Трасса Папеза - Papez circuit

Трасса Папеза
Brain limbicsystem.jpg
Структуры цепи Папеза в мозгу образуют изогнутую форму вокруг ствола мозга.
Анатомическая терминология

В Трасса Папеза /пeɪпz/,[1][2][3] или медиальный лимбический контур, это нейронная цепь для контроля эмоционального выражения. В 1937 г. Джеймс Папес предложил схему, соединяющую гипоталамус к лимбическая доля была основой эмоциональных переживаний. Пол Д. Маклин переосмыслил предложение Папеза и ввел термин лимбическая система. Маклин переопределил схему как «висцеральный мозг», который состоит из лимбической доли и ее основных соединений в передний мозг – гипоталамус, миндалина, и перегородка. Со временем концепция цепи переднего мозга для контроля эмоционального выражения была изменена, чтобы включить префронтальная кора.

Недавние исследования показывают, что он играет более важную роль в функциях памяти, чем в эмоциях. Некоторые из структур, которые Папез первоначально описал, такие как гиппокамп, теперь, похоже, не имеют ничего общего с эмоциональным поведением.

Структура

Нижний медиальный вид рассеченного мозга
В рассеченном мозге нижний медиальный вид показывает изогнутую форму структур цепи Папеза в головном мозге.

Цепь Папеза задействует различные структуры мозга. Он начинается и заканчивается гиппокампом (или гиппокампальным образованием). Рассечение волокна показывает, что средний размер цепи составляет 350 миллиметров. Цепь Папеза проходит через следующие нейронные пути:

Формирование гиппокампа (субикулум ) → свод → маммиллярные тела → маммиллоталамический тракт → переднее таламическое ядро → цингулум → энторинальная кора → образование гиппокампа.[4]

Фотография нижнего медиального изображения головного мозга при препарировании ясно показывает схему цепи Папеса. Из-за расположения структур в контуре получившаяся форма представляет собой лимб. Это побудило Маклина назвать схему лимбической системой, когда он позже модифицировал схему.

Различные исследования показывают, что на цепь Папеза большое влияние оказывает мозжечок и что, возможно, гиппокамп не является отправной точкой цепи. Анатомически это имело бы смысл, поскольку мозжечок связан с цепью с множеством тонких волокон и пучков волокон. Химические поражения мозжечка, кажется, оказывают тормозящее действие на цепь. Исследования поведения на животных показывают, что электрическая стимуляция передней части мозжечка может вызывать возбуждение, нападение хищника и кормление, которые считаются выражением эмоций. В целом, эти исследования предоставляют доказательства того, что мозжечок также может быть включен в эмоциональную систему мозга.[5]

Функция

Эмоции

Нервный путь цепи Папеза
Эвристическая модель нейронного пути цепи Папеза показывает связи между ее различными частями.

Основываясь на эксперименте Папеза с агрессией на крысах и других исследованиях, изначально предполагалось, что цепь связана с эмоциями. Цепь соединяет гипоталамус и кору и действует как эмоциональная система мозга. «Сингулярная кора проецируется в гиппокамп, а гиппокамп проецируется в гипоталамус посредством пучка аксонов, называемого сводом. Гипоталамические эффекты достигают коры через реле в передних ядрах таламуса».[6]

Однако за последние годы не было дополнительных доказательств роли цепи в эмоциях. Теперь Миндалевидное тело считается, играет ключевую роль в эмоциях, структура, которая не была частью схемы Папеза до 1952 года, когда Маклин включил ее в модифицированную версию схемы, лимбическую систему.

объем памяти

В последние несколько лет было проведено множество экспериментов с участием структур цепи Папеза. Более того, во многих случаях, когда структуры цепи Папеза были повреждены, обнаруживаются изменения, указывающие на ее реальную функцию.

Тета-волны используются для измерения активности в основном в гиппокампе, но могут использоваться и для измерения других областей мозга. Наблюдалась сильная синхронизация тета-волн в гиппокампе и переднем вентральном таламусе. Хотя тета-волны между гиппокампом и передним дорсальным и передним медиальным отделами в таламус показали отсутствие синхронизации, ученые наблюдали заметное увеличение частоты возбуждения нейронов в областях мозга.[7] В целом, на основе экспериментов с тета-волнами, некоторые компоненты схемы Папеза показали, что действительно имеют связь и работают вместе. Также считается, что тета-волны связаны с обучением и памятью. Следовательно, многие ученые полагают, что цепь Папеза связана с памятью из-за экспериментов с тета-волнами. Некоторые ученые сузили его до пространственный и эпизодическая память.[8][9]

Повреждение маммиллоталамического тракта, вентрально переднее ядро, и вентрально-латеральное ядро может привести к ухудшению памяти и языка.[10] Амнезия может быть результатом отключения маммиллярных тел от цепи Папеза.[11]

Свод - это пучок нервных путей, состоящий из белого вещества. Это очень важно для нормальных когнитивных функций. Повреждение свода может привести к амнезии.[12]

Клиническое значение

Сравнение мозга здорового человека и пациента с болезнью Альцгеймера.
По сравнению со здоровым человеком, пациенты с болезнью Альцгеймера испытывают значительно большую потерю мозга. Нейродегенеративные эффекты болезни можно увидеть, сравнив мозг здорового человека и пациента с болезнью Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера общий нейродегенеративный болезнь и форма деменции. Это делает пациентов недееспособными или неспособными усвоить новую информацию. У них обычно возникают трудности с придумыванием имен людей, объектов и т. Д. Дегенерация или другие невральные проблемы из-за этого заболевания обычно возникают в частях цепи Папеза. Уже известно, что проблемы с эпизодической памятью связаны с опухолями или повреждением цепи Папеза. Специфические структуры цепи Папеза, связанные с эпизодической памятью, - это гиппокамп и другие структуры медиальной височной доли. В результате этих неблагоприятных воздействий на эпизодическую память повреждение цепи Папеза может указывать не только на амнезию, но и на болезнь Альцгеймера у пациента.[13]

болезнь Паркинсона

болезнь Паркинсона вызвано вырождением черная субстанция в средний мозг. При этом заболевании также может быть повреждение структур цепи Папеза. Обычно болезнь Паркинсона коррелирует с истощением дофамина в базальных ганглиях.[14]

Семантическая деменция

Семантическая деменция это редкое дегенеративное расстройство, которое проявляет дефекты всех семантических функций памяти, включая наименование, понимание отдельных слов и ограниченные общие знания, с относительной сохранностью других компонентов речи, перцептивных и невербальных навыков решения проблем и эпизодической памяти. Это может произойти из-за повреждения маммиллярных тел, вентрального переднего ядра и вентрального латерального ядра, что привело к нарушению языка в предыдущих исследованиях.[10]

Алкогольный синдром Корсакова

Алкогольный синдром Корсакова возникает, когда хронический алкоголик страдает от плохого питания и особенно развивает дефицит тиамина. Обычно при этом заболевании наблюдаются широко распространенные нарушения в цепи Папеза и лобно-мозжечковой цепи.[15] Маммиллярные тела - важная часть цепи Папеза. Если есть повреждение, такое как потеря нейронов и / или миелинизация Для маммиллярных тел цепь Папеза может быть серьезно повреждена. Произойдет сбой в соединительных частях системы. В результате способность изучать новую информацию или восстанавливать недавно приобретенные воспоминания значительно снижается или теряется.

Временная глобальная амнезия

Временная глобальная амнезия это очень редкое заболевание, и о нем мало что известно. У пациентов резко развивается избирательное расстройство эпизодической памяти, когда у них теряется от нескольких до 48 часов ранее усвоенной информации и они не могут усвоить новую информацию. Считается, что повреждение гиппокампа и других структур медиальных долей в цепи Папеза является причиной снижения или потери эпизодической памяти.[9][14]

История

Пол Д. Маклин
Нейробиолог Пол Д. Маклин известен своими работами о лимбической системе и ее эволюционной истории.

В 1907/1908 годах баварский невропатолог Кристфрид Якоб открыл висцеральный мозг. К настоящему времени он придерживался «... первой интерпретации лимбического или« внутреннего »мозга как висцеро-эмоционального механизма ...». Он проследил структуры системы на основе экспериментов по дегенерации у обезьян и собак, а также нейродегенеративных заболеваний. в людях.[16]

Однако только в 1937 году, когда Джеймс Папес подробно изучил эту систему, она стала известной. Папез изучал случаи бешенство это заболевание, вызывающее высокий уровень агрессии. Он заметил, что эта повышенная агрессия коррелирует с повреждением гиппокамп.[17] Теоретически это имело смысл для Папеса, который утверждал, что гиппокамп отвечает за выражение эмоций из-за его связи с автономная нервная система. Он также заметил, что в других случаях определенные раздражители (вкус, запах, боль и т. Д.) Вызывают сильные эмоциональные реакции. Эти стимулы активировали не только гиппокамп, но и другие структуры мозга. Он предположил, что эти мозговые структуры работают вместе как центр управления эмоциями в мозгу, и, следовательно, основал цепь Папеза.[18] Благодаря этим исследованиям Папез твердо верил, что контур является корковым контролем эмоций.

Примерно в то же время Пол Д. Маклин также интересовался трассой Папез. Он прочитал Поль Брока исследования, которые показали, что лимбическая доля, окружающая мозговой ствол это структура, присутствующая у всех млекопитающих. Статья Папеза об эмоциональной цепи, которая включает связь между гипоталамусом и лимбической долей, подтолкнула Маклина к путешествию, чтобы узнать больше. Он посетил Папез в Корнелл Университет после чего в 1952 году он предложил модифицированную версию схемы Папеза, в которой особое внимание уделялось не только гиппокампу, но и миндалина и перегородка.[19]

Гиппокамп, миндалина и перегородка составляют rhinencephalon (лобно-височную часть мозга) или, как назвал это Якоб, висцеральный мозг. Вместе лимбическая доля и висцеральный мозг составляют лимбическую систему. Маклин считал, что включение висцерального мозга в лимбическую систему объясняет внешнюю сенсорную информацию, связанную с субъективными эмоциональными переживаниями. Поскольку лимбическая система состоит из эволюционных примитивных структур, которые препятствуют ее вербальной интерпретации, висцеральный мозг отвечает за визуальные, слуховые, обонятельные и другие внешние сенсорные входы, связанные с эмоциями.[19]

В последнее время было проведено множество исследований для анализа анатомии и функции цепи Папеза. Многие ученые находят доказательства того, что схема связана с памятью, а также с эмоциями. Считается, что лимбическая система, модифицированная версия схемы, предложенной Маклином, участвует в тех же функциях, что и в поведении, мотивации и обонянии.[20]

Рекомендации

  1. ^ Маклин, Пол Д. (1-2 февраля 1981 г.). "Собрание устной истории Джеймса В. Папеса" (Интервью: Аудио). Беседовал Кеннет Э. Ливингстон. Получено 24 октября, 2016.
  2. ^ Гринберг, Стивен (24 октября 2016 г.). «Произношение Джеймса В. Папеза согласно записям устной истории, хранящимся в Национальной медицинской библиотеке США» (интервью: телефонный разговор). Беседовал Джеймс В. Х. Сонн.[ненадежный источник? ]
  3. ^ Ливингстон, Кеннет Э. Сборник устных историй Джеймса В. Папеса. Национальная медицинская библиотека США, 1981 г.
  4. ^ Шах А., Джавар С. С. и Гоэль А. (2012). Анализ анатомии контура Папеза и прилегающей лимбической системы методами рассечения волокон. [Статья]. Журнал клинической неврологии, 19 (2), 289-298. Дои:10.1016 / j.jocn.2011.04.039.
  5. ^ Снайдер Р. С. и Маити А. (1976). ВЗНОС ЦЕРЕБЕЛЛЯР В ЦЕПЬ ПАПЕС. Журнал исследований нейробиологии, 2 (2), 133-146. Дои:10.1002 / jnr.490020204.
  6. ^ Медведь, Марк Ф., Коннорс, Барри В. и Парадизо, Майкл А. (2006). Неврология: изучение мозга (3-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
  7. ^ Вертес, Р. П., Альбо, З., и Ди Приско, Г. В. (2001). Тета-ритмически активируемые нейроны в переднем таламусе: значение для мнемонических функций цепи Папеза. [Письмо]. Неврология, 104 (3), 619-625. Дои:10.1016 / s0306-4522 (01) 00131-2.
  8. ^ Альбо, Зимбул, Ди Приско, Гонсало Виана и Вертес, Роберт П. (2011). Многосайтовая когерентность спайк-поля, тета-ритмичность и информационный поток в контуре Папеса. В книге Р. П. Вертеса и Р. В. Стэкмана (редакторы), Методы электрофизиологической записи (том 54, стр. 191-213): Humana Press Inc., 999 Riverview Dr, Ste 208, Totowa, NJ 07512-1165 USA.
  9. ^ а б Маркович, Х. Дж. (1997). Разновидности памяти: системы, структуры, механизмы нарушения. [Рассмотрение]. Неврология, психиатрия и исследования мозга, 5 (1), 37-56.
  10. ^ а б Нишио, Ю., Хашимото, М., Исии, К., и Мори, Э. (2011). Нейроанатомия нейроповеденческого нарушения при инфаркте левого переднего таламуса. [Статья]. Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии, 82 (11), 1195-1200. Дои:10.1136 / jnnp.2010.236463.
  11. ^ Беглингер, Л. Дж., Хаут, М. В., и Парсонс, М. В. (2006). Роль маммиллярных тел в памяти: случай амнезии после двусторонней резекции. [Статья]. Европейский журнал психиатрии, 20 (2), 88-95.
  12. ^ Томас А.Г., Кумеллис П. и Дайнин Р.А. (2011). Fornix в здоровье и болезнях: обзор изображений. [Рассмотрение]. Радиография, 31 (4), 1107-1121. Дои:10.1148 / rg.314105729.
  13. ^ Карлезимо, Г. А. (2012). Нарушения памяти у больных с опухолями головного мозга. Журнал нейроонкологии, 108 (2), 253-256. Дои: 10.1007 / s11060-012-0825-4.
  14. ^ а б Бадсон, А., и Прайс, Б. (2001). Память: Клинические расстройства. Энциклопедия наук о жизни: Macmillan Publishers Ltd, Nature Publishing Group.
  15. ^ Пител, А. Л., Опи, А. М., Четел, Г., Мезенж, Ф., Бонье, Х., де ла Сайет, В.,. . . Дегранж, Б. (2009). Морфологические нарушения и нарушения метаболизма глюкозы при алкогольном синдроме Корсакова: групповые сравнения и индивидуальные анализы. [Статья]. PLoS ONE, 4 (11). Дои: 10.1371 / journal.pone.0007748.
  16. ^ Триарху, Л. К. (2008). Столетие открытия Кристфридом Якобом висцерального мозга: неурегулированный приоритет в аффективной нейробиологии. Неврология и биоповеденческие обзоры, 32 (5), 984-1000. Дои: 10.1016 / j.neubiorev.2008.03.013
  17. ^ Айзенк, М. (2004). Психология: международная перспектива: Тейлор и Фрэнсис.
  18. ^ Кляйн, С. Б., и Торн, Б. М. (2006). Биологическая психология: стоит издательства.
  19. ^ а б Ньюман, Дж. Д., и Харрис, Дж. К. (2009). Научный вклад Пола Д. Маклина (1913-2007). Журнал нервных и психических заболеваний, 197 (1).
  20. ^ Медицинская энциклопедия Medline Plus