Informácie

Ako mozog premieta bolesť na konkrétnu časť tela?

Ako mozog premieta bolesť na konkrétnu časť tela?

Ako náš mozog prevádza periherálne vnemy v dôsledku zranení do vnímania bolesti? Ako v silikóne analógia - ak je stimul aplikovaný na senzor, môže byť prenesený do mikroprocesora. Mikroprocesor potom spracuje informácie. Mikroprocesor však nespôsobí, že senzor tento stimul „pocíti“. Inými slovami, spracované informácie senzora nie sú premietané späť do tohto senzora ako vnímaný stimul. V elektronických obvodoch sú teda informácie spracovávané jednosmerne. Naproti tomu v periférnom nervovom systéme sú senzorické vstupy spracovávané v centrálnom nervovom systéme, čo v konečnom dôsledku vedie k vnímaným pocitom v mieste umiestnenia senzora. Periférny a centrálny nervový systém teda zrejme pôsobia v spätnoväzbovej slučke.

Ako to robí náš nervový systém? Inými slovami, ako lokalizuje zdroj stimulu (napr.(bolesť) a zmeniť tento pocit na vnímanie na tomto mieste, než len jednosmerne spracovávať informácie?


Stručná odpoveď
Periférne senzorické informácie sú premietané jednosmerne do mozgu. Senzorický prúžok mozgu obsahuje topografické zobrazenie povrchu tela, ktoré uľahčuje lokalizáciu periférnych podnetov. Preto neexistuje žiadna spätná väzba z mozgu na perifériu potrebná na lokalizáciu zdroja periférneho stimulu.

Pozadie
Senzorické systémy v koži vyčnievajú jednosmerne do somatosenzorickej kôry. V somatosenzorickej kôre existujú takzvané topografické mapy. Tieto mapy obsahujú neuróny, ktoré sa spájajú s rôznymi časťami tela. Neuróny prijímajúce informácie z jednej časti tela sú zvyčajne zoskupené v mozgu. Napríklad senzorické výstupy periférnych dotykových receptorov v prstových čísliciach sa v konečnom dôsledku synchronizujú s kortikálnymi senzorickými neurónmi, ktoré sú blízko seba. Napríklad dotykové receptory v prstoch na nohách sú spracované ďalej (Purves a kol, 2001). Známou grafickou prezentáciou je somatosenzorický homunculus (obr. 1), ktorý ukazuje oblasti senzorickej kôry určené na spracovanie senzorických vstupov v rôznych častiach tela vrátane dotyku;


Obr. 1. Senzorický homunculus. zdroj: Russel & Dewy (2007)

Senzorická kôra je teda vysoko štruktúrovanou kortikálnou oblasťou, v ktorej sú senzorické informácie (vrátane napríklad výstupov z dotykových, bolestivých, tepelných a chladových receptorov) privádzané do topografickej reprezentácie v mozgu. Pozrite sa na pekný úvod tohto videa z Khan Academy.

Ak chcete odpovedať na vašu otázku - existuje žiadna spätná väzba z mozgu späť na perifériu potrebnú na spracovanie periférnych vnemov do lokalizovaných vnemov. Telesná mapa je uložená v mozgu a obsahuje všetky informácie potrebné na presné určenie miesta stimulu na koži. Táto lokalizácia je presnejšia, ak je prítomných viac periférnych vlákien, t.j. keď je hustota receptora vyššia. To sa centrálne prejavuje v senzorickom páse vo väčšej oblasti kôry, ktorá je venovaná telesným častiam s hustejšou inerváciou receptora. To je dôvod, prečo je homunculus tak zdeformovaný (obr. 2). Napríklad pery, jazyk a končeky prstov sú veľmi citlivé a obsahujú vysokú hustotu periférnych receptorov. V skutočnosti sú relatívne veľké oblasti somatosenzorickej kôry určené na spracovanie ich vstupov.


Obr. 2. 3D znázornenie senzorického homunkula. zdroj: Univerzita v Calgary

Referencie
- Purves a kol., Neuroveda. 2nd vyd. Sunderland (MA): Sinauer Associates (2001)
- Russel & Dewey, Psychológia: Úvod (2007-2014)


Teória ovládania brány a manažment bolesti

Vnímanie bolesti sa líši u rôznych osôb podľa ich nálady, emocionálneho stavu a predchádzajúcich skúseností, aj keď je bolesť spôsobená podobnými fyzickými podnetmi a má za následok podobný stupeň poškodenia. V roku 1965 Ronald Melzack a Patrick Wall načrtli vedeckú teóriu o psychologickom vplyve na vnímanie bolesti „teóriu ovládania brány“.

Nebyť tejto teórie, vnímanie bolesti by bolo stále spojené s intenzitou bolestivého podnetu a stupňom poškodenia postihnutého tkaniva. Melzack a Wall však ukázali, že vnímanie bolesti je oveľa komplexnejšie.

Podľa teórie ovládania brány nie sú signály bolesti schopné dosiahnuť mozog hneď, ako sú generované v poranených tkanivách alebo miestach. Musia sa stretnúť s určitými „neurologickými bránami“ na úrovni miechy a tieto brány určujú, či sa signály bolesti majú dostať do mozgu alebo nie. Inými slovami, bolesť je vnímaná, keď brána ustupuje signálom bolesti, a je menej intenzívna alebo vôbec nie je vnímaná, keď sa brána zatvára, aby prešli signály. Táto teória vysvetľuje, prečo niekto hľadá úľavu trením alebo masírovaním poranenej alebo bolestivej oblasti.

Aj keď teória ovládania brány nemôže poskytnúť úplný obraz centrálneho systému, ktorý je základom bolesti, vizualizovala mechanizmus vnímania bolesti v novej dimenzii a vydláždila cestu pre rôzne stratégie riadenia bolesti.

Vlákna periférnych nervov zapojené do prenosu senzorických signálov

Každý orgán alebo časť ľudského tela má svoje vlastné nervové zásobenie a nervy prenášajú elektrické impulzy generované v reakcii na rôzne pocity, ako sú dotyk, teplota, tlak a bolesť. Tieto nervy –, ktoré tvoria periférny nervový systém –, prenášajú tieto impulzy do centrálneho nervového systému (mozog a miecha), takže tieto impulzy sú interpretované a vnímané ako pocity. Periférne nervy vysielajú signály do chrbtového rohu miechy a odtiaľ sa senzorické signály prenášajú do mozgu spinotalamickým traktom. Bolesť je pocit, ktorý človeka varuje, že tkanivo alebo konkrétna časť ľudského tela bola zranená alebo poškodená.

Podľa axonálneho priemeru a rýchlosti vedenia možno nervové vlákna rozdeliť do troch typov - A, B a C. Vlákna C sú spomedzi všetkých troch typov najmenšie. Medzi vlákna „A“ patria štyri podtypy: A-alfa, A-beta, A-gama a A-delta. Medzi subtypmi A sú vlákna A-alfa najväčšie a vlákna A-delta najmenšie.

Vlákna A, ktoré sú väčšie ako vlákna A-delta, prenášajú do miechy pocity ako dotyk, tlak atď. Vlákna A-delta a C vlákna prenášajú signály bolesti do miechy. Vlákna A-delta sú rýchlejšie a prenášajú ostré signály bolesti, zatiaľ čo vlákna C sú pomalšie a nesú difúzne signály bolesti.

Keď uvažujeme o rýchlosti vedenia, vlákna A-alfa (veľké nervové vlákna) majú vyššiu rýchlosť vedenia v porovnaní s vláknami A-delta a C (malé nervové vlákna). Keď je tkanivo poranené, najskôr sa aktivujú vlákna A-delta a potom aktivácia vlákien C. Tieto vlákna majú tendenciu prenášať signály bolesti do miechy a potom do mozgu. Signály bolesti sa však neprenášajú len tak.

Čo hovorí teória ovládania brány?

Teória ovládania brány naznačuje, že signály sa stretávajú s „nervovými bránami“ na úrovni miechy a je potrebné, aby sa týmito bránami vyčistili, aby sa dostali do mozgu. Rôzne faktory určujú, ako treba liečiť signály bolesti na neurologických bránach. Oni sú:

  • Intenzita bolestivých signálov
  • Intenzita ostatných senzorických signálov (dotyk, teplota a tlak), ak sú generované v mieste poranenia
  • Správa z samotného mozgu (poslať signály bolesti alebo nie)

Ako už bolo spomenuté, nervové vlákna, veľké i malé, nesúce zmyslové signály, končia v chrbtovom rohu miechy, odkiaľ sú signály prenášané do mozgu. Podľa pôvodného postulátu Melzacka a Walla nervové vlákna vyčnievajú do substantia gelatinosa (SG) chrbtového rohu a prvých centrálnych prenosových (T) buniek miechy. SG pozostáva z inhibičných interneurónov, ktoré pôsobia ako brána a určujú, ktoré signály by sa mali dostať k T bunkám a potom ísť ďalej cez spinotalamický trakt, aby sa dostali do mozgu.

Keď sú signály bolesti prenášané malými vláknami (vlákna A-delta a C) menej intenzívne v porovnaní s inými senzorickými signálmi bez bolesti, akými sú dotyk, tlak a teplota, inhibičné neuróny zabraňujú prenosu bolestivých signálov cez T bunky. . Signály bez bolesti majú prednosť pred signálmi bolesti, a preto bolesť mozog nevníma. Keď sú signály bolesti intenzívnejšie v porovnaní so signálmi bez bolesti, inhibičné neuróny sa deaktivujú a brána sa otvorí. T bunky prenášajú signály bolesti do spinotalamického traktu, ktorý tieto signály prenáša do mozgu. Výsledkom je, že neurologická brána je ovplyvnená relatívnym množstvom aktivity vo veľkých a malých nervových vláknach.

Emócie a myšlienky určujú spôsob, akým je bolesť vnímaná

Teória tiež navrhla, aby prenos signálu bolesti mohli byť ovplyvnené emóciami a myšlienkami. Je dobre známe, že ľudia nepociťujú chronickú bolesť alebo, presnejšie povedané, bolesť ich neruší, keď sa sústredia na iné činnosti, ktoré ich zaujímajú. Zatiaľ čo ľudia, ktorí sú úzkostliví alebo majú depresiu, pociťujú intenzívnu bolesť a ťažko sa s ňou vyrovnávajú. Mozog totiž posiela správy prostredníctvom zostupných vlákien, ktoré zastavujú, obmedzujú alebo zosilňujú prenos bolestivých signálov cez bránu, v závislosti od myšlienok a emócií človeka.

Teória ovládania brány v manažmente bolesti

Teória ovládania brány priniesla drastickú revolúciu v oblasti manažmentu bolesti. Teória naznačila, že zvládanie bolesti je možné dosiahnuť selektívnym ovplyvňovaním väčších nervových vlákien, ktoré nesú podnety bez bolesti. Teória tiež pripravila cestu pre ďalší výskum kognitívnych a behaviorálnych prístupov na dosiahnutie úľavy od bolesti.

Jedným z obrovských pokrokov vo výskume manažmentu bolesti je príchod transkutánnej elektrickej nervovej stimulácie (TENS). Teória riadenia brány tvorí základ TENS. Pri tejto technike selektívna stimulácia nervových vlákien veľkého priemeru nesúcich senzorické stimuly bez bolesti z konkrétnej oblasti ruší alebo znižuje účinok bolestivých signálov z tejto oblasti. TENS je neinvazívny a lacný prístup k zvládaniu bolesti, ktorý sa široko používa na liečbu chronickej a nezvládnuteľnej bolesti, ktoré inak nereagujú na analgetiká a chirurgické ošetrenia. TENS je veľmi výhodný oproti liekom proti bolesti v tom zmysle, že nemá problém s liekovými interakciami a toxicitou.

Zistilo sa, že mnoho ďalších invazívnych a neinvazívnych techník elektrickej stimulácie je užitočných pri rôznych chronických bolestivých stavoch, ako je artritická bolesť, diabetická neuropatia, fibromyalgia, atď. Teória bola tiež rozsiahle študovaná pri liečbe chronickej bolesti chrbta a rakovinovej bolesti. V niektorých podmienkach sa však nedosahujú priaznivé výsledky a dlhodobá účinnosť techník založených na teórii je spochybnená.

Napriek tomu teória ovládania brány dramaticky priniesla revolúciu v oblasti výskumu bolesti a zasiala semená pre mnohé štúdie, ktorých cieľom je predstaviť bezbolestný životný štýl pacientom, ktorí trpia chronickou bolesťou.

Abram SE (1993). 1992 Bonica Prednáška. Pokroky v manažmente chronickej bolesti od kontroly brány. Regionálna anestézia, 18 (2), 66-81 PMID: 8098221

Biskup B (1980). Bolesť: jej fyziológia a zdôvodnenie manažmentu. Časť III. Dôsledky súčasných konceptov mechanizmov bolesti súvisiacich s manažmentom bolesti. Fyzikálna terapia, 60 (1), 24-37 PMID: 6243184

Melzack R, & Wall PD (1965). Mechanizmy bolesti: nová teória. Science (New York, NY), 150 (3699), 971-9 PMID: 5320816

Moayedi M, & Davis KD (2013). Teórie bolesti: od špecifickosti po ovládanie brány. Journal of neurophysiology, 109 (1), 5-12 PMID: 23034364

Nizard J, Raoul S, Nguyen JP a#038 Lefaucheur JP (2012). Invazívne stimulačné terapie na liečbu refraktérnej bolesti. Discovery medicine, 14 (77), 237-46 PMID: 23114579

Nnoaham KE, & Kumbang J (2008). Transkutánna elektrická nervová stimulácia (TENS) na liečbu chronickej bolesti. Cochranova databáza systematických prehľadov (3) PMID: 18646088

Tashani O a#038 Johnson M (2009). Transkutánna elektrická nervová stimulácia (TENS) Možná pomoc pri úľave od bolesti v rozvojových krajinách? Líbyjský časopis medicíny, 4 (2), 62-5 PMID: 21483510


Mozgové laloky

Štyrmi laloky mozgu sú frontálne, parietálne, časové a okcipitálne laloky (obrázok 2). The čelný lalok sa nachádza v prednej časti mozgu a siaha späť k pukline známej ako centrálna sulcus . Čelný lalok sa podieľa na uvažovaní, motorickej kontrole, emóciách a jazyku. Obsahuje súbor motorická kôra , ktorá sa podieľa na plánovaní a koordinácii pohybu prefrontálna kôra , ktorý je zodpovedný za kognitívne fungovanie na vyššej úrovni a Brocova oblasť , čo je nevyhnutné pre jazykovú produkciu.

Obrázok 2. Sú zobrazené laloky mozgu.

Ľudia, ktorí utrpeli škody v Brocovej oblasti, majú veľké problémy s produkciou jazyka akejkoľvek formy. Padma bola napríklad elektrotechnička, ktorá bola sociálne aktívna a starostlivá, angažovaná matka. Asi pred dvadsiatimi rokmi mala autonehodu a poškodila oblasť jej Brocy. Úplne stratila schopnosť hovoriť a vytvárať akýkoľvek zmysluplný jazyk. V ústach ani na hlasivkách nemá nič zlé, ale nie je schopná produkovať slová. Dokáže sa riadiť pokynmi, ale nemôže verbálne odpovedať a môže čítať, ale už nepíše. Dokáže vykonávať bežné úlohy, ako je beh na trh kúpiť mlieko, ale nedokázala verbálne komunikovať, ak si to situácia vyžadovala.

Obrázok 3. a) Phineas Gage drží železnú tyč, ktorá mu prenikla do lebky pri nehode železnice v roku 1848. b) Gageova prefrontálna kôra bola vážne poškodená v ľavej hemisfére. Tyč vstúpila do Gageovej tváre na ľavej strane, prešla mu za okom a vystúpila cez temeno jeho lebky, než pristála asi 80 stôp od neho. (kredit a: úprava diela Jacka a Beverly Wilgusa

Pravdepodobne najznámejším prípadom poškodenia čelného laloku je prípad muža menom Phineas Gage. 13. septembra 1848 pracoval Gage (25 rokov) ako majster železnice vo Vermonte. On a jeho posádka používali železnú tyč na upchatie výbušnín do trhacieho otvoru, aby odstránili horninu pozdĺž cesty železnice. Železná tyč bohužiaľ vytvorila iskru a spôsobila, že tyč explodovala von z trhacieho otvoru, do Gageovej tváre a cez jeho lebku (obrázok 3). Napriek tomu, že Gage ležal v kaluži vlastnej krvi s mozgovou hmotou vystupujúcou z jeho hlavy, bol pri vedomí a dokázal vstať, chodiť a hovoriť. Ale mesiace po jeho nehode si ľudia všimli, že sa zmenila jeho osobnosť. Mnoho jeho priateľov ho označilo za to, že už nie je sám sebou. Pred nehodou sa hovorilo, že Gage bol dobre vychovaný, tichý muž, ale po nehode sa začal správať čudne a nevhodne. Také zmeny v osobnosti by boli v súlade so stratou kontroly impulzov - funkcie frontálneho laloku.

Okrem poškodenia samotného frontálneho laloku následné vyšetrenia dráhy tyčinky identifikovali aj pravdepodobné poškodenie dráh medzi frontálnym lalokom a inými mozgovými štruktúrami, vrátane limbického systému. Keď sa prerušili spojenia medzi plánovacími funkciami čelného laloku a emocionálnymi procesmi limbického systému, mal Gage problémy s ovládaním svojich emocionálnych impulzov.

Existujú však určité dôkazy, ktoré naznačujú, že dramatické zmeny v Gageovej osobnosti boli prehnané a prikrášlené. Gageov prípad sa odohral v polovici 19. storočia v diskusii o lokalizácii - o tom, či sú určité oblasti mozgu spojené s konkrétnymi funkciami. Na základe extrémne obmedzených informácií o Gageovi, rozsahu jeho zranenia a jeho živote pred a po nehode mali vedci tendenciu nájsť podporu pre svoje vlastné názory, bez ohľadu na to, na ktorú stranu diskusie sa dostali (Macmillan, 1999).

Odkaz na učenie

V tomto klipe o Phineasovi Gageovi sa dozviete viac o jeho nehode a zranení.

Obrázok 4. Špecifické časti tela, ako je jazyk alebo prsty, sú mapované do určitých oblastí mozgu vrátane primárnej motorickej kôry.

Jedna obzvlášť fascinujúca oblasť vo frontálnom laloku sa nazýva „primárna motorická kôra“. Tento prúžok vedený po boku mozgu má na starosti dobrovoľné pohyby ako mávanie na rozlúčku, krútenie obočím a bozkávanie. Je to vynikajúci príklad spôsobu, akým sú rôzne oblasti mozgu vysoko špecializované. Je zaujímavé, že každá z našich rôznych častí tela má jedinečnú časť primárnej motorickej kôry, ktorá je mu venovaná. Každý jednotlivý prst má vyhradený priestor v mozgu asi rovnako ako celá vaša noha. Vaše pery zase vyžadujú asi toľko špecializovaného spracovania mozgu, ako všetky vaše prsty a ruka dohromady!

Obrázok 5. Priestorové vzťahy v tele sa zrkadlia v organizácii somatosenzorickej kôry.

Pretože mozgová kôra vo všeobecnosti, a najmä frontálny lalok, sú spojené s tak sofistikovanými funkciami, ako je plánovanie a sebauvedomenie, často sa o nich uvažuje ako o vyššej, menej primitívnej časti mozgu. Skutočne, ostatné zvieratá, ako sú potkany a klokany, hoci majú predné oblasti svojho mozgu, nemajú rovnakú úroveň vývoja v mozgových kôrach. Čím bližšie je zviera k ľuďom na evolučnom strome - myslím, že šimpanzy a gorily, tým rozvinutejšia je táto časť ich mozgu.

Mozog temenný lalok sa nachádza bezprostredne za predným lalokom a podieľa sa na spracovaní informácií zo zmyslov tela. Obsahuje súbor somatosenzorická kôra , čo je nevyhnutné pre spracovanie senzorických informácií z celého tela, ako sú dotyk, teplota a bolesť. Somatosenzorická kôra je organizovaná topograficky, čo znamená, že priestorové vzťahy, ktoré existujú v tele, sú udržiavané na povrchu somatosenzorickej kôry. Napríklad časť kôry, ktorá spracováva zmyslové informácie z ruky, susedí s časťou, ktorá spracováva informácie zo zápästia.

Obrázok 6. Poškodenie oblasti Broca alebo Wernicke môže mať za následok jazykový deficit. Typy deficitov sú však veľmi odlišné v závislosti od oblasti, ktorej sa to týka.

The spánkový lalok Nachádza sa na boku hlavy (časové znamená „v blízkosti chrámov“) a je spojená so sluchom, pamäťou, emóciami a niektorými aspektmi jazyka. The sluchová kôra , hlavná oblasť zodpovedná za spracovanie sluchových informácií, sa nachádza v temporálnom laloku. Wernickeho oblasť Nachádza sa tu aj dôležité pre porozumenie reči. Zatiaľ čo jednotlivci s poškodením oblasti Broca majú problémy s produkciou jazyka, osoby s poškodením oblasti Wernicke môžu produkovať rozumný jazyk, ale nedokážu mu porozumieť.

The okcipitálny lalok Nachádza sa v úplnej zadnej časti mozgu a obsahuje primárnu zrakovú kôru, ktorá je zodpovedná za interpretáciu prichádzajúcich vizuálnych informácií. Occipitálna kôra je organizovaná retinotopicky, čo znamená, že existuje úzky vzťah medzi polohou objektu v zornom poli človeka a polohou reprezentácie tohto objektu v kôre. Keď študujete vnem a vnem, dozviete sa oveľa viac o tom, ako sú v okcipitálnom laloku spracovávané vizuálne informácie.

Jedlo na zamyslenie

Keď sa dozviete o konkrétnych častiach mozgu, vezmite do úvahy nasledujúce rady Josepha LeDouxa, profesora neurovedy a psychológie na New York University:

Buďte podozrievaví k akémukoľvek tvrdeniu, ktoré hovorí, že oblasť mozgu je centrom zodpovedným za nejakú funkciu. Pojem funkcií, ktoré sú produktmi oblastí alebo centier mozgu, pochádza z čias, keď väčšina dôkazov o funkcii mozgu bola založená na účinkoch mozgových lézií lokalizovaných do konkrétnych oblastí. Dnes uvažujeme o funkciách ako o produktoch systémov, a nie o oblastiach. Neuróny v oblastiach prispievajú, pretože sú súčasťou systému. Amygdala napríklad prispieva k detekcii hrozieb, pretože je súčasťou systému detekcie hrozieb. A to, že amygdala prispieva k detekcii hrozieb, neznamená, že detekcia hrozieb je jedinou funkciou, ku ktorej prispieva. Neuróny Amygdala sú napríklad tiež súčasťami systémov, ktoré spracovávajú význam podnetov spojených s jedlom, pitím, sexom a návykovými drogami.

Obsah s licenciou CC, predtým zdieľaný

  • Mozog a miecha. Autor: OpenStax College. Umiestnený na: https://openstax.org/books/psychology-2e/pages/3-4-the-brain-and-spinal-cord. Licencia: CC BY: Pripisovanie. Licenčné podmienky: Stiahnite si zadarmo na https://openstax.org/books/psychology-2e/pages/1-introduction.
  • Amygdala nie je centrom strachu mozgu. Autor: Joseph LeDoux. Umiestnený na: http://thepsychreport.com/science/the-amygdala-is-not-the-brains-fear-center/. Projekt: Psychická správa. Licencia: CC BY-NC-SA: Attribution-NonCommercial-ShareAlike
  • Odstavce a obrázok motorickej kôry. Autor: Robert Biswas-Diener. Poskytuje: Štátna univerzita v Portlande. Umiestnený na: http://nobaproject.com/modules/the-brain-and-nervous-system. Projekt: Projekt Noba. Licencia: CC BY-NC-SA: Attribution-NonCommercial-ShareAlike

Všetky práva vyhradený obsah

  • Phineas Gage (hudobné video LEGO Stop-Motion). Autor: Brad Wray. Umiestnený na: https://www.youtube.com/watch?v=_nikOxNfjqs. Licencia: Iné. Licenčné podmienky: Štandardná licencia YouTube

povrch mozgu, ktorý je spojený s našimi najvyššími mentálnymi schopnosťami

najväčšia časť mozgu, ktorá okrem iných štruktúr obsahuje mozgovú kôru, talamus a limbický systém

časť mozgovej kôry zapojená do uvažovania, motorickej kontroly, emócií a jazyka obsahuje motorickú kôru

priehlbiny alebo drážky v mozgovej kôre

pruh kôry zapojený do plánovania a koordinácie pohybu

oblasť vo frontálnom laloku zodpovedná za kognitívne fungovanie na vyššej úrovni

oblasť v ľavej hemisfére, ktorá je zásadná pre jazykovú produkciu

časť mozgovej kôry zapojená do spracovania rôznych senzorických a percepčných informácií obsahuje primárnu somatosenzorickú kôru

nevyhnutné na spracovanie senzorických informácií z celého tela, ako sú dotyk, teplota a bolesť

časť mozgovej kôry spojená so sluchom, pamäťou, emóciami a niektorými aspektmi jazyka obsahuje primárnu sluchovú kôru

pruh kôry v temporálnom laloku, ktorý je zodpovedný za spracovanie sluchových informácií

dôležité pre porozumenie reči

časť mozgovej kôry spojená s vizuálnym spracovaním obsahuje primárnu zrakovú kôru


Chronická bolesť poškodzuje mozog

Ľudia s neutíchajúcou bolesťou netrpia iba nepretržitým pocitom pulzujúcej bolesti. Majú tiež problémy so spánkom, sú často depresívni, úzkostliví a dokonca majú problém robiť jednoduché rozhodnutia.

V novej štúdii vyšetrovatelia na Feinbergskej lekárskej fakulte Northwestern University identifikovali stopu, ktorá môže vysvetliť, ako by dlhodobé bolesti mohli vyvolať tieto ďalšie symptómy súvisiace s bolesťou.

Vedci zistili, že v zdravom mozgu existujú všetky oblasti v rovnovážnom stave. Keď je jeden región aktívny, ostatné stíšia. Ale u ľudí s chronickou bolesťou predná oblasť kôry, väčšinou spojená s emóciami, „nikdy nezostane ticho“, povedal Dante Chialvo, vedúci autor a docent výskumu fyziológie na Feinbergovej škole. „Postihnuté oblasti sa nedajú deaktivovať, keď by mali.“

Sú zaseknutí na plný plyn, opotrebovávajú neuróny a menia svoje vzájomné spojenia.

Toto je prvá ukážka porúch mozgu u pacientov s chronickou bolesťou, ktoré priamo nesúvisia s pocitom bolesti.

Chialvo a kolegovia použili funkčné zobrazovanie magnetickou rezonanciou (fMRI) na skenovanie mozgov ľudí s chronickou bolesťou krížov a skupiny dobrovoľníkov bez bolesti, zatiaľ čo obe skupiny sledovali pohyblivú lištu na obrazovke počítača. Štúdia ukázala, že trpiaci bolesťou sa úlohy zhostili dobre, ale „na úkor použitia mozgu inak, ako skupina bez bolesti,“ povedal Chialvo.

Keď boli určité časti kôry aktivované v skupine bez bolesti, niektoré ďalšie boli deaktivované, čím sa udržala kooperatívna rovnováha medzi oblasťami. Táto rovnováha je známa aj ako sieť pokojových stavov mozgu. V skupine s chronickou bolesťou však jeden z uzlov tejto siete neutíchol tak, ako u subjektov bez bolesti.

Toto neustále vypaľovanie neurónov v týchto oblastiach mozgu by mohlo spôsobiť trvalé poškodenie, povedal Chialvo. „Vieme, že keď neuróny príliš vystrelia, môžu zmeniť svoje spojenie s inými neurónmi alebo dokonca zomrieť, pretože nedokážu tak dlho udržať vysokú aktivitu,“ vysvetlil.

„Ak ste pacient s chronickou bolesťou, máte bolesť 24 hodín denne, sedem dní v týždni, každú minútu vášho života,“ povedal Chialvo. „Vďaka neustálemu vnímaniu bolesti vo vašom mozgu sú tieto oblasti vo vašom mozgu neustále aktívne. Táto nepretržitá dysfunkcia v rovnováhe mozgu môže navždy zmeniť vedenie a môže poškodiť mozog. "

Chialvo vyslovil hypotézu o následných zmenách v zapojení „môže vám sťažiť rozhodnutie alebo mať dobrú náladu na ranné vstávanie. Je možné, že bolesť spôsobuje depresiu a ďalšie hlásené abnormality, pretože narúša rovnováhu mozog ako celok “.

Povedal, že jeho zistenia ukazujú, že je nevyhnutné študovať nové prístupy k liečbe pacientov nielen na kontrolu ich bolesti, ale aj na vyhodnotenie a prevenciu dysfunkcie, ktorá môže byť v mozgu generovaná chronickou bolesťou.

Štúdia bude publikovaná 6. februára v časopise The Journal of Neuroscience. Chialvovými spolupracovníkmi na tomto projekte sú Marwan Baliki, postgraduálny študent Paul Geha, doktorand a Vania Apkarian, profesorka fyziológie a anestéziológie, všetci na Feinbergovej škole.

Príbeh Zdroj:

Materiály poskytnuté Severozápadná univerzita. Poznámka: Obsah je možné upravovať podľa štýlu a dĺžky.


  1. „Hippocampus ide do práce“ - popíšte, ako bol hippocampus použitý v pamäti počas hodiny v škole (prenos krátkodobých spomienok do dlhodobých spomienok).
  2. „Visual Cortex Sees All“ - popíšte, ako bola vizuálna kôra aktivovaná na ceste do múzea
  3. „Cerebellum ide do predĺženia“ - popíšte, ako sa malý mozog používal počas basketbalového zápasu.

Získajte sadu špeciálnych plagátov pre mozog tu na stránkach Neuroscience for Kids (vytvorili Ellen Poliakoff a Sally Bee).


Váš mozog zapnutý: fetiš

Vygooglite si slovo „QUICKSAND“. „Medzi mnohými obrázkami, ktoré sa objavia, uvidíte množstvo funkcií, ktoré predstavujú minimálne oblečené ženy napoly ponorené do viskózneho kalu z džungle. Prečo? Pretože existuje online komunita sexuálnych fetišistov, ktorí majú vec pre tekutý piesok. Tekutý piesok!

„Počul som o všetkom, od nôh po špinu až po autá,“ hovorí Justin Lehmiller, Ph.D., sexuálny pedagóg a výskumný psychológ na Harvardskej univerzite. & quot; Skoro čokoľvek, na čo si spomeniete, niekto tam vonku má pravdepodobne spojené so sexuálnymi asociáciami. & quot

Keď človek odvodzuje silné sexuálne vzrušenie z nejakého nehumánneho predmetu, negenitálnej časti tela alebo telesného sekrétu, predstavuje to hrubú definíciu plodu, hovorí Lehmiller. Činnosti ako hranie rolí a otroctvo sú tiež zaradené do kategórie fetiš. „V zásade to vyvoláva niečo, čo väčšinu ľudí nevzrušuje,“ dodáva Lehmiller.

Fetiši sa vyvíjajú s dobou, naznačujú štúdie. Vedci špekulujú.

Najpopulárnejšie fetišky, teraz i v minulosti, zamerané na časti tela (chodidlá alebo prsty na nohách) a položky súvisiace s časťami tela (obuv, čižmy, rukavice), naznačuje štúdia z Bolognskej univerzity v Taliansku. Tiež „& quot; Väčšina ľudí, ktorí majú fetiš, si môže pamätať na špecifický čas alebo udalosť, kde sa stretli s niečím, čo ich neočakávane ale okamžite otočilo,« hovorí Lehmiller.

Ale bez ohľadu na to, odkiaľ pochádzajú, fetiš trvá, hovorí Lehmiller. Je tiež typické, že ľudia majú viac fetišov súčasne, vysvetľuje. „Môžete vyvinúť nové fetišky, ale nové vyhrali a apost nahradili ostatné.“ „Hovorí, že veľa ľudí má navzájom prepojené fetišy, ako hotspot pre nohy, topánky a pančuchy. Ale pre ostatných nemusí existovať zrejmé spojenie, dodáva Lehmiller.

Jedna vec, ktorá je istá: vznik internetu bol pre fetišistov veľkým prínosom. „Ľuďom dáva priestor vyjadriť svoje túžby a nájsť ďalších ľudí, ktorí môžu mať rovnaké záujmy,“ hovorí Lehmiller. (Milovníci tekutého piesku, spojte sa!) Tu sú štyri z najpopulárnejších teórií o tom, ako sa do vášho mozgu dostali fetiš.

1. Teória prekrývania mozgu. Oblasti vašich rezancov, ktoré ovládajú vaše sexuálne časti tela a impulzy, sa nachádzajú vedľa oblastí, ktoré ovládajú ďalšie prílohy a emócie, ukazujú štúdie. (Oblasť mozgu, ktorá spravuje vaše genitálie, je zasadená proti oblasti, ktorá spravuje vaše nohy.) Tieto susedné oblasti mozgu sa môžu zapojiť do presluchu alebo prekrývajúcej sa aktivity, ukazuje výskum V.S. Ramachandran, Ph.D., z Kalifornskej univerzity v San Diegu. A preslechy medzi oblasťou chodidla a genitálií môžu vysvetľovať, prečo sú fetiš chodidiel (a iné zamilovanosti do nesexuálnych častí tela) také bežné, navrhuje Ramachandran.

2. Pavlovova teória. Vedci v šesťdesiatych rokoch minulého storočia ukázali skupinu mužov - obrázky nahých žien spolu s obrázkami topánok, hovorí Lehmiller. Muža nakoniec obrázky samotných čižiem vzrušili. Táto bootovacia štúdia naznačuje, že váš mozog je schopný vytvárať sexuálne asociácie okolo náhodných predmetov, aj keď na začiatku nebol žiadny vzrušujúci impulz, vysvetľuje Lehmiller. Ak sa teda niečomu opakovane vystavujete v období, keď sa sexuálne vzrušujete, váš mozog môže prísť k prepojeniu tohto objektu so sexuálnou túžbou. „Existuje aj niekoľko výskumov, ktoré dokazujú, že ľudia s vyšším pohlavným stykom majú častejšie neobvyklé sexuálne záujmy,“ dodáva Lehmiller. Prečo? Super nabitý sexuálny apetít vedie k vzrušeniu v situáciách, kde sex s partnerom nie je možný. A pretože okolo nikto nie je zaneprázdnený, super náhodní ľudia môžu nevedomky presmerovať svoju sexuálnu energiu na čokoľvek, čo sa nachádza v bezprostrednom okolí, dodáva Lehmiller.

3. Teória hrubého príjmu. „Keď sa ocitnete vo vysokom stave sexuálneho vzrušenia, váš odporný impulz zoslabne,“ hovorí Lehmiller. A tak veci, ktoré bežne považujete za odpudzujúce (nohy, pľuvance, výkaly), nemusia pôsobiť hrubo. „„ Zdá sa, že to takmer ako zvýšený stav vzrušenia zmení vaše vnímanie sveta, “dodáva Lehmiller. "And that changed perception might lead you to incorporate different things into your sexual acts." If you enjoy that new source of sexual stimulation, you may want to repeat whatever it is, he explains.

4. The pain theory. Research has shown sexual pleasure and pain involve the release of many of the same brain chemicals and neurotransmitters, such as endorphins and serotonin. These chemical ties may help form connections for some people that lead to an enjoyment of pain during sex. (This chemical commonality may also explain "runner&aposs high" and other euphoric sensations tied to physically painful sensations.)


About the expert: Beth Darnall, PhD

Beth Darnall, PhD, is a clinical professor in the Department of Anesthesiology, Perioperative and Pain Medicine at Stanford University. Broadly, her research investigates how to best treat and prevent chronic pain. Darnall brings to her work the perspective of having lived through her own chronic pain experience. She delivers pain psychology and opioid reduction lectures and workshops nationally and internationally and is the author of three books on the topic.


How does the brain project pain on to a particular part of the body? - Psychológia

There are some people who are born WITHOUT the sense of pain. These people have a rare condition called "congenital insensitivity to pain". Their nervous systems are not equipped to detect painful information. You may think this is a good thing. it is NOT. Without the ability to detect painful events, you would continue to cause injury to yourself. For example, if you broke a bone in your arm, you might continue using the arm because it did not hurt. You could cause further injury to your arm. People with congenital insensitivity to pain usually have many injuries like pressure sores, damaged joints and even missing or damaged fingers!

Ok..now we know the "stimuli" that may cause pain. How do these stimuli activate the nervous system? There are specialized "receptors" in the skin and internal organs that are sensitive to stimuli that are painful. These receptors are called "nociceptors" and are free nerve endings connected to small diameter myelinated A and unmyelinated C nerve fibers - these are the nerve fibers that are LACKING in people with congenital insensitivity to pain (here is more information about nerve fibers). Nociception, then, is the response of the nervous system to painful stimulation. When the nociceptors detect a nociceptive stimulus, they send a message to the spinal cord.

Let's go through the theory step by step:

    Without any stimulation, both large and small nerve fibers are quiet and the inhibitory interneuron (I) blocks the signal in the projection neuron (P) that connects to the brain. The "gate is closed" and therefore NO PAIN.

From the spinal cord, the messages go directly to several places in the brain including the thalamus, midbrain and reticular formation.


How does the brain project pain on to a particular part of the body? - Psychológia

The sense of touch is dependent on six different skin receptors that are sensitive to pressure, warmth, cold, and pain. Regions of the nervous system that respond to these so-called somatosensory receptors are organized according to receptive fields groups of neurons that respond selectively to the sensations occurring in particular segments of skin. Somatosensory neurons project upward through the spinal cord. These neurons synapse in the thalamus before arriving at the somatosensory cortex of parietal lobe. Similar to visual receptive fields, the receptive fields for touch are typically organized in a center-surround fashion, with one being excitatory and the other inhibitory. This arrangement aids in the localization of sensations on the skin. Although the entire body is mapped in somatosensory cortex, the most sensitive regions of skin (such those of the hands, lips, and tongue) are represented by larger areas of cortex.

Pain is essential to our survival, serving as a warning system that something has gone awry. Receptors for the sensation of pain are primarily free nerve endings in the skin. Messages from these receptors are routed to the brain via one of two pathways destined for different areas of the thalamus. The fast pathway records sharp, localized pain (such as that caused by cutting your skin) and transmits this information to the cortex in less than a second. The slow pathway travels through the limbic system, a detour that delays arrival at the cortex by seconds. The slower signals encode temperature as well as the burning, aching pain that often follows the sharper, early onset pain conveyed by the fast pathway.

The transmission of pain signals following tissue damage does not always result in the experience of pain. The perception of pain may be influenced greatly by one's mood, personality, and level of anticipation and attention. Health care workers often take advantage of this feature by asking you a question, to engage your higher thought processes, just as they prepare to administer that injection you are lamenting. Pain is experienced with varied intensity across cultures depending upon the interpretation of pain and its tolerance.

In the 1960's, Ronald Melzack and Patrick Wall made their mark on the scientific community by proposing a theory to explain how higher brain centers block incoming pain signals. Their gate-control theory of pain holds that ascending pain signals may be blocked within the spinal cord (referred to as the gate). When either ascending or descending signals close the gate, the pain transmission is blocked from reaching the higher centers necessary for perception of pain. The descending block signal is characterized by a pattern of neural activity that inhibits neuronal transmission. This theory has profoundly influenced the study of pain. Recent research has upheld the basic tenet of signal blocking, but has revealed a neural mechanism that is somewhat different than the one proposed by Melzack and Wall. These recent findings suggest that a pathway descending from the midbrain, mediates the suppression of pain. A class of neurotransmitters, called the endorphins, which mimic the action of opiate painkillers, likely powers the circuit.

Recent psychological and neurological data have cast much doubt on the concept of a single pain sensory pathway. Already mentioned is the individual variation of pain experience following tissue damage. The intensity of pain is not simply a graded response to amount of tissue damage, but rather is influenced by attention, anxiety, and prior experience. Neurosurgical techniques designed to cut the co-called pain pathway have yielded mixed results. In particular for patients affected by chronic pain, the experience of pain returns and sometimes, new pains will appear. The variable response of this perceptual system has shifted attention to the modifiability of events in the central nervous system.

Beyond the suggestion that pain impulses are subjected to the modulating effects of a gate in the dorsal horn of the spinal cord, Malzack and Wall's gate control theory of pain proposed specific roles for the fast and slow pathways in this process. The theory suggested that the large fiber inputs stimulated by gentle rubbing tended to close the gates, whereas the small fiber inputs stimulated by hard pinching generally opened the gates. This may be why gentle rubbing at the edge of an inflamed and painful injury seems to reduce the sharp painful experience. The center-surround arrangement of somatosensory receptors may also play a role in this effect. It is also proposed that sensory input is modulated at multiple synapses along the projection pathway leading to the brain. The experience of pain occurs when the number of nerve impulse reaching each area exceeds a critical level.

The sensation of pain has distinct sensory qualities, described as throbbing, unpleasant, or sharp and emotional qualities expressed as punishing, wrenching, exhausting, or overwhelming. Melzack and Casey have proposed three psychological dimensions for the pain experience: sensory-discriminative, motivational-affective, and cognitive-evaluative. Evidence from psychophysiological studies support the possibility that each dimension is mediated by distinct systems in the brain that interact to result in the complex experience of pain. In particular, recent positron emission tomography data indicates that the anterior cingulate gyrus of the limbic system is involved in the motivational-affective dimension of pain. Somatosensory cortex is responsible for the sensory-discriminative dimension, and other, perhaps diffuse, cortical regions likely contribute to the cognitive-evaluative dimension.

One very interesting form of pain occurs after amputation of a limb. After a limb is removed, approximately 70% of amputees experience sensation as though it is generated in the missing limb. Approximately 50% of amputees experience pain in a missing limb. This so-called "phantom limb" phenomenon results in the perception of limb characteristics such as pain, warmth, pressure, itchiness, and moisture. These sensations are convincingly real. Many with this condition have bolted out of bed, certain that their missing limb would support such movement. A common perception of people with amputated hands is that of pain resulting from fingernails digging into the palm of a tightly clenched phantom hand.

An early explanation for the phantom limb phenomenon is that the sensation originates from irritated nerves remaining in the stump. Efforts to treat phantom pain using this line of reasoning have focused on the destruction of the pathways transmitting this information to somatosensory cortex and of structures along the pathway such as the thalamic relay nuclei. The ineffectiveness of the surgical procedures over time has led to a different explanation. It is more recently speculated that cells in parietal lobe, representing the somatosensory activity of the limb, continue to transmit impulses that are interpreted as sensations in the missing limb. Although the connection between the severed limb and cortical neurons is cut, the neurons continue to discharge resulting in a central image of the limb. Input to cortical neurons is, therefore, nonessential to the formation of a central image. Input to somatosensory cortical neurons is necessary, however, for knowledge of the location of a limb and for monitoring movement of the limb. This is demonstrated by the behavior of individuals with an anesthetized normal limb. In this state, the sensation of a phantom limb occurs when the anesthetized limb is out of sight. In addition, these individuals are rarely able to accurately describe the location of the limb.

Suggestions for further study

SUGGESTED READINGS:

Deyo, R.A. (1998, August). Low-back pain. Scientific American, 279(2), 48-53.

McCourt, R. (1991, August). Some like it hot. Discover, 12(8), 48-52.
Capsaicin found in hot peppers blocks the transmission of pain signals from sensory neurons.

Melzack, R. (1992, April). Phantom limbs. Scientific American, 266(4), 120-126.

Melzack, R. (1990, February). The tragedy of needless pain. Scientific American, 262(2), 27-33.


Pozri si video: Ako mať zdravý mozog v každom veku (December 2021).