MOZGOVÁ BIELA HMOTA: FUNKCIA A ŠTRUKTÚRA (S OBRÁZKAMI) - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

Biela hmota je súčasťou nervového systému, ktorý je prevažne tvorený neurónových axónov. To znamená časť neurónov zodpovedná za prenos informácií spracovaných bunkovým jadrom do iných neurónov.

Biela látka alebo látka je súčasťou miechy a je tvorená veľkým počtom nervových vlákien. Z tohto dôvodu sa tento typ látky pozoruje hlavne v najvnútornejších oblastiach mozgu.

Reprezentácia bielej hmoty a šedej hmoty.

Sivá hmota sa zvyčajne pozoruje v oblastiach susediacich s bielou hmotou. Názov bielej hmoty je spôsobený skutočnosťou, že táto časť nervového systému má veľký podiel myelinizovaných vlákien a poskytuje belavú farbu.

Hlavnou funkciou bielej hmoty je spojenie miechových segmentov medzi sebou a miechy s mozgom.

Vlastnosti bielej hmoty

Biela hmota je belavé tkanivo, ktoré je súčasťou centrálneho nervového systému. Nachádza sa hlavne v mieche a je tvorený rozšírením neurónov, ktoré prenášajú elektrické signály do synaptických oblastí a gliových buniek.

Preto je biela hmota charakterizovaná hlavne tým, že je oblasťou mozgu, ktorá neobsahuje jadro neurónov.

Úlohou bielej hmoty je zabezpečiť dobrý tok informácií v nervovej sústave a prepojiť rôzne oblasti mozgu.

Z tohto dôvodu sa biela hmota vyznačuje vysokým obsahom myelínu. Myelín je látka, ktorá pokrýva axóny väčšiny neurónov a poskytuje biely vzhľad.

Podobne má myelín hlavnú funkciu urýchlenia prenosu informácií. Prenosové zrýchlenie sa uskutočňuje, pretože myelín umožňuje, že informácie nemusia prechádzať priamym a súvislým spôsobom cez axón, ale môžu prechádzať malými skokmi medzi plášťami myelínu.

Tento typ mozgovej komunikácie sa nazýva slaný prenos a keďže biela hmota je oblasťou mozgu s najvyšším množstvom myelínu, prenos informácií z tejto štruktúry sa vyznačuje veľmi rýchlym prenosom.

Jednou z patológií najviac spojených s fungovaním a štruktúrou bielej hmoty je roztrúsená skleróza. Aj keď táto oblasť mozgu súvisí s mnohými ďalšími stavmi a patológiami.

Vlastnosti

Hlavnou funkciou bielej hmoty je správny prenos informácií o mozgu. Vedci z University of South Carolina nedávno vypracovali termín „lešenia“ pre bielu hmotu.

Tento výraz sa odvoláva na dôležitosť prenosu informácií prostredníctvom bielej hmoty. Podľa vedcov sieť spojení v bielej hmote definuje informačnú architektúru, ktorá podporuje funkciu mozgu.

Podľa vedca Van Horna, aj keď sú všetky spojenia v mozgu veľmi dôležité, existujú osobitné prepojenia, ktoré sú obzvlášť dôležité.

- Mozgová komunikácia

V tomto zmysle sa zdá, že biela hmota má pri mozgovej komunikácii zásadný význam. Poškodenia alebo stavy v tejto oblasti môžu ovplyvniť fungovanie viacerých mozgových štruktúr a môžu zahŕňať celý rad fyzikálnych a neurologických zmien.

Biela hmota má vysoký stupeň zapojenia, pretože umožňuje ľuďom preniesť elektrochemické impulzy emitované mozgom do zvyšku tela.

Preto je možné určiť, že biela hmota je zodpovedná za koordináciu komunikácie medzi rôznymi systémami ľudského tela. Táto skutočnosť zahŕňa fungovanie regiónov vo vnútri aj mimo mozgu.

Z tohto dôvodu prevažujú axóny neurónov v bielej hmote, pretože ide o časť, ktorá je schopná prenášať informácie do iného neurónu.

Biela hmota pôsobí ako komunikačný most medzi rôznymi oblasťami mozgu, ktoré obsahujú bunky neurónov. Tieto oblasti mozgu sú v podstate nervové diaľnice, oblasti komunikácie a prenosu informácií medzi oblasťami mozgu.

- Ostatné funkcie

Historicky sa chápalo, že hlavnou a jedinou funkciou bielej hmoty bolo prenášať informácie z niektorých oblastí mozgu do iných. Týmto spôsobom bola biela hmota interpretovaná ako pasívna štruktúra, ktorá bola obmedzená na prenos neuronálnych rádov.

Najnovší výskum však ukázal, že to tak nie je úplne. Aj keď hlavná funkcia bielej hmoty stále spočíva v prenose informácií, ukázalo sa, že sa môže podieľať na vykonávaní iných činností.

Kognitívne a emocionálne procesy

Biela hmota úzko súvisí s kognitívnymi a emocionálnymi procesmi a v súčasnosti sa zhoduje, že je dôležitým prvkom pri vykonávaní takýchto akcií.

Účasť bielej hmoty na vývoji emocionálnych a kognitívnych procesov spočíva v rýchlosti spojenia, ktorú poskytuje mozgu.

Zapamätanie a učenie

Rýchly prenos informácií prostredníctvom bielej hmoty umožňuje vytvorenie neurónových sietí, ktoré môžu riadiť veľké množstvo kognitívnych procesov.

Konkrétne sa zdá, že neurónové siete generované bielou hmotou sú úzko spojené v činnostiach zapamätania a učenia sa. Rovnako sa podieľajú na riadení kognitívnych zdrojov a výkonných funkcií.

Týmto spôsobom sa dnes interpretuje, že biela hmota je veľmi dôležitým prvkom mozgu, ktorý výrazne ovplyvňuje rozvoj a využívanie intelektuálnych kapacít ľudí.

štruktúra

Pravý bočný pohľad na rozrezaný ľudský mozog, zobrazujúci sivú hmotu (vonkajšie časti tmavšie) a bielu hmotu (vnútorné časti a výrazne belšiu). Zdroj: John A Beal, PhD Dep't. of Cell Biology and Anatomy, Louisiana State University Shreveport Center for Health Sciences / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Biela hmota sa nachádza hlavne v mieche a je tvorená veľkým počtom nervových vlákien známych ako glia.

Ak je biela hmota transektovaná, je vidieť, že je pokrytá vrstvou šedej hmoty.

Aj keď sa vyznačuje tým, že je látkou s vysokým obsahom myelinizovaných vlákien, ktorá prechádza pozdĺžne, obsahuje biela hmota tiež určité množstvo nemyelinizovaných vlákien, to znamená vlákien bez myelínu.

Štruktúrne sú nervové vlákna, ktoré tvoria bielu hmotu, charakterizované spojením segmentov miechy navzájom, rovnako ako miechy s oblasťami mozgu.

- Druhy vlákien

Vlákna, ktoré obsahujú bielu hmotu v zadných koreňoch a ktoré sa dostanú k zadnému rohu, sú charakterizované rôznymi morfológiami. Tvar týchto vlákien závisí hlavne od podnetu, ktorý prenášajú, a možno ho rozdeliť do dvoch veľkých skupín.

Vonkajšie vlákna

Vonkajšie vnímavé vlákna sú malého kalibru a majú znížené množstvo myelínu. To znamená, že ide o nemyelínové vlákna.

Tieto vlákna sú hlavne zodpovedné za prenos exteroceptívnych aferentov cez oblasti miechy a mozgu.

Proprioceptívne vlákna

Proprioceptívne vlákna sú väčšie a hrubšie ako vlákna zvonka vnímavé. Vyznačujú sa myelinizovanými vláknami.

Vlákna zadného koreňa sa dotýkajú neurónov predného rohu priamo alebo prostredníctvom interneurónov, ktorých telá sa nachádzajú v zadnom rohu.

Axóny interneurónov prechádzajú cez prednú bielu komisiu a sivú komisiu, aby sa spojili s motorickými neurónmi na opačnej strane.

- organizačné úrovne

Biela hmota sa vyznačuje prezentáciou troch základných úrovní organizácie v mieche.

Na spodnej časti medully je segmentová oblasť bielej hmoty. Tento región je zodpovedný za vykonávanie segmentových reflexných aktivít zastúpených v reflexnom oblúku.

Následne je tu medzirezortná oblasť, ktorá je zodpovedná za prepojenie segmentových mechanizmov bielej hmoty.

Nakoniec, v suprasegmentálnej oblasti miechy sú spinálne aktivity koordinované cez vyššie mozgové centrá.

- Šnúry z bielej hmoty

Biela látka sa skladá z troch rôznych šnúr. Diferenciácia každého z týchto kordov sa uskutočňuje prostredníctvom jeho umiestnenia v mieche.

a) Predný akord

Predná šnúra je umiestnená medzi ventrálnou strednou puklinou a ventrolaterálnymi drážkami miechy. Vyznačuje sa tým, že obsahuje motorové ústrojenstvo, ktoré riadi pohyby spojené s dobrovoľnými pohybmi.

b) Bočný kábel

Bočná šnúra leží medzi ventrolaterálnymi sulci a dorsolaterálnymi sulci. Obsahuje fascikuly súvisiace s dobrovoľnými pohybmi, laterálny kortikospinálny trakt a fascicles súvisiace s pocitmi.

c) Zadný akord

Nakoniec sa tretia a posledná šnúra bielej hmoty nachádza medzi dorzálnym stredným sulcusom a dorsolaterálnymi sulci.

Zadná šnúra sa vyznačuje rozdelením na dve fascikuly v krčnej a hornej časti hrudníka vďaka prítomnosti dorzálneho medzikruhu.

Dve fascicles, ktoré obsahujú zadnú šnúru, sú gracilis fascicle (v mediálnej oblasti) a cueniform fascicle (v laterálnej oblasti). Obe fascikuly obsahujú vzostupné vlákna patriace do epikritického traktu, vedomé propriocepcie a vibračnú citlivosť.

Záchvaty mozgu

Biela hmota je organizovaná vo forme zväzkov nervových vlákien. Táto organizácia je pozorovaná vo vnútri aj mimo centrálneho nervového systému.

Trasy mozgu sú teda sadou projekčných nervových vlákien, ktoré odosielajú informácie spracované šedou hmotou do rôznych oblastí tela umiestnených mimo mozgu.

Ďalším typom vlákien bielej hmoty sú asociačné vlákna, ktoré spájajú rôzne mozgové oblasti tej istej hemisféry.

Nakoniec tretí a posledný typ zodpovedá interhemisferickým komisiám, ktoré obsahujú štruktúry z rôznych mozgových hemisfér.

Okrem toho sa mozog vyznačuje okrem miechy tým, že predstavuje veľké množstvo štruktúr, ktoré sú tvorené hlavne bielou hmotou. Najdôležitejšia je corpus callosum, interhemisferická komisia, ktorá spája obe hemisféry mozgu.

Zmeny bielej hmoty

Zmeny v štruktúre a fungovaní bielej hmoty súvisia so širokou škálou patológií.

Faktory, ktoré sa najviac spájajú s léziami v bielej hmote, sú vek a vysoký krvný tlak. To znamená, že frekvencia aj závažnosť lézií v bielej hmote stúpa s vekom a hypertenznou populáciou.

Spektrum možností, ktoré môžu byť prítomné u subjektov s léziami v bielej hmote, je však veľmi rôznorodé. Od ľudí s ťažkými léziami bielej hmoty bez akéhokoľvek rizikového faktora ciev až po jednotlivcov s viacerými rizikovými faktormi, ako je napríklad vysoký krvný tlak.

V tomto zmysle sa tvrdí, že lézie v bielej hmote môžu predstavovať široké spektrum rizikových faktorov, ktoré dnes nie sú dostatočne študované a definované.

Napriek tomu v súčasnosti existuje viac či menej spoľahlivé údaje o vzťahu lézií v bielej hmote a rôznych patológiách. Najdôležitejšie z nich sú:

- Zmeny bielej hmoty a zhoršenie kognitívnych schopností

Na základe existujúcich údajov nie je možné stanoviť jasný vzťah medzi prítomnosťou lézií v bielej hmote a kognitívnym poškodením, pretože štúdie sú obmedzené.

Niektoré výskumy však ukázali, že poškodenie bielej hmoty pozitívne koreluje so zmenou frontálneho laloku, čo má vplyv na rýchlosť spracovania informácií, verbálnu plynulosť a výkonné funkcie.

- Zmeny bielej hmoty a intrakraniálne krvácanie

Viaceré štúdie zistili, že abnormality bielej hmoty sú oveľa častejšie u jedincov s intracerebrálnymi krvácaniami

Tieto nálezy ukazujú, že krvácanie nie je len lokalizované v bazálnych gangliách, ale tiež ovplyvňuje lobar.

- zmeny bielej hmoty ako producentov ischemickej mozgovej príhody alebo cievnej smrti

Niekoľko klinických štúdií ukázalo, že zmeny v bielej hmote predisponujú k ischemickej mozgovej príhode.

Konkrétne subjekty, ktoré trpia ischemickým atakom a zmenami v bielej hmote, majú dvojnásobné riziko, že budú vystavené novej mozgovej príhode.

Referencie

1. Bartrés D, Clemente IC, Junqué C. Zmeny v bielej hmote a kognitívne vlastnosti v starnutí. Rev Neurol 2001; 33: 347-53.
2. Blumenfeld, Hal (2010). Neuroanatómia v klinických prípadoch (2. vydanie). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates.
3. Douglas Fields, R. (2008). „Biele záležitosti.“ Scientific American. 298 (3): 54–61.
4. Smith EE, Roseland J, Knudsen BA, Hylek EM, Greenberg SM. Leukoarióza je spojená s krvácaním súvisiacim s warfarínom po ischemickej mozgovej príhode: štúdia kardiovaskulárneho zdravia. Neurology 2002; 59: 193-7.
5. Sowell, Elizabeth R.; Peterson, Bradley S.; Thompson, Paul M.; Vitajte, Suzanne E.; Henkenius, Amy L.; Toga, Arthur W. (2003). „Mapovanie kortikálnych zmien v rámci ľudského života.“ Nature Neuroscience. 6 (3): 309 - 15.
6. Holandská skúšobná skupina pre skúšky TIA. Prediktory hlavných vaskulárnych príhod u pacientov s prechodným ischemickým atakom alebo ľahkou mozgovou príhodou. Stroke 1993; 24: 527-31.