Telencephalon-anatomi och funktion av hjärnan

bild : den mänskliga hjärnan. Av: _DJ_
. Licens: CC BY-SA 2.0

Definition

telencephalon är den främre uppdelningen av prosencephalon (framhjärnan) och omfattar hjärnhalvorna och relaterade strukturer.

embryologisk utveckling av Telencephalon

bild: Hjärnvesikel. Av Phil Schatz, licens: CC BY 4.0

under embryologisk utveckling utvecklas hjärnan, ryggmärgen och centrala nervsystemet från neuralröret, som härrör från dorsal ectoderm. Den kraniala delen av neuralröret bildar de 3 primära cerebrala vesiklarna.

en av dessa cerebrala vesiklar utvecklas till prosencephalon (framhjärnan). De andra 2 cerebrala vesiklarna utvecklas till rhombencephalon (hindbrain) och mesencephalon (midbrain). Prosencephalon separeras i diencephalon och telencephalon.

segmentering av telencephalon i ytterligare halvklotsektioner

beroende på åldern för den specifika delen är telencephalon i evolutionära termer uppdelad i 3 ytterligare sektioner.

den äldsta delen bildas av paleocortex (paleopallium), som representeras av rhinencephalon i den vuxna hjärnan. Rhinencephalon inkluderar luktkula, luktkanal, septum och kortikal del av amygdala.

archicortex (eller archipallium; den äldre delen) utvecklas från den mediala delen av den embryonala hjärnan, och i den vuxna hjärnan bildar den hippocampus som innehåller cornu ammonis (amuns horn), fornix (arch) och indusium griseum (supracallosal gyrus).

hippocampus är den största delen av archicortexen, och den spelar en viktig roll i minnesbildning, särskilt under överföring av information från korttidsminne till långtidsminne.

Papez-kretsen

denna minnesöverföring möjliggörs av Papez-kretsen, som består av hippocampala afferenter och efferenter. Hippocampusens afferenter härstammar främst i entorhinalområdet, som förmedlar information från luktlampan, amygdala och neocortex.

fler afferenter når hippocampus via thalamus och cingulate gyrus. Efferenterna som lämnar hippocampus löper huvudsakligen via fornix, för att sluta uteslutande i regionen av mamillärkroppen. Från och med den mamillära kroppen stängs Papez-kretsen via anslutningen till thalamus med hjälp av mammillothalamiska kanalen (bunt av Vicq d ’ Azyr).

bild: Papez krets. Genom NotMySecondOpinion, licens: Public domain

neocortex (den nyaste delen) representerar den största delen av telencephalon. Det inkluderar insula och corpus striatum hos den vuxna hjärnan.

neocortex kan delas in i 50 områden, kallade Brodmann-områden. Specifika funktioner är associerade med varje Brodmann-område, vilket exemplifieras av Brocas område och Wernickes område, som båda representerar hjärnans språkområde. Brocas område ligger i Brodmann-områdena 44 och 45, medan Wernickes område ligger i område 22.

Bild: Brodmann Områden. Av Phil Schatz, licens: CC BY 4.0

histologisk struktur av hjärnbarken

med avseende på kortikal histologisk struktur, de 2 evolutionära äldre delarna, d. v. s., paleopallium och archipallium, har en annan struktur jämfört med neocortex. Det yttre skiktet av neocortex består av 6 lager, och det kallas också isocortex, medan det yttre skiktet av paleopallium och archipallium kallas allocortex och består av 3 lager.

två typer av neuroner finns i neocortex. En av dessa representeras av icke-pyramidala celler, som hämmas via sändaren GABA, och pyramidala celler, som utgör majoriteten av neuroner (85%) och exciteras av sändarna glutamat och aspartat.

den makroskopiska strukturen i Telencephalon

bild: Cerebrum. Av Phil Schatz, licens: CC BY 4.0

telencephalon består av 2 halvklot, med 6 stora lober per halvklot. Höger och vänster halvklot separeras av den interhemisfäriska sprickan, och de är funktionellt anslutna via corpus callosum (Latin för ’tuff kropp’).

en halvklot är dominerande och utför bearbetningen för språkliga och beräkningsaktiviteter. Dessutom är funktioner som läsning och skrivning lokaliserade inom denna speciella halvklot. För majoriteten av högerhänta är den vänstra halvklotet den dominerande, och endast för en liten del av vänsterhänta är den högra halvklotet dominerande.

de 6 stora loberna omfattar frontalloben, parietalloben, temporal lob, occipital lob, insular lob och limbisk lob. Dessutom har varje halvklot 3 ytor och 2 gränser. De ovan nämnda ytorna är den mediala ytan, superolaterala ytan och en underlägsen yta. Motsvarande gränser är överlägsen marginal och inferolateral marginal.

bild: lober i hjärnbarken. Av Phil Schatz, licens: CC BY 4.0

med utsikt från utsidan separeras loberna från varandra av den primära sulci (cerebral sulci). Dessa innefattar den centrala sulcus (sulcus av Rolando) mellan parietala och frontala lober; den laterala sulcus mellan temporala, frontala och parietala lober; och parietooccipital sulcus mellan parietala och occipitala lober.

calcarine sulcus tillhör också den primära sulci och delar occipitalloben i en övre och en nedre del.

förutom den primära sulci finns det också sekundära och tertiära sulci, med den sekundära sulci som ytterligare delar upp varje lob. De tertiära sulci är ansvariga för den enskilda sulci i cortex, utvecklas efter födseln och påverkas av icke-genetiska faktorer.

inte bara den cerebrala sulci utan också hjärnveckningarna (cerebral gyri) utvidgar hjärnans yta. Dessa svängningar exemplifieras av precentral gyrus och postcentral gyrus, som diskuteras nedan.

struktur av frontalloben

bild: frontalloben. Av grå, vektoriserad av Mysid, färgad av was_a_bee, licens: Public domain

olika funktionella centra finns i frontallobområdet. De kan hänföras till vissa områden i cortex och särskilda gyri. Den överlägsna och mellersta frontala gyri, den underlägsna frontala gyrusen och den precentrala gyrusen differentieras med hänvisning till gyri.

funktionen för superior och middle frontal gyri

frontal association cortex är lokaliserad inom området för superior och middle frontal gyri. Frontal association cortex består av prefrontal cortex och motorrelaterade områden förutom den primära motoriska cortexen. Den prefrontala cortexen är associerad med behandlingen av en mängd information som mottas från olika lober och denna information överförs till den primära motoriska cortexen. Det reglerar beteendet som svar på den föränderliga miljön. Kognitiva signaler skickas till motorområdena. Baserat på Brodmann-områdena ligger frontal association cortex inom områdena 9-11. Behandlingen i samband med högre mentala förmågor, såsom planerade åtgärder, utförs inom föreningen cortex.

symtomatologi associerad med en skada i området för frontal association cortex

en skada i detta område resulterar bland annat i underskott i planeringen av åtgärder. Dessutom kan det leda till allmänna drivstörningar som förekommer som nedsatt tänkande och nedsatt koncentrationsnivå, samt en minskning av spontana rörelser.

lesioner huvudsakligen belägna i den orbitala delen av frontalloben (område 11) resulterar huvudsakligen i försämring av det affektiva tillståndet. Detta kan bland annat leda till oinhibiterat, misstänkt och irriterbart beteende, och också för överdriven jocularitet hos patienten.

Observera: Associeringsfält är inte associerade med något särskilt område i cortex och får ingen information från thalamus.

funktion av sämre frontal gyrus

bild: Gyrus frontalis sämre. Av grå, vektoriserad av Mysid, färgad av was_a_bee, licens: Public domain

den underlägsna frontala gyrusen kan delas in i ytterligare sektioner enligt följande: pars orbitalis, pars opercularis och pars triangularis.

inom Brodmann-område 44 ligger Brocas centrum inom den underlägsna frontala gyrusen, som räknas bland språkcentren, förutom Wernickes område. De 2 språkcentra behandlas i den separata artikeln ’Telencephalon – Language Centers, struktur av det limbiska systemet och basala ganglier’.

funktionen hos den mellersta frontala gyrusen

ett annat centrum, som ligger i frontalloben, är det främre ögonfältet. Detta motsvarar Brodmann area 8 och ligger inom den mellersta frontala gyrusen. Dess funktion är att kontrollera frivilliga ögonrörelser.

för detta ändamål mottar den afferenter från den primära och sekundära visuella cortexen och ger efferenter till hjärnmuskelkärnorna i kranialnerven III, IV och VI, via överlägsen colliculus. Dessa kranialnervar är ansvariga för innervationen av ögonmuskelkärnorna.

funktionen för precentral gyrus

bild: Gyrus praecentralis. Av grå, vektoriserad av Mysid, färgad av was_a_bee, licens: Public domain

precentral gyrus, premotorisk cortex (område 6) och kompletterande motor cortex (område 6) är associerade med motorsystemet. Den primära somatomotoriska cortexen (område 4) ligger i området för precentral gyrus, som ligger framför central sulcus. Ursprung här fortsätter pyramidkanalen till respektive kroppsdelar som en efferent.

själva motorbarken tar emot afferenter från regionen av thalamus (ventral lateral kärna) och från postcentral gyrus (se basal ganglia loop).

premotorisk cortex och kompletterande motor cortex har jämförbara afferenter. Efferenterna går från den premotoriska cortexen till cerebellum via frontopontinkanalen, och cerebellum skjuter sedan tillbaka till den primära motoriska cortexen. Detta skapar en typ av kontrollmekanism som möjliggör fin reglering av rörelser.

rörelsesekvenser, å andra sidan, lagras och planeras inom det kompletterande motorområdet.

kliniska symtom associerade med skada på pyramidkanalen

vid spårning av symtom associerade med skada på pyramidkanalen är 2 faktorer särskilt viktiga. För det första finns det faktum att upp till 80% av de pyramidala vägarna korsar (pyramidal decussation) till motsatt sida vid medulla oblongata, och för det andra är de respektive kroppsdelarna somatotopiskt organiserade inom området för precentral gyrus. Denna somatotopiska uppdelning kan illustreras med hjälp av motorhomunculus.

beroende på det faktum att inom området för medulla oblongata 80% av fibrerna i pyramidkanalen korsar till motsatt sida (de återstående delarna utgör 20%), resulterar central skada på pyramidkanalen i motoriska underskott på kroppens kontralaterala sida.

dessa motoriska underskott förekommer som pares, varigenom skador på pyramidkanalen, dvs den 1: a motorneuronen, har formen av spastisk förlamning. Den initiala presentationen är slapp förlamning, på grund av’spinal chock’. Den spastiska förlamningen bildas vanligtvis inom en tidsram på 3-4 veckor.

en permanent slapp förlamning uppstår när 2: a motorneuronen är skadad. Dessa 2 former av pares kan särskiljas på grundval av kliniska parametrar.

spastisk förlamning manifesterar sig kliniskt i termer av överdrivna proprioceptiva reflexer och dämpade eller saknade polysynaptiska reflexer, till exempel förutom andra befintliga patologiska reflexer. Babinski-tecknet är ett exempel på en patologisk reflex, uttryckt som dorsiflexion av storågen när den laterala plantarytan gnids. De återstående tårna stannar i sin ursprungliga position eller sprids ut i en fläktform.

bild: teckning av Babinskis tecken, tyska bildtexter. Av Roxbury, licens: CC BY-SA 3.0

slapp eller perifer förlamning kännetecknas av frånvaro av senreflexer, medan däremot de polysynaptiska reflexerna vanligtvis inte påverkas. Patologiska reflexer förekommer inte heller i en perifer pares. Dessutom leder slapp förlamning till neurogen atrofi i musklerna. Musklerna påverkas vanligtvis inte i spastisk förlamning som ett resultat av den ökade muskeltonen. Spastisk förlamningsrelaterad immobilisering kan också leda till lätt muskelatrofi. Homunculus kan användas för att dra ytterligare slutsatser om respektive centrala plats för nedskrivningen.

till exempel leder en skada i området för den parasagittala kortikala zonen, som levereras av den främre hjärnartären, till en spastisk förlamning av benen.

struktur av parietalloben

bild: parietalloben. Av grå, vektoriserad av Mysid, färgad av was_a_bee, licens: Public domain

postcentral gyrus, sekundär somatosensorisk cortex och parietal association cortex är lokaliserade inom parietalloben.

Postcentral gyrus funktion

bild: Gyrus postcentralis. Av grå, vektoriserad av Mysid, färgad av was_a_bee, licens: Public domain

postcentral gyrus inkluderar somatosensorisk cortex, där sensoriska afferenter (känsla av smärta, beröring och temperatur) från periferin behandlas. Dessa afferenter når den somatosensoriska cortexen, där talamus fungerar som ett filter (en ’gateway to the mind’) – främst via den ventrala posteromediala kärnan och den ventrala posterolaterala kärnan i talamus.

de efferenta fibrerna kommer från den somatosensoriska cortexen och passerar till den sekundära somatosensoriska cortexen och den motoriska cortexen (precentral gyrus).

fibrerna inom området för postcentral gyrus är somatotopiskt organiserade och motsvarar fibrerna i precentral gyrus så att en sensorisk homunculus också finns bredvid motorhomunculus.

homunculus illustrerar hur enskilda regioner har starkare eller svagare sensorisk innervation, oavsett deras anatomiska storlek. Till exempel har händerna och tungan en relativt stor region av innervation i homunculus, medan låren till exempel bara har en relativt liten region.

bild: Illustration från anatomi & fysiologi, Connexions webbplats. Av OpenStax College, licens: CC BY 3.0

funktionen hos den sekundära somatosensoriska cortexen

Information som kommer från den somatosensoriska cortexen tolkas eller klassificeras inom den sekundära somatosensoriska cortexen (områden 5 och 7).

funktion av parietal association cortex

förutom frontal association cortex (se ovan) finns det också en parietal association cortex, som består av vinkelgyrus och supramarginal gyrus i parietalloben.

den vinklade gyrusen (område 39), som slingrar sig runt slutet av den överlägsna temporala sulcus på ett bågliknande sätt, medierar mellan den sekundära hörselbarken och den sekundära visuella cortexen. Detta förklarar vikten av parietal association cortex med avseende på funktioner som läsning eller skrivning.

parietal association cortex är associerad med bearbetning av rumsliga händelser. En lesion i detta område resulterar i förlust av minne relaterat till fördelning eller fysiskt arrangemang av kroppsdelar. Patienter kan vara omedvetna om hälften av kroppen om de inte påminns. Vidare kan de ha en illusion av sin frånvaro och kan vara övertygade om den här tanken. De kan också inte förklara och följa bekanta vägar, kan försumma en viss sida av sitt hem och kan felaktigt vända sig till fel sida när de blir frågade.

supramarginal gyrus (område 40) ligger i slutet av lateral sulcus och omger den.