thalamus | |
---|---|
| |
| |
En del | diencephalon |
Komponenter | se liste over thalamiske kerner |
Pulsåre | se thalamus arterier |
Vene | se vener i thalamus |
Kataloger | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Thalamus , nogle gange - synsknolde ( lat. thalamus ; fra andet græsk. θάλαμος "rum, kammer, rum") - en del af hjernen , som er en stor masse af gråt stof , placeret i den øvre del af thalamusregionen af chordates diencephalon , herunder personen . _ Først beskrevet af den gamle romerske læge og anatom Galen . Thalamus er en parret struktur bestående af to halvdele symmetriske om det interhemisfæriske plan. Thalamus er placeret dybere end storhjernens strukturer , især cortex eller kappe. Under thalamus er mellemhjernestrukturer . Den mediane (mediale) overflade af begge halvdele af thalamus er samtidigt den øvre sidevæg af den tredje ventrikel i hjernen [1] [2] [3] .
Thalamus udfører flere vigtige fysiologiske funktioner. Det er ansvarligt for overførslen af sensorisk og motorisk information fra sanserne (undtagen information fra de lugteorganer ) til de tilsvarende områder af hjernebarken hos pattedyr eller den nedre chordate hjernekappe . Thalamus spiller en vigtig rolle i reguleringen af bevidsthedsniveauet , søvn- og vågenhedsprocesserne , koncentration af opmærksomhed [2] .
Thalamus er et af hovedprodukterne fra den embryonale udvikling af germinal diencephalon. Dette faktum blev først fastslået af grundlæggeren af embryologi , den schweiziske anatom Wilhelm Gies i 1893 [3] .
Tidligere blev thalamus betragtet som en hjernestruktur, der kun var karakteristisk for chordater. Endnu tidligere blev dens eksistens kun anerkendt hos hvirveldyr . Forskere mente, at thalamus dybest set er fraværende hos hvirvelløse dyr , selv de mest velorganiserede, såsom leddyr . Imidlertid blev der i 2013 opdaget en struktur homolog med thalamus i hjernen af chordates i den centrale ganglion eller hjerne hos leddyr - de såkaldte " laterale accessoriske lobes " ( eng. lateral accessory lobes , LAL ). Disse strukturer viste ligheder både i embryonal udvikling og genekspressionsmønstre og i anatomisk placering i hjernen. Der blev også fundet ligheder i deres fysiologiske funktioner (indsamling af information og overførsel af den fra forskellige sensoriske veje til mere forreste dele af hjernen eller centrale ganglion) [4] [5] . Således er thalamus muligvis en evolutionært meget gammel hjernestruktur. Grundlæggende eller forstadier til thalamus stammer sandsynligvis fra en fælles forfader til chordater og leddyr for omkring 550-600 millioner år siden [4] [5] .
Thalamus er placeret nær midten af hjernen og er en af strukturerne i thalamusregionen af diencephalon. Det ligger under storhjernens strukturer , men hæver sig over strukturerne i mellemhjernen. Stigende axoner , der udgår fra neuronerne i thalamus-kernerne, danner bundter af myelinerede nervefibre. Disse bundter af nervefibre projiceres rigeligt til forskellige områder af hjernebarken i alle retninger. Den mediale overflade af begge halvdele af thalamus er samtidig den øvre del af sidevæggen i den tredje ventrikel af hjernen. Den er forbundet med den tilsvarende mediale overflade af den modsatte halvdel af thalamus med en flad strimmel af hvidt stof . Dette bånd er et bundt af myeliniserede nervefibre og kaldes interthalamus fusion , eller mellemmasse af den tredje ventrikel, eller median commissur (median commissur) af thalamus.
thalamus kerner | |
---|---|
| |
| |
Kataloger | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Thalamus er en del af en mere generel struktur - et kompleks af neuronale kerner, bestående af fire dele: hypothalamus , epithalamus , subthalamus (tidligere også kaldet prethalamus, perithalamus, ventral thalamus eller hypothalamus) og selve thalamus, som tidligere blev kaldt ( ofte kaldet til afklaring og i nutiden) dorsal thalamus [6] .
Hjernestrukturer, der udvikler sig fra forskellige dele af den embryonale diencephalon omtrent samtidigt med den egentlige thalamus, omfatter epithalamus placeret over thalamus, bestående af hjernens snore , pinealkirtlen og tilstødende kerner, såvel som subthalamus placeret under thalamus, indeholdende den såkaldte ubestemte zone og thalamus retikulær kerne . På grund af deres oprindelse under ontogenese fra forskellige, omend tæt beliggende, dele af germinal diencephalon, er epithalamus og subthalamus normalt formelt adskilt fra den egentlige thalamus (dorsal thalamus) [6] .
Thalamus består af flere forskellige områder af grå substans. Disse områder er grupper af thalamiske kerner adskilt af områder med hvidt stof . Det hvide stof, der adskiller og omgiver individuelle thalamiske kerner og grupper af kerner, er et bundt af myelinerede nervefibre. Derudover skelnes der også specielle grupper af neuroner i thalamus, som adskiller sig i deres histologiske struktur og biokemiske sammensætning fra resten af thalamus, såsom den periventrikulære kerne , intralamellære kerner , den såkaldte begrænsede nucleus og andre [3 ] . Disse specielle kerner, som i deres histologiske struktur og biokemiske sammensætning adskiller sig fra resten af thalamuskernerne, er normalt grupperet i den såkaldte allothalamus , i modsætning til de "typiske" thalamuskerner, som er grupperet i den såkaldte isothalamus. [7] .
Thalamus kerner, baseret på egenskaberne af deres anatomiske og histologiske struktur og cytoarkitektonik, kan opdeles i seks grupper: forreste , mediale, laterale, retikulære, intralamellære kerner og midtlinjekerner. Et tyndt Y-formet lag af myeliniserede nervefibre, den såkaldte indre hjerneplade , afgrænser de forreste , mediane og laterale grupper af thalamuskernerne. Hos mennesker indeholder de forreste og mediane grupper af thalamuskernerne kun én stor kerne hver, kaldet henholdsvis de anteriore dorsale og mediale dorsale kerner af thalamus. I mellemtiden er den laterale gruppe af kerner i den menneskelige thalamus underopdelt i dorsale og ventrale niveauer. Det dorsale niveau af de laterale kerner i den menneskelige thalamus består af de laterale dorsale, laterale posteriore og pudekerner af thalamus . Det ventrale niveau af de laterale kerner i den menneskelige thalamus består igen af de ventrale anteriore, ventrale laterale, ventrale posterolaterale og ventrale posteriore mediale kerner [8] .
Den laterale gruppe af thalamuskernerne er dækket af endnu et tyndt lag myelinerede nervefibre - den såkaldte ydre hjerneplade . Mellem dette bundt af nervefibre og den indre kapsel er et tyndt lag af GABAerge neuroner, der danner den retikulære kerne . Gruppen af intralamellære kerner i thalamus , blandt hvilke den største er den såkaldte centrale mediankerne i thalamus , som navnet antyder, er placeret inde i den Y-formede indre hjerneplade [8] .
Endelig dækker den sidste gruppe af thalamuskerner, de såkaldte mediale kerner eller "midtlinjekerner", en del af den mediale overflade af begge halvdele af thalamus og støder op til den øvre laterale væg af den tredje ventrikel i hjernen. . Disse midtlinjekerner (mediale kerner) i hver af thalamus-halvdelene kan være forbundet med et tyndt og fladt gråt bundt af nervefibre, den såkaldte interthalamus-fusion. Sværhedsgraden af interthalamisk fusion varierer ikke kun i forskellige hvirveldyrarter, men selv i forskellige individer af den samme art (inklusive forskellige mennesker), op til dens fuldstændige fravær. Fraværet eller svagt udtryk af interthalamus fusion påvirker praktisk talt ikke funktionaliteten af thalamus og er ikke en patologi, men kun et anatomisk træk (samme som tilstedeværelsen af Percherons arterie ) [8] .
Selvom den anatomiske og histologiske opdeling af thalamuskernerne bestemt er nyttig, er deres funktionelle gruppering, baseret på typen af deres forbindelser med andre dele af hjernen og typen af information, der transmitteres gennem disse forbindelser og behandles af disse kerner, af større betydning for at forstå dens funktion. Fra dette synspunkt er primære sensoriske og motoriske relækerner, associative informationsrelækerner, diffuse projektionskerner og inhiberende, autoregulerende aktivitet af thalamus, den retikulære kerne, som i modsætning til resten af thalamuskernerne består af hæmmende GABAergic neuroner, er funktionelt adskilt blandt kernerne i thalamus og ikke fra excitatoriske glutamatergiske [8] .
Primære sensoriske og motoriske relækernerDe primære sensoriske og motoriske relækerner i thalamus transmitterer information gennem deres projektioner til visse områder af den sensoriske og motoriske cortex i hjernehalvdelene og modtager feedback fra disse områder. Denne feedback gør det muligt for den sensoriske og motoriske cortex i hjernehalvdelene at regulere aktiviteten af de tilsvarende thalamuskerner. På grund af tilstedeværelsen af et negativt feedback-system kan de sensoriske og motoriske områder af hjernebarken regulere intensiteten af det indkommende sensoriske signal modtaget af disse områder af cortex fra de tilsvarende kerner i thalamus. Derudover tillader det negative feedback-system, at hjernebarken regulerer funktionen af de tilsvarende filtre i thalamus, graden og arten af filtrering af det indkommende signal af thalamuskernerne, før det transmitteres til cortex [8] . Hver specifik primær sensorisk eller motorisk relækerne i thalamus modtager og behandler information fra kun ét specifikt sensorisk system eller fra én specifik del af det motoriske system. Så for eksempel modtager den laterale genikulære kerne af thalamus et visuelt signal fra synskanalen , udfører sin enkleste primære behandling, filtrerer det fra interferens og sender derefter det behandlede og filtrerede visuelle signal til den primære visuelle cortex placeret i occipital lap af hjernebarken [8] . Neuronerne i de primære sensoriske relækerner i thalamus for en række sensoriske organsystemer danner topografisk organiserede projektioner ind i visse områder af hjernebarken. For eksempel, for det auditive sensoriske system , er visse frekvenser af lydsignaler kortlagt af den tilsvarende kerne af thalamus til visse områder af den primære auditive cortex. Det samme gælder for de visuelle , somatosensoriske og viscerosensoriske systemer, som viser henholdsvis et miljøkort eller et kropsskema . En lignende topografisk organisation af projektioner ind i den motoriske cortex, der viser kropsskemaet , er vist af neuronerne i de primære motoriske relækerner i thalamus. Samtidig modtager nogle primære sensoriske og motoriske områder i hjernebarken information fra mere end én primær sensorisk eller motorisk kerne i thalamus [8] .
Associative Information Relay KernelsI modsætning til de primære sensoriske og motoriske relækerner i thalamus, som hver modtager ret simpel og "rå" (næsten ubearbejdet) information fra kun én kilde til sensorisk eller motorisk information og transmitterer den til områder af den primære sensoriske eller motoriske information. cortex, der er ret begrænset i størrelse. , de associative informationsrelækerner i thalamus modtager tidligere højt bearbejdet information fra mere end én kilde, forbinder en information med en anden og transmitterer den gennem deres projektioner til meget større områder af den associative cortex. For eksempel modtager den mediale dorsale nucleus af thalamus information samtidigt fra hypothalamus og fra amygdala, og er forbundet med bilaterale forbindelser med den præfrontale cortex , samt med visse områder af den præmotoriske og temporale cortex [8] .
Diffuse projektionskernerI modsætning til relækerner af begge typer (både primære sensoriske og motoriske relæer og associative informationsrelækerner), modtager diffuse projektionskerner mindre specifik indkommende information, men samtidig fra mange forskellige kilder. De udsender også (diffust) information langs deres forskellige opadgående projektioner til mange forskellige områder af hjernebarken og andre thalamuskerner og gennem nedadgående projektioner til mange forskellige subkortikale strukturer. En sådan diffus karakter af deres projektioner, udsendelsesdækningen af den information, der videresendes gennem disse fremskrivninger, samt uspecificiteten af den inputinformation, de modtager, antyder, at de diffuse projektionskerner spiller en vigtig rolle i reguleringen af det generelle niveau. af kortikal og subkortikal excitabilitet, bevidsthedsniveauet, aktivitets- og excitationsniveauet i centralnervesystemet , koncentration af opmærksomhed og i reguleringen af ændringen i søvn- og vågenhedstilstande. Faktisk fører ødelæggelsen eller beskadigelsen af disse kerner i milde tilfælde til nedsat koncentrationsevne, til døsighed og i mere alvorlige tilfælde til sløv søvn eller permanent koma . Omvendt fører degenerative prionændringer i dem, som observeres ved fatal familiær søvnløshed , til udviklingen af vedvarende kronisk, på grænsen af fuldstændig søvnløshed og i sidste ende til døden [8] .
Autoregulatorisk retikulær kerneDen thalamiske retikulære kerne er unik ved, at den, i modsætning til alle andre thalamuskerner, ikke indeholder excitatoriske glutamaterge , men tværtimod hæmmende GABAerge neuroner. Den retikulære kerne modtager input fra axonale grene , der forbinder andre thalamiske kerner med hjernebarken. Hver neuron i den retikulære kerne dirigerer derefter sin enkelt udgående axon til præcis kernen i thalamus, hvorfra den modtager input. Dette skema for forbindelse mellem neuronerne i den retikulære kerne og resten af thalamuskernerne antyder, at neuronerne i thalamus retikulære kerne konstant overvåger aktivitetsniveauet af andre thalamuskerner og indirekte de kortikale områder, der innerveres af dem, modtager kopier af den indgående og udgående information, der kommer fra disse thalamuskerner til cortex af store halvkugler og tilbage, og bruger derefter denne information til at regulere aktivitetsniveauet af de tilsvarende thalamuskerner [8] .
Thalamus er forbundet med hippocampus af mange bilaterale nerveforbindelser, der danner den såkaldte mastoid-thalamus-kanal eller mastoid-thalamus-kanal. Sammensætningen af mastoid-thalamus-vejen omfatter især mastoidlegemerne såvel som hjernens fornix [9] [10] .
Kortiko-thalamiske og thalamo-kortikale vejeThalamus er også forbundet med mange bilaterale (stigende og faldende) nerveforbindelser til forskellige områder af hjernebarken. Disse forbindelser danner en række kortikale-thalamus- og thalamo-corticale projektioner [11] . Disse bilaterale forbindelser danner lukkede ringformede (ofte ikke direkte, men med involvering af basalganglierne ) systemer med negativ feedback, kaldet thalamo-kortikale eller kortikale-thalamo-kortikale systemer [12] . Blandt de thalamo-kortikale systemer er interaktionen mellem thalamus og de parietale lobuler i hjernebarken, som danner de såkaldte thalamo-parietalfibre, af særlig betydning [13] .
Spinothalamic pathwayDe opadstigende nervebaner, der forbinder rygmarven med thalamus, danner spinothalamuskanalen eller spinothalamuskanalen. Det transmitterer sensorisk information om smerte, temperatur og taktile fornemmelser, samt følelsen af kløe fra rygmarven til thalamus [14] . Den spinothalamiske bane er opdelt i to dele: den laterale eller laterale eller dorsale spinothalamiske bane [15] , som formidler information om smerte og temperaturfornemmelser, og den forreste eller ventrale, spinothalamiske bane [16] , som formidler fornemmelser af grov berøring eller tryk, tryk [8] .
Til gengæld skelnes der i den laterale spinothalamiske pathway en evolutionært yngre neospinothalamic pathway og en ældre palæospinothalamic pathway. Den første består af et stort antal tynde nervefibre, der hurtigt leder smerte, og den anden indeholder et mindre antal tykkere og langsommere nervetråde. Den hurtigt ledende neospinothalamic vej spiller en stor rolle i at overføre en vellokaliseret fornemmelse af akut smerte til hjernen umiddelbart eller kort efter skade, vævsskade, og i kroppen at tage beskyttelsesforanstaltninger, såsom at trække hånden væk fra en varm genstand . Den langsommere ledende palæospinothalamiske vej transmitterer mindre lokaliseret, mere diffus, sløv, pressende eller klem, sjældnere brændende eller kedelig kronisk smerte og spiller en stor rolle i patogenesen af forskellige kroniske smertesyndromer [17] [18] .
Thalamostriate og thalamo-olivar kanalerThalamus interagerer også tæt med striatum og udveksler information med den gennem de såkaldte thalamostriatale fibre [19] . Med oliven danner thalamus den såkaldte thalamo-olivar pathway, som også er den centrale operculum pathway [20] .
Cerebellar-thalamo-cortical pathwayDen cerebellar-thalamo-kortikale vej forbinder de bagerste lapper af lillehjernen , via dentate nucleus og superior cerebellar peduncle , til de ventrale kerner i thalamus og derefter til den motoriske og præmotoriske cortex i hjernehalvdelene [21] .
Når man studerer thalamus' blodforsyning, er det bemærkelsesværdigt, at thalamus er mere intensivt forsynet med blod og har et mere udviklet netværk af kollateraler end nogle andre tætsiddende hjernestrukturer. Dette forklares både med betydningen af thalamus for hjernens funktion som helhed og med de høje metaboliske krav til denne struktur, som ikke er meget ringere end hjernebarkens metaboliske behov [22] .
Arterier af thalamusDer er stadig ingen almindeligt accepteret international anatomisk terminologi for thalamus-arterierne . En af de mest komplette og detaljerede beskrivelser af thalamus' arterielle netværk er diagrammet lavet af Benno Schlesinger tilbage i 1976 . Denne videnskabsmand foreslog at forenkle klassificeringen af thalamus arterier ved at opdele dem i to store grupper: paramedian (paramedian eller median) thalamus arterier, de er også de centrale thalamus arterier eller thalamo-penetrerende arterier og de circumferentielle eller circumflex (omgå) arterier i thalamus, de er også overfladiske arterier i thalamus [22] .
Schlesinger påpegede, at de thalamo-genikulære arterier tilhører en mellemsubtype mellem de to nævnte hovedtyper af thalamus-arterier. De afviger fra steder, der er typiske for udledningsstederne for cirkumfleksarterierne. Da disse arterier er korte i hele det subarachnoidale rum, ved bunden af hjernen, trænger disse arterier dybt ind i diencephalons væv i en vinkel, der er karakteristisk for de thalamo-penetrerende arterier [22] .
Paramediane arterier af thalamus ifølge SchlesingerSchlesinger tilskrev tuberothalamus og dybe interpedunkulære arterier til de vigtigste paramedian arterier i thalamus , såvel som en af grupperne af thalamus pude arterier , nemlig de posteriore pude arterier [22] . Alle disse arterier er grene af den posteriore cerebrale arterie eller den posteriore kommunikerende arterie [22] [23] .
De cirkumfleksiske arterier i thalamus ifølge SchlesingerSchlesinger tilskrev de forreste og bageste villøse arterier til de vigtigste repræsentanter for de cirkumfleksiske arterier i thalamus såvel som de nedre pudearterier og de såkaldte prætektale arterier , cingulothalamic , spleniothalamiske og laterale mesencefaliske arterier (laterale arterier i mellemhjernen) [22] .
VariantanatomiNogle mennesker har den såkaldte " arterie af Percheron " - en sjælden anatomisk variation, hvor en enkelt paramedian thalamusarterie afgår fra en af de to bageste cerebrale arterier, venstre eller højre, og leverer blod til de paramediane dele af begge halvdele af thalamus . Normalt afgår en arterie fra den venstre bageste cerebrale arterie og forsyner den paramediane del af venstre halvdel af thalamus, og fra højre en lignende arterie, der forsyner den paramediane del af højre halvdel [24] [22] .
Vener i thalamusVenerne i thalamus samler blod mættet med carbhæmoglobin og andre metaboliske produkter. Gennem disse vener svulmer det derefter ind i hjernens dybe venesystem [22] .
Den generelt accepterede internationale anatomiske klassifikation af venerne i thalamus mangler også stadig. For eksempel "Anatomi ifølge Pirogov. Atlas af menneskelig anatomi "fra 2011 (forfattere-kompilatorer V.V. Shilkin og V.I. Filimonov) af alle vener i thalamus nævner kun de største øvre vener i thalamus , og kun i form af en enkelt skematisk repræsentation i billedet på side 351. I I tabellen over cerebrale vener på side 347 er disse vener de eneste fra hele listen over cerebrale vener, der er angivet i den - markeret med en stjerne, hvilket indikerer, at udtrykket ikke er inkluderet i IAT (International Anatomical Classification) [25 ] .
En af de mest komplette og detaljerede beskrivelser af venerne i thalamus er Benno Schlesinger (1976). Han foreslog at gruppere alle venerne i thalamus fundet og beskrevet af ham i to store grupper - den centrale gruppe og den laterale eller laterale gruppe . Den laterale gruppe af vener i thalamus blev underopdelt i en mindre undergruppe af laterale superior vener med hensyn til antallet af vener inkluderet i den , og en større undergruppe af laterale inferior vener [22] .
Schlesinger viste, at funktionen af den venøse blodbane i thalamus ikke kan forstås, hvis kun venerne i den egentlige thalamus tages i betragtning. Det er også nødvendigt at overveje venerne i tilstødende anatomiske strukturer. Venøst blod fra nogle dele af thalamus strømmer også ind i de ekstrathalamus-vener. Drænzoner af forskellige vener overlapper delvist. Den ventrale bageste del af thalamus drænes, sammen med andre vener, også af venerne i den subthalamus-mesencephalic gruppe, som dræner tilstødende strukturer - den ubestemte zone , subthalamus , substantia nigra og rød kerne . Den øverste del af thalamus drænes sammen med andre vener også af epithalamusvenerne, som dræner epithalamus strukturer . De områder af thalamus, der støder op til væggen i den tredje ventrikel af hjernen, drænes sammen med andre vener af de marginale (grænse-) vener i den tredje ventrikel, som ligger direkte under dens ependyma [22] .
Central gruppe af vener i thalamus ifølge SchlesingerIfølge Schlesingers definition omfatter de centrale vener i thalamus vener, der dannes (oprinder) i dybden af det thalamus-kernekompleks og strømmer enten ind i en af de små vener i Galen eller ind i basalvenen (Rosenthals vene) [22] .
Schlesinger tilskrev følgende vener til den centrale gruppe af vener i thalamus:
Thalamiske pudevener, nemlig de nedre og mediane (eller mediale) thalamuspudevener , som deres navn antyder, opsamler blod fra thalamuspudekernerne. Den nedre thalamiske pudevene dræner ind i basalvenen. Medianvenen af thalamuspuden dræner ind i den indre cerebrale vene [22] .
Lateral gruppe af vener i thalamus ifølge SchlesingerIfølge Schlesingers definition omfatter den laterale gruppe af thalamus-vener vener, der dannes (oprinder) i den laterale region af thalamus, eller med andre ord, i thalamo-kapselregionen, det vil sige i den region af thalamus, der er støder op til den indre kapsel [22] . En undergruppe af thalamus laterale superior vener dræner ind i thalamostriatal vene superior . En delmængde af de laterale nedre vener i thalamus dræner ind i basalvenen (venen af Rosenthal) eller i en af dens interpedunkulære bifloder [22] .
Schlesinger tilskrev følgende vener til den laterale gruppe af vener i thalamus:
Thalamus udfører mange fysiologiske funktioner. Især har man tidligere troet, at thalamus blot er en central "relæ" eller relæstation, der blot transmitterer forskellige sensoriske og motoriske signaler (bortset fra signaler fra lugteorganerne) til hjernebarken. Nyere undersøgelser har vist, at thalamus funktioner er meget mere komplekse, forskelligartede og selektive. De er ikke begrænset til simpel videregivelse af information fra de underliggende subkortikale regioner og hjernestrukturer til hjernebarken. Thalamus udfører også noget af dets primære behandling og filtrering. Hver af kernerne i thalamus, som er specialiseret i den primære videregivelse af information fra sanseorganerne af en eller anden type til hjernebarken, modtager stærk feedback fra den tilsvarende zone af hjernebarken, som regulerer aktiviteten af denne kerne og graden af filtrering af den indkommende informationsstrøm af den [8] [26] [27] .
Nervebaner, der overfører information fra sansesystemer såsom syn, hørelse, smag, er arrangeret som følger: information fra sensoriske receptorer (hvad enten det er stænger og kegler i nethinden , smagsløg fra tungens papiller eller cochleære hårceller ) trænger ind i nervefibrene den tilsvarende nerve (visuel, auditiv eller smagsmæssig) først ind i kernen af denne nerve, placeret i et bestemt område af diencephalon . Informationen bliver derefter transmitteret langs fibrene i den tilsvarende nervebane til de strukturer, der er placeret i mellemhjernen og traditionelt kaldet "primære analysatorer af hjernestammen" for det tilsvarende system af sanseorganer. For eksempel for synssystemet er en sådan "primær stamanalysator" de superior colliculi af quadrigemina . Og for lydopfattelsessystemet, det vil sige for hørelsen, er en sådan "primær stamanalysator" den nederste colliculus af quadrigemina. Disse primære stamanalysatorer udfører den enkleste behandling og integration af sensorisk information, der kommer fra det tilsvarende sanseorgan. På næste trin kommer den behandlede sensoriske information fra den primære stamanalysator til den tilsvarende specialiserede kerne i thalamus. For synet er denne kerne den laterale genikulære krop, for hørelsen den mediale genikulære krop. Og for smagsfornemmelsen - den parvocellulære (småcellede) del af den ventrale postero-mediale kerne, nogle gange kaldet "thalamuss smagskerne." Disse kerner udfører mere kompleks behandling og filtrering af indkommende sensorisk information og transmitterer derefter den behandlede og filtrerede information til det tilsvarende primære område af den sensoriske cortex i hjernehalvdelene (visuel, auditiv osv.), såvel som til tilsvarende sekundære sensorisk-associative områder af cortex. Der er den endelige behandling og kendskab til de modtagne oplysninger [8] .
Forskellige kerner og regioner i thalamus udfører forskellige specifikke funktioner. Dette gælder især for mange sensoriske systemer, med undtagelse af det olfaktoriske system, såsom auditive , visuelle , somatosensoriske , viscerosensoriske systemer, smagsfornemmelsessystem . Hvert af disse systemer har sine egne specialiserede kerner af thalamus, som fungerer som en central relæ- eller relæstation for dette særlige system. Isolerede lokale læsioner af disse kerner i thalamus forårsager specifikke neurosensoriske forstyrrelser eller mangler i systemet for perception af information fra de tilsvarende sanseorganer [8] .
Så for eksempel, for det visuelle system, overføres al indkommende information fra nethinden gennem de superior colliculi af quadrigemina til den laterale genikulære krop , og allerede sender den til gengæld denne information, efter dens primære behandling, til den visuelle cortex i occipitallapperne i hjernebarkens hjerne. Ligeledes er den mediale genikulære krop den centrale relæ- eller relæstation for al lyd (auditiv) information. Denne kerne transmitterer al den auditive og lydinformation, der kommer fra de nedre colliculi af quadrigemina, efter dens primære behandling, til den primære auditive cortex. Til gengæld er den ventrale posteriore kerne af thalamus det centrale relæ for al somatosensorisk , taktil , proprioceptiv og nociceptiv ( smerte ) information, der kommer fra rygmarven, og leder den til den primære somatosensoriske cortex. Den parvocellulære del af den ventrale postero-mediale kerne er et lignende centralt relæ for al smagsinformation [8] .
Thalamus spiller en vigtig rolle i reguleringen af bevidsthedsniveauet, det generelle niveau af CNS excitation , i reguleringen af koncentrationen af opmærksomhed, ændringen i søvn- og vågenhedstilstande [28] . Thalamus kerner har mange stærke bilaterale gensidige forbindelser med hjernebarken. Disse forbindelser danner cirkulært lukkede thalamo-cortical-thalamic og cortico-thalamo-corticale kredsløb, som menes at være forbundet med reguleringen af bevidsthedsniveauet, niveauet af CNS excitation , koncentration af opmærksomhed, ændringer i søvn og vågenhed. Skader på thalamus kan føre til sløv søvn eller permanent (permanent) koma eller omvendt vedvarende søvnløshed [8] .
Ud over at overføre sensorisk, somatosensorisk, viscerosensorisk og motorisk information til hjernebarken, spiller thalamus en vigtig rolle i integrationen af arbejdet og opretholdelsen af det motoriske system og sprog- og talesystemets funktion . De fleste af de thalamus-neurokredsløb involveret i reguleringen af disse komplekse systemer involverer ikke én, men flere thalamuskerner eller grupper af kerner [8] .
Thalamus er involveret i en række neurale informationskredsløb, der er nødvendige for at kontrollere det motoriske subsystem, og fungerer som et centralt subkortikalt center til regulering af bevægelser, idet det er et "højere ordens" subkortikalt motorcenter i forhold til cerebellum og basalganglier [29] . Takket være undersøgelser af anatomien i primaternes hjerne [30] var det muligt at belyse arten af de talrige forhold mellem thalamus -kernerne og cerebellum , de basale kerner og den motoriske cortex. Dette gjorde det muligt at foreslå, at thalamus fungerer som et centralt center for kommunikation og transmission af motorisk information gennem specialiserede kanaler fra basalganglierne og lillehjernen til den motoriske cortex [31] [32] . Hos aber ( makaker ) er det blevet vist, at kernerne i thalamus er involveret i implementeringen af anti -sakkade øjenbevægelser [33] [34] [35] .
Thalamus's rolle i reguleringen af funktionerne af de underliggende og mere anteriort placerede strukturer af basalganglia -systemet , især de nigrostriatale og strio-pallidar-systemer, der er involveret i motoriske handlinger, er, selvom de er almindeligt anerkendte, stadig relativt dårligt forstået. Thalamus rolle i reguleringen af vestibulær funktion (funktionen til at opretholde kropsbalance) og funktionerne for orientering af quadrigemina er ofte undervurderet eller ignoreret, og er også stadig dårligt forstået [8] .
De forreste kerner af thalamus er tæt funktionelt beslægtet med hippocampus og strukturer i det limbiske system [36] og betragtes ofte som en integreret del af det udvidede hippocampus og limbiske system [37] . I dette system er hippocampus involveret i implementeringen af hukommelsesfunktioner : hukommelse, lagring og efterfølgende gengivelse af information om en bestemt begivenhed, herunder dens binding til rum, tid og tilhørende lugte, lyde, visuelle billeder, smag og andre sansefornemmelser , samt om de følelser , der fulgte med begivenheden og om dens følelsesmæssige evaluering efter kendsgerningen. Det limbiske system (især amygdala (amygdala) ) giver hippocampus til efterfølgende memorering den følelsesmæssige vurdering af den begivenhed, den danner, både positiv eller negativ, både under selve begivenheden og efter. De forreste kerner af thalamus giver hippocampus integreret, multimodal sensorisk og motorisk information om begivenheden (om de visuelle billeder, lyde, smag, somatosensoriske og andre fornemmelser, der ledsagede denne begivenhed, i forhold til tid og sted i rummet) til senere udenadslære. Samspillet mellem disse tre strukturer - de forreste kerner i thalamus, de følelsesmæssige centre i det limbiske system og hukommelsessystemet i hippocampus - spiller således en afgørende rolle i dannelsen af en holistisk hukommelse af billedet af en begivenhed. Dette inkluderer alle rumlige og tidsmæssige attributter (mærker), lyde, billeder og andre sansefornemmelser, der ledsager begivenheden, såvel som dens følelsesmæssige evaluering. Tæt funktionelle forbindelser af de forreste kerner af thalamus med hippocampus og strukturer i det limbiske system spiller en nøglerolle i dannelsen af både menneskelig episodisk hukommelse og begivenhedshukommelse hos gnavere og andre pattedyr [38] [39] .
Der er en hypotese om, at forbindelserne mellem visse områder af thalamus og visse områder af den mesiotemporale del (den midterste del af tindingelappen) af hjernebarken spiller en vigtig rolle i at differentiere funktionen af hukommelsen af passive erindringer og hukommelsen. at genkende kendte steder, genstande osv., som hos mennesker og hos andre pattedyr [9] .
Thalamus er opdelt i en evolutionært ældre del, den såkaldte paleothalamus [40] , og en evolutionært yngre del, neothalamus [41] .
Mens den generelle evolutionært-konservative plan for thalamusstrukturen opretholdes, er de specifikke detaljer i strukturen, graden af kompleksitet, det samlede antal kerner og funktionaliteten af thalamus meget forskellige i forskellige arter af chordater, der står i forskellige trin af den evolutionære stigen.
Thalamus i cyclostomes er ret godt skelnelig; de dorsale og ventrale dele er synlige i den ("dorsal thalamus" eller den egentlige thalamus og "ventrale thalamus" eller subthalamus). Men i begge dele af thalamus har cyclostomer kun nogle få kerner. Hos benfisk er thalamus allerede mere kompleks, den har flere veldifferentierede nukleare grupper, den har flere forbindelser med andre områder af fiskehjernen. De fleste af kernerne i thalamus af teleosts er involveret i behandlingen af somatosensorisk og visuel information, deres projektioner er diffuse, dårligt topografisk lokaliseret. Hos padder er thalamus, især dens evolutionært yngre dorsaldel ("thalamus proper"), allerede meget større end hos fisk. Den cellulære sammensætning af forskellige grupper af kerner i thalamus hos padder adskiller sig mere end hos fisk, men er mindre differentieret end hos krybdyr . De fleste af neuronerne i thalamus hos padder er involveret i behandlingen af visuel information, mens en mindre del er involveret i somatisk, auditiv eller vestibulær information [3] .
I thalamus af krybdyr kan grupper af kerner, der er tydeligt homologe med kernerne i pattedyr-thalamus, findes med en typisk histologisk struktur for disse grupper af kerner og et typisk mønster af forbindelser med andre dele af hjernen. I de mest undersøgte modelarter af krybdyr kan der skelnes mellem 9 kerner i den dorsale thalamus og 7 kerner i den ventrale thalamus (subthalamus). Indgående og udgående forbindelser af thalamus med andre dele af hjernen hos krybdyr er organiseret meget mere kompliceret end hos fisk og padder. De laterale kerner af krybdyrthalamus modtager input fra retinotalamiske kanalen (det vil sige fra retinale fibre). De centromediale kerner af krybdyrthalamus er involveret i bearbejdning og integration af visuel og somatosensorisk information, mens de ventrocaudale kerner er involveret i bearbejdning og integration af visuel og auditiv information. Det vil sige, at begge er engageret i multisensorisk integration og association, hvilket ikke er karakteristisk for thalamus hos fisk. Fuglenes thalamus er ikke meget mere kompliceret end thalamusen hos krybdyr. Strukturen af thalamus hos fugle, antallet og funktionelle opdeling af dens kerner i dem svarer generelt til dem hos krybdyr [3] .
Thalamus når sin største udvikling hos pattedyr . Hos rovdyr er den mere udviklet end hos gnavere eller planteædere, og den når sin største udvikling hos højere primater og især hos mennesker . Det er hos pattedyr, at den dorsale thalamus ("den egentlige thalamus") er blevet den vigtigste relæ-relæstation, det vigtigste kommunikationscenter mellem de underliggende hjerneregioner og neocortex, forbindelsen gennem hvilken al sensorisk, viscerosensorisk , somatosensorisk og motorisk information passerer og associeres, filtreres og behandles. , med undtagelse af information fra lugteorganerne. Det er hos pattedyr, at der er dannet mange bilaterale forbindelser af thalamus med neocortex, lukket efter princippet om en ring, det vil sige thalamo-cortical-thalamus og cortical-thalamo-corticale systemer. De såkaldte associative kerner af en højere orden (eller associative kerner på det øverste niveau), der optager den dorsale del af thalamus, udviklede sig mest intensivt i løbet af evolutionen hos pattedyr. Disse kerner modtager et mindre antal indkommende nervefibre end de associative kerner af lavere orden, men de er tættere forbundet med de associative områder af cortex. Det er kernerne på øverste niveau, der er involveret i dannelsen af thalamo-kortikale associative systemer, der når den største udvikling hos højere primater og mennesker. Arbejdet med disse kerner, sammen med arbejdet i den nye cortex, er forbundet med fremkomsten af sindets og selvbevidsthedens rudimenter hos primater [3] .
Som allerede nævnt blev der i leddeldyrs centrale ganglion eller hjerne fundet en struktur, der er homolog med thalamus i hjernen af chordates, både hvad angår ligheden mellem embryonale udviklingsprocesser og mønstre af genekspression , og i form af lighed af den anatomiske placering i hjernen, og set ud fra ligheden mellem de udførte fysiologiske funktioner (indsamling af information og videregivelse af forskellige sanseveje til mere forreste dele af hjernen eller central ganglion) - den såkaldte "laterale tilbehørslapper" ( engelsk lateral accessory lobes , LAL ) [4] [5] .
Opdagelsen af denne homologi mellem chordate thalamus og leddyr LAL efterlader to muligheder for videnskabsmænd til at forklare det. Den første hypotese er, at i det mindste rudimentære, primitive hjernestrukturer som thalamus i chordates og LAL leddyr allerede eksisterede i den hypotetiske sidste fælles forfader til chordater og leddyr, de såkaldte " urbilateria ". Og blev arvet af disse to grene af det evolutionære træ fra denne hypotetiske sidste fælles forfader. Og videreudviklet allerede selvstændigt. I dette tilfælde kan vi tale om den sande homologi af disse strukturer. Ifølge denne teori går oprindelsen af den rudimentære thalamus i en fælles forfader af kordater og leddyr tilbage til 550-600 millioner år siden, hvor denne hypotetiske sidste fælles forfader angiveligt levede [4] [5] .
Den anden hypotese er, at den sidste fælles forfader til chordater og leddyr - urbilateria - ikke havde disse hjernestrukturer, selv i deres mest primitive form . Ifølge denne hypotese opstod chordate thalamus og leddyr LAL i begge grene af det evolutionære træ parallelt og helt uafhængigt, og blev ikke arvet fra den sidste fælles forfader. Dette kan for eksempel forklares ved parallel eller konvergent evolution . Ifølge denne antagelse førte lignende livsbetingelser for tidlige marine chordater og tidlige marine leddyr (krebsdyr) og lignende pres fra evolutionær selektion på begge til den uafhængige optræden i hjernen af begge disse lignende strukturer, der løser lignende problemer - i chordates - thalamus og hos leddyr - LAL . I dette tilfælde taler vi ikke om ægte homologi, men om homoplasi . Den evolutionære alder af thalamus er ifølge denne teori noget mindre og svarer til tidspunktet for fremkomsten af de egentlige chordater [5] .
Blandt videnskabsmænd er der tilhængere af begge synspunkter om den evolutionære historie af thalamus af chordates og LAL af leddyr og om årsagerne til deres lighed. Men selvom chordater og leddyr udviklede lignende hjernestrukturer - i førstnævnte thalamus, og i sidstnævnte LAL - helt uafhængigt, så burde deres sidste fælles forfader allerede have haft det såkaldte " embryonale potentiale " for at dets efterkommere, der dannede forskellige grene af de evolutionære træer, kunne selvstændigt udvikle lignende strukturer. Embryonalt potentiale er tilstedeværelsen i genomet af et levende væsen af gener, der oprindeligt kunne udføre nogle andre funktioner, men senere, i evolutionsprocessen, blev efterspurgt ("rekrutteret") af efterkommerne af dette levende væsen til at danne nogle nye anatomiske strukturer embryogeneseunder Derudover indebærer embryonal potentiale også fleksibiliteten af programmet for embryogenese, der allerede eksisterer i dette levende væsen-forfader, dets kompatibilitet med en sådan udvidelse i efterkommere, uden at bryde andre stadier af embryogenese. I dette tilfælde taler vi om, at den hypotetiske sidste fælles forfader til chordater og leddyr - urbilateria - allerede burde have haft gener, der nu styrer hjernesegmentering og embryonal udvikling af thalamus rudimenterne i chordates og LAL rudimenterne hos leddyr. De samme gener, som videnskabsmænd har identificeret som homologe i chordater og leddyr og, baseret på opdagelsen af hvilke, har foreslået homologien af chordate thalamus og leddyr LAL og deres fælles evolutionære historie. Det molekylære ur for disse gener fører igen til et estimat af tidspunktet for forekomst i den sidste fælles forfader af chordater og leddyr af det embryonale potentiale for den efterfølgende uafhængige udvikling af thalamus i chordater og LAL i leddyr ved 550-600 Ma [4] [5] .
Det germinale thalamus-kompleks består af subthalamus (ventrale thalamus), den mid-diencephalic organiser (som senere, under den embryonale udvikling af thalamus, danner den såkaldte begrænsede intrathalamus bælte ), og den egentlige thalamus (dorsal thalamus) [42 ] [43] . Processen med embryonal udvikling af thalamus er opdelt i tre hovedstadier: dannelsen af de primære domæner af thalamus, dannelsen af den mellemste diencephalic organisator, og den efterfølgende modning af thalamus med dannelsen af dens nukleare og zonemæssige organisation [ 44] .
Thalamus er den største hjernestruktur, der stammer fra germinal diencephalon, placeret mellem de underliggende strukturer i mellemhjernen og de overliggende strukturer i storhjernen, især hjernebarken [44] .
I det menneskelige embryo, allerede på Carnegie-stadiet 9 , det vil sige selv før færdiggørelsen af neurulation og dannelsen af det primære neuralrør , selv på stadiet med indadbøjning af enderne af den primære neuralplade , bliver individuelle neuromerer skelnelige i den, inklusive den mest rostrale (mest anteriort beliggende) prosomer P , rudimentet for den fremtidige forhjerne . Senere bliver dette rudiment den forreste primære hjerneblære . Denne primære hjernevesikel deler sig derefter i to sekundære hjernevesikler, telencephalon og diencephalon . Lidt senere dannes to sekundære prosomerer, D1 og D2, i embryoets udviklende diencephalon [45] [46] . Fra D2-prosomeren udvikles faktisk thalamus såvel som epithalamus og subthalamus yderligere, mens hypothalamus udvikler sig fra D1-prosomeren [47] .
Data opnået fra undersøgelse af processerne for embryonal hjerneudvikling i forskellige modelhvirveldyrorganismer giver os mulighed for at antage, at interaktionen mellem to familier af transkriptionsfaktorer , Fez-lignende proteiner FEZ1 og Fez2 og Otx, er afgørende for den korrekte udvikling af det embryonale thalamiske kompleks -lignende proteiner Otx1 og OTX2 . Fez-lignende transkriptionsfaktorer FEZF1 og FEZF2 udtrykkes selektivt under embryonal hjerneudvikling af celler i subthalamus-regionen, og funktionelle eksperimenter med den tilsvarende gen-knockout viser, at ekspressionen af Fez-lignende proteiner FEZF1 og FEZF2 er nødvendig for korrekt udvikling af subthalamus [48] [49] . Bag subthalamus, der udvikler sig under indflydelse af Fez-lignende proteiner FEZF1 og FEZF2, støder regionerne for ekspression af Otx1- og OTX2-proteiner til og hviler mod ekspressionsregionen af Fez-lignende proteiner FEZF1 og FEZF2 (det vil sige den fremtidige subthalamus). Disse to proteiner, Otx1 og OTX2, er nødvendige for korrekt udvikling af thalamus [50] [51] .
Under tidlig embryonal udvikling af thalamus dannes to af dens primære domæner, det caudale domæne (det såkaldte TH-C domæne) og det rostrale domæne (det såkaldte TH-R domæne). Det caudale domæne af den embryonale thalamus tjener som kilden til progenitorceller til udviklingen af alle glutamaterge neuroner i den voksne chordate thalamus, mens det rostrale domæne af den embryonale thalamus tjener som kilden til progenitorceller til udviklingen af alle GABAerge neuroner den voksne chordate thalamus [52] .
I krydset mellem ekspressionsdomænerne af transkriptionsfaktorfamilierne af Fez-lignende proteiner FEZF1 og FEZF2 på den ene side og Otx1 og OTX2 på den anden side, det vil sige på grænsen mellem den fremtidige subthalamus og den fremtidige thalamus, den såkaldte mid-diencephalic organiserende struktur dannes i det embryonale thalamiske kompleks, eller mid-diencephalic organisator. Den mid-diencephaliske organisator er hovedarrangøren af hele den efterfølgende proces med embryonal udvikling af thalamus og subthalamus, der udsender de intercellulære signaler, der er nødvendige for den korrekte differentiering af cellerne i kernerne i thalamus og subthalamus . Fraværet af den middiencefaliske organisator resulterer i fravær af thalamus, og ofte også subthalamus, i den udviklende føtale hjerne. Middiencephalic-organisatoren modnes selv under den embryonale udvikling af thalamuskomplekset i retning fra dets mere ventrale dele, som modnes tidligere, til de mere dorsale, som modnes senere. Proteiner, der tilhører SHH- og Wnt- familierne , er de vigtigste regulatoriske og differentieringssignaler, der udsendes af den middiencefaliske organisator [44] .
Ud over sin funktion som en organisator, der styrer hele processen med yderligere embryonal udvikling af thalamus og subthalamus, modnes den mellemste diencephalic organizer efterfølgende til en særlig histologisk struktur i thalamus, den såkaldte begrænsede intrathalamus zone [44] .
Umiddelbart efter dens dannelse begynder den mellemste diencefaliske arrangør at spille rollen som hovedarrangør af hele den videre proces med den embryonale udvikling af thalamus og subthalamus. Det udfører denne rolle ved at frigive sådanne signalmolekyler som SHH og Wnt [53] . Hos mus og andre pattedyr var det ikke muligt direkte at belyse den funktionelle rolle af SHH -proteinsignalmolekyler udskilt af den mellemste diencefaliske arrangør i styringen af processen med yderligere embryonal udvikling af thalamus og subthalamus. Årsagen er, at en kunstigt indført genetisk mutation , som fører til fravær af et funktionelt SHH -protein , fører til fuldstændigt fravær i det udviklende embryo af rudimenterne af ikke kun thalamuskomplekset, men hele diencephalon [54] .
Ikke desto mindre har undersøgelser af udvikling af kyllingeembryoner vist , at ekspressionen af SHH -signalproteinet af den mellemste diencephalic organisator er både en nødvendig og en tilstrækkelig betingelse for den efterfølgende induktion af ekspressionen af gener, der kontrollerer differentieringen af thalamus- og subthalamusceller, og derfor for deres rette udvikling [55] . Undersøgelser i en anden modelorganisme , zebrafisken , har vist, at ekspressionen af to gener fra SHH -familien , den såkaldte SHH-a og SHH-b (tidligere også kendt som twhh), definerer grænserne for den middiencephalic organiseringszone, og at SHH -signalmolekyler er nødvendige og er tilstrækkelige til den indledende induktion af molekylær differentiering af cellerne i den fremtidige thalamus og subthalamus, men er ikke nødvendige for deres videre vedligeholdelse og modning. Derudover har undersøgelser i zebrafisk vist, at SHH -signalmolekyler fra middiencephalic- organisatoren er nødvendige og tilstrækkelige til at inducere yderligere differentiering og modning af både thalamus og subthalamus. Samtidig er SHH- signalerne, der kommer fra hjerneregionerne mere ventralt til den udviklende thalamus og subthalamus, ikke af stor betydning for udviklingen af disse strukturer, og fraværet af ventralt udgående SHH- signaler fører ikke til nedsat udvikling af thalamus. og/eller subthalamus, i modsætning til SHH der kommer fra den mid-diencefaliske organisator [56] .
Eksponering for ekspressionsgradienten af SHH -proteinet produceret af den middiencefaliske organisator fører til differentiering af neuroner i den fremtidige thalamus og subthalamus. Ekspressionsgradienten af SHH -proteinet produceret af den mellemste diencefaliske organisator forårsager dannelsen af en ekspressionsgradientbølge af det proneurale gen neurogenin-1- protein , der formerer sig i retningen fra bagsiden til den anteriore, i hoveddomænet (caudal) af thalamusknop og samtidigt - dannelsen af en ekspressionsgradientbølge af ASCL1 -proteinet (tidligere kendt som Mash1) i det resterende smalle bånd af rostral thalamusknopceller umiddelbart ved siden af den middiencephaliske organisator (dvs. i det rostrale domæne af thalamusknoppen) ) og i subthalamus [57] [58] .
Dannelsen af disse specifikke zonegradienter af ekspression af visse proneurale proteiner fører til yderligere differentiering af glutamaterge "relæ-relæ" neuroner fra progenitorceller lokaliseret i det kaudale domæne af thalamus rudiment indeholdende neurogenin-1 proteinet, og til differentiering af GABAergic inhiberende neuroner fra dem, der er lokaliseret i det rostrale domæne, thalamus knop umiddelbart ved siden af den middiencephalic organisator og i subthalamus af progenitorceller, der indeholder ASCL1 -proteinet . Hos zebrafisk styres valget af en af disse to alternative differentieringsveje for hver specifik progenitorcelle i en eller anden zone af det rudimentære thalamiske kompleks af den dynamiske ekspression af Her6-proteinet, som er en homolog af det humane HES1 -protein . Ekspression af denne transkriptionsfaktor, som tilhører bHLH -familien af "hårede" proteiner , fører til undertrykkelse af ekspressionen af neurogenin-1-genet, men er nødvendig for at opretholde og øge ekspressionen af ASCL1 -proteinet . I processen med yderligere embryonal udvikling af thalamusknoppen forsvinder ekspressionen af Her6-proteinet og følgelig den tilhørende undertrykkelse af ekspressionen af neurogenin-1-proteinet og stigningen i ekspressionen af ASCL1 -proteinet gradvist i det kaudale domæne af thalamusknoppen, mens den er i subthalamus og i en smal stribe af rostraalt placerede thalamusceller, der støder op til den mellemste diencephalic-organisator, ekspressionen af Her6-proteinet og følgelig undertrykkelsen af ekspressionen af neurogenin-1-proteinet og stigningen i udtrykket af ASCL1 stiger. Dette gør den kaudal-rostrale gradient af neurogenin-1/ ASCL1-ekspression mere udtalt, domænegrænserne mere tydelige og bidrager til færdiggørelsen af modning og differentiering af thalamiske og subthalamiske celler. Undersøgelser i udvikling af kyllinge- og museembryoner har vist, at blokering af SHH - proteinets signalvej i denne periode med embryonal udvikling fører til fuldstændig fravær af det rostrale domæne af thalamusknoppen og til et signifikant fald i størrelsen af det kaudale domæne af thalamus knop. Det rostrale domæne af thalamusknoppen giver anledning til GABAerge hæmmende neuroner i thalamus, der hovedsageligt er placeret i den retikulære kerne af thalamus hos voksne dyr, mens det caudale domæne af thalamusknoppen giver anledning til glutamaterge "relæ-relæ" neuroner, der laver op i hovedparten af thalamus-cellerne. Efterfølgende sker differentiering af disse neuroner med dannelsen af individuelle thalamiske kerner og grupper af kerner [44] .
Det er blevet vist, at hos mennesker er en almindelig genetisk variation i promotorregionen af serotonin transporter protein (SERT) genet, nemlig besiddelsen af en lang (SERT-lang) eller kort (SERT-kort) allel af dette gen ( 5 - HTTLPR-genet ), påvirker hvordan på embryonal og efterfølgende (postembryonisk) udvikling og modning af visse områder af thalamus og på deres endelige størrelse hos voksne. Mennesker, der har to "korte" alleler af 5-HTTLPR-genet (SERT-ss) har flere neuroner i thalamus -pudekernerne og en større størrelse af disse kerner, og muligvis flere neuroner og en større størrelse af thalamuslimbiske kerner (kerner) , opretholdelse af kontakt med de følelsesmæssige centre i det limbiske system ), sammenlignet med heterozygoter for dette gen eller ejere af to "lange" alleler af 5-HTTLPR-genet . Stigningen i størrelsen af disse thalamiske strukturer hos sådanne mennesker foreslås som en del af en anatomisk forklaring på, hvorfor mennesker, der har to "korte" alleler af 5-HTTLPR- genet , er flere end mennesker, der er heterozygote for dette gen, eller som har to "lange" alleler. 5-HTTLPR-genet disponeret for sådanne psykiske lidelser som svær depressiv lidelse , posttraumatisk stresslidelse (PTSD) såvel som selvmordstendenser og -forsøg [59] .
Beskadigelse af nogle kerner i thalamus, for eksempel som følge af en cerebrovaskulær ulykke (iskæmisk eller hæmoragisk slagtilfælde ), eller som følge af metastasering af en ondartet tumor til thalamus, kan føre til udvikling af den såkaldte " Dejerine- Roussy syndrom ", eller thalamus smertesyndrom, thalamus kausalgi syndrom - et syndrom karakteriseret ved ekstremt intense, ikke-lokaliserede eller dårligt lokaliserede fornemmelser af brændende eller brændende smerte (deraf i virkeligheden navnet "thalamisk kausalgi", fra "ætsende" - brændende) i den ene eller begge sider af kroppen, samt humørsvingninger eller depression [60] . Dette syndrom er opkaldt efter de franske neurologer Dejerine og Roussy, som først beskrev det i 1906 under navnet " thalamisk syndrom " ( fransk: le syndrom talamique ) [60] [61] .
Imidlertid omtales thalamus syndrom nu ofte ikke kun som thalamus smertesyndrom, som i den oprindelige definition af Dejerine og Roussy, men alle kliniske syndromer forbundet med læsioner i thalamus. Så især ensidig eller oftere bilateral iskæmi i området, der forsynes af den paramediane arterie, kan forårsage alvorlige problemer med reguleringen af motoriske, oculomotoriske og talefunktioner, op til udviklingen af ataksi eller akinetisk mutisme (stumhed og immobilitet) , eller blik lammelse [62] . Thalamokortikal dysrytmi kan forårsage forstyrrelser i søvn-vågen-cyklussen, såvel som en række andre lidelser, afhængigt af arten af de thalamokortikale kredsløb, der er påvirket af dysrytmien [63] . Okklusion af Percheron-arterien kan føre til bilateral thalamisk infarkt [64] .
Korsakovs syndrom (retrograd amnesi syndrom) er forbundet med beskadigelse eller dysfunktion af thalamus-hippocampus-forbindelserne, især mastoid-thalamus-kanalen, mastoidlegemerne eller selve thalamus, og det kaldes endda nogle gange "thalamus amnesi" eller "thalamus demens " [9] .
Fatal familiær søvnløshed er en sjælden arvelig prionsygdom, hvor progressive degenerative ændringer forekommer i neuronerne i thalamus. Som et resultat mister patienten gradvist evnen til at sove og går til sidst over i en tilstand af fuldstændig søvnløshed , som uundgåeligt fører til døden [65] . Tværtimod kan beskadigelse af thalamus som følge af traumer, neuroinfektion, iskæmisk eller hæmoragisk slagtilfælde eller tumorskade føre til sløv søvn eller koma [8] .
Attention Deficit Hyperactivity Disorder er forbundet med den naturlige, fysiologiske aldersrelaterede funktionelle umodenhed af thalamus hos børn generelt og med en patologisk forsinkelse i modningen af thalamus hos børn med ADHD sammenlignet med kontrolgruppen af raske børn, især [66] . Ved Kleine-Levins syndrom bemærkes hyperaktivitet af visse thalamiske kerner på fMRI . Denne kendsgerning er blevet foreslået brugt til at lette diagnosen af dette sjældne syndrom og som en af måderne at nærme sig forståelsen af neurobiologien af dette syndrom [67] . Med narkolepsi , som er forbundet med funktionel insufficiens af hjernens orexinerge system (for eksempel på grund af autoimmun ødelæggelse af de orexinerge neuroner i hypothalamus), er der en dysregulering af aktiviteten af de følelsesmæssige centre i det limbiske system og belønningssystem , især de forreste kerner af thalamus , amygdala (amygdala) , nucleus accumbens , hippocampus , ventral region tegmentum og nogle andre områder af mellemhjernen , såvel som den præfrontale og temporale cortex [68] [69] .
I nogle sygdomme i centralnervesystemet , især ved Parkinsons sygdom , essentiel tremor , thalamus smertesyndrom, kirurgiske indgreb på thalamus er nogle gange tyet til, nemlig thalamotomi eller implantation af en thalamus stimulator [70] [71] [72 ] . Men da disse indgreb er invasive og irreversible (især i tilfælde af thalamotomi), er de normalt reserveret til brug hos patienter med alvorlige, invaliderende former for disse sygdomme, som er resistente over for standardbehandling [63] . Thalamisk stimulator kan også være effektiv til at eliminere eller reducere refraktær neuropatisk smerte , især smerter , der ikke er forbundet med thalamisk syndrom. Dette blev først vist tilbage i 1977 [73] . Thalamisk stimulator er også effektiv til behandling af resistent epilepsi [74] , resistente former for Tourettes syndrom [75] .
Mulige bivirkninger af thalamotomi eller implantation af en thalamus-stimulator omfatter især afasi og andre taleforstyrrelser [71] , depression og kognitiv svækkelse [70] , infektion under operation, blødning , hjerneblødning , iskæmisk slagtilfælde [63] .
Tematiske steder | |
---|---|
Ordbøger og encyklopædier | |
I bibliografiske kataloger |
|
Thalamus , en del af diencephalon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
arterier |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wien |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kerner |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sygdomme |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kirurgiske indgreb |
Menneskelig diencephalon anatomi _ | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Epithalamus |
| ||||||||||||||
thalamus |
| ||||||||||||||
Hypothalamus |
| ||||||||||||||
Subthalamus |
|