BPZ, 19.03.12

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 n 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 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

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

3. Komórki nerwowe, wchodzące w skład tworu cechują się różnorodnością budowy, rozmaitością kształty 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

   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. istota szara okołowodociągowa, jądro miejsca sinawego mostu)

Twór siatkowaty otrzymuje liczne połączenia z obydwu półkul mózgowych i różnych okolic o.u.n.

Zasada działania tworu siatkowatego

1. bodźce słuchowe, wzrokowe, dotykowe i bólowe wywołują zmianę czynności bioelektrycznej właściwej okolicy sensorycznej kory mózgu, zwana potencjałem pierwotnym

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

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

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 ocierają z :

1. receptorów skórnych

2. prioprioceptorów narządu ruchów

3. interoreceptorów narządów wewnętrznych

4. narządów zmysłów

5. okolicy ruchowej (pole 4 ) i przedruchowej (6) kory mózgowej

Dochodzą przez:

1. bocznice wstęgi przyśrodkowej i bocznej

2. z jąder przedsionkowych

3. z jąder czuciowych nerwówo V IX X

4. 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

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 (śródblaszkowe, brzuszne, siatkowate boczne wzgórza i inne). Te nieswoiste jądra wzgórza utrzymują połączenia z całą korą mózgową.

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)

  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 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 cłego 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) 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, wywołanemu przewodzeniem impulsacji z dróg nieswoistych do układu siatkowatego, towarzyszy zmiana aktywności bioelektrycznej kory o charakterze:

  1. spadku amplitudy

  2. Wzrostu częstotliwości potencjałów korowych

• Wstępujący aktywujący układ siatkowaty nazywany jest ośrodkiem desynchronizacji kory

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

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

• Układ zstępujący hamujący znosi odruchy rdzeniowe i obniża napięcie mięśniowe

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

• Oba te komponenty mają połączenia z korą mózgową, móżdżkiem i jądrami podkorowymi

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. Działanie to wywiera za pośrednictwem dróg o różnym neurochemicznym podłożu transmisji synaptycznej:

  1. noradrenergicznym (sterowanie uwagą, zaangażowanie)

  2. dopaminergicznym (czynności popędowo – emocjonalne, inicjacja ruchu)

  3. serotoninergicznym (modulacja aktywność neurotransmisji)

  4. cholinergicznych (mechanizmy pamięci, uwaga, np. w ch. A)

• 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.