| substanță cenușie periaqueductală | |
|---|---|
| Secţiune prin coliculul superior , care arată calea nervului oculomotor . Substanța cenușie periaqueductală este zona de substanță cenușie care este imediat adiacentă apeductului cerebral . | |
| Secțiune transversală prin mijlocencefalul . | |
| Cataloagele | |
| Fișiere media la Wikimedia Commons |
Substanța cenușie periaqueductală (cunoscută și sub denumirea de materie cenușie periaqueductală sau substanță cenușie centrală a mezencefalului) este o colecție de substanță cenușie aflată sub apeductul creierului , legată anatomic de tegmentul mezencefal . Substanța cenușie periaqueductală își direcționează proiecțiile ascendente către nucleii rafe și locus coeruleus, precum și către nucleii somatosenzoriali și viscerosenzoriali ai talamusului . De asemenea, are proiecții în jos spre măduva spinării . Fibrele nervoase ascendente ale căii spinotalamice , care conduc senzațiile de durere și temperatură , în drumul lor către talamus fac un „oprire” intermediar în substanța cenușie periaqueductală. Această parte a căii spinotalamice se numește calea spinomesencefalică . La rândul lor, nucleii talamusului care percep senzațiile de durere și temperatură își direcționează fibrele de feedback descendent către măduva spinării și prin substanța cenușie periaqueductală.
Substanța cenușie periaqueductală (CAG) este unul dintre centrii principali de reglare descendentă a sensibilității durerii , adică unul dintre centrii principali ai sistemului antinociceptiv. Conține neuroni care produc encefaline și reduc percepția impulsurilor dureroase ascendente din măduva spinării . Electrozii de implant pentru dispozitive DBS (deep brain stimulation) sunt adesea implantați în această zonă în tratamentul pacienților cu diverse sindroame dureroase cronice.
Acest mecanism funcționează după cum urmează: stimularea substanței cenușii periaqueductale activează neuronii săi care conțin encefalină, care apoi trimit semnalul lor de encefalină către nucleii rafe din trunchiul cerebral și către locus coeruleus . Terminaţiile nervoase ale nucleilor rafe eliberează serotonina , iar terminaţiile nervoase ale locusului coeruleus eliberează norepinefrină . Fibrele nervoase descendente atât din nucleii rafe cât și din nucleii petei albăstrui merg la substanța gelatinoasă a coarnelor posterioare ale măduvei spinării. Acolo formează, respectiv, sinapse excitatorii serotoninergice și, respectiv, excitatorii noradrenergici cu interneuroni (interneuroni) inhibitori (inhibitori) encefalinergici, dinorfinergici sau GABAergici.
Când sunt activați de un semnal descendent serotoninergic sau noradrenergic din nucleii rafe sau locus coeruleus, acești interneuroni eliberează encefaline, dinorfină sau, respectiv, GABA. Fiind eliberate pe terminațiile sinaptice de pe axonii fibrelor A-delta sau C care intră în măduva spinării, care transmit senzații de durere și temperatură de la nociceptori de la periferie către creier, aceste substanțe se leagă, respectiv, de receptorii opioizi inhibitori ai subtipurile mu, kappa și/sau delta sau la receptorii GABA . Activarea acestor receptori, la rândul său, duce la inhibarea activității axonului corespunzător și la o scădere a eliberării sale de substanță P.
O scădere a activității acestor axoni de la neuronii de ordinul întâi, o scădere a eliberării substanței P în terminalele lor sinaptice, sub influența semnalelor inhibitoare ale encefalinei, dinorfinei sau GABAergice, la rândul lor, duce la inhibarea activității. a neuronilor de ordinul doi responsabili de transmiterea semnalelor de durere și temperatură în sus, de-a lungul căii spinotalamice către nucleul ventral posterolateral al talamusului.
Astfel, sub influența acestui mecanism, transmiterea semnalului de durere este întreruptă sau redusă semnificativ chiar și în stadiul de intrare a semnalului în coarnele posterioare ale măduvei spinării, cu mult înainte ca acest semnal să ajungă la filtrele talamusului și chiar mai mult. deci înainte de a ajunge în acele zone ale cortexului cerebral care sunt conștiente de acest semnal și îl interpretează ca zone dureroase precum cortexul cingulat anterior . Această teorie este numită „teoria controlului porții a durerii” . Se confirmă, în special, faptul că stimularea electrică a substanței cenușii periaqueductale duce la dezvoltarea unui efect analgezic imediat și puternic (analgezie) [1] .
Substanta cenușie periaqueductală este, de asemenea, activată atunci când se vizualizează imagini statice și videoclipuri asociate cu senzația de durere (de exemplu, fotografii și videoclipuri cu lupte, răni domestice sau operații chirurgicale), atunci când se percep sunetele corespunzătoare asociate cu durerea, cum ar fi țipete, gemete. , plâns și când percepe mirosul de sânge sau puroi. În toate aceste cazuri, cel care privește, aude sau simte imaginile, sunetele sau mirosurile corespunzătoare are și analgezie în prealabil, deși nimeni nu i-a provocat încă durere în acest moment [2] . Sistemul descris este numit sistemul antinociceptiv al creierului [2] .
Efectul analgezic (analgezic) al opiaceelor (exogene) și al opioidelor care intră în circulația sistemică din exterior , cum ar fi morfina , heroina , codeina , fentanilul , se realizează în cea mai mare parte prin interacțiunea cu receptorii opioizi ai substanței cenușii periaqueductale, ca precum și cu receptorii opioizi ai talamusului nucleului posterolateral ventral (efect analgezic central sau supraspinal) și numai parțial prin interacțiunea cu receptorii opioizi ai substanței gelatinoase din coarnele posterioare ale măduvei spinării (efect analgezic spinal). Cu toate acestea, atunci când opiaceele și opioidele sunt administrate epidural sau subdural în cavitatea canalului rahidian, acțiunea lor, dimpotrivă, se realizează în principal la nivel spinal. În acest caz, sunt necesare doze mult mai mici (în ordine zecimală) decât atunci când sunt administrate în circulația sistemică. Există trei subtipuri de receptori opioizi: mu, kappa și delta. Caracteristicile interacțiunii unui anumit medicament opioid cu diferite subtipuri de receptori opioizi determină spectrul și severitatea efectelor sale secundare, cum ar fi severitatea euforiei și depresia respiratorie.
Efectul analgezic al antidepresivelor se realizează de unul sau două niveluri ale ierarhiei sistemului antinociceptiv de mai jos: nu în talamus și nu în substanța cenușie periaqueductală, ci în nucleii rafe inervați de OSV și în nucleii petei albăstrui. . Sub influența antidepresivelor din aceste formațiuni, crește concentrația de serotonină și norepinefrină. Stimularea rezultată a fibrelor serotoninergice și noradrenergice descendente care vin din acești nuclei în substanța gelatinoasă a măduvei spinării duce la activarea neuronilor opioidergici intercalari inhibitori și GABAergici ai substanței gelatinoase și la întreruperea sau slăbirea semnalului de durere de la primarul. neuronii somatosenzoriali și viscerosenzoriali la cei secundari. Acțiunea analgezică a medicamentelor GABAergice, cum ar fi baclofenul , se realizează cu încă un nivel al ierarhiei de mai jos - direct la nivelul interneuronilor GABAergici ai măduvei spinării.
Stimularea părților dorsale și/sau laterale ale SS provoacă reacții de apărare la animalele experimentale de diferite specii, variind de la înghețare, ascultare și adulmecare într-o pregătire tensionată pentru implementarea imediată a reacției „luptă sau fugă”, până la fuga, sărituri sau manifestări de agresiune defensivă, cum ar fi dezvăluirea dinților, dinți, gheare proeminente, lână ciufulită. Toate aceste reacții sunt, de asemenea, însoțite de o creștere a frecvenței respiratorii și a profunzimii acesteia cu dezvoltarea tahipneei fiziologice temporare , o creștere a frecvenței cardiace cu dezvoltarea tahicardiei fiziologice temporare , o creștere a tensiunii arteriale cu dezvoltarea hipertensiunii arteriale fiziologice temporare , o creștere a ratei metabolice și a temperaturii corpului până la un număr subfebril , o creștere a glucozei în sânge cu dezvoltarea hiperglicemiei fiziologice temporare , creșterea tonusului muscular. Aceste schimbări fiziologice apar înainte ca animalul să alerge, să sară sau să atace însuși un potențial agresor și sunt necesare pentru a pregăti organismul pentru implementarea eficientă a răspunsului de luptă sau de zbor (pomparea crescută a sângelui către mușchi, aportul îmbunătățit de glucoză). și oxigen , etc.). .). În același timp, animalul de experiment dezvoltă o analgezie puternică, aparent servind ca o apărare preventivă împotriva posibilelor consecințe ale unui atac de prădători sau din cauza rănilor suferite în timpul unui zbor grăbit.
Dimpotrivă, stimularea secțiunii ventrolaterale caudale a SSV provoacă la animalele de experiență o reacție cunoscută sub numele de „play dead” - paralizia privirii cu ochii deschiși sau închiderea pleoapelor , dilatarea pupilei , înghețarea în imobilitate, dar, spre deosebire de primul tip de reacție, cu relaxare musculară profundă și adoptarea flexibilității ceară (animalul își asumă pasiv orice poziție dată de cercetător sau prădător, dar apoi membrele animalului presupus „mort” fie cad de la sine sub influența gravitația, sau „îngheț”, imitând rigor mortis ), încetinirea maximă posibilă a metabolismului, scăderea temperaturii corpului până la gradul de hipotermie ușoară , încetinirea respirației și scăderea profunzimii acesteia odată cu dezvoltarea bradipneei , încetinirea contracțiilor inimii. până la gradul de bradicardie ușoară , o scădere a tensiunii arteriale cu dezvoltarea unei anumite hipotensiune arterială . Tot acest set de reacții are ca scop să se asigure că un potențial prădător (dintre care majoritatea nu mănâncă trupuri, preferând o victimă proaspăt ucisă de la sine) cu cea mai mică probabilitate posibilă ar putea distinge un animal care se pretindea a fi mort de unul cu adevărat mort. Această reacție este însoțită și de dezvoltarea unei analgezie pronunțată, chiar mai puternică decât în primul caz (ceea ce crește din nou probabilitatea de supraviețuire și succesul „de a face mortul” într-o astfel de situație, datorită faptului că un animal bine analgezic este mai puțin probabil să se exprime sau să se miște, sau va respira mai des atunci când prădătorul începe să-l chinuie, verificând dacă este cu adevărat mort).
Inhibarea activității segmentului ventrolateral caudal al SS, dimpotrivă, duce la o creștere a interesului animalelor de experiment pentru lumea exterioară și a activității locomotorii (motorie) exploratoare.
Leziunile sau leziunile părții ventrolaterale caudale a CWS duc la o slăbire semnificativă sau la dispariția completă a estompării reflexelor condiționate ca răspuns la stimuli neplăcuți condiționat (de exemplu, un sunet care ar trebui urmat de un șoc electric). Leziunile sau leziunile părților dorsale sau laterale ale SS reduc semnificativ agresivitatea animalelor și tendința lor de a manifesta reacții de apărare nespecifice înnăscute, cum ar fi dezvelirea dinților, ghearele proeminente, ciufulirea lânii, precum și tendința lor de a fugi sau ascunde.
Neuronii din substanța cenușie periaqueductală primesc input de la nucleul ventromedial al hipotalamusului și joacă un rol în comportamentul copulator, în primul rând la femele. Ele asigură femeii o postură de supunere și supunere, o scădere a agresivității ei, dezvoltarea lordozei („deschiderea spatelui”, „squats”) la femeie înainte de actul sexual, precum și un anumit grad de analgezie pentru ambele parteneri în timpul actului sexual și ceva timp după acesta.
Substanta cenușie periaqueductală este implicată în reglarea comportamentului parental (în primul rând matern), familial și prietenos. Există o densitate foarte mare de receptori pentru prolactină , oxitocină și vasopresină , precum și celulele care le secretă, în zona OSV. Aceste neuropeptide importante sunt implicate în reglarea comportamentului parental (în special matern), familial și prietenos, în formarea legăturilor părinte-copil, parteneriate și prietenii, precum și în formarea legăturilor sociale de natură mai generală și în reglarea nivelului de agresivitate față de membrii propriei specii. În plus, regiunea OSB bogată în acești receptori are legături strânse cu cortexul orbitofrontal . Influența OSV asupra activității cortexului orbitofrontal, de fapt, mediază rolul OSV în reglarea comportamentului parental, partener și prietenos. Cortexul orbitofrontal lateral este activat de stimuli vizuali, tactili și olfactivi plăcuti. Totodată, activitatea sa nu depinde de intensitatea stimulului, ci de perceperea cutare sau cutare stimul ca fiind plăcut. Eliberarea oxitocinei (în unele cazuri, cum ar fi maternitatea sau activitatea sexuală, de asemenea eliberarea de prolactină) în OCB, urmată de o creștere a activității cortexului orbitofrontal lateral, ca răspuns la stimuli atât de plăcuti subiectiv precum aspectul și mirosul. ale corpului sau părului partenerului, aspectul și mirosul corpului copilului, senzațiile tactile de atingere a pielii unui partener sau a unui copil sau senzațiile tactile de îmbrățișări și strângeri de mână prietenoase (analogul uman al „zgârâirii” reciproce la primate) este mediată de apariția rapidă a atașamentului parental, a atașamentului față de partener sau prieten [3] .
Reprezentarea schematică a principalelor categorii de nuclee bazale (de la I la V).
Secțiune transversală a mezencefalului la nivelul coliculilor inferiori ai cvadrigeminei .
Secțiune transversală a mezencefalului la nivelul coliculilor superiori ai cvadrigeminei .