talamus | |
---|---|
| |
| |
Parte | diencefal |
Componente | vezi lista nucleelor talamice |
Artera | vezi arterele talamice |
Venă | vezi venele talamusului |
Cataloagele | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Talamus , uneori - tuberculi vizuali ( lat. thalamus ; din altă greacă. θάλαμος „cameră, cameră, compartiment”) - o parte a creierului , care este o masă mare de substanță cenușie , situată în partea superioară a regiunii talamice a diencefalul cordatelor , în includerea persoanei . Descris pentru prima dată de medicul și anatomistul roman antic Galen . Talamusul este o structură pereche formată din două jumătăți simetrice față de planul interemisferic. Talamusul este situat mai adânc decât structurile creierului , în special cortexul sau mantia. Sub talamus se află structurile creierului mijlociu . Suprafața mediană (medială) a ambelor jumătăți ale talamusului este simultan peretele lateral superior al ventriculului trei al creierului [1] [2] [3] .
Talamusul îndeplinește câteva funcții fiziologice importante . Este responsabil pentru transmiterea informațiilor senzoriale și motorii de la simțuri (cu excepția informațiilor din organele olfactive ) către zonele corespunzătoare ale cortexului cerebral al mamiferelor sau mantaua inferioară a creierului cordatelor . Talamusul joacă un rol important în reglarea nivelului de conștiință , a proceselor de somn și veghe , de concentrare a atenției [2] .
Talamusul este unul dintre principalele produse ale dezvoltării embrionare a diencefalului germinal. Acest fapt a fost stabilit pentru prima dată de fondatorul embriologiei , anatomistul elvețian Wilhelm Gies în 1893 [3] .
Anterior, talamusul era considerat o structură a creierului caracteristică doar cordatelor. Chiar și mai devreme, existența sa a fost recunoscută numai la vertebrate . Oamenii de știință credeau că talamusul este practic absent la nevertebrate , chiar și la cele mai organizate, cum ar fi artropodele . Cu toate acestea, în 2013, în ganglionul central sau creierul artropodelor a fost descoperită o structură omoloagă cu talamusul din creierul cordatelor - așa-numiții „ lobi accesorii laterali ” ( ing. lobi accesorii laterali , LAL ). Aceste structuri au arătat asemănări atât în ceea ce privește dezvoltarea embrionară și modelele de exprimare a genelor , cât și în localizarea anatomică în creier. Asemănări au fost găsite și în funcțiile lor fiziologice (adunarea informațiilor și transmiterea acesteia din diferite căi senzoriale către părți mai anterioare ale creierului sau ganglionului central) [4] [5] . Astfel, talamusul este posibil o structură a creierului foarte veche din punct de vedere evolutiv. Rudimentele sau precursorii talamusului își au originea probabil într-un strămoș comun al cordatelor și artropodelor în urmă cu aproximativ 550-600 de milioane de ani [4] [5] .
Talamusul este situat în apropierea centrului creierului și este una dintre structurile regiunii talamice a diencefalului. Se află sub structurile creierului , dar se ridică deasupra structurilor mezencefalului. Axonii ascendenți care emană din neuronii nucleilor talamusului formează fascicule de fibre nervoase mielinizate . Aceste mănunchiuri de fibre nervoase sunt proiectate abundent către diferite zone ale cortexului cerebral în toate direcțiile. Suprafața medială a ambelor jumătăți ale talamusului este simultan partea superioară a peretelui lateral al celui de-al treilea ventricul al creierului. Este conectat la suprafața medială corespunzătoare a jumătății opuse a talamusului printr-o bandă plată de substanță albă . Această bandă este un mănunchi de fibre nervoase mielinizate și se numește fuziune intertalamică , sau masă intermediară a ventriculului al treilea sau comisura mediană (comisura mediană) a talamusului.
nucleele talamusului | |
---|---|
| |
| |
Cataloagele | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Talamusul face parte dintr-o structură mai generală - un complex de nuclei neuronali, format din patru părți: hipotalamus , epitalamus , subtalamus (numit anterior și pretalamus, peritalamus, talamus ventral sau hipotalamus) și talamusul însuși, care a fost numit anterior ( deseori solicitat pentru clarificare și în prezent) talamus dorsal [6] .
Structurile creierului care se dezvoltă din diferite părți ale diencefalului embrionar aproximativ simultan cu talamusul propriu-zis includ epitalamusul situat deasupra talamusului, constând din lesele creierului , glanda pineală și nucleele adiacente, precum și subtalamusul situat sub talamus, conţinând aşa-numita zonă nedefinită şi nucleul reticular talamic . Datorită originii lor în timpul ontogenezei din părți diferite, deși strâns localizate, ale diencefalului germinal, epitalamusul și subtalamusul se disting de obicei formal de talamus propriu-zis (talamus dorsal) [6] .
Talamusul este alcătuit din mai multe zone distincte de substanță cenușie. Aceste zone sunt grupuri de nuclee talamice separate de zone de substanță albă . Substanța albă care separă și înconjoară nucleele talamice individuale și grupurile de nuclee este un mănunchi de fibre nervoase mielinizate. În plus, în talamus se disting și grupuri speciale de neuroni, care diferă prin structura histologică și compoziția biochimică de restul talamusului, cum ar fi nucleul periventricular , nucleul intralamelar , așa-numitul nucleu limitat și altele [3] ] . Aceste nuclee speciale, care diferă prin structura histologică și compoziția biochimică de restul nucleelor talamice, sunt de obicei grupate în așa-numitul alotalamus , spre deosebire de nucleele talamice „tipice”, care sunt grupate în așa-numitul izotalamus. [7] .
Nucleii talamusului, pe baza caracteristicilor structurii lor anatomice și histologice și citoarhitectonicii, pot fi împărțiți în șase grupe: nuclei anteriori , mediali, laterali, reticulari, intralamelari și nuclei mediani. Un strat subțire în formă de Y de fibre nervoase mielinizate, așa-numita placă cerebrală internă , delimitează grupurile anterioare , mediane și laterale ale nucleilor talamici. La om, grupurile anterioare și mediane ale nucleelor talamice conțin doar un nucleu mare fiecare, numite nuclee dorsale anterior și, respectiv, dorsale mediale ale talamusului. Între timp, grupul lateral de nuclei ai talamusului uman este subdivizat în niveluri dorsal și ventral. Nivelul dorsal al nucleilor laterali ai talamusului uman constă din nucleii dorsal lateral, posterior lateral și pernă ai talamusului . Nivelul ventral al nucleilor laterali ai talamusului uman, la rândul său, este format din nucleii ventral anterior, ventral lateral, ventral posterolateral și ventral posterior medial [8] .
Grupul lateral al nucleilor talamici este acoperit de un alt strat subțire de fibre nervoase mielinice - așa-numita placă cerebrală exterioară . Între acest mănunchi de fibre nervoase și capsula internă se află un strat subțire de neuroni GABAergici care formează nucleul reticular . Grupul de nuclei intralamelari ai talamusului , dintre care cel mai mare este așa-numitul nucleu median central al talamusului , după cum sugerează și numele, este situat în interiorul plăcii cerebrale interioare în formă de Y [8] .
În cele din urmă, ultimul grup de nuclei talamici, așa-numiții nuclei mediali , sau „nuclei de linie mediană”, acoperă o parte a suprafeței mediale a ambelor jumătăți ale talamusului și este adiacent peretelui lateral superior al celui de-al treilea ventricul al creierului. . Acești nuclei de linie mediană (nuclei mediali) ai fiecăreia dintre jumătățile talamusului pot fi interconectați printr-un mănunchi subțire și plat gri de fibre nervoase, așa-numita fuziune intertalamică. Severitatea fuziunii intertalamice este variabilă nu numai la diferite specii de vertebrate, ci chiar și la diferiți indivizi ai aceleiași specii (inclusiv oameni diferiți), până la absența completă a acesteia. Absența sau expresia slabă a fuziunii intertalamice practic nu afectează funcționalitatea talamusului și nu este o patologie, ci doar o caracteristică anatomică (la fel ca și prezența arterei lui Percheron ) [8] .
Deși diviziunea anatomică și histologică a nucleilor talamici este cu siguranță utilă, gruparea funcțională a acestora, în funcție de tipul conexiunilor lor cu alte părți ale creierului și tipul de informații transmise prin aceste conexiuni și prelucrate de acești nuclei, are o importanță mai mare. pentru înțelegerea funcționării acestuia. Din acest punct de vedere, nucleii releu senzoriali și motorii primari, nuclei releu informațional asociativ, nuclei cu proiecție difuză și activitatea inhibitoare, autoreglă a talamusului, nucleul reticular, care, spre deosebire de restul nucleilor talamusului, este format din inhibitori GABAergici . neuronii , se disting funcțional între nucleii talamusului și nu de glutamatergici excitatori [8] .
Nuclei releu primari senzoriali și motoriiNucleii releu senzitivi și motori primari ai talamusului transmit informații prin proiecțiile lor către anumite zone ale cortexului senzorial și motor al emisferelor cerebrale și primesc feedback din aceste zone. Acest feedback permite cortexului senzorial și motor al emisferelor cerebrale să regleze activitatea nucleelor talamice corespondente. Datorită prezenței unui sistem de feedback negativ, zonele senzoriale și motorii ale cortexului cerebral pot regla intensitatea semnalului senzorial de intrare primit de aceste zone ale cortexului de la nucleii corespunzători ai talamusului. În plus, sistemul de feedback negativ permite cortexului cerebral să regleze funcționarea filtrelor corespunzătoare din talamus, gradul și natura de filtrare a semnalului de intrare de către nucleii talamici înainte de a-l transmite către cortex [8] . Fiecare nucleu senzorial primar sau releu motor specific al talamusului primește și procesează informații de la un singur sistem senzorial specific sau de la o parte specifică a sistemului motor. Deci, de exemplu, nucleul geniculat lateral al talamusului primește un semnal vizual de la tractul vizual , efectuează cea mai simplă procesare primară, îl filtrează de interferență și apoi transmite semnalul vizual procesat și filtrat către cortexul vizual primar situat în occipital. lobul cortexului cerebral [8] . Neuronii nucleilor releu senzoriali primari ai talamusului pentru un număr de sisteme de organe senzoriale formează proiecții organizate topografic în anumite zone ale cortexului cerebral. De exemplu, pentru sistemul senzorial auditiv , anumite frecvențe ale semnalelor sonore sunt mapate de nucleul corespunzător al talamusului către anumite zone ale cortexului auditiv primar. Același lucru este valabil și pentru sistemele vizual , somatosenzorial și viscerosenzorial, care afișează o hartă a mediului sau , respectiv, o schemă corporală . O organizare topografică similară a proiecțiilor în cortexul motor, care afișează schema corporală , este prezentată de neuronii nucleilor de releu motor primar ai talamusului. În același timp, unele zone senzitive și motorii primare ale cortexului cerebral primesc informații de la mai mult de un nucleu senzitiv sau motor primar al talamusului [8] .
Nuclee de releu de informații asociativeSpre deosebire de nucleii releu senzoriali și motorii primari ai talamusului, fiecare dintre care primește informații destul de simple și „brute” (aproape neprocesate) de la o singură sursă de informații senzoriale sau motorii și le transmite regiunilor senzoriale sau motorii primare. cortex care au dimensiuni destul de limitate., nucleii releu de informații asociative ai talamusului primesc informații anterior foarte procesate de la mai multe surse, asociază o informație cu alta și o transmit prin proiecțiile lor către zone mult mai mari ale cortexului asociativ. De exemplu, nucleul dorsal medial al talamusului primește informații simultan de la hipotalamus și de la amigdală și este conectat prin conexiuni bilaterale cu cortexul prefrontal , precum și cu anumite zone ale cortexului premotor și temporal [8] .
Nuclee cu proiecție difuzăSpre deosebire de nucleele releu de ambele tipuri (atât relee primare senzoriale și motorii, cât și nuclee releu de informații asociative), nucleele cu proiecție difuză primesc informații mai puțin specifice, dar în același timp din multe surse diferite. De asemenea, ei difuzează (difuz) informații de-a lungul diverselor lor proiecții ascendente către multe zone diferite ale cortexului cerebral și alți nuclei talamici și prin proiecții descendente către multe structuri subcorticale diferite. O asemenea natura difuză a proiecțiilor lor, acoperirea difuzată a informațiilor transmise prin aceste proiecții, precum și nespecificitatea informațiilor de intrare pe care le primesc, sugerează că nucleele de proiecție difuză joacă un rol important în reglarea nivelului general. de excitabilitate corticală și subcorticală, nivelul de conștiință, nivelul de activitate și excitație a sistemului nervos central , concentrarea atenției și în reglarea schimbării stărilor de somn și veghe. Într-adevăr, distrugerea sau deteriorarea acestor nuclei duce în cazurile uşoare la tulburări de concentrare, la somnolenţă, iar în cazurile mai severe la somn letargic sau comă permanentă . Dimpotrivă, modificările degenerative ale prionilor , cum sunt observate în insomnia familială fatală , duc la dezvoltarea cronică persistentă, în limita completă, a insomniei și, în cele din urmă, la moarte [8] .
Nucleu reticular autorregulatorNucleul reticular talamic este unic prin faptul că, spre deosebire de toți ceilalți nuclei talamici, nu conține neuroni glutamatergici excitatori , ci, dimpotrivă, neuroni GABAergici inhibitori. Nucleul reticular primește input de la ramurile axonale care interconectează alți nuclei talamici cu cortexul cerebral. Fiecare neuron din nucleul reticular își direcționează apoi singurul axon de ieșire exact către nucleul talamusului de la care primește input. Această schemă de conectivitate între neuronii nucleului reticular și restul nucleilor talamici sugerează că neuronii nucleului reticular al talamusului monitorizează constant nivelul de activitate al altor nuclei talamici și, indirect, zonele corticale inervate de aceștia, primind copii ale informațiilor de intrare și de ieșire care vin din acești nuclei talamici către cortexul emisferelor mari și înapoi și apoi utilizează aceste informații pentru a regla nivelul de activitate al nucleilor talamici corespunzători [8] .
Talamusul este conectat la hipocamp prin multe conexiuni nervoase bilaterale, formând așa-numitul tract mastoid-talamic sau tractul mastoid-talamic. Compoziția căii mastoid-talamice include, în special, corpurile mastoide , precum și fornixul creierului [9] [10] .
Căile cortico-talamice și talamo-corticaleTalamusul este, de asemenea, conectat prin multe conexiuni nervoase bilaterale (ascendente și descendente) de diferite zone ale cortexului cerebral. Aceste conexiuni formează o varietate de proiecții cortico-talamice și talamo-corticale [11] . Aceste conexiuni bilaterale formează sisteme inelare închise (de multe ori nu direct, dar cu implicarea ganglionilor bazali ) cu feedback negativ, numite sisteme talamo-corticale sau cortical-talamo-corticale [12] . Dintre sistemele talamo-corticale, de o importanță deosebită este interacțiunea talamusului cu lobulii parietali ai cortexului cerebral, care formează așa-numitele fibre talamo-parietale [13] .
Calea spinotalamicăCăile nervoase ascendente care leagă măduva spinării de talamus formează tractul spinotalamic sau tractul spinotalamic. Transmite informații senzoriale despre durere, temperatură și senzații tactile, precum și senzația de mâncărime de la măduva spinării la talamus [14] . Calea spinotalamică este subdivizată în două părți: calea spinotalamică laterală, sau laterală sau dorsală [15] , care transmite informații despre senzațiile de durere și temperatură, și calea spinotalamică anterioară sau ventrală [16] , care transmite senzații de atingere aspră sau presiune, presiune [8] .
La rândul său, în calea spinotalamică laterală, se disting o cale neospinotalamică mai tânără evolutiv și o cale paleospinotalamică mai veche. Prima constă dintr-un număr mare de fibre nervoase subțiri care conduc rapid durerea, iar a doua conține un număr mai mic de fibre nervoase mai groase și mai lente. Calea neospinotalamică cu conducere rapidă joacă un rol important în transmiterea unei senzații bine localizate de durere acută către creier imediat sau la scurt timp după leziuni, leziuni tisulare și luarea în organism a măsurilor de protecție, cum ar fi tragerea mâinii departe de un obiect fierbinte. . Calea paleospinotalamică conducătoare mai lentă transmite durerea cronică mai puțin localizată, mai difuză, plictisitoare, apăsătoare sau strânsă, mai rar arzătoare sau plictisitoare și joacă un rol important în patogeneza diferitelor sindroame dureroase cronice [17] [18] .
Tracturi talamostriate și talamo-olivarDe asemenea, talamusul interacționează strâns cu striatul , schimbând informații cu acesta prin așa-numitele fibre talamostriatale [19] . Cu măslina , talamusul formează așa-numita cale talamo-olivar, care este și calea centrală a operculului [20] .
Calea cerebelo-talamo-corticalăCalea cerebelo-talamo-corticală leagă lobii posteriori ai cerebelului , prin nucleul dintat și pedunculul cerebelos superior , de nucleii ventrali ai talamusului și apoi de cortexul motor și premotor al emisferelor cerebrale [21] .
Când se studiază alimentarea cu sânge a talamusului, este de remarcat faptul că talamusul este alimentat mai intens cu sânge și are o rețea mai dezvoltată de colaterale decât alte structuri cerebrale apropiate. Acest lucru se explică atât prin importanța talamusului pentru funcționarea creierului în ansamblu, cât și prin cerințele metabolice mari ale acestei structuri, care nu sunt cu mult inferioare cerințelor metabolice ale cortexului cerebral [22] .
Arterele talamusuluiNu există încă o terminologie anatomică internațională general acceptată pentru arterele talamusului . Una dintre cele mai complete și detaliate descrieri ale rețelei arteriale a talamusului este diagrama realizată de Benno Schlesinger încă din 1976 . Acest om de știință și-a propus să simplifice clasificarea arterelor talamice, împărțindu-le în două grupuri mari: arterele talamice paramediane (paramediane sau mediane) , ele sunt și arterele talamice centrale sau arterele care pătrund talamo și cele circumferențiale sau circumflexe. (ocolind) arterele talamusului, sunt și artere superficiale ale talamusului [22] .
Schlesinger a subliniat că arterele talamo-geniculate aparțin unui subtip intermediar între cele două tipuri principale de artere talamice menționate. Ele pleacă din locurile tipice pentru locurile de descărcare a arterelor circumflexe. Fiind scurte în tot spațiul subarahnoidian, la baza creierului, aceste artere pătrund adânc în țesuturile diencefalului sub un unghi caracteristic arterelor care pătrund talamo [22] .
Arterele paramediane ale talamusului după SchlesingerSchlesinger a atribuit arterelor tuberotalamice și interpedunculare profunde principalelor artere paramediane ale talamusului , precum și uneia dintre grupele de artere perne talamice , și anume arterele pernei posterioare [22] . Toate aceste artere sunt ramuri ale arterei cerebrale posterioare sau ale arterei comunicante posterioare [22] [23] .
Arterele circumflexe ale talamusului după SchlesingerSchlesinger a atribuit arterelor viloase anterioare și posterioare principalelor reprezentanți ai arterelor circumflexe ale talamusului , precum și arterelor inferioare ale pernei și așa-numitele artere pretectale , cingulotalamice , spleniotalamice și mezencefalice laterale (arterele laterale ale creierului mediu) [22] .
Varianta anatomieUnii oameni au așa-numita „ artera lui Percheron ” - o variație anatomică rară în care o singură arteră talamică paramediană pleacă de la una dintre cele două artere cerebrale posterioare, stânga sau dreaptă, furnizând sânge părților paramediane ale ambelor jumătăți ale talamusului. . De obicei, o arteră pleacă din artera cerebrală posterioară stângă, furnizând porțiunea paramediană a jumătății stângi a talamusului, iar din dreapta, o arteră similară alimentează partea paramediană a jumătății drepte [24] [22] .
Venele talamusuluiVenele talamusului colectează sânge saturat cu carbhemoglobină și alte produse metabolice. Prin aceste vene, apoi se umflă în sistemul venos profund al creierului [22] .
De asemenea, încă lipsește clasificarea anatomică internațională general acceptată a venelor talamusului. De exemplu, „Anatomia după Pirogov. Atlasul anatomiei umane „din 2011 (autori-compilatori V.V. Shilkin și V.I. Filimonov) a tuturor venelor talamusului menționează doar cele mai mari vene superioare ale talamusului și numai sub forma unei singure reprezentări schematice în imaginea de la pagina 351. În În tabelul venelor cerebrale de la pagina 347, aceste vene sunt singurele din întreaga listă a venelor cerebrale prezentate în el - marcate cu un asterisc, indicând faptul că termenul nu este inclus în IAT (International Anatomical Classification) [25]. ] .
Una dintre cele mai complete și detaliate descrieri ale venelor talamusului este cea a lui Benno Schlesinger (1976). El a propus să grupeze toate venele talamusului găsite și descrise de el în două grupuri mari - grupul central și grupul lateral sau lateral . Grupul lateral de vene ale talamusului a fost subdivizat într-un subgrup mai mic de vene laterale superioare din punct de vedere al numărului de vene incluse în acesta și un subgrup mai mare de vene laterale inferioare [22] .
Schlesinger a arătat că funcționarea fluxului sanguin venos al talamusului nu poate fi înțeleasă dacă sunt luate în considerare doar venele talamusului propriu-zis. De asemenea, este necesar să se ia în considerare venele structurilor anatomice învecinate. Sângele venos din unele părți ale talamusului curge și în venele extratalamice. Zonele de drenaj ale diferitelor vene se suprapun parțial. Partea ventrală posterioară a talamusului este drenată, împreună cu alte vene, și de venele grupului subtalamo-mezencefalic, care drenează structurile adiacente - zona nedefinită , subtalamusul , substanța neagră și nucleul roșu . Partea superioară a talamusului este drenată, împreună cu alte vene, tot de venele epitalamice, care drenează structurile epitalamusului . Zonele talamusului adiacente peretelui ventriculului al treilea al creierului sunt drenate, împreună cu alte vene, de venele marginale (de limită) ale ventriculului al treilea, care se află direct sub ependimul acestuia [22] .
Grupul central de vene ale talamusului după SchlesingerConform definiției lui Schlesinger, venele centrale ale talamusului includ vene care se formează (originează) în adâncurile complexului nuclear talamic și curg fie într-una dintre venele mici ale lui Galen , fie în vena bazală (vena lui Rosenthal) [22] .
Schlesinger a atribuit următoarele vene grupului central de vene ale talamusului:
Venele perne talamice, și anume venele perne talamice inferioare și mediane (sau mediale) , după cum sugerează și numele lor, colectează sânge din nucleii pernei talamice. Vena pernă talamică inferioară se scurge în vena bazală. Vena mediană a pernei talamice se scurge în vena cerebrală internă [22] .
Grup lateral de vene ale talamusului după SchlesingerConform definiției lui Schlesinger, grupul lateral de vene talamice include vene care se formează (originează) în regiunea laterală a talamusului, sau, cu alte cuvinte, în regiunea talamo-capsulară, adică în acea regiune a talamusului care este adiacent capsulei interne [22] . Un subgrup al venelor laterale superioare ale talamusului se scurge în vena talamostriatală superioară . Un subset al venelor laterale inferioare ale talamusului se scurge în vena bazală (vena lui Rosenthal) sau într-unul dintre afluenții săi interpeduncular [22] .
Schlesinger a atribuit următoarele vene grupului lateral de vene ale talamusului:
Talamusul îndeplinește multe funcții fiziologice. În special, se credea anterior că talamusul este doar un „releu” central sau o stație de releu care pur și simplu transmite diverse semnale senzoriale și motorii (cu excepția semnalelor de la organele olfactive) către cortexul cerebral. Studii mai recente au arătat că funcțiile talamusului sunt mult mai complexe, diverse și selective. Ele nu se limitează la simpla transmitere a informațiilor din regiunile subcorticale subiacente și structurile creierului către cortexul cerebral. Talamusul realizează, de asemenea, o parte din procesarea și filtrarea sa primară. Fiecare dintre nucleele talamusului, care este specializat în transmiterea primară a informațiilor de la organele de simț de un tip sau altul către cortexul cerebral, primește un feedback puternic din zona corespunzătoare a cortexului cerebral, care reglează activitatea acestui nucleu și gradul de filtrare a fluxului de informații de intrare de către acesta [8] [26] [27] .
Căile nervoase care transmit informații din sistemele senzoriale, cum ar fi vederea, auzul, gustul, sunt aranjate după cum urmează: informații de la receptorii senzoriali (fie că este vorba de bastonașe și conuri ale retinei , papilele gustative ale papilelor limbii sau celulele părului cohlear ) pătrunde în fibrele nervoase nervul corespunzător (vizual, auditiv sau gustativ) mai întâi în nucleul acestui nerv, situat într-o anumită zonă a diencefalului . Informația este apoi transmisă de-a lungul fibrelor căii nervoase corespunzătoare către structurile situate în mijlocul creierului și numite în mod tradițional „analizorii primari ai trunchiului cerebral” pentru sistemul corespunzător de organe senzoriale. De exemplu, pentru sistemul de vedere, un astfel de „analizor primar de tulpini” este coliculii superiori ai cvadrigeminei . Și pentru sistemul de percepție a sunetului, adică pentru auz, un astfel de „analizor primar de tulpină” este coliculul inferior al cvadrigeminei. Acești analizoare de tulpini primare efectuează cea mai simplă procesare și integrare a informațiilor senzoriale care provin de la organul de simț corespunzător. În etapa următoare, informația senzorială procesată vine de la analizorul primar de tulpină la nucleul specializat corespunzător al talamusului. Pentru vedere, acest nucleu este corpul geniculat lateral, pentru auz, corpul geniculat medial. Și pentru senzația de gust - partea parvocelulară (micecelulară) a nucleului ventral postero-medial, numită uneori „nucleul gustativ al talamusului”. Aceste nuclee efectuează o procesare și filtrare mai complexă a informațiilor senzoriale primite și apoi transmit informațiile procesate și filtrate în zona primară corespunzătoare a cortexului senzorial al emisferelor cerebrale (vizual, auditiv etc.), precum și către zonele senzoriale-asociative secundare corespunzătoare ale cortexului. Există procesarea finală și conștientizarea informațiilor primite [8] .
Diferiți nuclei și regiuni ale talamusului îndeplinesc diverse funcții specifice. În special, acest lucru se aplică multor sisteme senzoriale, cu excepția sistemului olfactiv, cum ar fi sistemele auditive , vizuale , somatosenzoriale , viscerosenzoriale, sistemul de senzații gustative . Fiecare dintre aceste sisteme are propriile sale nuclee specializate ale talamusului, care acționează ca un releu central sau stație de releu pentru acest sistem particular. Leziunile locale izolate ale acestor nuclei ai talamusului provoacă tulburări neurosenzoriale specifice sau deficite în sistemul de percepție a informațiilor din organele de simț corespunzătoare [8] .
Deci, de exemplu, pentru sistemul vizual, toate informațiile primite de la retină sunt transmise prin coliculii superiori ai cvadrigeminei către corpul geniculat lateral și deja, la rândul său, trimite aceste informații, după procesarea sa primară, către vizual . cortexul în lobii occipitali ai creierului cortexului cerebral. De asemenea, corpul geniculat medial este releul central sau stația de releu pentru toate informațiile audio (auditive). Acest nucleu transmite toate informațiile auditive și sonore care provin din coliculii inferiori ai cvadrigeminei, după procesarea sa primară, către cortexul auditiv primar. La rândul său, nucleul ventral posterior al talamusului este releul central pentru toate informațiile somatosenzoriale , tactile , proprioceptive și nociceptive ( durere ) care provin din măduva spinării și o direcționează către cortexul somatosenzorial primar. Porțiunea parvocelulară a nucleului postero-medial ventral este un releu central similar pentru toate informațiile despre gust [8] .
Talamusul joacă un rol important în reglarea nivelului de conștiință, a nivelului general de excitație a SNC , în reglarea concentrării atenției, în modificarea stărilor de somn și de veghe [28] . Nucleii talamusului au multe conexiuni bilaterale puternice reciproce cu cortexul cerebral. Aceste conexiuni formează circuite talamo-cortical-talamic și cortico-talamo-corticale închise circular, despre care se crede că sunt asociate cu reglarea nivelului de conștiință, nivelul excitației SNC , concentrarea atenției, schimbările în somn și starea de veghe. Afectarea talamusului poate duce la somn letargic sau la comă permanentă (permanentă) sau, dimpotrivă, la insomnie persistentă [8] .
Pe lângă transmiterea informațiilor senzoriale, somatosenzoriale, viscerosenzoriale și motorii către cortexul cerebral, talamusul joacă un rol important în integrarea muncii și menținerea funcționării sistemului motor și a sistemului de limbaj și vorbire . Majoritatea neurocircuitelor talamice implicate în reglarea acestor sisteme complexe implică nu unul, ci mai multe nuclee talamice sau grupuri de nuclee [8] .
Talamusul este implicat într-o varietate de circuite de informații neuronale necesare controlului subsistemului motor și acționează ca un centru subcortical cheie pentru reglarea mișcărilor, fiind un centru motor subcortical „de ordin superior” în raport cu cerebelul și ganglionii bazali [29] . Datorită studiilor de anatomie a creierului primatelor [30] , a fost posibilă elucidarea naturii numeroaselor relații ale nucleilor talamusului cu cerebelul , nucleii bazali și cortexul motor. Acest lucru a făcut posibil să se sugereze că talamusul funcționează ca un centru cheie pentru comunicarea și transmiterea informațiilor motorii prin canale specializate de la ganglionii bazali și cerebel la cortexul motor [31] [32] . La maimuțe ( macaci ), s-a demonstrat că nucleii talamusului sunt implicați în implementarea mișcărilor oculare anti- saccade [33] [34] [35] .
Rolul talamusului în reglarea funcțiilor structurilor subiacente și mai anterioare ale sistemului ganglionilor bazali , în special, sistemele nigrostriatal și strio-pallidar implicate în actele motorii, deși este general recunoscut, este încă relativ slab înțeles. Rolul talamusului în reglarea funcției vestibulare (funcția de menținere a echilibrului corpului ) și a funcțiilor de orientare a cvadrigeminei este adesea subestimat sau ignorat și, de asemenea, este încă puțin înțeles [8] .
Nucleii anteriori ai talamusului sunt strâns legați funcțional de hipocampul și structurile sistemului limbic [36] și sunt adesea considerați ca parte integrantă a sistemului hipocampal și limbic extins [37] . În acest sistem, hipocampul este implicat în implementarea funcțiilor de memorie : amintirea, stocarea și reproducerea ulterioară a informațiilor despre un anumit eveniment, inclusiv legarea acesteia de spațiu, timp și mirosuri asociate, sunete, imagini vizuale, gust și alte senzații senzoriale . , precum și despre emoțiile care au însoțit evenimentul și despre evaluarea emoțională a acestuia ulterioară. Sistemul limbic (în special, amigdala (amigdala) ) asigură hipocampul pentru memorarea ulterioară cu evaluarea emoțională a evenimentului pe care îl formează, atât pozitiv, cât și negativ, atât în timpul evenimentului în sine, cât și după. Nucleii anteriori ai talamusului oferă hipocampului informații senzoriale și motorii integrate, multimodale despre eveniment (despre imaginile vizuale, sunete, gust, senzații somatosenzoriale și alte senzații care au însoțit acest eveniment, în raport cu timpul și locul în spațiu) pentru mai târziu. memorare. Astfel, interacțiunea acestor trei structuri - nucleii anteriori ai talamusului, centrii emoționali ai sistemului limbic și sistemul de memorie din hipocamp - joacă un rol decisiv în formarea unei amintiri holistice a imaginii unui eveniment. Aceasta include toate atributele spațio-temporale (semnele), sunetele, imaginile și alte senzații senzoriale care însoțesc evenimentul, precum și evaluarea emoțională a acestuia. Legăturile funcționale strânse ale nucleilor anteriori ai talamusului cu hipocampul și structurile sistemului limbic joacă un rol cheie atât în formarea memoriei episodice umane, cât și a memoriei evenimentelor la rozătoare și la alte mamifere [38] [39] .
Există o ipoteză că conexiunile anumitor zone ale talamusului cu anumite zone ale părții meziotemporale (partea mijlocie a lobului temporal) a cortexului cerebral joacă un rol important în diferențierea funcționării memoriei amintirilor pasive și a memoriei. de recunoaștere a locurilor familiare, a obiectelor etc., ca la oameni, și la alte mamifere [9] .
Talamusul este împărțit într- o parte mai veche din punct de vedere evolutiv , așa-numita paleotalamus [40] , și o parte mai tânără din punct de vedere evolutiv, neotalamus [41] .
Menținând planul general evolutiv-conservator al structurii talamusului, detaliile specifice ale structurii, gradul de complexitate, numărul total de nuclei și funcționalitatea talamusului sunt foarte diferite în diferite specii de cordate, stând la diferite etape ale scara evolutivă.
Talamusul din ciclostomi este destul de bine distins; părțile dorsale și ventrale sunt vizibile în el („talamus dorsal” sau talamus propriu-zis și „talamus ventral” sau subtalamus). Cu toate acestea, în ambele părți ale talamusului, ciclostomii au doar câțiva nuclei. La peștii osoși, talamusul este deja mai complex, are mai multe grupuri nucleare bine diferențiate, are mai multe conexiuni cu alte zone ale creierului peștilor. Majoritatea nucleelor talamusului teleosteilor sunt implicate în procesarea informațiilor somatosenzoriale și vizuale, proiecțiile lor sunt difuze, slab localizate topografic. La amfibieni , talamusul, în special partea sa dorsală mai tânără din punct de vedere evolutiv („talamus propriu-zis”), este deja mult mai mare decât la pești. Compoziția celulară a diferitelor grupuri de nuclee ale talamusului amfibienilor diferă mai mult decât la pești, dar este mai puțin diferențiată decât la reptile . Majoritatea neuronilor din talamusul amfibienilor sunt implicați în procesarea informațiilor vizuale, în timp ce o parte mai mică este implicată în informațiile somatice, auditive sau vestibulare [3] .
În talamusul reptilelor, pot fi găsite grupuri de nuclee clar omoloage cu nucleele talamusului mamiferelor, cu o structură histologică tipică pentru aceste grupuri de nuclei și un model tipic de conexiuni cu alte părți ale creierului. La speciile model cele mai studiate de reptile, se pot distinge 9 nuclee în talamusul dorsal și 7 nuclee în talamusul ventral (subtalamus). Conexiunile de intrare și de ieșire ale talamusului cu alte părți ale creierului la reptile sunt organizate mult mai complicat decât la pești și amfibieni. Nucleii laterali ai talamusului reptilei primesc input din tractul retinotalamic (adică din fibrele retiniene). Nucleii centromediali ai talamusului reptilelor sunt implicați în procesarea și integrarea informațiilor vizuale și somatosenzoriale, în timp ce nucleii ventrocaudali sunt implicați în procesarea și integrarea informațiilor vizuale și auditive. Adică, ambii sunt angajați în integrare și asociere multisenzorială, ceea ce nu este caracteristic talamusului peștilor. Talamusul păsărilor nu este cu mult mai complicat decât talamusul reptilelor. Structura talamusului păsărilor, numărul și împărțirea funcțională a nucleelor sale în ele sunt în general similare cu cele de la reptile [3] .
Talamusul atinge cea mai mare dezvoltare la mamifere . La prădători, este mai dezvoltat decât la rozătoare sau ierbivore și atinge cea mai mare dezvoltare la primatele superioare și în special la om . La mamifere, talamusul dorsal („talamus propriu-zis”) a devenit principala stație releu-releu, principalul centru de comunicare între regiunile subiacente ale creierului și neocortex, legătura prin care toate informațiile senzoriale, viscerosenzoriale , somatosenzoriale și motorii. trece si este asociat, filtrat si procesat., cu exceptia informatiilor din organele olfactive. La mamifere s-au format multe conexiuni bilaterale ale talamusului cu neocortexul, închise după principiul unui inel, adică sisteme talamo-cortical-talamic și cortical-talamo-cortical. Așa-numitele nuclee asociative de ordin superior (sau nuclee asociative de nivel superior), care ocupă partea dorsală a talamusului, s-au dezvoltat cel mai intens în cursul evoluției la mamifere. Aceste nuclee primesc un număr mai mic de fibre nervoase de intrare decât nucleele asociative de ordin inferior, dar sunt mai strâns conectate cu zonele asociative ale cortexului. Sunt nucleii de nivel superior implicați în formarea sistemelor asociative talamo-corticale care ating cea mai mare dezvoltare la primatele superioare și la oameni. Munca acestor nuclee, împreună cu munca noului cortex, este asociată cu apariția rudimentelor minții și conștiinței de sine la primate [3] .
După cum sa menționat deja, în ganglionul sau creierul central al artropodelor s-a găsit o structură omoloagă cu talamusul din creierul cordatelor, atât în ceea ce privește asemănarea proceselor de dezvoltare embrionară și a tiparelor de exprimare a genelor , cât și în ceea ce privește asemănarea locației anatomice în creier și din punct de vedere al asemănării funcțiilor fiziologice îndeplinite (colectarea de informații și transmiterea diferitelor căi senzoriale către părți mai anterioare ale creierului sau ganglionului central) - așa-numita „lobi accesorii laterali” ( engleză lobi accesorii laterali , LAL ) [4] [5] .
Descoperirea acestei omologii între talamusul cordat și artropodul LAL lasă oamenilor de știință două posibilități de a o explica. Prima ipoteză este că structurile creierului cel puțin rudimentare, primitive, cum ar fi talamusul din cordate și artropodele LAL , existau deja în ultimul strămoș comun ipotetic al cordatelor și artropodelor, așa-numita „ urbilateria ”. Și au fost moștenite de aceste două ramuri ale arborelui evolutiv din acest ipotetic ultim strămoș comun. Și dezvoltat în continuare deja independent. În acest caz, putem vorbi despre adevărata omologie a acestor structuri. Conform acestei teorii, originea talamusului rudimentar la un strămoș comun al cordatelor și artropodelor datează de acum 550-600 de milioane de ani, când se presupune că a trăit acest ipotetic ultim strămoș comun [4] [5] .
A doua ipoteză este că ultimul strămoș comun al cordatelor și artropodelor - urbilateria - nu avea aceste structuri cerebrale, chiar și în forma lor cea mai primitivă . Conform acestei ipoteze, talamusul cordat și artropodul LAL au apărut în ambele ramuri ale arborelui evolutiv în paralel și complet independent și nu au fost moștenite de la ultimul strămoș comun. Acest lucru poate fi explicat, de exemplu, prin evoluție paralelă sau convergentă . Conform acestei ipoteze, condițiile de viață similare ale cordatelor marine timpurii și ale artropodelor marine timpurii (crustacee) și presiunea similară a selecției evolutive asupra ambelor au condus la apariția independentă în creier a ambelor structuri similare care rezolvă probleme similare - la cordate - talamus, iar la artropode - LAL . În acest caz, nu vorbim despre omologie adevărată, ci despre homoplazie . Vârsta evolutivă a talamusului, conform acestei teorii, este oarecum mai mică și corespunde momentului de apariție a cordatelor propriu-zise [5] .
Printre oamenii de știință, există susținători ai ambelor puncte de vedere asupra istoriei evolutive a talamusului cordatelor și LAL a artropodelor și asupra motivelor asemănării acestora. Cu toate acestea, chiar dacă cordatele și artropodele au dezvoltat structuri cerebrale similare - în primul talamus, iar în cel din urmă LAL - complet independent, atunci ultimul lor strămoș comun ar fi trebuit să aibă deja așa-numitul „ potențial embrionar ” pentru ca descendenții săi, care au format diferite ramuri ale arborilor evolutivi au putut dezvolta în mod independent structuri similare. Potențialul embrionar este prezența în genomul unei ființe vii a genelor care puteau îndeplini inițial alte funcții, dar ulterior, în procesul de evoluție, au fost solicitate („recrutate”) de descendenții acestei ființe vii pentru a forma unele noi structuri anatomice embriogenezeiîn timpul În plus, potențialul embrionar implică și flexibilitatea programului de embriogeneză deja existent la această ființă-strămoș vie, compatibilitatea acestuia cu o astfel de expansiune în descendenți, fără a rupe alte etape ale embriogenezei. În acest caz, vorbim despre faptul că ultimul strămoș comun ipotetic al cordatelor și artropodelor - urbilateria - ar fi trebuit să aibă deja gene care controlează acum segmentarea creierului și dezvoltarea embrionară a rudimentelor talamusului la cordate și a rudimentelor LAL la artropode. Aceleași gene pe care oamenii de știință le-au identificat ca omoloage în cordate și artropode și, pe baza cărora descoperirea, au sugerat omologia talamusului cordat și a artropodelor LAL și istoria lor evolutivă comună. Ceasul molecular pentru aceste gene, din nou, conduce la o estimare a timpului de apariție în ultimul strămoș comun al cordatelor și artropodelor a potențialului embrionar pentru dezvoltarea ulterioară independentă a talamusului în cordate și LAL la artropode la 550–600 Ma. [4] [5] .
Complexul talamic germinal este format din subtalamus (talamus ventral), organizatorul mediu-diencefalic (care mai târziu, în timpul dezvoltării embrionare a talamusului, formează așa-numita centură intratalamică limitată ) și talamus propriu-zis (talamus dorsal) [42]. ] [43] . Procesul de dezvoltare embrionară a talamusului este împărțit în trei etape principale: formarea domeniilor primare ale talamusului, formarea organizatorului diencefalic mijlociu și maturarea ulterioară a talamusului cu formarea organizării sale nucleare și zonale . 44] .
Talamusul este cea mai mare structură cerebrală, care provine din diencefalul germinal, situat între structurile subiacente ale mezencefalului și structurile supraiacente ale creierului, în special, cortexul cerebral [44] .
În embrionul uman, deja în stadiul Carnegie 9 , adică chiar înainte de finalizarea neurulării și formarea tubului neural primar , chiar și în stadiul de îndoire spre interior a capetelor plăcii neurale primare, neuromerii individuali devin distinși. în ea, inclusiv cel mai rostral (cel mai anterior localizat) prosomer P , rudimentul viitorului prosencefal . Mai târziu, acest rudiment devine vezica cerebrală primară anterioară . Această veziculă cerebrală primară se împarte apoi în două vezicule cerebrale secundare, telencefalul și diencefalul . Puțin mai târziu, doi prozomeri secundari, D1 și D2, se formează în diencefalul în curs de dezvoltare al embrionului [45] [46] . Din prosomerul D2, de fapt, talamusul, precum și epitalamusul și subtalamusul se dezvoltă în continuare, în timp ce hipotalamusul se dezvoltă din prosomerul D1 [47] .
Datele obținute din studierea proceselor de dezvoltare a creierului embrionar la diferite organisme vertebrate model ne permit să presupunem că interacțiunea dintre două familii de factori de transcripție , proteinele FEZ1 și Fez2 și Otx este crucială pentru dezvoltarea corectă a complexului talamic embrionar. proteine asemănătoare Otx1 și OTX2 . Factorii de transcripție FEZF1 și FEZF2 sunt exprimați selectiv în timpul dezvoltării creierului embrionar de către celulele din regiunea subtalamusului, iar experimentele funcționale cu knockout-ul corespunzător al genei arată că exprimarea proteinelor FEZF1 și FEZF2 este necesară pentru dezvoltarea corespunzătoare a subtalamus [48] [49 ] . În spatele subtalamusului care se dezvoltă sub influența proteinelor FEZF1 și FEZF2, regiunile de expresie ale proteinelor Otx1 și OTX2 se învecinează și se sprijină împotriva regiunii de expresie a proteinelor FEZF1 și FEZF2 (adică viitorul subtalamus). Aceste două proteine, Otx1 și OTX2, sunt necesare pentru dezvoltarea corectă a talamusului [50] [51] .
În timpul dezvoltării embrionare timpurii a talamusului, se formează două dintre domeniile sale primare, domeniul caudal (așa-numitul domeniu TH-C) și domeniul rostral (așa-numitul domeniu TH-R). Domeniul caudal al talamusului embrionar servește ca sursă de celule progenitoare pentru dezvoltarea tuturor neuronilor glutamatergici din talamusul cordat adult, în timp ce domeniul rostral al talamusului embrionar servește ca sursă de celule progenitoare pentru dezvoltarea tuturor neuronilor GABAergici din talamusul cordat adult [52] .
În joncțiunea dintre domeniile de expresie ale familiilor de factori de transcripție ale proteinelor FEZF1 și FEZF2 , pe de o parte, și Otx1 și OTX2 , pe de altă parte, adică la granița dintre viitorul subtalamus și viitorul talamus, așa-numita structură organizatoare mid-diencefalic este formată în complexul talamic embrionar sau organizator mid-diencefalic. Organizatorul mediu-diencefalic este principalul organizator al întregului proces ulterior de dezvoltare embrionară a talamusului și subtalamusului, trimițând semnalele intercelulare necesare diferențierii corecte a celulelor nucleelor talamusului și subtalamusului . Absența organizatorului middiencefalic are ca rezultat absența talamusului, și adesea și a subtalamusului, în creierul fetal în curs de dezvoltare. Organizatorul middiencefalic însuși se maturizează în timpul dezvoltării embrionare a complexului talamic în direcția de la părțile sale mai ventrale, care se maturizează mai devreme, la cele mai dorsale, care se maturizează mai târziu. Proteinele aparținând familiilor SHH și Wnt sunt principalele semnale de reglare și diferențiere emise de organizatorul middiencefalic [44] .
Pe lângă funcția sa de organizator care controlează întregul proces de dezvoltare embrionară ulterioară a talamusului și subtalamusului, organizatorul diencefalic mijlociu se maturizează ulterior într-o structură histologică specială în interiorul talamusului, așa-numita zonă intratalamică limitată [44] .
Imediat după formarea sa, organizatorul diencefalic mijlociu începe să joace rolul principalului organizator al întregului proces ulterior al dezvoltării embrionare a talamusului și subtalamusului. Îndeplinește acest rol prin eliberarea unor molecule de semnalizare precum SHH și Wnt [53] . La șoareci și alte mamifere, nu a fost posibilă elucidarea directă a rolului funcțional al moleculelor de semnalizare a proteinei SHH secretate de organizatorul diencefalic mijlociu în controlul procesului de dezvoltare embrionară ulterioară a talamusului și subtalamusului. Motivul este că o mutație genetică introdusă artificial , care duce la absența unei proteine funcționale SHH , duce la absența completă în embrionul în curs de dezvoltare a rudimentelor nu numai a complexului talamic, ci a întregului diencefal [54] .
Cu toate acestea, studiile privind dezvoltarea embrionilor de pui au arătat că exprimarea proteinei de semnalizare SHH de către organizatorul diencefalic mijlociu este atât o condiție necesară, cât și o condiție suficientă pentru inducerea ulterioară a exprimării genelor care controlează diferențierea celulelor talamice și subtalamice și , în consecință, pentru buna lor dezvoltare [55] . Studiile efectuate la un alt organism model , peștele zebra , au arătat că expresia a două gene din familia SHH , așa-numitele SHH-a și SHH-b (cunoscute anterior și sub numele de twhh), definește limitele zonei organizatoare mediencefalice, și că moleculele de semnalizare SHH sunt necesare și sunt suficiente pentru inducerea inițială a diferențierii moleculare a celulelor viitorului talamus și subtalamus, dar nu sunt necesare pentru menținerea și maturarea lor ulterioară. În plus, studiile la peștele zebră au arătat că moleculele de semnalizare SHH din organizatorul middiencefalic sunt necesare și suficiente pentru a induce diferențierea și maturarea în continuare atât a talamusului, cât și a subtalamusului. În același timp, semnalele SHH care provin din regiunile creierului mai ventrale față de talamusul și subtalamusul în curs de dezvoltare nu au o importanță deosebită pentru dezvoltarea acestor structuri, iar absența semnalelor SHH care ie ventral nu duce la o dezvoltare afectată a talamusului. și/sau subtalamus, spre deosebire de semnalele SHH provin de la organizatorul mid-diencefalic [56] .
Expunerea la gradientul de expresie al proteinei SHH produsă de organizatorul middiencefalic duce la diferențierea neuronilor viitorului talamus și subtalamus. Gradientul de expresie al proteinei SHH produs de organizatorul diencefalic mijlociu determină formarea unei undă de gradient de expresie a proteinei neurogeninei-1 a genei proneurale , care se propagă în direcția din spate spre anterior, în domeniul principal (caudal) al mugure talamic și, simultan - formarea unui gradient de expresie a proteinei ASCL1 (cunoscută anterior ca Mash1) în banda îngustă rămasă de celule mugurelui talamic rostral imediat adiacent organizatorului middiencefalic (adică, în domeniul rostral al mugurelui talamic). ) și în subtalamus [57] [58] .
Formarea acestor gradienți zonali specifici de expresie a anumitor proteine proneurale conduce la diferențierea suplimentară a neuronilor „releu-releu” glutamatergici de celulele progenitoare situate în domeniul caudal al rudimentului talamic care conține proteina neurogenina-1 și la diferențierea inhibitorilor GABAergici . neuroni din cei situati in domeniul rostral.muguri talamic imediat adiacent organizatorului middiencefalic si in subtalamusul celulelor progenitoare continand proteina ASCL1 . La peștele zebra, alegerea uneia dintre aceste două căi alternative de diferențiere pentru fiecare celulă progenitoare specifică într-una sau alta zonă a complexului talamic rudimentar este controlată de expresia dinamică a proteinei Her6, care este un omolog al proteinei HES1 umană . Exprimarea acestui factor de transcripție, care aparține familiei bHLH de proteine „păroase” , duce la suprimarea exprimării genei neurogeninei-1, dar este necesară pentru a menține și a îmbunătăți expresia proteinei ASCL1 . În procesul de dezvoltare embrionară ulterioară a mugurelui talamic, expresia proteinei Her6 și, în consecință, suprimarea asociată a exprimării proteinei neurogeninei-1 și creșterea expresiei proteinei ASCL1 dispar treptat în domeniul caudal. a mugurului talamic, în timp ce în subtalamus și într-o fâșie îngustă de celule talamice situate rostral adiacent organizatorului diencefalic mijlociu, exprimarea proteinei Her6 și, în consecință, suprimarea expresiei proteinei neurogeninei-1 și creșterea în expresia ASCL1 crește. Acest lucru face ca gradientul caudal-rostral al expresiei neurogeninei-1/ASCL1 să fie mai pronunțat, limitele domeniului mai distincte și contribuie la finalizarea maturării și diferențierii celulelor talamice și subtalamice. Studiile în dezvoltarea embrionilor de pui și șoarece au arătat că blocarea căii de semnalizare a proteinei SHH în această perioadă de dezvoltare embrionară duce la absența completă a domeniului rostral al mugurelui talamic și la o scădere semnificativă a dimensiunii domeniului caudal al mugure talamic. Domeniul rostral al mugurelui talamic dă naștere neuronilor inhibitori GABAergici ai talamusului, localizați în principal în nucleul reticular al talamusului animalelor adulte, în timp ce domeniul caudal al mugurelui talamic dă naștere neuronilor „releu-releu” glutamatergici care fac până în cea mai mare parte a celulelor talamusului. Ulterior, diferențierea acestor neuroni are loc cu formarea de nuclei talamici individuali și grupuri de nuclee [44] .
S-a demonstrat că la om, o variație genetică comună în regiunea promotoare a genei proteinei transportoare a serotoninei (SERT), și anume, posesia unei alele lungi (SERT-long) sau scurtă (SERT-short) a acestei gene ( gena 5-HTTLPR ), afectează modul de dezvoltare și maturare embrionară și ulterioară (postembrionară) a anumitor zone ale talamusului și dimensiunea lor finală la adulți. Persoanele care au două alele „scurte” ale genei 5-HTTLPR (SERT-ss) au mai mulți neuroni în nucleii pernei talamice și o dimensiune mai mare a acestor nuclei și, eventual, mai mulți neuroni și o dimensiune mai mare a nucleilor limbici talamici (nuclei). , menținând contactul cu centrii emoționali ai sistemului limbic ), în comparație cu heterozigoții pentru această genă sau posesorii a două alele „lungi” ale genei 5-HTTLPR . Creșterea dimensiunii acestor structuri talamice la astfel de oameni este propusă ca parte a unei explicații anatomice a motivului pentru care persoanele care au două alele „scurte” ale genei 5-HTTLPR sunt mai mult decât persoanele care sunt heterozigote pentru această genă sau care au două. Alelele „lungi”. Gena 5-HTTLPR predispusă la tulburări mentale precum tulburarea depresivă majoră , tulburarea de stres post-traumatic (PTSD), precum și tendințele și încercările de suicid [59] .
Deteriorarea anumitor nuclei ai talamusului, de exemplu, ca urmare a unui accident vascular cerebral (accident vascular cerebral ischemic sau hemoragic ) , sau ca urmare a metastazării unei tumori maligne la talamus, poate duce la dezvoltarea așa-numitei „ Dejerine- Sindromul Roussy ", sau sindromul durerii talamice, sindromul cauzalgiei talamice - un sindrom caracterizat prin senzații extrem de intense, nelocalizate sau slab localizate, de arsură sau durere de arsură (de unde, de fapt, denumirea de "cauzalgie talamică", de la "caustică" - arsură) într-una sau ambele părți ale corpului, precum și schimbări de dispoziție sau depresie [ 60 ] . Acest sindrom este numit după neurologii francezi Dejerine și Roussy, care l-au descris pentru prima dată în 1906 sub denumirea de „ sindrom talamic ” ( în franceză: le syndrome talamique ) [60] [61] .
Cu toate acestea, sindromul talamic este adesea menționat nu numai ca sindrom de durere talamică, ca în definiția originală a lui Dejerine și Roussy, ci și orice sindroame clinice asociate cu leziuni ale talamusului. Așadar, în special, ischemia unilaterală sau, mai des, bilaterală a zonei furnizate de artera paramediană poate provoca serioase probleme în reglarea funcțiilor motorii, oculomotorii și de vorbire, până la dezvoltarea ataxiei sau a mutismului acinetic (mutenie și imobilitate) , sau paralizia privirii [62 ] . Aritmia talamocorticală poate provoca tulburări în ciclul somn-veghe, precum și o varietate de alte tulburări, în funcție de natura circuitelor talamocorticale afectate de aritmie [63] . Ocluzia arterei Percheron poate duce la infarct talamic bilateral [64] .
Sindromul Korsakov (sindromul de amnezie retrogradă) este asociat cu deteriorarea sau disfuncția conexiunilor talamo-hipocampale, în special, tractul mastoid-talamic, corpurile mastoide sau talamusul însuși, și chiar uneori este numită „amnezie talamică” sau „demență talamică”. „ [9] .
Insomnia familială fatală este o boală prionică ereditară rară în care apar modificări degenerative progresive în neuronii talamusului. Ca urmare, pacientul își pierde treptat capacitatea de a dormi, iar în cele din urmă trece într-o stare de insomnie completă , care duce inevitabil la moarte [65] . Dimpotrivă, afectarea talamusului ca urmare a traumatismului, neuroinfecției, accidentului vascular cerebral ischemic sau hemoragic sau afectarea tumorii poate duce la somn letargic sau comă [8] .
Tulburarea de hiperactivitate cu deficit de atenție este asociată cu imaturitatea funcțională naturală, fiziologică, legată de vârstă, a talamusului la copii în general și cu o întârziere patologică a maturizării talamusului la copiii cu ADHD în comparație cu grupul de control al copiilor sănătoși, în special. [66] . În sindromul Kleine-Levin , se observă hiperactivitatea anumitor nuclei talamici la fMRI . Acest fapt a fost propus pentru a fi folosit pentru a facilita diagnosticul acestui sindrom rar și ca una dintre modalitățile de abordare a înțelegerii neurobiologiei acestui sindrom [67] . Cu narcolepsie , care este asociată cu insuficiența funcțională a sistemului orexinergic al creierului (de exemplu, din cauza distrugerii autoimune a neuronilor orexinergici ai hipotalamusului), există o dereglare a activității centrilor emoționali ai sistemului limbic și sistemul de recompensă , în special nucleii anteriori ai talamusului , amigdalei (amigdalei) , nucleului accumbens , hipocampului , tegmentului regiunii ventrale și a altor zone ale creierului mediu , precum și cortexul prefrontal și temporal [68] [69] .
În unele boli ale sistemului nervos central , în special, în boala Parkinson , tremor esențial , sindrom de durere talamică, se recurge uneori la intervenții chirurgicale asupra talamusului, și anume, talamotomie sau implantarea unui stimulator talamic [70] [71] [72 ]. ] . Cu toate acestea, deoarece aceste intervenții sunt invazive și ireversibile (mai ales în cazul talamotomiei), ele sunt de obicei rezervate pentru utilizare la pacienții cu forme severe, invalidante ale acestor boli, care sunt rezistenți la tratamentul standard [63] . Stimulatorul talamic poate fi, de asemenea, eficient în eliminarea sau reducerea durerii neuropatice refractare , în special durerea care nu este asociată cu sindromul talamic. Acest lucru a fost arătat pentru prima dată în 1977 [73] . Stimulatorul talamic este eficient și pentru tratamentul epilepsiei rezistente [74] , forme rezistente ale sindromului Tourette [75] .
Efectele secundare posibile ale talamotomiei sau implantării unui stimulator talamic includ, în special, afazie și alte tulburări de vorbire [71] , depresie și tulburări cognitive [70] , infecție în timpul intervenției chirurgicale, sângerări , hemoragie cerebrală , accident vascular cerebral ischemic [63] .
Site-uri tematice | |
---|---|
Dicționare și enciclopedii | |
În cataloagele bibliografice |
|
Thalamus , parte a diencefalului | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
arterelor |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Viena |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nuclei |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Boli |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Intervenții chirurgicale |
Anatomia diencefalului uman _ | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Epitalamus |
| ||||||||||||||
talamus |
| ||||||||||||||
Hipotalamus |
| ||||||||||||||
Subtalamus |
|