Мия шеңберінің екі жартышарын байланыстыратын мидың үлкен ақ зат жолы – corpus callosum. Құрылымы, қасиеттері, және маңызы туралы біліңіз. Ми, нейрон, анатомия.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Фильм Екі ми шарының арасын байланыстыратын ақ зат жолы.
the film
White matter tract connecting the two cerebral hemispheres
Корпус каллозум (латынша "қатаң дене"), сондай-ақ каллозальдық комиссура, ми қабығының астында орналасқан, комиссуралық талшықтардан тұратын жалпақ шоғырлы, кең және қалың жүйке жолы. Корпус каллозум тек плаценталы сүтқоректілерде ғана кездеседі. Ол бойлық жарықтың бір бөлігін жабады, сол және оң ми шарын байланыстырып, олардың арасында байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Бұл адам миындағы ең ірі ақ зат құрылымы, шамамен 200-300 миллион аксональды проекциядан тұрады. Корпус каллозумның субөңірлері саналатын бірнеше жеке жүйке жолдары ми шарының әртүрлі бөліктерін байланыстырады. Олардың негізгілері – гено, рострум, ствол немесе дене және сплениум.
The corpus callosum (Latin for "tough body"), also callosal commissure, is a wide, thick nerve tract, consisting of a flat bundle of commissural fibers, beneath the cerebral cortex in the brain. The corpus callosum is only found in placental mammals. It spans part of the longitudinal fissure, connecting the left and right cerebral hemispheres, enabling communication between them. It is the largest white matter structure in the human brain, about in length and consisting of 200–300 million axonal projections. A number of separate nerve tracts, classed as subregions of the corpus callosum, connect different parts of the hemispheres. The main ones are known as the genu, the rostrum, the trunk or body, and the splenium.
Құрылымы
Корпус каллозум екі ми жарты шарын бөлетін бойлық жарықтың еденін құрайды. Корпус каллозумның бір бөлігі жақтық қарыншалардың төбесін құрайды. Корпус каллозумда төрт негізгі бөлік бар – ми жарты шарларының әртүрлі бөліктерін байланыстыратын жеке жүйке жолдары. Бұлар: рострум, гену, дене және көкбауыр. Корпус каллозумның алдыңғы бөлігі, маңдай бөліктеріне қарай, гену ("тізе") деп аталады. Генос septum pellucidum алдында төменге және артқа қарай иіліп, қалыңдығы айтарлықтай азаяды. Төменгі, әлдеқайда жұқа бөлігі – рострум, ол төменгі жағында ламина терминалисімен байланысты, ол интервентрикулярлық тесіктен оптикалық сабақтың табанындағы ойысқа дейін созылады. Рострум құстың мүсініне ұқсас болғандықтан осылай аталған. Корпус каллозумның артқы бөлігі, мишыққа қарай, көкбауыр деп аталады. Бұл ең қалың бөлігі, үшінші қарыншаның tela choroidea және ортаңғы мимен жабысады, және қалың, дөңгелек, еркін жиекпен аяқталады. Splenium грек тілінен аударғанда "таңғыш" дегенді білдіреді. Корпус каллозумның денесі көкбауыр мен генудың арасында орналасқан. Каллозалық ойыс – корпус каллозумды цингуляттық жиырынан бөлетін ойыс.
The corpus callosum forms the floor of the longitudinal fissure that separates the two cerebral hemispheres. Part of the corpus callosum forms the roof of the lateral ventricles. The corpus callosum has four main parts – individual nerve tracts that connect different parts of the hemispheres. These are the rostrum, the genu, the trunk or body, and the splenium. The front part of the corpus callosum, towards the frontal lobes, is called the genu ("knee"). The genu curves downward and backward in front of the septum pellucidum, diminishing greatly in thickness. The lower, much thinner part is the rostrum and is connected below with the lamina terminalis, which stretches from the interventricular foramina to the recess at the base of the optic stalk. The rostrum is named for its resemblance to a bird's beak. The end part of the corpus callosum, towards the cerebellum, is called the splenium. This is the thickest part, and overlaps the tela choroidea of the third ventricle and the midbrain, and ends in a thick, convex, free border. Splenium translates as "bandage" in Greek. The trunk of the corpus callosum lies between the splenium and the genu. The callosal sulcus is a sulcus that separates the corpus callosum from the cingulate gyrus.
Қарым-қатынастар
Корпус каллозумның екі жағында талшықтар ақ затқа сәулеленіп, ми қабығының әртүрлі бөліктеріне жетеді; генодан алға қарай иіліп, маңдай бөлігіне бағытталған талшықтар кіші форцепс (сондай-ақ алдыңғы форцепс) деп аталады, ал көкжатырдан артқа қарай иіліп, төбе бөлігіне бағытталған талшықтар ірі форцепс (сондай-ақ артқы форцепс) деп аталады.
On either side of the corpus callosum, the fibers radiate in the white matter and pass to the various parts of the cerebral cortex; those curving forward from the genu into the frontal lobes constitute the forceps minor (also forceps anterior) and those curving backward from the splenium into the occipital lobes, the forceps major (also forceps posterior).
Нейрон талшықтары
Субөңірлердегі талшықтардың мөлшері, миелинация деңгейі және тығыздығы олар байланыстыратын ми аймақтарының функцияларымен байланысты. Миелиндеу – нейрондарды миелинмен қаптау процесі, ол нейрондар арасында ақпарат алмасуға көмектеседі. Бұл процестің адамның өмірінің алғашқы он жылдығында ең қарқынды өсумен, отыз жасқа дейін жалғасады деп саналады. Жұқа, аз миелинделген талшықтар ақпараты баяу жүзеге асады және олар ассоциациялық және префронталды аймақтарды байланыстырады. Қалың және жылдам ақпаратты жеткізетін талшықтар көру және қозғалыс аймақтарын байланыстырады. Суретте көрсетілген трактограмма – бұл мидың екі жарты шары арасындағы қабықшалық аймақтарды байланыстыратын корпус каллозумның алты сегментінен жүйке жолдары. Геносы – мұражайлы түспен, премоторлы – жасыл, сенсорлы-моторлы – күлгін, париеталды – қызғылт, уақытша – сары, ал сплений – көк түспен көрсетілген. Геностағы жұқа аксондар мидың екі жартысы арасындағы префронталды қабықты байланыстырады; бұл талшықтар тапетумнан, кіші форцепстен – талшықтардың екіге бөлінетін шоғырынан пайда болады. Корпус каллозумның орталық бөлігіндегі қалың аксондар моторлық қабықтың аймақтарын байланыстырады, соның ішінде Брока аймағын қоса алғанда, қосымша моторлық аймақтарға корпус каллозумның үлесі пропорционалды түрде үлкен. Сплений екі жарты шардың париеталды бөлігі мен басқа ми бөлігінің көру қабығы арасындағы соматосенсорлық ақпаратты жеткізеді, бұл үлкен форцепс талшықтары. 5-18 жастағы балалар арасында жүргізілген зерттеуде жас пен корпус каллозумның қалыңдығы арасындағы оң корреляция анықталды. МРТ зерттеуі мидың көлемін ескере отырып, орташа есеп бойынша, әйелдердегі корпус каллозумның көлденең қимасының ауданы пропорционалды түрде үлкен екенін көрсетті. МРТ аппаратында диффузиялық тензорлық тізбектерді қолдану арқылы тіндердің белгілі бір аймағына және одан молекулалардың диффузия жылдамдығын, анизотропияны өлшеуге болады, бұл анатомиялық байланыс күшінің жанама өлшемі ретінде қолданылады. Бұл тізбектер адамдардағы корпус каллозумның пішіні мен микроқұрылымындағы жыныстық айырмашылықтарды анықтады. МРТ деректерімен нақты үш өлшемді математикалық қатынастарды зерттеу үшін пішін мен өлшем бойынша талдау да қолданылды, нәтижесінде жыныстар арасындағы тұрақты және статистикалық маңызды айырмашылықтар табылды. Бір зерттеуде арнайы алгоритмдер екі жыныстың арасында 70%-дан астам жағдайларда маңызды айырмашылықтарды анықтады. 2005 жылғы зерттеуде трансгендер адамдардағы корпус каллозумның өлшемдері мен құрылымы олардың гендерлік идентификациясына, біологілық жынысына қарағанда сәйкес келетіні анықталды. Бұл айырмашылық корпус каллозумның алдыңғы және артқы бөліктерінде байқалды, бірақ спленийде емес. Дегенмен, 2022 жылғы мета-талдау оң және сол қолдылыққа байланысты корпус каллозумда ешқандай маңызды айырмашылықтарды растамады. Басқалар қолдылық деңгейінің корпус каллозумның көлемімен кері байланысты екенін ұсынады, яғни екі қолын да шеберлікпен пайдалана алатын адамдарда ең үлкен корпус каллозум болады, ал оң немесе сол қолды қолдануда керісінше.
The size, amount of myelination, and density of the fibers in the subregions relate to the functions of the brain regions they connect. Myelination is the process of coating neurons with myelin, which helps the transfer of information between neurons. The process is believed to occur until an individual's thirties with peak growth in the first decade of one's life. Thinner, lightly myelinated fibers are slower conducting and they connect the association and prefrontal areas. Thicker and fast conducting fibers connect the visual and motor areas. The tractogram pictured shows the nerve tracts from six segments of the corpus callosum, providing linking of the cortical regions between the cerebral hemispheres. Those of the genu are shown in coral; of the premotor, green; of the sensory motor, purple; of the parietal, pink; of the temporal, yellow; and of the splenium, blue. Thinner axons in the genu connect the prefrontal cortex between the two halves of the brain; these fibers arise from a fork like bundle of fibers from the tapetum, the forceps minor. Thicker axons in the trunk of the corpus callosum, interconnect areas of the motor cortex, with proportionately more of the corpus callosum dedicated to supplementary motor regions including Broca's area. The splenium, communicates somatosensory information between the two halves of the parietal lobe and the visual cortex at the occipital lobe, these are the fibers of the forceps major. A study of five to eighteen year olds found a positive correlation between age and callosal thickness. An MRI study found that the midsagittal corpus callosum cross sectional area is, after controlling for brain size, on average, proportionately larger in females. Using diffusion tensor sequences on MRI machines, the rate at which molecules diffuse in and out of a specific area of tissue, anisotropy can be measured and used as an indirect measurement of anatomical connection strength. These sequences have found consistent sex differences in human corpus callosal shape and microstructure. Analysis by shape and size has also been used to study specific three dimensional mathematical relationships with MRIs, and have found consistent and statistically significant differences between sexes. Specific algorithms have found significant differences between the two sexes in over 70% of cases in one review. A 2005 study on the sizes and structures of the corpus callosum in transgender people found it to be structurally more in line with their declared gender than their assigned sex. This difference was evident in the anterior and posterior regions of the corpus callosum, but not in the splenium. However, a 2022 meta analysis failed to confirm any substantial differences in the corpus callosum related to left vs. right vs. mix handedness. Others have instead suggested that the degree of handedness negatively correlates with the size of the corpus callosum, meaning that individuals who are capable of using both hands with dexterity would have the largest corpus callosum and vice versa for either left or right hand.
Эпилепсия
Рефракторлық (емдеуі қиын) эпилепсияның белгілері корпус кальозумды кесу арқылы азайтылуы мүмкін, бұл операция корпус кальозотомия лоботомия параличі ретімен белгілі. Бұл әдетте мидың бір жағындағы эпилептогендік ошақтан туындайтын күрделі немесе үлкен құрылысты ұстамалар болатын жағдайларда қолданылады, бұл екі жарты шар арасында электрлік дауыл тудырады. Осы процедураға дейін жүргізілетін диагностикалық шараларға электроэнцефалограмма, МРТ, ПЭТ сканилеуі және невролог, нейрохирург, психиатр және нейрорадиологтың бағалауы кіреді, содан кейін жартылай лоботомиялық операция қарастырылуы мүмкін.
The symptoms of refractory (difficult to treat) epilepsy can be reduced by cutting through the corpus callosum in an operation known as a corpus callosotomy lobotomy paralysis. This is usually reserved for cases in which complex or grand mal seizures are produced by an epileptogenic focus on one side of the brain, causing an interhemispheric electrical storm. The diagnostic work up for this procedure involves an electroencephalogram, MRI, PET scan, and evaluation by a neurologist, neurosurgeon, psychiatrist, and neuroradiologist before a partial lobotomy surgery can be considered.
Дамудың бұзылуы
Корпус каллозумның қалыптасуы адамның жатыр ішіндегі дамуының 12-ші аптасында немесе егеуқұйрықтың эмбриогенезінің 15-ші күнінде пионер аксондарының орта сызықты алғашқы рет кесіп өтуінен басталады. Корпус каллозум агенезі (ККА) – адамдарда кездесетін сирек туа біткен кемістік, бұл мидың ең көп таралған бұзылуларының бірі болып табылады, онда корпус каллозум толық немесе ішінара жоқ болады. ККА көбінесе өмірдің алғашқы екі жылында анықталады және нәрестелік немесе балалық шақта ауыр синдром түрінде, жасөсперімдерде жеңіл жағдайда немесе белгісіз жағдай ретінде көрінеді. ККА-ның бастапқы белгілері көбінесе ұстамалармен басталады, одан кейін тамақтану қиындықтары және басты тік ұстау, отыру, тұру және жүрудегі кешігулер байқалады. Басқа мүмкін белгілеріне ақыл-ой және дене дамуының бұзылуы, қол-көз үйлестіруінің, көру және есту қабілеттерінің нашарлауы жатады. Гидроцефалия да пайда болуы мүмкін. Жеңіл жағдайларда ұстамалар, қайталама сөйлеу немесе бас ауруы сияқты белгілер жылдар бойы көрінбей қалуы мүмкін. ККА-мен жиі байланысты синдромдарға Айкарди синдромы, Андерман синдромы, Шапиро синдромы және акрокаллозаль синдромы жатады. ККА көбінесе өлімге әкелмейді. Емдеу әдетте гидроцефалия және ұстамалар сияқты белгілерді басқаруды қамтиды, егер олар пайда болса. Бұл аурумен ауыратын көптеген балалар қалыпты өмір сүреді және орташа интеллектке ие, бірақ мұқият нейропсихологиялық тестілеулер ККА жоқ, бірдей жастағы және білім алған адамдармен салыстырғанда жоғары ми қабығының жұмысындағы айқайшылықтарды көрсетеді. Дамудағы кешігулер және/немесе ұстамалармен бірге ККА бар балалар метаболизмдік бұзылуларға тексерілуі керек. Корпус каллозум агенезінен басқа, гипогенез (ішінара қалыптасу), дисгенез (бұрыс қалыптасу) және гипоплазия (жетілмеу, соның ішінде тым жұқа болу) сияқты жағдайлар да бар. Басқа зерттеулер де корпус каллозумның бұзылуы мен аутизм спектрінің бұзылуы арасындағы байланысты қарастырды. "Жаңбыр адамы" фильмінің прототипі болған ғалым Ким Пик, FG синдромының бір бөлігі ретінде корпус каллозум агенезімен ауырған.
The formation of the corpus callosum begins with the first midline crossing of pioneer axons around week 12 in the prenatal development of the human, or day 15 in the embryogenesis of the mouse. Agenesis of the corpus callosum (ACC) is a rare congenital disorder that is one of the most common brain malformations observed in human beings, in which the corpus callosum is partially or completely absent. ACC is usually diagnosed within the first two years of life, and may manifest as a severe syndrome in infancy or childhood, as a milder condition in young adults, or as an asymptomatic incidental finding. Initial symptoms of ACC usually include seizures, which may be followed by feeding problems and delays in holding the head erect, sitting, standing, and walking. Other possible symptoms may include impairments in mental and physical development, hand eye coordination, and visual and auditory memory. Hydrocephaly may also occur. In mild cases, symptoms such as seizures, repetitive speech, or headaches may not appear for years. Some syndromes often associated with ACC include Aicardi syndrome, Andermann syndrome, Shapiro syndrome, and acrocallosal syndrome. ACC is usually not fatal. Treatment usually involves management of symptoms, such as hydrocephaly and seizures, if they occur. Although many children with the disorder lead normal lives and have average intelligence, careful neuropsychological testing reveals subtle differences in higher cortical function compared to individuals of the same age and education without ACC. Children with ACC accompanied by developmental delay and/or seizure disorders should be screened for metabolic disorders. In addition to agenesis of the corpus callosum, similar conditions are hypogenesis (partial formation), dysgenesis (malformation), and hypoplasia (underdevelopment, including too thin). Other studies have also linked possible correlations between corpus callosum malformation and autism spectrum disorders. Kim Peek, a savant and the inspiration behind the movie Rain Man, was found with agenesis of the corpus callosum, as part of FG syndrome.
Тарих
Корпустың жынысқа қатысты алғашқы зерттеуі 1906 жылы Филадельфия анатомы Р. Б. Бин жасады, ол «корпус-каллозумның ерекше мөлшері ерекше интеллектуалдық белсенділікті білдіруі мүмкін» және ерлер мен әйелдер арасында өлшенетін айырмашылықтар бар екенін айтты. Ол, мүмкін, сол кездегі саяси ахуалдың ықпалымен, түрлі нәсілдердегі кальоздың мөлшеріндегі айырмашылықтарды да қарастырды. Бірақ оның зерттеулерін өз зертханасының директоры Франклин Молл жоққа шығарды. 1982 жылы Холлоуэй мен Утамсингтің «Science» журналында жарияланған мақаласы адам миы морфологиясындағы жыныстық айырмашылықты, яғни танымдық қабілеттердегі езгешеліктерді көрсетті. 1992 жылы «Time» журналында жарияланған мақалада былай делінген: «Корпус әйелдердің миында ерлерге қарағанда көбірек болғандықтан, бұл екі жарты шар арасындағы байланысты күшейтеді, бұл әйелдердің сезімталдығының себебі болуы мүмкін». Психологиялық әдебиеттердегі кейінгі жариялымдар корпус анатомиясының мөлшерінің шын мәнінде ерекшелене ме деген күмәнділікті тудырды. 1980 жылдан бергі 49 зерттеудің мета-талдауы де Лакост Утамсинг пен Холлоуэйдің пікіріне қарамастан, ерлердің миының үлкендігі ескерілген жағдайда да корпус-каллозумның мөлшерінде жыныстық айырмашылықтар табылған жоқ.
The first study of the corpus with relation to gender was by R. B. Bean, a Philadelphia anatomist, who suggested in 1906 that "exceptional size of the corpus callosum may mean exceptional intellectual activity" and that there were measurable differences between men and women. Perhaps reflecting the political climate of the times, he went on to claim differences in the size of the callosum across different races. His research was ultimately refuted by Franklin Mall, the director of his own laboratory. Of more mainstream impact was a 1982 Science article by Holloway and Utamsing that suggested sex difference in human brain morphology, which related to differences in cognitive ability. Time published an article in 1992 that suggested that, because the corpus is "often wider in the brains of women than in those of men, it may allow for greater cross talk between the hemispheres—possibly the basis for women’s intuition." Later publications in the psychology literature have raised doubt as to whether the anatomic size of the corpus is actually different. A meta analysis of 49 studies since 1980 found that, contrary to de Lacoste Utamsing and Holloway, no sex difference could be found in the size of the corpus callosum, whether or not any account was taken of larger male brain size.
Басқа жануарлар
Корпус каллозум тек плаценталы сүтқоректілерде ғана кездеседі, ал монотремалар мен сумкалыларда, сондай-ақ құстар, бауырымен жорғалаушылар, қосмекенділер мен балықтар сияқты басқа омыртқалыларда жоқ. (Басқа топтарда екі жарты шар арасында байланыс орнатуға мүмкіндік беретін басқа ми құрылымдары бар, мысалы, алдыңғы комиссура, ол сумкалы жануарларда екі жарты шар аралық байланыстың негізгі жолы болып табылады және неокортекс (неопаллий деп те аталады) арқылы пайда болатын барлық комиссуралық талшықтарды өткізеді, ал плаценталы сүтқоректілерде алдыңғы комиссура осы талшықтардың тек бір бөлігін ғана өткізеді.) Приматтарда жүйкелік сигналдың жылдамдығы миелиндеу дәрежесіне, яғни липидтік қабыққа байланысты. Бұл жүйке аксонының диаметрімен анықталады. Көптеген приматтарда аксон диаметрі мидың көлеміне пропорционалды түрде ұлғаяды, бұл нейрондық импульстардың берілуі үшін қашықтықтың ұлғаюын толықтыруға көмектеседі. Бұл миға сенсорлық және моторлық импульстарды үйлестіруге мүмкіндік береді. Дегенмен, шимпанзелер мен адамдар арасында мидың жалпы көлемінің ұлғаюымен бірге миелиндеудің де ұлғаюы байқалған жоқ. Осының салдарынан адам корпусының каллозумы екі жарты шар аралық байланыс үшін макакадан екі есе көп уақыт қажет етеді.
The corpus callosum is found only in placental mammals, while it is absent in monotremes and marsupials, as well as other vertebrates such as birds, reptiles, amphibians and fish. (Other groups do have other brain structures that allow for communication between the two hemispheres, such as the anterior commissure, which serves as the primary mode of interhemispheric communication in marsupials, and which carries all the commissural fibers arising from the neocortex (also known as the neopallium), whereas in placental mammals, the anterior commissure carries only some of these fibers.) In primates, the speed of nerve transmission depends on its degree of myelination, or lipid coating. This is reflected by the diameter of the nerve axon. In most primates, axonal diameter increases in proportion to brain size to compensate for the increased distance to travel for neural impulse transmission. This allows the brain to coordinate sensory and motor impulses. However, the scaling of overall brain size and increased myelination have not occurred between chimpanzees and humans. This has resulted in the human corpus callosum's requiring double the time for interhemispheric communication as a macaque's.