วิถีประสาทและกลุ่มใยประสาทในเนื้อเยื่อขาว

เนื้อเยื่อขาวเป็นส่วนประกอบของระบบประสาทส่วนกลางที่ประกอบด้วยแอกซอนที่มีปลอกไมอีลินเป็นส่วนใหญ่ และเซลล์เกลียที่ห่อหุ้มแอกซอนเหล่านั้น ซึ่งจัดเรียงรวมกันเป็นมัดที่ชัดเจนเรียกว่ากลุ่มใยประสาท (tracts or fasciculi) ทำหน้าที่ส่งสัญญาณระหว่างบริเวณที่ห่างไกลกันของสมองและไขสันหลัง ส่วนนี้จะให้ภาพรวมเบื้องต้นเกี่ยวกับการจำแนก การตั้งชื่อ และการศึกษาเส้นทางเหล่านี้ และเชื่อมโยงไปยังกลุ่มการทำงานหลัก ได้แก่ กลุ่มใยประสาทสั่งการที่ลงมา (descending motor tracts), วิถีประสาทรับความรู้สึกและวิถีประสาทไขสันหลัง-สมองน้อยที่ขึ้นไป (ascending sensory and spinocerebellar pathways), ใยประสาทเชื่อมซีกสมอง (commissural fibres) ที่เชื่อมซีกสมองทั้งสองเข้าด้วยกัน และใยประสาทเชื่อมโยง (association fibres) ที่เชื่อมโยงบริเวณเปลือกสมองภายในซีกสมองเดียวกัน

Definition

วิถีประสาทในเนื้อเยื่อขาวคือกลุ่มใยประสาทที่มีปลอกไมอีลิน (กลุ่มใยประสาท, fasciculi, lemnisci, peduncles, หรือ commissures) ภายในระบบประสาทส่วนกลางที่ส่งผ่านกระแสประสาทระหว่างกลุ่มเซลล์ประสาทที่แยกจากกัน โดยทั่วไปจำแนกเป็นใยประสาทส่งออก (projection), ใยประสาทเชื่อมซีกสมอง (commissural) หรือใยประสาทเชื่อมโยง (association fibres)

Scope

ส่วนนี้ครอบคลุมการจัดระเบียบโดยทั่วไปของเนื้อเยื่อขาวในระบบประสาทส่วนกลางและแผนการหลักที่ใช้ในการจำแนกระบบใยประสาท โดยจัดทำขึ้นในรูปแบบของกายวิภาคศาสตร์และเนื้อเยื่อวิทยาอ้างอิง โดยจะชี้ไปยังหัวข้อทั้งสี่ที่กล่าวถึงกลุ่มใยประสาทหลักโดยละเอียด ไม่ครอบคลุมถึงเส้นประสาทส่วนปลาย, นิวเคลียสของเนื้อเยื่อเทาโดยตรง หรือการจัดการทางคลินิกของโรคเนื้อเยื่อขาว

Sub-topics

• ใยประสาทเชื่อมโยงในสมองส่วนซีรีบรัมและใยประสาทเชื่อมโยง
• คอร์ปัส แคลโลซัมและคอมมิสเชอร์
• วิถีประสาทคอร์ติโคสไปนัลและวิถีประสาทสั่งการที่ลงสู่เบื้องล่าง
• วิถีประสาทรับความรู้สึกและวิถีประสาทสไปโนเซรีเบลลาร์

Key concepts

• ใยประสาทส่งออก, ใยประสาทเชื่อมซีกสมอง, และใยประสาทเชื่อมโยง
• การสร้างปลอกไมอีลินและความเร็วในการนำกระแสประสาท
• กลุ่มใยประสาท (Tracts), fasciculi, lemnisci, และ peduncles
• การไขว้กันและการตัดกันของวิถีประสาท
• การจัดระเบียบแบบโซมาโตโทปิกและโทโพกราฟิก
• การสร้างภาพเส้นใยประสาทด้วย Diffusion MRI

Mechanisms

ใยประสาทในระบบประสาทส่วนกลางถูกจัดกลุ่มตามรูปแบบการเชื่อมต่อ: ใยประสาทส่งออก (projection fibres) วิ่งระหว่างเปลือกสมองและศูนย์กลางที่ต่ำกว่า (เช่น กลุ่มใยประสาทคอร์ติโคสไปนัล และใยประสาทรับความรู้สึกที่ขึ้นไป), ใยประสาทเชื่อมซีกสมอง (commissural fibres) ข้ามแนวกลางเพื่อเชื่อมซีกสมองทั้งสองเข้าด้วยกัน (ส่วนใหญ่คือคอร์ปัส คัลโลซัม และแอนทีเรียร์ คอมมิสเชอร์), และใยประสาทเชื่อมโยง (association fibres) เชื่อมโยงบริเวณเปลือกสมองภายในซีกสมองเดียวกัน (เช่น ซูพีเรียร์ ลองจิจูดินัล และอันซิเนต ฟาสซิคูลัส) ไมอีลินที่ผลิตโดยโอลิโกเดนโดรไซต์จะหุ้มฉนวนแอกซอนและช่วยให้เกิดการนำกระแสประสาทแบบกระโดดอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้เนื้อเยื่อขาวมีลักษณะสีซีดและเป็นที่มาของชื่อ วิถีประสาทหลายเส้นทางมีการไขว้กัน (decussate) ทำให้สมองซีกหนึ่งเกี่ยวข้องกับร่างกายซีกตรงข้าม และส่วนใหญ่มีการจัดเรียงแบบโซมาโตโทปิกหรือโทโพกราฟิกที่เป็นระเบียบของพื้นที่ที่พวกมันให้บริการ

Clinical relevance

ความรู้เกี่ยวกับเส้นทางและการจัดกลุ่มของวิถีประสาทในเนื้อเยื่อขาวเป็นพื้นฐานในการตีความรูปแบบรอยโรคและการศึกษาด้วย Diffusion MRI เนื่องจากความเสียหายต่อกลุ่มใยประสาทจะทำให้เกิดความบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับบริเวณที่กลุ่มใยประสาทนั้นเชื่อมต่อกัน ส่วนนี้อธิบายการจัดระเบียบทางกายวิภาคและระเบียบวิธีวิจัยเพื่อการอ้างอิงและการศึกษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

ความรู้ดั้งเดิมเกี่ยวกับกายวิภาคของกลุ่มใยประสาทได้มาจากการผ่าแยกด้วยตาเปล่า, การย้อมสีไมอีลินทางเนื้อเยื่อวิทยา, และการศึกษาด้วยสารติดตามเชิงทดลอง ซึ่งถูกรวบรวมไว้ในตำรากายวิภาคศาสตร์อ้างอิง ในสิ่งมีชีวิต การถ่ายภาพด้วยเทนเซอร์การแพร่ (diffusion tensor imaging) และการสร้างภาพเส้นใยประสาท (tractography) สร้างการจัดเรียงตัวของเส้นใยประสาทจากการแพร่แบบมีทิศทางของน้ำ และได้สร้างแผนที่มาตรฐานของเนื้อเยื่อขาวในมนุษย์ วิธีการเหล่านี้เป็นการสร้างภาพเชิงพรรณนาซึ่งมีข้อจำกัดใกล้กับเส้นใยประสาทที่ตัดกันเป็นที่รู้จักกันดี

History

เนื้อเยื่อขาวถูกแยกออกจากเนื้อเยื่อเทาโดยนักกายวิภาคศาสตร์ยุคแรก และการผ่าแยกและการย้อมสีไมอีลินในศตวรรษที่ 19 และ 20 ได้กำหนดกลุ่มใยประสาทหลัก ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1990 การสร้างภาพเส้นใยประสาทด้วย Diffusion MRI ช่วยให้สามารถสร้างเส้นทางเหล่านี้ในคนที่มีชีวิตอยู่ได้โดยไม่ต้องผ่าตัด โดย Mori และคณะได้แสดงการติดตามเส้นใยประสาทแบบสามมิติ และ Wakana, Catani และคนอื่นๆ ได้ตีพิมพ์แผนที่กลุ่มใยประสาทที่เชื่อมโยงกายวิภาคศาสตร์แบบดั้งเดิมเข้ากับการถ่ายภาพด้วย MRI

Key figures

• Susumu Mori
• Marco Catani
• Denis Le Bihan

Seminal works

• mori1999
• wakana2004
• catani2008

Frequently asked questions

เนื้อเยื่อขาวและเนื้อเยื่อเทาแตกต่างกันอย่างไร?

เนื้อเยื่อเทาส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเซลล์ประสาทและส่วนยื่นที่ไม่มีปลอกไมอีลิน ในขณะที่เนื้อเยื่อขาวส่วนใหญ่ประกอบด้วยแอกซอนที่มีปลอกไมอีลินในกลุ่มใยประสาท; ไมอีลินทำให้เนื้อเยื่อขาวมีสีซีดและเป็นที่มาของชื่อ

กลุ่มใยประสาทในเนื้อเยื่อขาวจำแนกอย่างไร?

โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นใยประสาทส่งออก (ระหว่างเปลือกสมองและศูนย์กลางที่ต่ำกว่า), ใยประสาทเชื่อมซีกสมอง (ข้ามแนวกลางระหว่างซีกสมอง), และใยประสาทเชื่อมโยง (ระหว่างบริเวณต่างๆ ของซีกสมองเดียวกัน)