श्वेत पदार्थ पथ और संयोजकता

श्वेत पदार्थ में मायेलिनयुक्त अक्षतंतु होते हैं जो तंत्रिका तंत्र के विभिन्न भागों को जोड़ते हैं। ये तंतु पथों में बंडल होकर कॉर्टिकल क्षेत्रों को एक-दूसरे से जोड़ते हैं, दोनों गोलार्द्धों को मिलाते हैं, और कॉर्टेक्स, सबकॉर्टिकल नाभिक और रीढ़ की हड्डी के बीच सूचना ले जाते हैं, जिससे वह वायरिंग बनती है जिसके माध्यम से मस्तिष्क के क्षेत्र संवाद करते हैं।

Definition

श्वेत पदार्थ पथ मायेलिनयुक्त अक्षतंतुओं के संगठित बंडल होते हैं जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के क्षेत्रों को जोड़ते हैं; संयोजकता (connectivity) संरचनात्मक कड़ियों के परिणामी नेटवर्क को संदर्भित करती है, जिसे तेजी से मस्तिष्क के कनेक्टोम के रूप में वर्णित और परिमाणित किया जा रहा है।

Scope

यह विषय सेरेब्रल श्वेत पदार्थ तंतुओं के तीन वर्गों — साहचर्य (association), कमिसुरल (commissural) और प्रक्षेपण (projection) पथों — आर्कुएट फैसिकुलस (arcuate fasciculus) और कॉर्पस कैलोसम (corpus callosum) जैसे नामित मार्गों, और संरचनात्मक संयोजकता (structural connectivity) तथा कनेक्टोम (connectome) की अवधारणा को शामिल करता है। इसमें यह भी शामिल है कि डिफ्यूजन इमेजिंग (diffusion imaging) पथों को कैसे दृश्यमान करती है। यह संदर्भ शरीर रचना विज्ञान और कार्यप्रणाली है, नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• सेरेब्रल श्वेत पदार्थ को साहचर्य, कमिसुरल और प्रक्षेपण पथों में कैसे व्यवस्थित किया जाता है?
• कौन से प्रमुख नामित मार्ग मस्तिष्क के क्षेत्रों को जोड़ते हैं?
• संरचनात्मक संयोजकता को नेटवर्क के रूप में कैसे मापा और वर्णित किया जाता है?

Key concepts

• साहचर्य तंतु
• कमिसुरल तंतु (कॉर्पस कैलोसम)
• प्रक्षेपण तंतु (आंतरिक कैप्सूल, कॉर्टिकोस्पाइनल ट्रैक्ट)
• मायेलिनेशन
• डिफ्यूजन अनिसोट्रॉपी और ट्रैक्टोग्राफी
• संरचनात्मक संयोजकता और कनेक्टोम
• ग्राफ-सैद्धांतिक नेटवर्क माप

Mechanisms

श्वेत पदार्थ पथ तीन समूहों में आते हैं: साहचर्य तंतु (association fibres) जो एक गोलार्द्ध के भीतर के क्षेत्रों को जोड़ते हैं, कमिसुरल तंतु (commissural fibres) जैसे कॉर्पस कैलोसम (corpus callosum) जो गोलार्द्धों को जोड़ते हैं, और प्रक्षेपण तंतु (projection fibres) जैसे कॉर्टिकोस्पाइनल ट्रैक्ट (corticospinal tract) जो कॉर्टेक्स को निचली संरचनाओं से जोड़ते हैं। क्योंकि पानी मायेलिनयुक्त अक्षतंतुओं की दिशा में अधिमानतः फैलता है, डिफ्यूजन एमआरआई (diffusion MRI) इस अनिसोट्रॉपी (anisotropy) को माप सकता है और फाइबर अभिविन्यास का अनुमान लगा सकता है (Pierpaoli & Basser, 1996), जिससे प्रमुख पथों को पुनर्निर्मित किया जा सकता है और मानक स्थान में मैप किया जा सकता है (Hua et al., 2008)। क्षेत्रों को नोड्स (nodes) और पथों को लिंक (links) के रूप में मानने से संयोजकता का विश्लेषण ग्राफ-सैद्धांतिक उपकरणों (graph-theoretical tools) के साथ किया जा सकता है जो मस्तिष्क को हब (hubs) और मॉड्यूल (modules) वाले नेटवर्क के रूप में वर्णित करते हैं (Bullmore & Sporns, 2009)। छोटी रक्त वाहिकाओं द्वारा आपूर्ति किए गए श्वेत पदार्थ को होने वाली डिफ्यूज चोट का पता इमेजिंग द्वारा भी लगाया जा सकता है (Wardlaw et al., 2013)।

Clinical relevance

श्वेत पदार्थ शरीर रचना विज्ञान और संयोजकता यह समझने के लिए एक ढाँचा प्रदान करते हैं कि मस्तिष्क के क्षेत्र कैसे जुड़े हुए हैं और उस वायरिंग को कैसे चित्रित किया जाता है। यह प्रविष्टि संरचना और विधियों पर संदर्भ पृष्ठभूमि है; यह नैदानिक ​​सीमाएं या उपचार सलाह नहीं देती है।

History

प्रमुख फाइबर बंडलों का वर्णन शास्त्रीय विच्छेदन द्वारा बहुत पहले किया गया था जब उन्हें जीवित मस्तिष्क में देखा जा सकता था। डिफ्यूजन टेंसर इमेजिंग (diffusion tensor imaging) और मात्रात्मक अनिसोट्रॉपी माप (quantitative anisotropy measures) (Pierpaoli & Basser, 1996) की शुरुआत ने पथों को इन विवो (in vivo) में दृश्यमान और मापने योग्य बना दिया, जिससे संभाव्य पथ एटलस (probabilistic tract atlases) (Hua et al., 2008) का विकास हुआ। बाद के कनेक्टोम फ्रेमवर्क (connectome framework) ने इन मार्गों को ग्राफ विश्लेषण (graph analysis) के लिए उपयुक्त एक मात्रात्मक नेटवर्क के रूप में फिर से परिभाषित किया (Bullmore & Sporns, 2009)।

Debates

ट्रैक्टोग्राफी वास्तविक शारीरिक पथों को कितनी सटीकता से पुनर्निर्मित करती है?

डिफ्यूजन-आधारित ट्रैक्टोग्राफी पानी के प्रसार पैटर्न से अप्रत्यक्ष रूप से मार्गों का अनुमान लगाती है और गलत या गुम कनेक्शन उत्पन्न कर सकती है, इसलिए पुनर्निर्मित पथ वास्तविक अक्षतंतु शरीर रचना विज्ञान से कितनी निकटता से मेल खाते हैं, यह एक सक्रिय कार्यप्रणाली संबंधी चिंता बनी हुई है।

Key figures

• Peter Basser
• Carlo Pierpaoli
• Edward Bullmore
• Olaf Sporns

Seminal works

• pierpaoli-1996
• hua-2008
• bullmore-2009

Frequently asked questions

श्वेत पदार्थ तंतुओं के तीन मुख्य प्रकार क्या हैं?

साहचर्य तंतु एक ही गोलार्द्ध के भीतर के क्षेत्रों को जोड़ते हैं, कॉर्पस कैलोसम जैसे कमिसुरल तंतु दोनों गोलार्द्धों को जोड़ते हैं, और प्रक्षेपण तंतु कॉर्टेक्स को गहरी संरचनाओं और रीढ़ की हड्डी से जोड़ते हैं।

जीवित लोगों में श्वेत पदार्थ पथों को कैसे चित्रित किया जाता है?

डिफ्यूजन एमआरआई मायेलिनयुक्त अक्षतंतुओं के साथ पानी की दिशात्मक गति को मापता है, और ट्रैक्टोग्राफी इस जानकारी का उपयोग प्रमुख फाइबर मार्गों को पुनर्निर्मित और मैप करने के लिए करती है।