ISTOTA BIAŁA MÓZGU: FUNKCJA I STRUKTURA (ZE ZDJĘCIAMI) - NEUROPSYCHOLOGIA - 2026

Istota biała jest częścią układu nerwowego, który składa się głównie z aksonów neuronów. Oznacza to, że przez część neuronów odpowiedzialną za przekazywanie informacji przetwarzanych przez jądro komórkowe do innych neuronów.

Biała substancja lub materia jest częścią rdzenia kręgowego i składa się z dużej liczby włókien nerwowych. Z tego powodu ten rodzaj substancji obserwuje się głównie w najbardziej wewnętrznych obszarach mózgu.

Reprezentacja istoty białej i istoty szarej.

Szara materia jest zwykle obserwowana w regionach przylegających do istoty białej. Nazwa istoty białej wynika z faktu, że ta część układu nerwowego zawiera dużą ilość zmielinizowanych włókien i zapewnia białawy kolor.

Główną funkcją istoty białej jest zjednoczenie ze sobą segmentów kręgosłupa oraz rdzenia kręgowego z mózgiem.

Charakterystyka istoty białej

Istota biała to biaława tkanka, która jest częścią ośrodkowego układu nerwowego. Znajduje się głównie w rdzeniu kręgowym i jest utworzony przez przedłużenia neuronów przenoszących sygnały elektryczne do regionów synaptycznych i przez komórki glejowe.

Zatem istota biała charakteryzuje się głównie tym, że jest regionem mózgu, który nie zawiera jąder neuronów.

Rolą istoty białej jest zapewnienie dobrego przepływu informacji w układzie nerwowym i połączenie różnych obszarów mózgu.

Z tego powodu istota biała charakteryzuje się dużą zawartością mieliny. Mielina to substancja pokrywająca aksony większości neuronów i zapewniająca biały wygląd.

Podobnie mielina pełni główną funkcję przyśpieszania przekazywania informacji. Przyspieszenie transmisji jest realizowane, ponieważ mielina pozwala, aby informacja nie musiała przechodzić w prosty i ciągły sposób przez akson, ale mogła przechodzić przez małe skoki między osłonkami mielinowymi.

Ten rodzaj komunikacji mózgowej nazywa się transmisją solną, a ponieważ istota biała jest obszarem mózgu z największą ilością mieliny, przekazywanie informacji z tej struktury charakteryzuje się bardzo dużą szybkością.

Jedną z patologii najbardziej związanych z funkcjonowaniem i budową istoty białej jest stwardnienie rozsiane. Chociaż ten obszar mózgu jest powiązany z wieloma innymi stanami i patologiami.

cechy

Główną funkcją istoty białej jest prawidłowe przekazywanie informacji mózgowej. W rzeczywistości, niedawno naukowcy z University of South Carolina ukuli termin „rusztowanie” dla istoty białej.

Termin ten odnosi się do znaczenia przekazywania informacji przez istotę białą. Zdaniem naukowców sieć połączeń w istocie białej definiuje architekturę informacji, która wspiera funkcjonowanie mózgu.

Według naukowca Van Horn, chociaż wszystkie połączenia w mózgu są bardzo ważne, istnieją szczególne powiązania, które są szczególnie istotne.

- Komunikacja mózgowa

W tym sensie istota biała wydaje się mieć podstawowe znaczenie w komunikacji mózgowej. Uszkodzenia lub stany w tym regionie mogą wpływać na funkcjonowanie wielu struktur mózgu i pociągać za sobą różnorodne zmiany fizyczne i neurologiczne.

Istota biała w dużym stopniu uczestniczy w umożliwieniu ludziom przenoszenia impulsów elektrochemicznych emitowanych przez mózg do reszty ciała.

W ten sposób można stwierdzić, że istota biała jest odpowiedzialna za koordynację komunikacji między różnymi układami ludzkiego ciała. Fakt ten dotyczy zarówno funkcjonowania obszarów w mózgu, jak i poza nim.

Z tego powodu aksony neuronów przeważają w istocie białej, ponieważ jest to część, która jest zdolna do przekazywania informacji do innego neuronu.

Istota biała działa jako pomost komunikacyjny między różnymi regionami mózgu zawierającymi komórki neuronów. Te obszary mózgu to w zasadzie autostrady neuronowe, obszary komunikacji i przekazywania informacji między obszarami mózgu.

- Inne funkcje

W przeszłości rozumiano, że główną i jedyną funkcją istoty białej jest przekazywanie informacji z niektórych obszarów mózgu do innych. W ten sposób istota biała została zinterpretowana jako struktura pasywna, która ogranicza się do przekazywania porządków neuronowych.

Jednak nowsze badania wykazały, że tak nie jest. Chociaż główna funkcja istoty białej nadal polega na przekazywaniu informacji, wykazano, że może ona uczestniczyć w wykonywaniu innych czynności.

Procesy poznawcze i emocjonalne

Istota biała jest ściśle związana z procesami poznawczymi i emocjonalnymi i obecnie uznaje się, że jest ważnym elementem w wykonywaniu takich działań.

Udział istoty białej w rozwoju procesów emocjonalnych i poznawczych polega na szybkości połączenia, które zapewnia mózgowi.

Zapamiętywanie i uczenie się

Szybki przekaz informacji prowadzony przez istotę białą umożliwia budowę sieci neuronowych, które mogą zarządzać wieloma różnymi procesami poznawczymi.

W szczególności sieci neuronowe generowane przez istotę białą wydają się być ściśle powiązane w czynnościach zapamiętywania i uczenia się. Podobnie uczestniczą w zarządzaniu zasobami poznawczymi i funkcjami wykonawczymi.

W ten sposób dzisiaj interpretuje się, że istota biała jest bardzo ważnym elementem mózgu, który ma ogromny wpływ na rozwój i wykorzystanie zdolności intelektualnych ludzi.

Struktura

Widok z prawej strony na wypreparowany ludzki mózg, ukazujący istotę szarą (części zewnętrzne ciemniejsze) i istotę białą (części wewnętrzne i wyraźnie bielsze). Źródło: dr John A Beal Dep't. of Cell Biology and Anatomy, Louisiana State University Shreveport Center for Health Sciences / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Istota biała znajduje się głównie w rdzeniu kręgowym i składa się z dużej liczby włókien nerwowych zwanych glejami.

Jeśli istota biała jest przecięta, widać ją, że jest pokryta warstwą istoty szarej.

Chociaż charakteryzuje się tym, że jest substancją o dużej zawartości włókien mielinowych, które biegną podłużnie, substancja biała zawiera również pewną ilość włókien niemielinowych, czyli włókien bez mieliny.

Strukturalnie włókna nerwowe tworzące białą substancję charakteryzują się połączeniem ze sobą segmentów rdzenia kręgowego, a także rdzenia kręgowego z obszarami mózgu.

- Rodzaje włókien

Włókna zawierające substancję białą w tylnych korzeniach i sięgające do rogu tylnego charakteryzują się różnymi morfologiami. Kształty tych włókien zależą głównie od przenoszonego przez nie bodźca i można je podzielić na dwie duże grupy.

Włókna eksteroceptywne

Eksteroceptywne włókna są małego kalibru i zawierają zmniejszoną ilość mieliny. Oznacza to, że są to włókna niemielinowe.

Włókna te są głównie odpowiedzialne za przekazywanie eksteroceptywnych aferentów przez obszary rdzenia kręgowego i mózgu.

Włókna proprioceptywne

Włókna proprioceptywne są większe i grubsze niż włókna eksteroceptywne. Charakteryzują się tym, że są włóknami mielinowymi.

Włókna tylnego korzenia kontaktują się z neuronami przedniego rogu bezpośrednio lub przez interneurony, których ciała znajdują się w tylnym rogu.

Aksony interneuronów przecinają przednią białą spoidło i szarą spoidło, łącząc się z neuronami ruchowymi po przeciwnej stronie.

- Poziomy organizacyjne

Istotę białą charakteryzują trzy podstawowe poziomy organizacji w rdzeniu kręgowym.

U podstawy rdzenia znajduje się segmentowy obszar istoty białej. Region ten jest odpowiedzialny za wykonywanie czynności odruchowych segmentowych reprezentowanych w łuku odruchowym.

Dalej znajduje się region międzysegmentowy, który jest odpowiedzialny za łączenie segmentalnych mechanizmów istoty białej.

Wreszcie, w obszarze nadsegmentowym rdzenia kręgowego, czynności kręgosłupa są koordynowane przez wyższe ośrodki mózgowe.

- Sznurki istoty białej

Biała substancja składa się z trzech różnych sznurków. Zróżnicowanie każdego z tych sznurów odbywa się poprzez jego położenie w rdzeniu kręgowym.

a) Akord przedni

Przedni rdzeń znajduje się między brzuszną środkową szczeliną a brzuszno-bocznymi rowkami rdzenia kręgowego. Charakteryzuje się tym, że zawiera drogi motoryczne, które kontrolują ruchy związane z ruchami dobrowolnymi.

b) Boczny sznur

Sznur boczny znajduje się między bruzdami brzuszno-bocznymi a bruzdami grzbietowo-bocznymi. Zawiera pęczki związane z ruchami dobrowolnymi, boczny odcinek korowo-rdzeniowy oraz pęczki związane z czuciem.

c) Akord tylny

Wreszcie, trzeci i ostatni sznur istoty białej znajduje się między grzbietową bruzdą środkową a bruzdami grzbietowo-bocznymi.

Tylny sznur charakteryzuje się podziałem na dwa pęczki w odcinku szyjnym i górnej części klatki piersiowej, dzięki obecności grzbietowej bruzdy pośredniej.

Dwa pęczki, które zawierają tylną pęczek to pęczek gracilis (w środkowej części) i pęczek klinowy (w części bocznej). Oba pęczki zawierają wznoszące się włókna należące do przewodu epikrytycznego, świadomą propriocepcję i wrażliwość wibracyjną.

Obszary mózgu

Istota biała jest zorganizowana w postaci wiązek włókien nerwowych. Ta organizacja jest obserwowana zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz ośrodkowego układu nerwowego.

W ten sposób obszary mózgu są zbiorem projekcyjnych włókien nerwowych, które przesyłają informacje przetwarzane przez istotę szarą do różnych obszarów ciała znajdujących się poza mózgiem.

Innym rodzajem włókien istoty białej są włókna asocjacyjne, które łączą różne obszary mózgu na tej samej półkuli.

Wreszcie trzeci i ostatni typ odpowiada spoidłom międzypółkulowym, które zawierają struktury z różnych półkul mózgowych.

Ponadto, poza rdzeniem kręgowym, mózg charakteryzuje się dużą liczbą struktur składających się głównie z istoty białej. Najważniejszym z nich jest ciało modzelowate, spoidło międzypółkulowe, które łączy dwie półkule mózgu.

Zmiany w istocie białej

Zmiany w budowie i funkcjonowaniu istoty białej są związane z wieloma różnymi patologiami.

Czynnikami, które są najbardziej związane ze zmianami w istocie białej są wiek i wysokie ciśnienie krwi. Oznacza to, że zarówno częstość, jak i ciężkość zmian chorobowych w istocie białej wzrastają wraz z wiekiem i w populacji z nadciśnieniem.

Jednak spektrum możliwości, jakie mogą wystąpić u osób ze zmianami w istocie białej jest bardzo zróżnicowane. Od osób z ciężkimi zmianami w istocie białej bez żadnego czynnika ryzyka naczyniowego po osoby z wieloma czynnikami ryzyka, takimi jak wysokie ciśnienie krwi.

W tym sensie twierdzi się, że zmiany chorobowe w istocie białej mogą stanowić szerokie spektrum czynników ryzyka, które obecnie nie są wystarczająco zbadane i zdefiniowane.

Mimo to obecnie istnieją mniej lub bardziej wiarygodne dane dotyczące związku zmian w istocie białej z różnymi patologiami. Najważniejsze z nich to:

- Zmiany istoty białej i pogorszenie funkcji poznawczych

Na podstawie istniejących danych nie jest możliwe ustalenie wyraźnego związku między obecnością zmian w istocie białej a zaburzeniami poznawczymi, ponieważ badania są ograniczone.

Jednak niektóre badania wykazały, że uszkodzenie istoty białej pozytywnie koreluje ze zmianami w płacie czołowym, wpływając na szybkość przetwarzania informacji, płynność werbalną i funkcje wykonawcze.

- Zmiany istoty białej i krwotoki śródczaszkowe

Liczne badania wykazały, że zaburzenia istoty białej są znacznie częstsze u osób z krwotokami śródmózgowymi

Odkrycia te pokazują, że krwotoki są zlokalizowane nie tylko w zwojach podstawy mózgu, ale także dotyczą płata.

- Zmiany w istocie białej wywołujące udar niedokrwienny lub śmierć naczyniową

Kilka badań klinicznych wykazało, że zmiany w istocie białej predysponują do udaru niedokrwiennego.

W szczególności pacjenci, którzy cierpią na atak niedokrwienia i zmiany w istocie białej, mają dwukrotnie większe ryzyko wystąpienia nowego udaru.

Bibliografia

1. Bartrés D, Clemente IC, Junqué C. Zmiany w istocie białej i sprawności poznawczej w okresie starzenia. Rev Neurol 2001; 33: 347-53.
2. Blumenfeld, Hal (2010), Neuroanatomia w przypadkach klinicznych (wyd. 2). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
3. Douglas Fields, R. (2008). „White Matter Matters”. Scientific American. 298 (3): 54–61.
4. Smith EE, Roseland J, Knudsen BA, Hylek EM, Greenberg SM. Leukoarajoza jest związana z krwotokiem związanym z warfaryną po udarze niedokrwiennym: badanie dotyczące zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Neurology 2002; 59: 193-7.
5. Sowell, Elizabeth R.; Peterson, Bradley S.; Thompson, Paul M.; Witamy, Suzanne E.; Henkenius, Amy L.; Toga, Arthur W. (2003). „Mapowanie zmian korowych w ciągu ludzkiego życia.” Nature Neuroscience. 6 (3): 309–15.
6. Holenderska Grupa Badawcza TIA. Predyktory dużych incydentów naczyniowych u pacjentów z przemijającym napadem niedokrwiennym lub niewielkim udarem. Udar mózgu 1993; 24: 527-31.