Basal Ganglia-funktion og placering

Det basale ganglia er en gruppe af neuroner (også kaldet kerner) placeret dybt inde i de cerebrale halvkugler af hjerne. De basale ganglier består af corpus striatum (en hovedgruppe af basale ganglia-kerner) og beslægtede kerner. De basale ganglier er primært involveret i behandling af bevægelsesrelateret information. De behandler også information relateret til følelser, motiveringer og kognitive funktioner. Basal ganglia-dysfunktion er forbundet med en række lidelser, der påvirker bevægelse, herunder Parkinsons sygdom, Huntington-sygdom og ukontrolleret eller langsom bevægelse (dystoni).

De basale ganglier og beslægtede kerner er karakteriseret som en af ​​tre typer kerner. Input kerner modtage signaler fra forskellige kilder i hjernen. Output kerner sende signaler fra basalganglierne til thalamus. Intrinsiske kerner relæ nervesignaler og information mellem input kerner og output kerner. De basale ganglier modtager information fra hjernebark og thalamus gennem inputkerner. Efter at informationen er behandlet, sendes den videre til iboende kerner og sendes til outputkerner. Fra outputkernerne sendes informationen til thalamus. Thalamus videregiver oplysningerne til hjernebarken.

Corpus striatum er den største gruppe af basale ganglia-kerner. Det består af caudatkernen, putamen, nucleus accumbens og globus pallidus. Caudatkernen, putamen og nucleus accumbens er inputkerner, mens globus pallidus betragtes som outputkerner. Corpus striatum bruger og gemmer neurotransmitteren dopamin og er involveret i hjernens belønningskredsløb.

• Caudate Nucleus: Disse C-formede parrede kerner (en i hver halvkugle) er primært placeret i frontallappen region af hjernen. Kaudatet har et hovedområde, der krummer sig og strækker sig, og danner et aflangt legeme, der fortsætter med at tilspidses ved halen. Caudatets hale ender i tidsmæssig lob ved en limbisk systemstruktur kendt som amygdala. Caudatkernen er involveret i motorisk behandling og planlægning. Det er også involveret i hukommelseslagring (bevidstløs og langvarig), associativ og procedurelæring, hæmmende kontrol, beslutningstagning og planlægning.
• putamen: Disse store afrundede kerner (en i hver halvkugle) er placeret i forhjernen og danner sammen med kaudatkernen ryggstriatum. Putamen er forbundet med caudatkernen ved kaudatets hovedregion. Putamen er involveret i frivillig og ufrivillig motorisk kontrol.
• Nucleus Accumbens: Disse parrede kerner (en i hver halvkugle) er placeret mellem caudatkernen og putamen. Sammen med luftrørknolden (sensorisk behandlingscenter i lugtende cortex), danner nucleus accumbens den ventrale region af striatum. Kernen accumbens er involveret i hjernens belønningskredsløb og adfærdsformidling.
• Globus Pallidus: Disse parrede kerner (en i hver halvkugle) er placeret nær caudatkernen og putamen. Globus pallidus er opdelt i interne og eksterne segmenter og fungerer som en af ​​de største outputkerner i basalganglierne. Det sender information fra basale ganglia-kerner til thalamus. De indre segmenter af pallidus sender størstedelen af ​​output til thalamus via neurotransmitteren gamma-aminobutyric acid (GABA). GABA har en hæmmende effekt på motorisk funktion. De ydre segmenter af pallidus er iboende kerner, der videresender information mellem andre basale ganglia-kerner og indre segmenter af pallidus. Globus pallidus er involveret i reguleringen af ​​frivillig bevægelse.

• Subthalamic nucleus: Disse små parrede kerner er en del af diencephalon, beliggende lige under thalamus. Subthalamiske kerner modtager excitatoriske input fra cerebral cortex og har excitatoriske forbindelser til globus pallidus og substantia nigra. Subthalamiske kerner har både input- og outputforbindelser til caudatkernen, putamen og substantia nigra. Den subthalamiske kerne spiller en vigtig rolle i frivillig og ufrivillig bevægelse. Det er også involveret i associativ læring og limbiske funktioner. Subthalamiske kerner har forbindelser med det limbiske system gennem forbindelser med cingulate gyrus og nucleus accumbens.
• Substantia Nigra: Denne store masse af kerner er placeret i mellemhovedet og er også en del af hjernestamme. Substantia nigra er sammensat af pars compacta og pars reticulata. Pars reticulata-segmentet danner en af ​​de største inhiberende output af basalganglier og hjælper med reguleringen af ​​øjenbevægelser. Pars compacta-segmentet er sammensat af iboende kerner, der videresender information mellem input- og outputkilder. Det er hovedsageligt involveret i motorstyring og koordinering. Pars compacta-celler indeholder pigmenterede nerveceller der producerer dopamin. Disse neuroner fra substantia nigra har forbindelser med det rygglige striatum (caudatkernen og putamen), der forsyner striatum med dopamin. Substantia nigra tjener adskillige funktioner, herunder kontrol af frivillig bevægelse, regulering af humør, læring og aktivitet relateret til hjernens belønningskredsløb.

Dysfunktion af basale ganglia-strukturer resulterer i adskillige bevægelsesforstyrrelser. Eksempler på disse lidelser inkluderer Parkinsons sygdom, Huntington sygdom, dystoni (ufrivillige muskelkontraktioner), Tourette-syndrom og multiple systematrofi (neurodegenerativ lidelse). Basale ganglia-lidelser er ofte et resultat af skade på de dybe hjernestrukturer i basalganglier. Denne skade kan være forårsaget af faktorer som hovedskade, overdosering af medikamenter, carbonmonoxid forgiftning, tumorer, tungmetalforgiftning, slagtilfælde eller leversygdom.

Personer med dysfunktion i basalganglier kan udvise vanskeligheder med at gå med ukontrolleret eller langsom bevægelse. De kan også udvise rysten, problemer med at kontrollere tale, muskelspasmer og øget muskeltonus. Behandling er specifik for årsagens årsag til lidelsen. Dyb hjernestimulering, elektrisk stimulering af målrettede hjerneområder, er blevet anvendt til behandling af Parkinsons sygdom, dystoni og Tourette syndrom.

• Lanciego, José L., et al. “Funktionel neuroanatomi af Basal Ganglia.” Cold Spring Harbor perspektiver inden for medicin, Cold Spring Harbor Laboratory Press, dec. 2012.
• Parr-Brownlie, Louise C. og John N. J. Reynolds. “Basal Ganglia.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 19. juni 2016.
• Wichmann, Thomas og Mahlon R. DeLong. “Deep-Brain Stimulation for Basal Ganglia Disorders.” Basal Ganglia, U.S. National Library of Medicine, 1. juli 2011.