A közpoti idegrendszer funkcionális aszimmetriája
Contents
Bevezetés
A központi idegrendszer a mai napig az emberi és állati test egyik legtitokzatosabb részét képezi, s ezen belül a morfológiai aszimmetriát még több kérdés övezi. A legtöbbeknek az idegrendszeri kétoldalúságról rögtön az ember domináns kézhasználata (bal- és jobbkezesség) jut eszébe. Ám milyen egyéb funkciók kötődhetnek még agyunk aszimmetrikus felépítéséhez? Miért van két agyféltekénk, és vajon milyen felépítésbeli és működésbeli eltéréseket találhatunk köztük? S vajon hány olyan része van még központi idegrendszerünknek, mely aszimmetriát mutat?
A Cerebrum morfológiája és morfológiai aszimmetriája
A nagyagyat számtalan módon oszthatjuk fel akár morfológiai, akár funkcionális egységekre. Az 1. Ábrán is látható tagolásban megkülönböztetjük a két agyféltekét, haemisphaeriae cerebri melyeket medián síkban, hosszanti irányban a fissura longitudinalis cerebri választ el egymástol és a kérgestest, a corpus callosum köt össze. A féltekéken árkokat, fissurákat és barázdákat,sulcusokat találunk. Általuk jön létre az agy tekervényezettsége, megjelennek a gyrusok. Mindkét féltekén centrálisan lateromediális irányba húzódik a sulcus centrales, valamint laterálisan rostrocaudálsi irányba húzódik a Sylviu-árok, a fissura Sylvii. A két agyféltekén helyeződésük szerint régiókat, lebenyeket különböztetünk meg: homloklebeny, fali lebeny, halántéklebeny, nyakszirtlebeny. A két agyfélteke különböző formát mutat, ezt féltekei specializációnak vagy funkcionális lateralizációnak nevezzük. Az agyféltekék egymás tükörképeinek tűnhetnek, de ez hamis benyomás az avatatlan szem számára. A féltekék anatómiai, idegkémiai és a leginkább funkcionális tekintetében különböznek. (Hutsler és munkatársai, 2002) A jobb oldali homloklebeny továbbterjed előre a koponya felé és szélesebb is, mint a bal oldali, amíg a bal halántéklebeny, továbbterjed hátrafelé, és szélesebb, mint a jobb oldalon. A fissura Sylvii a legtöbb esetben a bal féltekén vízszintes irányba terjed tovább, amíg a jobb féltekén jobban felfelé irányul. A halántéklebenyben található egy terület, amit planum temporalénak neveznek, mely a bal féltekén nagyobb, esetenként többszöröse a jobb oldalinak. (Toga és Thompson, 2003)
|
Szemelvények a subcorticalis agyi régiók aszimmetriájának kutatásaiból
Cerebelláris aszimmetria a nemek függvényében
A cerebellum morfológiájában a hím és nőstény egyedek közt szignifikáns különbségeket fedeztek fel. Általánosságban a hímek kisagya és férge nagyobb méretű, s Purkinje- sejtekből is 6-8%-kal többet találni náluk. A cerebelláris szürkeállomány az anterior és közép posterior lebenyek területén nagyobb. A lobulusokban jobb oldalra tolódó aszimmetriát állapítottak meg a kutatók. Ezzel szemben a "gyengébbik nem" képviselőinél a kisagy szürkeállományának laterális posterior része vastagabb. A morfológiai különbségekkel is összefügg, hogy a hímekben (itt férfiakban) többször fordul elő autizmus, figyelem deficitált hiperaktivitás, dyslexia és skizofrénia. (Lingzhong Fan és munkatársai, 2010)
A hypothalamus aránytalansága
Patkányok hypothalamusát viszgálva a szakemberek felfedezték, hogy mind hím, mind nőstény egyedek esetében a GnRH (gonadotrop releasing hormon) mennyisége magasabb a hypothalamus jobb részén. A nemi fejlődés korai stádiumában szteroid hormont (ez esetben ösztradiolt) implantálva a hypothalamus bizonyos részeibe a női szexuális viselkedésben a normálistól való eltérések alakulhatnak ki (így a jobb oldalba juttatva maszkulinizációt, míg bal oldalba juttatva defeminizációt tapasztaltak). Ez is mutatja, hogy a jobb hypothalamicus oldal fő szerepe a gonadális funkciók irányítása. Emberben a thyrotropin releasing hormon szintje a bal oldalon mutat nagyobb koncentrációt. (Gerendai Ida és Halász Béla, 2001)
Habenuláris aszimmetria
Fellelhető aszimmetria az agytörzs különböző részei, magvai, valamint azok kapcsolatrendszere között is. Fokális elektroporációval végzett kutatásban kimutatták, hogy a diencephalon dorsalis részén található páros habenuláris magvak idegsejtjeinek neuronja aszimmetriát mutat lefutásban, és a célmag mibenlétében is. A vizsgálat arra engedett következtetni, hogy a cél magnak -jelen esetben a nucleus interpeduncularis dorsalis és ventralis része- megvan a képessége, hogy bizonyos esetekben egységesítse a jobb és bal oldalról érkező információt, vagy a projekciós neuron frekvencia, és a potenciál változása alapján megőrizze, és elkülönítse a jobb és bal oldal kódoltságú jeleket. (Isaac H. Bianco et al., 2008)
Az agyi cortex funkcionális aszimmetriája
A központi idegrendszeren belül leginkább a nagyagy két féltekéjének aszimmetriája fontos, lévén e két félteke sok szempontból különböző feladatokat lát el. Már évtizedekkel ezelőtt végeztek olyan kísérleteket, melyek bebizonyították, hogy a bal és jobb agyfélteke bizonyos behatások következtében kieső egyes működései nagymértékben befolyásolták az ember/állat cselekvési képességét, érzeteit. Az agyféltekék lateralizációja számos, - például emocionális, verbális és kognitív –funkciókban nyilvánul meg, emellett eltérés figyelhető meg az érzékszervek (pl.: szem, fül) által felvett ingerek tudatosulásának, és rájuk az agyban kialakult válasz keletkezésének helyét tekintve is. Egyebek mellett az agyi aszimmetria és a kezesség közötti kapcsolat is igen jelentős, valamint számottevő eltérés található az agyi beszédközpont helyeződését tekintve is (ezen területeket a későbbiekben részletesebben taglaljuk). A két nagyagyfélteke a corpus callosumon, azaz kérgestesten keresztül áll összeköttetésben egymással, melyet átvágva az információátvitel a két agyfélteke között megszűnik (ilyenkor fordul elő például, hogy egy személy, letakarva jobb szemét, csak a ballal nézve egy tárgyat, nem tudja azt megnevezni, viszont a jobb szemével nézve azt, ehhez hasonló nehézsége nem akad). Kísérletek/Megfigyelések során bebizonyosodott, hogy a bal félteke sérülése esetén például nehezebbé vált a nyelvértés s az érzelmek kifejezése, míg a jobb félteke sérülésénél igen fontos megfigyelés volt a látótérkiesés (főleg bal látótéré). A mai képalkotó módszerek segítségével, úgy mint a PET-tel (pozitronemissziós tomográf) és MRI-vel (mágneses magrezonancia képalkotás) a szabad szemmel nem látható különbségek is feltárhatókká váltak, így például a nyelvtudásért felelős kötegek pontos helyei, vagy a sulcus centralis kezességért felelős régiói. (R.J.Andrew, 2008)
A beszédközpont
A beszéd az ember talán legfontosabb kommunikációs eszköze, melyhez hasonló fejlettségű információcserével az állatvilágban nem találkozhatunk. A beszéd agyi központját olyan neves tudósok kutatták, mint Pierre Paul Broca (francia, 1824-1880.) és Carl Wernicke (porosz, 1848-1905.). Neveiket aszimmetriát mutató agykérgi területek őrzik. A beszédközpont elhelyezkedése mind bal, mind jobbkezes egyénekben általában a bal nagyagyféltekére tehető. Ezen belül a Broca-terület, mely a beszédprodukcióért felelős, az inferior frontális gyrusnál található. Károsodásakor motoros afázia lép fel, melynek során zavart szenved az artikulált beszéd. A Wernicke- terület, melynek feladata a nyelvi információ feldolgozása, kategorizálása és jelentésmeghatározás, a superior temporális gyrusnál, az inferior parietális lobulusnál és a középső temporális gyrus posterior részénél lokalizálódik. Sérülése esetén szenzoros afázia alakul ki, melynek tünetei ép hallás melletti beszédértési gondok. A Brocka- és Wernicke-területeket a fasciculus arcuatus köti össze, melynek léziója során kondukciós afázia jön létre, melyet szókeresés, hangos olvasásra való képtelenség, bonyolultabb grammatikai szerkezetek félreértése jellemez. (Az afáziákat, mint beszédközpontot érintő rendellenességeket Pick, Sérieux, Franceschi és Rosenfeld vizsgálták.)Az afáziák terápiája: auditoros stimuláció (újratanulandó szavak kimondatása, leíratása), melodikus intonációs gyakorlatok (mondatok kimondásának ritmusra történő gyakoroltatása), mesterséges nyelv kialakítása (jelbeszéd kialakítása a páciens szociális kapcsolatainak fenntartása érdekében). Kimenet tekintetében az afáziák (még ha globálisan jelentkeznek is) jól kezelhetőek. Nagy mértékben szükség van a közeli hozzátartozók közreműködésére s megfelelő terápiás program kialakítására. (M.-Marsel Mesulam és munkatársai, 2014)
|
A kezesség (kialakulása)
A bal- és jobbkezesek agyának felépítése különböző, jelentős lateralizáció figyelhető meg. Az egyik oldali kéz dominanciája összefüggést mutat a beszédközpont agyféltekei helyeződésével. A balkezesek 15%-a jobb féltekei beszéd-dominanciával rendelkezik, a 15%-a pedig mindkét féltekét használja nyelvi kommunikációra. Ezzel összefüggésben feltételezhető, hogy egy agysérülés következménye kevésbé jár súlyos következményekkel nyelvi téren, mint a jobbkezeseknél. A kezesség gyakran együtt jár a beszéd és nyelvi feldolgozó központok aszimmetriájával is. Ilyen pl. a planum temporale aszimmetriája. Azonban a kettő kapcsolatára sok minden hatással lehet; betegségek, a tapasztalat, és a genetika is jelentősen befolyásolja a kezesség végső mibenlétét. (Kállay János et al. :Bevezetés a neuropszichológiába 5. fejezet) Azonban biztos, hogy van biológiai alapja a kezesség kialakulásának. Már ősembereknél (Austhralopithecus, Neanderthaler) is felfedezhető bizonyos szinten, de itt még nem beszélhetünk pontosan a mai értelemben vett jobb- vagy balkezességről, csak valamely oldali végtag preferenciájáról, használatáról. Fosszíliák felső végtagjainak mérése bizonyította, hogy a két kar között morfológiai különbségek voltak, főleg a csontok méretében. Megvizsgálták a maradványok koponyájának belső felületét is, és a talált képletek nagyban engedek következtetni az akkori emberelődök agyfelszínének strukturáltságára, aszimmetriai viszonyaira. Ezek az eredmények is jelentős lateralizáltságra, és kezességbeli eltérésre utalnak (bal occipitalis lebeny és jobb frontalis lebeny nagyobb méretű, az ellenoldalihoz képest). (L. Cashmore et al., 2008)
Az agyféltekék specializációja attól függ, hogy milyen minőségű és mennyiségű információ jut az egyes részekbe, valamint a sympathicus felszín mérete predestinálja a hemisphera elsőbbségét. Az egyik oldal dominanciája emberben kb. 4-6 éves kor körül kezd el kifejeződni, és 8 éves korig stabilizálódik. Éretlen idegrendszeri működésre jellemző, a kereszt dominancia kialakulása. Kereszt dominancia esetén a domináns szem, fül és kéz nem azonos oldalon helyeződik. Ennek megléte, és kezelésének elmaradása csökkenti a tanulási, kognitív képességeket, nehezíti a tér- és időbeli tájékozódást. (Kállay János et al. :Bevezetés a neuropszichológiába 5. fejezet)
Az érzékelés corticalis központjainak aszimmetriája
Funkcionális aszimmetria az állatvilágban
Források
R.J.Andrews, Biology and Environmental Sciences, School of Life Sciences, University of Sussex, Brighton BN1 9QG, UK (2008): Origins of asymmetry in the CNS, Tel.: +44 1273 67 8504, doi:10.1016/j.semcdb.2008.11.001
Lingzhong Fan, Yuchun Tang, Bo Sun, Gaolang Gong, Zhang J. Chen, Xiangtao Lin, Taifei Yu, Zhenping Li, Alan C. Evans, Shuwei Liu (2010): Sexual dimorphism and asymmetry in human cerebellum: An MRI-based morphometric study, doi:10.1016/j.brainres.2010.07.031 Fax: +86 531 88563495