Базальные ганглии: анатомия и нейронные контуры

Базальные ганглии представляют собой группу взаимосвязанных подкорковых ядер серого вещества в переднем мозге и среднем мозге, которые играют центральную роль в контроле произвольных движений, формировании привычек и выборе действий. Они включают полосатое тело (хвостатое ядро и скорлупу), бледный шар, субталамическое ядро и черную субстанцию, которые вместе образуют параллельные петли с корой головного мозга и таламусом.

Definition

Базальные ганглии — это набор глубоких ядер серого вещества, в основном полосатое тело, бледный шар, субталамическое ядро и черная субстанция, которые участвуют в кортико-подкорковых петлях, управляющих выбором и модуляцией движений и связанных с ними поведенческих реакций.

Scope

Эта статья охватывает составляющие ядра базальных ганглиев, их внутренние связи через прямой и непрямой пути, а также их организацию в параллельные кортико-базально-ганглионарно-таламико-кортикальные петли. Она рассматривает базальные ганглии как анатомические и контурные структуры, а не как клинические состояния, и не предлагает рекомендаций по лечению.

Core questions

• Какие ядра составляют базальные ганглии и как они связаны?
• Как прямой и непрямой пути модулируют кортикальный выход?
• Как параллельные петли базальных ганглиев сохраняют разделение моторных, ассоциативных и лимбических функций?

Key concepts

• Полосатое тело (хвостатое ядро и скорлупа)
• Бледный шар (внутренний и внешний сегменты)
• Субталамическое ядро
• Черная субстанция
• Прямой и непрямой пути
• Параллельные кортико-базально-ганглионарно-таламико-кортикальные петли

Mechanisms

Кортикальный вход достигает полосатого тела, которое проецируется на выходные ядра (внутренний бледный шар и черная субстанция, компактная часть) двумя путями. Прямой путь облегчает движение, ингибируя эти выходные ядра, высвобождая таламус из ингибирования; непрямой путь, проходящий через внешний бледный шар и субталамическое ядро, оказывает противоположный, подавляющий эффект (alexander-1990). Эти сигналы проходят через несколько параллельных, функционально разделенных петель, которые связывают различные кортикальные области, области базальных ганглиев и ядра таламуса, прежде чем вернуться в кору, так что моторная, глазодвигательная, префронтальная и лимбическая обработка остаются в значительной степени разделенными (alexander-1986). Исследования поражений и стимуляции у приматов прояснили, как дисфункция в этих цепях соотносится с нарушениями движений (delong-1990).

Clinical relevance

Знание нейронных контуров базальных ганглиев лежит в основе того, как клиницисты и исследователи понимают и локализуют двигательные признаки, а также интерпретируют функциональную визуализацию. Эта статья описывает анатомию и логику контуров для справки; она не является основой для диагностики или для принятия индивидуальных решений о лечении.

History

Базальные ганглии долгое время рассматривались как относительно недифференцированный двигательный ретранслятор, но работы 1980-х годов переосмыслили их как набор параллельных, функционально разделенных цепей. Синтез Александра, ДеЛонга и Стрика 1986 года (alexander-1986) и последующее описание их внутренней архитектуры (alexander-1990) установили модель петли, в то время как исследования ДеЛонга на приматах (delong-1990) связали специфические изменения цепей с нарушенными движениями, сформировав современную концепцию прямого/непрямого пути.

Debates

Насколько строго разделены параллельные петли?

Классическая модель рассматривает моторные, ассоциативные и лимбические петли как в значительной степени отдельные, но данные о точках конвергенции и перекрестных связях между каналами вызвали продолжающуюся дискуссию о том, насколько независимы эти цепи на самом деле.

Key figures

• Garrett Alexander
• Mahlon DeLong
• Peter Strick
• Michael Crutcher

Seminal works

• alexander-1986
• alexander-1990
• delong-1990

Frequently asked questions

Какие структуры считаются частью базальных ганглиев?

Обычно их описывают как полосатое тело (хвостатое ядро и скорлупа), бледный шар, субталамическое ядро и черную субстанцию, при этом субталамическое ядро и черная субстанция находятся за пределами конечного мозга, но функционально интегрированы.

В чем разница между прямым и непрямым путями?

Прямой путь, как правило, облегчает движение, уменьшая ингибирование таламуса, в то время как непрямой путь, проходящий через внешний бледный шар и субталамическое ядро, как правило, подавляет движение; их баланс формирует выходной сигнал базальных ганглиев.