В среднем, сколько раз в неделю вы проходите через комнату? Водить свою машину? Попытаться и, возможно, не выучить танцевальную хореографию без YouTube? Скорее всего, вы делаете хотя бы одно из них на регулярной основе, и вы должны благодарить одну маленькую, но мощную структуру мозга: мозжечок.
Насколько велик мозжечок?
Названный в честь латинского термина «маленький мозг» и свисающий с задней части основного мозга, этот очаровательно звучащий анатомический элемент обладает огромным преимуществом благодаря своим миниатюрным размерам. «Мозг весит около 3 фунтов (1,36 кг), а мозжечок составляет около 10 процентов от этого веса», - говорит Дженис Висман, доктор медицинских наук, клинический доцент кафедры неврологии в Медицинской школе Нью-Йоркского университета, в интервью по электронной почте.«Он состоит из трех долей, червя в центре («червь» означает «черви» на латыни, это длинная тонкая структура, похожая на червя), и полушария мозжечка по бокам от него».
«Он весит около 5 унций (147 миллилитров)», - добавляет в электронном письме научный сотрудник детской нейрофизиологии Национальной детской больницы Дэниел Фридман. «Это координационный центр головного мозга, который получает большое количество сенсорной информации от спинного и головного мозга относительно движений и положения тела. Он использует эту информацию для поддержания плавных скоординированных движений».
Через секунду мы доберемся до того, как мозжечок преобразует все эти входные данные в действие, но давайте углубимся в необычный внешний вид структуры мозга. «Он имеет красивый разветвленный вид, который очень уникален», - говорит Парнит Гревал, научный сотрудник Медицинского центра Университета RUSH, в интервью по электронной почте. «Он имеет сложную схему и разделен на срединный червь (названный из-за его червеобразного вида) и два полушария мозжечка по обе стороны от червя."
«Червь больше всего связан с координацией движений туловища и ног, а полушария мозжечка работают, чтобы координировать движения рук, кистей и пальцев», - говорит Вейсман. «Мозжечок координирует произвольные движения, такие как осанка, равновесие, координация и речь, что приводит к движениям гладких мышц».
«Если разрезать пополам, можно увидеть структуру ветвления белого вещества мозжечка, необходимую для соединения всех «листьев» (лат. «листья»)», - говорит Фридман. «Это напоминает головку цветной капусты или брокколи и называется «дерево жизни» (лат. «дерево жизни»).»
Что делает мозжечок?
Внешность в стороне, мозжечок играет важную роль в различных повседневных функциях. «Функция, о которой думает большинство врачей, - это плавный, скоординированный контроль движений», - говорит Висман. «Мозжечок получает сенсорную информацию от суставов конечностей и туловища, а также от двигательных областей мозга - частей, которые планируют и направляют движения. Мозжечок сопоставляет эти два входа, чтобы убедиться, что конечность или туловище делают то, что от них хочет моторная кора головного мозга. Вот как можно пройти по прямой или закрыть глаза и коснуться носа, не промахнувшись! Он координирует движение ваших глаз, чтобы вы могли плавно отслеживать объект. Он также координирует глотательные и речевые мышцы, чтобы вы не подавились едой и могли сказать: «Питер Пайпер набрал пучок маринованных перцев».
Но согласно исследованию, опубликованному в октябре 2018 года в журнале Neuron, все эти важные функции являются лишь частью общей картины - мозжечок, по-видимому, способен на гораздо большее. «Недавно ученые обнаружили, что эта наиболее известная функция может быть лишь одной из многих функций мозжечка и затрагивать только 20% его», - говорит Висман. «Другие функции включают модуляцию эмоций, памяти, языка и абстрактного мышления. Как и в случае с движением, мозжечок контролирует эти функции, чтобы убедиться, что они выполняются правильно - его называют «редактором» мозга."
Что произойдет, если мозжечок поврежден?
Со всей этой ответственностью вы не можете не задаться вопросом, что может случиться, если мозжечок получит какое-либо повреждение.
«Первичным симптомом повреждения мозжечка является «атаксия» или нескоординированные движения», - говорит Фридман. «Необратимое повреждение мозжечка может быть вызвано инсультом, опухолью, инфекцией или употреблением алкоголя. Атаксия также может быть временной, например, при алкогольном опьянении. нос или идти по прямой."
«Симптомы и признаки заболеваний мозжечка включают трудности с координацией движений, таких как ходьба, движение рук и координация глотательных и речевых мышц в единое целое», - говорит Висман. «У людей могут быть проблемы с балансом, движениями рук и кистей так, как они хотят, глотанием и координацией голоса, когда они говорят, и речь может звучать невнятно. Повреждение мозжечка может вызвать тремор конечностей, туловища или голоса."
Поскольку мозжечок также регулирует плавные движения глаз, люди с повреждением мозжечка также могут испытывать двоение в глазах или аномальные движения глаз. И поскольку мозжечок, по-видимому, играет роль в когнитивной и эмоциональной функциях, исследователи полагают, что повреждение может способствовать возникновению психических заболеваний, таких как шизофрения..
«Проблемы с речью, движениями глаз и начало тремора также могут наблюдаться при заболеваниях мозжечка», - говорит Гревал. «Эти симптомы часто сопровождаются сильной тошнотой, рвотой и головокружением с поражениями, которые могут привести к грыже, иногда проявляющейся угнетением сознания».
Что вызывает повреждение мозжечка?
Так как же такое крошечное сооружение может причинить столько вреда? «Мозжечок можно повредить несколькими способами, - говорит Висман. «У человека с повышенным артериальным давлением может лопнуть кровеносный сосуд и вызвать геморрагический инсульт. Тромб в сердце или крупных артериях может оторваться и вызвать ишемический инсульт. Несчастные случаи могут привести к физической травме мозжечка. Дегенеративные заболевания головного мозга поражают мозжечок. Некоторые из них наследуются по наследству, например спиномозжечковая атаксия или атаксия Фридрейха, некоторые возникают спорадически, как мультисистемная атрофия, некоторые вызываются инфекционными белками, называемыми прионами, которые, как известно, являются причиной коровьего бешенства у коров и людей или болезни Крейтцфельдта-Якоба. болезнь у человека. Некоторые токсины, такие как алкоголь и некоторые лекарства, могут вызывать атрофию частей мозжечка. В редких случаях в качестве побочного эффекта рака антитела вырабатываются в клетках мозжечка и повреждают эти клетки."
Хотя вся эта сложная схема определенно может показаться предназначенной исключительно для человеческого мозга, мозжечок намного старше нас. «Мозжечок - это эволюционно древняя структура, возраст которой составляет сотни миллионов лет. Он встречается у рыб и рептилий, а также у млекопитающих», - говорит Вейсман." Ведь рыба должна плыть прямо!"
«Мозжечок присутствует и у других видов, и он не уникален для человека», - говорит Гревал. «Он выполняет важные функции у всех видов. Цепи мозжечка сходны у позвоночных, но различаются по размеру и форме. Наибольший размер мозжечка имеется у слонов».
Вайсман добавляет пищу для размышлений: «Поскольку червь мозжечка и полушария координируют различные части тела, по мере того, как вы смотрите на эволюционную шкалу, животные начинают использовать свои руки иначе, чем ноги, их полушария мозжечка увеличиваются - но что было раньше - строение или действие?»
Интересно
«Если у человека кровоизлияние в одно полушарие мозжечка, кору этого полушария можно удалить, и человек, как правило, со временем восстанавливает свою двигательную функцию с очень небольшой инвалидностью», - говорит Вейсман.