Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Нейропил
Подробности
СистемаНервная система
Идентификаторы
латинскийнейропил
MeSHD019581
THH2.00.06.2.02005
Анатомические термины микроанатомии

Нейропил (или « нейропиль ») - это любая область нервной системы, состоящая в основном из немиелинизированных аксонов , дендритов и отростков глиальных клеток, которая образует синаптически плотную область, содержащую относительно небольшое количество клеточных тел. Наиболее распространенной анатомической областью нейропиля является мозг, который, хотя и не полностью состоит из нейропиля, имеет самые большие и самые высокие синаптически сконцентрированные области нейропиля в организме. Например, неокортекс и обонятельная луковица содержат нейропиль. [1]

Белое вещество , которое в основном состоит из миелинизированных аксонов (отсюда его белый цвет) и глиальных клеток, обычно не считается частью нейропиля. [ необходима цитата ]

Gray881.png

Neuropil (мн. Neuropils) происходит от греческого: neuro , что означает «сухожилие, сухожилие; нерв», и pilos , что означает «войлок». [2] Происхождение термина восходит к концу 19 века. [3]

Местоположение [ править ]

Нейропил был обнаружен в следующих областях: внешний слой неокортекса, бочкообразная кора , внутренний плексиформный слой и внешний плексиформный слой , задний гипофиз и клубочки мозжечка.. Все они встречаются у людей, за исключением стволовой коры, но у многих видов есть аналоги, похожие на наши собственные области нейропиля. Однако степень сходства зависит от состава сравниваемого нейропиля. Концентрации нейропиля в определенных регионах важно определить, потому что простое использование пропорций различных постсинаптических элементов не подтверждает необходимых убедительных доказательств. Сравнение концентраций может определить, контактировали ли пропорции различных постсинаптических элементов с конкретным аксональным путем. Относительные концентрации могут указывать на отражение различных постсинаптических элементов в нейропиле или показывать, что аксоны ищут и формируют синапсы только с определенными постсинаптическими элементами. [4]

Функция [ править ]

Поскольку нейропилы играют разнообразную роль в нервной системе, трудно определить определенную всеобъемлющую функцию для всех нейропилей. Например, обонятельные клубочки функционируют как своего рода промежуточные станции для информации, поступающей от нейронов обонятельных рецепторов к обонятельной коре. Внутренний плексиформный слой сетчатки немного сложнее. В биполярных клетках постсинаптические к или стержням или конуса либо деполяризованы или гиперполяризованным в зависимости от того , биполярных клеток имеют знак инвертирующих синапсов или знак сохраняющих синапсы. [1]

Эффективность в мозгу [ править ]

Нейроны необходимы для всех соединений в головном мозге, и поэтому их можно рассматривать как «провода» мозга. Как и в вычислениях, сущность наиболее эффективна, когда ее провода оптимизированы; следовательно, можно ожидать, что мозг, прошедший миллионы лет естественного отбора, будет иметь оптимизированные нейронные схемы. Чтобы иметь оптимизированную нейронную систему, она должна уравновесить четыре переменных: она должна «минимизировать задержки проводимости в аксонах, ослабление пассивного кабеля в дендритах и ​​длину« провода », используемого для построения цепей», а также «максимизировать плотность синапсов» [5]существенно оптимизируя нейропиль. Исследователи из лаборатории Колд-Спринг-Харбор сформулировали оптимальный баланс четырех переменных и рассчитали оптимальное соотношение объема аксона и дендрита (то есть объема «проволоки» или объема нейропиля) к общему объему серого вещества. Формула предсказывала оптимальный мозг, при котором 3/5 (60%) его объема занято нейропилем. Экспериментальные данные, полученные из мозга трех мышей, согласуются с этим результатом. Доля проволоки составляет 0,59 ± 0,036 для слоя IV зрительной коры, 0,62 ± 0,055 для слоя Ib грушевидной коры и 0,54 ± 0,035 для радиального слоя поля СА1 гиппокампа. Общее среднее значение составляет 0,585 ± 0,043; эти значения являются статистически не отличается от оптимального 3/5 ". [5]

Клиническое значение [ править ]

Шизофрения [ править ]

Было показано, что определенный белок [ какой? ] теряется у людей с шизофренией, которая вызывает разрушение дендритов и шипов в дорсолатеральной префронтальной коре , части неокортекса, которая играет ключевую роль в обработке информации, внимании, памяти, упорядоченном мышлении и планировании - все эти функции ухудшаются в люди с шизофренией. Разрушение нейропиля в этой коре было предложено как причина шизофрении. [6]

Болезнь Альцгеймера [ править ]

Болезнь Альцгеймера - это невропатологическое заболевание, которое, как предполагается, возникает в результате утраты дендритных шипов и / или деформации этих шипов в лобной и височной коре головного мозга пациента. Исследователи связали болезнь со снижением экспрессии дребрина , белка, который, как считается, играет роль в долгосрочной потенцировании , а это означает, что нейроны теряют пластичность и испытывают проблемы с формированием новых связей. Эта неисправность проявляется в виде спиральных нитей, которые переплетаются в нейропиле. Похоже, то же самое явление наблюдается и у пожилых людей. [7] [8]

Другие животные [ править ]

Другие млекопитающие [ править ]

Существенной областью нейропиля, не относящейся к человеку, является кора головного мозга у млекопитающих с усами (например, кошек, собак и грызунов); каждый «бочонок» в коре головного мозга представляет собой область нейропиля, где заканчивается вход от одного уса. [9]

Значимость различий нейропилей у шимпанзе и человека [ править ]

Предполагается, что нейропил является ключевым фактором в дифференциации когнитивных способностей человека от когнитивных способностей других животных. В одном исследовании сравнивали шимпанзе и человека frontopolar коры головного мозга и коры frontoinsular нейропиля, было обнаружено , что люди демонстрируют значительно более высокую долю нейропиля , чем в других областях их мозга. Это говорит о том, что по мере нашего развития префронтальная кора головного мозга развивала более плотный нейропиль, что означает большее количество нейронных связей. У шимпанзе эти префронтальные области не отображали значительно больше нейропиля. [6]

Членистоногие [ править ]

Оптическая лопасть из членистоногих и ганглиев из членистоногого мозга , а также в ганглии брюшной нервной цепочки являются немиелинизированными и , следовательно , принадлежит к классу neuropils.

Исследование [ править ]

Исследования были сосредоточены на том, где обнаруживается нейропил у многих разных видов, чтобы раскрыть диапазон его значения и возможных функций.

Недавние исследования [ править ]

У шимпанзе и людей нейропиль обеспечивает прокси-меру общей связности в локальном регионе, потому что он состоит в основном из дендритов, аксонов и синапсов. [10]

У насекомых центральный комплекс играет важную роль в работе мозга высшего порядка. Нейропиль у Drosophila Ellipsoid состоит из четырех подструктур. Каждый участок был замечен у нескольких насекомых, а также его влияние на поведение , однако точная функция этого нейропиля оказалась неуловимой. Аномальное поведение при ходьбе и полете контролируется главным образом центральным комплексом и генетическими мутациями.которые нарушают структуру, подтверждают гипотезу о том, что центральный комплексный нейропиль является местом поведенческого контроля. Однако генетические мутации затронули только определенные компоненты поведения. Например, базовая координация ног при ходьбе была нормальной, тогда как скорость, активность и повороты были нарушены. Эти наблюдения предполагают, что центральный комплекс не только играет роль в локомоторном поведении, но также и в тонкой настройке. Есть также дополнительные доказательства того, что нейропиль может функционировать в обонятельном ассоциативном обучении и памяти . [11]

У людей шизофрения может быть вызвана ухудшением нейропиля, при этом многие доказательства указывают на дисфункцию дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC) . [6] Исследования показали снижение нейропиля в области 9 у шизофреников [12], а также последовательные данные о снижении плотности шипов в пирамидных нейронах слоя III височной и лобной коры. Так как нейропиль является местом расположения большинства корковых синапсов, вероятно, что ухудшение сильно влияет на процессинг и вызывает симптомы, которые проявляют шизофреники. [6]

См. Также [ править ]

  • Аксон
  • Дендрит
  • Дендритный шип
  • Глия
  • Серое вещество
  • Нейроанатомия
  • Синапс

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Дейл Пёрвс; Джордж Дж. Августин; Дэвид Фицпатрик; Уильям К. Холл; Энтони-Самуэль Ламантия; Леонард Э. Уайт, ред. (2012). «1». Неврология (Пятое изд.). Сандерленд, Массачусетс: ISBN Sinauer Associates, Inc. 978-0-87893-695-3.
  2. ^ Фриман, Уолтер Дж. Как мозг формирует свое мнение , 2000, стр. 47
  3. ^ Pearsall, Judy. «Нейропил» . Оксфордские словари онлайн . Издательство Оксфордского университета . Проверено 20 апреля 2012 года .
  4. ^ Белый, Эдвард Л .; Келлер, Асаф; Введение Томаса А. Вулси (1989). Синаптическая организация корковых цепей в структуре, функциях и теории коры головного мозга . Бостон: Birkhäuser Boston. ISBN 978-0-8176-3402-5.
  5. ^ a b Чкловский, Дмитрий Б .; Шикорски, Томас; Стивенс, Чарльз Ф. (25 апреля 2002 г.). «Оптимизация проводки в корковых цепях». Нейрон . 34 (3): 341–347. DOI : 10.1016 / s0896-6273 (02) 00679-7 . PMID 11988166 . S2CID 1501543 .  
  6. ^ a b c d Somenarian, Latchman (11 февраля 2012 г.). «Невропатология нейропиля префронтальной коры при шизофрении». Психиатрические расстройства (тенденции и развитие): 1–17. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  7. ^ Браак, Хейко и Ева (1986). «Возникновение нейропильных нитей в старческом мозге человека и при болезни Альцгеймера: третье место расположения парных спиральных нитей вне нейрофибриллярных клубков и нейритных бляшек». Письма неврологии . 65 (3): 351–355. DOI : 10.1016 / 0304-3940 (86) 90288-0 . PMID 2423928 . S2CID 38340590 .  
  8. ^ Смитис, Джон (2004). Нарушения синаптической пластичности и шизофрения . Сан-Диего, Калифорния: Elsevier Academic Press. стр.  6 -7. ISBN 978-0-12-366860-8.
  9. ^ Уоллси, Томас. «Бочка Cortex» (PDF) . Проверено 21 апреля 2012 года . [ постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ Споктер, Мухаммед А; Хопкинс, Уильям Д .; Баркс, Сара К .; Бьянки, Серена; Hehmeyer, Abigail E .; Андерсон, Сара М .; Стимпсон, Шерил Д .; Фоббс, Арчибальд Дж .; Хоф, Патрик Р .; Шервуд, Чет С. (2012). «Распределение нейропила в коре головного мозга у людей и шимпанзе различается» . Журнал сравнительной неврологии . 520 (13): 2917–2929. DOI : 10.1002 / cne.23074 . ISSN 1096-9861 . PMC 3556724 . PMID 22350926 .   
  11. ^ Ренн, Сьюзен CP; Армстронг, Дж. Дуглас; Ян, Минъяо; Ван, Цзуншэн; Ань, Синь; Кайзер, Ким; Тагерт, Пол Х. (5 ноября 1999 г.). «Генетический анализ нейропиля эллипсоидного тела дрозофилы: организация и развитие центрального комплекса». Журнал нейробиологии . 41 (2): 189–207. CiteSeerX 10.1.1.458.8098 . DOI : 10.1002 / (sici) 1097-4695 (19991105) 41: 2 <189 :: aid-neu3> 3.3.co; 2-h . ISSN 0022-3034 . PMID 10512977 .   
  12. ^ Буксгевден D, ROR Е, Switala А (2000). «Уменьшение межнейронального пространства при шизофрении». Биологическая психиатрия . 47 (7): 681–682. DOI : 10.1016 / s0006-3223 (99) 00275-9 . PMID 10809534 . S2CID 33719925 .  
  • Neuropil: Энциклопедия медицины Рош , Dictionary Barn.
  • Газзанига, Ричард Б. Иври; Mangun, George R .; Стивен, Меган С. (2009). Когнитивная нейробиология: биология разума (3-е изд.). Нью-Йорк: У.В. Нортон. ISBN 978-0-393-92795-5.
  • Эрик Р. Кандел; Джеймс Х. Шварц; Томас М. Джессел, ред. (2000). Принципы неврологии (4-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill, Отдел медицинских профессий. ISBN 978-0-8385-7701-1.
  • Ларри Р. Сквайр; Стивен М. Косслин, ред. (1998). Выводы и текущее мнение в когнитивной нейробиологии. Текущее мнение в нейробиологии . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-69204-5.

Внешние ссылки [ править ]

  • Гистологическое изображение: 04104loa  - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Нервная ткань и нервно-мышечный узел: спинной мозг, тела клеток передних рогов»
  • Neuropil - база данных, ориентированная на клетки
  • Гистологическое изображение: 3_08 в Центре медицинских наук Университета Оклахомы
  • «Neuropil - Neural Circuits» - Неврология . 2-е издание, редакторы: Дейл Первес, Джордж Дж. Огастин, Дэвид Фицпатрик, Лоуренс Кац, Энтони-Самуэль Ламантия, Джеймс О Макнамара и С. Марк Уильямс. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates; 2001. ISBN 0-87893-742-0 .