Базальные ганглии головного мозга

В анатомии головного мозга базальные ядра (ганглии) относятся к передним мозговым отделам. Ганглии находятся ниже коркового слоя. Базальные структуры играют ведущую роль в организации процесса произвольного движения, начиная от замысла и заканчивая точным исполнением. В задачи подкорковых ядер входит регуляция тонуса мышц, задействованных в процессе совершения двигательного акта, разработка и реализация двигательной программы.

Определение и строение

Подкорковые ядра, известные так же как базальные ганглии, представляют собой скопление серого вещества, расположенного под корковыми структурами. Ядра находятся в глубине белого вещества в пределах больших полушарий в составе головного мозга вблизи боковых желудочков, включают в себя полосатое и миндалевидное тело. Между ядрами пролегают капсулы, сформированные проекционными путями. Полосатое тело находится под корковым слоем, состоит из структур:

1. Хвостатое ядро. Находится снизу бокового желудочка, немного выше и сбоку от таламуса. Хвостатое ядро состоит из головки (латеральная стенка переднего желудочкового рога), тела (пролегает на дне желудочка) и хвоста (поднимается к верхней стенке затылочного желудочкового рога). С медиальной (ближе к срединной плоскости) стороны хвост приближен к таламусу, от которого отделяется тонкой полоской, состоящей из белого вещества.
2. Чечевицеобразное ядро. Анатомическое строение предполагает наличие в пределах этой мозговой структуры бледного шара и скорлупы. Находится рядом с таламусом и сбоку относительно хвостатого ядра. Сбоку от чечевицеобразного ядра, ближе к краю головного мозга относительно срединной плоскости располагается наружная капсула, с другого края, ближе к срединной плоскости лежит внутренняя капсула. Внутренняя капсула служит границей между чечевицеобразным и хвостатым ядрами. Горизонтальный срез чечевицеобразного ядра представлен в виде клина.
3. Ограда. Представлена пластинкой, состоящей из серого вещества, толщина которой не превышает 2 мм. Располагается кнаружи от чечевицеобразного отдела.

Свое название полосатое получило из-за вида на срезе мозга, который представлен чередующимися белыми и серыми полосками. Полосатое состоит из группы ядер, которые выполняют задачи двигательных центров. Прослойки, состоящие из белого вещества, разделяют чечевицеобразную структуру головного мозга на два бледных шара (медиальный, латеральный) и скорлупу.

Миндалевидное тело пролегает в области височной доли в толще белого вещества, является частью полосатого, взаимодействует с обонятельным мозгом, образуя единую структуру, дополняет лимбическую систему, ответственную за функции эмоций и памяти. В задачи лимбической системы входит регуляция пищевого поведения и появление чувства опасности. Поведенческие реакции человека формируются под влиянием лимбической системы и гормонов, продуцируемых гипоталамусом.

Эмоциональная активность, обусловленная лимбической системой, плохо поддается сознательному контролю со стороны человека. Базальные структуры в составе головного мозга взаимодействуют друг с другом, представляя собой часть функциональной системы – экстрапирамидной. Ядра, входящие в состав полосатого тела, и их пути (афферентные, эфферентные) образуют стриопаллидарную систему в пределах экстрапирамидной.

В задачи экстрапирамидной системы входит поддержание неконтролируемой, непроизвольной двигательной активности, которая возникает автоматически, меняется под влиянием внешних условий. Экстрапирамидная система обеспечивает готовность скелетных мышц к совершению произвольных, целенаправленных движений. Под ее контролем совершаются двигательные автоматизмы, появляются двигательные компоненты эмоций (сокращение мышц лица при плаче, смехе).

Двигательные автоматизмы формируются при многократных повторах произвольных движений. Параметры движения фиксируются в мозговых двигательных центрах – базальных ядрах, воспроизводятся при участии мозжечка и черной субстанции. Чем больше мозжечок участвует в двигательном процессе, тем меньше требуется произвольный контроль при выполнении движения – оно становится полностью автоматическим.

Функции

Лентикулярное ядро, известное так же как чечевицеобразное, участвует в поддержании осанки и воспроизведении походки. Скорлупа в рамках чечевицеобразного ядра тесно взаимодействует с бледным шаром и черной субстанцией. Основные функции скорлупы сводятся к регулированию двигательной активности и обеспечению обучаемости (способность к обучению).

Обучение происходит в результате восприятия внешней информации и под влиянием окружающей среды. Лентикулярная структура мозга объединяет рациональные и эмоциональные компоненты мышления. К примеру, благодаря этой функции информация или знание (усвоенная информация) ассоциируется с определенной эмоцией.

Управление моторикой осуществляется в направлениях: освоение новых движений, подготовка частей тела к совершению планируемого движения, определение оптимальной амплитуды и силы движения, определение последовательности простых двигательных актов в рамках сложного движения. Бледный шар в составе хвостатого ядра тесно взаимодействует с обонятельным отделом головного мозга, другие его функции включают:

• Запуск поведенческой модели, мотивацию действий.
• Организацию обмена информацией между структурами больших полушарий.
• Хранение информации в случае обширного повреждения вещества мозга (при черепно-мозговой травме или повреждении мозгового вещества ишемическо-гипоксического генеза бледный шар выполняет функции поврежденного отдела коры).

Регулятивная деятельность бледного шара связана с формированием двигательного компонента пищевого поведения (процессы жевания, глотания) и управлением тонкой моторикой конечностей. Функции базальных ядер, входящих в состав головного мозга, в рамках экстрапирамидной системы:

• Воспроизведение автоматизированных движений.
• Формирование готовности частей тела к произвольному, запланированному движению.
• Регуляция тонуса скелетных мышц, в том числе его повышение в условиях опасности (реализация старт-рефлекса).

Главные трансмиттеры (передатчики нервных импульсов) в системе – дофамин и ГАМК. Полосатое тело получает сигналы от ассоциативных зон лобной коры, где производится запуск двигательной программы. Основные функции ядер, которые располагаются в полосатом теле:

• Координация непроизвольной двигательной активности (ходьба, бег, плавание).
• Безусловные рефлекторные реакции (мимика, жесты, позы).
• Вегетативные функции, в числе дыхательная и сердечная деятельность.

Черная субстанция находится в зоне среднего отдела головного мозга, входит в экстрапирамидную систему и вместе с базальными ганглиями участвует в регуляции тонких, сложных движений. Верхняя стенка среднего отдела мозга образована структурой – четверохолмием, где находятся подкорковые центры, ответственные за такие функции, как зрение и слух.

Верхнее двухолмие – область, где заканчиваются нервные волокна зрительной системы. Здесь осуществляется анализ зрительных сигналов. Нижнее двухолмие служит местом расположения слухового центра. В этой зоне происходит перенаправление слуховых сигналов, поступающих от органов слуха, к корковым отделам мозга. Функции структур четверохолмия включают появление рефлекторных реакций на световые и звуковые раздражители.

Патологии и симптомы поражения

Основные функции подкорковых ядер заключаются в поддержании позы и регуляции двигательной активности, поражение этого отдела головного мозга отражается на деятельности экстрапирамидной системы. Повреждение ядер сопровождается недостаточностью или избыточностью движений.

Дефицит дофамина, коррелирующий с гибелью нейронов черной субстанции, приводит к развитию болезни Паркинсона. Одна из самых распространенных неврологических патологий (1 случай на 200 человек в возрасте, превышающем 60 лет) проявляется симптомами:

1. Ригидность (твердость) скелетных мышц.
2. Гипокинезия (недостаточная двигательная активность, ограничение объема и скорости произвольных движений).
3. Тремор (частое, ритмичное дрожание) конечностей и других частей тела.
4. Неустойчивость постурального типа (неспособность удерживать тело в равновесии, что приводит к затруднению при ходьбе и частым падениям).

Недостаточность дофамина ассоциируется с ведущим влиянием подкорковых ядер на корковые отделы мозга. Поражение таких отделов головного мозга, как скорлупа и хвостатое ядро, провоцирует развитие гипотонически-гиперкинетического синдрома, который проявляется понижением тонуса скелетной мускулатуры и гиперкинезами – патологическими, неконтролируемыми движениями, возникающими спонтанно по ошибочной команде мозга. Виды возникающих дискинезий (двигательные расстройства):

1. Гиперкинезы хореического типа. Отрывистые, беспорядочные, разноплановые движения, совершаемые непроизвольно, схожие с нормальными движениями, но отличающиеся от них амплитудой, интенсивностью и адекватностью ситуации.
2. Атетоз. Судороги тонического типа, затрагивающие мышцы лица, конечностей, туловища.
3. Торсионный спазм. Спастическое сокращение мышц по тоническому типу преимущественно в зоне туловища, приводит к совершению медленных, беспорядочных, непроизвольных движений чаще вращательных, штопорообразных вокруг оси тела.
4. Гемибаллизм. Крупные, размашистые движения большой силы.
5. Гемиспазм в зоне лица. Повторное непроизвольное сокращение группы мышц в одной половине лица.
6. Тики. Неконтролируемые однообразные, серийные движения, к примеру, образование и расслабление кожных складок на лбу, приподнимание и опускание брови, мигание.
7. Тремор. Мелкое, частое дрожание конечностей, головы и других частей тела.
8. Миоклонии. Подергивания мышц в быстром темпе.
9. Кривошея спастического типа. Спазм мускулатуры в зоне шеи, при котором непроизвольно совершается наклон головы в сторону спазмированной мышцы.

В отличие от навязчивых движений, которые появляются вследствие черепно-мозговых травм, физического и нервного переутомления, психотравмирующих ситуаций, гиперкинезы невозможно задерживать произвольно. Поражение бледного шара приводит к нарушениям – гипомимии (отсутствие или ослабление активности лицевой мускулатуры, отсутствие выражения на лице, которое напоминает застывшую маску), гиподинамии (ограничение двигательной активности, уменьшение силы сокращения мышц), монотонной, лишенной выразительной интонации речи.

Поражение скорлупы ассоциируется с развитием обсессивно-компульсивного расстройства и СДВГ (синдром, отражающий дефицит внимания и повышенную двигательную активность). При повреждении скорлупы развиваются трофические расстройства (нарушение клеточного питания тканей), которые чаще проявляются поражением кожных покровов – появлением язв. Нарушение функций скорлупы негативно отражается на дыхательной деятельности и процессе слюноотделения (усиливается).

Базальные ядра – участки скопления серого вещества, которые образуют функциональные структуры мозга, ответственные за двигательную активность и тонус скелетных мышц. Поражение базальных ганглиев сопровождается двигательными и другими нарушениями.