Мозолистое тело ( лат. «крепкое тело»), также мозолистая спайка , представляет собой широкий, толстый нервный тракт , состоящий из плоского пучка комиссуральных волокон , расположенный под корой головного мозга . Мозолистое тело встречается только у плацентарных млекопитающих . [1] Он охватывает часть продольной щели , соединяющей левое и правое полушария головного мозга , обеспечивая связь между ними. Это самая большая структура белого вещества в человеческом мозге , около 10 дюймов (250 мм) в длину и состоящая из 200–300 миллионов аксональных проекций. [2] [3]
Ряд отдельных нервных путей, классифицируемых как участки мозолистого тела, соединяют различные части полушарий. Основные из них известны как колено, рострум, туловище или тело и сплениум. [4]
Мозолистое тело образует дно продольной щели , разделяющей два полушария головного мозга . Часть мозолистого тела образует крышу боковых желудочков . [5]
Мозолистое тело состоит из четырех основных частей – отдельных нервных путей, соединяющих разные части полушарий. Это трибуна , колено , туловище или тело и сплениум . [4] Суженная часть между туловищем и клеткой известна как перешеек . Волокна туловища и сплениума, известные вместе как тапетум, образуют крышу каждого бокового желудочка. [6]
Передняя часть мозолистого тела, по направлению к лобным долям , называется коленом («коленом»). Колено изгибается вниз и назад перед прозрачной перегородкой , значительно уменьшаясь в толщине. Нижняя, значительно более тонкая часть, представляет собой рострум и соединяется внизу с lamina Terminalis , которая тянется от межжелудочкового отверстия до выемки у основания зрительной ножки . Рострум назван так из-за сходства с птичьим клювом .
Конечная часть мозолистого тела, обращенная к мозжечку , называется сплениумом. Это самая толстая часть, она перекрывает сосудистую оболочку третьего желудочка и среднего мозга и заканчивается толстой выпуклой свободной каймой. Сплениум переводится с греческого как «повязка» .
Ствол мозолистого тела лежит между лопастью и коленом.
Мозолистая борозда — борозда , отделяющая мозолистое тело от поясной извилины .
По обе стороны от мозолистого тела волокна расходятся в белом веществе и переходят в различные отделы коры головного мозга ; те, которые загибаются вперед от колена в лобные доли , составляют малые щипцы (также передние щипцы), а те, которые загибаются назад от лопасти в затылочные доли , - большие щипцы (также щипцы задние). [4] Между этими двумя частями находится основная часть волокон, которые составляют тапетум и простираются латерально с обеих сторон в височную долю и покрывают центральную часть бокового желудочка . Тапетум и передняя спайка выполняют общую функцию соединения левой и правой височных долей.
Передние мозговые артерии соприкасаются с нижней поверхностью рострума; они выгибаются над передней частью колена и проводятся вдоль туловища, снабжая передние четыре пятых мозолистого тела. [7]
Размер, количество миелинизации и плотность волокон в субрегионах зависят от функций областей мозга, которые они соединяют. [8] Миелинизация — это процесс покрытия нейронов миелином, который помогает передаче информации между нейронами. Считается, что этот процесс происходит до тех пор, пока человеку не исполнится тридцать лет, а пик роста приходится на первое десятилетие жизни. [9] Более тонкие, слегка миелинизированные волокна проводят медленнее и соединяют ассоциативную и префронтальную области. Более толстые и быстропроводящие волокна соединяют зрительную и двигательную области. [10]
На изображенной трактограмме показаны нервные пути шести сегментов мозолистого тела, обеспечивающие связь корковых областей между полушариями головного мозга. Представители этого рода показаны кораллами; премоторного — зеленый; сенсорно-моторного — фиолетовый; теменная часть розовая; временного — желтый; и шлица - синий. [11]
Более тонкие аксоны колена соединяют префронтальную кору между двумя половинами мозга; эти волокна возникают из вилкообразного пучка волокон тапетума, малого щипца. Более толстые аксоны в стволе мозолистого тела соединяют области моторной коры , при этом пропорционально большая часть мозолистого тела отведена дополнительным двигательным областям, включая зону Брока . Сплениум передает соматосенсорную информацию между двумя половинами теменной доли и зрительной корой затылочной доли , это волокна больших щипцов. [12] [13]
Исследование детей в возрасте от пяти до восемнадцати лет выявило положительную корреляцию между возрастом и толщиной мозолистой кости. [3]
Мозолистое тело и его связь с полом уже более века являются предметом дискуссий в научных кругах и среди непрофессионалов. Первоначальные исследования, проведенные в начале 20 века, показали, что размер тела у мужчин и женщин разный. Это исследование, в свою очередь, было подвергнуто сомнению и в конечном итоге уступило место более продвинутым методам визуализации, которые, по-видимому, опровергли более ранние корреляции. Однако передовые аналитические методы вычислительной нейроанатомии , разработанные в 1990-х годах, показали, что половые различия были четкими, но ограничивались определенными частями мозолистого тела, и что они коррелировали с когнитивными способностями в определенных тестах. [14] МРТ - исследование показало, что площадь поперечного сечения среднесагиттального мозолистого тела, после учета размера мозга, в среднем пропорционально больше у женщин. [15]
Используя последовательности тензора диффузии на аппаратах МРТ, можно измерить скорость, с которой молекулы диффундируют в определенную область ткани и из нее, анизотропию , и использовать ее в качестве косвенного измерения прочности анатомического соединения. Эти последовательности обнаружили устойчивые половые различия в форме и микроструктуре мозолистого тела человека. [ который? ] [16] [17] [18]
Анализ по форме и размеру также использовался для изучения конкретных трехмерных математических отношений с помощью МРТ и обнаружил последовательные и статистически значимые различия между полами. [19] [20] В одном обзоре специальные алгоритмы обнаружили существенные различия между двумя полами более чем в 70% случаев. [21]
Исследование размеров и структуры мозолистого тела у трансгендеров , проведенное в 2005 году , показало, что его структура больше соответствует заявленному ими полу, чем присвоенному. [21]
В одном исследовании сообщалось, что передняя часть мозолистого тела человека была на 0,75 см 2 или на 11% больше у левшей и амбидекстров , чем у правшей. [22] [23] Эта разница была очевидна в передней и задней областях мозолистого тела, но не в сплениуме. [22] Однако метаанализ 2022 года не смог подтвердить каких-либо существенных различий в мозолистом теле, связанных с левой, правой и смешанной рукой. [24] Вместо этого другие предположили, что степень руки отрицательно коррелирует с размером мозолистого тела, а это означает, что люди, способные ловко пользоваться обеими руками, будут иметь самое большое мозолистое тело, и наоборот, как для левой, так и для правой руки. [25]
Симптомы рефрактерной (трудно поддающейся лечению) эпилепсии можно уменьшить, перерезав мозолистое тело во время операции, известной как паралич лоботомии мозолистого тела . [26] Обычно это относится к случаям, когда сложные или большие припадки вызываются эпилептогенным очагом на одной стороне мозга, вызывая межполушарную электрическую бурю. Диагностическая подготовка для этой процедуры включает в себя электроэнцефалограмму , МРТ , ПЭТ и оценку невролога, нейрохирурга, психиатра и нейрорадиолога, прежде чем можно будет рассмотреть возможность операции частичной лоботомии. [27]
Формирование мозолистого тела начинается с первого пересечения срединной линии пионерских аксонов примерно на 12-й неделе пренатального развития человека [28] или на 15-м дне эмбриогенеза мыши. [29] Агенезия мозолистого тела (МКТ) — редкое врожденное заболевание , которое является одним из наиболее распространенных пороков развития головного мозга, наблюдаемых у человека, [30] при котором мозолистое тело частично или полностью отсутствует. ОКК обычно диагностируется в течение первых двух лет жизни и может проявляться как тяжелый синдром в младенчестве или детстве, как более легкое состояние у молодых людей или как бессимптомная случайная находка. Первоначальные симптомы ОКК обычно включают судороги , за которыми могут последовать проблемы с кормлением и задержки в удерживании головы прямо, сидении, стоянии и ходьбе. Другие возможные симптомы могут включать нарушения умственного и физического развития, зрительно-моторной координации, зрительной и слуховой памяти. Также может возникнуть гидроцефалия . В легких случаях такие симптомы, как судороги, повторяющаяся речь или головные боли, могут не проявляться в течение многих лет. Некоторые синдромы, часто связанные с ОКК, включают синдром Айкарди , синдром Андермана , синдром Шапиро и акрокаллозальный синдром .
АКК обычно не приводит к летальному исходу. Лечение обычно включает устранение симптомов, таких как гидроцефалия и судороги, если они возникают. Хотя многие дети с этим расстройством ведут нормальную жизнь и имеют средний уровень интеллекта, тщательное нейропсихологическое тестирование выявляет тонкие различия в более высоких корковых функциях по сравнению с людьми того же возраста и образования без ОКК. Детей с ОКК, сопровождающимся задержкой развития и/или судорожными расстройствами, следует обследовать на наличие метаболических нарушений. [31]
Помимо агенезии мозолистого тела, сходными состояниями являются гипогенез (частичное формирование), дисгенезия (недоразвитие) и гипоплазия (недоразвитие, в том числе слишком тонкое).
Другие исследования также связали возможную корреляцию между пороками развития мозолистого тела и расстройствами аутистического спектра . [32] [33]
У Кима Пика , ученого и вдохновителя фильма « Человек дождя» , была обнаружена агенезия мозолистого тела, являющаяся частью синдрома ФГ .
Поражения передней части мозолистого тела могут привести к акинетическому мутизму или аномической афазии . Смотрите также:
Первое исследование зависимости мозолистого тела от пола было проведено Р.Б. Бином , анатомом из Филадельфии, который в 1906 году предположил, что «исключительный размер мозолистого тела может означать исключительную интеллектуальную активность» и что между мужчинами и женщинами существуют измеримые различия. Возможно, отражая политический климат того времени, он продолжал заявлять о различиях в размере мозолистой кости у разных рас. Его исследование было в конечном итоге опровергнуто Франклином Моллом , директором его собственной лаборатории. [34]
Более широкое влияние оказала научная статья 1982 года Холлоуэя и Утамсинга, в которой говорилось о половых различиях в морфологии человеческого мозга , связанных с различиями в когнитивных способностях. [35] В 1992 году журнал Time опубликовал статью, в которой предположил, что, поскольку тело тела «часто шире в мозгу женщин, чем у мужчин, оно может обеспечить большую перекрестную связь между полушариями — возможно, основу женской интуиции». " [36]
Более поздние публикации в психологической литературе вызвали сомнения относительно того, действительно ли анатомический размер тела отличается. Метаанализ 49 исследований, начиная с 1980 года, показал, что, в отличие от де Лакоста-Утамсинга и Холлоуэя, не удалось обнаружить половых различий в размере мозолистого тела, независимо от того, учитывался ли какой-либо больший размер мужского мозга. [34] Исследование, проведенное в 2006 году с использованием тонкосрезовой МРТ, не выявило различий в толщине тела с учетом размера субъекта. [37]
Мозолистое тело встречается только у плацентарных млекопитающих , в то время как оно отсутствует у однопроходных и сумчатых [38] , а также у других позвоночных, таких как птицы, рептилии, земноводные и рыбы. [39] (У других групп есть другие структуры мозга, которые обеспечивают связь между двумя полушариями, такие как передняя спайка , которая служит основным способом межполушарной коммуникации у сумчатых, [40] [41] и которая несет в себе все комиссуральные связи . волокна , исходящие из неокортекса (также известного как неопаллиум), тогда как у плацентарных млекопитающих передняя спайка несет только некоторые из этих волокон. [42] ) У приматов скорость передачи нерва зависит от степени его миелинизации , или липидного покрытия. . Это отражается на диаметре нервного аксона. У большинства приматов диаметр аксонов увеличивается пропорционально размеру мозга, чтобы компенсировать увеличение расстояния, необходимого для передачи нервных импульсов. Это позволяет мозгу координировать сенсорные и двигательные импульсы. Однако увеличения общего размера мозга и увеличения миелинизации между шимпанзе и людьми не наблюдалось . Это привело к тому, что мозолистому телу человека требуется вдвое больше времени для межполушарного общения, чем макаке . [12] Фиброзный пучок, в котором появляется мозолистое тело, может увеличиваться и действительно увеличивается у людей до такой степени, что он вторгается в структуры гиппокампа и расклинивает их. [43]