Уважаемые пользователи! Все материалы на сайте являются переводами с других языков. Извиняемся за качество текстов, но надеемся, что они принесут Вам пользу. Администрация сайта. Обратная связь: webmaster@clearbody.org

Белое вещество: гибкая, но недооцененная супермагистраль мозга

Исторически, серое вещество обычно считалось головным мозгом головного мозга, а белое вещество было просто обезьяной. Но в последние годы стало ясно, что обезьяна так же важна, как и ее хозяин.

Поперечное сечение мозга и электропроводки

Наше изысканно сложенное серое вещество долгое время являлось показом пони мозга; он имеет дело с тяжелым хрустом числа, на который мы все полагаемся, чтобы понять мир. Считалось, что белое вещество просто выполняет задачу ретрансляции сообщений взад и вперед, как нечто большее, чем сбор пассивных проводов.

Хотя есть определенная правда в этом разделении труда, это делает белую материю огромной проблемой. По мере того как научное знание растет, важность белого вещества приобретает острую направленность. Известно, что эта нейронная информационная трасса участвует в различных условиях и заболеваниях и играет жизненно важную роль в функционировании мозга, обучении и координации обширных центров мозга.

Что такое белый цвет?

Белое вещество составляет основную часть глубоких частей мозга. В отличие от серого вещества, которое развивается, когда нам 11 или 12 лет, белое вещество продолжает хорошо развиваться в наши 20-е годы (и, возможно, более тонко, в наши 50-е годы).

Он состоит из пучков аксонов или трактов, которые являются длинными, стройными проекциями нервных клеток. Как следует из названия, белое вещество белее серого вещества, а его известная белизна обусловлена ​​восковым покрытием, называемым миелином, которое содержится на каждом из аксонов.

Миелинизированный аксон gif. Кредит: Д-р Jana

Миелин покрывает поверхность всех нервных клеток, оставляя небольшие промежутки — также известные как узлы Ранвье — каждый миллиметр или около того.

В миелинизированных нервах, а не импульсе, движущемся по длине клетки, как это происходит в сером веществе, он может прыгать от узла к узлу, увеличивая скорость проводимости.

В качестве первичной мессенджерской службы головного мозга миелинизация позволяет белому веществу пропускать ноты между отдаленными регионами с головокружительной скоростью.

На самом деле, миелинизированные нервы могут переносить импульсы в 100 раз быстрее, чем немиелированные волокна.

В мозге миелин закладывается клетками, называемыми олигодендроцитами. При рождении покрытие миелина относительно редка; миелинизация движется в волне, сначала покрывая белое вещество в коре головного мозга, ближайшем к затылку шеи, и постепенно продвигается вперед, наконец, покрывая лобные доли в нашей середине и конце 20-х годов.

Лобовые доли важны для планирования, рассуждения и суждения. Некоторые ученые теоретизируют, что ограниченная миелинизация этих областей в молодежной среде может объяснять неспособность подростков принимать соответствующие решения для взрослых.

По мере того как больше интереса к науке проявлялось на белом веществе, стало ясно, что это далеко не пассивный кусок кабелей; он динамичен — его объем растет и сжимается с опытом, он обрабатывает информацию — не просто бездумно передавая данные между точками.

Белое вещество в психиатрическом заболевании

Некоторые условия уже давно связаны с повреждением миелиновой оболочки. Например, иммунная система людей с синдромом Гийена-Барре и рассеянным склерозом поражает миелин, вызывая постепенно ухудшающуюся слабость, которая может закончиться параличом.

Но в последнее время изменения в миелине были связаны с рядом психиатрических состояний, таких как шизофрения, большая депрессия, аутизм, посттравматическое стрессовое расстройство, болезнь Альцгеймера, дислексия, синдром дефицита внимания с гиперактивностью, обсессивно-компульсивное расстройство, а также проблема Туретта , Белое вещество даже причастно к заиканию и тону.

Одним из наиболее изученных психиатрических состояний в отношении белого вещества является шизофрения. В одном исследовании, которое исследовало 6000 генов в префронтальной коре головного мозга шизофреников, было доказано: из 89 генов, которые, как установлено, были аномально отрегулированы, 35 были вовлечены в миелинизацию.

В других исследованиях исследовалось белое вещество посмертно, с некоторыми проявлениями аномалий в трактовках белого вещества и уменьшением количества олигодендроцитов в некоторых регионах мозга.

На самом деле, в последнее время было показано, что тракты белого вещества в большинстве головного мозга разрушаются при шизофрении.

Шизофрения имеет тенденцию развиваться в подростковом возрасте, время, когда переднему мозгу, наконец, дается его миелиновое покрытие. Некоторые ученые считают, что это может быть не просто совпадение.

Являются ли эти изменения причиной заболевания или следствием аномальной функции мозга, еще предстоит понять, но это, вероятно, переплетенный двухсторонний путь. Об этом свидетельствует документ, опубликованный в 2007 году доктором Габриэлем Корфасом. Он показал, что нарушение генетического контроля олигодендроцитов может привести к поразительным поведенческим изменениям, подобным тем, которые наблюдаются при шизофрении.

Просмотр белого вещества

Процедура визуализации, называемая тензометрической визуализацией (DTI), которая основана на технологии МРТ, описывает относительное перемещение воды в тканях. Его можно использовать для наблюдения белого вещества.

Белое дело - Изображение кредита - Томас Шульц

DTI основывается на предпосылке, что в нормальной мозговой ткани вода в равной степени может путешествовать в любом направлении.

Однако в трактах, которые ориентированы параллельно и покрыты миелином, он, скорее всего, движется вдоль них, а не из стороны в сторону.

С помощью этой технологии можно рассмотреть микроструктуру белого вещества; более плотно упакованные волокна с более толстыми миелиновыми слоями дают более сильные сигналы DTI. Эта относительно новая технология была использована для поиска связей между белым веществом и когнитивными результатами.

В одном из исследований, например, была обнаружена связь между структурой белого вещества и IQ, авторы которой пришли к выводу, что «когнитивная функция коррелирует с большей организацией волокон». Аналогичным образом, другие ученые нашли связь между качеством белого вещества в мозге взрослого человека и их способностью к чтению.

Исследователи также продемонстрировали, что использование нашего мозга определенным образом может изменить структуру белого вещества. Например, один эксперимент показал, что регулярная практика музыкального инструмента увеличивает уровень организации в белом вопросе в областях, важных для музыкальной деятельности. Исследователи показали, что количество изменений было пропорционально количеству часов, которые практикует человек. Чем больше вы работаете, тем больше изменяется значение белого цвета.

Как миелинизация вписывается в историю

У животных, которые могут ходить и кормить очень скоро после их рождения, таких как лошади и мыши, миелинизация почти завершена по рождению. Однако, как упоминалось выше, миелинизация у людей продолжается в наши 20 или 30 лет. Тот факт, что это занимает много времени, — это хороший ключ к тому, что он выполняет не только изоляционную роль.

Длительный период времени, в течение которого происходит миелинизация человека, связан с тем же периодом времени, когда мозговая кору головного мозга претерпевает огромную реструктуризацию синаптических связей. Под ремоделированием понимается модификация мозга по опыту. По этой причине некоторые исследователи полагают, что миелин и, следовательно, белое вещество, играют определенную роль в формировании мозга через наш опыт по мере развития.

Эта теория верна в ряде исследований на животных. Например, исследование, проведенное на аляскинских луговых полевках, показало, что миелинизация в мозге регулируется сезонными изменениями продолжительности дня. Животные, которые содержались в окружающей среде с постоянными длинными днями, имели больше объема белого вещества.

У крыс стресс в течение последних 6 дней беременности вызывает увеличение миелинизации у потомства в первые 2 — 3 недели жизни, при этом уровень нормализуется к 40-му дню.

И наоборот, более приятный опыт может также изменить структуру белого вещества. Олигодендроциты увеличиваются в зрительной коре крыс, которые растут в обогащенных средах, включая социальное взаимодействие и вещи, с которыми нужно играть.

Некоторые исследования у людей также обнаружили взаимодействие между ранним опытом и объемом белого вещества. Исследование, опубликованное в сравнении с мозгами детей, которые подвергались насилию или пренебрежению с мозгами детей, которые этого не сделали.

Тело мозолистого тела, то есть самая большая структура белого вещества в мозге, которая соединяет левое и правое полушария головного мозга, оказалась на 17 процентов меньше у тех, кто подвергся насилию.

Почему восковое пальто так важно?

Короче говоря, у нас нет полного ответа на этот вопрос, но есть некоторые интересные темы для выбора.

Синхронизация серого вещества важна для развития нервов и обучения. Поговорка гласит: «Нейроны, которые стреляют вместе, соединяются вместе». Другими словами, нейроны, которые стреляют синхронно, с большей вероятностью станут постоянно связанными; нервы, которые стреляют вместе, считаются важными и будут укреплены и сохранены.

Миелинизированный аксон. Кредитная карта Roadnottaken

Теперь, если два нерва, которые работают вместе, происходят с разных расстояний и идентичны, сигналы не будут поступать вместе; для координации стрельбы один из аксонов должен либо ускоряться, либо замедляться.

Миллисекундная точность жизненно важна.

Когда мы выполняем сложную задачу, например, играя на инструменте, информация отправляется из ряда мозговых центров и течет туда и обратно. Синхронность является обязательным, и просто стреляющие сообщения с максимально возможной скоростью не будут жизнеспособным решением.

По мере открытия новых открытий кажется ясным, что миелин играет ключевую роль в развитии синхронности, и он может несколько изменить скорость проводимости трактов белого вещества.

Например, миелин может физически изменять диаметр аксона (более широкие сигналы проходят быстрее). Кроме того, олигодендроциты могут изменить количество листов миелина, которые они могут положить до 150 листов на волокно, снова изменяя скорость проводимости. Кроме того, изменяя количество или интервалы узлов Ranvier, скорости могут быть изменены, при этом большее количество узлов сближает медленные импульсы.

Мы только начинаем отрываться от механизмов влияния белого вещества на когнитивную функцию, но уже открываются потенциальные возможности.

Белое вещество является неотъемлемой частью функции мозга как его серый сосед; он динамичен, участвует в обучении и помогает нам укладывать навыки и воспоминания. Несомненно, по мере продолжения исследований, и картина становится более резкой, важность миелина и белого вещества будет продолжать возрастать.

Белое дело действительно имеет значение.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: