Humanmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Dorsomedial and ventrolateral afferent pályák. Somatotópia; somatosensoros kéreg L. Kiss Anna Humanmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Semmelweis Egyetem Budapest 2012

Functionálisan: Somatikus: akaratlagos Vegetative: autonom Motoros: zsigerek mozgásait, műdödését szabályozza (symphatecus és parasymphaticus) Érző: az ectodermából és a splanchnopleurából fejlődő zsigerek felöl Érző: külső környezet felöl (embrionális ectodermából és a somitából fejlődő strukúrák Motoros: somitából, az embrionális kopoltyúivekből fejlődő izmok akaratlagos mozgásait szabályozza general somatic afferent GSA somatic efferent SE general visceral afferent GVS visceral efferent VE

Szomatikus érző pályák (GSA): 2 párhuzamos felszálló pálya eltérő információkat szállít a gerincvelőbe a test azonos szegmentumaiból (gerincvelői idegek; a gerincvelő szegmentális felépítése) Hátsó köteg-lemniscus medialis redszer: epikritikus szenzibilitás (differenciált tapintás, vibráció, neuromuscular junctió, izomorsó) Tractus spinothalamicus (anterolateralis pálya): protopátiás szenzibilitás (hő, fájdalom, elemi tapintás)

Közös vonások: mindkét pálya rendszer 3 neuronból áll a 2. neuron rostjai kereszteződnek átkapcsolás a thalamusban (VPL and VPM) mindkét pálya az ellenoldali gyrus postcentralisba végződik somatotópiás organizáció

Receptorok: 1.) Mechanoreceptorok Mesissner test: gyorsan adaptálódó tapintás receptor Vater-Paccini test (vibráció): gyorsan adaptálódó receptor Ruffini idegvégződés (bőr, izületi tok): lassan adaptálódó receptor Merkel test (tapintás receptor) 2 féle proprioceptors: a mélyebb szövetekben, a gerincvelői reflexek érző szárához izomorsó (az izom feszülése, hosszának érzékelése) Golgi tendon organ, ínorsó (az ín hosszának és feszülésének érzékelése) Receptorok: 1.) Mechanoreceptorok

meleg érzékelő receptorok: II. Termoreceptorok: meleg érzékelő receptorok: vékony, nem myelin hüvelyes rostok (C típusú rostok) csupasz idegvégződései: a hőmérséklet emelkedését érzékelik hideg érzékelő receptorok: vékony, myelin hüvelyes A∂ rostok csupasz végződései III. Nociceptorok: csupasz idegvégződések: A∂ acute: fájdalom C rostok: krónikus fájdalom (3 egyéb receptorféleség: mechno-, termo-, kemo-)

A szomatikus afferens (GSA) információ feldolgozásának első szintje: a gerincvelő Gerincvelői ideg (n. spinalis) ramus dorsalisa: az egyes testtájakról szegmentálisan információ: szomatotópiás organizáció: dermatomák Ganglion spinale : pseudounipoláris neuronok: a felszálló pályák ELSŐ NEURONJAI a dermatómák distális része a ganglionban rostrálisan; a dermatómák proximális része a ganglionban caudálisan

Nocireceptorok Temoreceptorok a hátsó gyökér medialis rostjai Aα és Aß rostok elsődleges afferens rostok a hátsó kötegben Mechanoreceptorok A hátsó gyökér laterális rostjai Nocireceptorok Temoreceptorok Az anterolateralis rendszer felszálló rostjai A rostok kereszteződése a comissura anteriorban

Hátsó kötegi felszálló rendszer

decussatio lemniscorum A szomatikus afferens (GSA) információ feldolgozásának második szintje: medulla A pálya MÁSODIK NEURONJA: a nyúltvelőben: n. gracilis és n. cuneatus decussatio lemniscorum lemniscus medialis

Lemniscus medialis

Lemniscus medialis Elsődleges somatosensoros cortex: gyrus postcentralis A pálya HARMADIK NEURONJA: thalamus VPL, contralaterálisan thalamus, n. VPL. nucleus gracilis et cuneatus fasciculus cuneatus Érző neuronok (ganglion spinale) fasciculus gracilis

Spinocerebellaris pályák Proprioceptive információ: hátsó köteg, lemniscus medialis tractus spinocerebellar rostral is: fej, nyak Equivalens a spinocerebellaris ventralissal, DE keresztezetlen; pedunclus cerebellaris sup. cerebellum tractus spinocerebellar ventralis Törzs+alsó végtag keresztezett tractus spinocerebellaris dorsalis : törzs+alsó végtagok keresztezetlen tractus cuneocerebellaris: felső végtag+nyak keresztezetlen Afferens rostok a hátsó gyökérből a fasciculus gracilisban fel Clarke oszlop (C8-L3) ipsilateral tractus spinocelebellaris dorsalis (pedunclus cerebellaris inf.) Afferent rostok a hátsó gyökérből a fasciculus cuneatusban nucleus cuneatus externus (accessorius) ipsilateralis pedunclus cerebellaris inf. sup. cerebellar peduncle

Tractus spinothalamicus (anterolaterális pálya) Receptorok: protopátiás érzetet (fájdalom, hő, elemi tapintás) nocireceptorok temoreceptorok 3 neuron: 1. ganglion spinale 2. gerincvelő (lamina II-V) 3. thalamus VPL A hátsó gyökér laterális rostjai Tractus spinothalamicus A rostok kereszteződése a comissura anteriorban Az anterolateralis rendszer felszálló rostjai

Tractus spinothalamicus A gerincvelőben a felszálló rostok: contralaterálisan Elsődleges érzőkéreg: gyrus postcentralis thalamus, n. VPL. Tractus spinothalamicus érző neuronok (gangliomn spinale)

híd medulla mesencephalon

Kérgi representáció: somatotópia Gyrus postcentralis Pontról-pontra representáció a receptortól a kéregig. A kérgi reprezentáció az idegvégződések számával arányos! Homunculus (Penfield and Rasmussen)

Kérgi reprezentáció: somatosensoros cortex Elsődleges érző kéreg (S-I): gyrus postcentralis (lobus parietalis) Másodlagos somatosensoros cortex (S-II): parietalis operculum Area retroinsularis

Elsődleges érző kéreg: Brodmann’ 3a, 3b, 1 and 2 3a: a sulcus centralis mélyén 3b:a sulcus centralis hátsó falának közepe 1: a gyrus postcentralis teteje 2: az I areától caudálisan 3b: tapintás diszkriminációja és az alak érzékelése; a thalamus VP magjaiból projiciáló neuronok 70% 2: a bőr és a mély receptorok (izomorsó) komplex representációja 3a: izomorsó, mély receptorok

Másodlagos somatosensoros kéreg S-II: parietalis operculum a corticolimbicus rendszer része, memória, a sensoros információk felidézése Area retroinsularis: direct somatosensoros projekció a thalamusból (nociceptive projekciók valószinüleg a tr. spinothalamicusból)

A n. trigeminus somatosensoros pályái Az arc somatosenzoros idege: n. trigeminus N. trigeminus magjai: érző és mozgató (somatosensoros, somatomotoros) nucleus mesencephalicus n. V. nucleus sensorius princeps n. V. (somatotópiás organizáció) Érző magok nucleus tractus pinalis n. V.

A n. trigeminus somatosensoros pályái Elsődleges afferens rostok: tractus spinalis n. V. Rostok: A∂ , C: fájdalom és hő; Aß Nucleus sensorius princeps + nucleus tractus spinalis n. V; szinapszis Hő, fájdalom és elemi tapintás információt szállító rostok keresztezik a középvonalat lemniscus trigeminalis ventralis thalamus contralateral is posteromedialis (VPM) nucleus A nem kereszteződött rostok: kisebb, kevésbé deffiniált pálya: lemniscus trigeminal is dorsal ipsilateral VPM

Lemniscus trigeminalis dorsalis Lemniscus trigeminalis ventralis tr. et n. tr. spinalis n. V. Lemniscus trigeminalis dorsalis Lemniscus trigeminalis ventralis Lemniscus trigeminalis dorsalis Lemniscus trigeminalis ventralis

A n. trigeminus somatosensoros pályái Lemniscus trigeminalis ventral is keresztezett rostok a nucleus spinalis n. V és a nucleus sensorius princeps n. V.-ből információ: fájdalom, hő, durva tapintás (nucleus spinalis n. V.) mechanoreceptorokból diszkriminativ tapintás, nyomás (nucleus sensorius princeps n. V.) target nucleus: thalamus: contralateralis VPM somatotópiás organizáció Lemniscus trigeminalis dorsal is keresztezetlen információ: mechanoreceptorokból (nucleus sensorius princeps n. V. target nucleus: thalamus ipsilateral VPM

Lemniscus trigeminalis ventralis elsődleges somatosensoros cortex: gyrus postcentralis thalamus, n. VPM. n. princeps sensorius nervi trigemini tr. spinothalamicus

Különbség: Közös vonások: mindkét pálya 3 neuronból áll a második neuron rostjai kerszteződnek ellenoldali thalamusban átkapcsolás (VPL ill. VPM) az ellenoldali gyrus postcentralis a kérgi vetület somatotópiás organizáció Különbség: Melyik szinten történik a pálya kereszteződése: Tractus spinothalamicus: gerincvelő Hátsó kötegi felszálló pálya, lemniscus medialis: medulla oblongata

Brown-Séquard szindróma Brown-Séquard hemiplegia ill. paralysis: érző és motoros funkció elvesztése (gerincvelő sérülés) A sérülés szintjében: Valamennyi érző és motoros funkció kiesik A sérülés szintje alatt: az ipsilateralis oldalon a motoros funkció paralysise fájdalom és hő érzés kiesése ill. hiánya az ellenoldali testfélen ??? proprioceptiv érzetek kiesése az ipsilateralás testfélen

References Szentagothai J, Réthelyi M: Funkcionális anatómia, Medicina, 1989 Sobota - Atlas of Human Anatomy, 20th edition, Urban and Schwarzenberger, 1993 http://faculty.washington.edu/chudler/facts.html Carola R, Harley JP, Noback CR: Human Anatomy and Physiology, McGraw-Hill Imc, 1990 NEUROSCIENCE: Third Edition, Sinauer Associates, Inc, 2004 Burt: Textbook of Neuroanatomy 1993 John Nolte: The Human Brain: an Introduction to its Functional Anatomy. 6th edition, Mosby Inc, Elsevier, 2009