Istota czarna to część śródmózgowia, która w dużej mierze odpowiada za koordynację ruchów mimowolnych. Swoją nazwę zawdzięcza ciemnemu zabarwieniu, które jest wynikiem obecności dużej liczby neuronów dopaminergicznych zawierających neuromelaniny, czyli substancje barwiące.
Uszkodzenia i zmiany w istocie czarnej powodują zaburzenia biochemii mózgu - głównie chodzi o zaburzenia ilości dopaminy, co jest przyczyną bardzo poważnych chorób, jak np. choroba Parkinsona.
Istotę czarną dzieli się na substancję zbitą, która tworzy połączenia głównie z jądrami podstawnymi zaopatrując prążkowie w dopaminę i substancję siatkowatą, która sygnały z jąder podstawnych przekazuje do innych struktur mózgowych. Tę drugą i fragmenty gałki bladej uważa się niekiedy za jedną strukturę, której części zostały oddzielone torebką wewnętrzną. Warto zauważyć, że podobnie jak w gałce bladej, w istocie siakowatej występują głównie neurony GABAergiczne.
Substancja zbita natomiast bogata jest w neurony dopaminergiczne. Zadziwiające jest to, że neurony w tym regionie "zapalają się" znacznie częściej w sytuacji oczekiwania nagrody niż przy wykonywaniu ruchu.
Istota czarna jest jednym z elementów pętli motorycznej. Bezpośredniej, której zadaniem jest pobudzenie kory mózgowej i pośredniej, która hamuje jej aktywność. W obu przypadkach wszystko zaczyna się od pobudzenia prążkowia przez sygnały z kory. Na szlaku bezpośrednim neurony hamujące prążkowia wysyłają informację do gałki bladej i substancji siatkowatej istoty czarnej. Te kontaktują się następnie ze wzgórzem, które przekazuje sygnał pobudzający do kory.
Natomiast na szlaku pośrednim dochodzi do zmniejszenia aktywności kory mózgowej poprzez równorzędne przekazywanie sygnałów z tzw. niskowzgórza do wewnętrznej części gałki bladej i substancji siatkowatej oraz, na zasadzie sprzężenia zwrotnego, do zewnętrznej części gałki bladej. W ten sposób dochodzi do zahamowania jąder wzgórza i zmniejszenia aktywności kory.
Zaburzenie działania tych pętli zwykle prowadzi do akinezy charakterystycznej dla osób cierpiących na chorobę Parkinsona oraz do nadruchliwości u osób chorych na pląsawicę Huntingtona (Jezierska i Jezierski, 2011).
Według wyników eksperymentów kilku zespołów badawczych istota czarna odgrywa rolę w uczeniu się niektórych zachowań (chodzi głównie o warunkowanie klasyczne). Okazuje się, że stymulacja neuronów dopaminergicznych przy jednoczesnym "podaniu" nagrody sprawiała, że badani byli skłonni powtórzyć czynność, która je poprzedzała.
Badacze poprosili osoby cierpiące na chorobę Parkinsona o zagranie w prostą grę komputerową; jednocześnie stymulowali prądem neurony istoty czarnej w ich mózgach. Gra polegała na wyborze jednego z dwóch obiektów, co owocowało odebraniem nagrody - większej lub mniejszej - tego uczestnicy mieli się dowiedzieć metodą prób i błędów. Eksperymentatorzy zaobserwowali, że osoby, które zostały poddane stymulacji w momencie otrzymania nagrody chętniej niż grupa kontrolna wybierali ponownie obiekt, na który zdecydowali się przed stymulacją. Efekt utrzymywał się nawet po zaprzestaniu aplikowania elektrostymulacji w "odpowiednich" momentach, co zaowocowało niższymi wynikami w grze (Ramayya, Misra, Baltuch i Kahana, 2014).
Badania na szczurach, małpach i od niedawna ludziach pokazały, że neurony w istocie czarnej "zapalają się" również, gdy otrzymana nagroda jest większa niż oczekiwano. Im większe "zaskoczenie", tym większy efekt. Natomiast bodźcie awersyjne skutkują zastopowaniem aktywności neuronów dopaminergicznych (Frank i Surmeier, 2009).
Bibliografia:
|
|
|
|
|
|
