Pelēkā viela: kur tā atrodas un ko tā dara

Atšķirība nav tikai anatomiska, bet arī klīniska: slimības, kas skar galvenokārt vienu vai otru, izpaužas atšķirīgi. Pelēkās vielas bojājums biežāk dod izkritumus konkrētā funkcijā un krampjus, baltās vielas bojājums biežāk dod pārraides palēnināšanos, atvienošanās parādības un kustību koordinācijas traucējumus.

Arī attēldiagnostikā abas atšķiras. Magnētiskās rezonanses attēlā tās ir skaidri nošķiramas, un tieši robežas izzušana ir viena no agrīnākajām pazīmēm, ka audiem trūkst asinsrites.

Lielo smadzeņu virsmu klāj garoza (cortex cerebri), plāna, bet ļoti plaša kārta, kas salocīta vagās un vijumos. Tieši locīšana ļauj lielu virsmas laukumu ietilpināt ierobežotā galvaskausa tilpumā, un tā ir viena no cilvēka smadzeņu raksturīgākajām iezīmēm.

Zem garozas, baltās vielas dziļumā, atrodas kodolu grupas. Bazālie kodoli piedalās kustību izvēlē un sākšanā, talāms ir gandrīz visas uz garozu ejošās informācijas pārsēdināšanās vieta, hipotalāms regulē hormonus, temperatūru, badu un slāpes.

Smadzenīšu garoza ir atsevišķi minama, jo tās uzbūve ir citāda nekā lielo smadzeņu garozai, ar mazāk kārtām un ļoti regulāru šūnu izkārtojumu. Smadzeņu stumbrā pelēkā viela ir sadrumstalota atsevišķos kodolos, no kuriem sākas galvas smadzeņu nervi un kuros atrodas elpošanas un asinsrites regulēšanas centri.

• Smadzeņu garoza: uztvere, kustību plānošana, valoda, atmiņa, lēmumu pieņemšana.
• Smadzenīšu garoza: kustību precizitāte, laika un secības regulēšana.
• Bazālie kodoli: kustību izvēle, ieradumu veidošanās.
• Talāms: informācijas plūsmas sadale uz garozu.
• Hipotalāms un smadzeņu stumbra kodoli: dzīvības pamatfunkciju regulēšana.

Muguras smadzeņu šķērsgriezumā pelēkā viela atrodas centrā un pēc formas atgādina tauriņu vai burtu H. To iedala priekšējos, aizmugurējos un daļā līmeņu arī sānu ragos.

Aizmugurējos ragos ienāk jutīgā informācija no ķermeņa, un tur notiek pirmā tās apstrāde, tostarp sāpju signālu pastiprināšana vai vājināšana. Priekšējos ragos atrodas kustību neironi, no kuriem aksoni iet tieši uz muskuļiem. Sānu ragos krūšu daļā atrodas veģetatīvās nervu sistēmas šūnas.

Šis izkārtojums izskaidro vairākas raksturīgas slimību ainas. Priekšējo ragu šūnu bojājums, kāds notiek poliomielītā vai daļā motoro neironu slimību, dod vaļēju muskuļu vājumu bez jutības traucējumiem. Turpretī bojājums pelēkās vielas centrālajā daļā var pārtraukt tikai tās šķiedras, kas tur krustojas, radot jutības zudumu joslveida apvidū, saglabājot pārējo.

Augļa attīstībā neironi rodas pie smadzeņu kambaru sienas un pēc tam pārvietojas uz āru, veidojot garozas kārtas no iekšpuses uz ārpusi. Ja šī pārvietošanās tiek traucēta, neironu grupas paliek nepareizā vietā, un šādi pārvietošanās traucējumi ir viens no bērnu epilepsijas cēloņiem.

Pēc dzimšanas sinapšu skaits strauji pieaug, un bērnībā to ir vairāk, nekā būs pieaugušajam. Pusaudža gados notiek pretējs process, kurā mazāk izmantotās sinapses tiek likvidētas, bet izmantotās nostiprinātas. Vienlaikus turpinās baltās vielas mielinizācija, kas nobeidzas krietni vēlāk, nekā parasti iedomājas.

Pieaugušā vecumā pelēkās vielas apjoms pakāpeniski samazinās, un šis process ir normāls, ja tas notiek lēni un nav saistīts ar funkcijas zudumu. Straujš samazinājums noteiktos apgabalos kopā ar simptomiem jau ir slimības pazīme, un tieši šī atšķirība starp normālu novecošanu un slimību ir viens no grūtākajiem uzdevumiem neiroloģijā.

Tā kā pelēkajā vielā ir daudz sinapšu un liela vielmaiņas aktivitāte, tā ir īpaši jutīga pret skābekļa trūkumu. Asinsrites pārtraukumā tās šūnas iet bojā ātrāk nekā baltās vielas aksoni, un tieši tāpēc insulta gadījumā laiks ir izšķirošs.

Epilepsija gandrīz vienmēr rodas pelēkajā vielā, jo tieši tur ir savienojumi, kas var sinhronizēties. Baltā viela pati krampjus neģenerē, lai gan var noteikt, cik plaši tie izplatās.

Neirodeģeneratīvajās slimībās tiek skarti noteikti pelēkās vielas apgabali. Alcheimera slimībā agrīni cieš deniņu daivas iekšējā daļa, kas ir atmiņas veidošanai nepieciešama; Parkinsona slimībā iet bojā melnās vielas šūnas; Hantingtona slimībā cieš bazālie kodoli.

Ar šīm slimībām nodarbojas neirologs, epilepsijas gadījumā bieži kopā ar neiroķirurgu un neirofiziologu, bet uzvedības un izziņas traucējumu gadījumā iesaistās arī psihiatrs un neiropsihologs.

• Insults: strauja pelēkās vielas bojāeja skartajā asinsvada baseinā.
• Epilepsija: patoloģiska neironu grupu sinhronizācija garozā vai kodolos.
• Alcheimera slimība: garozas atrofija ar sākumu atmiņas apgabalos.
• Parkinsona slimība: dopamīnu ražojošo šūnu bojāeja melnajā vielā.
• Traumatisks smadzeņu bojājums: gan tiešs garozas bojājums, gan aksonu bojājums baltajā vielā.
• Neironu pārvietošanās traucējumi: iedzimta pelēkās vielas nepareiza atrašanās, bieži ar krampjiem.

Galvenā metode ir magnētiskās rezonanses izmeklējums, kas skaidri nošķir pelēko un balto vielu un ļauj gan redzēt bojājumus, gan izmērīt apgabalu apjomu. Speciālas apstrādes metodes ļauj salīdzināt pelēkās vielas apjomu ar vecumam atbilstošiem datiem, un tās izmanto gan pētniecībā, gan demences diagnostikā.

Datortomogrāfija ir ātrākā metode neatliekamā situācijā. Tajā agrīna asinsrites pārtraukuma pazīme ir tieši robežas izzušana starp pelēko un balto vielu skartajā apgabalā, jo pelēkā viela uzbriest un zaudē savu blīvuma atšķirību.

Funkcionālos izmeklējumos vērtē nevis uzbūvi, bet darbību: funkcionālā magnētiskā rezonanse mēra asins plūsmas izmaiņas aktivētajos garozas apgabalos, pozitronu emisijas tomogrāfija mēra vielmaiņu vai noteiktu olbaltumvielu uzkrāšanos, bet elektroencefalogrāfija reģistrē garozas elektrisko darbību un ir galvenā metode epilepsijas izmeklēšanā.

1. Neiroloģiskā izmeklēšana: kustības, jutība, refleksi, valoda, izziņa.
2. Neatliekamā situācijā datortomogrāfija, lai izslēgtu asiņošanu un novērtētu agrīnas išēmijas pazīmes.
3. Magnētiskās rezonanses izmeklējums precīzai bojājuma vietas un apjoma noteikšanai.
4. Elektroencefalogrāfija, ja ir aizdomas par krampjiem.
5. Neiropsiholoģiskā izmeklēšana izziņas funkciju novērtēšanai.
6. Atkārtoti izmeklējumi laika gaitā, ja svarīga ir izmaiņu dinamika.

Sarunvalodā pelēkās šūnas ir kļuvušas par prāta sinonīmu, un no tā izriet priekšstats, ka vairāk pelēkās vielas nozīmē lielākas spējas. Attiecība starp apjomu un funkciju ir daudz sarežģītāka: nozīme ir savienojumu organizācijai, nevis tikai audu daudzumam, un liela daļa attīstības ir tieši liekā likvidēšana, nevis pievienošana.

Otrs pārpratums ir domāt, ka baltā viela ir mazsvarīga. Daudzas izziņas grūtības, it īpaši vecumā, rodas tieši no baltās vielas sīko asinsvadu bojājuma, kas traucē apgabaliem savā starpā sazināties, kaut arī paši apgabali ir neskarti.

Trešais ir priekšstats, ka nervu šūnas nekad neatjaunojas. Mūsdienās ir zināms, ka atsevišķos apgabalos jaunu neironu veidošanās pieaugušajam ir iespējama, taču tās apjoms un nozīme cilvēkam joprojām tiek pētīta, un ar to nepietiek, lai kompensētu plašu bojājumu.

Pirmais ir enerģijas jautājums. Smadzenes kopumā patērē daudz vairāk enerģijas, nekā to liktu domāt to masa, un lielākā daļa no šī patēriņa notiek tieši pelēkajā vielā, galvenokārt sinapšu darbības uzturēšanai. Tieši tāpēc smadzeņu darbību var attēlot, mērot asins plūsmu vai glikozes patēriņu: aktivitāte un vielmaiņa ir cieši saistītas.

Otrais ir tas, ka garozas locīšana nav nejauša. Vagas un vijumi vairumam cilvēku atkārtojas līdzīgā rakstā, un tas ļauj ķirurgiem un radiologiem orientēties, bet smalkākā līmenī katra cilvēka raksts ir individuāls, gluži kā pirkstu nospiedumi. Tieši tāpēc pirms operācijas tuvu svarīgiem apgabaliem funkcijas vietu nosaka katram pacientam atsevišķi.

Trešais ir robežas jēdziens. Pelēkās un baltās vielas robeža ir arī vieta, kur vairākās slimībās vispirms parādās izmaiņas, jo tur mainās audu īpašības un asinsvadu uzbūve. Traumā tieši šajā robežā notiek aksonu bojājums, kad smadzeņu audi ar atšķirīgu blīvumu paātrinājuma brīdī kustas ar nedaudz atšķirīgu ātrumu.