Zwarte substantie, gerelateerde functies en stoornissen

De ziekte van Parkinson en andere hersenaandoeningen houden verband met veranderingen in de overdracht van dopamine, waarvan afhankelijk is de regio van de hersenen die we kennen als een substantia nigra.

maar, ¿wat is de zwarte substantie precies? In dit artikel zullen we de functies van deze hersenstructuur, zijn anatomische kenmerken en de ziekten waarin het betrokken is, beoordelen.

• Gerelateerd artikel: "Delen van het menselijk brein (en functies)"

¿Wat is de zwarte substantie?

De zwarte substantie deel van de basale ganglia, een cerebraal systeem samengesteld uit de neo-gestreepte, de bleke bol en de subthalamische kern, naast de substantia nigra.

Het bevindt zich in het deel van de hersenen dat bekend staat als “middenhersenen”. Deze regio wordt beschouwd als onderdeel van de hersenstam en is gerelateerd aan beweging, bewustzijn, alertheid, visie en gehoor.

In het menselijk brein vinden we zwarte substantie aan beide kanten van de middellijn. Dat wil zeggen, er is een zwarte substantie in elk halfrond van de hersenen.

Neuromelanine, een pigment van dopaminerge neuronen (overvloedig in deze regio), geeft zijn naam aan de zwarte substantie omdat het zijn karakteristieke donkere toon geeft.

• Gerelateerd artikel: "Basale ganglia: anatomie en functies"

Compact onderdeel en netvormig deel

De substantia nigra is verdeeld in Twee delen: het compacte deel en het netvormige deel. Elk van hen heeft zijn eigen functies en verbindt het mesencephalon met verschillende gebieden van het zenuwstelsel.

Het compacte deel verzendt signalen naar de rest van de basale ganglia. Het projecteert dopaminerge neuronen naar de neo-extragestaten, en daarom speelt het een fundamentele rol bij de initiatie en regulatie van fijne motoriek..

Het netvormige deel verzendt eferences van de basale ganglia naar andere delen van de hersenen, zoals de thalamus, een belangrijke kern voor de uitwisseling van informatie tussen de subcorticale structuren en de hersenschors..

Dit gedeelte is nauw verbonden met de bleke wereld en hun neuronen maken gebruik van de neurotransmitter GABA, die een remmende functie heeft in het zenuwstelsel, inclusief de dopaminerge activiteit van de compacte zwarte substantie.

Het compacte deel is donkerder dan het netvormige deel, omdat, zoals we hebben gezegd, neuromelanine wordt aangetroffen in dopaminerge neuronen, talrijker in het compacte dan in het netvormige deel..

¿Wat zijn de functies?

De meeste functies waarin de substantia nigra is betrokken hebben te maken met het compacte deel en met dopamine. Het netvormige deel heeft echter ook invloed op andere processen, met name remming van neuronen (via GABA) en oculaire bewegingen.

1. Beloning

Dopamine, dat zeer aanwezig is in het compacte deel van de substantia nigra, wordt door het organisme uitgescheiden als we een beloning ontvangen en veroorzaakt aangename sensaties, op een manier die ons helpt te voorspellen welk gedrag versterking met zich meebrengt.

Op deze manier wordt dankzij de zwarte substantie een integratie tussen de stimuli en de reacties uitgevoerd, waardoor bepaalde gegevens van buitenaf het meer mogelijk maken om een ​​bepaald gedragspatroon te herhalen..

De effecten van dopamine en het hersensysteem met beloning verklaren voor een deel de motivatie om versterkingen, seksueel genot of de ontwikkeling van verslavingen te zoeken. Met andere woorden, het beïnvloedt zowel het adaptieve gebruik van leren als de degeneratie ervan als gevolg van verslavingen..

2. Fijne motoriek

De neuronen van het compacte deel van de substantia nigra reguleren de werking van de neostriat, direct betrokken bij de realisatie van bewegingen. Op deze manier beïnvloeden de basale ganglia als geheel de motorische vaardigheden in het algemeen, terwijl de substantia nigra meer specifiek gerelateerd is aan de controle en initiatie van fijne bewegingen.

Het nigrostriatale kanaal, gevormd door neuronen waarvan de soma's zich in de substantia nigra bevinden, is afhankelijk van dopamine. Schade in deze dopaminerge route is de oorzaak van de ziekte van Parkinson.

3. Leren

Het compacte deel van de substantia nigra speelt een sleutelrol bij het leren van de reactie van de hersenen op stimuli. Dit deel van de hersenen is vooral belangrijk voor ruimtelijk leren.

De faciliterende functie van het leren van de substantia nigra houdt ook verband met dopamine en de versterkende effecten ervan; in het bijzonder lijken dopaminerge neuronen meer op te schieten in het gezicht van het verschijnen van nieuwe of verrassende stimuli.

4. Tijdelijke verwerking

Het is aangetoond dat laesies in het compacte deel van de substantia nigra tekorten veroorzaken in de perceptie van tijd, in het bijzonder in de detectie van intervallen tussen stimuli. Op deze manier wordt een notie van de temporele verdeling gecreëerd waarin zowel de stimuli als de ondernomen acties plaatsvinden..

5. Oogbewegingen

De verbindingen van het verknoopte deel van de substantia nigra met de thalamus zijn betrokken bij de beheersing van de saccadische bewegingen van de ogen, noodzakelijk voor visuele verwerking. Ze dragen ook bij aan de stabilisatie van de blik, ongeacht veranderingen in de positie van het hoofd of gezicht.

6. Regulatie van slaap

Studies met ratten suggereren dat de dopaminerge neuronen van het compacte deel van de substantia nigra van fundamenteel belang zijn voor het reguleren van de slaap-waakcyclus. De rol ervan is vooral belangrijk bij REM-slaap o MOR (snelle oogbewegingen).

Deze functie kan slaapproblemen verklaren die vaak voorkomen bij de ziekte van Parkinson, gerelateerd aan laesies in de substantia nigra.

Gerelateerde aandoeningen

De ziekte van Parkinson is te wijten aan de degeneratie van de dopaminerge neuronen van het compacte deel van de substantia nigra. In feite, de verkleuring van de substantia nigra die in deze aandoening voorkomt het is te wijten aan de vermindering in dichtheid van dit type neuronen, die neuromelanine bevatten.

Veel van de karakteristieke symptomen van Parkinson zijn gerelateerd aan een tekort aan de functies van de substantia nigra: trillen van rust, traagheid van beweging, stijfheid, slecht humeur, slaapstoornissen, enz..

De abnormale activering van de neuronen van de substantia nigra is zowel gerelateerd aan de symptomen van de ziekte van Parkinson als aan het optreden van epileptische aanvallen..

Dopamine en de substantia nigra ze zijn ook betrokken bij schizofrenie. De dopaminerge paden zijn veranderd in deze stoornis en dopamine niveaus zijn meestal erg hoog. Ook bij schizofrenie zijn er structurele veranderingen in de substantia nigra.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd: "De 6 soorten schizofrenie en bijbehorende kenmerken"

Bibliografische referenties:

• Deransart, C., Hellwig, B., Heupel-Reuter, M., Leger, J.F., Heck, D. & Lücking, C.H. (2003). Enkelvoudige analyse van substantia nigra pars reticulata-neuronen bij vrijlevende ratten met epilepsie met genetische afwezigheid. Epilepsie, 44 (12), 1513-20.

• Lima, M.M. S., Andersen, M.L., Reksidler, A.B., Vital, M.A. B.F. & Tufik, S. (2007). De rol van de substantia nigra pars compact in het reguleren van slaappatronen bij ratten. Public Library of Science, 2 (6), e513.

• Matell, M. S. & Heck, W.H. (2000). Neuropsychologische mechanismen van interval timing gedrag. BioEssays, 22 (1), 94-103.