Что такое хвостатое ядро и за что оно отвечает ?

    Хвостатое ядро головного мозга заинтересовало меня еще тогда , когда я лет 10 назад работал над своей книгой "Навязчивые состояния".   И , действительно, функции этого ядра нарушены у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством (OCD) , поскольку хвостатое ядро не может при этом заболевании  надлежащим образом регулировать передачу информации о тревожных событиях или мыслях между зррительным бугром (talamus) и орбито-фронтальной корой. Позитронно = эмиссионная томография при этом показывает, что  правое хвостатое ядро ​​показывает наибольшее изменение в метаболизме глюкозы после того, как пациентам назначают пароксетин - препарат из группы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (SSRI). Морфометрия ( воксельметрия) показывает , что у больных обессивно-компульсивным расстройством  увеличен объем серого вещества в двусторонних линзовидных ядрах, распространяющегося   на хвостатое ядро, в то время как уменьшены объемы серого вещества в двусторонних дорсальных медиальных лобных извилинах.  Эти данные контрастируют с данными людей с другими тревожными расстройствами, у которых уменьшего количества серого вещества  (а не увеличенно) в двусторонних линзовидныхэ / хвостатых ядрах, а также уменьшены т объемы серого вещества в двусторонних дорсальных медиальных лобных извилинах. 

     Таким образом, мне стало интересно более подробно познакомиться со структурой и функциями этой структуры мозга , посмотрите , что из этого получилось ...

Топография

Хвостатое ядро является одной из структур, которые составляют дорсальную часть полосатого тела, его вентральная часть включает в себя прилежащее ядро, вентральную часть хвостатого ядра, putamen и части обонятельного бугорка.          

     Вместе со скорлупой хвостатое ядро формирует дорсальный striatum, который считается единой функциональной структурой; анатомически он отделен большим участком белого вещества - внутренней капсулой, поэтому его иногда также считают двумя структурами: медиальным дорсальным striatum (хвостатое ядро) и латеральным дорсальным striatum (скорлупа). В этом смысле они функционально различаются не в результате структурных различий, а просто из-за топографического распределения функции.

      Хвостатые ядра расположены вблизи центра мозга, как -бы находящегося на зрительном бугре (таламусе). 

Структура

    В каждом полушарии мозга имеется хвостовое ядро. Индивидуально они напоминают C-образную структуру с более широкой «головкой» спереди, сужающейся к «телу» (корпусу) и «хвосту». Иногда часть хвостатого ядра называются «колено».  Головка хвостатого ядра получает свое кровоснабжение из линтикулотриатной артерии, в то время как хвост - из передней хориоидальной артерии.

      Головка и тело хвостатого ядра составляют часть основания переднего рога бокового желудочка. После того, как тело направлено к задней части головке, хвост отклоняется назад к передней части, образуя крышу нижнего рога бокового желудочка. Это означает, что часть короны (на плоскости, параллельно грани), которая прорезает хвост, также пересекает тело и головку хвостатого ядра.

   Хвостатое ядро ​​уже давно связывают с двигательной активностью из-за его роли в патогенезе болезни Паркинсона. Кроме того, хвостатое ядро играет важную роль и в других функциях, основные из которых: процедурное и ассоциативное обучение, управление действиями с помощью торможения.  

         Хвостатое ядро также является одной из тех структур головного мозга, которые составляют систему вознаграждения и принимает участие в этой функции как часть петли: кора – базально – таламические связи.  

    Хвостато ядро ​​объединяет пространственную информацию с формулировкой двигательной активности. 

       Селективное нарушение пространственной рабочей памяти у пациентов с болезнью Паркинсона, влияние на патогенез этого расстройства количества дофамина в полосатом теле, позволяют связать хвостатое ядро ​​с пространственной и мнемонической обработкой. 

          Активность в хвостатом ядре больше во время решения задач с пространственными и двигательными потребностями памяти, чем те, которые касаются пространственной рабочей памятью. Это показали магнитно-резонансные исследования с задержкой распознавания, при этом, оказалось, что активность в хвостовом ядре, предшествовала моторной реакции. 

          Таким образом, можно считать, что хвостатое ядро ​​может участвовать в кодировании моторного отклика, поэтому это ядро ​​может участвовать в обеспечении двигательной системы возможность поддержки рабочих характеристик памяти посредством посредничества сенсорно-моторных преобразований.

Направленные движения

         Хвостатое ядро ​​вносит важный вклад в сохранении позы тела и конечностей, а также контролирует скорость и точность направленных движений. Дефекты в позе и точности выполнении задач наблюдались после удаления хвостатых ядер в эксперименте на животных. Например, задержка начала работы и необходимость постоянного изменения положения тела наблюдались у кошек после частичного удаления ядер.

      После введения кокаина в хвостатое ядро ​​ наблюдалось «прыгающее или прямое движение» у обезьян. Это движение демонстрирует тормозную природу хвостатого ядра. Наблюдаемое в результате этой процедуры «моторное высвобождение» указывает на то, что хвостатое ядро ​​тормозит тенденцию к движению животного вперед без сопротивления.

Когнитивные функции

Действие, направленное на достижение цели

     Обзор исследований визуализации анатомических исследований поведения и его связи с хвостатым ядром показывает удивительную роль последнего в исполнительном функционировании. Функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI) и позитронно-эмиссионная томография (PET) выявляют прочную взаимосвязь между хвостатым ядром и фронтальными областями коры, связанными с исполнительным функционированием

       Исследования показывают, что хвостатое ядро имеет основополагающее значение для действия направленное к достижению цели, то есть «выбор поведения, основанный на ценностях целей и знании того, какие действия приводят к каким результатам (связь с процессом принятия решений)

Обучение

           В одном из исследований 2005 года испытуемым было предложено научиться классифицировать визуальные стимулы, сортируя изображения и получая отзывы о своих ответах. Активность, связанная с успешным классификационным обучением (правильная категоризация), была сосредоточена на теле и хвосте хвостатого ядра, тогда как активность, связанная с обратной связью (результат неправильной категоризации), была сосредоточена на головке хвостатого ядра.

Память

       Подкорковая петля дорсальной-префронтальной коры, включающая хвостатое ядро, связана с дефицитом рабочей памяти, что, особенно у пациентов с шизофренией. Функциональная визуализация показала активацию этой подкорковой петли во время решения задач, связанных с оперативной памяти у приматов и здоровых людей. Причем было высказано предположение, что рабочая память нарушена до дебюта шизофрении и обусловлена поражением хвостатого ядра.  Было обнаружено, что его объем обратно связан с постоянными ошибками в задачах пространственной рабочей памяти.

    Миндалины отправляет прямые проекции на хвостатое ядро, при этом как миндалина, так и хвостатое ядро ​​имеют прямые и косвенные проекции на гиппокамп. Влияние миндалины на обработку памяти в хвостатом ядре было продемонстрировано с обнаружением того, что поражения, связанные с соединениями между этими двумя структурами, «блокируют эффекты, препаратов, улучшающих память при введении оксотреморина в хвостатое ядро». 

Сон

     Двусторонние поражения в головке хвостатого ядра у кошек коррелировали с уменьшением продолжительности глубокого медленного сна во время цикла «сон-бодрствование». При уменьшении общего объема глубокого медленного сна, переход краткосрочной памяти в долгосрочную может быть затруднен. Тем не менее, эффекты удаления хвостатых ядер на фоне цикла «сон-бодрствование» кошек не были постоянными. Нормализация сна была обнаружена спустя три месяца после абляции хвостатых ядер. Это открытие, вероятно, связано с характером ассоциации хвостатого ядра и лобной коры в контрольных уровнях активация центральной нервной системы (CNS). Кошки с удалением хвостатого ядра, отличаются постоянно повышенной активностью, при этом у них отмечается значительное сокращение времени быстрого сна (REMS), которое длилось всего два месяца. Однако, у кошек с удаленной фронтальной корой отмечалось постоянное снижение времени REMS и только временный повышенной активности

Эмоции

Каудатное ядро ​​было вовлечено в реакции на визуальную красоту и было предложено как один из «нервных коррелятов романтической любви». 

Речь

Исследования нейровизуализации показывают, что люди, которые могут общаться на нескольких языках, активируют одни и те же же области мозга независимо от «языка» . Публикация 2006 года изучает это явление и определяет хвостатое ядро как центр языкового контроля. В, пожалуй, наиболее показательном случае наблюдался трехъязычный субъект с поражением хвостата. Пациент поддерживал понимание языка на трех языках, но когда его попросили продлить язык, она невольно переключилась между тремя языками. Короче говоря, «эти и другие результаты с двуязычными пациентами предполагают, что левое хвостатое ядро необходимо для контроля и лексических и языковых альтернатив в производственных задачах».

    Локальные деформации формы медиальной поверхности хвостатого ядра коррелируют с вербальной способностью к обучению у женщин и количеством ошибок настойчивости в задачах пространственной и вербальной беглости рабочих задач для мужчин. В частности, больший объем хвостатого ядра был связан с лучшими характеристиками владения речью.

    Неврологическое исследование глоссолалии показало значительное снижение активности левого хвостатого ядра во время глоссолалии по сравнению с пением на английском языке.

Управление порогом потенциала

Мозг содержит большие коллекции нейронов, взаимно связанны с возбуждающими синапсами, образуя большую сеть элементов с положительной обратной связью. Трудно понять, как такая система может работать без какого-либо механизма для предотвращения взрывной активации. Есть некоторые косвенные доказательства, что хвостатое ядро может выполнять эту регуляторную роль, измеряя общую активность коры мозга и контролируя пороговый потенциал.