Кіріспе
Мидағы кішкентай линза тәрізді ядро. Субталамус ядросы (STN) – мидағы кішкентай линза тәрізді ядро, функционалдық тұрғыдан базальды ганглия жүйесінің құрамына кіреді. Анатомиялық тұрғыдан қарағанда, ол субталамустың маңызды бөлігі болып табылады. Аты айтқандай, субталамус ядросы таламустың астында орналасқан. Сондай-ақ ол қара заттан жоғарырақ және ішкі капсуладан медиалды жаққа қарай орналасқан. Оны алғаш рет 1865 жылы Жюль Бернард Луис сипаттаған, ал "corpus Luysi" немесе "Luys' body" термині кейде қолданыла береді.
The subthalamic nucleus (STN) is a small lens shaped nucleus in the brain where it is, from a functional point of view, part of the basal ganglia system. In terms of anatomy, it is the major part of the subthalamus. As suggested by its name, the subthalamic nucleus is located ventral to the thalamus. It is also dorsal to the substantia nigra and medial to the internal capsule. It was first described by Jules Bernard Luys in 1865, and the term corpus Luysi or Luys' body is still sometimes used.
Құрылымы
Субталамус ядросында кездесетін нейронның басты түрі өте ұзын, сирек тікенді дендриттерге ие. Орталыққа жақын орналасқан нейрондарда дендриттік бұтақтар көбірек эллипсоид пішінде болады. Бұл бұтақтардың өлшемдері (1200 мкм, 600 мкм және 300 мкм) егеуқыр, мысық, маймыл және адам сияқты көптеген түрлерде бірдей келеді, бұл ерекше жағдай. Дегенмен, нейрондардың саны мидың мөлшерімен қатар ядроның сыртқы өлшемдеріне де байланысты артады. Басты нейрондар глютаматергиялық болып табылады, бұл оларға базальды ганглиялар жүйесінде ерекше функционалдық орын береді. Адамдарда жергілікті тізбектерге қатысатын шамамен 7,5% ГАМК-ергіш интернейрондар да бар; алайда, субталамус нейрондарының дендриттік бұтақтары шекарадан алшақтап, көбінесе бір-бірімен ғана байланысады. Субталамус ядросының құрылымы толыққанды зерттелмеген және түсінілмеген, бірақ ол бірнеше ішкі домендерден тұратын сияқты. Приматтардың субталамус ядросы көбінесе үш ішкі анатомиялық-функционалдық доменге бөлінеді. Алайда, осы үш бөлікті модель деп аталатын бұл тұжырым, ми функцияларындағы субталамус ядросының күрделілігін толық түсіндірмейді, сондықтан талқылауларға түседі.
Аферент аксондары
Субталамикалық ядро негізгі кірісті сыртқы глобус паллидусынан (GPe) алады, көбінесе айтылғандай анса лентикуляри арқылы емес, алдымен медиалдық паллидумды және ішкі капсуланы кесіп өтетін сәулелі талшықтар арқылы (суретті қараңыз). Бұл афференттер ГАМК-ергетивті болып, субталамикалық ядродағы нейрондарды тежейді. Ми қабығынан (әсіресе қозғалтқыш қабығынан) және орталық кешеннің парс парафасцикулярлық бөлігінен қоздырғыш, глютаматергиялық кірістер келеді. Субталамикалық ядроға сондай-ақ нейромодуляторлық кірістер де түседі, атап айтқанда, субстанция ниграның компакталық бөлігінен дофаминергиялық аксондар. Ол педункулопонтин ядросынан да кіріс алады.
Эфференттік мақсаттар
Субталамикалық ядро нейрондарының аксондары ядроны дорсальды жақтан шығады. Эфференттік аксондар глютаматергиялық (оқулық). Стриатумға қосылысынан басқа (макакаларда 17,3%), субталамикалық негізгі нейрондардың көпшілігі көп мақсатты және базальдық ганглиялардың негізгі құрамдас бөліктеріне бағытталған. Кейбіреулері аксондарды қара затқа медиальды, ал паллидумның медиальды және латеральды ядроларына латеральды бағытта жібереді (3 мақсатты, 21,3%). Кейбіреулерінде 2 нысана бар: латеральды паллидум және қара зат (2,7%) немесе латеральды паллидум және медиальды (48%). Латеральды паллидумға бір нысаналы аксондар азырақ. Паллидумда субталамикалық терминалдар паллидалық шекараға параллель жолақтармен аяқталады. Осы нысанаға жететін барлық аксондарды ескергенде, субталамикалық ядроның негізгі эфференті 82,7% жағдайда ішкі глобус паллидусы (GPi) болып табылады. Кейбір зерттеушілер ішкі аксондық тармақтарды сипаттаған. Дегенмен, бұған функционалдық дәлелдер аз.
Субталамус ядросы
Субталамус нейрондарының алғашқы жасушалық электрлік тіркемелері тышқанның тіндік үлгісінде өткір электродтарды қолдану арқылы жасалды. Осы тіркемелерде үш маңызды байқау тіркелді, олардың үшеуі де субталамустық нейрондардың қызметі туралы кейінгі хабарламаларда үстемдік танытты. Бірінші байқау бойынша, ток инъекциясы немесе синаптық стимуляция болмаған жағдайда, көптеген жасушалар спонтанды түрде оқшауланып отырды. Екінші байқау – бұл жасушалар өте жоғары жиілікте уақытша оқшаулануға қабілетті. Үшінші байқау -65 мВ-тан төмен гиперполяризацияланғаннан кейін жасушалар уақытша деполяризацияланғанда байқалатын сызықты емес мінез-құлыққа қатысты. Олар осы кезде кернеуге тәуелді кальций және натрий токтерін қосып, әрекет потенциалының сериясын тудырады. Жақындағы бірнеше зерттеулер субталамус нейрондарының автономды түрде импульс тудыру қабілетіне назар аударды. Бұл жасушалар көбінесе "жоғары жиілікті импульс тудырушылар" деп аталады, себебі олар приматтарда 80-90 Гц жиілікте спонтанды әрекет потенциалын тудыра алады. Осцилляторлық және синхронды белсенділік субстанция ниграның компактты бөлігіндегі дофаминергиялық жасушалардың жоғалу сипаттамасымен, яғни Паркинсон ауруының негізгі патологиясымен сипатталатын пациенттер мен жануарлар модельдеріндегі субталамус нейрондарының тіркемелерінде кездесетін әдеттегі разряд үлгісі болып табылады.
Латеропаллидо-субталамустық жүйе
Субталамус ядросы мен паллидум глобусының сыртқы сегменті арасында мықты өзара байланыс бар. Екеуі де жылдам импульстік генераторлар. Олар бірлесіп, базальді ганглияның "орталық сергіткіші" құрайды деп саналады, синхронды импульстарды тудырады. Латеральды паллидумның субталамус ядросымен байланысы базальді ганглия жүйесіндегі таратушы/қабылдаушы элементтер арасындағы азайтудың ең күшті болуы мүмкін жері болып табылады. Көлем бойынша, адамда латеральды паллидум 808 мм3, ал субталамус ядросы 158 мм3 құрайды. Бұл нейрондар санымен есептелгенде, картаның дәлдігін жоғалтып, күшті сығылуға алып келеді. Латеральды паллидумнан кейбір аксондар стриатумға жетеді. Медиалды паллидумның активтілігі латеральды паллидумнан және субталамус ядросынан келетін афференциялармен әсер етеді. Субстанция нигра парс ретикулата үшін де осы жағдай орынды.
Патофизиология
Паркинсон ауруымен ауыратын науқастарды емдеу үшін STN-нің созылмалы стимуляциясы, терең ми стимуляциясы (DBS) деп аталады. Алғашқы стимуляцияланатындар – афферент аксондардың терминалды тармақталулары, олар субталамустық нейрондардың активтілігін өзгертеді. Дегенмен, егездердің таламустық тілімдерінде жүргізілген зерттеулерде стимуляция жақын жердегі астроциттерге аденозин трифосфатын (АТФ) – аденозиннің прекурсоры (катаболикалық процесс арқылы) – бөліп шығаруға да себеп болатыны көрсетілді. Өз кезегінде, аденозин A1 рецепторларының белсенділігі таламустағы қозу беруді басады, осылайша субталамустық ядроны абляциялауды имитациялайды. Диабет, гипертония немесе темекі шегу тарихы бар науқастарда кішкентай тамырлардың салдарынан болатын субталамустық ядроның бір жақты жойылған немесе бұзылған жағдайы гемибаллизмге алып келеді. STN-нің күдікті функцияларының бірі – импульсты бақылау болғандықтан, осы аймақтағы дисфункция обсессивті-компульсивті бұзылысқа қатысты деп саналады. STN-ді жасанды түрде стимуляциялау ауыр импульсивті мінез-құлықты түзетуде үміт береді және болашақта бұл бұзылыстың балама емдеуі ретінде қолданылуы мүмкін.
Функция
STN-нің функциясы белгісіз, бірақ қазіргі теориялар оны базальды ганглиялардың басқару жүйесінің құрамы ретінде қарастырады, ол әрекеттерді таңдауға қатысуы мүмкін. Ол базальды ганглияның басқа бөліктерінде жүзеге асырылатын тікелей және жанама жолдарға қарама-қарсы, қозғалысты бақылаудың "гипертікелей жолы" деп аталатын жолды іске асырады деп саналады. STN дисфункциясы екі бірдей құмарлық тудыратын стимулмен ұсынылған адамдарда импульсивтіліктің артуына да себеп болады. Зерттеулер субталамустың экстрапирамидалық орталық екенін көрсетті. Ол бұлшықеттік жауаптарды бақылайды, ал зақымдану бір жақты гемибализмге (дененің бір жағындағы қол мен аяқтың күшті лақтырылуы) алып келуі мүмкін. STN-нің физиологиялық ролі ұзақ уақыт бойы оның патологиялық ролімен жасырылған. Бірақ соңғы кезде STN физиологиясы бойынша жүргізілген зерттеулер STN-нің қозғалыс, тепе-теңдік және қозғалыс координациясы сияқты мақсатты қозғалыстарға жету үшін қажет екенін көрсетті. Ол ағымдағы қозғалыс тапсырмаларын тоқтатуға немесе үзуге қатысады. Сонымен қатар, STN-нің қозуы көбінесе қозғалыс белсенділігінің айтарлықтай төмендеуімен байланысты, ал STN-нің тежелуі керісінше, қозғалыс белсенділігін күшейтеді.