOS ONE. 9 (6): e100291. Bibcode:2014PLoSO ... 9j0291F. doi:10.1371 / journal.pone.0100291. PMC 4061081. PMID 24937008.
- ^ Hamani, C; Scellig, S; Laxton, A; Lozano, AM (2007). „Jádro pedunkulopontinu a pohybové poruchy: anatomie a role hluboké stimulace mozku“. Parkinsonismus a související poruchy. 13: S276-80. doi:10.1016 / s1353-8020 (08) 70016-6. PMID 18267250.
- ^ Richardson, M (2014). "Hluboká mozková stimulace pro pohybové zotavení po poranění míchy". Neurochirurgie. 74 (2): N18-9. doi:10.1227 / 01.neu.0000442979.07078.ac. PMID 24435148.
- ^ Plaha, P; Gill, S (2005). "Bilaterální hluboká mozková stimulace pedunkulopontinového jádra pro Parkinsonovu chorobu". NeuroReport. 16 (17): 1883–1887. doi:10.1097 / 01.wnr.0000187637.20771.a0. PMID 16272872. S2CID 20912030.
- ^ Stefani, A; Lozano, AM; Peppe, A; Stanzione, P; Galati, S; Tropepi, D (2007). „Bilaterální hluboká mozková stimulace pedunkulopontinových a subtalamických jader u těžké Parkinsonovy choroby“. Mozek. 130 (6): 1596–1607. doi:10.1093 / brain / awl346. PMID 17251240.
- ^ Bachmann, LC; Matis, A; Lindau, NT; Felder, P; Gullo, M; Schwab, ME (2013). „Hluboká mozková stimulace pohybové oblasti středního mozku zlepšuje paretickou funkci zadní končetiny po poranění míchy u potkanů“. Science Translational Medicine. 5 (208): 208. doi:10.1126 / scitranslmed.3005972. PMID 24154600. S2CID 39733797.