A limbikus rendszer. Semmelweis Egyetem, ÁOK Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet 2. évfolyam 1. szemeszter A-B-C-D csoportok Kocsis Katalin 2016.10.12.

A limbikus agy általános szemlélete Az emlős agy működése két fő, egymást kiegészítő alapelv szerint szerveződik 1) A modularitás elve -specializált funkciók meghatározott agyi területekre lokalizáltak -locális neuron csoportok saját egyedi választ adnak a bemenő jeleikre 2) Neuronális hálózatok interakciója hoz létre komplex funkciókat, jellegeket: -tanulás, memória, intelligencia, személyiség -információ feldolgozás nem meghatározott helyen, hanem szétszórtan, neuronális pályákkal hálózatba kapcsolt különböző agyrészekben zajlik -funkcionális integráció

A limbikus rendszer funkciói Komplex humán funkciók: -személyiség, viselkedés, tanulás, memória, emóciók Ősi, létfenntartással kapcsolatos funkciók -szaporodás, stressz, vegetatív funkciók

Limbikus rendszer = "széli rendszer" "Limbikus lebeny" – gyűrű alakú corticális terület a hemispheriumok mediális felszínén: -area parolfactoria -uncus -gyrus subcallosus -gyrus parahippocampalis -hippocampus -gyrus cinguli ("limbic gyrus") Pierre Paul Broca (1824-1880)

Papez feltételezte először (1937) a limbikus lebeny kapcsolatát a viselkedéssel és az emóciókkal. Elsőként állította, hogy az emóciónális és motivációs aktivitás strukturális alapokhoz köthetők. Papez feltételezte, hogy gyrus cingulit és a hippocampust a hypothalamussal és az elülső thalamikus magvakkal (limbic thalamus) pályák kapcsolják össze: Papez-féle gyűrű (kör). Ezeken a kapcsolatokon alakul ki az érzelmi állapot, annak a corticális megélése, kifejeződése. James Papez (1883-1958)

A limbikus rendszer összetevői Agykérgi területek gyrus cinguli gyrus subcallosus prefrontális kortikális áreák – frontális lebeny legelülső része (motoros áreák előtt) hippocampus formatio hippocampus gyrus dentatus subiculum - pre/parasubiculum gyrus parahippocampalis cortex piriformis – a g. parahippocampalis elülső része, beleértve az uncus,stria olf. lat cortex entorhinalis – g. parahippocampalis Subcorticalis limbikus területek Telencephalon bulbus olfactorius nucleus olfactorius anterior nucleus of the lateral olfactory tract septum nucleus tractus diagonalis nucleus accumbens (ventral striatum) amygdala nucleus stria terminalis Diencephalon habenula corpus mamillare (hypothalamus) nuclei thalamici anteriores (limbic thalamus) Mesencephalon n. interpeduncularis, n. raphe dorsalis et medianus nucleus tegmentalis ventralis, subst. grisea centr.

Nomenclatura Parolfactory area (subcallosal area) -kis terület a frontalis lebeny mediális felszínén a gyrus subcallosus alatt és előtt Gyrus subcallosus, gyrus paraterminalis Septalis magok -nemcsak a septum pellucidumban -ventralis a septum pellucidumhoz képest (septum verum) - a gyrus subcallosusba terjednek a septális magok Piriform cortex (olfactory cortex) -gyrus parahippocampalis elülső része, uncust beleértve Entorhinal cortex -a gyrus parahippocampalis piriform cortex mögötti része Rhinal sulcus -a sulcus collateralis folytatása előre Rhinal sulcus és a collateral sulcus választja el a gyrus parahippocampalist a temporális lebeny assziciációs területeitől.

Gyrus uncinatus Uncus Limbus Giacomini Gyrus intralimbicus B

nucl. ant. thalami limbikus rendszer összeköttetéseinek vázlata: afferentáció

Papez gyűrű

nucl. ant. thalami limbikus rendszer összeköttetéseinek vázlata: Papez gyűrű

nucl. ant. thalami limbikus rendszer összeköttetéseinek vázlata: amygdalából induló efferentáció

Prefrontális cortex - humán Funkcionalitás: -figyelem, végrehajtás, emoció kontrollálja a jutalmazás-kereső magatartást Kiterjedt kapcsolatok a parietális, temporális és occipitális lebenyekkel -friss és múltbeli szenzoros tapasztaláshoz való hozzáférés -reciprok kapcsolat a thalamus mediodorsális magjaival -n. accumbens, amygdala felé Dorsomediális prefrontális cortex -szenzorimotor és asszociációs neocortex Orbitofrontális kéreg -erős kapcsolat az amygdala magokkal -pályák indulnak a subcorticális limbikus struktúrák felé pl.: hypothalamus és a septum felé -agytörzsi monoaminerg magokhoz reciprok kacsolat A dorsális és ventrális prefrontális cortexben reciprok belső neuronális körök kognitív és emocionális interakció

Amygdala A vegetatív idegrendszeri válaszok modulálása Fontos szerepe van: -emocionális folyamatok -kritikus szerep a stresszhatás közvetítésében a hippocampus-függő memória-folyamatokban – amygdalo-hippocampális interakció Amygdala Basolaterális magok (fiatalabb) -kiterjedt reciprok kapcsolat: sensoros asszociációs cortex (parietal, temporal), lobus frontalis -kapcsolat a ventralis striatummal (putamen, és n. caudatus ventrális része n. accumbens, Meynert-féle n. basalis, dorsalis thalamus -rostok bulbus olfactoriusból, entorhinalis cortex, gyrus cinguli, area subcallosa Corticomediális magok (ősibb) -leszálló pálya a n. dorsalis n.vagi-hoz, agytörzsi légző és cardiovasculáris centrumokhoz, locus coeruleus, n. raphe dorsalis, ventral tegmental nucleus -peptiderg neuronok (enkephalin, CRH, somatostatin, cholecystokinin) -HYPOTHALAMUS – tractus amygdalohypothalamicus ventralis + stria terminalis - reciprok corticomediális, basolaterális subnuclei A vegetatív idegrendszeri válaszok modulálása -a hypothalamikus aktivitás modulálása révén -reflexes a test aktuális állapotának megfelelően -a vegetatív idegrendszeri központokba sugárzó pályák révén -megváltoztatja a vegetatív idegrendszeri funkciókat a tanult és múltbeli tapasztalat alapján

Nucleus accumbens (limbikus striatum) Glutamáterg afferens pályák a n. accumbenshez -basolaterális amygdalából -hippocampusból - mediális prefrontális cortexből -ezek normálisan gátolják jutalmazást hajszóló viselkedést N. accumbensből efferens -a ventrális pallidumba – ami valószínüleg a célvezérelt viselkedés motoros végre- hajtásáért felelős N. accumbens a limbikus és motoros rendszerek összekapcsolója N. accumbens szerepet játszik: -motivált, célvezérelt viselkedésben -szenvedélybetegségben megszállott kábítószer hajszolás Különböző kábítószerek „reward” rendszere hasonló struktúrákhoz kötöttek: mesocorticolimbikus dopaminerg rendszer (a mediális előagyi kötegben a gyrus cingulihoz és prefrontális cortexhez)

Hippocampus formáció: hippocampus, gyrus dentatus, subiculum

Hippocampus afferensek somatikus, vizuális, auditorikus, olfaktorius és motoros információk regio entorhinalisból szaglóagyból neocortex-ből a másik oldali hippocampusból (comm. fornicis/hippocampi) gyrus cinguliból thalamusból (elülső és laterális dors. magok) régio septalisból corpus amygdaloideum-ból hypothalamusból

Hippocampus efferensek Fornixban Hypothalamusba (Corpus mamillare) Septum régióba Papez-gyűrűn keresztül Thalamus (nucl. ant. thalami) Gyrus cinguli Gyrus parahippocampalis (regio entorhinalis, subiculum)

Hippocampusformáció Hippocampus fejlődésének fázisai Alveus Fimbria G.dentatus Ammon-szarv Subiculum Fimbria Alveus Sulcus hippocampi G. parahippo- campalis

Hippocampus formáció: hippocampus, gyrus dentatus, subiculum

Hippocampus összeköttetései I. Papez-gyűrű Cingulum Nucl. anterior thalami Fasc. mamillothalamicus (Vicq-d’Azyr-köteg Fornix

Hippocampus összeköttetései II. Commissura hippocampi (fornicis) G. cinguli Cingulum Fornix Frontallappen MD Nucl. ant. thalami Nuclei habenulae Stria med. thalami Fasc. mamillothalamicus Septumregion C. mamillare Hypothalamus Hippocampus Stria terminalis+ Broca-Diagonalband G. parahippocampalis Temporallappen Area entorhinalis Amygdala

Hippocampusformáció funkciója Memória rövidtávú: (másodpercek, percek) (napoktól hónapig) : tanulás hosszútávú: (évek, évtizedek) Memóriarögzítés: A rövidtávú memória hosszútávú memóriává alakítása racionális emléktartalom - hippocampus, Papez-gyűrű emócionális vagy vegetatív emléktartalom - Corpus amygdaloideum motoros emlék - érző és motoros kéregtrületek thalamuson keresztül Átalakítás: a gyrus dentatus szemcsesejtjei és a hippocampus piramissejtjei fokozzák a postsynaptikus neuron synaptikus képességét „increased synaptic efficiency”. A hatás néhány napig tart. Az emlékek tárolása az asszociációs kéregben van. Indulat, motiváció, tudatosság, agresszió

Hippocampus sérülés hatásai Memóriazavarok, amnézia: anterográd Amnézia retrográde Amnézia Kétoldali sérülés (enkephalitis) Dezorientáció (idő, hely), tudatzavar Epilepsia Skizofrénia (kényszerképzet, halluciációk) A középagyi dopaminerg rendszer túlműködése A hippocampus és gyrus parahippocampalis glutamaterg neurojainak alulműködése

Irodalom Barr, M.L., Kiernan, J.A. The Human Nervous System. An Anatomical Viewpoint. Philadelphia, 1993. Burt, A.M., Textbook of Neuroanatomy. 1993. W.B. Saunders Company Kahle, W., Leonhardt, H., Platzer, W. Color Atlas/Text of Human Anatomy, Vol. 3. Nervous System and Sensory Organs. Stuttgart, New York, 1993. www.wikipedia.com