Tronc cerebral

Tronc cerebral

Definiție

Troncul cerebral (sau trunchiul cerebral) conține trei structuri – mezencefal, punte și măduva spinării – care leagă creierul de măduva spinării. Are mai multe roluri în sistemul nervos autonom, cu căi ascendente pentru a primi informații senzoriale pentru procesarea creierului și căi descendente pentru a trimite informații motorii înapoi în organism. Este, de asemenea, locul în care se află zece dintre cei doisprezece nervi cranieni. Având în vedere aceste roluri, trunchiul cerebral se remarcă mai ales prin controlul cardiovascular și respirator, reglarea durerii și termică, ciclurile de somn, mișcările musculare și controlul senzorial în regiunile craniene.

Context

Înainte de a examina fiecare dintre sub-structurile și funcțiile lor respective din cadrul trunchiului cerebral, să analizăm mai întâi relația trunchiului cerebral cu sistemul nervos.

Sistemul nervos, neuronii și creierul

Sistemul nervos este un sistem major care se întinde pe tot corpul și care joacă un rol cheie în supraviețuire și reglare. Este responsabil pentru transmiterea informațiilor senzoriale de la corp la creier, unde creierul trimite apoi răspunsurile adecvate înapoi la corp. Aceste răspunsuri pot varia- de la cele motorii, la cele fiziologice și până la cele de stocare.

Sistemul nervos este alcătuit din celule nervoase individuale (sau neuroni), care recunosc semnalele din organism și din mediul său. Neuronii transmit aceste semnale către destinațiile lor respective din creier aproape instantaneu prin intermediul semnalizării electrice. Atunci când un nerv transmite semnalul către următorul nerv, are loc o sinapsă. Acesta este locul în care semnalele electrice devin chimice în spațiile dintre doi neuroni, înainte de a deveni din nou electrice la următorul neuron.

Neuronii alcătuiesc întregul sistem nervos, care este împărțit în două subsisteme fizice: sistemul nervos central și sistemul nervos periferic. Sistemul nervos central include creierul și măduva spinării, în timp ce sistemul nervos periferic include toți ceilalți neuroni din tot corpul. Creierul în sine este alcătuit din patru regiuni: cerebelul, cerebelul, diencefalul și trunchiul cerebral. În timp ce fiecare regiune are diferențe și roluri distincte în raport cu restul corpului, există multe căi interconectate și conexiuni neuronale care pot trece prin mai multe structuri.

Tronc cerebral

Tronc cerebral este o regiune a sistemului nervos central care conectează direct creierul cu măduva spinării. La fel ca toate celelalte structuri din creier și din sistemul nervos, trunchiul cerebral este complet compromis de neuroni. Acești neuroni sunt uneori denumiți și defalcați ca fibre, axoni sau nuclei, în funcție de partea neuronului care este evidențiată.

Troncul cerebral ca întreg nu este o structură unică. În schimb, conține trei structuri principale – mezencefalul, puntea și medulla oblongata. Fiecare dintre aceste regiuni conține sub-structuri proeminente și roluri care sunt centralizate în fiecare regiune, precum și suprapuse între regiuni. Aceste regiuni sunt, de asemenea, responsabile de a conține originile mai multor nervi cranieni.

Troncul cerebral – cu toate sub-structurile sale – are multe funcții importante în sistemul nervos autonom (care vor fi descrise în detaliu în secțiunea următoare). În mod specific, trunchiul cerebral joacă roluri cheie în sistemele cardiovascular, respirator și digestiv, precum și în alte funcții involuntare din tot corpul.

Troncul cerebral este extrem de vital pentru supraviețuire, unde pierderea conexiunilor neuronale este extrem de mortală. Din punct de vedere medical, moartea trunchiului cerebral este o „pierdere ireversibilă” în redobândirea conștiinței și a capacității de a respira. În timpul morții trunchiului cerebral, trunchiul cerebral nu reușește să funcționeze, dar pot exista încă proiecții prezente în cortex. Cu toate acestea, odată ce atât proiecțiile corticale, cât și cele ale trunchiului cerebral sunt pierdute, organismul suferă de „moarte biologică”. Moartea adevărată are loc atunci când încetează și activitatea cardiopulmonară. Ventilatoarele pot fi folosite pentru a prelungi bătăile inimii și circulația oxigenului în urma morții trunchiului cerebral, dar nu există un tratament adevărat.

Sistemul nervos autonom

Există două sisteme nervoase funcționale majore în organism: sistemul nervos somatic și sistemul nervos autonom. Sistemul nervos somatic este responsabil pentru reglarea și efectuarea răspunsurilor voluntare în tot corpul. În mod specific, acestea sunt răspunsurile de care conștientul este conștient (cum ar fi ridicarea brațului pentru a ridica o băutură sau lovirea picioarelor pentru a executa un număr de dans). Ca urmare, sistemul nervos somatic vizează de obicei mușchii scheletici.

Cu toate acestea, mișcarea voluntară nu este singura acțiune care are loc în corp. Corpul suferă, de asemenea, multe mișcări involuntare, care sunt mișcări care nu sunt conștiente. Astfel de mișcări includ bătăile inimii – controlate de mușchiul cardiac – și digestia – controlată de mușchii netezi. Această categorie include, de asemenea, funcțiile glandulare. Toate aceste acțiuni se află sub controlul sistemului nervos autonom.

Sistemul nervos autonom este împărțit în continuare în două subcategorii: sistemul nervos simpatic și parasimpatic. Ca parte a sistemului nervos autonom, aceste două subsisteme controlează, de asemenea, părți ale corpului pentru mișcări involuntare. Sistemul simpatic (supranumit „răspunsul de luptă sau de fugă”) permite organismului să se pregătească pentru situații stresante. Aceasta poate include creșterea ritmului cardiac, creșterea eliberării de glucoză în sânge și inhibarea digestiei. Dimpotrivă, sistemul parasimpatic (supranumit „răspunsul de odihnă și digerare”) permite organismului să crească și să stocheze energie. Acest lucru poate fi realizat prin încetinirea ritmului cardiac și creșterea digestiei.

Troncul cerebral joacă un rol important în controlul sistemului nervos autonom, incluzând atât sistemul nervos simpatic, cât și cel parasimpatic.

Structuri și funcții ale trunchiului cerebral

Troncul cerebral conține căi ascendente și căi descendente. Căile ascendente procesează informațiile senzoriale, în timp ce căile descendente creează răspunsuri motorii la informațiile senzoriale primite.

După cum am menționat anterior, cele trei structuri principale care alcătuiesc trunchiul cerebral sunt mezencefalul, puntea și măduva spinării (medulla oblongata). Toate aceste trei structuri sunt separate în trei regiuni: tectum, tegmentum și bază (de la posterior la anterior). În general, tectumul conține funcții specializate pentru simțuri și mișcare. Între timp, tegmentul conține nucleii cranieni, formațiunea reticulară și căile de interconectare a trunchiului cerebral și a structurilor suplimentare din tot creierul. În cele din urmă, baza conține fibrele din căile descendente din cortexul cerebral. Următoarele secțiuni ale acestui articol vor detalia structurile specifice care se găsesc în fiecare dintre aceste trei regiuni.

Prezentare generală a mezencefalului

Mijlociul este cea mai mică structură și cea mai de sus porțiune a trunchiului cerebral. Este situat între cerebel, cerebrum, diencefal și punte. Ca parte a trunchiului cerebral, funcția generală a mezencefalului este de a controla căile senzoriale și motorii. În general, este important pentru retransmiterea impulsurilor nervoase de la măduva spinării la restul creierului și viceversa. Deși există multe funcții corporale specifice pe care mezencefalul fie le controlează, fie le asistă, cele mai notabile funcții ale sale includ procesarea vizuală și auditivă, sistemul intern de recompensă și unele mișcări musculare. În plus, mezencefalul conține originile pentru nervii cranieni III și VI.

În centrul mezencefalului se află aceductul cerebral, care formează un canal între al treilea și al patrulea ventricul unde se eliberează lichidul cefalorahidian. Porțiunile posterioară și anterioară ale mezencefalului sunt împărțite în sectoarele tectum și, respectiv, tegmentum, prin intermediul aceductului cerebral.

Regiuni și funcții ale mezencefalului

Partea posterioară a mezencefalului (tectum) conține corpora quadrigemina, care este o pereche de proeminențe pe mezencefal. Această pereche include coliculii superiori, care reprezintă centrul reflexului vizual, și coliculii inferiori, care reprezintă centrul releului auditiv.

Anteriorul mezencefalului (și anume tegmentul) este responsabil pentru multe părți și roluri, inclusiv următoarele:

Formația reticulară: Cel mai important rol al formațiunii reticulare este acela de a filtra informațiile senzoriale retransmise către creier, permițând conștientului să acorde atenție celor mai importante simțuri prezente. Ca urmare, această regiune este importantă pentru menținerea atenției generale și a vigilenței. În plus, formațiunea reticulară este importantă pentru controlul sistemic cardiovascular, pentru reglarea respirației și pentru relația sa cu conștiința în timpul ciclurilor de veghe și de somn. În plus, conține rețele pentru modularea dispoziției și a durerii. Toate aceste rețele pornesc de la trunchiul cerebral din nucleu și se ramifică în întregul creier, cu căi ascendente în talamus și cortex și căi descendente în măduva spinării.

Nucleul roșu: Nucleul roșu este o subparte a formațiunii reticulare și se găsește în mezencefal. Este important pentru controlul motor, în special în coordonarea mișcării autonome între brațele care se balansează și picioarele care merg. Această caracteristică este importantă pentru asigurarea echilibrului.

Zonele cenușii periacueductale: Zonele cenușii periacueductale (sau PAG) este o altă structură din mezencefal care lucrează pentru a controla durerea. Neurotransmițătorii – cum ar fi dinorfina și serotonina – de la neuronii din PAG moderează gestionarea durerii. Această regiune joacă, de asemenea, un rol important în sistemul autonom general de supraviețuire prin evitarea situațiilor dureroase și inhibarea comportamentelor periculoase.

Substanța Nigra: Sub substantia nigra conține neuroni producători de dopamină care ajută la controlul motor (alături de ganglionii bazali- o altă structură cerebrală). Secțiuni din această zonă sunt responsabile de inhibarea activității motorii talamice. Această regiune se degradează timpuriu la pacienții cu boala Parkinson.

Zona segmentară ventrală: Aria segmentară ventrală conține, de asemenea, neuroni producători de dopamină. Spre deosebire de substantia nigra însă, această regiune este responsabilă de sistemul de recompensă al creierului. Ea recompensează saliența motivațională, învățarea asociativă și emoțiile pozitive. Aceasta este, de asemenea, regiunea care este activă în orgasme. Neuronii din aria segmentară ventrală se proiectează în regiuni ale cortexului asociate cu conștiința și somnul.

Pons Prezentare generală și funcții

Ponsul este structura centrală a trunchiului cerebral, situată între mezencefal și medulla oblongata. Acesta conține fibre longitudinale care se conectează cu centrele superioare din tot creierul și măduva spinării, precum și fibre transversale și dorsale care trimit informații între regiunile de funcționare motorie ale cortexului și cerebelului. În plus, ponsul este locul în care își au originea nervii cranieni V, VI, VII și VIII.

Rolul cel mai notabil al ponsului include funcții legate de nervii cranieni respectivi care își au originea în această structură. Aceasta include recunoașterea senzațiilor la nivelul capului și al zonelor faciale, precum și mișcarea feței, a ochilor, a urechilor și a gurii. Mai mult, ponsul este important pentru funcțiile autonome, cum ar fi producția de salvie, în plus față de menținerea echilibrului. Similar mezencefalului, puntea conține o parte din formațiunea reticulară și, astfel, însoțește funcțiile de control cardiovascular și de ritm respirator.

Glioamele (sau tumorile gliale) pot apărea oriunde în trunchiul cerebral și, prin urmare, sunt cunoscute sub numele de glioame ale trunchiului cerebral. Cu toate acestea, gliomii care apar în mezencefal și medulla oblongata tind să fie de grad scăzut. Din motive necunoscute, gliomii care apar în pons cunosc o creștere rapidă și sunt tumori de grad înalt.

Prezentare generală a medulla oblongata

Medulla oblongata (cunoscută și sub numele de măduvă) este regiunea cea mai de jos a trunchiului cerebral. Măduva conectează direct trunchiul cerebral cu măduva spinării și nu există o separare distinctă între cele două structuri. O parte din această structură formează partea inferioară a celui de-al patrulea ventricul. La fel ca și celelalte regiuni ale trunchiului cerebral, este importantă pentru transmiterea controlului motor descendent și a informațiilor senzoriale ascendente. Cu toate acestea, în mod specific, măduva se remarcă mai ales prin controlul asupra funcțiilor vitale ale organismului, inclusiv prin asigurarea unui control cardiovascular și a respirației adecvate. De asemenea, este remarcabilă pentru stimularea multor reflexe, cum ar fi vărsăturile, tusea și strănutul. Multe funcții ale măduvei se suprapun cu cele ale hipotalamusului, unde măduva este adesea structura în care hipotalamusul transmite instrucțiuni. În plus, măduva este originea nervilor cranieni IX, X, XI și XII.

La fel ca și în cazul celorlalte structuri ale trunchiului cerebral, tectul, tegmentul și baza separă măduva în trei secțiuni. Tectum-ul formează o parte a celui de-al patrulea ventricul, în timp ce tegmentul conține nucleul olivionar inferior și deține nervii cranieni medulari. Baza conține decusonul piramidal.

Regiuni și funcții ale medulla oblongata

La fel ca în cazul mezencefalului și al punții, medulla conține și ea o parte din formațiunea reticulară. Sistemul cardiovascular și cel respirator se conectează ca un singur sistem în cadrul acestei structuri a mezencefalului. Semnalele cardiorespiratorii aferente fac sinapse la nivelul măduvei și acționează pentru a regla respirația. Coloana respiratorie ventrală, care controlează ritmul respirator și modelul său oscilant, este, de asemenea, prezentă la nivelul măduvei. În plus, măduva acționează ca centru vasomotor. Acest lucru se datorează faptului că neuronii prezenți pot stimula ajustarea diametrului vaselor de sânge în timp ce monitorizează presiunea arterială de bază.

Nucleul tractului solitar se găsește în măduvă și este organizat în funcție de tipul de informație transmisă, precum și de căile activate ca răspuns la informație. Acesta coordonează în mare măsură informațiile aferente. Cele mai importante funcții ale măduvei au loc la acest nucleu, inclusiv informațiile de la baroreceptori și chemoreceptori. Baroreceptorii vaselor de sânge trimit informații la nucleul tractului solitar pentru a regla ritmul cardiac și fluxul sanguin. Chemoreceptorii vaselor de sânge detectează nivelurile de oxigen și dioxid de carbon, permițând nucleului tractului solitar să mențină o respirație adecvată. În plus, gustul se sinapsează mai întâi la acest nucleu, înainte de a fi trimis la talamus și cortex pentru procesare senzorială.

Zona Postrema: Zona postrema este situată pe suprafața dorsală a măduvei. Fiind centrul vomei, celulele situate aici nu au o barieră hemato-encefalică. Prin urmare, moleculele mari și polare sunt capabile să treacă. Inervația de aici poate determina o persoană să se simtă grețoasă. Cercetările au descoperit că această zonă are receptori pentru hormonul gonadotropic corionic uman (hCG), care este un hormon de sarcină. Acest lucru ar putea indica o posibilă explicație pentru sensibilitatea crescută la grețurile matinale la femeile însărcinate.

Nucleul trigeminal spinal: Nucleul trigemenului spinal este important pentru detectarea durerii de temperatură și a atingerilor profunde ale feței ipsilaterale (sau de aceeași parte). Este primul loc în care se sinapsează nervii pentru durerea orofacială (termenul general pentru durerea de cap și gât).

Nucleul Olivary Inferior: Nucleii olivari inferiori sunt importanți pentru a primi informații despre propriocepție (sau conștientizarea poziției și mișcării corpului), tensiunea musculară și articulară și intenția motorie. Deoarece cerebelul este responsabil în special de mișcarea scheletului și de echilibru, nucleii de aici fac sinapse direct la cerebel. În plus, acești nuclei sunt responsabili de înghițire, tuse și strănut.

Decupația piramidală: Decussarea piramidală conține majoritatea fibrelor motorii din cortexul motor, formând tractul corticospinal lateral în măduva spinării. Acesta este locul în care traiectele piramidale se încrucișează unele peste altele pentru a face conexiuni cu părțile opuse ale corpului. Fiind o trăsătură comună la vertebrate, avantajul acestei încrucișări este încă pus sub semnul întrebării de către biologii evoluționiști.

Nucleii Cuneat și Grațios: Nucleul cuneat al măduvei primește informații de la extremitățile superioare, în timp ce nucleul grațios primește informații de la extremitățile inferioare. Aceste fibre formează lemniscul medial, care este o cale care aduce informații de propriocepție, vibrații și atingere fină către talamus.

Tractul spinotalamic: Tractul spinotalamic este o cale ascendentă prin care durerea, temperatura și atingerea grosieră călătoresc din măduva spinării prin creier. În cele din urmă, traiectul se termină la nucleul lateral ventral posterior din talamus. Durerea și temperatura călătoresc pe traiectul anterior, în timp ce atingerea brută călătorește pe traiectul lateral.

Nervi cranieni din trunchiul cerebral

După cum s-a menționat pe parcursul acestui articol, trunchiul cerebral conține originile pentru zece dintre cei doisprezece nervi cranieni. Nervii III și IV își au originea la nivelul mezencefalului, în timp ce nervii V, VI, VII și VIII își au originea la nivelul ponsului, iar nervii IX, X, XI și XII își au originea la nivelul măduvei. Acești nervi pot avea funcții senzoriale, funcții motorii sau ambele. Următoarele secțiuni vor descrie funcția generală a fiecărui nerv cranian din trunchiul cerebral, cu diagrame care marchează locația acestora.

Nota: Cei doi nervi care nu își au originea în trunchiul cerebral sunt nervii olfactiv (I) și optic (II). Acești nervi își au în schimb originea în cerebrum.

Nervi care își au originea în mezencefal:

Nervul oculomotor (III): Nervul motor oculomotor conține funcții motorii pentru controlul mișcărilor pupilei și ale ochilor.

Nervul trohlear (IV): Nervul trohlear are funcții motorii pentru a controla mușchiul oblic superior. Acest mușchi este localizat la nivelul regiunilor superioare și mediale ale oblicului (care înconjoară ochiul), permițând ochiului să se abducă, să se aplece și să se rotească intern.

Nervi care își au originea în Pons:

Nervul trigemen (V): Nervul trigemen conține atât funcții senzoriale cât și motorii pentru maxilar și mușchii masticatori din jur. În plus, conține funcții senzoriale pentru multe părți ale feței, inclusiv structurile orbitale, cavitatea nazală, pielea frunții, sprâncenele, pleoapele ochilor, o parte a nasului, buzele, gingiile, dinții, scheletul, palatul, faringele.

Nervul Abducens (VI): Nervul abducens conține funcții motorii pentru mușchiul drept lateral, care este unul dintre cei șase mușchi responsabili de mișcarea globului ocular.

Nervul facial (VII): Nervul facial conține funcții senzoriale care implică gustul pe primele două treimi ale limbii. În plus, conține funcții motorii pentru mușchii care conduc la expresiile faciale, glandele lacrimale (care conțin fluide pentru lubrifierea ochiului) și glandele salivare submandibulare și sublinguale (care sunt două dintre cele trei glande majore care ajută la producerea de salivă în gură).

Nervul Vestibulocochlear (VIII): Nervul vestibulococlear are funcții senzoriale speciale în cohlee pentru auz și în vestibul pentru mișcare și echilibru.

Nervi care își au originea în bulbulul rahidian:

Nervul glossofaringian (IX): Nervul glosofaringian conține funcții senzoriale pentru treimea posterioară a limbii, faringe și palat, receptoare de tensiune arterială, niveluri de pH, niveluri de oxigen și concentrații de dioxid de carbon. În plus, conține funcții motorii pentru mușchii faringieni și glanda salivară parotidă (ultima glandă majoră rămasă pentru producerea de salivă în gură).

Nervul Vagus (X): Nervul vag conține funcții senzoriale pentru pavilionul urechii și canalul acustic extern, diafragma și organele viscerale din cavitățile toracice. Conține, de asemenea, funcții motorii către mușchii palatali și faringieni și organele viscerale toracice.

Nervul accesoriu (XI): Nervul accesoriu conține funcții motorii pentru mușchii scheletici ai palatului, faringelui și laringelui , precum și pentru mușchii sternocleidomastoidieni și trapezieni din gât și coloana vertebrală.

Nervul hipoglosal (XII): Nervul hipoglosal conține funcții motorii pentru a controla musculatura limbii.

Concluzie

Troncul cerebral este structura de legătură între creier și măduva spinării a sistemului nervos central. Conținând mezencefalul, puntea și măduva spinării, trunchiul cerebral are funcții multiple în sistemul nervos autonom, inclusiv în controlul cardiovascular și respirator, precum și în funcțiile senzoriale și motorii. În plus, trunchiul cerebral este responsabil de menținerea originilor a zece dintre cei doisprezece nervi cranieni, inclusiv a nervilor III – XII.

Quiz

Bibliografie

.