Mozková kůra. Mozková kůra. Limbický systémLimbický systém

doc. MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D.doc. MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D.

Ústav normální, patologické a Ústav normální, patologické a klinické fyziologie klinické fyziologie

ObsahObsah

1.1. kortexkortex

2.2. fyziologie řečifyziologie řeči

3.3. limbický systémlimbický systém

Funkční anatomie kortexu Funkční anatomie kortexu

nejméně prostudovaná část CNSnejméně prostudovaná část CNS tloušťka 2-5 mm, 0.25 mtloušťka 2-5 mm, 0.25 m22

100 miliard neuronů100 miliard neuronů– granulární (stelární): interneurony (krátké granulární (stelární): interneurony (krátké

axony, GABA, Glu, senzorické oblasti, asociační axony, GABA, Glu, senzorické oblasti, asociační kůra mezi senzorickýma motorickým kůra mezi senzorickýma motorickým kortexem)kortexem)

– fusiformní: výstupy z kůry, propojení částí kůry fusiformní: výstupy z kůry, propojení částí kůry – pyramidové: totéž, větší, hojnějšípyramidové: totéž, větší, hojnější

Struktura kortexuStruktura kortexu

I.I. molekulovámolekulováII.II. vnější vnější

granulárnígranulárníIII.III. vnější vnější

pyramidovápyramidováIV.IV. vnitřní vnitřní

granulárnígranulárníV.V. vnitřní vnitřní

pyramidovápyramidováVI.VI. fusiformnífusiformní

Funkce podle vrstevFunkce podle vrstev

většina senzorických vstupů končí ve většina senzorických vstupů končí ve vrstvě IVvrstvě IV

výstupy z V (do kmene a míchy) a VI výstupy z V (do kmene a míchy) a VI (do thalamu)(do thalamu)

intrakortikální asociace: I, II, IIIintrakortikální asociace: I, II, III

Talamokortikální systémTalamokortikální systém

T-K spojení T-K spojení oboustranné, oboustranné, jeho porušení jeho porušení vypne korové vypne korové funkcefunkce

jen čich nejde jen čich nejde přes talamuspřes talamus

Asociační kůraAsociační kůra

všechno mimo „primárních a všechno mimo „primárních a sekundárních“ korových oblastísekundárních“ korových oblastí

Dělení asociační kůryDělení asociační kůry

parieto-okcipitotemporální (P-O-T) parieto-okcipitotemporální (P-O-T) oblastoblast

prefrontální oblastprefrontální oblast limbická oblastlimbická oblast

P-O-T asociační oblastP-O-T asociační oblast

ohraničení (tedy i ohraničení (tedy i zásadní funkční zásadní funkční spoje): spoje): somatosenzorická somatosenzorická kůra vepředu, kůra vepředu, zraková vzadu a zraková vzadu a sluchová laterálněsluchová laterálně

4 funkční oblasti 4 funkční oblasti

1. analýza prostorových souřadnic 1. analýza prostorových souřadnic

zadní parietální kůra, horní zadní parietální kůra, horní okcipitálníokcipitální

vlastní poloha těla a jeho postavení v vlastní poloha těla a jeho postavení v prostoruprostoru

asociace vizuálních a asociace vizuálních a somatosenzorických informací ze somatosenzorických informací ze sousedních oblastí sousedních oblastí

2. oblast porozumění řeči2. oblast porozumění řeči

za primární sluchovou kůrou, v zadní za primární sluchovou kůrou, v zadní části horního temporálního lalokučásti horního temporálního laloku

Wernickeho centrumWernickeho centrum nejdůležitější centrum vyšších nejdůležitější centrum vyšších

intelektuálních funkcí (protože ty jsou intelektuálních funkcí (protože ty jsou všechny založeny na řeči)všechny založeny na řeči)

3. vizuální zpracování textu3. vizuální zpracování textu

za Wernickovým centerm, anterolaterální za Wernickovým centerm, anterolaterální oblast okcipitálního lalokuoblast okcipitálního laloku

porozumění čtenému textu a předání této porozumění čtenému textu a předání této informace do Wernickeova centrainformace do Wernickeova centra

oblast oblast gyrus angularisgyrus angularis při poruše pacient bez problémů rozumí při poruše pacient bez problémů rozumí

mluvenému slovu, ale čtenému nemluvenému slovu, ale čtenému ne

4 .oblast pojmenovávání objektů4 .oblast pojmenovávání objektů

nejlaterálnější část předního nejlaterálnější část předního okcipitálního laloku a zadní okcipitálního laloku a zadní temporální laloktemporální lalok

učení názvů je většinou sluchové a učení názvů je většinou sluchové a asociuje se se zrakovými vjemyasociuje se se zrakovými vjemy

Prefrontální asociační oblastPrefrontální asociační oblast

plánovaní komplexních pohybových plánovaní komplexních pohybových vzorců a pořadí pohybových prvkůvzorců a pořadí pohybových prvků

vstupy z P-O-T oblasti (poloha)vstupy z P-O-T oblasti (poloha) výstup do BG a thalamuvýstup do BG a thalamu nemotorické funkce: „myšlení“, nemotorické funkce: „myšlení“,

pracovní paměťpracovní paměť Brocovo centrum řečiBrocovo centrum řeči

Limbická asociační oblastLimbická asociační oblast

přední část temporálního laloku, přední část temporálního laloku, ventrální část frontálního laloku a ventrální část frontálního laloku a gyrus cinguligyrus cinguli

emoce, motivace, chováníemoce, motivace, chování

ProsophenosieProsophenosie neschopnost neschopnost

rozpoznávat obličejerozpoznávat obličeje poškození střední části poškození střední části

spodní strany obou spodní strany obou okcipitálních a okcipitálních a temporálních lalokůtemporálních laloků

jiné poruchy nebývají – jiné poruchy nebývají – rozpoznávání obličejů rozpoznávání obličejů má tedy značný má tedy značný intelektuální významintelektuální význam

Poruchy Wernickeho centraPoruchy Wernickeho centra

slyší a rozpoznává slova, ale slyší a rozpoznává slova, ale nedokáže je interpretovatnedokáže je interpretovat

čte dobře, ale vůbec neví cočte dobře, ale vůbec neví co stimulace: komplexní myšlení: stimulace: komplexní myšlení:

zrakové, sluchové halucinace zrakové, sluchové halucinace (vzpomínky z dětství), příkazy(vzpomínky z dětství), příkazy

přestože paměť je jinde, vybavují se přestože paměť je jinde, vybavují se komplexní paměťové stopykomplexní paměťové stopy

Dominantní hemisféraDominantní hemisféra

u 95 % lidí levá, u zbytku obě, pravá u 95 % lidí levá, u zbytku obě, pravá vzácněvzácně

vrozené (většina novorozenců má o vrozené (většina novorozenců má o 50 % větší levou hemisféru)50 % větší levou hemisféru)

senzorické informace jdou do obou senzorické informace jdou do obou hemisférhemisfér

corpus calosumcorpus calosum

Funkce P-O-T v nedominantní Funkce P-O-T v nedominantní hemisféřehemisféře

vnímání a interpretace hudby, vnímání a interpretace hudby, nonverbální zrakové vjemy, „řeč nonverbální zrakové vjemy, „řeč těla“, intonace hlasutěla“, intonace hlasu

dominance se může změnit jen u dominance se může změnit jen u nejmenších dětínejmenších dětí

Vyšší intelektuální funkce Vyšší intelektuální funkce prefrontální oblastiprefrontální oblasti

léze Wernickeho centra má závažnější léze Wernickeho centra má závažnější důsledky, u PF hůře definovatelné změnydůsledky, u PF hůře definovatelné změny

prefrontální lobotomieprefrontální lobotomie neschopnost řešit komplexní problémy, neschopnost řešit komplexní problémy,

řešit více úkolů najednou, ztráta řešit více úkolů najednou, ztráta agresivity, ambicí, neadekvátní sociální agresivity, ambicí, neadekvátní sociální chování, prudké změny nálad, obtížně chování, prudké změny nálad, obtížně vyjadřují delší myšlenky, motorické vzorce vyjadřují delší myšlenky, motorické vzorce zachovány, ale často je dělají bezdůvodnězachovány, ale často je dělají bezdůvodně

Fyziologie řečiFyziologie řeči

řečový okruh: řečový okruh: 1.1. smyslové asociační oblasti: zraková, smyslové asociační oblasti: zraková,

sluchová, senzitivnísluchová, senzitivní

2.2. Wernickova oblast: area 22 (horní a Wernickova oblast: area 22 (horní a střední temporální gyrus)střední temporální gyrus)

– area 39 (gyrus angularis) – zrak (okcipitální area 39 (gyrus angularis) – zrak (okcipitální spoje) a sluch (temporální spoje)spoje) a sluch (temporální spoje)

– area 40 (gyrus supramarginalis) – area 40 (gyrus supramarginalis) – senzitivní spoje (velikost, vnímání těla)senzitivní spoje (velikost, vnímání těla)

Řečový okruh IIŘečový okruh II

3.3. fasciculus arcuatus: dolní část fasciculus arcuatus: dolní část parietálního lalokuparietálního laloku

4.4. Brocovo centrum – area 44 a 45, Brocovo centrum – area 44 a 45, gyrus frontalis inferiorgyrus frontalis inferior

– převod na sekvence pro svaly: převod na sekvence pro svaly: hlasivky, farynx, jazyk, rtyhlasivky, farynx, jazyk, rty

5.5. motorický kortex motorický kortex

AfázieAfázie

porucha řeči nebo jazyka související s porucha řeči nebo jazyka související s poškozením dominantní hemisférypoškozením dominantní hemisféry– jazyk: slova a systém jejich spojování, jazyk: slova a systém jejich spojování,

který je užíván a srozumitelný pro který je užíván a srozumitelný pro skupinu lidískupinu lidí

– řeč: schopnost vyjadřovat se jazykemřeč: schopnost vyjadřovat se jazykem

Typy afázií ITypy afázií I

Wernickeho (receptivní, senzorická, Wernickeho (receptivní, senzorická, fluentní): zrak a sluch v pořádku, fluentní): zrak a sluch v pořádku, přesto pacient slovům vůbec přesto pacient slovům vůbec nerozumínerozumí– řeč se správným rytmem, přízvukem i řeč se správným rytmem, přízvukem i

artikulací, plynná, ale slova nesmyslnáartikulací, plynná, ale slova nesmyslná– sami si to neuvědomujísami si to neuvědomují– právní důsledkyprávní důsledky

Typy afázií IITypy afázií II

kondukční afázie: léze ve fasciculus kondukční afázie: léze ve fasciculus arcuatus: řeč plynulá, ale naprosto arcuatus: řeč plynulá, ale naprosto nesrozumitelná, neschopnost nesrozumitelná, neschopnost opakovat slova, syndrom dyskonekceopakovat slova, syndrom dyskonekce

anomie: léze v oblasti gyrus anomie: léze v oblasti gyrus angularis: neschopnost pojmenovat angularis: neschopnost pojmenovat objektobjekt– je-li léze jen v g.a., alexie nebo agrafie, je-li léze jen v g.a., alexie nebo agrafie,

řeč i porozumění mluvenému zachovánařeč i porozumění mluvenému zachována

Typy afázií IIITypy afázií III

globální: léze obou hlavních centerglobální: léze obou hlavních center Brocova (motorická, expresivní, Brocova (motorická, expresivní,

nonfluentní): špatná artikulace, řeč nonfluentní): špatná artikulace, řeč pomalápomalá– jsou si poruchy vědomijsou si poruchy vědomi– zpívají někdy normálně – svaly OKzpívají někdy normálně – svaly OK– psaní a porozumění psanému OKpsaní a porozumění psanému OK

AngózieAngózie

neschopnost rozpoznávat objektyneschopnost rozpoznávat objekty astereognózie (g. supramarginalis)astereognózie (g. supramarginalis) zraková agnózie (oblast 18 a 19) – zraková agnózie (oblast 18 a 19) –

dotykem poznajídotykem poznají sluchová agnózie (oblast 22) – sluchová agnózie (oblast 22) –

rozumí slovům, čte, ale nepozná rozumí slovům, čte, ale nepozná známé zvuky, hudbuznámé zvuky, hudbu

ApraxieApraxie

neschopnost provést naučený neschopnost provést naučený komplexní pohyb (různé oblasti v komplexní pohyb (různé oblasti v parietálním a okcipitálním lobu)parietálním a okcipitálním lobu)– agrafieagrafie– transmisivní apraxie: neumí činnost transmisivní apraxie: neumí činnost

provést na povel, automaticky ano provést na povel, automaticky ano (čištění zubů)(čištění zubů)

– orální: neschopnost artikulaceorální: neschopnost artikulace

Limbický systémLimbický systém

limbus = okrajlimbus = okraj dnes funkční soubor struktur, které dnes funkční soubor struktur, které

řídí emoce, motivace a chovánířídí emoce, motivace a chování– navíc i příbuzné vegetativní funkcenavíc i příbuzné vegetativní funkce

srdcem je hypothalamussrdcem je hypothalamus

Funkční anatomieFunkční anatomie

uprostřed malý hypothalamusuprostřed malý hypothalamus je obklopený dalšími podkorovými je obklopený dalšími podkorovými

strukturami LS: přední thalamická strukturami LS: přední thalamická jádra, část bazálních ganglií, area jádra, část bazálních ganglií, area paraolfactoria, septum, hipokampus, paraolfactoria, septum, hipokampus, amygdalaamygdala

okolo všeho limbická kůra: okolo všeho limbická kůra: orbitofrontální kůra, gyrus subcallosus, orbitofrontální kůra, gyrus subcallosus, gyrus cinguli, gyrus parahippocampalisgyrus cinguli, gyrus parahippocampalis

HypothalamusHypothalamus

jen několik cmjen několik cm33, méně než 1 % mozku, méně než 1 % mozku obousměrná komunikace se obousměrná komunikace se všemivšemi

ostatními částmi LSostatními částmi LS hlavní výstupy: hlavní výstupy:

1.1. retikulární formace kmene a odtud do PNS retikulární formace kmene a odtud do PNS a ANSa ANS

2.2. diencefalon, kůra (především limbická)diencefalon, kůra (především limbická)3.3. přes infundibulum do hypofýzypřes infundibulum do hypofýzy

řídí většinu vegetativních a řídí většinu vegetativních a endokrinních funkcí a navíc mnoho endokrinních funkcí a navíc mnoho aspektů emocí a chováníaspektů emocí a chování

Vegetativní funkce IVegetativní funkce I

1.1. kardiovaskulární regulacekardiovaskulární regulace: : stimulace různých částí H vede ke stimulace různých částí H vede ke všemu možnému: růst i pokles TK, růst i všemu možnému: růst i pokles TK, růst i pokles TFpokles TF

– laterální H: růst, mediání H: pokleslaterální H: růst, mediání H: pokles– přes specifická kardiovaskulární centra v přes specifická kardiovaskulární centra v

retikulární formaci pontu a oblongatyretikulární formaci pontu a oblongaty

2.2. termoregulacetermoregulace:přední preoptická :přední preoptická oblastoblast

– registruje teplotu protékající krve registruje teplotu protékající krve

Vegetativní funkce IIVegetativní funkce II

3.3. hospodaření s vodouhospodaření s vodou– laterální hypothalamus: centrum žízně laterální hypothalamus: centrum žízně

– osmoreceptory, při stimulaci se zvíře – osmoreceptory, při stimulaci se zvíře začne ihned shánět po vodězačne ihned shánět po vodě

– supraoptická jádra: osmoreceptory – supraoptická jádra: osmoreceptory – ADHADH

4.4. děložní kontrakce, ejekce mlékaděložní kontrakce, ejekce mléka– paraventrikulární jádra – oxytocin paraventrikulární jádra – oxytocin

(mechanická stimulace)(mechanická stimulace)

Vegetativní funkce IIIVegetativní funkce III

5.5. příjem potravypříjem potravy– centrum hladu v laterálním H: centrum hladu v laterálním H:

stimulace – extrémní žravost, zničení – stimulace – extrémní žravost, zničení – smrt hladysmrt hlady

– ventromediální jádra H: centrum sytosti ventromediální jádra H: centrum sytosti – funguje přesně obráceně– funguje přesně obráceně

– hladina živin v krvihladina živin v krvi

Endokrinní funkceEndokrinní funkce

ADH (supraoptická) a oxytocin ADH (supraoptická) a oxytocin (paraventrikulární jádra)(paraventrikulární jádra)

produkce statinů a liberinů (odkud?):produkce statinů a liberinů (odkud?):– TRH, CRH, GnRH, GHRH, TRH, CRH, GnRH, GHRH, PRHPRH– PIH, GHIHPIH, GHIH

Emoce a chování IEmoce a chování I

1.1. stimulace laterálního H: zvýšení stimulace laterálního H: zvýšení veškeré aktivity, nárůst agresivityveškeré aktivity, nárůst agresivity

2.2. stimulace ventromediálních jader: stimulace ventromediálních jader: opakopak

3.3. stimulace periventrikulárních jader: stimulace periventrikulárních jader: strach, reakce na treststrach, reakce na trest

Emoce a chování IIEmoce a chování II

4.4. stimulace přední a zadní „špičky“ H: stimulace přední a zadní „špičky“ H: sexuální drivesexuální drive

5.5. léze v laterálním H: extrémní léze v laterálním H: extrémní pasivita, ztráta všech drivůpasivita, ztráta všech drivů

6.6. léze ventromediální oblasti: opakléze ventromediální oblasti: opak

Odměna a trestOdměna a trest

vnímaní vnímaní afektivní afektivní povahy impulsu, povahy impulsu, rozlišovaní mezi příjemným a rozlišovaní mezi příjemným a nepříjemným (odměna, trest nebo nepříjemným (odměna, trest nebo uspokojení, averze)uspokojení, averze)

hlavní centra uspokojení: laterální a hlavní centra uspokojení: laterální a ventromediální jádra Hventromediální jádra H

sekundární centra uspokojení: septum, sekundární centra uspokojení: septum, amygdala, část BG, část thalamu, amygdala, část BG, část thalamu, bazální tegmentum mezencefalonbazální tegmentum mezencefalon

Centra averzeCentra averze

modifikace předchozího pokusumodifikace předchozího pokusu periaqueduktální šeď v mezencefalon, periaqueduktální šeď v mezencefalon,

pokračuje v periventrikulární oblast Hpokračuje v periventrikulární oblast H sekundární oblasti: amygdala, sekundární oblasti: amygdala,

hippokampushippokampus

stimulace obou center nejednou: stimulace obou center nejednou: averze má navrch averze má navrch

Význam odměny a trestuVýznam odměny a trestu

řídí prakticky veškeré chovánířídí prakticky veškeré chování útlum aktivity obou center způsobují útlum aktivity obou center způsobují

antipsychotika (chlorpromazin)antipsychotika (chlorpromazin) zásadní význam pro učení a paměť:zásadní význam pro učení a paměť:

– pokud nemá nový stimulus povahu pokud nemá nový stimulus povahu „odměna nebo trest“ zvíře se na něj „odměna nebo trest“ zvíře se na něj habituuje a zcela jej ignorujehabituuje a zcela jej ignoruje

– pokud ano: mozková aktivita se se pokud ano: mozková aktivita se se stimulací zvyšuje a tvoří se paměťová stimulací zvyšuje a tvoří se paměťová stopastopa

Funkce amygdalyFunkce amygdaly

u nižších živočichů čichu nižších živočichů čich stimulace (podobné hypotalamu): stimulace (podobné hypotalamu):

vzestup i pokles TK a TF, vzestup i vzestup i pokles TK a TF, vzestup i pokles GI motility, defekace, mikce, pokles GI motility, defekace, mikce, dilatace pupily, piloerekce, sekrece dilatace pupily, piloerekce, sekrece FSH, LH a ACTH; mimovolní pohyby FSH, LH a ACTH; mimovolní pohyby (kývání hlavou, polykání); strach, (kývání hlavou, polykání); strach, zlost, bolest, trest, sexuální chovánízlost, bolest, trest, sexuální chování

„„okno“okno“

Klüver – Bucy syndromKlüver – Bucy syndrom Psychic blindness" and other symptoms following bilateral Psychic blindness" and other symptoms following bilateral

temporal lobectomy in rhesus monkeys. temporal lobectomy in rhesus monkeys. Am J PhysiolAm J Physiol, 1937., 1937.

bilaterální ablace amygdalybilaterální ablace amygdaly ztráta strachu, extrémní zvědavost, ztráta strachu, extrémní zvědavost,

tendence dávat objekty do úst, velmi tendence dávat objekty do úst, velmi silný sexuální drivesilný sexuální drive

vaskulární příčina, jaterní vaskulární příčina, jaterní encefalopatie, herpetická encefalitidaencefalopatie, herpetická encefalitida

Funkce limbické kůryFunkce limbické kůry

nejméně prozkoumaná: nejméně prozkoumaná: asociační asociační oblast pro kontrolu chováníoblast pro kontrolu chování

stimulace – výsledky neprůkaznéstimulace – výsledky neprůkazné ablace přední temporální části: ablace přední temporální části:

spjato s poškozením amygdalyspjato s poškozením amygdaly ablace zadní orbitofrontální kůry: ablace zadní orbitofrontální kůry:

nespavost, motorický neklidnespavost, motorický neklid ablace g. cinguli: zuřivost, agresivitaablace g. cinguli: zuřivost, agresivita