Neurobiologia
behawioralna
NST
W III cz.1
05.12.2010.
Dr n. med. Agata Przyborska
1
Funkcje układu siatkowatego. Wzgórze.
Projekcje niespecyficzne mózgowia i ich
udział w procesach wzbudzenia (arousal)
mózgowia
2
Pień mózgu
" Pień mózgu (truncus cerebri) struktura anatomiczna
OUN, obejmująca wszystkie twory le\
ące na podstawie
czaszki.
" Pień mózgu i podstawa neuronalna, zawierającą wszystkie
układy regulacyjne i reproduktywne organizmu nazywany
jest "zespołem R" (od Reptilians, gady),
Zespoł R jest bardziej pierwotny ni\
obszary mózgu kontrolujące
emocje, mają go ju\
zwierzęta zimnokrwiste.
" Pień mózgu wpływa na pozostałe obszary zarówno przez
bezpośrednią stymulację jak i regulację poziomu ro\
nych
neurotransmiterow.
3
Budowa pnia mozgu:
" Trzy głowne struktury to rdzeń przedłu\
ony (diencephalon), most
(pons) i śródmozgowie (mesencephalon).
" Jego naturalne przedłu\
enie stanowi międzymózgowie obejmujące
wzgórze, szyszynkę, przysadkę i okolice przylegające do trzeciej
komory mózgu, pomiędzy przednim i tylnym spoidłem.
4
PIEC
MÓZGU: most i śródmózgowie
" Most - zawiera wa\
ne jądra:
j. n. twarzowego  mięśnie twarzy
j. n. trójdzielnego  mięśnie języka
" Śródmózgowie:
wzgórki górne - ruchy oczu i akomodacja, odruch z
reniczny
tu: j. n. okoruchowego i bloczkowego
tu: drogi łączące pień z mó\
d\
kiem (tzw. konary mó\
d\
ku)
Istota czarna
Twór siatkowaty
5
Główne struktury
międzymózgowia
6
Międzymózgowie
wzgórki górne
wzgórki górne
wzgórki dolne
wzgórki dolne
MI
DZYMÓZGOWIE
nad-, wzgórze, pod-
szyszynka
szyszynka
niskowzgórze
ciało modzelowate
ciało modzelowate
wzgórze
wzgórze
podwzgórze
podwzgórze
śródmózgowie
śródmózgowie
most
most
mó\
d\
ek
mó\
d\
ek
rdzeń
rdzeńprzedłu\
ony
przedłu\
ony
7
Międzymózgowie
" Nadwzgórze
szyszynka (melatonina)
j. uzdeczki (połączenia z u. limbicznym)
" Wzgórze
j. transmitujące informacje czuciowe
j. uzyskujące informacje z mó\
d\
ku i zwojów podstawy
j. posiadające połączenia z polami kojarzeniowymi kory i z
układem limbicznym
" Niskowzgórze
j. niskowzgórzowe (kontrola ruchu; połączenia z gałką bladą i
istotą czarną)
warstwa niepewna (kontynuacja tworu siatkowatego)
" Podwzgórze.
8
Stan
przytomności/świadomości/wzbudzenia:
Struktury odpowiedzialne
A. Układ czuciowy - Classical Sensory Afferents - CSA
B. Wzgórze
C. Wstępujący pobudzający układ siatkowaty - Ascending
Reticular Arousal System ARAS
D. Korowe sprzę\
enia zwrotne
9
Układ czuciowy, CSA
" Informacja czuciowa:
Z exteroreceptorów  ze środowiska
Z interoreceptorów  czucie głębokie, propriorecepcja
" Bezpośrednia projekcja do mózgu:
Szybka
Specyficzna
" Przesyłana tak\
e do ARAS:
Wolniej,
Nie bezpośrednio
10
Układ siatkowaty
" Sieć neuronalna pomiędzy
miedzymózgowiem i rdzeniem
kręgowym
" Połączenia z:
Korą ruchową
Jądrami podstawy mózgu
Mó\
d\
kiem
Nerwami czaszkowymi
" Funkcje
Świadomość
Regulacja napięcia mięśniowego
Modulacja bólu
Regulacja: układu sercowo-
naczyniowego, oddychania, ośrodka
wymiotnego i kaszlu, mowy
11
Układ siatkowaty
" Układ siatkowaty obejmuje:
część zstępującą (nale\
ącą do układu pozapiramidowego,
działającego na ośrodki ruchowe),
część wstępującą (ARAS), której zadaniem jest podnoszenie
 gotowości czynnościowej obszarów korowych i podkorowych
Obie części: wstępująca i zstępująca mają swoje strukturalne składowe
pobudzające i hamujące.
12
Układ siatkowaty pnia mózgu
13
Funkcje ruchowe układu siatkowatego
" Regulacja napięcia mięśniowego ( i postawy
ciała) !!!!
Czynności występujące u dzieci bez mózgowia
plucie jedzenie ssanie płacz ziewanie
oddychanie połykanie wymioty SEN CZUWANIE
14
Wstępujący Układ Siatkowaty:
" rozproszona sieć połączeń nerwowych i skupisk istoty szarej w obrębie
górnej części pnia mózgu  unerwia praktycznie całą powierzchnię kory
mózgowej
" odkryty przez Moruzziego i Magouna
" początkowo był traktowany jako jednolita struktura rozciągająca się od
mostu a\
do międzymózgowia
" dzisiaj wiadomo, \
e układ siatkowaty składa się z wielu pod-układów
związanych z poszczególnymi neuroprzekaz
nikami
" charakterystyczną cechą ośrodków tworu siatkowatego jest to, \
e składają
się z niewielkich skupisk neuronów (najczęściej w pniu mózgu, ale i w
podwzgórzu i podstawnym przodomózgowiu), które unerwiają
rozległe obszary kory
15
Wstępujący Układ Siatkowaty:
" Część grzbietowa  zawiera projekcje z jąder
cholinergicznych pnia mózgu (wydziela acetylocholinę(Ach)),
najbardziej aktywny jest w czasie czuwania oraz snu REM,
pobudzające działanie kofeiny: hamowanie adenozyny  inhibitora Ach
nasenne działanie leków antyhistaminowych  histamina zwiększa
uwalnianie Ach
" Część brzuszna:
zawiera bezpośrednie projekcje wstępujące do kory z szeregu jąder
poło\
onych w pniu mózgu,
tworzy wiązkę włókien nerwowych - zwaną pęczkiem przyśrodkowym
przodomózgowia (medial forebrain bundle, MFB)
do MFB przyłączają się inne ośrodki pobudzające w bocznym
podwzgórzu oraz przodomózgowiu podstawnym
16
ARAS
Wzgórze
BF
Basal Forebrain 
Podstawne przodomózgowie MFB
RF  układ
" Część brzuszna (wzbudza
siatkowaty
RF
korę przez układ
siatkowaty)
Część grzbietowa
CSA
(wzbudza korę przez
podwzgórze)
17
Najwa\
niejsze ośrodki części brzusznej
(pozawzgórzowej) ARAS
" Boczne podwzgórze (lateral hypothalamus, LH, LHA)  na
zakończeniach aksonów wydzielana jest oreksyna (Ox)
" Przodomózgowie podstawne (basal forebrain, BF)  na zakończeniach
aksonów wydzielana jest achetylocholina (Ach) oraz kwas ł-
aminomasłowy (GABA)
" Miejsce sinawe (locus coeruleus, LC)  na zakończeniach aksonów
wydzielana jest noradrenalina (NA)
" Jądra szwu (raphe nuclei, Raphe, DR)  na zakończeniach aksonów
wydzielana jest serotonina (5-HT)
" Pole brzuszne nakrywki (ventral tegmental area, VTA)  na
zakończeniach aksonów wydzielana jest dopamina (DA)
" Jądro guzowo-suteczkowate (tuberomammillary nucleus, TMN)  na
zakończeniach aksonów wydzielana jest histamina (His)
18
BF przodomózgowie
podstawne
(acetylocholina)
LH boczne podwzgórze
(oreksyna)
TMN jądro guzowo-
suteczkowate
(histamina)
Raphe jądra szwu
(serotonina)
vPAG brzuszna
nakrywka
(dopamina)
LC miejsce sinawe
(noradrenalina)
LDT/ układ Śródmózgowio-
wo-mostowy ((j.
PPT
boczno-grzbietowe,
j. konarowo-mostowe)
(acetylocholina)
GA
ÓWNE SKA
ADNIKI WST
PUJ
CEGO
GA
ÓWNE SKA
ADNIKI WST
PUJ
CEGO
19
UKA
ADU SIATKOWATEGO MÓZGU
UKA
ADU SIATKOWATEGO MÓZGU
Saper i in., 2005
System serotoninergiczny mózgowia
" W pniu jest a\
9 jąder serotoninergicznych, wydzielających
neurotransmiter serotoninę (5-HT, 5-hydorksytryptoamina).
jądra szwu (raphe nucleus), 9 par w całym pniu;
miejsce sinawe (locus coeruleus), tu te\
neurony NA;
i inne: jądro przyramienne boczne, jądro górne środkowe, jądro pasma
samotnego.
" Serotoninergiczne są:
projekcje do podwzgórza,
układu limbicznego: ciała migdałowatego,
hipokampu,
zakrętu obręczy, jądra ogoniastego i skorupy.
" Serotonina:
regulacja faz snu, nastroju,
regulacja aptetytu, odruchu wymiotnego i popędu seksualnego.
" Zaburzenia poziomu serotoniny wią\
ą się z depresją, migrenami,
stanami lękowymi, oraz cyklofrenią (chorobą dwubiegunową).
20
układ serotoninergiczny
jadra podstawy mózgu
wzgórze
jądra szwu
21
Stan wzbudzenia kory mózgowej:
" Drogi wzgórzowo-korowe:
Pobudzenie z drugorzędowych neuronów czuciowych rdzenia
kręgowego i pnia mózgu do specyficznych obszarów
czuciowych kory mózgowej
Rola: przekazywanie specyficznej informacji czuciowej
Stacja przekaz
nikowa, selekcja informacji
Czynność fazowa  pobudzenie czuciowe
" Drogi pozawzgórzowe:
Pobudzenie z cholinergicznych i monoaminergicznych
(Noradrenalina) neuronów pnia mózgu i podstawnego
przodomózgowia (basal forebrain)
Poprzez: pęczek środkowy przodomózgowia - medial forebrain
bundle  niespecyficznie do kory mózgowej i wzgórza
Rola: modulacja aktywności kory mózgowej i wzgórza
Pobudzenie toniczne  rytm snu i czuwania
22
23
23
Wzgórze [thalamus]:
" znajduje się głęboko pod korą mózgową i istotą białą, w
samym środku półkuli mózgowej.
" to grupa jąder nale\
ących do międzymózgowia, o
szczególnej roli - rozprowadza (między innymi) impulsy
nerwowe poprzez włókna projekcyjne, wychodzące ze
wzgórza w kierunku kory w postaci wieńca promienistego.
" We wieńcu promienistym  drogi eferentne wzgórza:
drogi nieswoiste związane z układem siatkowym - stałe aktywowanie
obszarów kory do aktywności
typowe włókna rozprowadzające impulsy sensoryczne (czuciowe) do
stałych (pierwotnych) obszarów kory.
24
Wzgórze (Thalamus)
25
Szlaki aferentne (czuciowe) wzgórza:
" z pnia mózgu (czuciowe i aktywujące-nieswoiste),
" z mó\
d\
ku (koordynatora ruchu),
" z jąder podstawnych (przede wszystkich skorupy i gałki
bladej słu\
ących jako pamięć powtarzających się
sekwencji ruchów [pamięć proceduralna]),
" z narządu wzroku (sygnały docierają do ciała
kolankowatego bocznego zawzgórza [zaliczanego do
wzgórza]),
" z narządu słuchu (sygnały docierają do ciała
kolankowatego przyśrodkowego zawzgórza) i ciał
suteczkowatych podwzgórza (realizując pętlę limbiczną).
26
Szlaki afferentne wzgórza: (2)
" Sygnały węchu jako jedyne nie docierają do kory
poprzez wzgórze (nos --> kora gruszkowata).
dotyczy to starej kory (trójwarstwowej),
do wszystkich obszarów kory nowej (sześciowarstwowej) sygnały
docierają poprzez wzgórze,
" Aksony łączące wzgórze z korą docierają do czwartej
warstwy neuronalnej kory
27
Drogi nieswoiste wzgórza
" Drogi nieswoiste podtrzymują stan czuwania, zapewniają
skupienie uwagi, sprawność kojarzenia, regulację
świadomości co powoduje równie\
przebudzenie ze snu i
zasypianie.
" Zniszczenie dróg nieswoistych dochodzących do kory
wywołuje stan przypominający długotrwałą śpiączkę:
wzgórze mo\
e włączać i wyłączać korę mózgową oraz uaktywniać
ją na sygnały napływające ze zmysłów celem ich przetworzenia.
28
Wzgórze (podsumowanie.):
" Największy ośrodek międzymózgowia - jako stacja przekaz
nikowa, do
której dochodzą drogi rdzenne od receptorów znajdujących się na
obwodzie naszego ciała (receptor -> rdzeń kręgowy --> pień mózgu -
-> wzgórze) i rozsyłane do odpowiednich obszarów kory mózgowej.
" Miejsce kumulacji wszystkich sygnałów płynących z
receptorów. Projekcja z receptorów z całego ciała we wzgórzu
przenoszona jest do kory mózgowej, do pierwszorzędowych obszarów
kory.
" Takie zebranie dróg wstępujących w jednym miejscu ma równie\
taką
zaletę, \
e zbiorcze sygnały z obwodu ciała mo\
na wysyłać:
zarówno do kory mózgowej
jak i do innych skupisk neuronów, na przykład do ciała
migdałowatego, w celu podjęcia natychmiastowej reakcji obronnej
organizmu, zanim zostanie to zauwa\
one w analizatorach kory
mózgowej (dotrze do naszej świadomości).
29
Wzgórze (pods.):
" Wzgórze pełni kluczową rolę w integracji informacji
czuciowych i ruchowych., w procesach uwagi
" Poprzez pętle korowo-wzgórzowe wzgórze kontroluje
dostęp do danych czuciowych.
" Wzgórze współpracując z pniem mózgu i z korą ma wpływ
na to, jakie informacje docierają do kory i jak mocno
uaktywniane są ró\
ne obszary i sposoby jej działania.
" Część wzgórza zalicza się do układu limbicznego.
30
Ogólne umiejscowienie wzgórza w mózgu
31
32
Jądra wzgórza (1):
" przednia grupa jąder - część układu limbicznego;
połączenia z korą zakrętu obręczy, hipokampem i ciałami
suteczkowatymi podwzgórza.
Biorą udział w ogólnej regulacji poziomu pobudzenia, a
więc przytomności.
" jądra przyśrodkowe wzgórza - są równie\
częścią
układu limbicznego;
łączą się w obu kierunkach z korą przedczołową,
otrzymują informację z kory skroniowej, istoty czarnej
oraz ciała migdałowatego; są silnie połączone z jądrami
środblaszkowymi wzgórza;
odgrywają istotną rolę w ekspresji emocji (dzięki
integracji aktywności czuciowo-ruchowej).
33
Jądra wzgórza (2):
" Jądra środblaszkowe otrzymują informację z wstępującego układu
siatkowatego, dostarczają niespecyficzne, rozlane pobudzenia do
wszystkich okolic kory wpływając na jej ogólną aktywność.
" Jądra części grzbietowej wzgórza:
poduszka (pulvinar), największe jądro wzgórza, łączy się z korą
potyliczną, ciemieniową i tylną skroniową; łączy informacje słuchowe,
wzrokowe i czuciowe
Uszkodzenia poduszki po dominującej stronie mózgu mogą prowadzić
do: problemów ze skupianiem uwagi,
o zespołu pomijania stronnego (podobnie jak uszkodzenia kory ciemieniowej,
która prawdopodobnie jest zbyt słabo pobudzana).
o rzadkiej podkorowej afazji czuciowej (wynika to z projekcji pomiędzy poduszką
a obszarem Wernickego).
boczno-grzbietowe, część układu limbicznego bo połączona z korą
zakrętu obręczy;
jądro boczne tylne, połączone jest z korą ciemieniową (pola 5 i 7)
34
35
Informacja afferentna do wzgórza
n.V - czucie z obszaru twarzy,
36
Jądra wzgórza.
" Jądra części brzusznej wzgórza pełnią głównie funkcje
przekaz
nikowe.
j.brzuszne przednie - wysyła niespecyficzne projekcje do kory
przedczołowej, oczołodołowej i kory czołowej przedruchowej; otrzymuje
informacje z istoty czarnej, pomaga w inicjacji i powstrzymaniu
ruchów.
j. brzuszne pośrednie - wysyła połączenia do kory ruchowej, otrzymuje
informacje od jąder podstawy mózgu (gałki bladej, istoty czarnej) oraz
mó\
d\
ku.
jądra brzuszne tylne :
o tylne boczne przekazuje informacje czuciowe (ból, dotyk, temperatura);
o tylne-przyśrodkowe przekazuje informacje o smaku i informacje czuciowe w
obrębie głowy;
o tylno-dolne otrzymuje informacje o równowadze ciała (jądra przedsionkowe).
" Jądro siatkowate wzgórza (NRT) to jądro hamujące, otacza
znaczą część wzgórza.
Decyduje o aktywności związanej z uwagą, pobudzane jest
przez twór siatkowaty pnia mózgu, wpływa na aktywność
pozostałych jąder regulując dopływ sygnałów, na które
warto zwracać uwagę
37
38
" W skład wzgórza wchodzi te\
:
ciało kolankowate boczne (LGN), przekazujące informacje z
siatkówki do kory wzrokowej (płat potyliczny);
pomaga skupiać uwagę wzrokową na istotnych obszarach
przestrzeni.
ciało kolankowate przyśrodkowe (MGB), przekazujące
informacje słuchowe,
39
40
Korowe okolice projekcyjne wzgórza 
powierzchnia przyśrodkowa
41
Korowe okolice projekcyjne wzgórza 
powierzchnia boczna
42
Drogi wzgórzowo-korowe:
" Uszkodzenia tych dróg wywołują specyficzne efekty:
połączenia z korą somatosensoryczną osłabiają czucie powierzchniowe i
głębokie w przeciwległej stronie ciała; mogą być odczuwane jako
bolesne.
połączenia z korą wzrokową powodują zaburzenia postrzegania,
połączenia z korą słuchową powodują afazje (zaburzenia mowy)
podkorowe.
43
Drogi wzgórzowo-korowe:
" Uszkodzenia połączeń z korą limbiczną powodują
zaburzenia afektywne, płacz lub śmiech.
" Uszkodzenia połączeń z korą przedczołową powodują
zaburzenia pamięci i emocji.
44
Uwaga
" Uwaga - ogólne określenie wielu procesów poznawczych
odpowiedzialnych za:
utrzymanie organizmu w stanie gotowości do działania, percepcji
lub innych zachowań;
podtrzymywanie stanu oczekiwania na pojawienie się pewnych
bodz
ców;
wyodrębnianie istotnych elementów z pola percepcyjnego (np.
wzrokowego, słuchowego) i tłumienie elementów nieistotnych
(koncentracja uwagi);
odpowiednio zorganizowany przebieg danej czynności
psychicznej, dbanie o to aby uboczne procesy go nie zakłócały;
zdolność zaanga\
owania się w analizę danego bodz
ca
i umiejętność oderwania się od jednego bodz
ca i skupienie się na
innym.
45
Koncentrowanie uwagi
" Koncentrowanie uwagi przez Makaki na czynności jednego
z osobników stada.
46
Uszkodzenia tworu siatkowatego
" Uszkodzenia TS powodują śpiączkę i stan wegetatywny,
brak reakcji (koma) i brak świadomości.
" Neuroobrazowanie pokazuje uszkodzenia w obszarze TS u
ludzi cierpiących na syndrom chronicznego
zmęczenia (chronic fatigue syndrome), oraz niektóre
przypadki zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z
deficytem uwagi (zaburzenie hiperkinetyczne), (ADHD)
" Cię\
kie uszkodzenie tworu siatkowatego mo\
e prowadzić
do śpiączki, zwykle w ciągu 2-4 tygodni, przechodzącej w
stan śmierci mózgu lub stan wegetatywny.
" Stan śmierci mózgu wią\
e się z całkowitym brakiem
aktywności mózgu, łącznie z pniem, a więc równie\

samodzielnej kontroli oddychania.
47
Martwy mozg na obrazie uzyskanym techniką PET
48