Соматосенсорная система

Соматосенсорная система передает информацию об осязании, давлении, вибрации, положении конечностей (проприоцепция), температуре и боли от тела к мозгу. Ее периферические рецепторы и центральные пути организованы соматотопически, так что поверхность тела упорядоченно проецируется на таламус и соматосенсорную кору.

Definition

Соматосенсорная система включает периферические механорецепторы, терморецепторы и ноцицепторы, дорсально-столбчато-медиально-лемнисковый и антеролатеральный (спиноталамический) восходящие пути, соматосенсорные релейные ядра таламуса, а также первичную и вторичную соматосенсорные коры, которые представляют тело.

Scope

Данная статья охватывает рецепторы и восходящие пути телесной чувствительности, соматотопическую организацию соматосенсорной коры, столбчатый принцип корковой организации и обзор модуляции боли. Она носит справочно-образовательный характер и не затрагивает вопросы клинической оценки или лечения сенсорных или болевых состояний.

Core questions

• Как различные субмодальности телесной чувствительности преобразуются и передаются по различным путям?
• Как поверхность тела соматотопически проецируется на кору?
• Как корковая обработка организована в колонки с одинаковой функцией?
• Как модулируется передача боли в нервной системе?

Key concepts

• Соматотопия и сенсорный гомункулус
• Дорсально-столбчато-медиально-лемнисковый путь
• Антеролатеральный (спиноталамический) путь
• Корковые колонки и модальная сегрегация
• Проприоцепция
• Ноцицепция и модуляция боли

Key theories

Теория воротного контроля боли

Мелзак и Уолл предположили, что передача ноцицептивных сигналов от спинного мозга к головному мозгу модулируется, или «контролируется», относительной активностью афферентов большого и малого диаметра и нисходящими влияниями, так что боль не является простым прямым отражением повреждения.

Mechanisms

Специализированные рецепторы преобразуют механические, термические и ноцицептивные стимулы. Дискриминационное осязание и проприоцепция передаются по дорсально-столбчато-медиально-лемнисковому пути, в то время как боль и температура передаются по антеролатеральной системе; оба пути проходят через таламус к соматосенсорной коре. Пенфилд и Болдри картировали соматотопический сенсорный гомункулус на постцентральной извилине, а записи Маунткасла показали, что кора организована в вертикальные колонки клеток, имеющих общую модальность и расположение рецептивного поля, что установило столбчатый принцип корковой организации. Теория воротного контроля Мелзака и Уолла также показала, что ноцицептивная передача активно модулируется, а не является фиксированной.

Clinical relevance

Поскольку сенсорные субмодальности передаются по анатомически различным путям, поражения вызывают характерные паттерны сенсорной потери, а соматосенсорная кора является ключевым ориентиром для коркового картирования. Данная статья описывает нормальную организацию в образовательных целях и не является основанием для диагностики или лечения сенсорных расстройств или боли.

Evidence & guidelines

Понимание соматосенсорной системы основано на электрофизиологии отдельных нейронов, картировании корковой стимуляции, анатомическом трассировании и нейровизуализации человека. Столбчатая организация выведена из записей Маунткасла, корковая карта — из работ Пенфилда и Болдри, а модуляция боли — из теории воротного контроля Мелзака и Уолла; стандартные справочные материалы представлены в комплексных учебниках по нейронаукам.

History

Восходящие сенсорные пути были описаны посредством клинико-анатомической корреляции в девятнадцатом и начале двадцатого веков, а корковая сенсорная карта была составлена Пенфилдом и Болдри с помощью интраоперационной стимуляции. Записи Маунткасла в середине века установили столбчатую организацию сенсорной коры, а теория воротного контроля 1965 года переосмыслила боль как модулируемый, а не чисто жестко запрограммированный сигнал.

Key figures

• Vernon Mountcastle
• Wilder Penfield
• Ronald Melzack
• Patrick Wall

Seminal works

• mountcastle-1957
• penfield-boldrey-1937
• melzack-wall-1965

Frequently asked questions

В чем разница между дорсально-столбчатым и антеролатеральным путями?

Дорсально-столбчато-медиально-лемнисковый путь передает тонкое осязание, вибрацию и проприоцепцию, в то время как антеролатеральный (спиноталамический) путь передает боль и температуру; они пересекают срединную линию на разных уровнях, поэтому определенные поражения диссоциируют эти ощущения.

Что такое корковая колонка?

Корковая колонка — это вертикальная группа нейронов, проходящая через слои коры, которые имеют общие функциональные свойства, такие как сенсорная модальность и расположение рецептивного поля; Маунткасл описал эту столбчатую организацию в соматосенсорной коре.