Mozková kůra. Limbický systém

1. Mozková kůra. Limbický systém doc. MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D. Ústav normální, patologické a klinické fyziologie

2. Obsah • kortex • fyziologie řeči • limbický systém

3. Funkční anatomie kortexu • nejméně prostudovaná část CNS • tloušťka 2-5 mm, 0.25 m2 • 100 miliard neuronů • granulární (stelární): interneurony (krátké axony, GABA, Glu, senzorické oblasti, asociační kůra mezi senzorickýma motorickým kortexem) • fusiformní: výstupy z kůry, propojení částí kůry • pyramidové: totéž, větší, hojnější

4. Struktura kortexu • molekulová • vnější granulární • vnější pyramidová • vnitřní granulární • vnitřní pyramidová • fusiformní

5. Funkce podle vrstev • většina senzorických vstupů končí ve vrstvě IV • výstupy z V (do kmene a míchy) a VI (do thalamu) • intrakortikální asociace: I, II, III

6. Talamokortikální systém • T-K spojení oboustranné, jeho porušení vypne korové funkce • jen čich nejde přes talamus

7. Asociační kůra • všechno mimo „primárních a sekundárních“ korových oblastí

8. Dělení asociační kůry • parieto-okcipitotemporální (P-O-T) oblast • prefrontální oblast • limbická oblast

9. P-O-T asociační oblast • ohraničení (tedy i zásadní funkční spoje): somatosenzorická kůra vepředu, zraková vzadu a sluchová laterálně • 4 funkční oblasti

10. 1. analýza prostorových souřadnic • zadní parietální kůra, horní okcipitální • vlastní poloha těla a jeho postavení v prostoru • asociace vizuálních a somatosenzorických informací ze sousedních oblastí

11. 2. oblast porozumění řeči • za primární sluchovou kůrou, v zadní části horního temporálního laloku • Wernickeho centrum • nejdůležitější centrum vyšších intelektuálních funkcí (protože ty jsou všechny založeny na řeči)

12. 3. vizuální zpracování textu • za Wernickovým centerm, anterolaterální oblast okcipitálního laloku • porozumění čtenému textu a předání této informace do Wernickeova centra • oblast gyrus angularis • při poruše pacient bez problémů rozumí mluvenému slovu, ale čtenému ne

13. 4 .oblast pojmenovávání objektů • nejlaterálnější část předního okcipitálního laloku a zadní temporální lalok • učení názvů je většinou sluchové a asociuje se se zrakovými vjemy

14. Prefrontální asociační oblast • plánovaní komplexních pohybových vzorců a pořadí pohybových prvků • vstupy z P-O-T oblasti (poloha) • výstup do BG a thalamu • nemotorické funkce: „myšlení“, pracovní paměť • Brocovo centrum řeči

15. Limbická asociační oblast • přední část temporálního laloku, ventrální část frontálního laloku a gyrus cinguli • emoce, motivace, chování

16. Prosophenosie • neschopnost rozpoznávat obličeje • poškození střední části spodní strany obou okcipitálních a temporálních laloků • jiné poruchy nebývají – rozpoznávání obličejů má tedy značný intelektuální význam

17. Poruchy Wernickeho centra • slyší a rozpoznává slova, ale nedokáže je interpretovat • čte dobře, ale vůbec neví co • stimulace: komplexní myšlení: zrakové, sluchové halucinace (vzpomínky z dětství), příkazy • přestože paměť je jinde, vybavují se komplexní paměťové stopy

18. Dominantní hemisféra • u 95 % lidí levá, u zbytku obě, pravá vzácně • vrozené (většina novorozenců má o 50 % větší levou hemisféru) • senzorické informace jdou do obou hemisfér • corpus calosum

19. Funkce P-O-T v nedominantní hemisféře • vnímání a interpretace hudby, nonverbální zrakové vjemy, „řeč těla“, intonace hlasu • dominance se může změnit jen u nejmenších dětí

20. Vyšší intelektuální funkce prefrontální oblasti • léze Wernickeho centra má závažnější důsledky, u PF hůře definovatelné změny • prefrontální lobotomie • neschopnost řešit komplexní problémy, řešit více úkolů najednou, ztráta agresivity, ambicí, neadekvátní sociální chování, prudké změny nálad, obtížně vyjadřují delší myšlenky, motorické vzorce zachovány, ale často je dělají bezdůvodně

21. Fyziologie řeči • řečový okruh: • smyslové asociační oblasti: zraková, sluchová, senzitivní • Wernickova oblast: area 22 (horní a střední temporální gyrus) • area 39 (gyrus angularis) – zrak (okcipitální spoje) a sluch (temporální spoje) • area 40 (gyrus supramarginalis) – senzitivní spoje (velikost, vnímání těla)

22. Řečový okruh II • fasciculus arcuatus: dolní část parietálního laloku • Brocovo centrum – area 44 a 45, gyrus frontalis inferior • převod na sekvence pro svaly: hlasivky, farynx, jazyk, rty • motorický kortex

23. Afázie • porucha řeči nebo jazyka související s poškozením dominantní hemisféry • jazyk: slova a systém jejich spojování, který je užíván a srozumitelný pro skupinu lidí • řeč: schopnost vyjadřovat se jazykem

24. Typy afázií I • Wernickeho (receptivní, senzorická, fluentní): zrak a sluch v pořádku, přesto pacient slovům vůbec nerozumí • řeč se správným rytmem, přízvukem i artikulací, plynná, ale slova nesmyslná • sami si to neuvědomují • právní důsledky

25. Typy afázií II • kondukční afázie: léze ve fasciculus arcuatus: řeč plynulá, ale naprosto nesrozumitelná, neschopnost opakovat slova, syndrom dyskonekce • anomie: léze v oblasti gyrus angularis: neschopnost pojmenovat objekt • je-li léze jen v g.a., alexie nebo agrafie, řeč i porozumění mluvenému zachována

26. Typy afázií III • globální: léze obou hlavních center • Brocova (motorická, expresivní, nonfluentní): špatná artikulace, řeč pomalá • jsou si poruchy vědomi • zpívají někdy normálně – svaly OK • psaní a porozumění psanému OK

27. Angózie • neschopnost rozpoznávat objekty • astereognózie (g. supramarginalis) • zraková agnózie (oblast 18 a 19) – dotykem poznají • sluchová agnózie (oblast 22) – rozumí slovům, čte, ale nepozná známé zvuky, hudbu

28. Apraxie • neschopnost provést naučený komplexní pohyb (různé oblasti v parietálním a okcipitálním lobu) • agrafie • transmisivní apraxie: neumí činnost provést na povel, automaticky ano (čištění zubů) • orální: neschopnost artikulace

29. Limbický systém • limbus = okraj • dnes funkční soubor struktur, které řídí emoce, motivace a chování • navíc i příbuzné vegetativní funkce • srdcem je hypothalamus

30. Funkční anatomie uprostřed malý hypothalamus je obklopený dalšími podkorovými strukturami LS: přední thalamická jádra, část bazálních ganglií, area paraolfactoria, septum, hipokampus, amygdala okolo všeho limbická kůra: orbitofrontální kůra, gyrus subcallosus, gyrus cinguli, gyrus parahippocampalis

31. Hypothalamus • jen několik cm3, méně než 1 % mozku • obousměrná komunikace se všemi ostatními částmi LS • hlavní výstupy: • retikulární formace kmene a odtud do PNS a ANS • diencefalon, kůra (především limbická) • přes infundibulum do hypofýzy • řídí většinu vegetativních a endokrinních funkcí a navíc mnoho aspektů emocí a chování

32. Vegetativní funkce I • kardiovaskulární regulace: stimulace různých částí H vede ke všemu možnému: růst i pokles TK, růst i pokles TF • laterální H: růst, mediání H: pokles • přes specifická kardiovaskulární centra v retikulární formaci pontu a oblongaty • termoregulace:přední preoptická oblast • registruje teplotu protékající krve

33. Vegetativní funkce II • hospodaření s vodou • laterální hypothalamus: centrum žízně – osmoreceptory, při stimulaci se zvíře začne ihned shánět po vodě • supraoptická jádra: osmoreceptory – ADH • děložní kontrakce, ejekce mléka • paraventrikulární jádra – oxytocin (mechanická stimulace)

34. Vegetativní funkce III • příjem potravy • centrum hladu v laterálním H: stimulace – extrémní žravost, zničení – smrt hlady • ventromediální jádra H: centrum sytosti – funguje přesně obráceně • hladina živin v krvi

35. Endokrinní funkce • ADH (supraoptická) a oxytocin (paraventrikulární jádra) • produkce statinů a liberinů (odkud?): • TRH, CRH, GnRH, GHRH, PRH • PIH, GHIH

36. Emoce a chování I stimulace laterálního H: zvýšení veškeré aktivity, nárůst agresivity stimulace ventromediálních jader: opak stimulace periventrikulárních jader: strach, reakce na trest

37. Emoce a chování II stimulace přední a zadní „špičky“ H: sexuální drive léze v laterálním H: extrémní pasivita, ztráta všech drivů léze ventromediální oblasti: opak

38. Odměna a trest vnímaní afektivní povahy impulsu, rozlišovaní mezi příjemným a nepříjemným (odměna, trest nebo uspokojení, averze) hlavní centra uspokojení: laterální a ventromediální jádra H sekundární centra uspokojení: septum, amygdala, část BG, část thalamu, bazální tegmentum mezencefalon

39. Centra averze modifikace předchozího pokusu periaqueduktální šeď v mezencefalon, pokračuje v periventrikulární oblast H sekundární oblasti: amygdala, hippokampus stimulace obou center nejednou: averze má navrch

40. Význam odměny a trestu • řídí prakticky veškeré chování • útlum aktivity obou center způsobují antipsychotika (chlorpromazin) • zásadní význam pro učení a paměť: • pokud nemá nový stimulus povahu „odměna nebo trest“ zvíře se na něj habituuje a zcela jej ignoruje • pokud ano: mozková aktivita se se stimulací zvyšuje a tvoří se paměťová stopa

41. Funkce amygdaly • u nižších živočichů čich • stimulace (podobné hypotalamu): vzestup i pokles TK a TF, vzestup i pokles GI motility, defekace, mikce, dilatace pupily, piloerekce, sekrece FSH, LH a ACTH; mimovolní pohyby (kývání hlavou, polykání); strach, zlost, bolest, trest, sexuální chování • „okno“

42. Klüver – Bucy syndrom • Psychic blindness" and other symptoms following bilateral temporal lobectomy in rhesus monkeys. Am J Physiol, 1937. • bilaterální ablace amygdaly • ztráta strachu, extrémní zvědavost, tendence dávat objekty do úst, velmi silný sexuální drive • vaskulární příčina, jaterní encefalopatie, herpetická encefalitida

43. Funkce limbické kůry • nejméně prozkoumaná: asociační oblast pro kontrolu chování • stimulace – výsledky neprůkazné • ablace přední temporální části: spjato s poškozením amygdaly • ablace zadní orbitofrontální kůry: nespavost, motorický neklid • ablace g. cinguli: zuřivost, agresivita