Базалните ганглии - концепциите за индиректният път

Представи си, че си на световното първенство по футбол и играеш на финала, резултатът е 1:1, а в самия край на играта ти си на терена и ще изпълниш последната дузпа, която ще определи кой ще спечели играта. Това е много важен момент, нали? Тялото ти трябва да работи в синхрон, за да ритнеш топката по точния начин и да отбележиш гол. Но има няколко неща, които могат да се объркат. Представи си, че си на терена и искаш да ритнеш топката с левия крак, но изведнъж десният ти крак се вдига и извършва движението. А какво би станало, ако точно преди да ритнеш топката и двата ти крака се вдигнат? Няма да е много хубаво, нали? Няма да можеш да ритнеш топката добре и да запазиш равновесие, ако и двата ти крака се вдигнат. В тялото, в мозъка ни трябва да има нещо, което да гарантира, че когато искаме да извършим дадено движение, можем да го направим, и че в същото време частите от тялото, които не искаме да движим, ще останат неподвижни. В мозъка има система, която гарантира всичко това. Това е системата на базалните ганглии или базалните ядра. Базални ганглии е термин за няколко ядра, разположени в мозъка. Когато казваме ядра, искаме да покажем, че тези структури са специализирани струпвания от неврони. Специализирани са, защото имат своя собствена функция. Базалните ганглии са няколко ядра, които работят заедно, за да можем да изпълняваме движенията, които искаме. Например да ритнем футболната топка с левия крак и в същото време да не извършваме движения, които не искаме, които ще попречат на движението, което искаме да изпълним. Както в този случай, да повдигнем и двата си крака, когато се опитваме да ритнем топката само с левия. Някои от базалните ядра работят заедно, за да гарантират изпълнението на движенията, които искаме да извършим. Те работят заедно и са свързани чрез път, наречен директен път. Това е пътят, по който те се свързват и си говорят. А други базални ядра работят, за да гарантират, че няма да извършим движения, които не искаме. Тези структури са свързани и си говорят чрез индиректния път. На него ще се фокусираме в това видео. Да започнем, като разгледаме мозъка. Да покажем къде са базалните ядра в мозъка, да разберем къде са. Ще покажа приблизително къде са разположени в мозъка, но може и да ги преместя малко, за да можем да видим по-ясно как си говорят помежду си. Ето тук имаме едно от тези ядра, то се нарича striatum (стриатум). А тук долу имаме нещо, наречено globus pallidus. Тази структура има две части – вътрешна или медиална – globus pallidus medialis, тъй като е по-близо до вътрешността на мозъка, и външна или латерална част – globus pallidus lateralis, имаме и външна част на globus pallidus, която е по-близо до външната част от мозъка. А тук долу имаме substantia nigrа и nucleus subthalamicus. Базалните ядра трябва да са в контакт и с някои други структури в мозъка, за да изпълняват функциите си. Една много важна структура в мозъка е таламусът. Таламусът е основната предавателна станция в мозъка. Почти всичко, което минава от една част на мозъка до друга, от една структура до друга, преминава и през таламуса. Той прилича на Централната гара в Ню Йорк. Ако искаш да стигнеш от една част на града до друга, почти винаги трябва да минеш през Централната гара. Таламусът е нещо подобно, той е предавателен център в мозъка, до който се изпраща всяка информация, след което се препраща по собствения си път до други части на мозъка. Базалните ядра трябва да говорят с таламуса, за да изпратят съобщенията си до мускулите и да контролират движенията им. Има и още една изключително важна структура в този път, която ни е необходима, за да контролираме мускулите. Това е ето този участък, който наричаме моторна кора. Моторната кора е последната спирка преди да изпратим сигнали до мускулите, защото в нея има неврони, чиито аксони се отправят надолу през главния мозък, през гръбнaчия мозък и стигат до мускулите. Следователно моторната кора е частта от мозъка, която говори с мускулите. Трябва и моторната кора да участва в пътя, за да можем да контролираме мускулите – тя е последната спирка преди мускулния контрол. Таламусът има интересна връзка с моторната кора. Той винаги иска да активира моторната кора, това е всичко, което иска да прави, иска да активира, активира, активира моторната кора. Ако го прави, колкото си поиска, моторната кора ще е много, много активна, ще започне да изпраща много сигнали към мускулите, и те ще се движат неконтролируемо. Представи си, че си на терена и се готвиш да ритнеш топката, ако таламусът започне да активира моторната кора прекалено много, моторната кора ще каже на всичките ти мускули да се движат. Изведнъж левият ти крак ще се помести, но също и десния, както и ръцете ти, китките и главата. В тази ситуация няма как да успееш да отбележиш гол, нали? Не може да стане, ако цялото ти тяло се движи едновременно. Това е всичко, което таламусът иска да прави през цялото време, като куче, като сладко малко кученце, което изглежда невинно, докато не го отвържеш от каишката му, тогава започва да тича из парка и да закача всички останали кучета, рови дупки, намокря се, предизвиква пълен хаос. Какво правиш с кучето си, ако не можеш да му имаш доверие? Водиш го на каишка, нали? Това означава, че можеш да контролираш какво прави кучето. Не може да върши толкова много пакости, ако е на каишка. Нещо такова имаме и при таламуса. Таламусът е като това куче, на което не можеш да имаш вяра. Ако го оставим без котнрол, ще хукне... няма точно да хукне, но невроните на таламуса, които стигат до моторната кора и искат да комуникират с нея, ще започнат да изпращат всички тези съобщения, ще стигнат до моторната кора и ще я подлудят. Таламусът ще започне да изпраща много, много сигнали и ще превъзбуди моторната кора. Това би се случило, ако оставим таламуса без контрол. Не можем да му имаме доверие, затова "му слагаме каишка". Всъщност в мозъка има нещо подобно. Едно от базалните ядра играе ролята на каишка за таламуса. Това е globus pallidus medialis – вътрешната част на globus pallidus. Тамалусът има постоянна каишка. Globus pallidus medialis потиска активността на таламуса, като изпраща неврони до него, които предават инхибиращи сигнали и намаляват активността на таламуса. Това означава, че таламусът не може да изпраща каквото си поиска до моторната кора и да ѝ нарежда да се активира прекалено много, затова нямаме и прекалено много мускулни движения. Това е страхотно. Имаме тази каишка на таламуса, която помага да не превъзбудим моторната кора с прекалено много съобщения от таламуса, както и да не превъзбудим мускулите. Но тази система не е толкова проста, тъй като ни трябва повече гъвкавост, не можем да оставим таламуса на каишка, чиято дължина не се променя. Трябва ни нещо в мозъка, което ни позволява да регулираме дължината на каишката на таламуса. Защото понякога трябва да се движим малко повече. Представи си, че държиш фунийка със сладолед, изпускаш я и трябва да я вдигнеш от пода. Все още става за ядене, била е на пода само три секунди. В този случай трябва да се движиш малко повече, за да я вземеш от земята и да продължиш с яденето. В други случаи трябва да се движиш по-малко. Може би вече държиш фунийката със сладолед и тя е доста близо до лицето ти. Не искаш да се движиш толкова, колкото когато я взимаше от пода, защото сладоледът ще се удари в лицето ти, ако се движиш толкова много, ще имаш сладолед по цялото лице. А в друг момент може да трябва много бързо да променим колко се движим. Ако си на футболния терен и искаш да подадеш топката на един от съотборниците си, какво ще стане, ако един от опонентите ти изведнъж изскочи пред съотборника, на когото искаше да подадеш? Трябва да решиш да я подадеш на някой, който е по-надалеч. Трябва да можем да променяме колко позволяваме на таламуса да говори с моторната кора, за да можем да променим колко се активират мускулите ни. Това е индиректният път. Състои се в това, че базалните ядра си говорят, за да контролират каишката на таламуса, който да може да контролира мускулите. Чрез индиректния път можем да спрем съобщенията към мускулите, когато не искаме да се движат.