Серое вещество

Серое вещество
лат. substantia grisea
Серое вещество коры и базальных ядер правого полушария головного мозга человека (латеральное сечение)
Серое вещество коры и базальных ядер правого полушария головного мозга человека (латеральное сечение)
В спинном мозге серое вещество расположено вокруг центрального канала, в окружении белого вещества (поперечное сечение)
В спинном мозге серое вещество расположено вокруг центрального канала, в окружении белого вещества (поперечное сечение)
Система Центральная нервная
Каталоги
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
На микрофотографии: серое вещество с клеточными телами нейронов — справа, тёмно-розовые структуры, и белое вещество — слева, сетчатые структуры светло-розового цвета
(окраска гематоксилин-флоксин-шафраном, большое увеличение)

Серое вещество (лат. substantia grisea) — главный компонент центральной нервной системы позвоночных животных[1] и человека, включающий клеточные тела нейронов, нейропиль (частично: дендриты, безмиелиновые аксоны, отростки глиальных клеток[2]), глиальные клетки (астроциты и олигодендроциты), а также капилляры. Противопоставляется белому веществу мозга, не содержащему тел нейронов и состоящему главным образом из пучков миелиновых волокон[3]. Цветовая дифференциация белого и серого вещества нервной ткани обусловлена белым цветом миелина. Серое вещество живых тканей имеет серо-коричневую окраску, которую придают кровеносные капилляры и клеточные тела нейронов[4].

Структура

Серое вещество относится к немиелинизированным нейронам и другим клеткам центральной нервной системы. Оно присутствует в головном мозге, стволе головного мозга и мозжечке, а также присутствует во всем спинном мозге.

Серое вещество сосредоточено в коре больших полушарий, коре мозжечка, а также в глубинных структурах головного мозга: таламусе (лат. thalamus), гипоталамусе (лат. hypothalamus), субталамусе (ядро Люиса, лат. nucleus subthalamicus Luisi), базальных ганглиях[5] (скорлупа[англ.] (лат. putamen), бледном шаре (лат. globus pallidus), прилежащем ядре (лат. nucleus accumbens septi); ядре перегородки (лат. nucleus septi pellucidi)), ядрах мозжечка (зубчатое[англ.] (лат. nucleus dentatus), шаровидное[англ.] (лат. nucleus globosus cerebelli), пробковидное[англ.] (лат. nucleus emboliformes), ядро шатра[англ.]) (лат. nucleus fastigii cerebelli), ствола мозга (чёрная субстанция (лат. substantia nigra), красное ядро (лат. nucleus ruber), ядра оливы[англ.] (лат. oliva) и черепных нервов[англ.] (лат. nucleus nervi cranialis))

Серое вещество в спинном мозге расположено в серых столбах спинного мозга (в сечении — передние (лат. cornu anterius medullae spinalis), боковые (лат. cornu laterale medullae spinalis) и задние рога (лат. cornu posterius medullae spinalis))[6]. Серое вещество с левой и правой стороны соединено серой спайкой. Серое вещество спинного мозга состоит из интернейронов, а также клеточных тел проекционных нейронов.

  • Поперечный разрез спинного позвонка со спинным мозгом в центре.
    Поперечный разрез спинного позвонка со спинным мозгом в центре.
  • Поперечный разрез спинного мозга с обозначением серого вещества.
    Поперечный разрез спинного мозга с обозначением серого вещества.

Серое вещество подвергается развитию и росту на протяжении всего детства и юности[7]. Недавние исследования с использованием поперечной нейровизуализации показали, что примерно к 8 годам объём серого вещества начинает уменьшаться[8]. Однако плотность серого вещества, по-видимому, увеличивается по мере взросления ребёнка[8]. У самцов, как правило, серое вещество имеет больший объём, но меньшую плотность, чем у самок[9].

Функции

Серое вещество, состоящее из тел нейронов, их безмиелиновых отростков и глиальных клеток[2], представлено в областях мозга, контролирующих мышечную активность, отвечающих за сенсорное восприятие (например, зрение, слух), память, эмоции и речь[10].

Серое вещество в спинном мозге разделено на три серых столбца:

  • Передняя серая колонка содержит двигательные нейроны. Они синапсируют с интернейронами и аксонами клеток, которые прошли по пирамидному тракту. Эти клетки отвечают за движение мышц.
  • Задняя серая колонка содержит точки, в которых синапсируют сенсорные нейроны. Они получают сенсорную информацию от тела, включая тонкое прикосновение, проприоцепцию и вибрацию. Эта информация передается от рецепторов кожи, костей и суставов через сенсорные нейроны, тела клеток которых находятся в ганглии спинного корешка. Затем эта информация передается по аксонам вверх по спинному мозгу по спинномозговым путям, включая спинномозгово-медиальный лемнисковый тракт и спиноталамический тракт.
  • Латеральная серая колонка является третьей колонкой спинного мозга.

Серое вещество спинного мозга может быть разделено на различные слои, называемые рифлеными пластинками. Они описывают, в общем, назначение клеток в сером веществе спинного мозга в определённом месте.

Клиническое значение

Высокое потребление алкоголя коррелирует со значительным сокращением объёма серого вещества[11][12]. Краткосрочное употребление каннабиса (30 дней) не коррелирует с изменениями в белом или сером веществе[13]. Тем не менее несколько перекрестных исследований показали, что повторное длительное употребление каннабиса связано с уменьшением объёма серого вещества в гиппокампе, миндалине, медиальной височной коре и префронтальной коре, с увеличением объёма серого вещества в мозжечке[14][15][16]. Длительное употребление каннабиса также связано с изменениями целостности белого вещества в зависимости от возраста[17], с интенсивным употреблением каннабиса в подростковом и раннем взрослом возрасте связано наибольшее количество изменений[18].

Было показано, что медитация изменяет структуру серого вещества[19][20][21][22][23].

Сообщалось, что регулярное воспроизведение видеоигр в жанре экшн способствует уменьшению количества серого вещества в гиппокампе, в то время как сообщалось, что игры в жанре 3D-платформер увеличивают количество серого вещества в гиппокампе[24][25][26].

Женщины и мужчины с одинаковыми показателями IQ имеют разное соотношение серого и белого вещества в областях коры головного мозга, связанных с интеллектом[27].

Беременность вызывает существенные изменения в структуре мозга, в первую очередь уменьшение объёма серого вещества в областях, отвечающих за социальное познание. Уменьшение количества серого вещества сохраняется по крайней мере в течение 2 лет после беременности[28]. Профиль изменений в мозге сопоставим с тем, что происходит в подростковом возрасте, гормонально подобном переходном периоде жизни[29].

Исследования

Объём серого вещества и познавательные способности пожилых людей

Существенная положительная корреляция была обнаружена между объёмом серого вещества у пожилых людей и показателями семантической и кратковременной памяти. В то же время эти показатели не зависели от объёма белого вещества. Очевидно, индивидуальные различия познавательных функций, которые относительно хорошо сохраняются с возрастом, обусловлены различиями объёма серого вещества у здоровых пожилых людей.[30].

Объём серого вещества и биполярное аффективное расстройство

Некоторые особенности распределения серого вещества могут быть связаны с нарушениями психики. Не обнаруживается различий в общем объёме серого вещества у пациентов, страдающих биполярным расстройством I типа[англ.], и здоровых людей. Но у таких больных меньше объём серого вещества в левой нижней теменной дольке, верхней височной и средней лобной извилинах правого полушария, а также в левом хвостатом ядре. Объём серого вещества средней лобной извилины правого полушария коррелировал с продолжительностью заболевания и числом эпизодов у пациентов[31].

Курение и серое вещество

Потеря серого вещества и познавательных функций у заядлых курильщиков происходит быстрее, чем у некурящих. Хронические курильщики, не курившие во время исследования, потеряли меньше клеток мозга и сохранили лучше мыслительные функции, нежели те, кто продолжал курить[32].

Жестокое обращение с детьми и объём серого вещества

У подростков, которые в детстве подвергались физическим наказаниям или были лишены родительской заботы, понижено содержание серого вещества в префронтальной коре головного мозга[33][34].

История

Этимология

В текущем издании[35] официальной латинской номенклатуры Terminologia Anatomica для английского серого вещества используется substantia grisea. Прилагательное grisea для обозначения серого, однако, не засвидетельствовано в классической латыни[36]. Прилагательное grisea происходит от французского слова, обозначающего серый, gris[36]. Альтернативные обозначения, такие как substantia cana[37] и substantia cinerea[38], используются в качестве альтернативы. Прилагательное cana, засвидетельствованное в классической латыни[39], может означать серый[36], или серовато-белый[40]. Классическое латинское cinerea означает пепельного цвета[39].

См. также

Примечания

  1. ↑ Вилли К., Детье В. Нервная система // Биология (биологические процессы и законы) = Villee C. A., Dethier V. G. Biological Principles and Processes, 1971. — М.: Мир, 1975. — С. 495—522. — 824 с.
  2. ↑ 1 2 Быков В. Л. Частная гистология человека. — СПб.: СОТИС, 2001. — 304 с. — 3 000 экз. — ISBN 5-85503-116-0.
  3. ↑ Purves, Dale, George J. Augustine, David Fitzpatrick, William C. Hall, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara, and Leonard E. White. Neuroscience. 4th ed.. — Sinauer Associates, 2008. — P. 15–16. — ISBN 978-0-87893-697-7.
  4. ↑ Kolb & Whishaw: Fundamentals of Human Neuropsychology (2003) page 49
  5. ↑ БАЗА́ЛЬНЫЕ Я́ДРА : [арх. 9 декабря 2022] / В. В. Шульговский // Анкилоз — Банка. — М. : Большая российская энциклопедия, 2005. — С. 648. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 2). — ISBN 5-85270-330-3.
  6. ↑ Воронова Н. В., Климова Н. М., Менджерицкий А. М. Анатомия центральной нервной системы. — М.: Аспект Пресс, 2005. — 128 с. — ISBN 5-7567-0388-8.
  7. ↑ E. R. Sowell, P. M. Thompson, K. D. Tessner, A. W. Toga. Mapping continued brain growth and gray matter density reduction in dorsal frontal cortex: Inverse relationships during postadolescent brain maturation // The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. — 2001-11-15. — Т. 21, вып. 22. — С. 8819–8829. — ISSN 1529-2401. — doi:10.1523/JNEUROSCI.21-22-08819.2001. Архивировано 22 сентября 2022 года.
  8. ↑ 1 2 Efstathios D. Gennatas, Brian B. Avants, Daniel H. Wolf, Theodore D. Satterthwaite, Kosha Ruparel. Age-Related Effects and Sex Differences in Gray Matter Density, Volume, Mass, and Cortical Thickness from Childhood to Young Adulthood // The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. — 2017-05-17. — Т. 37, вып. 20. — С. 5065–5073. — ISSN 1529-2401. — doi:10.1523/JNEUROSCI.3550-16.2017. Архивировано 22 сентября 2022 года.
  9. ↑ Eileen Luders, Christian Gaser, Katherine L. Narr, Arthur W. Toga. Why sex matters: brain size independent differences in gray matter distributions between men and women // The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. — 2009-11-11. — Т. 29, вып. 45. — С. 14265–14270. — ISSN 1529-2401. — doi:10.1523/JNEUROSCI.2261-09.2009. Архивировано 22 сентября 2022 года.
  10. ↑ ГОЛОВНО́Й МОЗГ : [арх. 5 декабря 2022] / Н. П. Весёлкин // Гермафродит — Григорьев. — М. : Большая российская энциклопедия, 2007. — С. 342-343. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 7). — ISBN 978-5-85270-337-8.
  11. ↑ Yang X, Tian F, Zhang H, Zeng J, Chen T, Wang S, Jia Z, Gong Q (July 2016). "Cortical and subcortical gray matter shrinkage in alcohol-use disorders: a voxel-based meta-analysis". Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 66: 92—103. doi:10.1016/j.neubiorev.2016.03.034. PMID 27108216. S2CID 19928689.
  12. ↑ Xiao P, Dai Z, Zhong J, Zhu Y, Shi H, Pan P (August 2015). "Regional gray matter deficits in alcohol dependence: A meta-analysis of voxel-based morphometry studies". Drug and Alcohol Dependence. 153: 22—8. doi:10.1016/j.drugalcdep.2015.05.030. PMID 26072220.
  13. ↑ Thayer RE, YorkWilliams S, Karoly HC, Sabbineni A, Ewing SF, Bryan AD, Hutchison KE (December 2017). "Structural neuroimaging correlates of alcohol and cannabis use in adolescents and adults". Addiction. 112 (12): 2144—2154. doi:10.1111/add.13923. PMC 5673530. PMID 28646566.
  14. ↑ Lorenzetti V, Lubman DI, Whittle S, Solowij N, Yücel M (September 2010). "Structural MRI findings in long-term cannabis users: what do we know?". Substance Use & Misuse. 45 (11): 1787—808. doi:10.3109/10826084.2010.482443. PMID 20590400. S2CID 22127231.
  15. ↑ Matochik JA, Eldreth DA, Cadet JL, Bolla KI (January 2005). "Altered brain tissue composition in heavy marijuana users". Drug and Alcohol Dependence. 77 (1): 23—30. doi:10.1016/j.drugalcdep.2004.06.011. PMID 15607838.
  16. ↑ Yücel M, Solowij N, Respondek C, Whittle S, Fornito A, Pantelis C, Lubman DI (June 2008). "Regional brain abnormalities associated with long-term heavy cannabis use". Archives of General Psychiatry. 65 (6): 694—701. doi:10.1001/archpsyc.65.6.694. PMID 18519827.
  17. ↑ Jakabek D, Yücel M, Lorenzetti V, Solowij N (October 2016). "An MRI study of white matter tract integrity in regular cannabis users: effects of cannabis use and age". Psychopharmacology. 233 (19—20): 3627—37. doi:10.1007/s00213-016-4398-3. PMID 27503373. S2CID 5968884. Архивировано 27 сентября 2022. Дата обращения: 21 сентября 2022.
  18. ↑ Becker MP, Collins PF, Lim KO, Muetzel RL, Luciana M (December 2015). "Longitudinal changes in white matter microstructure after heavy cannabis use". Developmental Cognitive Neuroscience. 16: 23—35. doi:10.1016/j.dcn.2015.10.004. PMC 4691379. PMID 26602958.
  19. ↑ Kurth F, Luders E, Wu B, Black DS (2014). "Brain Gray Matter Changes Associated with Mindfulness Meditation in Older Adults: An Exploratory Pilot Study using Voxel-based Morphometry". Neuro. 1 (1): 23—26. doi:10.17140/NOJ-1-106. PMC 4306280. PMID 25632405.
  20. ↑ Hölzel BK, Carmody J, Vangel M, Congleton C, Yerramsetti SM, Gard T, Lazar SW (January 2011). "Mindfulness practice leads to increases in regional brain gray matter density". Psychiatry Research. 191 (1): 36—43. doi:10.1016/j.pscychresns.2010.08.006. PMC 3004979. PMID 21071182.
  21. ↑ Kurth F, MacKenzie-Graham A, Toga AW, Luders E (January 2015). "Shifting brain asymmetry: the link between meditation and structural lateralization". Social Cognitive and Affective Neuroscience. 10 (1): 55—61. doi:10.1093/scan/nsu029. PMC 4994843. PMID 24643652.
  22. ↑ Fox KC, Nijeboer S, Dixon ML, Floman JL, Ellamil M, Rumak SP, Sedlmeier P, Christoff K (June 2014). "Is meditation associated with altered brain structure? A systematic review and meta-analysis of morphometric neuroimaging in meditation practitioners". Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 43: 48—73. doi:10.1016/j.neubiorev.2014.03.016. PMID 24705269. S2CID 207090878.
  23. ↑ Hölzel BK, Carmody J, Evans KC, Hoge EA, Dusek JA, Morgan L, Pitman RK, Lazar SW (March 2010). "Stress reduction correlates with structural changes in the amygdala". Social Cognitive and Affective Neuroscience. 5 (1): 11—7. doi:10.1093/scan/nsp034. PMC 2840837. PMID 19776221.
  24. ↑ West, Greg L.; Drisdelle, Brandi Lee; Konishi, Kyoko; Jackson, Jonathan; Jolicoeur, Pierre; Bohbot, Veronique D. (7 June 2015). "Habitual action video game playing is associated with caudate nucleus-dependent navigational strategies". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 282 (1808): 20142952. doi:10.1098/rspb.2014.2952. PMC 4455792. PMID 25994669.
  25. ↑ Collins, Keith Video games can either grow or shrink part of your brain, depending on how you play. qz.com. Дата обращения: 5 мая 2018. Архивировано 14 апреля 2018 года.
  26. ↑ West GL, Zendel BR, Konishi K, Benady-Chorney J, Bohbot VD, Peretz I, Belleville S (5 May 2018). "Playing Super Mario 64 increases hippocampal grey matter in older adults". PLOS ONE. 12 (12): e0187779. doi:10.1371/journal.pone.0187779. PMC 5718432. PMID 29211727.
  27. ↑ Haier RJ, Jung RE, Yeo RA, Head K, Alkire MT (March 2005). "The neuroanatomy of general intelligence: sex matters". NeuroImage. 25 (1): 320—7. doi:10.1016/j.neuroimage.2004.11.019. PMID 15734366. S2CID 4127512.
  28. ↑ Hoekzema E, Barba-Müller E, Pozzobon C, Picado M, Lucco F, García-García D, Soliva JC, Tobeña A, Desco M, Crone EA, Ballesteros A, Carmona S, Vilarroya O (February 2017). "Pregnancy leads to long-lasting changes in human brain structure". Nature Neuroscience. 20 (2): 287—296. doi:10.1038/nn.4458. hdl:1887/57549. PMID 27991897. S2CID 4113669.
  29. ↑ Carmona S, Martínez-García M, Paternina-Die M, Barba-Müller E, Wierenga LM, Alemán-Gómez Y, Cortizo R, Pozzobon C, Picado M, Lucco F, García-García D, Soliva JC, Tobeña A, Peper JS, Crone EA, Ballesteros A, Vilarroya O, Desco M, Hoekzema E (January 2019). "Pregnancy and adolescence entail similar neuroanatomical adaptations: A comparative analysis of cerebralmorphometric changes". Hum Brain Mapp. 40 (7): 2143—2152. doi:10.1002/hbm.24513. PMC 6865685. PMID 30663172.
  30. ↑ Taki Y, Kinomura S, Sato K, Goto R, Wu K, Kawashima R, Fukuda H (2011). "Correlation between gray/white matter volume and cognition in healthy elderly people". Brain and Cognition. 75 (2). Elsevier Inc.: 170—176. PMID 21131121.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  31. ↑ Li M, Cui L, Deng W, Ma X, Huang C, Jiang L, Wang Y, Collier DA, Gong Q, Li T. (2011). "Voxel-based morphometric analysis on the volume of gray matter in bipolar I disorder". Psychiatry Research: Neuroimaging. 191 (2): 92—97. PMID 21236649.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  32. ↑ Almeida, Osvaldo Smoking causes brain cell loss and cognitive decline. NeuroImage (9 февраля 2011). Дата обращения: 10 ноября 2012. Архивировано 27 марта 2012 года.
  33. ↑ Bill Hathaway. Past abuse leads to loss of gray matter in brains of adolescents (англ.). Yale University (news.yale.edu) (5 декабря 2011). Дата обращения: 10 ноября 2012. Архивировано 31 мая 2012 года.
  34. ↑ Tomoda, A.; Suzuki, H.; Rabi, K.; Sheu, Y.S.; Polcari, A.; Teicher, M.H. (2009). «Reduced prefrontal cortical gray matter volume in young adults exposed to harsh corporal punishment». Neuroimage. 47 Suppl 2:T66-71. doi:10.1016/j.neuroimage.2009.03.005 PMID 19285558
  35. ↑ Federative Committee on Anatomical Terminology (FCAT) (1998). Terminologia Anatomica. Stuttgart: ThiemeОшибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
  36. ↑ 1 2 3 Die anatomischen Namen. Ihre Ableitung und Aussprache. Mit einem Anhang: Biographische Notizen. — 3rd. — Wiesbaden : Verlag J.F. Bergmann, 1910.Ошибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
  37. ↑ Nomina Anatomica. Mit Unterstützung von Fachphilologen. — Wiesbaden : Verlag J.F. Bergmann, 1910.Ошибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
  38. ↑ Synonymia anatomica. Synonymik der anatomischen Nomenclatur // Bureau für Literatur. — 1805.Ошибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
  39. ↑ 1 2 A Latin dictionary founded on Andrews' edition of Freund's Latin dictionary.. — Oxford : Clarendon Press, 1879.Ошибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
  40. ↑ Botanical Latin. History, grammar, syntax, terminology and vocabulary.. — 3rd. — London : Newton Abbot, 1983.Ошибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)

Ссылки