Коронавирус способствует исчезновению серого вещества в мозге. Что нужно знать?

Что это такое и из чего состоит

Головной мозг человека состоит из двух видов нервной ткани – серое вещество и белое. Серое вещество нервной системы – это скопление нервных клеток, отвечающих за большинство функций высшей нервной деятельности человека. Функция белых клеток – передача электрических импульсов в разные части мозга. Толщина серой ткани мозга достигает порядка половины сантиметра в популяции. Топографически серое вещество является оболочкой мозга, под ним – скопление длинных отростков (аксонов), то есть вещество белое.

Серое вещество образовано скоплением сом нейронов, малейших капилляров, глиальной ткани и коротких отростков – дендритов. Кроме этого в состав серого вещества входят безмиелиновые длинные отростки – аксоны. В отличие от серого вещества, не имеющего миелиновых волокон, белое вещество потому и называется белым, что цвет ему придают оболочки аксонов, состоящих из миелина.

Ядра серого вещества – это гистологические структуры, концентрическое скопление тел нервных клеток, выполняющее определенную функцию в нервной системе. Анатомически выделяют два подвида ядер: ядра в топике центральной нервной системе и таковые в структуре периферической нервной системе. Каждое ядро – это регулятор определенной функции организма, будь это акт мочеиспускания или центр сердцебиения.

Бытует частично ошибочное мнение, что серое вещество состоит из длинных отростков нейронов. Специализированные отростки, оснащенные быстрым проводником миелином, состоят в структуре белового вещества головного и спинного мозга, тогда как в серой субстанции присутствуют лишь дендриты и безмиелиновые длинные волокна. Суть в том, что в коре миелинизированные длинные аксоны не нужны, ведь серое вещество мозга состоит из скоплений рядом расположенных тел нейронов, и информация из клеток в клетки передается короткими отростками (дендро-дендритные синапсы), ведь основная задача длинных отростков – передача электрического импульса из одного центра в другой. Там функцию передачи и приема информации обслуживают аксо-аксональные, или аксо-дендритные синапсы. Серое вещество не отличается на всех частях мозга. В различных отделах оно одинаково. Поэтому, к серому веществу конечного мозга относится та совокупность элементов, которая присуща и других структурам мозга.

Как COVID-19 влияет на мозг?

О том, что коронавирус оказывает разрушительное влияние на мозг известно относительно недавно: результаты научных исследований показали, что SARS-CoV-2 повреждает мозг, вызывая головные боли, инсульты и судороги. Так, согласно исследованию, опубликованному в журнале New England Journal of Medicine, у пациентов с подтвержденным COVID-19 наблюдались неврологические симптомы (неврологические нарушения, спутанность сознания). Эту тенденцию выявили еще в Ухане, в самом начале пандемии.

С появлением новых вариантов коронавируса ситуация усложнилась. Новое исследование, основанное на данных, собранных Британским биобанком, предполагает, что перенесшие COVID-19 люди могут страдать от потери серого вещества в мозге с течением времени. Серое вещество является частью центральной нервной системы и, по сути, контролирует все функции мозга.

МРТ-скан мозга пациента с COVID-19. Данные исследования 2020 года, опубликованы в журнале Neurology

Авторы научной работы отмечают, что это первое исследование, в котором сравниваются снимки мозга как до, так и после того, как у испытуемого был диагностирован COVID-19. Потерю серого вещества исследователи обнаружили сразу в трех областях мозга.

«Полученные результаты последовательно связаны с потерей серого вещества в областях лимбической коры – областях мозга, связанных с восприятием вкусов и запахов».

В долгосрочном эксперименте, в котором приняли участие 782 добровольца, сравнивалось сканирование мозга людей до пандемии. Для аналогии между предпандемическим и постпандемическим сканированием мозга исследователи затем пригласили 394 перенесших COVID-19 вернуться для последующего сканирования, а также 388 здоровых добровольцев.

Вам будет интересно: Правда ли, что коронавирус повреждает ствол головного мозга?

Среди тех участников, которые выздоровели от COVID-19, исследователи увидели значительное влияние вируса на серое вещество, точнее на его потерю в трех областях мозга с течением времени. Серое вещество позволяет людям контролировать движение, память и эмоции, поэтому выявленная аномалия может оказать влияние на коммуникативные навыки и клетки мозга.

Новый коронавирус, согласно еще одному предположению ученых, способен вызвать опухоль мозга и ускорить развитие уже имеющейся.

Следует также отметить, что исследование еще не подверглось тщательной экспертной оценке и опубликовано на сервере препринтов. Работа, однако, предполагает, что потеря серого вещества в областях мозга, связанных с памятью, «может увеличить риск развития деменции у этих пациентов в долгосрочной перспективе».

Этот вывод следует за исследованием, опубликованным журналом Lancet Psychiatry journal в прошлом году, предполагающим, что серьезные инфекции COVID-19 могут повредить мозг, что приведет к долгосрочным осложнениям, таким как инсульт или симптомы, подобные деменции. Однако авторы отметили, что для адекватной оценки влияния COVID-19 на здоровье мозга необходимо больше данных.

Это интересно: Ученые выяснили почему некоторые люди верят в теории заговора о коронавирусе

Отмечу также, что большинство из тех, кто принимал участие в исследовании сообщили о легких или умеренных симптомах или не имели их вообще. Как сообщает Reuters, ученые также не могут подтвердить, является ли потеря серого вещества результатом распространения вируса в мозг или каким-либо другим эффектом болезни.

Где располагается в головном мозгу

На вопрос о том, где находится серое вещество головного мозга, отвечают несколько базовых теоретических медицинских наук – нормальная и топографическая анатомия и гистология. Другие же науки о мозге изучают его функцию, нежели расположение и строение. Серое вещество представляет собой кору больших полушарий головного мозга. В среднем слой темной ткани составляет порядка 3-4мм (от 1,5 до 5мм). Наиболее выраженную толщину она имеет в области передней центральной извилины. Благодаря расположению множества извилин и борозд, площадь серого вещества значительно увеличивается. Кроме головного мозга, слой серого вещества располагается внутри спинного мозга.

В мозжечке основная масса серого вещества находится по аналогии с головным мозгом: серое вещество является корой мозжечка и находится на поверхности самой структуры, являясь его оболочкой, когда белое вещество располагается внутри мозжечка. Кроме того, кора координирующего центра организма человека состоит из трех слоев – молекулярный шар, грушевидные нейроны и зернистый слой.

Серую субстанцию, как и другие части мозга, имеет и луковица головного мозга. Продолговатый мозг является одной из первых эволюционно сформировавшихся структур головного мозга. Эта часть располагается на уровне затылочного отверстия, и переходит в спинной мозг. Серое вещество продолговатого мозга образует некоторые ядра и нервные центры, среди которых – ядра черепно-мозговых нервов и сетчатое образование. К ядрам, образующимся темной тканью, относится подъязычный, добавочный, блуждающий и языкоглоточный нерв. Следует отметить, что все эти центры не являются низшими, ни высшими центрами регуляции – они занимают промежуточное положение в иерархии регуляторных систем мозга.

Расположенная структура над продолговатым называется мостом. В месте его соединения с соседней структурой выходят несколько нервов, в число которых входит вестибулокохлеарный нерв. Серое вещество моста образует собственные центры смешанного характера: ядро тройничного нерва, лицевой и отводящий нерв. Такие нервы отвечают за иннервацию лицевых (мимических) мышц, кожу головы (ее волосистую часть), некоторые мышцы глаз и отдельные части языка. Кроме таких функций, задача Варолиевого моста состоит в поддержании правильной позы и частично сохранности местоположения тела в пространстве. Серое вещество среднего мозга представлено красными ядрами и черной субстанцией. Эти структуры являются коллекторами сознательных и бессознательных движений: ядра имеют богатые связи с мозжечком. В целом, эти структуры входят в комплекс стриопадллидарной системы мозга.

Корой, состоящей из серого вещества, покрыты многие структуры головного мозга, среди которых:

• головной мозг;
• мозжечок;
• таламус;
• гипоталамус;
• субталамус;

• бледный шар;
• базальные ганглии;
• скорлупа;
• стволовые структуры мозга (красное ядро и черная субстанция);
• черепно-мозговые нервы.

Напрашивается вывод, что всякая структура, имеющая специфическую регуляторную функцию, покрывается скоплением серой субстанции.

Расположение в других отделах мозга

Продолговатый мозг регулирует все автоматические функции, защитные и способствующие выживанию рефлексы (например, сердцебиение и чихание). Тут же расположен центр, распределяющий напряжение между определенными мышцами, отвечающими за удерживание тела в каком-либо положении. Серое вещество здесь образует ядра оливы, нескольких пар нижних головных и блуждающего нервов, а также ретикулярную формацию, клиновидное и тонкое тела.

Задний мозг состоит из Варолиева моста и мозжечка. Ядра моста рассредоточены между волокнами, направленными в разных направлениях. Кора мозжечка имеет три отдела: наружный (молекулярный), ганглиозный и зернистый (гранулярный). В наружном слое есть несколько разрозненных клеточных ядер. Ганглиозный содержит ряд клеток Пуркинье, их отростки уходят вглубь мозжечка. В белом веществе лежат подкорковые ядра: шаровидное, грибовидное, зубчатое, ядро шатра.

Средний мозг имеет в своем центре полость, заполненную центральным серым веществом. Здесь размещен так называемый водопровод, на его дне залегают несколько ядер, отростки которых, в основном, иннервируют органы зрения, а также ядра III и IX черепно-мозговых нервов. Спереди от него — ножки мозга, разделенные черной субстанцией на основание и покрышку, где выделяется красное ядро. Вместе с черным веществом они относятся к экстра пирамидальной системе, управляют бессознательными движениями и мышечным тонусом с помощью гормона дофамина. В холмиках крыши среднего мозга локализованы зрительные и слуховые центры.

Полезно узнать: Средний мозг: строение, функции, развитие

Нервная ткань промежуточного мозга формирует четыре его части. Первая из них — Таламус, здесь залегают ядра зрительного бугра. Эпиталамус — вторая часть — включает в себя поводок, его спайку и треугольник, а также эпифиз, называемый иначе шишковидным телом. Он интересен своей мистической репутацией — эзотерики считают, что именно эта железа вызывает ясновидение и другие сверх способности. На самом же деле, эпифиз вырабатывает гормон мелатонин, отвечающий за регуляцию циклов сна и бодрствования. Третья часть, Метаталамус, содержит коленчатые тела. Последний, Гипоталамус, имеет два отдела. В переднем находится так называемый серый бугор, а в заднем — сосцевидные тела, содержащие в себе по два ядра.

к содержанию ^

Какую роль выполняет серое вещество

Миллионы лет эволюции, естественного отбора и происхождения видов подарили человеческому существу уникальную структуру – относительно толстую кору головного мозга. Известно, что надлежащим образом структура серого вещества развита лишь у представителей человеческого вида. В отличие от низших, и даже высших млекопитающих, серая субстанция наделила человека возможностью иметь неповторимое свойство материи, объект изучения всех нейронаук и философии – сознание и самоосознание, вытекающим которых является абстрактное мышление, развитая память, внутренняя речь и множество других специфических атрибутов высшей нервной деятельности человека разумного.

Нужно помнить, что серое вещество — скопление нервных клеток, а именно нейронов. Говоря о функции серого вещества, мы говорим о функции всех скоплений нейронов с короткими отростками.Итак, функции серого вещества разнообразны:

• Физиологические задачи: генерация, передача, получение и обработка электрических сигналов.
• Нейрофизиологические: восприятие, речь, мышление, память, зрение, эмоции, внимание.
• Психологические: формирование личности, мировоззрение, мотивация, воля.

С давних пор ученые задавались вопросом о том, за что отвечает серое вещество головного мозга. Еще в 18 веке Франц Галль обратил внимание на темную мозговую субстанцию. Ученому впервые удалось локализировать некоторые психические функции на коре. Последующие исследование проводилось по типу удаления участка коры и наблюдение того, какая мозговая функция выпала. Серьезным толчком к дальнейшим исследованиям было изучение работы коры академиком Павловым, который изучал базовые рефлексы и принципы закрепления условного рефлекса. Параллельно ему его французские коллеги нашли речевой центр в коре – нижняя часть лобной извилины. Современная наука, хоть и знает множество свойств коры головного мозга, утверждает, что процент знаний и ней составляет не более одной тысячной.

Одним белым пятном в эмпирических данных о знании мозга и его формирования является вопрос о том, что такое гетеротопия серого вещества головного мозга. В частности, часто этот вопрос ставится в области клинической медицины, где лечение есть лишь симптоматическое, то есть убираются одним симптомы. Как известно, гетеротопия – это дефектное скопление нейронов, остановившихся в определенном месте и не дошедших до своего гистологического места. Так, найдется причина патологии – найдется и этиологическое лечение. Вариантом проявления гетеротопии является детская эпилепсия.

Состав и функции серого вещества

Серое вещество головного мозга составляют нейроны, клетки глии, нейропиль (субстанция, по виду напоминающая войлок, преимущественно состоящая из дендритов), тонкие капилляры.

Вопреки расхожему мнению, оно не серого, а коричневатого цвета, окружает белое вещество, сформированное из миелиновых волокон. Существенно разнится с ним по составу: в сером веществе 84% воды, 16% сухого остатка, половина которого, то есть 8%, состоит из белков, 5% липидов и 1% минеральных соединений. В белом — 70% воды, 30% сухого остатка, лишь одна треть которого (9%) состоит из белков, целых 17% составляют липиды и 2% — минералы.

Серое вещество обуславливает движения мышц, сенсорное восприятие (зрительное, слуховое, тактильное), когнитивные функции (память, внимание, мышление), вербальные коммуникации и эмоционально-чувственное реагирование.

к содержанию ^

Отличие от белого вещества

Этот раздел предназначен для калибровки понятий и ответа на вопрос о том, что такое серое и белое вещество головного мозга.

Серое вещество

• Сотворено ядрами нервных клеток и его походящих.
• Располагается преимущественно в центральных частях нервной системы.
• Составляет не более 40% всей массы мозга.
• Потребляет порядка 3-5мл кислорода в минуту.
• Структура, несущая регулирующую функцию.

Белое вещество

• Образовано длинными миелинизированными аксонами.
• Имеет расположение преимущественно в периферической нервной системе.
• Составляет более 60% веса головного мозга человека.
• Потребляет менее 1мл кислорода в минуту.
• Отвечает за проведение нервного импульса по нервной системе

Следует помнить, что в отличие структуры коры головного мозга, где серое вещество является оболочкой и покрывает белую субстанцию, в спинном мозге серое вещество окружено белым веществом мозга.