Hva er de sentrale nervesystemet?
The central nervous system (CNS) styrer de fleste funksjoner i kroppen og sinnet. Det består av to deler: hjernen og ryggmargen.
hjernen er midten av våre tanker, tolkeren av vårt ytre miljø, og opprinnelsen av kontroll over kroppen bevegelse. Som en sentral datamaskin, det tolker informasjon fra våre øyne (syn), ører (lyd), nese (lukt), tunge (smak), og huden (touch), samt fra indre organer som mage.,
ryggmargen er motorveien for kommunikasjon mellom kroppen og hjernen. Når ryggmargen er skadet, utveksling av informasjon mellom hjernen og andre deler av kroppen er forstyrret.
Hvordan påvirker det sentrale nervesystemet som er forskjellig fra andre systemer i kroppen?
de Fleste systemer og organer i kroppen kontroll bare en funksjon, men det sentrale nervesystemet gjør mange jobber på samme tid. Den styrer alle frivillige bevegelse, slik som tale og gange, og ufrivillige bevegelser, slik som blinker og puste., Det er også kjernen av våre tanker, oppfatninger og følelser.
Hvordan påvirker det sentrale nervesystemet beskytte seg selv fra skade?
Det sentrale nervesystemet er bedre beskyttet enn noe annet system eller organ i kroppen. Dens viktigste forsvar er knoklene i hodeskallen og ryggsøylen, som skaper en hard fysisk barriere til skade. En væske-fylt plass under beina, kalt syrnix, gir støt absorbans.
Dessverre, denne beskyttelsen kan være et tveegget sverd., Når en skade i sentralnervesystemet oppstår, det myke vevet i hjernen og ryggmargen sveller, forårsaker press på grunn av begrenset plass. Hevelsen gjør skaden verre hvis det er raskt lettet. Brukket bein kan føre til ytterligere skade og muligheten for smitte.
Hvorfor kan ikke det sentrale nervesystemet reparere seg selv etter skade?
Mange organer og vev i kroppen kan komme seg etter skade uten intervensjon. Dessverre, noen av cellene i det sentrale nervesystemet er så spesialiserte at de ikke kan dele og lage nye celler., Som et resultat, recovery fra en hjerne eller ryggmarg skade er mye mer vanskelig.
kompleksiteten av sentrale nervesystemet gjør dannelsen av de rette forbindelsene mellom hjernen og ryggmargen celler svært vanskelig. Det er en stor utfordring for forskere å gjenskape det sentrale nervesystemet som eksisterte før skaden.
Cellene i det sentrale nervesystemet
Nevroner koble med en annen til å sende og motta meldinger i hjernen og ryggmargen., Mange nevroner å arbeide sammen er ansvarlig for alle beslutninger som er gjort, hver følelse eller fornemmelse følte, og hver handling tatt.
kompleksiteten i det sentrale nervesystemet er fantastisk: det er ca 100 milliarder nevroner i hjernen og ryggmargen kombinert. Så mange som 10 000 forskjellige undertyper av nevroner har blitt identifisert, hver spesialisert til å sende og motta visse typer informasjon. Hvert nevron består av en celle kroppen, som huser kjernen. Axons og dendrites form utvidelser fra cellen kroppen.,
Astrocyttene, en slags glial celle, er den primære støtte celler i hjernen og ryggmargen. De gjør og avsondre proteiner som kalles neurotrophic faktorer. De kan også bryte ned og fjerne proteiner eller kjemikalier som kan være skadelig for nevroner (for eksempel glutamat, en nevrotransmitter som i overkant fører til cellene til å bli ivrige og dø ved en prosess som kalles excitotoxicity).
Astrocyttene er ikke alltid gunstig: etter en skade, de deler til å lage nye celler som omgir skadestedet, og danner en glial arr som er en barriere for å fornye axons.,
Microglia er immun celler i hjernen. Etter en skade, de vandrer til nettstedet for skade å bidra til å fjerne døde og døende celler. De kan også produsere små molekyler som kalles cytokiner som aktiverer cellene i immunsystemet til å reagere på skadestedet. Dette oppryddingstiltak er sannsynlig til å spille en viktig rolle i utvinning av funksjon etter en spinal skade.
Oligodendrocytes er glial celler som produserer et fettholdig stoff som kalles myelin som brytes rundt axons i lag., Axon fibre isolert av myelin kan bære elektrisk meldinger (også kalt handling potensialer) i en fart på 100 meter per sekund, mens fiber uten myelin kan bare bære meldinger med en hastighet på én meter per sekund.
Synapser og neurotransmission
Meldinger sendes fra nervecellen til nevron gjennom synapser, små mellomrom mellom cellene, med hjelp av kjemikalier som kalles nevrotransmittere., For å overføre en handling potensielle budskap gjennom en synapse, nevrotransmitter-molekyler er sluppet ut fra et nevron («pre-synaptic» neuron) over gapet til den neste nervecellen («post-synaptisk» neuron). Prosessen fortsetter inntil meldingen når sin destinasjon.
Det er millioner på millioner av forbindelser mellom nevroner i ryggmargen alene. Disse tilkoblingene er laget under utvikling, bruke positive (neurotrophic faktorer) og negative (- hemmende proteiner) signaler for å finjustere dem. Utrolig nok, et enkelt axon kan danner synapser med så mange som 1000 andre nevroner.,
Hva forårsaker lammelse?
Det er en logisk og fysisk topografiske organisasjon til anatomi av det sentrale nervesystemet, som er en omfattende web-av tett koblet nervebaner. Denne bestilte forholdet betyr at ulike segmental nivåer av ledningen kontroll forskjellige ting, og skade på en bestemt del av ledningen vil ha en innvirkning på tilgrensende deler av kroppen.
Lammelser oppstår når kommunikasjonen mellom hjernen og ryggmargen mislykkes. Dette kan skyldes skade på nervecellene i hjernen (hjerneslag), eller i ryggmarg., Skade på ryggmargen påvirker bare områder under nivået for skader. Imidlertid, poliomyelitt (en viral infeksjon) eller Lou gehrigs sykdom (amyotrofisk lateral sklerose, eller ALS) kan påvirke nerveceller i hele ryggmargen.
informasjon trasé
Spesialiserte nevroner bære meldinger fra hud, muskler, ledd og indre organer til ryggmargen om smerte, temperatur, trykk, vibrasjon, og propriosepsjon. Disse meldingene skal videresendes deretter til hjernen langs en av to veier: den spinothalmic skrift og lemniscal veien., Disse trasé er på forskjellige steder i ryggmargen, slik at en skade kan ikke påvirke dem på samme måte eller i samme grad.
Hver del av ryggmargen mottar sensorisk input fra en bestemt region av kroppen. Forskere har kartlagt disse områdene og bestemt «mottakelig» felt for hvert nivå i ryggmargen. Nærliggende feltene overlapper hverandre, slik at linjene på figuren er omtrentlige.
Frivillige og ufrivillige bevegelser
Over en million axons reise gjennom ryggmargen, inkludert den lengste axons i det sentrale nervesystemet.,
Nevroner i motor cortex, den delen av hjernen som styrer frivillig bevegelse, sender sine axons gjennom corticospinal skrift for å koble med motor nevroner i ryggmargen. Spinal motor nevroner prosjektet ut av ledningen til den riktige musklene via ventrale rot. Disse tilkoblingene kontroll bevisste bevegelser, slik som å skrive og kjøre.
Informasjon også flyter i motsatt retning, noe som resulterer i ufrivillige bevegelser. Sensoriske nevroner gi tilbakemelding til hjernen via dorsal root., Noe av denne sensorisk informasjon er formidlet direkte til nedre motoriske nevroner før det når frem til hjernen, noe som resulterer i ufrivillig, eller refleks bevegelser. De resterende sensorisk informasjon reiser tilbake til cortex.
Hvordan ryggmargen og musklene jobbe sammen
ryggmargen er delt inn i fem seksjoner: cervical, thorax, lumbal, sakral, og coccygeal regioner. Graden av skade bestemmer grad av lammelser og/eller tap av følelse. Ingen skader er like.,
Dette diagrammet illustrerer sammenhengene mellom de store skjelett-muskel grupper, og hvert nivå av ryggmargen. En lignende organisasjonen eksisterer for spinal-kontroll av indre organer.
Hvordan ryggmargen og indre organer arbeide sammen
I tillegg til kontroll av frivillig bevegelse, det sentrale nervesystemet inneholder det sympatiske og parasympatiske veier som kontroll «fight or flight» respons til fare og regulering av kroppsfunksjoner., Disse inkluderer hormon utgivelse, bevegelse av mat gjennom magen og tarmene, og opplevelser fra og muskulær kontroll til alle indre organer.
Dette diagrammet illustrerer disse trasé og nivået av ryggmargen prosjektering til hvert organ.
Hva skjer etter en ryggmargsskade?
Et felles sett av biologiske hendelser finner sted etter ryggmargsskade:
- Celler fra immunforsvaret migrere til skadestedet, forårsake ytterligere skader på noen av nevroner og død for andre som overlevde den første traumer.,
- død oligodendrocytes årsaker axons å miste sine myelination, som i stor grad svekker gjennomføring av tiltak potensial, meldinger, eller gjør de gjenværende tilkoblinger ubrukelig. Den nevronale informasjon highway er mer forstyrret fordi mange axoner kuttet, kutte kommunikasjonslinjene mellom hjernen og musklene og mellom kroppens sensoriske systemer og hjernen.
- I flere uker av den første skaden, er det området av skade på vev har blitt ryddet unna med microglia, og en væskefylt hulrom omgitt av en glial arr igjen., Molekyler som hindrer gjenvekst av istykkerrevne axoner nå uttrykt på dette nettstedet. Den kavitasjon er kalt en syrinx, som fungerer som en barriere for oppkobling av de to sider av skadet ryggmargen.
Selv om ryggmargsskade forårsaker komplekse skade, en overraskende mengde av grunnleggende kretser for å kontrollere bevegelsen og behandle informasjon kan forbli intakt. Dette er fordi ryggmargen er ordnet i lag med kretsene. Mange av tilkoblinger og neuronal cellen organer som danner denne kretsen, over og under området for skader overleve traumer., Et viktig spørsmål til forskerne er, hvor mye har disse overlevende nevroner «vet?»Kan de regenerere og gjøre nye, riktige tilkoblingene?
Intervensjon strategier
Forskning viser til et mangfold av mulige intervensjoner for å fremme recovery fra en spinal skade. Noen ville bli levert umiddelbart etter skaden, andre er mindre tid-spesifikke og omfatter ombygging og koble den til igjen skadet ledning., Klart, begge tilnærminger er viktig: å begrense degenerasjon vil øke sannsynligheten for økt utvinning, og stimulerer regenerering vil bygge på de gjenværende system for å gjenopprette tapte tilkobling og kanskje for å hindre ytterligere forverring.
følgende er noen av de intervensjon strategier som støttes av midler fra Christopher & Dana Reeve Foundation. Dette er ikke en fullstendig liste over alle mulige tiltak.,
Behandlinger umiddelbart etter en ulykke:
- for å Begrense første degenerasjon
Nyere forskning har vist at det er minst tre ulike mekanismer for celledød ved å spille i neuronal og oligodendrocyte tap etter skade: nekrose, excitotoxicity, og apoptosis. - Behandling betennelse
Snart etter skade, ryggmargen sveller og proteiner fra immunsystemet invadere skadet sone. Dette hevelse og betennelse kan fremme sekundær skade på ledningen etter den første skaden., Så det er viktig å behandle den inflammatoriske responsen så raskt som mulig. Laboratorier for å forfølge denne tilnærmingen omfatter Schwab Lab.
mer langsiktig behandling:
- Stimulerende aksoner (vekst
Nerve gjødsel kalt neurotrophins kan fremme celle overlevelse ved å blokkere apoptosis og stimulere aksoner (vekst. Hver neurotrophin har et veldig konkret mål-celle funksjon. Noen selektivt hindre oligodendrocyte celledød, andre fremme axon gjenvekst eller nevron overlevelse, og atter andre tjene flere funksjoner., Laboratorier for å forfølge denne tilnærmingen inkluderer Black Lab og Parada Lab. - for å Fremme ny vekst gjennom underlaget eller veiledning molekyler
Substrat og veiledning molekyler kan bedre målretting når axons har blitt oppfordret til å regenerere siste lesjonen nettstedet. Disse proteinene fungerer som roadmaps, styring axons til sine riktige mål. Dette er en kritisk funksjon fordi selv om axons gjøre overleve, må de igjen med den riktige mål. Laboratorier for å forfølge denne tilnærmingen inkluderer Black Lab, den Mendell Lab, og Parada Lab., - Blokkere molekyler som hemmer regenerering
Det er molekyler i hjernen og ryggmargen som gjør at nevroner i å dele og axons fra å vokse. Overvinne hemming kan stimulere aksoner (gjenvekst og regenerering, og er sannsynlig å være en viktig del av regenererende behandling. Den Schwab Lab er å følge denne tilnærmingen. - for å Forsyne nye celler erstatte tapt de
Stamceller som er isolert fra CNS, og kan dele seg å danne nye celler, kan erstatte tapt nevroner og gila., Disse stamcellene må høstes, behandlet for å stimulere vekst, og deretter sprøytet inn i skadet ledning. Laboratorier for å forfølge en slik tilnærming inkluderer Bunge Lab og Gage-Lab. - for å Bygge broer til å dekke hele lesjonen hulrom
Broer kan være nødvendig å koble til den avkappede deler av skadet ryggmargen. Forskere må finne ut hvordan det er best å bygge disse broene og hva molekyler til å bruke for å oppmuntre til ny vekst og forbedre overlevelsen av nye forbindelser. Den Bunge-Lab er å følge denne tilnærmingen.
Legg igjen en kommentar