Insula анатомия. Функции и дисфункция больших полушарий мозга

Последние нейровизуализационные исследования островковой доли привели к возрождению интереса к роли этой области в условиях нормы и в развитии патологии. В этой статье авторы приводят краткую информацию об анатомических и гистологических особенностях островковой доли человеческого мозга. Далее описываются физиологические функции островка и подчеркивается его участие в патогенезе психиатрических и неврологических расстройств, которое долгое время недооценивалось. В заключение авторы предлагают различные методики, которые позволят лучше изучить роль островковой доли в рамках как фундаментальной, так и клинической нейробиологии.

Глоссарий:

Агранулярная область (коры): зона неокортекса с относительно неразличимыми слоями II и III и отсутствием слоя IV.

Центральная исполнительная сеть: система нейронов головного мозга, включающая дорсолатеральную префронтальную кору и заднюю теменную кору, которые отвечают за когнитивные функции высокого порядка, такие как внимание и рабочая память.

Когнитивные ресурсы: набор психических способностей и ресурсов, относящихся к познавательной деятельности (внимание, память, рабочая память, мышление и т.д.).

Сеть пассивной работы мозга: система нейронов, включающая вентромедиальную префронтальную кору и заднюю поясную кору, отвечающих за такие процессы самовосприятия, как обработка автобиографической памяти и самонаблюдение.

Анализ причинности Грейнджера: подход для изучения причинных взаимодействий между активностью нейронов в последовательных сериях сканирования фМРТ. В основе анализа причинности лежит свойство причин предшествовать следствиям. Тонкий статистическо-прогностический анализ позволяет ответ на вопрос о причинно-следственной связи между активацией разных областей.
Гранулярная область (коры): регион неокортекса с шестью слоями, включающими хорошо выраженный слой IV, который содержит много звездчатых гранулярных нейронов, получающих таламокортикальные афференты.
Валентности (значения стимулов): положительные (привлекающие) или отрицательные (отталкивающие) ценности стимулов, лежащие в основе определенного поведения. Например, ожидание удовольствия от таких конкретных типов поведения, таких как потребление пищи или утоление жажды будет иметь положительное значение стимула.

Интероцепция: ощущение и интеграция автономных, гормональных, висцеральных и иммунологических сигналов, связанных с поддержанием гомеостаза, которые совместно дают информацию о физиологическом состоянии организма. Прогрессия нейрональной обработки от задней дольки островка к передней представляется следующим образом: задняя долька островка отвечает за первичные (объективные) проекции интероцептивных сигналов, в то время как передняя осуществляет их вторичную репрезентацию и интеграцию с эмоциональными, когнитивными и мотивационными сигналами.

Нейрональная проекция состояния организма: процесс топографического отображения состояния организма в ЦНС, особенно в верхней части ствола мозга и коре больших полушарий, включая островковую долю. Например, реакции организма, вызванные тепловыми и висцеральными стимулами, отображаются в областях островка. Изменения в этих областях постоянно отслеживаются и регулируются с целью поддержания физиологических параметров организма в рамках оптимальных значений.

Сеть приоритетных стимулов: система нейронов головного мозга, включающая переднюю дольку островка и переднюю поясную кору, отвечающая за выявление значимых стимулов и координацию когнитивных ресурсов, таких как внимание и рабочая память, между центральной исполнительной сетью и сетью пассивного режима работы мозга.

Я: осознанное восприятие собственного существования. Субъективные ощущения, наложенные на постоянно обновляющуюся информацию об объективном состоянии организма, позволяют осознавать свое физическое “Я”.

Субъективные ощущения: осознанные ощущения состояний тела, вызываемые внутренними сигналами (например, жажда, одышка, недостаток кислорода, прикосновение, зуд, стимуляция полового члена, сексуальное возбуждение, прохлада, тепло, физическая нагрузка, сердцебиение, дегустация вина, растяжение мочевого пузыря, желудка и т.д.)

Тренды

Благодаря последним исследованиям по визуализации мозга островок снова стал рассматриваться как важный участок мозга не только в физиологическом, но и патологическом контексте клинических исследований. Передняя долька островка играет ключевую роль в поддержании состояний субъективных ощущений. Он также может регулировать вовлечение ощущений в когнитивные и мотивационные процессы.

Очень важно смотреть на психические состояния через призму функций островка.
Чтобы преодолеть ограничения, связанные с визуализацией мозга у человека, необходимо провести большую работу по статистической обработке данных визуализации мозга человека.

С учетом последних технологических достижений в доклинических исследований на грызунах, разумно ожидать углубления понимания причинной роли островка в высшей нервной деятельности. Такое понимание состоит из информации различного уровня: от генов, молекул, клеток и нейронных сетей до физиологии и поведения.

Введение: время уделить внимание островковой доле

Впервые островковая доля человеческого мозга была описана как «островок» коры Иоганном Христианом Рейлем в 1796 году (insula с латинского - остров). С тех пор островок был на долгое время позабыт. Интерес к нему вернулся в 1994 году, когда Антонио Дамасио сформулировал “гипотезу соматического маркера”, которая гласит, что рациональное мышление неотделимо от чувств и эмоций, являющихся отражением состояния организма . Недавние исследования по нейровизуализации человеческого мозга указали на значение островковой доли во многих заболеваниях этого органа . Цель данной статьи - пролить свет на роль островковой доли, и особенно связь нарушений работы островка с психиатрическими и неврологическими расстройствами. Для достижения этой цели авторы кратко описывают анатомические и гистологические особенности островковой доли человека. Затем внимание акцентируется на физиологических функциях островка и его роли в патологиях. В конце предлагаются многообещающие стратегии, с помощью которых удастся лучше выяснить роль островка в норме и патологии функционирования мозга.

Анатомия и гистология островковой доли у человека

Островковая кора расположена у человека билатерально - в глубине латеральной (Сильвиевой) борозды, отделяющей височную долю от теменной и лобной долей, на дне латеральной ямки большого мозга (Рис. 1) . Упрощенно островковую кору можно разделить на переднюю и заднюю дольки, при этом каждый отдел имеет свои цитоархитектонические особенности, свою конфигурацию связей и, следовательно, выполняет разные функции . Задние, гранулярные (см. глоссарий) регионы островка, в дополнение к афферентации от ассоциативных зон лобных, затылочных и височных долей, получают восходящие сенсорные сигналы от спинного мозга и ствола мозга через таламус. Таким образом, в этих регионах интегрируются соматосенсорные, вестибулярные и моторные сигналы. Передние (агранулярные) регионы имеют реципрокные связи с такими лимбическими структурами, как кора передней поясной извилины, вентромедиальная префронтальная кора, миндалины и вентральная часть стриатума. Передняя долька островка принимает участие в интеграции информации, поступающей от висцеральных и других автономных систем, в эмоциональные, когнитивные и мотивационные компоненты высшей нервной деятельности.

Источник: Cell

Рисунок 1. Анатомия островковой доли человека.

Островковая кора расположена билатерально в глубине сильвиевой борозды, отделяющей височную долю от лобной и теменной. Островковая доля прикрыта частями лобной, теменной и височной долей, которые вместе образуют покрышку (operculum, оперкулум). По периметру островок ограничен круговой бороздой островка; глубокая центральная борозда островка разделяет островок на переднюю и заднюю части. В передней дольке островка имеется три коротких извилины, а в задней - две длинных. С учетом цитоархитектоники островок можно четко разделить на передний агранулярный и задний гранулярный отделы с наличием переходной дисгранулярной области между ними.

Передняя область островка относится к наиболее дифференцированным регионам неокортекса человека относительно других приматов . Функционально и анатомически эта зона тесно связана с передней частью поясной извилины и, потому переднюю часть островка можно условно считать “чувствительной областью лимбической системы”, связанной с передней поясной извилиной - “двигательной областью лимбической системы” . Интересно, что передняя часть островка значительно походит на переднюю поясную кору особым строением 5 слоя пирамидных нейронов, а именно высокой плотностью веретенообразных нейронов, называемых нейронами фон Экономо . Хотя функция нейронов фон Экономо в этой области пока точно не установлена, имеются веские доказательства того, что эти нейроны с аксонами большого диаметра участвуют в усилении быстрой, долговременной интеграции информации .

Физиологические функции островковой доли человека

Бесчисленное количество сенсорных функций островковой коры объединяются понятием “интероцепция” . Интероцепция - это нейрональное представление (проекция) параметров организма, важных для поддержания гомеостаза. Считается, что интероцепция постепенно усложняется по мере движения сигналов в каудо-ростральном направлении : сначала первичные (объективные) сигналы поступают в заднюю дольку островка, где происходит обработка сенсорных стимулов низкого порядка. Затем эта информация передается в переднюю область островка, где эти, уже вторичные, сигналы интегрируются с эмоциональными, когнитивными и мотивационными сигналами, собранными от других корковых и подкорковых областей, таких как миндалина, передняя часть поясной извилины, дорсолатеральная префронтальная кора и вентральная часть стриатума (Рис. 2).

Передняя часть островка играет ключевую роль в поддержании субъективных ощущений . Хорошо известно, что первичные сигналы от рецепторов различных органов чувств проецируются на специфичные участки первичной сенсорной коры, как, например, в первичной зрительной коре . Точно так же и задняя область островка является первичной сенсорной корой для первичных интероцептивных сигналов, и для каждого из таких сигналов в пределах задней области островка есть свой специфический участок . Важно, что такое каудо-ростральное переключение сигналов позволяет осознанно воспринимать интероцептивные сигналы (Благодаря тому, что объективные сигналы от интероцепторов интегрируются с информацией о субъективных параметрах психики. - прим. ред. ) , поэтому передняя часть островка является нейрональной проекцией субъективных ощущений . Возникающие в островке субъективные ощущения могут также быть восприятием своего “я”: ряд исследователей предполагают, что интероцептивное представительство в передней части островка обеспечивает нашу осведомленность о параметрах тела как чувствующих (разумных) существ, что в итоге может являться основой самоосознания .

Источник: Cell

Рисунок 2. Интероцептивная информация и ее интеграция с эмоциональными, когнитивными и мотивационными сигналами из множества корковых и подкорковых областей.

Интероцептивная информация о постоянно изменяющихся параметрах организма прибывает в задний островок через восходящие афференты от специфических проводящих путей спинного мозга и ствола мозга и переключения в таламусе. Эта информация проецируется в ростральном направлении: на переднюю дольку островка, - где она интегрируется с эмоциональными, мотивационными и когнитивными сигналами, поступающими от корковых и подкорковых отделов мозга. Таким образом, передняя долька дает начало уникальным субъективным ощущениям. Кроме того, ввиду своего расположения на пересечении множества интракортикальных путей, связанных с когнитивными и мотивационными процессами высокого порядка, передняя долька островок регулирует вовлечение субъективных ощущений в когнитивные и мотивационные процессы.

Было показано, что островок играет важную роль в формировании сознания . Имеется ряд свидетельств, указывающих, что ощущения, возникающие при участии островка, влияют на сознание : они определяют относительную значимость (салиентность ) компетентных стимулов, в результате чего для этих стимулов задается приоритет выделения когнитивных ресурсов. Мы обращаем внимание и запоминаем яркие события, связанные с чувствами радости и печали, удовольствия и боли . Ощущения также влияют на процессы формирования умозаключений и закрепления убеждений . В целом, передняя область островка выделяет значимую информацию, опираясь на субъективные ощущения, и потому помогает когнитивным процессам выбрать информацию для дальнейшей обработки .

Островок также играет важную роль в формировании мотивации, особенно в эксплицитной мотивации . Эксплицитная мотивация представляет из себя сознательное, субъективное желание изменения поведения, в то время как имплицитная мотивация подразумевает неосознанное переключение поведения. Исследования сходятся в выводах, что островок определяет валентность стимулов на основе субъективных ощущений, вызываемыми этими стимулами . Поощряющие стимулы вызывают чувство удовольствия, что. в свою очередь, приводит к возникновению стремления к соответствующим действиям, в то время как отталкивающие стимулы вызывают боль, что создает чувство отвращения и задает избегающее поведение. В этом контексте ощущения, возникающие в островке, опосредуют поведение человека .

Необходимость динамического взаимодействия ощущений с поведением и мотивацией объясняет уникальное анатомическое положение переднего островка. Передняя долька островка играет ключевую роль в формировании субъективных ощущений. Кроме того, она связана с дорсолатеральной и вентромедиальной областями префронтальной коры. Недавние исследования показали, что значимая информация от переднего островка собирается в дорсолатеральной префронтальной коре, в результате чего осуществляется контроль внимания и рабочей памяти , в то время как вентромедиальная префронтальная кора на основе субъективных ощущений получает из переднего островка информацию о результатах предыдущего опыта поведения с учетом текущей ситуации, а затем устанавливает цели для принятия решений о дальнейших действиях .

Все эти функции, выполняемые передним островком, весьма похожи на те, что выполняются миндалиной. Миндалина сама по себе играет ключевую роль в процессе обработки эмоций, однако функционал островка и амигдалы все-таки несколько различается: работа миндалины связана с автоматическими (имплицитными) ответными реакциями, в то время как передняя долька островка отвечает за субъективный (эксплицитный) опыт (т.е. субъективные ощущения) . Поэтому миндалина относится к системе импульсивных ответов, а передний островок - к аналитической . Таким образом, кроме выполнения функций центра интероцепции, передняя долька островка также является “коммутатором” в регуляции когнитивных процессов и мотивации.

Патогенетическая роль островка в психиатрических расстройствах и неврологических заболеваниях

Формируя поведение человека, ощущения динамически взаимодействуют с сознанием и мотивацией; дисфункция этих взаимодействий лежит в основе многих психических расстройств. Действительно, недавние обширные мета-анализы исследований по структурной и функциональной визуализации ЦНС подтвердили, что островок является тем самым “общим ядром”, которое поражается при многих нарушениях психики . В ходе геномных исследований ученые узнали о высокой полигенности психических расстройств . Более того, эти исследования продемонстрировали и плейотропность генетических факторов риска, что несколько пошатнуло позиции существующих диагностических классификаций с точки зрения их биологической корректности. Хотя традиционный подход к классификации все еще применим в клинической практике, где высоко ценятся быстрота и надежность, в области нейробиологии обретает все большую важность понимание расстройств психики в контексте функций, связанных с соответствующими нейронными сетями головного мозга . Как было сказано выше, островок играет роль в обработке субъективных ощущений и эмоций. Кроме того, он обеспечивает целостность когнитивных и мотивационных процессов, связывая между собой ответственные за их формирование области префронтальной коры: соответственно, дорсолатеральную и вентромедиальную. Поэтому нарушение работы островка отражается не только в аспекте эмоций, но также оказывает влияние на когнитивные и мотивационные процессы при широком спектре психиатрических расстройств. При некоторых психиатрических расстройствах дисфункция островка приводит к искажению субъективных ощущений.

Структурные исследования (нейровизуализация при помощи воксельной морфометрии) показали значительное снижение объема серого вещества островковой доли у пациентов с большим депрессивным расстройством . В исследованиях с визуализацией при помощи фМРТ (функциональной магнитно-резонансной томографии) было установлено, что активность островка существенно повышается при обработке эмоций , в то время как при большом депрессивном расстройстве активность островка при парадигме состояния покоя (Отсутствии задания. - прим. перев. ) снижается . Структурные и функциональные отклонения островка, включая изменение путей развития и уменьшение объема серого вещества, наблюдаются и у пациентов с биполярным расстройством. . В то же время, каких-либо специфических изменений на фМРТ при биполярном расстройстве не выявлено . Помимо аффективных расстройств, неадекватная обработка островком субъективных ощущений может лежать в основе развития многих других психиатрических расстройств, сопровождающихся нарушениями в эмоциональной сфере. Например, структурный и функциональный дефицит островковой доли связан с тревожными расстройствами , нарушениями эмоциональной обработки при шизофрении , отклонениями обработки таких социальных эмоций, как эмпатия к боли, при психопатиях и с искаженным восприятием собственного тела при нервной анорексии . Патологические изменения островка также вовлечены в неврологические заболевания: при болезни Гентингтона и рассеянном склерозе происходят нарушения обработки мимики , при болезни Альцгеймера утрачивается чувство собственного Я . Дисфункция островка также лежит в основе когнитивных нарушений при широком спектре психических расстройств.

Функциональная визуализация с использованием анализа причинности Грейнджера показала снижение силы причинных влияний сети приоритетных стимулов островка на центральную исполнительную сеть и сеть пассивного режима работы мозга у пациентов с шизофренией . Островок опосредует динамическое переключение между центральной исполнительной сетью и сетью пассивного режима работы, при возникновении приоритетного стимула облегчая доступ к когнитивным ресурсам, таким как внимание и рабочая память . Таким образом, изменение силы связей в этих сетях лежит в основе когнитивного нарушения, возникающего при некоторых формах шизофрении . Гипофункция островковой сети также обнаружена у пациентов с расстройствами аутистического спектра , что может укладываться в концепцию общности генетических и биологических факторов риска расстройств аутистического спектра и некоторых форм шизофрении . Патология островка также вносит вклад в закрепление ложных убеждений при возникновении бредовых идей .

Дисфункция островка лежит в основе дефицита мотивации, например, при наркотической зависимости. Ряд мета-анализов исследований по функциональной визуализации показали, что сигналы, связанные с наркотиком, вызывают всплеск активности в островке у зависимых индивидов . Опираясь на физиологическую роль островка в мотивации, о которой говорилось выше, весьма вероятно, что ощущения удовольствия, связанные с наркотиком, могут влиять на мотивационную значимость стимулов, связанных с наркотиком, что в свою очередь, будет влиять на принятие решений. Дефицит мотивации у пациентов с ангедонией также может быть связан с дисфункцией островковой доли. Новые данные говорят о том, что наблюдающийся у пациентов с ангедонией дефицит решительности, может быть связан со структурными и функциональными изменениями островка . На молекулярном уровне была обнаружена корреляция между силой дофаминергического ответа в островке (билатерально) и готовностью тратить силы на получение вознаграждения .

На пути к лучшему пониманию физиологической и патологической роли островка

Исследования по визуализации головного мозга у людей дали представление о физиологических функциях островковой доли и ее роли в развитии патологии. Однако гораздо труднее сделать вывод о причинно-следственных связях между различными явлениями с помощью одной только нейровизуализации. Данные, получаемые при визуализации мозга человека, ограничены как в пространственном, так и во временном разрешениях. Кроме того, физиологические основы функциональной нейровизуализации (например, BOLD-сигнал - изменение уровня МР-сигнала при локальном изменении степени оксигенации крови), изучены лишь частично. Чтобы преодолеть эти ограничения, требуется приложить значительные усилия по статистической обработке нейровизуализационных данных. Например, анализ причинности по Грейнджеру может оказаться полезным для изучения причинно-следственных связей, которые существуют в нервных сетях . Кроме того, последние достижения в технологиях неинвазивной стимуляции мозга, такие, как транскраниальная магнитная стимуляция, могут помочь ученым изучить новые свойства и связи островка, не нарушая этические нормы проведения исследований .

Исследования на животных предоставляют прекрасную возможность изучить причинные роли островка путем экстраполяции наблюдений, полученных при исследованиях людей. Кроме того, эксперименты на животных полезны для преодоления пространственных и временных ограничений относительно исследований по визуализации мозга, проводимых на людях. Знание сравнительной функциональной анатомии важно для правильной адаптации наблюдений животных на людей. Учитывая сходную цитоархитектонику и совокупность связей, можно говорить о некоторой степени гомологичности островков человека и грызунов . Эксперименты на животных позволяют нам выявлять причинные связи благодаря возможности проводить прямые инвазивные вмешательства на мозге, не нарушая основные этические нормы, характерные для исследований человека.

Последние технологические достижения доклинических исследований на мышах позволили нейробиологам формировать сложную картину архитектуры нейронных сетей и их активности в различных поведенческих ситуациях. Прежде всего, благодаря технологиям генетической модификации, таким как специфичное мечение клеток нейронных сетей при помощи Cre-рекомбинации , стала возможной высокоточная анатомическая и генетическая идентификация звеньев и связей нейронных сетей. Затем анатомические и генетические “координаты” элементов и связей нейронных сетей могут быть сопоставлены с данными их активности и/или изменением их активности в определенных ситуациях. Это позволит составить полную картину функций нейронных сетей относительно поведения. На сегодняшний день доступны такие инструменты по определению представительства функций в головном мозге, как визуализация активности нейронов in vivo у мышей в условиях свободного поведения при помощи миниатюрных микроскопов для регистрации активности , и опто-/хемогенетические подходы для управления активностью нейронов (Рис. 3, главный рисунок). Клинически определяемые молекулярные маркеры биологических сетей, поражаемых заболеваниями, могут быть обнаружены с использованием современных методик, таких как секвенирование нового поколения и анализ одиночных клеток . Затем патофизиологические роли этих маркеров в возникновении психических расстройств могут быть изучены на нескольких уровнях: клеточном, на уровне нейронных сетей, физиологическом и поведенческом, - при помощи релевантных животных моделей, таких как трансгенные и нокаут/нокин мутантные мыши. Суммируя вышесказанное, авторы возлагают большие надежды на применение трансляционных и обратно-трансляционных подходов для правильной интерпретации данных клинических и доклинических исследований и достижения полного понимания структуры и функций островковой доли (см. Нерешенные Вопросы).

Островковую долю нельзя рассматривать как рудиментарную часть мозга, наблюдается постепенное увеличение сложности организации доли от приматов к человеку. Так, исследования показали, что у макак (в зависимости от вида) островковая доля либо не имеет извилин и борозд, либо имеется одна орбитоинсулярная борозда . В островковой доле человека 5-7 борозд и извилин, и она занимает значительно больший объем в сравнении с аналогичной долей у обезьян. В то же время наиболее сильно (по непонятным причинам) развит островок у китообразных - до 20 борозд.

Островок - единственная доля мозга, не имеющая выхода на его поверхность. Она скрыта сверху и снизу частями лобной, теменной и височной долей, которые образуют соответственно три покрышки (оperculum), соприкасающиеся поверхности которых в свою очередь формируют глубокую часть сильвиевой щели.

Если удалить покрышки мозга, то островок предстанет в форме перевернутой пирамиды с основанием, обращенным к лобной доле. Центральная борозда островка делит его поверхность на две части: большую (переднюю) и меньшую (заднюю). Передняя состоит из трех отдельных коротких извилин (передняя, средняя, задняя), а также из не всегда встречающихся добавочной и поперечной извилин. Задняя часть доли состоит из двух длинных извилин: передней и задней. Все извилины сходятся к верхушке островка, которая представляет наиболее выступающую часть островковой доли. Также выделяют порог островка (limen) - слегка поднимающийся, дугообразный край, расположенный в месте соединения сфеноидального и оперкулярного сегментов сильвиевой щели . Под серым веществом, покрывающим порог островка, расположен крючковидный пучок. Переднее продырявленное вещество расположено сразу ниже и медиальнее порога островка. Среднее расстояние между местом вхождения самой латеральной лентикулостриарной артерии в переднее продырявленное вещество и медиальным краем порога островка, по данным разных авторов , составляет от 15 до 20 мм.

Под центральной частью островковой доли в латерально-медиальном направлении расположены: крайняя капсула, ограда, наружная капсула, скорлупа, бледный шар и внутренняя капсула (см. рисунок).

Правая островковая доля. а - вид сбоку и немного снизу, б - горизонтальный срез на уровне спайки свода .

Периметр островковой доли ограничен периинсулярными бороздами: верхней, передней и нижней, которые отделяют островок от окружающих его покрышек мозга. На латеральной поверхности доли лежит сегмент М2 средней мозговой артерии, от которой отходят перфорирующие сосуды, кровоснабжающие островок. Согласно исследованию U. Türe и соавт. , приблизительно 85-90% инсулярных артерий короткие и кровоснабжают только кору островковой доли и крайнюю капсулу, 10% артерий средней длины и доходят до ограды и наружной капсулы и только 3-5% длинные, кровоснабжающие лучистый венец. Таким образом, повреждение последних во время резекции опухолей островковой доли может приводить к гемипарезу.

Под передненижней частью островковой доли расположен сегмент М1 средней мозговой артерии, от которого отходят латеральные лентикулостриарные артерии, кровоснабжающие базальные ганглии и внутреннюю капсулу.

Функция островковой доли мозга

Островковая доля относится к паралимбической системе - части центральной нервной системы, служащей связующим звеном между лимбической системой (аллокортексом) и большими полушариями (неокортексом), и представлена мезокортексом, т. е. имеет от 3 до 5 слоев нейронов.

Функция островка долгое время была предметом острых споров среди исследователей. И даже сегодня нет единого мнения по этому вопросу. Например, клинические случаи ишемических инфарктов, локализованных только в островковой доле, проявляются разнообразными симптомами в зависимости от места и распространения патологического процесса. C. Cereda и соавт. выделяют 5 основных симптомокомплексов поражения коры островковой доли мозга: соматосенсорный дефицит (инфаркт в задней доле правого/левого островка), расстройство чувства вкуса (задняя доля левого островка), вестибулярный синдром (задняя доля правого/левого островка), сердечно-сосудистые нарушения (инфаркт в задней доле правого островка), нейропсихологические проявления (ишемическое поражение задних отделов правого/левого островка).

Интересные результаты получены A. Afif и соавт. при исследовании 25 пациентов с фармакорезистентной эпилепсией, которым были стереотаксически имплантированы электроды в островковую долю. Показаниями к их внедрению в островок были как клинические проявления приступов (вкусовые галлюцинации, неприятные ощущения в гортани, парестезии и тонико-клонические сокращения мышц лица, гиперсаливация), так и данные видеоэлектроэнцефалограммы.

В результате прямой стимуляции авторы получили следующее число ответов: нарушение речи (неспособность говорить или снижение интенсивности голоса) - 8, болевые ощущения (боль в краниофациальной области, или колющая боль в контралатеральной половине тела) - 8, соматосенсорные проявления (парестезии и ощущение жара) - 11, моторные ответы - 11, ротоглоточные проявления (чувство сжатия в гортани и удушения) - 8, слуховые феномены (звон, гул) - 3, нейровегетативные ответы (панические атаки, покраснение лица, головокружение, тошнота, неприятные ощущения в эпигастральной области, чувство жара) - 20.

Таким образом, островок участвует в процессе обработки сенсорных импульсов (обонятельных и вкусовых), контроле вегетативных функций (симпатический контроль сердечно-сосудистой системы), эмоций и поведенческих реакций, а также в произвольном глотании и процессе модуляции речи. Островковая доля, возможно, является частью нейрональной системы, связывающей супрамаргинальную извилину и зону Брока, и может участвовать (наряду с премоторной корой) в фонетическом планировании речи .

Классификация опухолей островковой доли мозга

В 1992 г. M. Yaşargil и соавт. опубликовали предварительные результаты лечения пациентов с опухолями лимбической и паралимбической системы. В этой, ставшей впоследствии классической, работе авторы выделили три основных типа опухолей, затрагивающих островковую долю: тип 3А - опухоль не выходит за пределы островковой доли, тип 3В - объемное образование, которое распространяется на прилежащие покрышки мозга, тип 5 - опухоль распространяется за пределы лобной и височной покрышек в орбитофронтальную или темпорополярную области. (Другие типы опухолей в этой же классификации: 1 - объемные образования медиобазальных отделов височной доли; 2 - опухоли поясной извилины, 4 - поражения форникса и мамиллярных тел.)

Долгое время данная классификация оставалась единственной. Новая классификация была предложена лишь в 2010 г. N. Sanai и соавт. . Авторы разделили островковую долю двумя перпендикулярными плоскостями, проходящими через отверстие Монро и сильвиеву щель. В результате островковая доля разбивается на IV зоны: I - передневерхнюю, II - задневерхнюю, III - задненижнюю, IV - передненижнюю. Если опухоль выходит за пределы одной зоны, она обозначается как сумма зон, в которых расположена. В случаях, когда объемное образование захватывает все зоны и выходит за их пределы, оно обозначается как giant.

Особенности глиальных опухолей островковой доли мозга

По последним эпидемиологическим данным, глиальные опухоли островковой доли от числа всех глиальных опухолей головного мозга высокой и низкой степени злокачественности составляют около 10 и 25% соответственно и имеют свойства, отличающие их от опухолей, расположенных в других частях мозга.

В соответствии с эпидемиологическими исследованиями , прослеживается явная тенденция к росту именно низкозлокачественных опухолей в островке (табл. 1).

Таблица 1. Соотношение высоко- (Grade III-IV) и низкозлокачественных (Grade I-II) глиом островковой доли мозга, по результатам гистологического исследования предшествующих серий

У пациентов с низкозлокачественным образованием в островке отмечено менее агрессивное течение опухолевого процесса, чем у пациентов с такой же патологией, но другой локализации. Ряд исследователей указывают на особенности цитоархитектоники данной области (мезокортекс), функциональные особенности доли, однако точная причина этого феномена до настоящего времени не совсем понятна.

Хирургическое лечение опухолей островковой области мозга

В связи с расположением островка вблизи важнейших сосудистых и нервных структур существует высокий риск нарастания неврологического дефицита после удаления опухолей этой локализации. В послеоперационном периоде могут возникнуть грубый гемипарез, а также выраженные нарушения речи, если опухоль локализуется в доминантном по речи полушарии, поэтому ряд авторов считают их неоперабельными. Методом выбора в этом случае считается проведение стереотаксической биопсии с верификацией гистологического диагноза и назначение радиотерапии и/или химиотерапии . Хотя существует много споров относительно необходимости радикального удаления глиом головного мозга, ряд исследователей все-таки считают ее важной для улучшения прогноза жизни у больных.

Одними из первых M. Yaşargil и соавт. обосновали возможность удаления этих опухолей с хорошими неврологическими результатами после хирургического вмешательства на большом количестве пациентов. В их исследование входили 57 больных с островковыми и островково-оперкулярными опухолями и 23 - с лобно-островково-височными образованиями. Несмотря на то что 67% опухолей были в диаметре больше 5 см, а 53% располагались в левом полушарии, основного объема резекции, по-видимому, удалось достигнуть в большинстве случаев. Степень резекции, однако, для каждого случая не сообщалась. У большей части больных опухоли были доброкачественными и не вызывали значимого неврологического дефицита. После операции у 8 (14%) пациентов из 1-й группы и 1 (4%) из 2-й появились «умеренные» неврологические нарушения в виде гемипареза, что требовало реабилитационных мероприятий. О речевых нарушениях при этом ничего не сообщается. После публикации M. Yaşargil вышло несколько работ, в которых анализировалось меньшее количество больных. Так, V. Vanaclocha и соавт. описали свой опыт хирургического лечения 23 больных с опухолями островка, расположенных в 70% случаев в левом полушарии. Полной резекции, по данным МРТ, удалось достигнуть в 20 из 23 случаев. Послеоперационный дефицит в виде гемипареза и дисфазии возник у 6 пациентов. J. Zentner и соавт. сообщили о подробном анализе 30 случаев опухолей островка. В целом с учетом до- и послеоперационного МРТ в 17% случаев произведена тотальная, в 70% - субтотальная и в 13% - частичная резекция. При этом гемипарез возник у 4 пациентов, а афазия - у 3. В итоге авторы отмечают, что у 63% больных послеоперационный период протекал достаточно тяжело и что риск оперативных вмешательств на островковой области достаточно велик (табл. 2).

Таблица 2. Функциональные исходы после операций по поводу внутримозговых опухолей островковой доли мозга

Существует несколько основных оперативных доступов к опухолям островка: 1) транссильвиевый, 2) транскортикальный (трансфронтальный или транстемпоральный) и 3) комбинированный (транскортикальный + транссильвиевый). В своей новаторской работе M. Yaşargil и соавт. использовали лишь транссильвиевый подход. Однако на сегодняшний день в мировой литературе нет однозначного мнения о том, какой из доступов можно считать наиболее оптимальным с точки зрения безопасности и возможности максимального обзора границ опухоли для ее максимальной резекции. Ряд авторов применяли транссильвиев доступ только при изолированных опухолях островка, а если она распространялась на лобную или височную области, то удаление начинали с транскортикального доступа и только потом использовали транссильвиевый. Другие авторы предпочитали только транссильвиевый доступ даже при опухолях лобно-островково-височной локализации. Сложности этого подхода связаны с возможностью повреждения как вен, так и артерий сильвиевой щели, что приводит к ишемии и, как следствие, к ухудшению неврологических функций после операции. Тракция оперкулярной области во время этого подхода также может стать причиной послеоперационного ухудшения . При транскортикальном доступе могут быть повреждены двигательные и речевые зоны, если опухоль расположена в доминантном полушарии (области Брока и Вернике).

Для предупреждения осложнений при транскортикальном доступе H. Duffau и соавт. у всех больных (51 человек) во время операции использовали электрофизиологическую стимуляцию коры и проводящих путей. Из них в 16 случаях проводилась краниотомия без отключенного сознания. Несмотря на ухудшение в 30 (59%) случаях непосредственно после операции, в последующем только у 2 человек сохранился неврологический дефицит. Послеоперационное МРТ показало, что 16% резекций были тотальными, 61% - субтотальными и 23% - парциальными.

F. Lang и соавт. при операции пациентов с опухолями островковой доли (22 человека) применяли только транссильвиевый доступ и для оптимизации хирургического доступа использовали безрамную навигацию. Во всех случаях проводилась электрофизиологическая стимуляция. Ультразвуковая навигация позволяла в определенной степени контролировать объем резекции опухоли. В результате у 10 больных удаление было тотальным, у остальных 12 - поровну: субтотальным (6) и частичным (6). В отдаленном послеоперационном периоде неврологический дефицит сохранился только у 2 больных. Основной причиной этого события авторы считают повреждение во время операции лентикулостриарных артерий. Для снижения вероятности пересечения этих артерий во время удаления опухоли F. Lang и соавт. тщательно анализировали соотношение этих артерий и опухоли по данным предоперационной МРТ (в стандартных режимах) и соответствующим образом планировали объем хирургического вмешательства. В предыдущих исследованиях H. Duffau для этой цели выполнял до операции КТ-ангиографию. В последней публикации была предложена МРТ в режиме 3D TOF, которая, по мнению авторов, наиболее четко отражала топографоанатомические соотношения между лентикулостриарными артериями и опухолью.

Только в 2 последних крупных исследованиях (M. Simon и соавт. , N. Sanai и соавт.) проведен детальный анализ выживаемости больных с опухолями островковой области в зависимости от их гистологии и объема резекции. В работу M. Simon и соавт. вошли 94 пациента, из которых 36% было с доброкачественными глиомами и 64% - со злокачественными. В результате 5-летняя общая и безрецидивная выживаемость для глиом Grade II составила соответственно 68 и 58%, для анапластических олигодендроглиом - 83 и 80%, для анапластических астроцитом - 61 и 51% соответственно. В недавнем исследовании N. Sanai и соавт. анализируются исходы лечения 104 пациентов, из них у 60% - доброкачественные глиомы и у 40% - злокачественные. В итоге 5-летняя общая выживаемость прооперированных для глиом Grade II составила 100% при степени резекции более 90% и приблизилась к 84% при степени резекции менее 90%. В том же самом контексте для злокачественных глиом 2-летняя общая выживаемость прооперированных составила 91% при степени резекции более 90% и приблизилась к 75% при степени резекции менее 90%. В итоге авторы пришли к заключению, что объем резекции достоверно влияет на общую и безрецидивную выживаемость.

Заключение

Несмотря на сложность анатомии островковой области мозга, в современных работах показано, что агрессивная резекция глиальных опухолей островка осуществима с приемлемой частотой послеоперационного неврологического дефицита.

Островок,

или так называемая закрытая долька, находится в глубине боковой борозды. От примыкающих соседних отделов островок отделен круговой бороздой. Поверхность островка разделена его продольной центральной бороздой на переднюю и заднюю части. В островке проецируется анализатор вкуса. www.tvsubtitles.ru

Лимбическая кора.

внутренней поверхности полушарий над мозолистым телом находится поясная извилина. Эта извилина перешейком позади мозолистого тела переходит в извилину около морского конька – парагиппокампову извилину. Поясная извилина вместе с парагиппокамповой извилиной составляют сводчатую извилину.

Внутренняя и нижняя поверхности полушарий объединяются в так называемую лимбическую (краевую) кору вместе с миндалевидным ядром из группы подкорковых ядер, обонятельным трактом и луковицей, участками лобных, височных и теменных долей коры больших полушарий, а также с подбугровой областью и ретикулярной формацией ствола. Лимбическая кора объединяется в единую функциональную систему – лимбико-ретикулярный комплекс. Основной функцией этих отделов мозга является не столько обеспечение связи с внешним миром, сколько регуляция тонуса коры, влечений и аффективной жизни. Они регулируют сложные, многоплановые функции внутренних органов и поведенческие реакции. Лимбико-ретикулярный комплекс – важнейшая интегративная система организма. Лимбическая система имеет также важное значение в формировании мотиваций. Мотивация (или внутреннее побуждение) включает в себя сложнейшие инстинктивные и эмоциональные реакции (пищевые, оборонительные, половые). Лимбическая система принимает участие также в регуляции сна и бодрствования.

Лимбическая кора выполняет также важную функцию обоняния. Обоняние – восприятие находящихся в воздухе химических веществ. Обонятельный мозг человека обеспечивает обоняние, а также организацию сложных форм эмоциональных и поведенческих реакций. Обонятельный мозг является частью лимбической системы.

Обонятельный мозг состоит из двух отделов – периферического и центрального. Периферический отдел представлен обонятельным нервом, обонятельными луковицами, первичными обонятельными центрами. Центральный отдел включает извилину морского коня – гиппокамп, зубчатую и сводчатую извилины.

Рецепторный аппарат обоняния расположен в слизистой оболочке носа. По системе нервных проводников информация с рецепторов передается в корковый отдел обонятельного анализатора.

Корковый отдел обонятельного анализатора находится в поясной извилине, извилине морского коня и в крючке морского коня, которые вместе составляют замкнутую кольцевидную область. Периферический отдел обонятельного анализатора связан с корковыми областями обоих полушарий.

Физиологический механизм восприятия запахов обонятельным анализатором окончательно не ясен. Существуют две основные гипотезы, с разных позиций объясняющие природу этого процесса. Согласно одной из гипотез, взаимодействие между молекулами пахучего вещества и хеморецепторами происходит по типу ключа и замка, т.е. типу молекулы соответствует специальный рецептор. Другая гипотеза базируется на предположении о том, что молекулы пахучего вещества имеют определенную волну колебания, на которую «настроены» обонятельные рецепторы. Молекулы, имеющие сходные колебания, должны иметь общую волну и соответственно давать близкие запахи.

"островок головного мозга" в книгах

Увеличение головного мозга

автора Барнетт Энтони

Болезни головного мозга

автора Панышева Лидия Васильевна

Травмы головного мозга

автора

Увеличение головного мозга

Из книги Род человеческий автора Барнетт Энтони

Увеличение головного мозга Итак, чтобы объяснить, откуда возникло название этой главы, следует прежде всего подчеркнуть, что мы понимаем под поведением, и затем показать особую связь поведения с мозгом. Термин «поведение» имеет самые разнообразные значения; мы же будем

Болезни головного мозга

Из книги Болезни собак (незаразные) автора Панышева Лидия Васильевна

Болезни головного мозга При заболеваниях головного мозга развиваются следующие расстройства: судороги, параличи, которые возникают в результате поражения двигательной области коры головного мозга или двигательных путей от коры в боковой столб противоположной

Травмы головного мозга

Из книги Лечение собак: Справочник ветеринара автора Аркадьева-Берлин Ника Германовна

Травмы головного мозга Встречаются относительно редко.¦ ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗТравмы головного мозга регистрируются после ударов или падения с высоты. Сопровождаются сотрясением мозга и кровоизлияниями различной степени.¦ СИМПТОМЫПосле удара или падения собака

«Рефлексы головного мозга»

Из книги Мечников автора Могилевский Борис Львович

«Рефлексы головного мозга» Свежий ветер науки сдувал шелуху мистических представлений о природе. Идеалисты, утверждавшие нематериальную, небесную сущность психических явлений, встретили серьезного противника в лице молодого физиолога Сеченова. Он написал в высшей

Закупорки головного мозга

Из книги Заговоры сибирской целительницы. Выпуск 37 автора Степанова Наталья Ивановна

Закупорки головного мозга Вопрос. «У моего мужа обнаружили закупорки головного мозга. Врачи ничего не делают, но при этом пугают плохими последствиями. При удобном моменте, находясь один на один с лечащим врачом, я ее спросила: „Ну вы хоть что-нибудь посоветуйте, не могу

Киста головного мозга

Из книги Заговоры сибирской целительницы. Выпуск 31 автора Степанова Наталья Ивановна

Киста головного мозга Мне приходит много писем, в которых люди рассказывают о том, что у них обнаружена киста головного мозга, но врачи не берутся делать операцию, или, наоборот, больной сам ни в какую не соглашается оперироваться, боясь умереть на операционном столе или

Сотрясение головного мозга

автора

Сотрясение головного мозга Сотрясение головного мозга развивается при действии на череп значительной силы в результате удара по нему каким-либо предметом или ушиба его во время падения. Это наиболее легкий вид травмы, но тем не менее вызывающий нарушение функции мозга.

Ушиб головного мозга

Из книги Карманный справочник симптомов автора Крулев Константин Александрович

Ушиб головного мозга Ушиб головного мозга - это нарушение целостности ограниченного участка мозгового вещества. Все симптомы, характерные для сотрясения мозга, присутствуют и при ушибе, но обычно выражены сильнее. Потеря сознания может длиться несколько часов, после

Сдавление головного мозга

Из книги Карманный справочник симптомов автора Крулев Константин Александрович

Сдавление головного мозга Сдавление мозга вызывается давлением костных отломков при переломах черепа или внутричерепными кровоизлияниями. Это заболевание имеет крайне неблагоприятный прогноз при отсутствии оперативного лечения. О том, что при вдавленном переломе

Абсцесс головного мозга

Из книги Домашний справочник заболеваний автора Васильева (сост.) Я. В.

Абсцесс головного мозга Абсцесс головного мозга - инкапсулированное скопление гноя в веществе мозга; может возникать путем контактного распространения инфекции (при гнойном отите, остеомиелите, мастоидите, синусите), гематогенного метастазирования из отдаленного

ЛЕКЦИЯ № 9. Кровоснабжение головного и спинного мозга. Синдромы нарушений васкуляризации в сосудистых бассейнах головного и спинного мозга

Из книги Нервные болезни: конспект лекций автора Дроздов А А

ЛЕКЦИЯ № 9. Кровоснабжение головного и спинного мозга. Синдромы нарушений васкуляризации в сосудистых бассейнах головного и спинного мозга Кровоснабжение головного мозга осуществляется позвоночными и внутренними сонными артериями. От последней в полости черепа

Меридианы головного мозга (перикарда) и спинного мозга (тройного обогревателя)

Из книги Лечение детей нетрадиционными методами. Практическая энциклопедия. автора Мартынов Станислав Михайлович

Меридианы головного мозга (перикарда) и спинного мозга (тройного обогревателя) Тот, кто более или менее знаком с литературой по китайской традиционной медицине, наверное, сразу обратил внимание на некоторое несоответствие в названиях данных меридианов. Дело в том, что в

Островковая доля (островок)

находится в глубине латеральной борозды, прикрытая покрышкой, образованной участками лобной, теменной и височной долей. Глубокая круговая борозда островка отделяет островок от окружающих его отделов мозга. Нижнепередняя часть островка лишена борозд и имеет небольшое утолщение – порог островка. На поверхности островка выделяют длинную и короткую извилину.

Медиальная поверхность полушария большого мозга.

В образовании медиальной поверхности полушария большого мозга принимают участие все его доли, кроме островковой. Борозда мозолистого тела огибает его сверху, отделяя мозолистое тело от поясничной извилины, направляется книзу и вперёд и продолжается в борозду гиппокампа.

Над поясной извилиной проходит поясная борозда, которая начинается кпереди и книзу от клюва мозолистого тела. Поднимаясь вверх, борозда поворачивает назад и направляется параллельно борозде мозолистого тела. На уровне его валика от поясной борозды вверх отходит её краевая часть, а сама борозда продолжается в подтеменную борозду. Краевая часть поясной борозды сзади ограничивает околоцентральную дольку, а спереди – предклинье, которое относится к теменной доле. Книзу и кзади через перешеек поясная извилина переходит в парагиппокампальную извилину, которая заканчивается спереди крючком и ограничена сверху бороздой гиппокампа. Поясную извилину, перешеек и парагиппокампальную извилину объединяют под названием сводчатой извилины. В глубине борозды гиппокампа расположена зубчатая извилина. На уровне валика мозолистого тела от поясной борозды вверх ответвляется краевая часть поясной борозды.

Нижняя поверхность полушария большого мозга имеет наиболее сложный рельеф. Спереди расположена поверхность лобной доли, позади неё – височный полюс и нижняя поверхность височной и затылочной долей, между которыми нет чёткой границы. Между продольной щелью полушария и обонятельной борозды лобной доли расположена прямая извилина. Латеральнее от обонятельной борозды лежат глазничные извилины. Язычная извилина затылочной доли с латеральной стороны ограничена затылочно-височной (коллатеральной) бороздой. Эта борозда переходит на нижнюю поверхность височной доли, разделяя парагиппокампальную и медиальную затылочно-височную извилины. Кпереди от затылочно-височной борозды находится носовая борозда, ограничивающая передний конец парагиппокампальной извилины – крючок. Затылочно-височная борозда разделяет медиальную и латеральную затылочно-височные извилины.

На медиальной и нижней поверхностях выделяют ряд образований, относящихся к лимбической системе (от лат. Limbus-кайма). Это обонятельная луковица, обонятельный тракт, обонятельный треугольник, переднее продырявленное вещество, сосцевидные тела, расположенные на нижней поверхности лобной доли (периферический отдел обонятельного мозга), а также поясная, парагиппокампальная (вместе с крючком) и зубчатая извилины. Подкорковыми структурами лимбической системы являются миндалина, септальные ядра и переднее таламическое ядро.

Лимбическая система связана с другими областями мозга: с гипоталамусом, а через него со средним мозгом, с корой височной и лобной долей. Последняя, по-видимому, и регулирует функции лимбической системы. Лимбическая система является морфологическим субстратом, контролирующим эмоциональное поведение человека, управляющим его общим приспособлением к условиям внешней среды.

Все сигналы, поступающие от анализаторов, на пути в соответствующие центры коры головного мозга проходят через одну или несколько структур лимбической системы. Нисходящие сигналы, идущие от коры большого мозга, также проходят через лимбические структуры.

Строение коры большого мозга.

Кора большого мозга образована серым веществом, которое лежит по периферии (на поверхности) полушарий большого мозга. В коре головного мозга преобладает неокортекс (около 90%) – новая кора, которая возникла впервые у млекопитающих. Филогенетически более древние участки коры включают старую кору – архекортекс (зубчатая извилина и основание гиппокампа) а также древнюю кору – палеокортекс (препериформная, преамигдалярная и энториальная области). Толщина коры в различных участках полушарий колеблется от 1,3 до 5 мм. Наиболее толстая кора находится в верхних участках предцентральной и постцентральной извилин и у парацентральной дольки. Кора выпуклой поверхности извилин толще, чем на боковых и на дне борозд. Площадь поверхности коры больших полушарий взрослого человека достигает 450000 см кв., одна третья которой покрывает выпуклые части извилин и две третьи – боковые и нижние стенки борозд. В коре содержится 10-14 млрд. нейронов, каждый из которых образует синапсы примерно с 8-10 тыс. других.

Total: 0
Вконтакте0
Google+0
ОК0
Facebook0