Érzőrendszerek I Dr. Lukáts Ákos (lukats.akos@med.semmelweis-univ.hu

Érzőpályák Szenzoros homunculus Tudatosuló és nem tudatosuló érzetek (nem jutnak el a kéregig) Különböző tudatosuló érzetféleségek: - Látás (50%)! - Hallás és egyensúlyozás - Szaglás - Tapintás, bőrérzékelés - Ízérzés „Belső” érzetek Általános tendencia: az egyik testfélből érkező érzőrostok az ellenoldali kéregben végződnek Szomatotópia Szenzoros homunculus

A cortex funkcionális egységei Elsődleges mozgató mező Elsődleges érző mező Motoros beszédközpont Látókéreg Hallókéreg Sensoros beszédközpont Carola R, Harley JP, Noback CR: Human Anatomy and Physiology

Somatosensoros rendszer Két, egymással párhuzamosan futó pályarendszer, más-más szenzoros információt szállítanak Spinothalamicus rendszer: Protopathiás szenzibilitás (hő, fájdalom, elemi tapintás) Hátsóköteg-lemniscus medialis rendszer: Epikritikus szenzibilitás (differenciált tapintás, vibráció, sztereognózis) Mindkét rendszer három neuronból áll, egyszer átkereszteződik, és az ellenoldali gyrus postcentralisban végződik. A thalamus VPL és VPM magjában kapcsol át. Elsődleges érzőkéreg (Brodmann 3,2,1)

Spinothalamicus rendszer Antero-lateral system Protopathiás szenzibilitás (hő, fájdalom, elemi tapintás)

Spinothalamicus rendszer primer érzőkéreg: gyrus postcentralis thalamus, n. VPL. Protopathiás szenzibilitás (hő, fájdalom, elemi tapintás) 1. sejt: spinalis ganglion 2. sejt: gerincvelő 3. sejt: thalamus, VPL A gerincvelő első és oldalsó kötegében halad, ellenkező oldalon Kereszteződés még a gerincvelőben Az agyidegeknek is van hasonló funkcionális egysége thalamus, n. VPM. n. tractus spinalis nervi trigemini tractus spinothalamicus érzőneuronok a spinalis ganglionokban

Hátsó köteg - lemniscus medialis rendszer Epikritikus szenzibilitás (differenciált tapintás, vibráció, sztereognózis, propriocepció)

Hátsó köteg - lemniscus medialis rendszer primer érzőkéreg: gyrus postcentralis Hátsó köteg - lemniscus medialis rendszer thalamus, n. VPM. thalamus, n. VPL. Epikritikus szenzibilitás (differenciált tapintás, vibráció, sztereognózis) 1. sejt: spinalis ganglion 2. sejt: n. gracilis, n. cuneatus 3. sejt: thalamus, VPL A gerincvelő hátulsó kötegében halad, azonos oldalon Kereszteződés a nyúltvelőben Az agyidegeknek is van hasonló funkcionális egysége n. princeps sensorius nervi trigemini nucleus gracilis et cuneatus lemniscus medialis fasciculus cuneatus érzőneuronok a spinalis ganglionokban fasciculus gracilis

Érző rendszerek: összefoglaló

Brown-Séquard szindróma Féloldali gerincvelő sérülésnél (Brown-Séquard szindróma) az ellenoldali fájdalom- és hőérzés esik ki. Féloldali gerincvelő sérülésnél (Brown-Séquard szindróma) az azonos oldali epikritikus érzésféleségek esnek ki. Disszociált érzészavar: gerincvelő sérülésre utaló tünet

Köztiagy: thalamus, hypothalamus A thalamus a III. agykamra két oldalán helyezkedik el, közel a középvonalhoz. Relémagjai útján tartja a kapcsolatot az agykéreggel. Itt kapcsol át az érzőpálya, a látó- és a hallópálya, de a mozgatórendszer egy része is (extrapiramidális rendszer). Egyes magjai a limbikus rendszerrel illetve a felszálló aktivációs rendszerrel állnak kapcsolatban. Interbrain

A thalamus fontosabb specifikus relémagjai n. VPL. somatosensoros inf. a gerincvelőből somatosensoros kéreg n. VPM. somatosensoros inf. az arcról somatosensoros kéreg n. VA, VL. extrapyramidalis rendszer motoros kéreg n. A. limbikus rendszer (c. mamillare) gyrus cynguli CGL. látópálya: n/tr. opticus látókéreg CGM. hallópálya: lemniscus lateralis hallókéreg

Kérgi reprezentáció: szomatotópia Elsődleges mozgatókéreg Gyrus precentralis Brodmann: 4,6

(felső vt. érző, mozgató, beszéd) a. carotis interna cerebri anterior (alsó vt. érző, mozgató) cerebri media (felső vt. érző, mozgató, beszéd) cerebri posterior (látás, memória tárolás) a. basilaris a. vertebralis

(látás, memória tárolás) cerebri anterior (alsó vt. érző, mozgató) cerebri posterior (látás, memória tárolás)

Carola R, Harley JP, Noback CR: Human Anatomy and Physiology Érzetféleségek Látás (50%)! Hallás és egyensúlyozás Szaglás Tapintás, bőrérzékelés Ízérzés „Belső” érzetek Carola R, Harley JP, Noback CR: Human Anatomy and Physiology

Szem vs. kamera Fókuszálható lencserendszer (más-más mechanizmussal) Kicsinyített fordított állású kép Film/retina Blende Fényzáró tok „online” illetve állókép

Mindkettőt tömöttrostos kötőszövet építi fel, de - más a görbületi sugaruk és - a cornea stromaszerkezete szabályos (rendezett tömött rostos ktsz.) - a cornea nem erezett, sejtszegény, melanociták nincsenek benne - a cornea „izolált” (mindkét oldalán hám, bazális membránnal, ionpumpákkal), relatíve dehidrált állapotban tartható a cornea átlátszó

1. epithelium anterius corneae 2. membrana limitans anterior (Bowman-féle membrán/réteg) 3. substantia propria (stroma) 4. membrana limitans posterior (Descemet-féle membrán) 5. endothelium corneae

Szaruhártya transzplantáció

Sugártest: fókuszálás Parasympathicus beidegzés (n. III.–ggl ciliare): pupillaszűkítés Sympathicus beidegzés: pupillatágítás Iris / pupilla: blende Sugártest: fókuszálás

Akkomodácio: fókuszálás A m. ciliaris csak parasympathicus beidegzést kap, a III. agyidegen (n. oculomotorius) keresztül (ggl. Ciliare). Ps. Bénítás esetén a közelre történő fókuszálás nem lehetséges.

A lencse szerkezete Polus anterior Capsula lentis (membrana basalis) Epithelium Cortex Ekvátor Nucleus Ekvátor Lencserostok Polus posterior

Törési hibák: myopia (rövidlátás) A párhuzamos fénnyalábok a retina előtt kereszteződnek. Okok: Túl nagy a szem vagy domborúbb a lencse, illetve a cornea Korrekció: szórólencsével

Törési hibák: hypermetrophia A párhuzamos fénnyalábok a retina mögött kereszteződnek. Okok: Túl kicsi a szem vagy laposabb a lencse, illetve a cornea Korrekció: gyűjtőlencsével

Fényérzékelés: a retina

Pars optica retinae: fontosabb sejtek choroidea FOTORECEPTOROK (I) külső szinaptikus zóna BIPOLÁRIS SEJTEK (II) belső szinaptikus zóna GANGLIONSEJTEK (III) optikus rostok rétege FÉNY Corpus vitreum INGERÜLET

Fényérzékelés: a fotoreceptorok Zöld érzékeny Éjszakai látás (szkotopikus látás) Monokromatikus Gyenge térbeli és időbeli feloldóképesség Kék, zöld és vörös érzékeny Nappali fényviszonyok között működnek (fotopikus látás) Trikromatikus színlátás Jó térbeli és időbeli feloldóképesség

Sárgafolt: az éleslátás helye Vakfolt: n. opticus kilépése

Információfeldolgozás a retinában Kicsinyített fordított állású kép Csapok, pálcikák Megvilágítás intenzitása A tárgy helye A tárgy mozgása Achromatikus kontraszt Szín, színkontraszt Háttér megvilágítása A különböző modalitások értékelésére párhuzamos rendszerek jöttek létre, több mint 20 különböző bipoláris- ill. ganglionsejttel. A modulok információinak kombinálása már a látókéreg feladata.

Általában koncentrikus, közel kör alakú receptív mező Centrum és periféria, szinte mindig ellentétes tulajdonságokkal A periféria általában interneuronokon keresztül kapcsolódik (horizontális- és amakrín sejtek) Konvergencia (legkevésbé a foveaban)

A színlátás feltételei - legalább kétféle, különböző színérzékenységű csap receptorok megfelelő elhelyezkedése (receptív mező centruma / perifériája) - megfelelő retinális, illetve kérgi feldolgozás

A humán retinában háromféle csapsejt és egy pálcikasejt fordul elő 4 különböző opszin

„Color opponency” elve „Concentric double-opponent” sejtek „Color opponency” elve vörös vs. zöld és kék vs. sárga (vörös/zöld átlaga) +++ ---

Látópálya Részleges kereszteződés: a nasalis retinafélből jövő rostok kereszteződnek. A jobb oldali látótérfélből jövő információ (mindkét szemből) a bal oldali kéregben végződik. A kéreg összehasonlítja a két szemből jövő képet: térlátás! Átkapcsol a thalamusban (CGL). Az occipitalis lebenyben végződik. látókéreg

nucl Edinger-Westphal Pupillareflex n. III. Bármelyik szembe belevilágítva mindkét szemen szűkül a pupilla. (Automatikus blende) Szenzoros szár: n. opticus (de a CGL-t a rostok már nem érik el). Átkapcsolás: középagy, pretectalis magok. Motoros rész: m. sphincter pupillae, paraszimpatikus beidegzéssel (n. III, nucl Edinger-Westphal, ggl. ciliare). Antagonista: m. dilatator pupillae (szimpatikus beidegzést kap - ggl. cervicale sup.). ggl. ciliare pretectalis magok nucl Edinger-Westphal ggl. cervicale sup.

Mit csinál a kéreg? További példák: http://www.michaelbach.de/ot/

Kép - háttér

Tapasztalatok

Akkor mit is látunk valójában?

Az izmok

A külső szemizmok beidegzése n. III. – m. rectus superior - m. rectus inferior - m. rectus medialis - m. obliquus inferior - m. levator palpebrae superioris (m. sphincter pupillae, m. ciliaris) n. IV. - m. obliquus superior (trochlea) (kereszteződik mielőtt kilép az agytörzsből!) n. VI. - m. rectus lateralis (abductio)

N. III, IV, VI n. Oculomotorius (III) Funkció: szem külső harántcsíkolt izmainak beidegzése (kiv: m. rectus lat, m. obliquus sup.) GSE: Nucleus motorius n. III (mes.) n. III: parasympathicus komponens is – szem simaizmai (pupillaszűkítő izom, m. ciliaris) GVE: Nucl. Edinger-Westphal (mes.)

Funkció: szem külső harántcsíkolt izmainak beidegzése n. Trochlearis (IV) Funkció: szem külső harántcsíkolt izmainak beidegzése ( m. obliquus sup.) GSE: Nucleus motorius n. IV (mes.) n. Abducent Funkció: szem külső harántcsíkolt izmainak beidegzése (m. rectus lat) GSE: Nucleus motorius n. VI (pons/medulla – colliculus facialis.)

Irodalom Ross MH. Histology. A Text and Atlas (Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, 2003) Moore KL, Dalley AF. Clinically Oriented Anatomy (Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, 1999) Oyster CW. The Human Eye (Sinauer Associates, Inc. (Sunderland, Massachusetts, 1999) Wright KW. Textbook of Ophthalmology (Williams and Wilkins, Baltimore, 1997) Carlson BM. Human Embryology and Developmental Biology (Mosby, Philadelphia, 2004) Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science (McGraw Hill, New York, 2000) Purves D. et al: Neuroscience, 3rd ed. Sinauer Associates, Inc, 2004 Illúziók / sztereogramok – példák, magyarázatok: http://www.michaelbach.de/ot/ http://www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/index-e.html#allpages http://www.eyetricks.com/3dstereo.htm

A halló- és egyensúlyozó rendszer anatómiája Dr. Lukáts Ákos (lukats.akos@med.semmelweis-univ.hu

A hallószerv - Külsőfül - Középfül - Belsőfül

Külsőfül - fülkagyló - külső hallójárat - dobhártya (határ) Tölcsér alakú, csőszerű Szerepe: a hanghullámok elvezetése a dobhártyáig, amelyek azt rezgésbe hozzák segít a hang irányának meghatározásában hőszabályozás

Középfül - dobhártya (határ) - dobüreg a hallócsontocskákkal - fülkürt Szerepe: a dobhártya rezgéseit közvetíti a belsőfül folyadékterei felé

Belsőfül - csontos labyrinthus - hártyás labyrinthus A hallás és az egyensúlyozás tulajdonképpeni receptorai

Külsőfül – fülkagyló (auricula) helix tragus anthelix incisura intertragica STB. antitragus lobulus auricularis Régebben apasági vizsgálatokban volt jelentőssége.

(lásd denevérek, macskák) Elasztikus rostos porc (cartilago auricularis) Csökevényes izmok (mm. auriculares) (beidegzés: n. VII.) Eredeti feladatuk, hogy a fülkagyló mozgatásával segítsenek a hang forrásának meghatározásában. (lásd denevérek, macskák)

Külsőfül – külső hallójárat (meatus acusticus externus) Rajta porcos- és csontost részt lehet elkülöníteni. Enyhén kanyarodik, de kiegyenesíthető a dobhártya megtekintéséhez (a fülkagylót hátra és lefelé kell húzni). Mirigyek, cerument termelnek. Meglehetősen gyakran begyullad, főleg kisgyermekkorban.

Dobhártya (membrana tympanica) Plica mallearis ant. Plica mallearis post. (chorda tymp.) Prominentia mallearis Pars flaccida Stria mallearis Umbo membr. tymp. fénykúp Pars tensa

Otitis media

Középfül – hallócsontocskák Üllő (incus) Kalapács (malleus) Kengyel (stapes) Szerepük: megerősítve viszik át a dobhártya rezgéseit a belsőfül folyadékterei felé.

Emelőrendszer. A dobhártya nagyobb amplitúdóval rezeg mint a stapes, viszont az egyenlőtlen felületek miatt az utóbbi által kifejtett nyomás nagyobb. (az erőkarokkal is számolni kell) Folyadékot kell mozgásba hoznia, és ennek nagyobb a tehetetlensége. (impedance matching)

Hallócsontocskák in situ 2 Lig. incudis sup. Lig. mallei sup. Lig. incudis post. Lig. mallei lat. Lig. mallei ant. Chorda tympani m. tensor tymp. n. V/3. m. stapedius n. VII.

Dobüreg (cavum tympani) A garattal a fülkürtön keresztül közlekedő, a külsőfültől a dobhártyával elválasztott légtartalmú üreg. Leegyszerűsítve megközelítőleg gyufásdoboz alakú, rajta hat falat különíthetünk el.

Medialis fal (paries labirinthicus) Prominentia canalis semicircularis lateralis fenestra vestibuli Prominentia canalis facialis Semicanalis mi. Tensoris tympani Antrum mastoideum Ostium tymp. Tubae auditivae Sinus tympani promontorium Sulcus promontorii n. tympanicus (IX) fenestra cochleae

Lateralis fal (paries membranaceus) Manubrium mallei Recessus epitympanicus chorda tympani Anulus fibrocartilagineus Membrana tympanica

Első fal (paries caroticus) Tuba auditiva m. Tensor tympani Canalis caroticus (aa. Caroticotympanici) Fejlődési rendellenességként az a. carotis interna néha a dobüreben található

n. Auricularis post. n. VII. A dobüreg idegei n. stapedius n. tympanicus r. Auricularis n. X. n. Petrosus major n. Auricularis post. n. VII. n. Petrosus minor n. VII. Plexus carotideus Chorda tympani

Perifériás arcidegbénulás (Bell’s paresis)

Belső fül Bonyolult alakú 3D üreg a csont (pyramis) belsejében - csontos labyrinthus, amit folyadék (perilympha) tölt meg. A dobüreggel az ovalis és a kerek ablakon át „közlekedik”. Az ovális ablakba illeszkedik a kengyel talpa. A csontos üreget kitöltő folyadékban úszik a tulajdonképpeni receptorokat tartalmazó hártyás labyrinthus

Receptorok: cochlea (csiga) A hallás érzékszerve

A hanghullámok a dobhártya és a hallócsontok közvetítésével érik el az ovális ablakot, és rezgésbe hozzák a scala vestibuliban és scala tympaniban lévő perilymphat.

szenzoros beszédközpont hallókérg szenzoros beszédközpont

Az egyensúlyozás receptorai Félkörös ívjáratok: szöggyorsulás Sacculus és utriculus: lineáris gyorsulás Az információ nagy része átkapcsolás(ok) után a kisagyban végződik

Irodalom Szentagothai J, Réthelyi M: Funkcionális anatómia, Medicina, 1989 Sobota - Atlas of Human Anatomy, 20th edition, Urban and Schwarzenberger, 1993 Guyton, Arthur C - Textbook of medical physiology, 11th edition, Elsevier Inc., 2006 Klinikai felvételek: http://images.md/ A radiológiai felvételek a következő oldalról származnak: http://rad.usuhs.mil/medpix/index.html A fénymikroszkópos felvételek a Humánmorfológiai Intézet metszeteiről készültek.