Также известная как черное вещество, черное ядро.
Латинское название: substantia nigra.
Уже из названия следует, что главной отличительной особенностью этого участка ствола головного мозга является его цвет. За темную окраску этого нейронного скопления отвечает пигмент меланин, а именно нейромеланин. За счёт равномерного окрашивания этот участок принимается зачастую, как целостный компонент, однако это не так. В черном веществе выделяют компактную часть и сетчатую часть.
Черная субстанция в головном мозге
В среднем мозге черная субстанция расположена вентральнее , в ножках мозга. Она заполняет их по всей высоте, а в поперечнике составляет его среднюю треть. Клетки компактного слоя расположены дорсально по отношению к клеткам, составляющим сетчатый слой.
Если говорить о волокнах, аксонах нервов, проходящих в черном веществе, необходимо рассматривать весь комплекс экстрапирамидной системы. Понять о взаимодействиях черного вещества, стриопаллидарной системы, ретикулярной формации становится проще, если помнить о процессах филогенеза и эволюции.
Эволюция
Не секрет, что в процессе филогенеза головной мозг «обрастал» нервными структурами, связями. Так вот, экстрапирамидная система – это древний мозг. Эта система иннервировала движения (которые были элементарными) наших далёких предков. В процессе эволюции сложнее становились и движения, и структура мозга.
Раньше для обслуживания движений было достаточно палеостриатума (самая первая экстрапирамидная система), в состав которого входили бледный шар, отдающий волокна через черную субстанцию и ретикулярную формацию в спинной мозг и далее по мышцам-мишеням.
Разрастаясь, головной мозг обрел такие структуры как хвостатое ядро и скорлупа – неостриатум. Если у многих млекопитающих эта система всё ещё способна поддерживать некоторые движения без задействия пирамидной системы (что доказано экспериментально), то у человека эта способность экстрапирамидной системы редуцирована.
Функции
В человеческом мозге черное вещество выполняет добавочную функцию, доводя наши движения до плавности, позволяя им быть более объемными, точными, позволяет нам статично пребывать в определенных позах, быстро их менять, что, например, позволяет нам выражать эмоции.
В конечном счете роль черной субстанции - регуляция экстрапирамидной системы, воздействие на нее изнутри благодаря волокнам, преимущественно проходящим через компактную часть.
Помимо этого без черной субстанции были бы невозможны такие важные функции как глотание, жевание и даже дыхание.
Тракты
Все волокна, проходящие через чёрное вещество можно поделить на две большие группы: афферентные и эфферентные.
Пути волокон, проходящих через чёрное вещество среднего мозга:
- Прямой путь. Начинается из коры больших полушарий, далее попадает и продолжает движение от полосатого тела к ретикулярной части черного вещества, после чего доходит до медиального бледного шара. Далее через таламус сигнал попадает в двигательную кору. Он образован ГАМКергическими волокнами и, как следствие, тормозящий.
- Непрямой путь. Кора головного мозга – полосатое тело (стриатум) – латеральный бледный шар – субталамическое ядро – ретикулярная часть черной субстанции – медиальный бледный шар – таламус – двигательная кора. При этом часть волокон от субталамическое ядра приходят в латеральный бледный шар. К субталамическому ядру стремятся ГАМКергические волокна, дальше же движутся глутаматергические и, следовательно, возбуждающие.
- Допаминергический путь. Основные волокна, проходящие через компактную часть черного вещества, соединяют между собой хвостатое ядро и скорлупу (полосатое тело). По этой причине путь также называют нигростриарным.
Прямой и непрямой пути вместе являются частью кортико-стриарно-паллидо-таламокортикального круга. Допаминергический путь в нём играет роль модулятора.
Поражения
Наибольшую клиническую значимость имеет дофаминергический путь компактной части черного вещества. Патология этой части ствола (нарушение выработки дофамина, появление в синапсах телец Леви) ведет к нарушению взаимосвязи между участками стриопаллидарной системы и появлению такого симптомокомплекса, как паркинсонизм. Клиническая картина представлена триадой симптомов.
Научных синонимов у этого состояния, характерного для болезни Паркинсона множество. Вот некоторые синдромы: акинетико-ригидный, амиостатический, гипокинетически-гипертонический, паллидонигральный.
Триада симптомов:
- акинез, гипокинез - проявляется замедленными движениями, ограниченными по объему. Полностью патогенез конкретного симптома остаётся неясным.
- ригидность - снижение тонуса мышц
- тремор - антагонистический тремор усиливается в покое, ослабевает при целенаправленных движениях.
Человека – сложная и тонкая субстанция, отвечающая за регуляцию всего организма.
Строение и особенности функционирования этого органа до сих пор не изучены до конца, ученые каждый день открывают новые особенности, позволяющие мозгу работать. Но о такой части, как черная субстанция головного мозга или substantia nigra известно давно.
Что такое черная субстанция и где находится?
Субстанция является одной из древнейших частей в структуре мозга, расположенная в его сердцевине – четверохолмии среднего мозга. Исторически она отвечала за движения наших предков, затем, когда они усложнились, изменилось и строение. Черное вещество обрастало нервными связями, формируя более сложную структуру.
Название черное вещество получило благодаря действию пигмента – нейромеланина, окрашивающего клетки в темный цвет. Черное вещество среднего мозга неоднородно, оно разделено на две половинки: правую и левую. Кроме того, в субстанции выделяют два слоя: вентральный и компактный. Вентральный находится ближе к передней части головы, а компактный – к задней. Первый обеспечивает синтез нейромедиатора , второй – занимается переработкой поступающей информации и передачей ее в другие структуры.
УЗИ черной субстанции головного мозга показывает, что она связана со всеми отделами, но наиболее тесно – с базальными ганглиями и зрительными буграми.
Обильное снабжение кровью говорит о высокой роли структуры в деятельности организма. В числе функций черной субстанции выделяют:
- осуществление элементарных движений: глотания, жевания, дыхания, движения глаз и прочих;
- регуляция мелких и точных движений конечностей;
- помощь в выражении эмоций;
- участие в эмоциональных процессах;
- провоцирование некоторых психических расстройств.
Роль субстанции в развитии патологий
Роль субстанции в развитии психических заболеваний велика. Она содержит , отростки которых расходятся по всему головному мозгу, затрагивая ножки мозга и внутреннюю капсулу.
Их окончания, содержащие терминальные микровезикулы, вырабатывающие дофамин, расположены в . Любое поражение данной структуры приводит к нарушениям в двигательных функциях и психоэмоциональных.
Шизофрения
Механизм развития изучается уже много лет, но исследователи так и не пришли к единому мнению. Выдвигаются разные теории формирования данного заболевания, одна из которых связывает шизофрению с нарушениями в работе черной субстанции, ядро которой располагается в среднем мозге. Это так называемая дофаминовая гипотеза.
Как показывают исследования у больных шизофренией наблюдаются отклонения в синтезе и восприятии дофамина.
Так, у них проявляется:
- повышенная выработка гормона;
- увеличение концентрации дофамина в синапсах;
- повышенная выработка ;
- больший объем освобождаемого дофамина при воздействии амфетаминов.
Подобная гиперчувствительность способствует чрезмерной стимуляции нейронов головного мозга и его перевозбуждению. Пациент не в состоянии контролировать поток сознания, а его восприятие окружающей действительности изменяется. Похожие состояния возникают при приеме психотропных веществ, которые у здоровых людей вызывают галлюцинации и прочие отклонения, а на больных действуют гораздо сильнее.
Согласно статистике , развитие шизофрении захватывает больше мужчин, чем женщин. У первых она обычно развивается раньше и протекает тяжелее. Для женщин характерно проявление симптомов в возрасте 25-30 лет.
Черной субстанции позволила рассмотреть ее строение и обнаружить, что при шизофрении изменения в дофаминовой системе затрагивают больше ассоциативный стриатум, а не лимбический.
Причем отклонения в синтезе нейронами дофамина в сторону увеличения его выработки наблюдаются и до развития заболевания. Но вероятность заболеть шизофренией тем больше, чем выше эти отклонения.
Причинами их появления ученые называют несколько моментов:
- нарушения в системе контроля влияния гиппокампа на пути дофамина;
- изменения, происходящие в структуре нейронов, вырабатывающих нейромедиатор;
- сбои в работе корковых структур, влияющих на дофаминовые системы;
- воздействие остальных нейромедиаторных систем.
Таким образом, изменения в работе дофаминовой системы наблюдаются во всех случаях шизофрении. Однако, не исключается и влияние других структур мозга.
Лечение, основанное на блокировке рецепторов или торможении выработки дофамина, в большинстве случаев дает положительные результаты. Пациентам предлагаются антипсихотические препараты, блокирующие действие дофамина, хотя они имеют серьезное последствие – депрессивные состояния. Более безопасной является когнитивно-поведенческая психотерапия, которую может проводить психолог.
Болезнь Паркинсона
При происходит поражение дофаминергических нейронов, расположенных в компактной части черного вещества, при котором происходит агрегация во всем мозге.
При этом возникают сильные двигательные, психопатологические и когнитивные аномалии:
- замедление движения;
- снижение или отсутствие мимики;
- тремор;
- преобладание сгибательной позы;
- сложность перехода из состояния покоя в состояние движения;
- ухудшение памяти;
- и прочие.
Развивается заболевание преимущественно у мужчин в возрасте от 60 лет, женщины страдают этой патологией реже. Причиной являются изменения в дофаминовой системе, которые могут быть вызваны как отравлением токсическими веществами, так и приемом некоторых лекарств. Кроме того, заболевание развивается и без «видимых» причин, источник которых пока не обнаружен. Многие факты свидетельствуют о наследственной предрасположенности к болезни Паркинсона.
Ученые высказывают предположение, что начинается разрушение нейронов в периферической нервной системе, а затем переходит на ствол головного мозга и перемещается в средний и передний. Подтверждение этой теории находят в изменении холинергической нейротрансмиссии, наблюдаемой у пациентов со слабой формой заболевания.
При поражении от 30 процентов нейронов, вырабатывающих дофамин, возникает его дефицит и развивается симптоматика болезни. Распространение ее происходит неравномерно и обычно прогрессирует по направлению от задней части черного вещества к передней.
При исследованиях также был найден нейротоксин МФТП, разрушающий дофаминовые нейроны. Важно понять источник его продукции и попробовать его ограничить.
Использование терапии с применением L-допа — промежуточного элемента в схеме получения дофамина – дает положительный результат в плане торможения заболевания. Однако восстановить утраченные структуры мозга она не позволяет. Кроме того, с прогрессированием болезни Паркинсона эффективность данной терапии заметно снижается.
Последствия повреждений
Нейроны черной субстанции среднего мозга вырабатывают нейромедиаторы, основным из которых является дофамин. Он выступает как средство «вознаграждения» мозга, вызывая чувства удовольствия и влияя на мотивацию и обучение человека.
Так, применение психотропных средств или наркотиков вызывает большой всплеск дофамина и, как следствие, удовольствия. В попытке повторить его человек начинает использовать стимулятор регулярно. Однако подобные всплески компенсируются нервной системой и вырабатывается так называемая толерантность – сниженная чувствительность к действию вещества. В результате уровень удовольствия постепенно снижается, а стремление к его получению остается.
Эта и другие особенности действия химических веществ, в том числе лекарств, исследуются в нейрофармакологии и токсикологии.
Среди изучаемых компонентов такие, как:
- кокаин;
- амфетамины;
- МФТП;
- Леводоп.
Кокаин и амфетамин являются веществами, усиливающими выработку дофамина и способствующими привыканию. Кроме того, они могут «подтолкнуть» развитие шизофрении.
Последний применяется при лечении болезни Паркинсона, довольно эффективен в устранении симптомов, но не дает результата в восстановлении утраченных структур.
МФТП расшифровывается как метилфенилтетрагидропиридин, он относится к нейротоксинам, напрямую снижающим выработку дофамина. Сейчас используется учеными для моделирования болезни на животных в попытках понять механизм ее развития.
Начиная с 1922 г., после распространения эпидемического энцефалита , аналогичные изменения в нейронах черной субстанции стали определять и у больных с постэнцефалитическими и другими формами паркинсонизма.
Клетки, содержащие меланин , обычно повреждаются в большей степени, чем клетки, свободные от пигмента. Поэтому черная субстанция даже при макроскопическом исследовании часто выглядит обесцвеченной. Общее число погибших нейронов, содержащих меланин, может достигать 90%.
Описанные изменения в нейронах черной субстанции считаются специфическими для всех форм паркинсонизма. Неоднократные указания, особенно в работах старых авторов, на диффузные изменения в паренхиме и сосудах мозга, по-видимому, неспецифичны для паркинсонизма и отражают сенильные и (или) атеросклеротические нарушения в нервной ткани, которые можно наблюдать и у лиц пожилого возраста, не страдающих паркинсонизмом.
Начиная с 20-х гг. текущего столетия стали обращать внимание на закономерное вовлечение в патологический процесс при паркинсонизме другой пигментированной структуры ствола мозга - так называемого голубого пятна (locus coeruleus), расположенного в покрышке оральных отделов варолиева моста. Все же считается, что при паркинсонизме снижение числа клеток в голубом ядре выражено в меньшей степени, чем в компактной зоне черной субстанции.
Забегая несколько вперед , подчеркнем то обстоятельство, что в последние годы были получены новые факты, проливающие свет на физиологическое значение и нейрохимическую природу голубого ядра. Согласно современным представлениям, голубое ядро состоит в основном из нейронов с высоким содержанием норадреналина, его предшественников, энзимов и метаболитов.
Голубое ядро имеет широкие связи со многими мозговыми структурами, включая спинной мозг, продолговатый мозг и варолиев мост, мозжечок, мезенцефальные структуры ствола мозга, таламус, гипоталамус, кору переднего мозга, что обеспечивает его модулирующее влияние на разных уровнях мозговой оси и участие в разнообразных регуляторных процессах, требующих норадренергической медиации.
Голубое ядро принимает участие в регуляции таких сложных психофизиологических реакций и функциональных состояний, как arousal, поддержание уровня бодрствования, внимания, в механизмах десинхронизированной фазы сна (сна со сновидениями) и стрессового состояния. По-видимому, голубое ядро и восходящая ретикулярная система ствола мозга участвуют наряду с гипоталамо-гипофизарно-адреналовым эндокринным звеном в регуляции различных уровней мозговой активации.
Черная субстанция и голубое ядро при паркинсонизме поражаются наиболее грубо и с наибольшим постоянством, хотя в большинстве работ, посвященных патоморфологии мозга при этом заболевании, описываются патологические изменения и в других структурах мозга, среди которых обычно упоминают гипоталамус, ретикулярную формацию, дорсальное ядро блуждающего нерва (nucleus dorsalis nervi vagi), безымянное вещество (substantia innominata), ядра пограничного симпатического ствола, красное ядро, бледный шар, скорлупу, а также субталамическое ядро Льюиса, нижнюю оливу, кору головного мозга и некоторые другие структуры.
В последние годы перечисленные структуры мозга подвергаются интенсивному исследованию с помощью гистохимической, флюоресцентной, электронно-микроскопической, микроэлектродной и другой техники.
В указанных структурах мозга помимо гибели нейронов и депигментации описаны и другие внутриклеточные изменения. К ним относятся прежде всего своеобразные концентрические включения в цитоплазме этих клеток, названные К. П. Третьяковым тельцами Леви в честь автора, впервые описавшего их еще в 1913 г. К. П. Третьяков обнаружил их в клетках черной субстанции в 6 случаях из 9 наблюдений.
Тельца Леви в дальнейшем находили в нейронах черной субстанции , голубом ядре, дорсальном ядре блуждающего нерва, безымянном веществе, нейронах ретикулярной формации, ганглиях симпатической цепочки и в других структурах.
ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ - составная часть паллидарной системы, входящей в составе стриопаллидума в экстрапирамиую систему. Ч. с. рас положена в ножках мозга, имеет тесные связи с различными отделами коры больших полушарий, с полосатым телом, бледным шаром и ретикулярной формацией; вместе с красными ядрами и ретикулярной формацией участвует в регуляции тонуса мышц, в т.ч. голосового и артикуляционного аппаратов, в выполнении точных и тонких движений пальцев рук; имеет отношение к координации актов глотания и жевания. Поражение Ч. с. вызывает повышение пластического мышечного тонуса
Психомоторика: cловарь-справочник.- М.: ВЛАДОС . В.П. Дудьев . 2008 .
Смотреть что такое "ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ" в других словарях:
Линбао - Даосизм История Люди Школы Храмы Терминология Тексты … Википедия
ЧС - Чертаново Северное микрорайон Москва ЧС чёрная субстанция биол. ЧС чехословацкий в маркировке пассажирских электровозов в маркировке, ж. д., Словакия, техн., Чехия … Словарь сокращений и аббревиатур
Средний мозг - отдел стволовой части головного мозга (См. Головной мозг), расположенный между промежуточным мозгом (См. Промежуточный мозг) (кпереди), варолиевым мостом и мозжечком (См. Мозжечок) (кзади). Представлен четверохолмием, состоящим из двух… …
Экстрапирамидная система - (от Экстра... и греч. pyramís пирамида) совокупность структур мозга, расположенных в больших полушариях и стволе головного мозга и участвующих в центр, управлении движениями, минуя кортикоспинальную, или пирамидную систему (См. Пирамидная … Большая советская энциклопедия
СРЕДНИЙ МОЗГ - мезениефалон (mesencephalon), отдел ствола головного мозга, расположенный между промежуточным мозгом (кпереди), варолиевым мостом и мозжечком (кзади). Образуется из ср. мозгового пузыря. Состоит из четверохолмия и ножек мозга. Гл. его образования … Биологический энциклопедический словарь
Атипичные антипсихотики - (атипичные нейролептики) новый класс препаратов, самое общее отличие которого от классических (типичных) антипсихотиков заключается в более низкой степени сродства к дофаминовым D2 рецепторам и наличии мультирецепторного профиля связывания… … Википедия
Экстрапирамидная система - (лат.: extra вне, снаружи, в стороне + pyramis, греч.: πϋραμίς пирамида) совокупность структур (образований) головного мозга, участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и позы, минуя кортикоспинальную… … Википедия
Поздняя дискинезия - – осложнение в виде гиперкинезии, возникающее в результате длительной терапии (спустя год и более) нейролептиками в ходе лечения последними или после их отмены. Несколько чаще возникает у пациентов пожилого возраста или на фоне резидуальной… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
- Чёрная субстанция, также чёрное вещество (лат. Substantia nigra) - составная часть экстрапирамидной системы, находящаяся в области четверохолмия среднего мозга. Играет важную роль в регуляции моторной функции, тонуса мышц, осуществлении статокинетической функции участием во многих вегетативных функциях: дыхании, сердечной деятельности, тонусе кровеносных сосудов. Впервые обнаружена французским анатомом и врачом Феликсом Вик-д"Азиром в 1784 году.
Несмотря на то, что чёрная субстанция представляет собой непрерывную полосу в срезах среднего мозга, анатомические исследования показали, что на самом деле, она состоит из двух частей с очень различными связями и функциями: pars compacta и pars reticulata. Данная классификация была впервые предложена Сано в 1910 году. Pars compacta служит в основном в качестве приёмника сигналов - в цепи базальных ганглиев, поставляя дофамин полосатому телу. Pars reticulata служит в основном в качестве трансмиттера (передатчика), передавая сигналы от базальных ганглиев к другим многочисленным структурам головного мозга.
Связанные понятия
Приём (манёвр) Ендрассика заключается в том, что пациент сцепляет пальцы двух рук «замком» перед грудью, а затем пытается разорвать этот «замок» (иногда, как варианты - сильно сжимает челюсти или сжимает рукой руку другого человека). Затем молоточком ударяют по сухожилию, чтобы выявить коленный рефлекс. Получаемый результат сравнивается с тем, который был без использования приёма. Часто более заметный результат получается, когда пациент сосредотачивается на этом действии, так как оно может предотвратить...
Терморецептор ы - рецепторы, воспринимающие температурные сигналы окружающей среды. Они являются составной частью системы терморегуляции, обеспечивающей поддержание температурного гомеостаза у теплокровных животных.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС, англ. Transcranial magnetic stimulation, TMS) - метод, позволяющий неинвазивно стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов. Также как и транскраниальная электрическая стимуляция (ТЭС), ТМС иногда сопряжена с болевыми ощущениями и поэтому должна применяться с осторожностью.
Рефле́кс (от лат. reflexus- отражённый) - стереотипная (стандартная, одинаковая в одинаковых условиях) реакция живого организма на какое-либо воздействие (раздражитель), проходящая с участием рецепторов и под управлением нервной системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов, обладающих нервной системой, осуществляются посредством рефлекторной дуги. Рефлекс - основная форма деятельности нервной системы.
Кислото-чувствительные ионные каналы (КЧИК) (англ. Acid-Sensing Ion Channels) - нейронные потенциал-независимые катионные каналы, активируемые внеклеточными протонами. Белки КЧИК являются подсемейством суперсемейства ЭНК ионных каналов. На сегодня распознано пять белков семейства КЧИК, которые кодируются генами ASIC1, ASIC2, ASIC3 и ASIC4. КЧИК1a, 1 и 2a, 2b являются сплайс-вариантами.
