Jądra podstawy cz. 3 – droga pośrednia

Wiesz już jak ważna jest inicjacja ruchu i rola drogi bezpośredniej jąder podstawy (a jeśli nie wiesz to kliknij tutaj). Jednak na równi z kontrolą tworzenia strategii ruchowych istotne jest także hamowanie funkcji motorycznych, które w danym momencie mogą zaburzać zamierzone czynności. Ma to duże znaczenie choćby dla precyzji ruchu, dla bezpieczeństwa czy procesu nauki. I właśnie w celu dopełnienia obrazu działania jąder podstawnych, w dzisiejszym wpisie przeczytasz o drodze pośredniej, czyli pętli hamującej.

Droga pośrednia

Wyobraź sobie, że jesteś ze znajomymi w knajpie i gracie w rzutki. Do tej gry niezbędna jest koordynacja ruchowa, która umożliwi ci wykonanie precyzyjnego rzutu i umieszczenie strzałki w środku tarczy. Przygotowujesz się do rzutu prawą ręką i nagle twoje nogi zaczynają tańczyć a lewa ręka zaczyna machać. Wygląda na to, że to nie będzie celny rzut. Zatem potrzebny ci mechanizm w mózgu, który odpowiada za inhibicję ruchów, które w danej sytuacji są niepożądane. I tu wchodzi, cała na biało, droga pośrednia. Przypomnijmy sobie lokalizację jąder podstawy, które prezentowałam w poprzednim wpisie.

Nie będę dziś opisywać funkcji wszystkich oznaczonych na schemacie struktur, ale zatrzymajmy się na chwilę przy wzgórzu. Można w dużym uproszczeniu przyjąć, że wzgórze to główna stacja przekaźnikowa w mózgu – taki “dworzec centralny”. Niezależnie gdzie chcesz jechać, w znakomitej większości przypadków przejeżdżasz przez ten właśnie dworzec główny, lub masz na nim przesiadkę. Podobnie jest właśnie ze wzgórzem, przez które przepływają wszystkie informacje prowadzone z innych struktur zanim dotrą do celu. W związku z tym, wszystkie jądra podstawy muszą współpracować ze wzgórzem aby ich instrukcje działania mogły dotrzeć do odpowiednich efektorów (w tym przypadku mięśni). W tym miejscu należy zaznaczyć, że na tej trasie ostatnim przystankiem przed mięśniami jest kora ruchowa. Jej zakończenia ruchowe podążają do rdzenia kręgowego a następnie na obwód, do mięśni. Zatem to właśnie kora bezpośrednio komunikuje się z czynną częścią naszego aparatu ruchu.

Wzgórze ma z korą ruchową bardzo interesującą relację. Mianowicie, wzgórze cały czas stara się pobudzić jej aktywność. Gdyby mu się to udawało, to aktywność kory ruchowej wzrastałaby tak bardzo, że wysyłałaby ona mnóstwo impulsów do mięśni, które pracowałyby bezustannie a funkcje ruchowe bez wątpienia wymknęłyby się nam spod kontroli. Wróćmy na chwilę do baru, w którym grasz w rzutki. W sytuacji stałej ekscytacji kory ruchowej, nie byłoby oczywiście szans na rzut bo ruszałaby się dosłownie każda część twojego ciała. Totalny chaos! Trzeba zatem systemu, który powstrzyma to szaleństwo i utrzyma wzgórze na smyczy.

Strukturą, której zadaniem jest wyhamować aktywność wzgórza jest gałka blada przyśrodkowa. Wysyła ona za pośrednictwem neuronów sygnały hamujące. Dzięki temu wzgórze nie może w niekontrolowany sposób kontaktować się z korą ruchową. Jednak, aby nie było zbyt łatwo, należy pamiętać, że proces ten nie może być zerojedynkowy. Wzgórze nie może być całkowicie hamowane choćby dlatego, że czasem gwałtowny, nieoczekiwany ruch może być nam niezbędny. Musimy więc mieć możliwość błyskawicznie regulować wpływ podwzgórza na korę. I tym wszystkim właśnie zajmuje się droga pośrednia – precyzyjną komunikacją jader podstawy, utrzymującą kontrolę nad nieposkromionym wzgórzem. Hamuje ona więc zbędną impulsację, która doprowadziłaby do generowania ruchów niepotrzebnych w danej sytuacji.

Wzgórze – niesforny piesek

Wiemy już jakie struktury i ich wzajemne powiązania tworzą drogę pośrednią eliminującą niepożądane i zbędne ruchy naszego ciała. Prześledźmy zatem drogę jaką podążają impulsy nerwowe w szlaku pośrednim. Zrozumienie tego procesu jest niezbędne do wyobrażenia sobie jak ważną w tym wszystkim rolę odgrywa wzgórze, ale również jak wielką kontrolę nad nim musi sprawować nasz mózg by wszystko działało jak trzeba.

Schemat szlaku drogi pośredniej – zielone linie i kropki oznaczają pobudzenie, czerwone hamowanie. Kierunek pobudzenia oznaczony jest rozwidleniem na końcu danej linii. Źródło: własne

Wzgórze jest trochę jak rozbrykany, nieokiełznany szczeniaczek. Biega, skacze, gryzie kapcie, sika na dywan, tarza się w błocie i szczeka na gołębie. Każdy kto ma psa wie, że w zestawie z tym uroczym stworzeniem powinien mieć także smycz. Jak zabieramy naszego szczeniaczka na spacer to smycz daje nam możliwość kontrolowania tego chaosu. Pisałam wcześniej, że wzgórze i korę ruchową łączy szczególna relacja. Z racji tego, że wzgórze jest szczeniaczkiem to gdyby mózg nie miał dla niego smyczy to kora ruchowa ruszyła by za nim w tango i wysyłała impulsy do każdego możliwego mięśnia w naszym ciele. Życie w ciągłym, nieustającym, niekontrolowanym ruchu – kiepska perspektywa. Jak to się więc dzieje, że mózg potrafi trzymać nasze wzgórze w ryzach i nie pozwala mu bezkarne panoszenie się wewnątrz naszej czaszki? Smyczą dla wzgórza jest gałka blada przyśrodkowa, która (w zależności od potrzeby) skraca smycz i ogranicza aktywność wzgórza lub popuszcza ją dając mu nieco więcej swobody.

Aby regulować długość smyczy, a tym samym stopień swobody wzgórza, jądra podstawy wchodzące w skład drogi pośredniej muszą komunikować się ze sobą i adaptować do aktualnych wymagań motorycznych organizmu. Przekazują one informacje gałce bladej przyśrodkowej, a ta w razie potrzeby ogranicza wzgórzu pole manewru poprzez wysłanie mu sygnałów hamujących. W ten sposób wzgórze mniej oddziałuje na korę ruchową i ogranicza tym samym ilość impulsacji wysyłanych do aparatu ruchu.

W pierwszej kolejności kora ruchowa komunikuje się z prążkowiem i zwiększa jego aktywność. W prążkowiu znajdują się neurony hamujące wysyłające impulsację do gałki bladej zewnętrznej. Gdy prążkowie ulega pobudzeniu, impulsacja przez te neurony się nasila i hamuje aktywność gałki bladej zewnętrznej. Ta z kolei ma powiązania z podwzgórzem i kiedy jej aktywność spada, przestaje wysyłać mu sygnały hamujące. Pozwala to zwiększyć pobudzenie podwzgórza, które teraz, niczym nieograniczane, może swobodnie zwiększyć impulsację gałki bladej przyśrodkowej, do której wysyła neurony pobudzające. I tu następuje najważniejszy moment całej historii. Pamiętasz, że gałka blada przyśrodkowa jest smyczą? I właśnie teraz podwzgórze krzyczy “trzymaj psa!”. Skraca ona smycz hamując tym samym radosne brykanie wzgórza, które musi bardzo ograniczyć swoją aktywność.

Jaki jest tego efekt? Kora ruchowa otrzymuje mniej bodźców co skutkuje mniejszą aktywnością mięśni i ograniczeniem niepożądanych i zbędnych ruchów.

Mam nadzieję, że ten wpis trochę odczaruje zawiłości kontroli motorycznej. Nie jest to rzecz łatwa, ale rozłożona na czynniki pierwsze daje się polubić.

Bohaterką następnego wpisu będzie istota czarna, która odgrywa bardzo ważną rolę i jest nieco bardziej łaskawa dla naszego szczeniaka. Jeśli nie chcesz przegapić artykułu – zapisz się do newslettera. Zawsze będziesz na bieżąco.

Dobrego NeuroDnia 🧠

Możesz również polubić

Dodaj komentarz