Система базальных ганглиев
Трехмерное изображение — активный мозг, вид сбоку.
Трехмерное изображение — активный мозг, вид снизу.
Базальные ганглии — это комплекс крупных образований, расположенных в центральной части мозга окружающих центральную лимбическую систему.
Базальные ганглии участвуют в процессах интегрирования чувств, мыслей и движений, а также в регулировании моторной функции. Базальные ганглии задают наше у организму режим, а котором он работает а состоянии покоя или уровень тревожности. Кроме того, они способствуют модулированию мотивации и, по всей вероятности, отдают за ощущения удовольствия и экстаза. Рассмотрим каждую из этих функций более подробно.
Итак, в базальных ганглиях происходит процесс интеграции чувств, мыслей и движений. Именно поэтому, приходя в возбуждение, вы вскакиваете, нервничая — дрожите, пугаясь — застываете на месте, или стоите, будучи не в состоянии вымолвить ни слова, когда начальник устраивает вам разнос. Базальные ганглии отвечают за постепенную интеграцию эмоций, мыслей и движений, поэтому при перегрузке просто отключаются. Один из моих пациентов получил тяжелые ожоги в ДТП. Когда он, объятый пламенем, лежал на асфальте, те, кто находились поблизости, от ужаса застыли без движения и не могли сделать ни шагу, чтобы оказать ему помощь. Долгие годы он не мог отделаться от неприятного чувства и понять, отчего никто не шевельнулся, чтобы ему помочь. Его мучили мысли: «Неужели им было все равно? Неужели я недостоин помощи?» Долгие годы этот человек жил с физической болью от полученных травм и с душевной болью от безучастности, с которой он столкнулся. С каким же облегчением он узнал, что дело не в безучастности. Эмоциональное потрясение от самого вида аварии создало чрезмерную нагрузку на базальные ганглии очевидцев. В результате они просто утратили способность двигаться, несмотря на то что, скорее всего, хотели помочь.
Когда базальные ганглии гиперактивны (как это бывает у лиц с повышенной тревожностью), возрастает вероятность того, что для такого человека стрессовая ситуация окажется чрезмерной, а сам он и мысли его замрут. Людей со сниженной активностью базальных ганглиев (как у лиц с синдромом дефицита внимания) именно стрессовая ситуация может подтолкнуть к действию. Именно такие люди первыми оказываются на месте происшествия и довольно бесстрашно реагируют на стрессовую ситуацию. Например, один из моих друзей, страдающий СДВ, в критических ситуациях действует гораздо быстрее, чем я. (Как я уже упоминал в главе 2, у меня врожденная повышенная активность базальных ганглиев.) Помню, однажды мы с ним собирались уходить из кафе и встали к кассе оплатить свой чек, как вдруг стоявшая перед нами женщина рухнула на землю. Мой друг стал быстро оказывать ей помощь, а сам я от неожиданности и стресса застыл без движения. При этом сам-то я — медик, а мой приятель — нет! Раньше из-за неспособности быстро реагировать в подобные моменты я постоянно терзался чувством вины. Впоследствии я с облегчением понял, что действовать быстро в критических ситуациях мне не позволяет мой мозг, точнее, деятельность базальных ганглиев.
Базальные ганглии отвечают и за мелкую моторику, координацию движений, письмо и т. д. Давайте в качестве примера вновь обратимся к синдрому дефицита внимания. У многих пациентов с СДВ, как детей, так и взрослых, ужасный почерк. Им тяжело дается сам процесс письма. Многие взрослые и подростки с СДВ предпочитают писать печатными буквами, поскольку такое действие не требует длительного непрерывного и плавного движения. Многие, страдающие СДВ, жалуются, что им трудно формулировать свои мысли и излагать их на бумаге. Мы знаем, что при СДВ помогают лекарственные препараты — психостимуляторы Ritalin, Dexedrine или Adderall, стимулирующие выработку базальными ганглиями нейротрансмиттера дофамина. После приема этих препаратов нередко наблюдается значительное улучшение почерка и способности письменно излагать свои мысли. Кроме того, сами пациенты рассказывают, что прием этих препаратов в целом улучшает их двигательную координацию. В качестве примера вот два образца почерка одного и того же пациента Томми (14 лет) до и после лечения.
Лучше разобраться в том, за какие моторные функции отвечают базальные ганглии, можно, рассмотрев два заболевания: болезнь Паркинсона и синдром Туретта. Болезнь Паркинсона вызвана дефицитом дофамина в базальных ганглиях. Она проявляется тремором рук, мышечной ригидностью, затрудненными движениями, бедной мимикой, неловкостью и снижением двигательной активности. Часто применение таких препаратов, стимулирующих выработку дофамина, как I-dopa, значительно облегчает эти симптомы, давая больным возможность двигаться легче и более плавно. Базальные ганглии отвечают и за подавление нежелательной двигательной активности. Когда в этой части мозга возникают нарушения, повышается риск развития синдрома Туретта, проявляющегося в сочетании моторных и вокальных тиков. К рассмотрению этого состояния мы еще вернемся.
Основываясь на полученных изображениях мозга, мы видим, что базальные ганглии отвечают за управление организмом в состоянии покоя или за уровень тревожности. Повышенная активность базальных ганглиев часто связана с тревожностью, напряжением, настороженностью и повышенным страхом. Недостаток активности базальных ганглиев вызывает проблемы, связанные с мотивацией, энергетикой и способностью действовать.
Любопытно, что среди лиц с самой высокой степенью мотивации (например, генеральные директора компаний), которые прошли процедуру сканирования, мы отметили высокую активность этой части мозга. Таким образом, мы можем предположить, что в некоторых случаях повышенная активность базальных ганглиев стимулирует мотивацию, благодаря чему эти люди становятся «двигателями» общества. Скажем, моя мать, у которой, как и у меня, активность базальных ганглиев слегка повышена, временами бывает немного тревожна, но при этом она очень активная женщина. Четыре или пять раз в неделю она играет в гольф, без видимого напряжения вырастила семерых детей и вечно хлопочет, делая что-то для других. Я полагаю, что, используя таким образом избыток энергии, образующийся при повышенной активности базальных ганглиев, она тем самым не дает развиться тревожности.
Еще одно любопытное открытие состоит в том, что, по всей видимости, базальные ганглии участвуют в управлении чувством удовольствия. В нью-йоркской лаборатории Brookhaven National Laboratory группа под руководством Норы Волковой исследовала изображения мозга, чтобы понять, на какие центры воздействуют кокаин и Ritalin. Оба вещества поглощаются главным образом базальными ганглиями. К кокаину привыкание развивается, а к Ritalin, в дозах, которые назначаются при СДВ, — нет. Это исследование позволило с уверенностью ответить на вопрос, отчего так происходит. Кокаин сильно увеличивает потребление дофамина тканями мозга. Концентрация этого вещества стремительно возрастает, а затем так же стремительно снижается. Человека, употребляющего кокаин, подхватывает волна удовольствия, но потом она уходит, и тогда ему (или ей) хочется вновь пережить это ощущение. В отличие от кокаина, Ritalin, тоже обеспечивая в базальные ганглии приток дополнительных объемов дофамина, действует мягче, причем после его применения уровень дофамина снижается медленнее. Группа Волковой выдвинула гипотезу, по которой тяга к кокаину вызывается и закрепляется активизацией базальных ганглиев. Ritalin, в свою очередь, повышает мотивацию, способность сосредоточиваться и фокусировать внимание на протяжении длительных отрезков времени, но при этом не вызывает «прихода» и стремления принять его еще. (Мы не рассматриваем случаи, когда человек использует этот препарат в дозах, значительно превышающих используемые в клинической практике.) Таким образом, привыкания не возникает. На самом деле, назначая этот препарат подросткам с СДВ, я нередко сталкиваюсь с тем, что они попросту забывают его принимать.
Сильное любовное чувство воздействует на мозг во многом подобно кокаину, высвобождая мощный заряд дофамина в базальных ганглиях. Любовь на самом деле производит выраженный физический эффект. Как-то раз я сканировал головной мозг своего приятеля Билла вскоре после того, как он познакомился со своей возлюбленной. Он был влюблен в нее, что называется, по уши. После третьего свидания, которое они провели на берегу океана в объятиях друг друга, он пришел ко мне на работу рассказать о своей новой любви. Он был так счастлив, что его состояние напоминало эйфорию. И так уж случилось, что, пока Билл сидел у меня, ко мне зашел наш техник и сообщил, что у нас осталась лишняя доза изотопа, а потому, если мне надо сделать внеплановое сканирование, то такая возможность есть. У меня уже был снимок мозга моего приятеля, который я сделал для контрольной группы, в которой хранятся снимки с нормальной мозговой функцией. И тут я решил сделать ему повторный снимок. То, что я увидел, меня без преувеличения потрясло. Его мозг выглядел так, как если бы он находился под воздействием большой дозы кокаина. Активность базальных ганглиев и слева, и справа была чрезвычайно высокой, почти как во время судорог. Любовь оказывает на мозг такое же мощное воздействие, как наркотические средства.
Базальные ганглии расположены в глубине большого мозга между лобными долями и промежуточным мозгом. К ним относятся хвостатое ядро, скорлупа (вместе они составляют полосатое тело), а также бледный шар. С этими структурами тесно связаны функционально субталамического ядро ??и черное вещество. Функции базальных ганглиев изучали с методами локального их раздражение или разрушение, регистрации электрической активности, наблюдение за проявлениями нарушения функций человека при поражении базальных ганглиев. Они тесно связаны между собой, а также с различными отделами коры большого мозга, мозжечком, с красным ядром, другими ядрами ствола головного мозга. Различают два вида циркуляции возбуждения в базальных ганглиях — цикл скорлупы и цикл хвостатого ядра. Цикл скорлупы обеспечивает совместно с моторными зонами коры большого мозга сложные движения. Например, письмо, движения рук хирурга, пианиста и т.п.. Эти движения требуют предварительного обучения и тренировки. Цикл начинается в премоторных и дополнительных моторных зонах коры большого мозга, / распространяется в направлении скорлупы (мимо хвостатое ядро) к внутренней части бледного шара, затем — в таламуса и вновь до коры большого мозга, т.е. в первичной моторной зоны, премоторной и дополнительной участков. Существуют и вспомогательные циклы циркуляции возбуждения (с участием субталамического ядра и черного вещества). В случае повреждения скорлупы наблюдается спонтанное дрожание различных частей тела как в состоянии покоя, так и во время произвольных движений. Это наблюдается у больных хореей. В случае поражения бледного шара, наоборот, бывает гипокинез. Цикл хвостатого ядра. Во время названного цикла возбуждения циркулирует от лобных зон мозга через париетальную и затылочную зоны в височную область. Хвостатое ядро ??получает импульсы от ассоциативных зон коры большого мозга, затем импульсы идут к скорлупы, бледного шара, таламуса и наконец к двигательных зон коры большого мозга. Роль этого цикла заключается в синтезе сенсорных воздействий и информации, хранящейся в памяти. Этот цикл регулирует не отдельные движения, а их модели, соответствующие определенной цели (например, поведение при встрече с опасным зверем). Этот цикл участвует в процессе регуляции скорости и величины выполняемых движений. В случае патологии базальных ганглиев названные параметры нарушаются. Нейротрансмиттеры базальных ганглиев. Большое внимание уделяется исследованию механизмов передачи импульсов в ганглиях с участием различных медиаторов. Нейроны, которые связывают черное вещество с хвостатым ядром и скорлупой, выделяют дофамин. Информация от хвостатого ядра и скорлупы передается бледного шара и черного вещества с помощью ГАМК. Через ацетилхолин реализуются воздействия от коры большого мозга к хвостатого ядра и скорлупы. Нейроны ствола головного мозга выделяют различные нейротрансмиттеры — норадреналин, серотонин, энкефалин и др.. ГАМК и дофамин — тормозные медиаторы, ацетилхолин — возбуждающий. Знание нейротрансмиттеров базальных ганглиев имеет не только теоретическое значение. При болезни Паркинсона, когда нарушается функция черного вещества синтезируется недостаточное количество дофамина, возникает его дефицит. Введение больным дофамина не является эффективным, поскольку этот препарат не может преодолеть гематоэнцефалический барьер. Поэтому вводят его предшественник — L-диоксифенилаланин, который превращается в мозге в дофамин. Таким образом, базальные ганглии играют существенную роль в регуляции двигательных функций. Они принимают участие в создании программы действий, которые имеют конкретную цель. Важное значение при этом имеет доминирующая мотивация.
- Назад
- Вперед
