Elektroencefalografia. Czuwanie i sen.

Układ siatkowaty - układ funkcjonalny, który odgrywa kluczową rolę w prawie wszystkich kluczowych funkcjach organizmu, odpowiedzialny jest za stan wzbudzenia o.u.n.

Aby informacja mogła być dostarczona, odczytana i mogła wpłynąć na nasze zachowanie, musi trafić na podatny grunt, czyli na odpowiednio wzbudzony o.u.n.

Układ siatkowaty pnia mózgu obejmuje struktury pnia mózgu i stanowi najważniejszy układ kontrolny i integrujący o.u.n.

Funkcje układu siatkowego:

1. Wpływ na ośrodek oddechowy

2. Wpływ na ośrodek sercowy

3. Wpływ na ośrodek naczynioworuchowy

4. Reguluje temperaturę ciała

5. Wpływ na neuroendokrynne czynności podwzgórza

6. Zasadnicze znaczenie w procesach czuwania i snu

7. Wpływa na funkcje motoryczne i aktywność odruchową mięśni

8. Uczestnictwo (układ nieswoisty) w przewodzeniu części impulsów czuciowych do kory, zapewniając jej stan wzbudzenia (kora musi być podkręcona, żeby kora mogła odebrać np. tę szpilkę wbitą w policzek. Np. narkoza niwelowała to wzbudzenie kory. Impulsacja dotrze, ale nie zostanie odczytana ani odczuta.) i pośrednio możliwość odbioru wrażeń, pod wpływem przekazywania do jej obszarów somatoczuciowych (swoistymi drogami czuciowymi) impulsacji czuciowych

9. Oddziaływanie na impulsacje motoryczne w czasie ich przewodzenia z kory i jąder podkorowych do rdzenia (Te, które biegną w drugą stronę, odśrodkowo, od kory - do ciała.)

10. Wpływ na podwzgórze i układ limbiczny

11. Oddziaływanie na zachowanie emocjonalne oraz na układ immunologiczny organizmu

Podłoże anatomiczne

1. Podłożem anatomicznym układu siatkowatego jest twór siatkowaty, ciągnący się od rdzenia kręgowego do przedniej części śródmózgowia

2. W pniu mózgowym wypełnia on przestrzeń między jądrami neuronów czaszkowych (różne jądra czuciowe i ruchowe)

3. Komórki nerwowe, wchodzące w skład tworu cechują się różnorodnością budowy, rozmaitością kształtu wypustek, różnymi typami połączeń, różnymi przekaźnikami uwalnianymi na zakończeniach neuronalnych

4. Neurony tworzą rozległą sieć neuronalną, w której poszczególne elementy neuronalne mogą być uczynnianie przez wiele neuronów sąsiednich, przez koraterale dróg wstępujących (czuciowych) i dróg zstępujących (ruchowych)

5. Neurony mają zdolność wytwarzania i uwalniania na swoich zakończeniach różnych mediatorów (acetylocholina, noradrenalina, serotonina, dopamina)

6. Układ siatkowaty jest typowym układem nieswoistym

1. Pobudzenia jednego neuronu mogą przenieść się na wiele innych neuronów układu siatkowego jeśli biegnie informacja z układu czuciowego to ona korateralami przechodzi do układu siatkowatego, żeby pobudzić korę.

2. Pobudzenia z wielu różnych struktur o.u.n mogą aktywować na drodze konwergencji ściśle określone obszary układu siatkowego

7) Niektóre neurony posiadają długi akson, rozdzielający się na dwie wypustki: wstępującą i zstępującą. Wypustki te tworzą pęczki biegnące podłużnie, łącząc różne poziomy układu siatkowatego z:

1. wyższymi piętrami (kora mózgowa, układ limbiczny i wzgórze lub

2. niższymi piętrami (rdzeń kręgowy)

Skupiska neuronów

W obrębie układu siatkowatego można wyróżnić szereg skupisk neuronów o odrębnych właściwościach fizjologicznych:

1. most - neurony serotoninenergiczne; odgrywają ważną rolę w powstawaniu snu o nieszybkich ruchach gałek (NREM),

2. opuszka - neurony uwalniające acetylocholinę.

Do układu siatkowatego zalicza się także inne struktury (np. okolica nakrywki, istota szara okołowodociągowa, jądro miejsca sinawego mostu) - mało ważne.

Twór siatkowaty otrzymuje liczne połączenia z obydwu półkul mózgowych i różnych okolic o.u.n. Połączony z wieloma strukturami dzięki czemu może kontrolować bardzo wiele funkcji organizmu.

(ryc. Układ siatkowaty, struktury tworu siatkowatego.)

Zasada działania tworu siatkowatego

1. bodźce nasze ukłucie w policzek słuchowe, wzrokowe, dotykowe i bólowe wywołują zmianę czynności bioelektrycznej właściwej okolicy sensorycznej pobudzona okolica odpowiedzialna za czucie z policzka kory mózgu, zwana potencjałem pierwotnym. To jest ta zmiana.

2. oprócz potencjału pierwotnego każdy dostatecznie silny bodziec wywołuje jeszcze potencjał wtórny (pojawia się na dużym obszarze kory), który pojawia się po dłuższym okresie latencji trochę czasu musi upłynąć, zanim informacja dotrze, zostanie wybrany przekaźnik etc., i dopiero wytworzy się ten potencjał wtórny.

3. można go odebrać z rozległych obszarów kory poza okolicą sensoryczną swoistą dla danego bodźca dlatego trochę to trwa

4. aby pojawił się potencjał wtórny, musi najpierw zostać pobudzony twór siatkowaty, a potem pobudzenie to, za pośrednictwem nieswoistych połączeń tworu siatkowatego z korą, rozprzestrzenia się na całą korę mózgu.

Impulsacja aferentna

Impulsy aferentne docierają z:

1. receptorów skórnych (dotykowych, termicznych, bólowych)

2. prioprioceptorów narządu ruchów

3. interoreceptorów narządów wewnętrznych

4. narządów zmysłów (wzrok, słuch, smak, równowaga)

5. okolicy ruchowej i przedruchowej kory mózgowej

Impulsy dochodzą przez:

1. bocznice wstęgi przyśrodkowej i bocznej, dla czucia

2. z jąder przedsionkowych, dla proprioreceptorów oraz utrzymania równowagi.

3. z jąder czuciowych nerwów,

4. z drogi wzrokowej, słuchowej i węchowej.

5. z rdzenia kręgowego (droga rdzeniowo - siatkowa i rdzeniowo - śródmózgowiowa)

Impulsacja eferentna

• Rozbudowany system dróg, którymi układ siatkowy oddziałuje na różne struktury o.u.n.

Wstępujący układ siatkowaty ma bardzo różne struktury w mózgu

W jego obrębie wyróżnia się:

1. Rozlany układ hamujący wzgórzowy

2. Aktywujący układ śródmózgowia

Rozlany układ hamujący wzgórzowy

• Najwyższe piętro układu siatkowatego obejmuje nieswoiste jądra wzgórza. Te nieswoiste jądra wzgórza utrzymują połączenia z całą korą mózgową. Taka bramka dla innych impulsacji. Nie wszystkie elementy czucia są nam potrzebne, trzeba przesiać to wszystko. Nie chaotyczne bodźce lecą do naszej kory, ale trzeba uporządkować te bodźce (układ bramkujący), żeby mózg lepiej pracował.

Układ siatkowaty wzgórza

• Drażniąc bodźcami elektrycznymi o niskiej częstotliwość (10 Hz) jądra nieswoiste wzgórza może wywołać tzw. odpowiedź rekrutacyjną kory:

1. zmniejszenie częstotliwości (do około 12 Hz) fale są duże, ale wolne

2. Zwiększenie amplitudy potencjałów korowych (tzw. wrzeciona senne)

• Te zmiany aktywności bioelektrycznej obejmują całą korę mózgową

• Nieswoiste jądra wzgórza uważa się za układ rekrutujący i synchronizujący czynność bioelektryczną kory

• Szczególna rola układu siatkowatego wzgórza dotyczy wybiórczego „przepuszczania” do kory impulsacji przewodzonej poprzez jądra swoiste wzgórza i biegnącej do określonych obszarów kory czuciowej. Tworzy to rodzaj wzgórzowego układu bramkującego, umożliwiając ograniczenie nadmiaru informacji impulsacji czuciowej przekazywanej z receptorów obwodowych i niższych ośrodków czuciowych.

Wstępujący aktywujący układ siatkowaty (RAS) pnia mózgu, głównie śródmózgowia

• Dzięki licznym wypustkom odbiera impulsacje ze wszystkich receptorów całego organizmu czasie, gdy poprzez kolaterale są one przekazywane szybkimi drogami swoistymi do kory czuciowej mózgu

• Te pobudzenia są przewodzone powoli przez wieloneuronowe sieci do rozległych obszarów kory i ośrodków podkorowych, wytwarzając w nich stan gotowości czynnościowej (wzbudzenia) dla nas najważniejsze, odpowiedni stan wzbudzenia naszej kory - przykład z narkozą. Bodźce docierają, ale nie są rejestrowane, bo układ siatkowaty jest odcięty. Nie mamy odpowiedniego stanu gotowości czynności. niezbędnego do prawidłowego funkcjonowania okolic:

1. Czuciowych

2. Ruchowych

3. Kojarzeniowych

4. Powodują także pobudzenie ośrodków podkorowych, kierujących zachowaniem popędowo - emocjonalnym

Desynchronizacja czynności bioelektrycznej

• Wzbudzeniu kory to co mamy w stanie czuwania, wywołanemu przewodzeniem impulsacji z dróg nieswoistych do układu siatkowatego, towarzyszy zmiana aktywności bioelektrycznej kory o charakterze: chaos!! Mnóstwo informacji, fale przychodzą, sumują, nakładają się na siebie, pokrywają i w ogóle eska hity na czasie

1. spadku amplitudy niweluje się, małe fale i jest miło

2. zrostu częstotliwości potencjałów korowych

• Wstępujący aktywujący układ siatkowaty nazywany jest ośrodkiem desynchronizacji kory

W stanie pobudzenia jest tak jakbyśmy się położyli na młocie pneumatycznym. Częstotliwość jest duża, ale amplituda mała. Za to na hamaku, podczas desynchronizacji, jest inaczej. Może i amplituda jest duża, ale częstotliwość mała, śpimy.

Stan wzbudzenia kory

1. Stan wywołany pobudzeniem układu siatkowatego warunkuje przytomność i świadomość (bez nich nie jest możliwe odbieranie i percepcja wrażeń zmysłowych)

2. Przewodzenie impulsów w drogach nieswoistych można zablokować (środki narkotyczne lub zniszczenie aktywującego układu siatkowatego)

3. To samo zjawisko występuje podczas snu (zachowane jest przewodzenie impulsów w drogach swoistych, a zahamowane w drogach nieswoistych)

4. W czasie nu znika świadomość i jednocześnie ustaje odbieranie wrażeń zmysłowych

Stan wzbudzenia kory

• Ustaje powstawanie swoistych wrażeń zmysłowych gdy mamy do czynienia z wyciszającym działaniem układu siatkowatego. Odpowiedź kory mózgowej (potencjały wywołane) na pobudzenia receptorów obwodowych daje się zarejestrować w określonej okolicy kory czuciowej, ale tylko przy odpowiednim stanie wzbudzenia kory mogą powstawać wrażenia zmysłowe.

• RAS ma połączenia ze wszystkimi niemal obszarami o.u.n.

• Dzięki kolateralom jest pobudzony przez impulsacje zarówno czuciowe biegnące w drogach swoistych, jak i zstępujące z mózgu o przekazywane do ośrodków motorycznych pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Po przełączeniu na RAS impulsacje krążą po jego sieciach wieloneuronowych i powoli docierają do wszystkich obszarów kory, zapewniając jej stan wzbudzenia ????

• Trwałe uszkodzenia wstępującego aktywującego układu siatkowatego prowadzi do nieodrwacalnej utraty przytomnoci i piczki spiaczki

Zstępujący układ siatkowaty

Funkcje:

1. Koordynacja ruchów

2. Kontrola czynności odruchowych rdzenia

3. Modyfikacja efektów motorycznych kory mózgowej

4. Regulacja czynności życiowo ważnych ośrodków autonomicznych pnia mózgu (ośrodek oddechowy, regulujący krążenie)

Działanie układu zstępującego może mieć wpływ hamujący lub ułatwiający (torujący) na motoneurony rdzeniowe.

Komponenty układu zstępującego

• Rozpoczyna się w rdzeniu przedłużonym

• Obniża napięcie mięśniowe

• Pojawienie się odruchu pobudzenia

• Układ zstępujący hamujący znosi odruchy rdzeniowe i obniża napięcie mięśniowe

• Układ zstępujący pobudzający - wzrost napięcia mięśniowego i pojawienie się odruchów rdzeniowych

Zróżnicowane oddziaływania układu siatkowatego

• Pobudzenie układu siatkowatego ma związek z motywacją (głodem, strachem uczeniem się)

• Nieswoiste oddziaływanie - na całą korę

• Zróżnicowane oddziaływanie - na pewne obszary kory. Charakter oddziaływania zależy od rodzaju transmietra:

1. noradrenalina (sterowanie uwagą, zaangażowanie)

2. dopamina (czynności popędowo - emocjonalne, inicjacja ruchu)

3. serotonina (modulacja aktywność neurotransmisji)

4. acetylocholina (mechanizmy pamięci, uwaga, np. w chorobie Alzcheimera)

• Jądra w których biorą początek te drogi, znajdują się w moście i śródmózgowiu w bliskim sąsiedztwie tworu siatkowatego, mogą więc stąd otrzymywać pobudzenie. Charakter oddziaływania zależy od rodzaju transmitera.

3

---