Sieć neuronowa mózgu, która obejmuje zarówno istotę szarą, jak i białą. Pasieka / Science Photo Library za pośrednictwem Getty Images
Któż nie zastanawiał się nad formowaniem się pamięci, wydaniem wyroku, docenieniem zachodu słońca, dokonanym aktem twórczym lub popełnionym haniebnym przestępstwem?
Ludzki mózg to trzykilogramowy narząd, który pozostaje w dużej mierze zagadką. Ale większość ludzi słyszała o mózgu szare komórki, który jest potrzebny do funkcji poznawczych, takich jak uczenie się, zapamiętywanie i rozumowanie.
Dokładniej rzecz biorąc, istota szara odnosi się do obszarów w mózgu, w których komórki nerwowe – znane jako neurony – są skoncentrowane. Region uważany za najważniejszy dla poznania to kora mózgowa, cienka warstwa istoty szarej na powierzchni mózgu.
Ale druga połowa mózgu – istota biała – jest często pomijany. Istota biała leży poniżej kory, a także głębiej w mózgu. Gdziekolwiek zostanie znaleziona, istota biała łączy ze sobą neurony w istocie szarej.
Jestem profesor neurologii i psychiatrii oraz dyrektor sekcji neurologii behawioralnej w University of Colorado Medical School. Moja praca obejmuje ocenę, leczenie i badanie osób starszych z demencją oraz osób młodszych z urazowym uszkodzeniem mózgu.
Odkrycie, w jaki sposób te zaburzenia wpływają na mózg, motywowało wiele lat moich badań. Uważam, że zrozumienie istoty białej jest być może kluczem do zrozumienia tych zaburzeń. Ale do tej pory naukowcy generalnie nie poświęcali istocie białej uwagi, na jaką zasługuje.
Około 100 miliardów neuronów w ludzkim mózgu jest połączonych ze sobą aksonami, z których wiele jest otoczonych osłonką mielinową. Aksony te wraz z mieliną tworzą istotę białą, która ułatwia komunikację między neuronami w mózgu.
Ustalenie istoty białej
Ten brak rozpoznania w dużej mierze wynika z trudności w badaniu istoty białej. Ponieważ znajduje się pod powierzchnią mózgu, nawet najbardziej zaawansowane technologicznie obrazowanie nie jest w stanie łatwo rozdzielić jego szczegółów. Jednak ostatnie odkrycia, możliwe dzięki postępom w obrazowaniu mózgu i badaniach zwłok, zaczynają pokazywać naukowcom, jak istotna jest istota biała.
Istota biała składa się z wielu miliardy aksonów, które są jak długie kable przenoszące sygnały elektryczne. Pomyśl o nich jako o wydłużonych ogonach, które działają jak przedłużenia neuronów. Aksony łączą ze sobą neurony w połączeniach zwanych synapsami. To tam odbywa się komunikacja między neuronami.
Aksony łączą się w wiązki lub pasma, które biegną w mózgu. Ułożone od końca do końca, ich łączna długość w jednym ludzkim mózgu wynosi około 85,000 XNUMX mil. Wiele aksonów jest izolowane mieliną, warstwa głównie tłuszczu, która przyspiesza sygnalizację elektryczną lub komunikację między neuronami nawet 100 razy.
Ta zwiększona prędkość ma kluczowe znaczenie dla wszystkie funkcje mózgu i częściowo dlatego Homo sapiens mają wyjątkowe zdolności umysłowe. Chociaż nie ma wątpliwości nasze duże mózgi są spowodowane dodawaniem neuronów przez ewolucję na przestrzeni eonów, było jeszcze więcej wzrost istoty białej przez ewolucyjny czas.
Ten mało znany fakt ma głębokie implikacje. Zwiększona objętość istoty białej – głównie z osłonek mielinowych otaczających aksony – zwiększa wydajność neuronów w istocie szarej w celu optymalizacji funkcjonowania mózgu.
Wyobraź sobie naród miast, które działają niezależnie, ale nie są połączone z innymi miastami drogami, przewodami, Internetem ani żadnymi innymi połączeniami. Ten scenariusz byłby analogiczny do mózgu bez istoty białej. Wyższe funkcje, takie jak język i pamięć, są zorganizowane w sieci, w których regiony istoty szarej są połączone traktami istoty białej. Im bardziej rozbudowane i wydajne są te połączenia, tym lepiej pracuje mózg.
Istota biała a choroba Alzheimera
Biorąc pod uwagę jego zasadniczą rolę w połączeniach między komórkami mózgowymi, uszkodzona istota biała może zakłócić każdy aspekt funkcji poznawczych lub emocjonalnych. Patologia istoty białej występuje w wielu chorobach mózgu i może być wystarczająco poważna powodować demencję. Uszkodzenie mieliny jest powszechne w tych zaburzeniach, a gdy choroba lub uraz są poważniejsze, aksony również mogą zostać uszkodzone.
Ponad 30 lat temu moi koledzy i ja opisaliśmy ten syndrom jako demencja istoty białej. W tym stanie dysfunkcjonalna istota biała nie działa już odpowiednio jako łącznik, co oznacza, że istota szara nie może działać razem w sposób płynny i synchroniczny. Mózg w istocie został odłączony od siebie.
Równie ważna jest możliwość, że dysfunkcja istoty białej odgrywa rolę w wielu chorobach, które obecnie uważa się za wywodzące się z istoty szarej. Niektóre z tych chorób uparcie wymykają się zrozumieniu. Na przykład podejrzewam, że uszkodzenie istoty białej może być krytyczne we wczesnych fazach choroby Alzheimera i urazowego uszkodzenia mózgu.
Choroba Alzheimera jest najczęstszy rodzaj demencji u osób starszych. Może upośledzać funkcje poznawcze i pozbawiać ludzi ich tożsamości. Nie ma lekarstwa ani skutecznego leczenia. Odkąd Obserwacje Aloisa Alzheimera z 1907 r. białek istoty szarej – zwanych amyloidem i tau – neuronaukowcy uwierzyli, że nagromadzenie się tych białek jest głównym problemem za chorobą Alzheimera. Jednak wiele leków usuwających te białka nie przestawaj spadek funkcji poznawczych pacjentów.
Najnowsze odkrycia coraz częściej sugerują że uszkodzenie istoty białej – poprzedzające akumulację tych białek – może być prawdziwym winowajcą. Wraz z wiekiem mózgi często doświadczają stopniowej utraty przepływu krwi w wyniku zwężenia naczyń krwionośnych, które odprowadzają krew z serca. Niższy przepływ krwi silnie wpływa na istotę białą.
Co ciekawe, istnieją nawet dowody na to, że dziedziczne formy choroby Alzheimera również występują wczesne nieprawidłowości istoty białej. Oznacza to, że terapie mające na celu utrzymanie przepływu krwi do istoty białej mogą okazać się bardziej skuteczne niż próby usunięcia białek. Jednym z prostych sposobów leczenia, które mogą pomóc, jest: kontrolowanie wysokiego ciśnienia krwi, ponieważ może to zmniejszyć nasilenie nieprawidłowości istoty białej.
Od Loma Linda University Health: Nowe odkrycia, które pomogą milionom osób z traumatycznymi uszkodzeniami mózgu.
Istota biała i urazowe uszkodzenie mózgu
Pacjenci z urazowym uszkodzeniem mózgu, szczególnie ci z umiarkowanymi lub ciężkimi urazami, mogą cierpieć na niepełnosprawność przez całe życie. Jednym z najbardziej złowrogich wyników TBI jest: przewlekła pourazowa encefalopatia, choroba mózgu, która, jak się uważa, powoduje postępującą i nieodwracalną demencję. U pacjentów z TBI widoczna jest akumulacja białka tau w istocie szarej.
Naukowcy od dawna uznali, że uszkodzenia istoty białej są powszechne u osób, które doznały TBI. Obserwacje z mózgu osób z powtarzającymi się urazowymi uszkodzeniami mózgu – piłkarze i weterani wojskowi byli często badani – wykazali, że uszkodzenie istoty białej jest znaczące i może poprzedzać pojawienie się splątanych białek w istocie szarej.
Wśród naukowców rośnie ekscytacja z powodu nowe zainteresowanie istotą białą. Naukowcy zaczynają teraz przyznawać, że tradycyjne skupienie się na badaniu istoty szarej nie przyniosło oczekiwanych wyników. Dowiedzenie się więcej o połowie mózgu znanej jako istota biała może pomóc nam w nadchodzących latach znaleźć odpowiedzi potrzebne do złagodzenia cierpienia milionów.
O autorze
Krzysztof Filly, profesor neurologii i psychiatrii, Kampus medyczny Uniwersytetu Kolorado Anschutz
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Ciało utrzymuje wynik: mózg, umysł i ciało w leczeniu traumy
przez Bessela van der Kolka
Ta książka bada powiązania między traumą a zdrowiem fizycznym i psychicznym, oferując spostrzeżenia i strategie leczenia i powrotu do zdrowia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Oddech: nowa nauka o utraconej sztuce
przez Jamesa Nestora
Ta książka bada naukę i praktykę oddychania, oferując spostrzeżenia i techniki poprawy zdrowia fizycznego i psychicznego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Paradoks roślin: ukryte zagrożenia w „zdrowej” żywności, które powodują choroby i przyrost masy ciała
przez Stevena R. Gundry'ego
Ta książka bada powiązania między dietą, zdrowiem i chorobami, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kod odpornościowy: nowy paradygmat prawdziwego zdrowia i radykalnego przeciwdziałania starzeniu się
autorstwa Joela Greene'a
Ta książka oferuje nowe spojrzenie na zdrowie i odporność, opierając się na zasadach epigenetyki i oferując spostrzeżenia i strategie optymalizacji zdrowia i starzenia się.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kompletny przewodnik po poście: uzdrawiaj swoje ciało poprzez post przerywany, co drugi dzień i przedłużony
autorstwa dr Jasona Funga i Jimmy'ego Moore'a
Ta książka bada naukę i praktykę postu, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
