Vidussmadzeņu funkcijas un uzbūve

Vidussmadzeņu struktūras ir mazas, un daudzas no tām ir grūti atšķirt pat attēldiagnostikā, taču katrai ir skaidri nosakāma loma. Melnā viela savu nosaukumu ieguvusi tumšā pigmenta dēļ, kas tās šūnās uzkrājas ar gadiem, un tā patiešām ir saredzama ar neapbruņotu aci smadzeņu griezumā.

Ūdensvads ir šaurākā vieta visā smadzeņu šķidruma ceļā. Tieši tāpēc tas ir visbiežākā iedzimtās hidrocefālijas nosprostojuma vieta.

Vidussmadzenēs sākas divi no trim acu kustību nerviem: acs kustību nervs (nervus oculomotorius) un bloka nervs (nervus trochlearis). Pirmais vada lielāko daļu acs muskuļu, paceļ augšējo plakstiņu un caur veģetatīvo daļu sašaurina zīlīti. Otrais vada vienu vienīgu muskuli, taču tas ir vienīgais galvas nervs, kas smadzeņu stumbru pamet no aizmugures un krusto pusi.

Zīlītes reakcija uz gaismu ir viens no visbiežāk pārbaudītajiem refleksiem medicīnā tieši tāpēc, ka tā ceļš iet caur vidussmadzenēm. Gaisma, kas krīt vienā acī, izraisa abu zīlīšu sašaurināšanos, jo signāls šķērso vidus līniju. Ja viena zīlīte ir paplašināta un nereaģē, tā ir viena no agrīnākajām pazīmēm, ka vidussmadzenes tiek saspiestas, piemēram, pieaugoša asinsizplūduma dēļ.

Skatiens uz augšu un uz leju tiek organizēts vidussmadzeņu jumta rajonā. Ja šis rajons tiek nospiests, piemēram, čiekurveida dziedzera audzēja gadījumā, cilvēks zaudē spēju skatīties uz augšu, zīlītes slikti reaģē uz gaismu, un parādās raksturīgas acs ābolu raustīšanās, kad viņš mēģina skatienu noturēt.

Vidussmadzenēs atrodas divas galvenās dopamīnu ražojošo šūnu grupas. Melnās vielas blīvā daļa sūta izaugumus uz pamata kodoliem un nodrošina kustību sākšanu, ātrumu un plūdumu. Blakus esošais ventrālais pārsega laukums sūta izaugumus uz limbisko sistēmu un pieres garozu un piedalās motivācijā, atalgojuma vērtēšanā un mācīšanās procesos.

Kad melnās vielas šūnas pakāpeniski iet bojā, attīstās Parkinsona slimība. Raksturīgi, ka pirmie simptomi parādās tikai tad, kad bojā gājusi jau ievērojama daļa šo šūnu, jo sistēmai ir liela rezerve. Tipiskās pazīmes ir kustību palēnināšanās, muskuļu stīvums, miera trīce un vēlāk līdzsvara traucējumi.

Tā paša dopamīna ceļa cita zara iesaiste izskaidro, kāpēc daļai zāļu, kas dopamīna darbību nomāc, blakusparādības ir kustību traucējumi, bet vielas, kas dopamīna izdali strauji palielina, rada spēcīgu atkarības potenciālu.

Ap ūdensvadu izvietotā pelēkā viela ir viens no organisma pašam savas pretsāpju sistēmas centriem. No tās nāk lejupejoši signāli, kas muguras smadzeņu līmenī samazina sāpju impulsu pārnesi. Šī sistēma darbojas ar organisma paša opioīdu palīdzību, un tieši uz to iedarbojas opioīdu grupas pretsāpju zāles.

Praktisks šīs sistēmas darbības piemērs ir tas, ka smagas traumas brīdī cilvēks sāpes bieži nejūt un tās parādās tikai vēlāk. Tā nav psiholoģiska izdomāšana, bet fizioloģiska sāpju pārneses nomākšana bīstamā situācijā.

Vidussmadzeņu pārsegā turpinās arī retikulārais veidojums, kas kopā ar tilta un iegarenajām smadzenēm veido nomodu uzturošo sistēmu. Tieši tāpēc vidussmadzeņu bojājumi bieži izraisa samaņas traucējumus, kaut arī pati garoza nav bojāta.

• Zīlītes reakcija uz gaismu ir tiešs vidussmadzeņu darbības rādītājs.
• Skatiens uz augšu un uz leju tiek organizēts vidussmadzeņu jumta rajonā.
• Melnā viela nodrošina kustību sākšanu un vienmērīgu izpildi.
• Ūdensvada apkārtējā pelēkā viela nomāc sāpju signālu pārnesi.
• Retikulārais veidojums uztur nomodu un uzmanības līmeni.
• Augšējie paugurīši pagriež galvu un acis uz negaidītu kustību redzes laukā.

Embrija attīstībā nervu caurules priekšgalā izveidojas trīs pūslīši, un vidējais no tiem ir vienīgais, kas vēlāk nesadalās un saglabā savu sākotnējo nosaukumu. Pārējie divi sadalās, veidojot lielās puslodes un starpsmadzenes no priekšējā pūslīša un tiltu, smadzenītes un iegarenās smadzenes no aizmugurējā.

Vidussmadzeņu dobums attīstības laikā sašaurinās un kļūst par ūdensvadu. Šī sašaurināšanās ir arī vājā vieta: ja kanāls ir pārāk šaurs vai aizaug, smadzeņu šķidrums uzkrājas virs šķēršļa un izplešas kambari. Jaundzimušajam tas izpaužas ar galvas apkārtmēra strauju pieaugumu, jo galvaskausa kauli vēl nav saauguši.

Ar gadiem melnās vielas šūnu skaits pakāpeniski samazinās arī veseliem cilvēkiem, un tajās uzkrājas pigments. Tieši tāpēc vieglas kustību palēnināšanās vecumā ir sagaidāmas, bet izteikta vienpusēja trīce, stīvums vai gaitas izmaiņas nav normāla novecošana un ir jāparāda ārstam.

Biežākie vidussmadzeņu bojājumu cēloņi ir insults, audzēji, demielinizējošas slimības, traumas un pakāpeniski noritošas deģeneratīvas slimības. Tā kā struktūras ir blīvi sakārtotas, bojājumi rada raksturīgas simptomu kopas, kuras neirologs spēj atpazīt izmeklēšanas laikā.

Attēldiagnostikā izvēles metode ir magnētiskā rezonanse, jo datortomogrāfijā smadzeņu stumbrs ir slikti redzams kaulu artefaktu dēļ. Parkinsona slimības un tai līdzīgu stāvokļu nošķiršanai dažkārt izmanto īpašu kodolmedicīnas izmeklējumu, kas parāda dopamīna pārnesēju daudzumu pamata kodolos.

1. Neiroloģiskā izmeklēšana ar galvas nervu, zīlīšu, acu kustību un gaitas vērtējumu.
2. Redzes lauku un acu kustību precizēta pārbaude, ja ir dubultredze.
3. Galvas magnētiskā rezonanse, vajadzības gadījumā ar kontrastvielu.
4. Asinsvadu izmeklēšana, ja ir aizdomas par insultu vai asinsvada sašaurinājumu.
5. Muguras smadzeņu šķidruma izmeklēšana, ja domā par iekaisīgu vai demielinizējošu cēloni.
6. Kustību traucējumu gadījumā papildus dopamīna sistēmas attēlveidošana pēc neirologa ieteikuma.

Acs plakstiņa nolaišanos un dubultredzi mēdz uzskatīt par acu slimību un doties pie acu ārsta, lai gan cēlonis var būt smadzeņu stumbrā. Savukārt kustību palēnināšanos gados vecākiem cilvēkiem bieži noraksta uz vecumu.

Miera trīce, kas mazinās kustības laikā, un kustību trīce, kas parādās tieši darbojoties, ir divas dažādas parādības ar dažādiem cēloņiem. Pirmā biežāk saistīta ar melno vielu, otrā ar citu sistēmu. Nošķiršana notiek izmeklēšanas laikā, nevis pēc apraksta.

Kopsavilkumos vidussmadzenes bieži tiek pieminētas garāmejot kā pārejas posms. Praksē tās ir vieta ar vislielāko funkciju blīvumu uz tilpuma vienību visā centrālajā nervu sistēmā. Lielo puslodju garozā līdzīga izmēra bojājums var palikt gandrīz nepamanīts, bet vidussmadzenēs tas skar vairākus dažādus ceļus vienlaikus.

Otra būtiska doma ir tā, ka refleksi, kurus ārsts pārbauda pie gultas, nav rituāls. Zīlītes reakcija, acu kustību pārbaude un acu novietojums ir tieši vidussmadzeņu darbības rādītāji, un smagā stāvoklī tie sniedz informāciju arī tad, kad cilvēks nevar runāt un izpildīt norādījumus. Tieši tāpēc šīs vienkāršās pārbaudes intensīvajā terapijā tiek atkārtotas regulāri.

Visbeidzot, vidussmadzenes ir viens no retajiem piemēriem, kur viena šūnu kopa ar vienu signālvielu vienlaikus nosaka gan kustību plūdumu, gan motivāciju. Šī pārklāšanās izskaidro, kāpēc Parkinsona slimības gadījumā līdzās kustību traucējumiem bieži parādās arī iniciatīvas zudums un noskaņojuma pārmaiņas, kas nav vienkārši reakcija uz diagnozi, bet paša slimības procesa daļa.