Нейронная сеть мозга, включающая как серое, так и белое вещество. Пасека / научная фотобиблиотека через Getty Images
Кто не задумывался о том, как формируется память, рождается предложение, оценивается закат, совершается творческий акт или совершается чудовищное преступление?
Человеческий мозг — это трехфунтовый орган, который остается в значительной степени загадкой. Но большинство людей слышали о мозге серое вещество, который необходим для когнитивных функций, таких как обучение, запоминание и рассуждение.
В частности, серое вещество относится к областям мозга, где нервные клетки — известные как нейроны – сосредоточены. Область, считающаяся наиболее важной для познания, кора головного мозга, тонкий слой серого вещества на поверхности мозга.
Но другая половина мозга – белое вещество – часто упускается из виду. Белое вещество находится ниже коры, а также глубже в мозгу. Где бы оно ни находилось, белое вещество соединяет нейроны в сером веществе друг с другом.
Я профессор неврологии и психиатрии и директор отделения поведенческой неврологии в Медицинской школе Университета Колорадо. Моя работа связана с оценкой, лечением и обследованием пожилых людей с деменцией и молодых людей с черепно-мозговой травмой.
Выяснение того, как эти расстройства влияют на мозг, мотивировало меня на многие годы моего исследования. Я считаю, что понимание белого вещества, возможно, является ключом к пониманию этих расстройств. Но до сих пор исследователи, как правило, не уделяли белому веществу того внимания, которого оно заслуживает.
Примерно 100 миллиардов нейронов в человеческом мозгу связаны друг с другом аксонами, многие из которых окружены миелиновой оболочкой. Эти аксоны вместе с их миелином составляют белое вещество, которое помогает облегчить связь между нейронами по всему мозгу.
Разобраться с белым веществом
Это отсутствие признания во многом связано с трудностями в изучении белого вещества. Поскольку он расположен под поверхностью мозга, даже самая высокотехнологичная визуализация не может легко разрешить его детали. Но недавние открытия, ставшие возможными благодаря достижениям в области визуализации мозга и аутопсии, начинают показывать исследователям, насколько важным является белое вещество.
Белое вещество состоит из множества миллиарды аксонов, похожие на длинные кабели, по которым передаются электрические сигналы. Думайте о них как об удлиненных хвостах, которые действуют как продолжение нейронов. Аксоны соединяют нейроны друг с другом в соединениях, называемых синапсами. Именно здесь происходит общение между нейронами.
Аксоны собираются в пучки или тракты, которые проходят по всему мозгу. Помещенные встык, их общая длина в одном человеческом мозгу составляет примерно 85,000 XNUMX миль. Многие аксоны изолированный миелином, слой в основном жира, который ускоряет передачу электрических сигналов или связь между нейронами до 100 раз.
Эта повышенная скорость имеет решающее значение для все функции мозга и отчасти поэтому Homo sapiens обладают уникальными умственными способностями. Пока нет сомнений наши большие мозги связаны с добавлением нейронов эволюцией на протяжении тысячелетий, произошло еще большее увеличение белого вещества течение эволюционного времени.
Этот малоизвестный факт имеет глубокое значение. Увеличение объема белого вещества — в основном за счет миелиновых оболочек, окружающих аксоны, — повышает эффективность нейронов серого вещества для оптимизации работы мозга.
Представьте себе нацию городов, которые функционируют независимо друг от друга, но не связаны с другими городами дорогами, проводами, Интернетом или какими-либо другими соединениями. Этот сценарий был бы аналогичен мозгу без белого вещества. Высшие функции, такие как язык и память, организованы в сети, в которых участки серого вещества соединены трактами белого вещества. Чем обширнее и эффективнее эти связи, тем лучше работает мозг.
Белое вещество и болезнь Альцгеймера
Учитывая его важную роль в связях между клетками мозга, поврежденное белое вещество может нарушить любой аспект когнитивной или эмоциональной функции. Патология белого вещества присутствует при многих заболеваниях головного мозга и может быть достаточно тяжелой. вызывать слабоумие. Повреждение миелина часто встречается при этих заболеваниях, и когда болезнь или травма более серьезны, аксоны также могут быть повреждены.
Более 30 лет назад мы с коллегами описали этот синдром как деменция белого вещества. В этом состоянии дисфункциональное белое вещество больше не может адекватно выступать в качестве связующего звена, а это означает, что серое вещество не может действовать вместе бесшовным и синхронным образом. Мозг, по сути, отключился сам от себя.
Не менее важна возможность того, что дисфункция белого вещества играет роль во многих заболеваниях, которые, как считается, возникают в сером веществе. Некоторые из этих болезней упорно не поддаются пониманию. Например, я подозреваю, что повреждение белого вещества может иметь решающее значение на ранних стадиях болезни Альцгеймера и черепно-мозговой травмы.
болезнь Альцгеймера - это наиболее распространенный тип деменции у пожилых людей. Это может ухудшить когнитивные функции и лишить людей их самой личности. Лекарства или эффективного лечения не существует. С тех пор Наблюдения Алоиса Альцгеймера 1907 г. белков серого вещества, называемых амилоидом и тау, нейробиологи полагают, что накопление этих белков является центральной проблемой за болезнью Альцгеймера. Тем не менее, многие препараты, которые удаляют эти белки не останавливайся снижение когнитивных функций у пациентов.
Недавние открытия все чаще свидетельствуют что повреждение белого вещества, предшествующее накоплению этих белков, может быть истинным виновником. По мере старения мозга в нем часто наблюдается постепенная потеря кровотока из-за сужения сосудов, несущих кровь от сердца. Снижение кровотока сильно влияет на белое вещество.
Примечательно, что есть даже свидетельства того, что наследственные формы болезни Альцгеймера также проявляются ранние аномалии белого вещества. Это означает, что методы лечения, направленные на поддержание притока крови к белому веществу, могут оказаться более эффективными, чем попытки вытеснить белки. Одно простое лечение, которое может помочь, это контроль высокого кровяного давления, так как это может уменьшить тяжесть аномалий белого вещества.
Из Университета здоровья Лома Линда: новые открытия, которые помогут миллионам людей с черепно-мозговыми травмами.
Белое вещество и черепно-мозговая травма
Пациенты с черепно-мозговой травмой, особенно с травмами средней или тяжелой степени, могут иметь пожизненную инвалидность. Одним из самых зловещих последствий ЧМТ является хроническая травматическая энцефалопатия, заболевание головного мозга, которое, как считается, вызывает прогрессирующее и необратимое слабоумие. У пациентов с ЧМТ очевидно накопление тау-белка в сером веществе.
Исследователи давно признали, что повреждение белого вещества часто встречается у людей, перенесших ЧМТ. Наблюдения из мозга пациентов с повторяющимися черепно-мозговыми травмами (часто изучались футболисты и ветераны вооруженных сил) показали, что повреждение белого вещества является заметным и может предшествовать появлению спутанных белков в сером веществе.
Среди ученых растет волнение по поводу новый интерес к белому веществу. Сейчас исследователи начинают признавать, что традиционное внимание к изучению серого вещества не дало результатов, на которые они надеялись. Больше информации о половине мозга, известной как белое вещество, может помочь нам в ближайшие годы найти ответы, необходимые для облегчения страданий миллионов людей.
Об авторе
Кристофер Филли, профессор неврологии и психиатрии, Медицинский кампус Аншутцского университета в Колорадо
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Похожие книги:
Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы
Бессель ван дер Колк
Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Дыхание: новая наука об утерянном искусстве
Джеймс Нестор
Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса
Стивен Р. Гандри
Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения
Джоэл Грин
Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания
д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур
Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
