Basal ganglia: Difference between revisions
Feedback

From WikiLectures

No edit summary
Tag: Manual revert
mNo edit summary
 
(27 intermediate revisions by one other user not shown)
Line 1: Line 1:
'''Bazální ganglia''' (''nuclei basales'') jsou součástí šedé hmoty [[přední mozek|koncového mozku]] zevně od [[Thalamus|thalamu]], zanořené do bílé mozkové hmoty. Jedná se o vývojově staré struktury. Uplatňují se při vytváření a řízení pohybu, podílejí se také na kognitivních funkcích a funkcích [[Limbický systém|limbického systému]].
'''Basal ganglia''' (''nuclei basales'') are part of the gray matter of the [[endbrain]] outside the [[thalamus]], immersed in the white matter of the brain. These are developmentally old structures. They are used in the creation and control of movement, they are also involved in cognitive functions and the functions of the [[limbic system]].


==Morfologie==
==Morphology==
[[Soubor:BG1.jpeg|thumb|right|400px|BG a jejich propojení]]
[[File:BG1.jpeg.jpeg|thumb|right|400px|BG and their connection]]
Morfologicky patří mezi bazální ganglia především '''velká jádra v bazální části telencephala'''. Jsou to<ref name="kachlik">{{Citace
Morphologically, the basal ganglia primarily include '''large nuclei in the basal part of the telencephalon'''. They are<ref name="kachlik">KACHLÍK, David. ''Telencephalon''  [lecture on the subject Anatomy, field of General Medicine, 3rd Faculty of Medicine, Charles University]. Prague. 29 March 2011. Also available from < <nowiki>http://old.lf3.cuni.cz/anatomie/cns_telencephalon_prednaska.zip</nowiki> >. {{Citace
| typ = přednáška
| typ = přednáška
| příjmení = Kachlík
| příjmení = Kachlík
Line 17: Line 17:
}}</ref>:
}}</ref>:


:*'''nucleus caudatus'''; - dlouhé, obloukovitě uložené do tvaru C, laterálně od boční komory, široká hlava - caput, směřuje vzhůru jako corpus a pokračuje dorzolaterálně jako cauda
:*'''caudate nucleus'''; - long, arched C-shaped, lateral to the lateral ventricle, broad head - caput, directed upwards as corpus and continues dorsolaterally as cauda
:*'''putamen -''' laterální a bazální od nc. caudatus
:*'''putamen -''' lateral and basal from nc. caudatus
:*'''globus pallidus''' – rozdělujeme jej na:
:*'''globus pallidus''' – we divide it into:
:**''globus pallidus medialis'' (pallidum internum) – výstup (output) bazální ganglion;
:**''globus pallidus medialis'' (pallidum internum) – output basal ganglion;
:**''globus pallidus lateralis'' (pallidum externum) – vmezeřené (intrinsic) bazální ganglion.
:**''globus pallidus lateralis'' (pallidum externum) – vintrinsic basal ganglion.
<gallery><center>
<gallery><center>
Soubor:Caudate_nucleus.png|Nucleus caudatus
File:Caudate_nucleus.png|Nucleus caudatus
Soubor:Putamen.png|thumb|Putamen
File:Putamen.png|thumb|Putamen
Soubor:Globus pallidus.png|Globus pallidus
File:Globus pallidus.png|Globus pallidus
</gallery></center>
</gallery>
''Nucleus caudatus'' je spolu s ''putamen'' označován jako '''''corpus striatum''''' a putamen spolu s globus pallidus pak tvoří '''''nucleus lentiformis.'''''
The ''Nucleus caudatus'' together with the ''putamen'' is referred to as the '''''corpus striatum''''' and the putamen together with the globus pallidus forms the '''''nucleus lentiformis.'''''


''Striatum'' se dělí na : '''striatum ventrale''' - rostrální část, '''nc. accumbens + tuberculum olfactorium''', důležitý při pocitu eufórie, spokojnosti
The ''Striatum'' is divided into: '''striatum ventrale''' - rostral part, '''nc. accumbens + tuberculum olfactorium''', important in the feeling of euphoria, satisfaction


'''striatum dorsale''' -větší část, končí zde vlákna přicházející z jiných částí do bazálních jader
'''striatum dorsale''' - larger part, the fibers coming from other parts to the basal nuclei end here


''Pallidum'' se dělí na : '''pallidum ventrale''' - menší, přední část, pod ''commissura anterior''
''Pallidum'' is divided into: '''pallidum ventrale''' - smaller, front part, under the ''commissura anterior''


'''pallidum dorsale''' - větší část nad commissura anterior
'''pallidum dorsale''' - the larger part above the anterior commissure


Název je odvozen od pruhů (''striae'') šedé hmoty, které tato dvě jádra propojují skrze bílou hmotu ''[[capsula interna]]''.
The name is derived from the stripes ( striae ) of gray matter that connect these two nuclei through the white matter of the ''[[capsula interna]]''.


Vývojově patří k bazálním gangliím také ''[[corpus amygdaloideum]]'', které je však z funkčního hlediska řazeno spíše k limbickému systému.<ref name="kachlik" />
Developmentally, the''[[corpus amygdaloideum]]''also belongs to the basal ganglia, which, however, from a functional point of view is more closely related to the limbic system.<ref name="kachlik" />


;Dráhy bazálních jader
;Pathways of the basal nuclei
* ''Korový okruh'' - spojují se s kůrou telencefala
* ''Cortical circuit'' - they connect with the cortex of the telencephalon
** senzomotorický - jedna část vláken spojuje bazální jádra obousměrně s motorickými a senzitivními
** sensorimotor- one part of the fibers connects the basal nuclei bidirectionally with motor and sensitive ones
** asociační okruh
** association circle
* ''Limbický okruh''
* ''Limbic circuit''
* ''Mimokorové dráhy'' - směřují do mozkového kmene ke strukturám, ze kterých sestupují extrapyramidové dráhy (tectum, nc. ruber, formatio reticularis..)
* ''Extracortical pathways'' - smlead to the brainstem to the structures from which the extrapyramidal pathways descend (tectum, nc. ruber, formatio reticularis..)
[[Soubor:Bazální ganglia.jpg|náhled|330x330pixelů|Bazální ganglia]]
[[Soubor:Bazální ganglia.jpg|náhled|330x330pixelů|Bazální ganglia]]
Dále popisujeme<ref name="druga">{{Citace
Next we describe<ref name="druga">GRIM, Miloš and Rastislav DRUGA. ''Basics of anatomy: 5. Anatomy of body regions. ''1st edition. Prague: Galén, 2008.  <nowiki>ISBN 978-80-7262-179-8</nowiki> .{{Citace
| typ = kniha
| typ = kniha
| isbn = 978-80-7262-179-8
| isbn = 978-80-7262-179-8
Line 63: Line 63:
}}</ref>:
}}</ref>:


*'''substantia innominata ''Reicherti''''' – skupina struktur bazálně od bazálních ganglií skládající se z
*'''substantia innominata ''Reicherti''''' – a group of structures basal to the basal ganglia consisting of
**''striatum ventrale'' / ''nucleus accumbens'' – ventrální části striata;
**''striatum ventrale'' / ''nucleus accumbens'' – ventral parts of the striatum;
**''pallidum ventrale'' – ventrální části ''globus pallidus'';
**''pallidum ventrale'' – ventral part of the ''globus pallidus'';
**rostrálních (mediálních a centrálních) jader ''corpus amygdaloideum'';<ref name="kachlik" />
**rostral (medial and central) nuclei of the ''corpus amygdaloideum'';<ref name="kachlik" />
**''nucleus basalis Meynerti'' – rozptýlená šedá hmota tvořená neurony produkujícími acetylcholin;
**''nucleus basalis Meynerti'' – scattered gray matter formed by neurons producing acetylcholine;
*'''nucleus subthalamicus (corpus Luysi)''' – jádro uloženo v [[Subthalamus|subthalamu]] bazálně od ''zona incerta'', zapojené jako tzv. ''intrinsic'' (vmezeřené) jádro do okruhu bazálních ganglií;
*'''nucleus subthalamicus (corpus Luysi)''' – a nucleus located in the [[Subthalamus|subthalamu]] basally from ''zona incerta'', involved as a so-called ''intrinsic'' (intermediate) nucleus in the circuit of the basal ganglia;
*'''substantia nigra''' – tmavé jádro uložené v [[Střední mozek|mesencefalu]]. Rozlišujeme:
*'''substantia nigra''' – a dark nucleus located in the [[mesencephalon]]. We distinguish:
**''pars compacta'' – [[Monoaminergní jádra|monoaminergní jádro]] produkující dopamin pro ''corpus striatum'' (A9 v systému monoaminergních jader);
**''pars compacta'' – dopamine-producing [[monoaminergic nucleus]] for the  ''corpus striatum'' (A9 in the system of monoaminergic nuclei);
**''pars reticularis'' – output (výstupní) bazální ganglion.
**''pars reticularis'' – output basal ganglion.


==Funkce==
==Function==


Bazální ganglia jsou zapojena do okruhu. Obecné schéma je: '''kůra vstupní bazální ganglion → výstupní bazální ganglion → thalamus → kůra'''. Rozdělení bazálních ganglií podle zapojení<ref name="kachlik" /><ref name="3lf">{{Citace
The basal ganglia are involved in a circuit. The general scheme is: '''cortex input basal ganglion → output basal ganglion → thalamus → cortex'''. Division of basal ganglia according to involvement <ref name="kachlik" /><ref name="3lf">{{Citace
| typ = web
| typ = web
| korporace = Ústav anatomie 3. LF UK
| korporace = Ústav anatomie 3. LF UK
Line 81: Line 81:
| název = Zapojení bazálních ganglií
| název = Zapojení bazálních ganglií
| citováno = 2011-05-23
| citováno = 2011-05-23
}}</ref>:
}}Institute of Anatomy 3. LF UK. ''Basal ganglia involvement''  [online]. [feeling. 2011-05-23]. < <nowiki>http://old.lf3.cuni.cz/anatomie/cns_telencephalon_zapojeni.htm</nowiki> >.</ref>:


*'''vstupní (input) bazální ganglia:'''
*'''basal ganglia input:'''
**přijímají informace z mozkové kůry;
**they receive information from the cerebral cortex;
**jejich neurony jsou inhibiční (mediátor [[GABA]]);
**their neurons are inhibitory ( GABA mediator );
**corpus striatum (ncl.&nbsp;caudatus, putamen, striatum ventrale = ncl.&nbsp;accumbens septi);
**corpus striatum (ncl.&nbsp;caudatus, putamen, striatum ventrale = ncl.&nbsp;accumbens septum);
*'''výstupní (output) bazální ganglia:'''
*'''output basal ganglia:'''
**vysílají informace přes thalamus do mozkové kůry či přímo do [[Mozkový kmen|mozkového kmene]] ([[retikulární formace]]);
**they send information via the thalamus to the cerebral cortex or directly to the [[ brainstem brainstem]] ([[reticular formation]]);
**jejich neurony jsou také inhibiční (GABA);
**their neurons are also inhibitory (GABA);
**globus pallidus medialis, pallidum ventrale (→ kůra) a substantia nigra, pars reticularis (→ kmen);
**globus pallidus medialis, pallidum ventrale (→ cortex) and substantia nigra, pars reticularis (→ trunk);
*'''vmezeřená (intrinsic) bazální ganglia:'''
*'''intrinsic basal ganglia:'''
**převádějí informace mezi vstupními a výstupním jádry v tzv. nepřímé dráze;
**they transfer information between input and output cores in the so-called indirect path;
***globus pallidus lateralis (inhibiční neurony – GABA);
***globus pallidus lateralis (inhibitory neurons – GABA);
***ncl.&nbsp;subthalamicus (excitační neurony – [[glutamát]]);
***ncl.&nbsp;subthalamicus (excitatory neurons – [[glutamate]]);
**modulují aktivitu corpus striatum a přímé/nepřímé dráhy prostřednictvím [[dopamin]]u – pars compacta substantiae nigrae.
**they modulate the activity of the corpus striatum and direct/indirect pathways via [[dopamine]] – pars compacta substantiae nigrae.


Na základě toho, z jaké korové oblasti přicházejí podněty do okruhu bazálních ganglií, jaká jádra se uplatňují jako vstupní a výstupní a do jaké [[funkční korové oblasti]] směřuje následně projekce, popisujeme čtyři '''kličky bazálních ganglií'''.
Based on which cortical area the stimuli come to the basal ganglia circuit, which nuclei are used as input and output, and which [[functional cortical area the]] projection then goes to, we describe the four '''loops of the basal ganglia'''.


===Kličky bazálních ganglií===
===Loops of the basal ganglia===
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! width="120px" |
! width="120px" |
! width="170px" |Kůra
! width="170px" |Bark
! width="110px" |→Vstupní BG →
! width="110px" |→ Intup BG →
! width="170px" |→ Výstupní BG →
! width="170px" |→ Outup BG →
! width="170px" |→ [[Thalamus|Jádra thalamu]] →
! width="170px" |→ [[Nuclei of the thalamus]] →
! width="170px" |→ Kůra
! width="170px" |→ Bark
! width="120px" |Funkce
! width="120px" |Function
|-
|-
!Senzorimotorická
!Sensorimotor
|primární motorická (4), premotorická a suplementární motorická (6), somatosenzitivní (3, 1, 2)||putamen||globus pallidus medialis, substantia nigra − pars ret.||ncl.&nbsp;ventrales anteriores (VA) (ncl.&nbsp;ventrales laterales (VL))||suplementární motorická (6)||základní motorické vzorce
|primary motor (4), premotor and supplementary motor (6), somatosensitive (3, 1, 2)||putamen||globus pallidus medial, substantia nigra - part ret.
|ncl. anterior ventrals (VA) (ncl. lateral ventrals (VL))
|supplementary motor (6)
|basic motor patterns
|-
|-
!Okulomotorická
!Oculomotorics
|frontální okohybné pole (8), prefrontální, sekundární zraková (18, 19)||ncl.&nbsp;caudatus||globus pallidus medialis, substantia nigra − pars ret.||ncl.&nbsp;ventrales anteriores (VA) ncl.&nbsp;mediodorsales (MD)||frontální okohybné pole (8)||motorika oční koule
|frontal oculomotor field (8), prefrontal, secondary visual (18, 19)
|ncl.&nbsp;caudatus||globus pallidus medial, substantia nigra - part ret.
|ncl. anterior ventrals (VA) ncl. mediodorsals (MD)
|frontal oculomotor field (8)
|motor of the eyeball
|-
|-
!Asociační
!Associational
|prefrontální, zadní parietální, premotorická (6)||caput ncl.&nbsp;caudati||globus pallidus medialis, substantia nigra − pars ret.||ncl.&nbsp;ventrales anteriores (VA) ncl.&nbsp;mediodorsales (MD)||prefrontální (6)||prostorová paměť
|prefrontal, posterior parietal, premotor (6)
|head ncl tailed
|globus pallidus medial, substantia nigra - part ret.
|ncl. anterior ventrals (VA) ncl. mediodorsals (MD)
|prefrontal (6)
|spatial memory
|-
|-
!Limbická
!Limbic
|orbitofrontální (11, 12, 47), limbické korové oblasti (hippokampální formace, gyrus cinguli)||striatum ventrale (ncl.&nbsp;accumbens), caput ncl.&nbsp;caudati||pallidum ventrale||ncl.&nbsp;mediodorsales (MD) (ncl.&nbsp;ventrales anteriores (VA))||orbitofrontální (11, 12, 47), area cincularis ant.||motorická odpověď limbického systému
|orbitofrontal (11, 12, 47), limbic cortical areas (hippocampal formation, gyrus cinguli)
|ventral striatum (ncl. accumbens), head ncl. tailed
|ventral pale
|ncl. mediodorsales (MD) (ncl. ventral anteriors (VA))
|orbitofrontal (11, 12, 47), area cincularis ant.
|motor response of the limbic system
|-
|-
|}<ref name="kachlik" /><ref name="3lf" /><ref name="druga" />
|}<ref name="kachlik" /><ref name="3lf" /><ref name="druga" />


===Přímá a nepřímá dráha===
===Direct and indirect track===
Bazální ganglia jsou v okruhu zapojena do '''přímé a nepřímé dráhy'''. V případě senzomotorické kličky je tvoří<ref name="druga" />:
The basal ganglia are involved in the circuit in the '''direct and indirect pathways'''. In the case of a sensorimotor loop, they consist of[<ref name="druga" />:
 
*přímá dráha: '''kůra – striatum – globus pallidus medialis (pallidum internum) – thalamus – kůra''';
*nepřímá dráha: '''kůra – striatum – globus pallidus lateralis (pallidum externum) – ncl.&nbsp;subthalamicus – globus pallidus medialis – thalamus – kůra'''.
 


*direct path: '''cortex – striatum – globus pallidus medialis (pallidum internum) – thalamus – cortex''';
*indirect track: '''cortex– striatum – globus pallidus lateralis (pallidum externum) – ncl.&nbsp;subthalamicus – globus pallidus medialis – thalamus – cortex'''.


Bazální ganglia se podílejí na řízení motorických funkcí a částečně i na kognitivních funkcích. Na motoriku mají obecně tlumivý vliv – jednak ''zpětnovazebně'' přímým působením na neurony motorické kůry a jednak ''dopředně'' tlumením korových podnětů prostřednictvím [[retikulární formace]].
The basal ganglia are involved in the control of motor functions and partly also in cognitive functions. They generally have a dampening effect on motor skills - on the one hand, through a direct ''feedback effect on the neurons of the motor cortex, '' and on the other hand, by ''forward'' damping of cortical stimuli through the [[reticular formation]].


===Úloha bazálních ganglií v řízení motoriky===
===The role of the basal ganglia in motor control===
Bazální ganglia se významně podílejí na řízení motoriky. Aktivují se před zahájením pohybu, podílejí se tedy pravděpodobně na jeho plánování.<ref name="ganong">{{Citace
The basal ganglia play an important role in motor control. They are activated before the start of the movement, so they probably participate in its planning. <ref name="ganong">Institute of Anatomy 3. LF UK. ''Basal ganglia involvement''  [online]. [feeling. 2011-05-23]. < <nowiki>http://old.lf3.cuni.cz/anatomie/cns_telencephalon_zapojeni.htm</nowiki> >.</ref> Uhey are also said to be involved in the control of complex movement patterns, such as writing, playing with a ball or speaking.<ref name="guyton">GUYTON, Arthur C and John E HALL. ''Textbook of Medical Physiology. ''11th edition. Elsevier, 2006. 1104 p. 11; <nowiki>ISBN 978-0-7216-0240-0</nowiki> .{{Citace
| typ = kniha
| isbn = 80-7262-311-7
| příjmení1 = Ganong
| jméno1 = William F
| titul = Přehled lékařské fyziologie
| vydání = 20
| místo = Praha
| vydavatel = Galén
| rok = 2005
| rozsah = 890
}}</ref> Uvádí se také, že se podílejí na kontrole složitých pohybových vzorců, jako je např. psaní, hra s míčem či řeč.<ref name="guyton">{{Citace
| typ = kniha
| typ = kniha
| isbn = 978-0-7216-0240-0
| isbn = 978-0-7216-0240-0
Line 160: Line 164:
}}</ref>
}}</ref>
[[Soubor:BG zapojení.png|Zapojení bazálních ganglií|thumb]]
[[Soubor:BG zapojení.png|Zapojení bazálních ganglií|thumb]]
Informace přicházející z především z motorických a somatosenzitivních oblastí mozkové kůry vstupují do '''putamen'''. Dále pokračují<ref name="druga" />:
Information coming from primarily motor and somatosensitive areas of the cerebral cortex enters the '''putamen'''. They continue<ref name="druga" />:


*'''přímou drahou''': putamen inhibuje pomocí GABA globus pallidus medialis. Globus pallidus medialis je také inhibiční, svou vysokou spontánní aktivitou tlumí thalamus (GABA). Je-li samo inhibováno, tlumení thalamu je sníženo a ten excitačně (pomocí glutamátu) působí na mozkovou kůru (především suplementární motorickou oblast). Zvýšená aktivita v této dráze má tedy za následek vyšší pohybovou aktivitu. Její funkcí je proto '''podpora pohybů'''.
*'''direct pathway''': the putamen inhibits the globus pallidus medialis with GABA. Globus pallidus medialis is also inhibitory, with its high spontaneous activity dampens the thalamus (GABA). If it is itself inhibited, the inhibition of the thalamus is reduced and it acts excitatory (with the help of glutamate) on the cerebral cortex (mainly the supplementary motor area). Increased activity in this pathway therefore results in higher locomotor activity. Its function is therefore to '''support movements'''.
*'''nepřímou drahou''': putamen inhibuje pomocí GABA globus pallidus lateralis. Tím je utlumen jeho inhibiční vliv na ncl.&nbsp;subthalamicus, které tak excituje přes glutamát globus pallidus medialis. Inhibice thalamu jeho prostřednictvím vzrůstá a excitační vliv na mozkovou kůru je utlumen. Nepřímá dráha slouží především k potlačení nechtěných pohybů. V případě její zvýšené aktivity dochází k '''potlačení pohybů'''.
*'''indirect pathway''': the putamen inhibits the globus pallidus lateralis with GABA. This reduces its inhibitory effect on ncl. subthalamicus, which thus excites the globus pallidus medialis via glutamate. The inhibition of the thalamus through it increases and the excitatory effect on the cerebral cortex is dampened. The indirect path is mainly used to suppress unwanted movements. In the case of its increased activity,'''movements are suppressed'''.


[[Soubor:C7D53B82-71A0-4573-8C2C-DACDE7437A6A.jpeg|right|thumb|350px|Přímá a nepřímá dráha BG]]
[[Soubor:C7D53B82-71A0-4573-8C2C-DACDE7437A6A.jpeg|right|thumb|350px|Přímá a nepřímá dráha BG]]


Druhé výstupní ganglion – pars reticularis substantiae nigrae – se uplatňuje v přenosu signálů přímo do mozkového kmene a retikulární formace a dále do tzv. [[Mimopyramidové dráhy|mimopyramidových sestupných drah]].
The second output ganglion – pars reticularis substantiae nigrae – is used in the transmission of signals directly to the brainstem and reticular formation and further to the so-called [[extrapyramidal descending pathways]].


Aktivita v obou drahách by měla být v rovnováze. V případě jejího narušení dochází k hyperkinetickým, popř. hypokinetickým poruchám. Na modulaci aktivity jednotlivých drah má zásadní vliv pars compacta substatiae nigrae působením '''[[dopamin]]u'''. Ten:
Activity in both pathways should be in balance. In the event of its disruption, hyperkinetic or hypokinetic disorders. The pars compacta substatiae nigrae has a major influence on the modulation of the activity of individual pathways through the action of '''[[dopamine]]'''. The:


*přes D<sub>1</sub> receptory zvyšuje aktivitu v přímé dráze;
*via D<sub>1</sub> receptors increases activity in the direct pathway;
*přes D<sub>2</sub> receptory snižuje aktivitu v nepřímé dráze.<ref name="ganong" />
*through D<sub>2</sub> receptors, it reduces the activity in the indirect pathway.<ref name="ganong" />


Oslabení dopaminergního vlivu v případě degenerace dopaminergních neuronů substantia nigra má za následek zvýšenou aktivitu v nepřímé dráze vedoucí k hypokinezi (Parkinsonova choroba).
Weakening of dopaminergic influence in the case of degeneration of dopaminergic neurons of the substantia nigra results in increased activity in the indirect pathway leading to hypokinesia (Parkinson's disease).
[[File:Basal ganglia.jpg|thumb|365x365px|Basal ganglia]]


===Kaudátový okruh===
===Caudate circuit===
Podle některých autorů se bazální ganglia prostřednictvím tzv. '''kaudátového okruhu''' uplatňují v kognitivní kontrole motoriky.<ref name="guyton" /> Výše popsaný mechanismus pak bývá označován jako '''putamenový okruh''' a je mu připisováno vykonávání exekutivních funkcí.
According to some authors, the basal ganglia through the so-called '''caudate circuit''' are used in the cognitive control of motor skills.<ref name="guyton" /> The mechanism described above is then referred to as '''the putamen circuit''' and is attributed to the performance of executive functions.


Nucleus caudatus je pod vlivem asociačních oblastí kůry, integruje senzorické a motorické informace. Výstup pak probíhá přes globus pallidus medialis, VA a VL jádra thalamu a do premotorické a suplemetární motorické oblasti kůry. Tímto okruhem je zajištěno podvědomé zahájení motorické odpovědi např. v krizové situaci.
The caudate nucleus is under the influence of association areas of the cortex, integrating sensory and motor information. The output then goes through the globus pallidus medialis, VA and VL nuclei of the thalamus and to the premotor and supplementary motor areas of the cortex. This circuit ensures the subconscious initiation of a motor response, e.g. in a crisis situation.


==Cévní zásobení==
==Vascular supply==
Na cévním zásobení bazálních ganglií se podílí zejména ''arteriae centrales anteromediales'' (z a.&nbsp;cerebri anterior a a.&nbsp;communicans anterior), ''anterolaterales'' (také aa.&nbsp;lenticulostriatae, z a.&nbsp;cerebri media) a ''posteromediales'' (z a.&nbsp;cerebri posterior a a.&nbsp;communicans posterior).<ref name="druga" />
The vascular supply of the basal ganglia is mainly contributed by ''arteriae centrales anteromediales'' (from a. cerebri anterior and a. communicans anterior), ''anterolaterales'' (also from aa.&nbsp;lenticulostriatae, z a.&nbsp;cerebri media) and''posteromediales'' (from a.&nbsp;cerebri posterior and a.&nbsp;communicans posterior).<ref name="druga" />


Klinicky významné jsou:
Clinically significant are:


*z anteromediální skupiny '''a.&nbsp;recurrens ''Heubneri''''' – zásobuje caput ncl.&nbsp;caudati, přední raménko [[capsula interna]], přední část ncl.&nbsp;lentiformis, thalamu, hypothalamu, čichového mozku. Při uzávěru dochází ke kontralaterální [[Hemiparéza|hemiparéze]] s faciální predominancí.
*from the anteromedial group '''a. recurrentens Heubneri''''' – supplies the caput ncl. caudati, anterior ramus of [[capsula interna]], anterior part of ncl. lentiformis, thalamus, hypothalamus, olfactory brain. During closure, there is a contralateral [[hemiparesis]] with facial predominance.
*z anterolaterální skupiny '''a.&nbsp;hemorrhagica ''Charcoti''''' – zásobuje striatum, globus pallidus, přední část capsula interna. Uzávěr vyvolá kontralaterální hemiparézu. Často praská u hypertoniků a bývá příčínou [[Cévní mozkové příhody/PGS|cévní mozkové příhody]].<ref name="kachlik" />
*from the anterolateral group of '''a. hemorrhagica ''Charcoti''''' – zásobuje striatum, globus pallidus, pupplies the striatum, globus pallidus, anterior part of the capsula interna. Closure produces contralateral hemiparesis. It often bursts in hypertensive patients and is the cause [[of a stroke]].<ref name="kachlik" />


Žilní krev sbírají hluboké mozkové žíly – ''v.&nbsp;septi pellucidi'' a ''v.&nbsp;thalamostriata'', které ústí do ''v.&nbsp;cerebri interna''. Ta pokračuje do ''v.&nbsp;cerebri magna Galeni'' a ústí do ''sinus rectus''.<ref name="druga" />
Venous blood is collected by deep cerebral veins – ''v.&nbsp;septi pellucidi'' and ''v.&nbsp;thalamostriata'', which open into ''v.&nbsp;cerebri interna''. t continues into the ''v.&nbsp;cerebri magna Galeni'' and opens into the ''sinus rectus''.<ref name="druga" />


==Poruchy==
==Disorders==
Poškození '''striata''' (tj. ''putamen'' a ''ncl.&nbsp;caudatus'') vyvolává poruchy pohybů, ty jsou pak [[chorea]]tické a [[Atetóza|atetoidní]], objevuje se [[hemibalismus]] a [[myoklonie]]. Vzniká hyperkineticko-hypotonický syndrom. Degenerace neuronů striata je příčinou [[Huntingtonova choroba|Huntingtonovy chorey]].
Damage to the'''striatum''' (tj. ''putamen'' and''ncl.&nbsp;caudatus'') vcauses movement disorders, which are then [[choreatic]] and [[athetoid]], [[hemibalism]] and [[myoclonus]] appear. Vzniká hyperkineticko-hypotonický syndrom. A hyperkinetic-hypotonic syndrome occurs. Degeneration of striatum neurons is the cause of [[Huntington's disease]].


Poškození '''globus pallidus''' vyvolá útlum pohybů i řeči, může vést i ke [[Katalepsie|katalepsii]].
Damage to the '''globus pallidus''' causes a slowing down of movements and speech, and can also lead to [[catalepsy]].


Porucha '''nucleus subthalamicus''' vede k druhostrannému hemibalismu.
A disorder of the '''nucleus subthalamicus''' leads to bilateral hemiballism.


Poškození '''substantia nigra''' způsobuje hypokineticko-hypertonický syndrom ([[Parkinsonský syndrom|Parkinsonův syndrom]]). Ten je charakterizován svalovou rigiditou, omezením pohybů a klidovým třesem, který mizí při naučených pohybech a ve spánku.
Damage to the '''substantia nigra''' causes the hypokinetic-hypertonic syndrome ([[Parkinson's syndrome]]). It is characterized by muscle rigidity, limitation of movements and resting tremor, which disappears during learned movements and during sleep.
<noinclude>
<noinclude>


==Odkazy==
==Links==
===Související články===
===Related articles===
*[[Motorický systém]]
*[[Motor system]]
*[[Volní motorika]]
*[[Free motor skills]]


===Externí odkazy===
===External links===
*[http://thebrain.mcgill.ca/flash/index_a.html The Brain from Top to Bottom]
*[http://thebrain.mcgill.ca/flash/index_a.html The Brain from Top to Bottom]
*[http://www.nan.upol.cz/neuro/cd764_2.html NEUROANATOMIE I – Struktury centrálního nervového systému – Bazální ganglia]
*[http://www.nan.upol.cz/neuro/cd764_2.html NEUROANATOMIE I – Struktury centrálního nervového systému – Bazální ganglia]
Line 212: Line 217:
===Reference===
===Reference===
<references />
<references />
===Použitá literatura===
===References===
*{{Citace
 
| typ = kniha
* {{Cite
| type = book
| isbn = 978-80-7262-179-8
| isbn = 978-80-7262-179-8
| příjmení1 = Grim
| surname1 = Grim
| jméno1 = Miloš
| name1 = Miloš
| příjmení2 = Druga
| surname2 = Druga
| jméno2 = Rastislav
| name2 = Rastislav
| titul = Základy anatomie
| title = Základy anatomie
| podnázev = 5. Anatomie krajin těla
| subtitle = 5. Anatomie krajin těla
| vydání = 1| místo = Praha
| edition = 1
| vydavatel = Galén
| place = Praha
| rok = 2008
| publisher = Galén
| year = 2008
}}
}}
*{{Citace
 
| typ = kniha
* {{Cite
| type = book
| isbn = 80-247-1132-X
| isbn = 80-247-1132-X
| příjmení1 = Čihák
| surname1 = Čihák
| jméno1 = Radomír
| name1 = Radomír
| příjmení2 = Grim
| surname2 = Grim
| jméno2 = Miloš
| name2 = Miloš
| titul = Anatomie
| title = Anatomie
| vydání = 2. upravené a doplněné
| edition = 2  
| místo = Praha
| místo = Praha
| vydavatel = Grada Publishing
| publisher = Grada Publishing
| rok = 2004
| year = 2004
| rozsah = 673
| range = 673
| svazek = 3
| volume = 3
}}
}}
*{{Citace
 
| typ = kniha
* {{Cite
| příjmení1 = Trojan
| type = book
| jméno1 = Stanislav
| surname1 = Trojan
| kolektiv = ano
| name1 = Stanislav
| titul = Lékařská fyziologie
| collective = yes
| vydání = 4., přepracované a upravené
| title = Lékařská fyziologie
| místo = Praha
| edition = 4  
| vydavatel = Grada Publishing, a.&nbsp;s
| place = Praha
| rok = 2003
| punlisher = Grada Publishing, a.&nbsp;s
| rozsah = 772
| year = 2003
| range = 772
| isbn = 80-247-0512-5
| isbn = 80-247-0512-5
}}
}}
</noinclude>
</noinclude>


[[Kategorie:Fyziologie]]
[[Category:Physiology]]
[[Kategorie:Anatomie]]
[[Category:Anatomy]]

Latest revision as of 13:44, 16 December 2023

Basal ganglia (nuclei basales) are part of the gray matter of the endbrain outside the thalamus, immersed in the white matter of the brain. These are developmentally old structures. They are used in the creation and control of movement, they are also involved in cognitive functions and the functions of the limbic system.

Morphology[edit | edit source]

BG and their connection

Morphologically, the basal ganglia primarily include large nuclei in the basal part of the telencephalon. They are[1]:

  • caudate nucleus; - long, arched C-shaped, lateral to the lateral ventricle, broad head - caput, directed upwards as corpus and continues dorsolaterally as cauda
  • putamen - lateral and basal from nc. caudatus
  • globus pallidus – we divide it into:
    • globus pallidus medialis (pallidum internum) – output basal ganglion;
    • globus pallidus lateralis (pallidum externum) – vintrinsic basal ganglion.

The Nucleus caudatus together with the putamen is referred to as the corpus striatum and the putamen together with the globus pallidus forms the nucleus lentiformis.

The Striatum is divided into: striatum ventrale - rostral part, nc. accumbens + tuberculum olfactorium, important in the feeling of euphoria, satisfaction

striatum dorsale - larger part, the fibers coming from other parts to the basal nuclei end here

Pallidum is divided into: pallidum ventrale - smaller, front part, under the commissura anterior

pallidum dorsale - the larger part above the anterior commissure

The name is derived from the stripes ( striae ) of gray matter that connect these two nuclei through the white matter of the capsula interna.

Developmentally, thecorpus amygdaloideumalso belongs to the basal ganglia, which, however, from a functional point of view is more closely related to the limbic system.[1]

Pathways of the basal nuclei
  • Cortical circuit - they connect with the cortex of the telencephalon
    • sensorimotor- one part of the fibers connects the basal nuclei bidirectionally with motor and sensitive ones
    • association circle
  • Limbic circuit
  • Extracortical pathways - smlead to the brainstem to the structures from which the extrapyramidal pathways descend (tectum, nc. ruber, formatio reticularis..)

náhled|330x330pixelů|Bazální ganglia Next we describe[2]:

  • substantia innominata Reicherti – a group of structures basal to the basal ganglia consisting of
    • striatum ventrale / nucleus accumbens – ventral parts of the striatum;
    • pallidum ventrale – ventral part of the globus pallidus;
    • rostral (medial and central) nuclei of the corpus amygdaloideum;[1]
    • nucleus basalis Meynerti – scattered gray matter formed by neurons producing acetylcholine;
  • nucleus subthalamicus (corpus Luysi) – a nucleus located in the subthalamu basally from zona incerta, involved as a so-called intrinsic (intermediate) nucleus in the circuit of the basal ganglia;
  • substantia nigra – a dark nucleus located in the mesencephalon. We distinguish:
    • pars compacta – dopamine-producing monoaminergic nucleus for the corpus striatum (A9 in the system of monoaminergic nuclei);
    • pars reticularis – output basal ganglion.

Function[edit | edit source]

The basal ganglia are involved in a circuit. The general scheme is: cortex → input basal ganglion → output basal ganglion → thalamus → cortex. Division of basal ganglia according to involvement [1][3]:

  • basal ganglia input:
    • they receive information from the cerebral cortex;
    • their neurons are inhibitory ( GABA mediator );
    • corpus striatum (ncl. caudatus, putamen, striatum ventrale = ncl. accumbens septum);
  • output basal ganglia:
    • they send information via the thalamus to the cerebral cortex or directly to the brainstem brainstem (reticular formation);
    • their neurons are also inhibitory (GABA);
    • globus pallidus medialis, pallidum ventrale (→ cortex) and substantia nigra, pars reticularis (→ trunk);
  • intrinsic basal ganglia:
    • they transfer information between input and output cores in the so-called indirect path;
      • globus pallidus lateralis (inhibitory neurons – GABA);
      • ncl. subthalamicus (excitatory neurons – glutamate);
    • they modulate the activity of the corpus striatum and direct/indirect pathways via dopamine – pars compacta substantiae nigrae.

Based on which cortical area the stimuli come to the basal ganglia circuit, which nuclei are used as input and output, and which functional cortical area the projection then goes to, we describe the four loops of the basal ganglia.

Loops of the basal ganglia[edit | edit source]

Bark → → Intup BG → → Outup BG → Nuclei of the thalamus → Bark Function
Sensorimotor primary motor (4), premotor and supplementary motor (6), somatosensitive (3, 1, 2) putamen globus pallidus medial, substantia nigra - part ret. ncl. anterior ventrals (VA) (ncl. lateral ventrals (VL)) supplementary motor (6) basic motor patterns
Oculomotorics frontal oculomotor field (8), prefrontal, secondary visual (18, 19) ncl. caudatus globus pallidus medial, substantia nigra - part ret. ncl. anterior ventrals (VA) ncl. mediodorsals (MD) frontal oculomotor field (8) motor of the eyeball
Associational prefrontal, posterior parietal, premotor (6) head ncl tailed globus pallidus medial, substantia nigra - part ret. ncl. anterior ventrals (VA) ncl. mediodorsals (MD) prefrontal (6) spatial memory
Limbic orbitofrontal (11, 12, 47), limbic cortical areas (hippocampal formation, gyrus cinguli) ventral striatum (ncl. accumbens), head ncl. tailed ventral pale ncl. mediodorsales (MD) (ncl. ventral anteriors (VA)) orbitofrontal (11, 12, 47), area cincularis ant. motor response of the limbic system

[1][3][2]

Direct and indirect track[edit | edit source]

The basal ganglia are involved in the circuit in the direct and indirect pathways. In the case of a sensorimotor loop, they consist of[[2]:

  • direct path: cortex – striatum – globus pallidus medialis (pallidum internum) – thalamus – cortex;
  • indirect track: cortex– striatum – globus pallidus lateralis (pallidum externum) – ncl. subthalamicus – globus pallidus medialis – thalamus – cortex.

The basal ganglia are involved in the control of motor functions and partly also in cognitive functions. They generally have a dampening effect on motor skills - on the one hand, through a direct feedback effect on the neurons of the motor cortex, and on the other hand, by forward damping of cortical stimuli through the reticular formation.

The role of the basal ganglia in motor control[edit | edit source]

The basal ganglia play an important role in motor control. They are activated before the start of the movement, so they probably participate in its planning. [4] Uhey are also said to be involved in the control of complex movement patterns, such as writing, playing with a ball or speaking.[5] Zapojení bazálních ganglií|thumb Information coming from primarily motor and somatosensitive areas of the cerebral cortex enters the putamen. They continue[2]:

  • direct pathway: the putamen inhibits the globus pallidus medialis with GABA. Globus pallidus medialis is also inhibitory, with its high spontaneous activity dampens the thalamus (GABA). If it is itself inhibited, the inhibition of the thalamus is reduced and it acts excitatory (with the help of glutamate) on the cerebral cortex (mainly the supplementary motor area). Increased activity in this pathway therefore results in higher locomotor activity. Its function is therefore to support movements.
  • indirect pathway: the putamen inhibits the globus pallidus lateralis with GABA. This reduces its inhibitory effect on ncl. subthalamicus, which thus excites the globus pallidus medialis via glutamate. The inhibition of the thalamus through it increases and the excitatory effect on the cerebral cortex is dampened. The indirect path is mainly used to suppress unwanted movements. In the case of its increased activity,movements are suppressed.

right|thumb|350px|Přímá a nepřímá dráha BG

The second output ganglion – pars reticularis substantiae nigrae – is used in the transmission of signals directly to the brainstem and reticular formation and further to the so-called extrapyramidal descending pathways.

Activity in both pathways should be in balance. In the event of its disruption, hyperkinetic or hypokinetic disorders. The pars compacta substatiae nigrae has a major influence on the modulation of the activity of individual pathways through the action of dopamine. The:

  • via D1 receptors increases activity in the direct pathway;
  • through D2 receptors, it reduces the activity in the indirect pathway.[4]

Weakening of dopaminergic influence in the case of degeneration of dopaminergic neurons of the substantia nigra results in increased activity in the indirect pathway leading to hypokinesia (Parkinson's disease).

Basal ganglia

Caudate circuit[edit | edit source]

According to some authors, the basal ganglia through the so-called caudate circuit are used in the cognitive control of motor skills.[5] The mechanism described above is then referred to as the putamen circuit and is attributed to the performance of executive functions.

The caudate nucleus is under the influence of association areas of the cortex, integrating sensory and motor information. The output then goes through the globus pallidus medialis, VA and VL nuclei of the thalamus and to the premotor and supplementary motor areas of the cortex. This circuit ensures the subconscious initiation of a motor response, e.g. in a crisis situation.

Vascular supply[edit | edit source]

The vascular supply of the basal ganglia is mainly contributed by arteriae centrales anteromediales (from a. cerebri anterior and a. communicans anterior), anterolaterales (also from aa. lenticulostriatae, z a. cerebri media) andposteromediales (from a. cerebri posterior and a. communicans posterior).[2]

Clinically significant are:

  • from the anteromedial group a. recurrentens Heubneri – supplies the caput ncl. caudati, anterior ramus of capsula interna, anterior part of ncl. lentiformis, thalamus, hypothalamus, olfactory brain. During closure, there is a contralateral hemiparesis with facial predominance.
  • from the anterolateral group of a. hemorrhagica Charcoti – zásobuje striatum, globus pallidus, pupplies the striatum, globus pallidus, anterior part of the capsula interna. Closure produces contralateral hemiparesis. It often bursts in hypertensive patients and is the cause of a stroke.[1]

Venous blood is collected by deep cerebral veins – v. septi pellucidi and v. thalamostriata, which open into v. cerebri interna. t continues into the v. cerebri magna Galeni and opens into the sinus rectus.[2]

Disorders[edit | edit source]

Damage to thestriatum (tj. putamen andncl. caudatus) vcauses movement disorders, which are then choreatic and athetoid, hemibalism and myoclonus appear. Vzniká hyperkineticko-hypotonický syndrom. A hyperkinetic-hypotonic syndrome occurs. Degeneration of striatum neurons is the cause of Huntington's disease.

Damage to the globus pallidus causes a slowing down of movements and speech, and can also lead to catalepsy.

A disorder of the nucleus subthalamicus leads to bilateral hemiballism.

Damage to the substantia nigra causes the hypokinetic-hypertonic syndrome (Parkinson's syndrome). It is characterized by muscle rigidity, limitation of movements and resting tremor, which disappears during learned movements and during sleep.


Links[edit | edit source]

Related articles[edit | edit source]

External links[edit | edit source]

Reference[edit | edit source]

  1. Jump up to: a b c d e f KACHLÍK, David. Telencephalon  [lecture on the subject Anatomy, field of General Medicine, 3rd Faculty of Medicine, Charles University]. Prague. 29 March 2011. Also available from < http://old.lf3.cuni.cz/anatomie/cns_telencephalon_prednaska.zip >. 
  2. Jump up to: a b c d e f GRIM, Miloš and Rastislav DRUGA. Basics of anatomy: 5. Anatomy of body regions. 1st edition. Prague: Galén, 2008.  ISBN 978-80-7262-179-8 .
  3. Jump up to: a b Institute of Anatomy 3. LF UK. Basal ganglia involvement  [online]. [feeling. 2011-05-23]. < http://old.lf3.cuni.cz/anatomie/cns_telencephalon_zapojeni.htm >.
  4. Jump up to: a b Institute of Anatomy 3. LF UK. Basal ganglia involvement  [online]. [feeling. 2011-05-23]. < http://old.lf3.cuni.cz/anatomie/cns_telencephalon_zapojeni.htm >.
  5. Jump up to: a b GUYTON, Arthur C and John E HALL. Textbook of Medical Physiology. 11th edition. Elsevier, 2006. 1104 p. 11; ISBN 978-0-7216-0240-0 .

References[edit | edit source]

  • GRIM, Miloš – DRUGA, Rastislav. Základy anatomie : 5. Anatomie krajin těla. 1. edition. Galén, 2008. ISBN 978-80-7262-179-8.


  • ČIHÁK, Radomír – GRIM, Miloš. Anatomie. 2. edition. Grada Publishing, 2004. 673 pp. vol. 3. ISBN 80-247-1132-X.


  • TROJAN, Stanislav. Lékařská fyziologie. 4. edition. 2003. 772 pp. ISBN 80-247-0512-5.