فصل ۵۹ فیزیولوژی گایتون؛ حالت های فعالیت مغز – خواب، امواج مغزی، صرع و روان پریشی ها
» Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 12th Ed.
»» CHAPTER 59
States of Brain Activity—Sleep, Brain Waves, Epilepsy, Psychoses
خواب
خواب به عنوان بیهوشی تعریف میشود که از آن فرد میتواند توسط محرکهای حسی یا سایر محرکها برانگیخته شود. باید از کما که ناخودآگاهی است که فرد را نمیتوان از آن برانگیخت تشخیص داد. خواب مراحل مختلفی دارد، از خواب بسیار سبک تا خواب بسیار عمیق. محققان خواب همچنین خواب را به دو نوع خواب کاملاً متفاوت که کیفیتهای متفاوتی دارند، به شرح زیر تقسیم میکنند.
دو نوع خواب: خواب با موج آهسته و خواب با حرکت سریع چشم (REM)
در طول هر شب، فرد مراحلی از دو نوع خواب را پشت سر میگذارد که به طور متناوب با یکدیگر تغییر میکنند. آنها (۱) خواب موج آهسته نامیده میشوند، که در آن امواج مغزی قوی و با فرکانس پایین هستند، همانطور که بعداً بحث خواهیم کرد، و (۲) خواب حرکت سریع چشم (خواب REM)، که در آن چشمها با وجود این حرکات سریع انجام میدهند. واقعیت این است که فرد هنوز خواب است.
بیشتر خواب در طول هر شب از نوع موج آهسته است. این خواب عمیق و آرامیاست که فرد در اولین ساعت خواب پس از ساعتها بیداری تجربه میکند. از سوی دیگر، خواب REM در دورههایی رخ میدهد که حدود ۲۵ درصد از زمان خواب را در بزرگسالان جوان اشغال میکند. هر قسمت معمولاً هر ۹۰ دقیقه تکرار میشود. این نوع خواب چندان آرام نیست و معمولاً با رویاهای واضح همراه است.
خواب موج آهسته
بسیاری از ما میتوانیم ویژگیهای خواب عمیق موج آهسته را با یادآوری آخرین باری که بیش از ۲۴ ساعت بیدار نگه داشته ایم و سپس خواب عمیقی که در اولین ساعت پس از خواب رخ داده است، درک کنیم. این خواب بسیار آرام است و با کاهش تون عروق محیطی و بسیاری دیگر از عملکردهای رویشی بدن همراه است. به عنوان مثال، ۱۰ تا ۳۰ درصد کاهش در فشار خون، تعداد تنفس و میزان متابولیسم پایه وجود دارد.
اگرچه خواب با موج آهسته اغلب “خواب بدون رویا” نامیده میشود، رویاها و گاهی اوقات حتی کابوسها در طول خواب موج آهسته رخ میدهند. تفاوت بین رویاهایی که در خواب موج آهسته اتفاق میافتند و رویاهایی که در خواب REM روی میدهند این است که خواب REM با فعالیت عضلات بدن بیشتر مرتبط است. همچنین رویاهای خواب موج آهسته معمولاً به خاطر نمیآیند زیرا تثبیت رویاها در حافظه رخ نمیدهد.
خواب REM (خواب پارادوکسیکال، خواب غیرهمزمان)
در یک خواب معمولی شبانه، حملات خواب REM به مدت ۵ تا ۳۰ دقیقه معمولاً به طور متوسط هر ۹۰ دقیقه ظاهر میشود. هنگامیکه فرد بسیار خوابآلود است، هر دوره خواب REM کوتاه است و حتی ممکن است غایب باشد. برعکس، وقتی فرد در طول شب بیشتر استراحت میکند، مدت زمان حملات REM افزایش مییابد.
خواب REM چندین ویژگی مهم دارد:
۱. این یک شکل فعال از خواب است که معمولاً با رویاپردازی و حرکات فعال عضلات بدن همراه است.
۲. برانگیختن فرد با محرکهای حسی حتی دشوارتر از خواب عمیق موج آهسته است، و با این حال افراد معمولاً صبحها در طول یک دوره خواب REM بهطور خودبهخود بیدار میشوند.
۳. تون عضلانی در سرتاسر بدن به شدت افسرده شده است که نشان دهنده مهار شدید نواحی کنترل عضلات ستون فقرات است.
۴. ضربان قلب و تعداد تنفس معمولاً نامنظم میشود که مشخصه حالت خواب است.
۵. علیرغم مهار شدید عضلات محیطی، حرکات عضلانی نامنظم رخ میدهد. اینها علاوه بر حرکات سریع چشم است.
۶. مغز در خواب REM بسیار فعال است و متابولیسم کلی مغز ممکن است تا ۲۰ درصد افزایش یابد. الکتروانسفالوگرام (EEG) الگویی از امواج مغزی مشابه امواج مغزی را نشان میدهد که در هنگام بیداری رخ میدهند. به این نوع خواب، خواب متناقض نیز میگویند، زیرا این یک تناقض است که فرد میتواند با وجود فعالیت مشخص در مغز، همچنان بخوابد.
به طور خلاصه، خواب REM نوعی خواب است که در آن مغز کاملاً فعال است. با این حال، فعالیت مغز در جهت مناسبی هدایت نمیشود که فرد از محیط اطراف خود کاملاً آگاه باشد و بنابراین فرد واقعاً در خواب است.
نظریههای اساسی خواب
اعتقاد بر این است که خواب ناشی از یک فرآیند مهاری فعال است
یک نظریه قبلی در مورد خواب این بود که نواحی تحریک کننده بالای ساقه مغز، سیستم فعال کننده شبکه، به سادگی در طول روز بیداری خسته میشوند و در نتیجه غیر فعال میشوند. این نظریه منفعل خواب نامیده شد. یک آزمایش مهم این دیدگاه را به این باور فعلی تغییر داد که خواب ناشی از یک فرآیند بازدارنده فعال است: کشف شد که قطع کردن ساقه مغز در سطح میدپون مغزی ایجاد میکند که قشر آن هرگز به خواب نمیرود. به عبارت دیگر، به نظر میرسد مرکزی که در زیر سطح میانی ساقه مغز قرار دارد، برای ایجاد خواب با مهار سایر قسمتهای مغز لازم است.
مراکز عصبی، مواد عصبی-هومورال و مکانیسمهایی که میتوانند باعث خواب شوند-نقش خاص ممکن برای سروتونین
تحریک چندین ناحیه خاص از مغز میتواند خوابی با ویژگیهای نزدیک به خواب طبیعی ایجاد کند. برخی از این حوزهها به شرح زیر است:
۱. بارزترین ناحیه تحریک کننده برای ایجاد خواب تقریباً طبیعی، هستههای رافه در نیمه پایینی پونز و در مدولا هستند. این هستهها شامل یک صفحه نازک از نورونهای خاص هستند که در خط وسط قرار دارند. رشتههای عصبی از این هستهها به صورت موضعی در ساختار شبکهای ساقه مغز و همچنین به سمت بالا به تالاموس، هیپوتالاموس، بیشتر نواحی سیستم لیمبیک و حتی نئوکورتکس مخ گسترش مییابند. علاوه بر این، فیبرها به سمت پایین به سمت نخاع گسترش مییابند و به شاخهای خلفی ختم میشوند، جایی که میتوانند سیگنالهای حسی دریافتی از جمله درد را مهار کنند، همانطور که در فصل ۴۸ بحث شد. بسیاری از پایانههای عصبی الیاف از این نورونهای رافه سروتونین ترشح میکنند. هنگامیکه دارویی که مانع تشکیل سروتونین میشود به حیوان داده میشود، حیوان اغلب تا چند روز آینده نمیتواند بخوابد. بنابراین، فرض شده است که سروتونین یک ماده انتقال دهنده مرتبط با تولید خواب است.
۲. تحریک برخی از نواحی در هسته tractus solitarius نیز میتواند باعث خواب شود. این هسته نقطه پایانی در بصل النخاع و پونز برای سیگنالهای حسی احشایی است که از طریق اعصاب واگ و گلوسوفارنجئال وارد میشوند.
۳. خواب را میتوان با تحریک چندین ناحیه در دیانسفالون، از جمله (۱) قسمت منقاری هیپوتالاموس، عمدتاً در ناحیه فوق کیاسمال، و (۲) یک منطقه گاه به گاه در هستههای منتشر تالاموس، تقویت کرد.
ضایعات در مراکز ترویج خواب میتوانند باعث بیداری شدید شوند
ضایعات مجزا در هستههای رافه منجر به حالت بیداری بالایی میشود. این در مورد ضایعات دوطرفه در ناحیه سوپراکیاسمال منقاری داخلی در هیپوتالاموس قدامینیز صادق است. در هر دو مورد، به نظر میرسد که هستههای مشبک تحریککننده مزانسفالون و پل بالایی از مهار رها میشوند و در نتیجه باعث بیداری شدید میشوند. در واقع، گاهی اوقات ضایعات هیپوتالاموس قدامیمیتواند باعث بیداری شدیدی شود که حیوان واقعاً از خستگی میمیرد.
سایر مواد فرستنده احتمالی مرتبط با خواب
آزمایشات نشان داده است که مایع مغزی نخاعی و خون یا ادرار حیواناتی که چندین روز بیدار نگه داشته شده اند حاوی ماده یا موادی است که با تزریق به سیستم بطنی مغز حیوان دیگر باعث خواب میشود. یک ماده محتمل به عنوان مورامیل پپتید شناسایی شده است. ماده ای با وزن مولکولی کم که در مایع مغزی نخاعی و ادرار حیواناتی که برای چندین روز بیدار نگه داشته میشوند تجمع مییابد. هنگامیکه تنها میکروگرم از این ماده خواب آور به بطن سوم تزریق میشود، خواب تقریباً طبیعی در عرض چند دقیقه اتفاق میافتد و حیوان ممکن است چندین ساعت در خواب بماند. ماده دیگری که اثرات مشابهی در ایجاد خواب دارد، یک نوناپپتید جدا شده از خون حیوانات در خواب است. و هنوز عامل سوم خواب، که هنوز از نظر مولکولی شناسایی نشده است، از بافتهای عصبی ساقه مغز حیواناتی که برای روزها بیدار نگه داشته شده اند، جدا شده است. این امکان وجود دارد که بیداری طولانی مدت باعث تجمع تدریجی یک عامل خواب یا عواملی در ساقه مغز یا مایع مغزی نخاعی شود که منجر به خواب میشود.
علت احتمالی خواب REM
اینکه چرا خواب موج آهسته به طور دوره ای توسط خواب REM شکسته میشود، مشخص نیست. با این حال، داروهایی که عملکرد استیل کولین را تقلید میکنند، وقوع خواب REM را افزایش میدهند. بنابراین، فرض شده است که نورونهای بزرگ ترشحکننده استیل کولین در تشکیل شبکهای بالای ساقه مغز ممکن است، از طریق فیبرهای وابران گستردهشان، بخشهای زیادی از مغز را فعال کنند. این از نظر تئوری میتواند باعث فعالیت بیش از حدی شود که در نواحی خاصی از مغز در خواب REM رخ میدهد، حتی اگر سیگنالها بهطور مناسب در مغز کانالگذاری نمیشوند تا هوشیاری طبیعی را که مشخصه بیداری است، ایجاد کنند.
چرخه بین خواب و بیداری
بحثهای قبلی صرفاً مناطق عصبی، فرستندهها و مکانیسمهای مرتبط با خواب را شناسایی کردند. آنها عملکرد چرخه ای و متقابل چرخه خواب-بیداری را توضیح نداده اند. هنوز هیچ توضیح قطعی وجود ندارد. بنابراین، ممکن است مکانیسم احتمالی زیر را برای ایجاد چرخه خواب و بیداری پیشنهاد کنیم.
هنگامیکه مراکز خواب فعال نمیشوند، هستههای فعال کننده شبکه مزانسفالیک و پونتیل بالایی از مهار آزاد میشوند که به هستههای فعال کننده شبکه ای اجازه میدهد تا به طور خود به خود فعال شوند. این به نوبه خود هر دو قشر مغز و سیستم عصبی محیطی را تحریک میکند، که هر دو سیگنالهای بازخورد مثبت متعددی را به همان هستههای فعال کننده شبکه ای ارسال میکنند تا آنها را بیشتر فعال کنند. بنابراین، هنگامیکه بیداری شروع میشود، به دلیل این همه فعالیت بازخورد مثبت، تمایل طبیعی به حفظ خود دارد.
سپس، پس از اینکه مغز برای ساعتهای زیادی فعال میماند، حتی خود نورونهای موجود در سیستم فعالکننده احتمالاً خسته میشوند. در نتیجه، چرخه بازخورد مثبت بین هستههای شبکهای مزانسفالیک و قشر مغز محو میشود و اثرات خوابآور مراکز خواب بر آن تأثیر میگذارد که منجر به انتقال سریع از بیداری به خواب میشود.
این نظریه کلی میتواند انتقال سریع از خواب به بیداری و از بیداری به خواب را توضیح دهد. همچنین میتواند برانگیختگی، بیخوابی را که زمانی که ذهن فرد مشغول فکری میشود، و بیداری که در اثر فعالیت بدنی ایجاد میشود، توضیح دهد.
عملکردهای فیزیولوژیکی خواب هنوز شناخته نشده است
شکی نیست که خواب کارکردهای مهمیدارد. این در همه پستانداران وجود دارد و پس از محرومیت کامل معمولاً یک دوره خواب “بازگشت” یا “بازگشت” وجود دارد. پس از محرومیت انتخابی از خواب REM یا موج آهسته، یک بازگشت انتخابی در این مراحل خاص خواب نیز وجود دارد. حتی محدودیت خفیف خواب در طی چند روز ممکن است عملکرد شناختی و فیزیکی، بهره وری کلی و سلامت فرد را کاهش دهد. نقش اساسی خواب در هموستاز شاید به وضوح با این واقعیت نشان داده شود که موشهایی که ۲ تا ۳ هفته از خواب محروم شده اند ممکن است واقعا بمیرند. علیرغم اهمیت آشکار خواب، درک ما از اینکه چرا خواب بخشی ضروری از زندگی است، هنوز محدود است.
خواب دو نوع اثر فیزیولوژیکی عمده ایجاد میکند: اول، تأثیرات بر خود سیستم عصبی و دوم، تأثیرات بر سایر سیستمهای عملکردی بدن. به نظر میرسد که تأثیرات سیستم عصبی بسیار مهمتر است، زیرا هر فردی که نخاع قطع شده در گردن دارد (و در نتیجه هیچ چرخه خواب و بیداری در زیر این مقطع ندارد) هیچ اثر مضری در بدن در زیر سطح برش نشان نمیدهد. را میتوان مستقیماً به چرخه خواب و بیداری نسبت داد.
با این حال، کمبود خواب مطمئناً بر عملکرد سیستم عصبی مرکزی تأثیر میگذارد. بیداری طولانی مدت اغلب با نقص پیشرونده فرآیندهای فکری همراه است و گاهی اوقات حتی باعث فعالیتهای رفتاری غیرعادی میشود. همه ما با افزایش تنبلی فکر که در پایان یک دوره طولانی بیداری رخ میدهد آشنا هستیم، اما علاوه بر این، فرد ممکن است پس از بیداری اجباری تحریک پذیر یا حتی روان پریشی شود. بنابراین، میتوان فرض کرد که خواب به روشهای مختلف، هم سطوح طبیعی فعالیت مغز و هم «تعادل» طبیعی را در میان عملکردهای مختلف سیستم عصبی مرکزی بازیابی میکند. این را میتوان به «نقطه مجدد» رایانههای آنالوگ الکترونیکی پس از استفاده طولانیمدت تشبیه کرد، زیرا رایانههایی از این نوع به تدریج «خط اولیه» کار خود را از دست میدهند.
فرض بر این است که خواب عملکردهای بسیاری از جمله (۱) بلوغ عصبی، (۲) تسهیل یادگیری یا حافظه، (۳) شناخت، و (۴) حفظ انرژی متابولیک را انجام میدهد. شواهدی برای هر یک از این عملکردها و همچنین اهداف فیزیولوژیکی خواب وجود دارد، اما شواهدی که از هر یک از این ایدهها پشتیبانی میکنند به چالش کشیده شده است. ممکن است فرض کنیم که ارزش اصلی خواب، بازگرداندن تعادل طبیعی بین مراکز عصبی است. با این حال، عملکردهای فیزیولوژیکی خاص خواب همچنان یک رمز و راز است و موضوع تحقیقات زیادی است.
امواج مغزی
ضبطهای الکتریکی از سطح مغز یا حتی از سطح بیرونی سر نشان میدهد که فعالیت الکتریکی مداوم در مغز وجود دارد. هم شدت و هم الگوهای این فعالیت الکتریکی بر اساس سطح برانگیختگی بخشهای مختلف مغز ناشی از خواب، بیداری یا بیماریهای مغزی مانند صرع یا حتی روانپریشی تعیین میشود. موجها در پتانسیلهای الکتریکی ثبتشده، نشاندادهشده در شکل ۱-۵۹، امواج مغزی نامیده میشوند و کل رکورد EEG (الکتروانسفالوگرام) نامیده میشود.
شکل ۱-۵۹ انواع مختلف امواج مغزی در الکتروانسفالوگرام طبیعی.
شدت امواج مغزی ثبت شده از سطح پوست سر بین ۰ تا ۲۰۰ میکروولت و فرکانس آنها از هر چند ثانیه یک بار تا ۵۰ یا بیشتر در ثانیه متغیر است. ویژگی امواج به میزان فعالیت در قسمتهای مربوطه از قشر مغز بستگی دارد و امواج به طور قابل توجهی بین حالتهای بیداری و خواب و کما تغییر میکنند.
بیشتر اوقات، امواج مغزی نامنظم هستند و هیچ الگوی خاصی در EEG قابل تشخیص نیست. در مواقع دیگر، الگوهای متمایزی ظاهر میشوند که برخی از آنها مشخصه ناهنجاریهای خاص مغز مانند صرع است که بعداً مورد بحث قرار میگیرد.
در افراد سالم، بیشتر امواج در EEG را میتوان به عنوان امواج آلفا، بتا، تتا و دلتا طبقه بندی کرد که در شکل ۱-۵۹ نشان داده شده است.
امواج آلفا امواجی ریتمیک هستند که در فرکانسهای بین ۸ تا ۱۳ سیکل در ثانیه رخ میدهند و تقریباً در EEG همه بزرگسالان عادی زمانی که بیدار هستند و در حالت استراحت و آرام هستند یافت میشوند. این امواج به شدت در ناحیه اکسیپیتال ایجاد میشوند، اما میتوانند از نواحی جداری و فرونتال پوست سر نیز ثبت شوند. ولتاژ آنها معمولاً حدود ۵۰ میکرو ولت است. در طول خواب عمیق، امواج آلفا ناپدید میشوند.
هنگامیکه توجه فرد بیدار به نوع خاصی از فعالیت ذهنی معطوف میشود، امواج آلفا با امواج بتا ناهمزمان با فرکانس بالاتر اما ولتاژ پایین جایگزین میشوند. شکل ۲-۵۹ اثر باز کردن ساده چشمها در نور شدید و سپس بستن چشمها را بر امواج آلفا نشان میدهد. توجه داشته باشید که احساسات بصری باعث توقف فوری امواج آلفا میشوند و این امواج با ولتاژ پایین و امواج بتا ناهمزمان جایگزین میشوند.
شکل ۲-۵۹ جایگزینی ریتم آلفا با یک ریتم بتای ناهمزمان و کم ولتاژ هنگام باز شدن چشمها.
امواج بتا در فرکانسهای بیشتر از ۱۴ سیکل در ثانیه و تا ۸۰ سیکل در ثانیه رخ میدهد. آنها عمدتاً از نواحی جداری و فرونتال در هنگام فعال سازی خاص این قسمتهای مغز ثبت میشوند.
امواج تتا دارای فرکانس بین چهار تا هفت سیکل در ثانیه هستند. آنها معمولاً در نواحی جداری و گیجگاهی در کودکان رخ میدهند، اما در برخی از بزرگسالان در هنگام استرس عاطفی، به ویژه در هنگام ناامیدی و ناامیدی نیز رخ میدهند. امواج تتا همچنین در بسیاری از اختلالات مغزی، اغلب در حالات دژنراتیو مغزی رخ میدهد.
امواج دلتا شامل تمام امواج EEG با فرکانس کمتر از ۳.۵ سیکل در ثانیه است و اغلب ولتاژ آنها دو تا چهار برابر بیشتر از سایر انواع امواج مغزی است. آنها در خواب بسیار عمیق، در دوران نوزادی و در بیماریهای ارگانیک مغزی جدی رخ میدهند. آنها همچنین در قشر حیواناتی که دارای برشهای زیر قشری هستند که قشر مغز را از تالاموس جدا میکنند، رخ میدهد. بنابراین، امواج دلتا میتوانند به شدت در قشر مغز و مستقل از فعالیت در مناطق پایین تر مغز رخ دهند.
منشا امواج مغزی
ترشح یک نورون یا رشته عصبی منفرد در مغز هرگز از سطح سر قابل ثبت نیست. در عوض، هزاران یا حتی میلیونها نورون یا فیبر باید به طور همزمان شلیک کنند. تنها در این صورت است که پتانسیلهای تک تک نورونها یا فیبرها به اندازهای جمع میشوند که در تمام طول جمجمه ثبت شوند. بنابراین، شدت امواج مغزی از پوست سر عمدتاً توسط تعداد نورونها و فیبرهایی که همزمان با یکدیگر شلیک میکنند، تعیین میشود، نه با سطح کل فعالیت الکتریکی در مغز. در واقع، سیگنالهای عصبی غیرهمزمان قوی اغلب یکدیگر را در امواج مغزی ضبطشده به دلیل قطبیتهای متضاد باطل میکنند. این در شکل ۲-۵۹ نشان داده شده است که نشان میدهد، زمانی که چشمها بسته بودند، ترشح همزمان بسیاری از نورونها در قشر مغز با فرکانس حدود ۱۲ در ثانیه، باعث ایجاد امواج آلفا میشود. سپس، هنگامیکه چشمها باز شد، فعالیت مغز به شدت افزایش یافت، اما همگام سازی سیگنالها به قدری کم شد که امواج مغزی عمدتاً یکدیگر را باطل میکردند. اثر حاصل، امواج ولتاژ پایین با فرکانس عمومیبالا اما نامنظم، امواج بتا بود.
منشا امواج آلفا
امواج آلفا در قشر مغز بدون اتصالات قشر با تالاموس رخ نمیدهد. برعکس، تحریک در لایه غیراختصاصی هستههای شبکهای که تالاموس را احاطه کرده است یا در هستههای “پراکنده” در اعماق تالاموس، اغلب امواج الکتریکی را در سیستم تالاموکورتیکال با فرکانس بین ۸ تا ۱۳ در ثانیه ایجاد میکند که فرکانس طبیعی تالاموس است. امواج آلفا بنابراین، اعتقاد بر این است که امواج آلفا از نوسانات بازخورد خود به خود در این سیستم منتشر تالاموکورتیکال، احتمالاً شامل سیستم فعال کننده شبکه در ساقه مغز نیز میشود. این نوسان احتمالاً باعث تناوب امواج آلفا و فعال شدن همزمان میلیونها نورون قشر مغز در طول هر موج میشود.
منشا امواج دلتا
برش مجاری فیبر از تالاموس به قشر مغز، که فعال شدن قشر تالاموس را مسدود میکند و در نتیجه امواج آلفا را از بین میبرد، با این وجود امواج دلتا را در قشر مخ مسدود نمیکند. این نشان میدهد که برخی مکانیسمهای همگامسازی میتواند به خودی خود در سیستم عصبی قشر مغز رخ دهد – عمدتاً مستقل از ساختارهای پایینتر در مغز – و باعث ایجاد امواج دلتا میشود.
امواج دلتا در طول خواب عمیق موج آهسته نیز رخ میدهد. این نشان میدهد که قشر مغز عمدتاً از تأثیرات فعال کننده تالاموس و سایر مراکز پایین تر آزاد میشود.
تأثیر سطوح مختلف فعالیت مغزی بر فرکانس EEG
یک همبستگی کلی بین سطح فعالیت مغزی و متوسط فرکانس ریتم EEG وجود دارد، متوسط فرکانس به تدریج با درجات بالاتر فعالیت افزایش مییابد. این در شکل ۳-۵۹ نشان داده شده است که وجود امواج دلتا را در بی حسی، بیهوشی جراحی و خواب عمیق نشان میدهد. امواج تتا در حالات روانی حرکتی و در نوزادان. امواج آلفا در حالت آرامش؛ و امواج بتا در دورههای فعالیت ذهنی شدید. در طول دورههای فعالیت ذهنی، امواج معمولاً بهجای سنکرون ناهمزمان میشوند، بنابراین با وجود افزایش قابل توجه فعالیت قشر مغز، ولتاژ به طور قابل توجهی کاهش مییابد، همانطور که در شکل ۲-۵۹ نشان داده شده است.
شکل ۳-۵۹ اثر درجات مختلف فعالیت مغزی بر ریتم پایه الکتروانسفالوگرام.
(بازگرفته شده از Gibbs FA, Gibbs EL: Atlas of Electroencephalography, 2nd ed, vol I: Methodology and Controls.® ۱۹۷۴. تجدید چاپ با اجازه Prentice-Hall, Inc., Upper Saddle River, NJ.)
تغییرات در EEG در مراحل مختلف بیداری و خواب
شکل ۴-۵۹ الگوهای EEG را از یک فرد معمولی در مراحل مختلف بیداری و خواب نشان میدهد. بیداری هشدار با امواج بتا با فرکانس بالا مشخص میشود، در حالی که بیداری آرام معمولاً با امواج آلفا همراه است، همانطور که توسط دو EEG اول شکل نشان داده شده است.
شکل ۴-۵۹ تغییر پیشرونده در ویژگیهای امواج مغزی در مراحل مختلف بیداری و خواب.
خواب موج آهسته به چهار مرحله تقسیم میشود. در مرحله اول، مرحله خواب سبک، ولتاژ امواج EEG کم میشود. این توسط ” دوکهای خواب ” شکسته میشود (یعنی انفجارهای دوکی شکل کوتاه از امواج آلفا که به طور دوره ای رخ میدهند). در مراحل ۲، ۳ و ۴ خواب موج آهسته، فرکانس EEG به تدریج کندتر میشود تا زمانی که در مرحله ۴ به فرکانس تنها یک تا سه موج در ثانیه برسد. اینها امواج دلتا هستند.
در نهایت، رکورد پایین در شکل ۴-۵۹ EEG را در طول خواب REM نشان میدهد. تشخیص تفاوت بین این الگوی امواج مغزی و یک فرد بیدار و فعال اغلب دشوار است. امواج نامنظم و با فرکانس بالا هستند که معمولاً حاکی از فعالیت عصبی غیرهمگام در حالت بیداری هستند. بنابراین، خواب REM غالباً خواب غیرهمزمان نامیده میشود زیرا علیرغم فعالیت قابل توجه مغز، عدم هماهنگی در شلیک نورونها وجود دارد.
صرع
صرع (که “تشنج” نیز نامیده میشود) با فعالیت بیش از حد کنترل نشده قسمتی یا تمام سیستم عصبی مرکزی مشخص میشود. فردی که مستعد ابتلا به صرع است، زمانی دچار حملات میشود که سطح پایه تحریک پذیری سیستم عصبی (یا بخشی که مستعد ابتلا به حالت صرع است) از یک آستانه بحرانی خاص بالاتر رود. تا زمانی که درجه تحریک پذیری زیر این آستانه باشد، هیچ حمله ای رخ نمیدهد.
صرع را میتوان به سه نوع عمده طبقه بندی کرد: صرع بزرگ، صرع کوچک و صرع کانونی.
صرع گراند مال
صرع گراند مال با ترشحات عصبی شدید در تمام نواحی مغز – در قشر مغز، در قسمتهای عمیقتر مغز و حتی در ساقه مغز مشخص میشود. همچنین، ترشحاتی که از تمام راه به نخاع منتقل میشوند، گاهی باعث تشنجهای تونیک ژنرالیزه در کل بدن میشوند و به دنبال آن در پایان حمله، انقباضات عضلانی تونیک و اسپاسمودیک متناوب به نام تشنجهای تونیک-کلونیک ایجاد میشوند. اغلب فرد زبان خود را گاز میگیرد یا «بلع» میکند و ممکن است در تنفس مشکل داشته باشد، گاهی اوقات تا حدی که سیانوز رخ میدهد. همچنین سیگنالهایی که از مغز به احشاء منتقل میشوند اغلب باعث ادرار و مدفوع میشوند.
تشنج معمولی گرند مال از چند ثانیه تا ۳ تا ۴ دقیقه طول میکشد. همچنین با افسردگی کل سیستم عصبی پس از تشنج مشخص میشود. فرد پس از پایان حمله تشنجی به مدت ۱ تا چند دقیقه در حالت بیحالی باقی میماند و سپس اغلب به شدت خسته و ساعتها پس از آن در خواب میماند.
ضبط بالای شکل ۵-۵۹ یک EEG معمولی را تقریباً از هر ناحیه از قشر مغز در طول فاز تونیک حمله بزرگ نشان میدهد. این نشان میدهد که تخلیههای ولتاژ بالا و فرکانس بالا در کل قشر رخ میدهد. علاوه بر این، همان نوع ترشح در هر دو طرف مغز به طور همزمان رخ میدهد، و نشان میدهد که مدار عصبی غیرطبیعی مسئول حمله به شدت درگیر مناطق پایه مغز است که دو نیمه مغز را به طور همزمان هدایت میکنند.
شکل ۵-۵۹ الکتروانسفالوگرام در انواع مختلف صرع.
در حیوانات آزمایشگاهی و حتی در انسان، حملات گرند مال را میتوان با تجویز یک محرک عصبی مانند داروی پنتیلن تترازول آغاز کرد. آنها همچنین میتوانند در اثر هیپوگلیسمیانسولین یا عبور جریان الکتریکی متناوب مستقیماً از مغز ایجاد شوند. ضبطهای الکتریکی از تالاموس، و همچنین از تشکیل شبکهای ساقه مغز در طول حمله گرند مال، فعالیت معمولی ولتاژ بالا را در هر دو ناحیه مشابه با آنچه از قشر مغز ثبت شده است، نشان میدهد. بنابراین، حمله گراندمال احتمالاً نه تنها شامل فعالسازی غیرطبیعی تالاموس و قشر مغز میشود، بلکه شامل فعالسازی غیرطبیعی در بخشهای ساقه مغز زیر تالاموس خود سیستم فعالکننده مغز نیز میشود.
چه چیزی باعث حمله گرند مال میشود؟
بیشتر افرادی که حملات گرند مال دارند، مستعد ارثی برای صرع هستند، این استعداد در حدود ۱ نفر از هر ۵۰ تا ۱۰۰ نفر رخ میدهد. در چنین افرادی، عواملی که میتوانند تحریک پذیری مدار غیرطبیعی «صرع زا» را به اندازه کافی برای تسریع حملات افزایش دهند عبارتند از (۱) محرکهای احساسی قوی، (۲) آلکالوز ناشی از تنفس بیش از حد، (۳) داروها، (۴) تب، و (۵)) صداهای بلند یا چراغهای چشمک زن.
حتی در افرادی که از نظر ژنتیکی مستعد نیستند، انواع خاصی از ضایعات تروماتیک تقریباً در هر قسمت از مغز میتوانند باعث تحریک پذیری بیش از حد نواحی محلی مغز شوند، همانطور که به زودی در مورد آن صحبت میکنیم. اینها نیز گاهی سیگنالهایی را به سیستمهای فعال کننده مغز منتقل میکنند تا تشنجهای بزرگ را ایجاد کنند.
چه چیزی حمله گرند مال را متوقف میکند؟
فرض بر این است که علت بیش فعالی عصبی شدید در طول یک حمله بزرگ، فعال شدن همزمان گسترده بسیاری از مسیرهای عصبی در سراسر مغز است. احتمالاً عامل اصلی که حمله را پس از چند دقیقه متوقف میکند، خستگی عصبی است. عامل دوم احتمالاً مهار فعال توسط نورونهای مهاری است که در اثر حمله فعال شده اند.
صرع پتیت مال
صرع پتی مال تقریباً به طور قطع سیستم فعال کننده مغز تالاموکورتیکال را درگیر میکند. معمولاً با ۳ تا ۳۰ ثانیه بیهوشی (یا کاهش هوشیاری) مشخص میشود که در طی این مدت فرد دچار انقباضات کشش مانند عضلات معمولاً در ناحیه سر، به ویژه پلک زدن چشمها میشود. به دنبال آن بازگشت هوشیاری و از سرگیری فعالیتهای قبلی است. این توالی کلی سندرم غیبت یا صرع غیبت نامیده میشود. بیمار ممکن است در چند ماه یک چنین حملاتی داشته باشد یا در موارد نادر ممکن است یک سری حملات سریع یکی پس از دیگری داشته باشد. دوره معمول این است که حملات پتی مال ابتدا در اواخر دوران کودکی ظاهر میشوند و سپس در سن ۳۰ سالگی ناپدید میشوند. در مواردی، حمله صرع کوچک کوچک شروع کننده یک حمله بزرگ است.
الگوی امواج مغزی در صرع پتی مال با ثبت وسط شکل ۵-۵۹ نشان داده شده است که با الگوی سنبله و گنبد مشخص میشود. سنبله و گنبد را میتوان روی بیشتر یا تمام قشر مغز ثبت کرد، که نشان میدهد تشنج بیشتر یا بیشتر سیستم فعال کننده تالاموکورتیکال مغز را درگیر میکند. در واقع، مطالعات حیوانی نشان میدهد که از نوسان (۱) نورونهای شبکهای مهاری تالاموس (که نورونهای بازدارنده گاما آمینوبوتیریک اسید [GABA] هستند) و (۲) نورونهای تالاموکورتیکال و کورتیکوتالاموس تحریککننده ناشی میشود.
صرع کانونی
صرع کانونی میتواند تقریباً هر قسمت محلی از مغز را درگیر کند، یا مناطق موضعی قشر مغز یا ساختارهای عمیق تر هر دو مخ و ساقه مغز. اغلب، صرع کانونی ناشی از برخی ضایعات ارگانیک موضعی یا ناهنجاریهای عملکردی است، مانند (۱) بافت اسکار در مغز که بافت عصبی مجاور را میکشد، (۲) توموری که ناحیه ای از مغز را فشرده میکند، (۳) ناحیه تخریب شده بافت مغز، یا (۴) مدارهای محلی به طور مادرزادی مختل شده است.
ضایعاتی مانند اینها میتوانند ترشحات بسیار سریع را در نورونهای محلی ایجاد کنند. هنگامیکه سرعت تخلیه از چند صد در ثانیه بالاتر میرود، امواج همزمان شروع به پخش شدن در مناطق قشر مجاور میکنند. این امواج احتمالاً از مدارهای طنین دار موضعی ناشی میشوند که به تدریج نواحی مجاور قشر مغز را وارد ناحیه ترشحات صرعی میکند. این فرآیند با سرعتی به کندی از چند میلی متر در دقیقه تا چند سانتی متر در ثانیه به مناطق مجاور گسترش مییابد. هنگامیکه چنین موجی از تحریک بر روی قشر حرکتی پخش میشود، باعث “مارش” پیشرونده انقباضات عضلانی در سراسر طرف مقابل بدن میشود که به طور مشخص از ناحیه دهان شروع میشود و به تدریج به سمت پایین به سمت پاها حرکت میکند، اما در زمانهای دیگر به سمت پایین حرکت میکند. جهت مخالف. به این صرع جکسونی میگویند.
حمله صرع کانونی ممکن است محدود به یک ناحیه از مغز باقی بماند، اما در بسیاری از موارد، سیگنالهای قوی از قشر تشنج بخش مزانسفالیک سیستم فعالکننده مغز را به شدت تحریک میکند که یک حمله صرعی بزرگ نیز رخ میدهد.
نوع دیگری از صرع کانونی، به اصطلاح تشنج روانی حرکتی است که ممکن است باعث (۱) دوره کوتاه فراموشی شود. (۲) حمله خشم غیر طبیعی؛ (۳) اضطراب، ناراحتی یا ترس ناگهانی؛ و/یا (۴) لحظه ای از گفتار نامنسجم یا زمزمه کردن برخی از عبارتهای پیش پا افتاده. گاهی اوقات فرد نمیتواند فعالیتهای خود را در طول حمله به خاطر بیاورد، اما در مواقع دیگر از هر کاری که انجام میدهد آگاه است اما قادر به کنترل آن نیست. حملات از این نوع غالباً بخشی از قسمت لیمبیک مغز مانند هیپوکامپ، آمیگدال، سپتوم و/یا بخشهایی از قشر تمپورال را درگیر میکنند.
کمترین ردیابی شکل ۵-۵۹ یک EEG معمولی را در طی یک تشنج روانی حرکتی نشان میدهد، که یک موج مستطیلی با فرکانس پایین با فرکانس بین ۲ تا ۴ در ثانیه و با امواج ۱۴ در ثانیه روی هم قرار گرفته است.
برداشتن جراحی کانونهای صرع اغلب میتواند از تشنج جلوگیری کند
EEG را میتوان برای موضعی کردن امواج غیرطبیعی نوک تیز منشاء در مناطقی از بیماری ارگانیک مغز که مستعد حملات صرع کانونی هستند، استفاده کرد. هنگامیکه چنین نقطه کانونی یافت میشود، برداشتن فوکوس با جراحی اغلب از حملات بعدی جلوگیری میکند.
رفتار روان پریشی و زوال عقل – نقش سیستمهای انتقال دهنده عصبی خاص
مطالعات بالینی روی بیماران مبتلا به روان پریشیهای مختلف یا انواع مختلف زوال عقل نشان داده است که بسیاری از این شرایط ناشی از کاهش عملکرد نورونهایی است که یک انتقال دهنده عصبی خاص ترشح میکنند. استفاده از داروهای مناسب برای مقابله با از دست دادن انتقال دهنده عصبی مربوطه در درمان برخی از بیماران موفق بوده است.
در فصل ۵۶، علت بیماری پارکینسون را مورد بحث قرار دادیم. این بیماری ناشی از از دست دادن نورونهایی در جسم سیاه است که انتهای عصبی آن در هسته دمیو پوتامن دوپامین ترشح میکند. همچنین در فصل ۵۶، اشاره کردیم که در بیماریهانتینگتون، از دست دادن نورونهای ترشح کننده گابا و نورونهای ترشح کننده استیل کولین با الگوهای حرکتی غیرطبیعی خاص همراه با زوال عقلی است که در همان بیمار رخ میدهد.
شکل جدید: A، انتشار تشنج از مناطق کانونی قشر میتواند از طریق الیاف در همان نیمکره مغز یا الیافی که به قشر طرف مقابل متصل میشوند. B، تعمیم ثانویه تشنج کانونی گاهی اوقات میتواند با گسترش به زیر قشر رخ دهد. نواحی از طریق برآمدگی به تالاموس و در نتیجه فعال شدن هر دو نیمکره C، تشنج ژنرالیزه اولیه به سرعت گسترش مییابد و به طور همزمان به هر دو نیمکره مغز از طریق اتصالات بین تالاموس و قشر مغز
افسردگی و روانهای شیدایی- افسردگی – کاهش فعالیت سیستمهای انتقال دهنده عصبی نوراپی نفرین و سروتونین
شواهد زیادی جمع آوری شده است که نشان میدهد روان پریشی افسردگی روانی، که در حدود ۸ میلیون نفر در ایالات متحده رخ میدهد، ممکن است ناشی از کاهش تشکیل نوراپی نفرین یا سروتونین یا هر دو در مغز باشد. (شواهد جدید هنوز سایر انتقال دهندههای عصبی را درگیر کرده است.) بیماران افسرده علائم غم و اندوه، ناراحتی، ناامیدی و بدبختی را تجربه میکنند. علاوه بر این، اغلب اشتها و میل جنسی خود را از دست میدهند و دچار بی خوابی شدید میشوند. اغلب با این وضعیت همراه با حالتی از تحریک روانی حرکتی علیرغم افسردگی است.
تعداد متوسطی از نورونهای ترشح کننده نوراپی نفرین در ساقه مغز به خصوص در لوکوس سرولئوس قرار دارند. این نورونها فیبرها را به سمت بالا به بیشتر قسمتهای سیستم لیمبیک مغز، تالاموس و قشر مغز میفرستند. همچنین، بسیاری از نورونهای تولیدکننده سروتونین که در هستههای رافه خط میانی پل و بصل النخاع تحتانی قرار دارند، فیبرها را به بسیاری از نواحی سیستم لیمبیک و برخی دیگر از نواحی مغز میفرستند.
دلیل اصلی برای این باور که افسردگی ممکن است ناشی از کاهش فعالیت نورونهای ترشح کننده نوراپی نفرین و سروتونین باشد، این است که داروهایی که ترشح نوراپی نفرین و سروتونین را مسدود میکنند، مانند رزرپین، اغلب باعث افسردگی میشوند. برعکس، حدود ۷۰ درصد از بیماران افسرده را میتوان به طور موثر با داروهایی که اثرات تحریکی نوراپی نفرین و سروتونین را در انتهای عصبی افزایش میدهند درمان کرد – به عنوان مثال، (۱) مهارکنندههای مونوآمین اکسیداز، که از تخریب نوراپی نفرین و سروتونین پس از تشکیل آنها جلوگیری میکند. و (۲) ضد افسردگیهای سه حلقه ای، مانند ایمیپرامین و آمیتریپتیلین، که بازجذب نوراپی نفرین و سروتونین توسط پایانههای عصبی را مسدود میکند تا این فرستندهها برای مدت طولانی تری پس از ترشح فعال باقی بمانند.
افسردگی روانی را میتوان با الکتروشوک درمانی درمان کرد که معمولا به آن «شوک درمانی» میگویند. در این درمان، جریان الکتریکی از مغز عبور میکند تا تشنج عمومیمشابه حمله صرع ایجاد کند. نشان داده شده است که این کار باعث افزایش فعالیت نوراپی نفرین میشود.
برخی از بیماران مبتلا به افسردگی روانی به طور متناوب بین افسردگی و شیدایی که به آن اختلال دوقطبی یا روان پریشی شیدایی-افسردگی گفته میشود، تغییر می کنند و تعداد کمتری از بیماران تنها شیدایی را بدون دورههای افسردگی نشان میدهند. داروهایی که تشکیل یا اثر نوراپی نفرین و سروتونین را کاهش میدهند، مانند ترکیبات لیتیوم، میتوانند در درمان فاز شیدایی این بیماری موثر باشند.
فرض بر این است که سیستمهای نوراپی نفرین و سروتونین به طور معمول به نواحی لیمبیک مغز برای افزایش احساس خوب بودن، ایجاد شادی، رضایت، اشتهای خوب، میل جنسی مناسب و تعادل روانی حرکتی هدایت میکنند. یک چیز خوب میتواند باعث شیدایی شود. در تأیید این مفهوم این واقعیت است که مراکز لذت و پاداش هیپوتالاموس و مناطق اطراف آن تعداد زیادی پایانه عصبی را از سیستمهای نوراپی نفرین و سروتونین دریافت میکنند.
اسکیزوفرنی-عملکرد اغراق آمیز احتمالی بخشی از سیستم دوپامین
اسکیزوفرنی انواع مختلفی دارد. یکی از رایج ترین انواع آن در افرادی دیده میشود که صداها را میشنوند و دارای توهمات عظمت، ترس شدید یا انواع دیگر احساسات غیر واقعی هستند. بسیاری از بیماران اسکیزوفرنی به شدت پارانوئید هستند، با احساس آزار و اذیت از منابع بیرونی. آنها ممکن است گفتار نامنسجم، تفکیک ایدهها و توالیهای غیرعادی فکری داشته باشند و اغلب کناره گیری میشوند، گاهی اوقات با وضعیت غیر طبیعی و حتی سفتی.
دلایلی وجود دارد که باور کنیم اسکیزوفرنی ناشی از یک یا چند مورد از سه احتمال است: (۱) چندین نواحی در لوبهای جلوی مغز قشر مغز که در آن سیگنالهای عصبی مسدود شده اند یا جایی که پردازش سیگنالها ناکارآمد میشود زیرا بسیاری از سیناپسها معمولاً توسط انتقال دهنده عصبی تحریک میشوند. گلوتامات واکنش خود را به این فرستنده از دست میدهد. (۲) برانگیختگی بیش از حد گروهی از نورونها که دوپامین را در مراکز رفتاری مغز از جمله در لوبهای فرونتال ترشح میکنند. و/یا (۳) عملکرد غیر طبیعی بخش مهمیاز سیستم کنترل رفتار لیمبیک مغز که در اطراف هیپوکامپ متمرکز است.
دلیل این باور که لوبهای جلوی مغز در اسکیزوفرنی دخیل هستند این است که میتوان با ایجاد ضایعات چند دقیقه ای در نواحی گسترده لوبهای جلوی مغز، یک الگوی فعالیت ذهنی شبیه اسکیزوفرنی را در میمونها القا کرد.
دوپامین به عنوان یکی از علل احتمالی اسکیزوفرنی در نظر گرفته شده است زیرا بسیاری از بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون هنگامیکه با دارویی به نام L-dopa درمان میشوند، علائمیشبیه اسکیزوفرنی ایجاد میکنند. این دارو دوپامین را در مغز آزاد میکند که برای درمان بیماری پارکینسون مفید است، اما در عین حال بخشهای مختلف لوبهای جلوی مغز و سایر نواحی مرتبط را تحت فشار قرار میدهد.
پیشنهاد شده است که در اسکیزوفرنی، دوپامین اضافی توسط گروهی از نورونهای ترشحکننده دوپامین ترشح میشود که بدنهای سلولی آنها در تیگمنتوم شکمیمزانسفالون، میانی و بالاتر از جسم سیاه قرار دارند. این نورونها سیستم دوپامینرژیک مزولیمبیک را ایجاد میکنند که رشتههای عصبی و ترشح دوپامین را به بخشهای داخلی و قدامیسیستم لیمبیک، بهویژه در هیپوکامپ، آمیگدال، هسته دمیقدامیو بخشهایی از لوبهای جلوی پیشانی پخش میکند. همه اینها مراکز کنترل رفتار قدرتمندی هستند.
دلیل قانعکنندهتر برای این باور که اسکیزوفرنی ممکن است ناشی از تولید بیش از حد دوپامین باشد، این است که بسیاری از داروهای مؤثر در درمان اسکیزوفرنی – مانند کلرپرومازین،هالوپریدول و تیوتیکسن – همگی یا ترشح دوپامین را در انتهای عصبهای دوپامینرژیک کاهش میدهند یا باعث کاهش ترشح دوپامین میشوند. اثر دوپامین بر نورونهای بعدی
در نهایت، درگیری احتمالی هیپوکامپ در اسکیزوفرنی اخیراً کشف شد، زمانی که فهمیدیم در اسکیزوفرنی، هیپوکامپ اغلب از نظر اندازه کاهش مییابد، به ویژه در نیمکره غالب.
بیماری آلزایمر – پلاکهای آمیلوئید و حافظه افسرده
بیماری آلزایمر به عنوان پیری زودرس مغز تعریف میشود که معمولاً در سنین میانسالی شروع میشود و به سرعت تا از دست دادن شدید قوای ذهنی پیش میرود – مشابه آنچه در سنین بسیار بسیار بالا دیده میشود. ویژگیهای بالینی بیماری آلزایمر شامل (۱) نوع فراموشی اختلال حافظه، (۲) زوال زبان، و (۳) نقص بینایی فضایی است. ناهنجاریهای حرکتی و حسی، اختلالات راه رفتن و تشنج تا مراحل پایانی بیماری ناشایع هستند. یکی از یافتههای ثابت در بیماری آلزایمر از دست دادن نورونها در آن قسمت از مسیر لیمبیک است که فرآیند حافظه را هدایت میکند. از دست دادن این عملکرد حافظه ویرانگر است.
بیماری آلزایمر یک اختلال عصبی پیشرونده و کشنده است که منجر به اختلال در توانایی فرد در انجام فعالیتهای روزمره زندگی و همچنین انواع علائم عصبی روانی و اختلالات رفتاری در مراحل بعدی بیماری میشود. بیماران مبتلا به آلزایمر معمولاً طی چند سال پس از شروع بیماری نیاز به مراقبت مداوم دارند.
بیماری آلزایمر شایع ترین نوع زوال عقل در سالمندان است و تخمین زده میشود که بیش از ۵ میلیون نفر در ایالات متحده به این اختلال مبتلا هستند. درصد افراد مبتلا به بیماری آلزایمر با هر ۵ سالگی تقریباً دو برابر میشود که حدود ۱ درصد از افراد ۶۰ ساله و حدود ۳۰ درصد از افراد ۸۵ ساله به این بیماری مبتلا هستند.
بیماری آلزایمر با تجمع پپتید بتا آمیلوئید مغز مرتبط است
از نظر آسیب شناسی، میزان افزایش پپتید بتا آمیلوئید در مغز بیماران مبتلا به آلزایمر مشاهده میشود. این پپتید در پلاکهای آمیلوئیدی تجمع مییابد که قطر آنها از ۱۰ میکرومتر تا چند صد میکرومتر است و در نواحی گسترده ای از مغز از جمله در قشر مغز، هیپوکامپ، عقدههای پایه، تالاموس و حتی مخچه یافت میشود. بنابراین به نظر میرسد که بیماری آلزایمر یک بیماری دژنراتیو متابولیک است.
یک نقش کلیدی برای تجمع بیش از حد پپتید بتا آمیلوئید در پاتوژنز بیماری آلزایمر توسط مشاهدات زیر پیشنهاد میشود: (۱) تمام جهشهای شناخته شده در حال حاضر مرتبط با بیماری آلزایمر باعث افزایش تولید پپتید بتا آمیلوئید میشوند. (۲) بیماران مبتلا به تریزومی۲۱ (سندرم داون) دارای سه نسخه از ژن پروتئین پیش ساز آمیلوئید هستند و ویژگیهای عصبی بیماری آلزایمر را در میانسالی ایجاد میکنند. (۳) بیمارانی که دارای ناهنجاری ژنی هستند که آپولیپوپروتئین E را کنترل میکند، پروتئین خونی که کلسترول را به بافتها منتقل میکند، رسوب آمیلوئید را تسریع کرده و خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را به شدت افزایش میدهد. (۴) موشهای تراریخته که پروتئین پیشساز آمیلوئید انسانی را بیش از حد تولید میکنند، در ارتباط با تجمع پلاکهای آمیلوئید دچار نقصهای یادگیری و حافظه هستند.
اختلالات عروقی ممکن است به پیشرفت بیماری آلزایمر کمک کند
همچنین شواهد انباشته ای وجود دارد که بیماری عروق مغزی ناشی از فشار خون بالا و تصلب شرایین ممکن است در بیماری آلزایمر نقش داشته باشد. بیماری عروق مغزی دومین علت شایع اختلالات شناختی اکتسابی و زوال عقل است و احتمالاً به کاهش شناختی در بیماری آلزایمر کمک میکند. در واقع، بسیاری از عوامل خطر رایج برای بیماری عروق مغزی، مانند فشار خون، دیابت و چربی خون بالا، نیز بهطور قابل توجهی خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را افزایش میدهند.
کتاب درسی فیزیولوژی پزشکی گایتون وهال، ویرایش دوازدهم فصل ۵۹
کلیک کنید: «بیبلیوگرافی: فهرست کتب مربوطه»
Beenhakker M.P., Huguenard J.R. Neurons that fire together also conspire together: is normal sleep circuitry hijacked to generate epilepsy? Neuron. ۲۰۰۹;۶۲:۶۱۲.
Brayne C. The elephant in the room—healthy brains in later life, epidemiology and public health. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۷;۸:۲۳۳.
Canli T., Lesch K.P. Long story short: the serotonin transporter in emotion regulation and social cognition. Nat Neurosci. ۲۰۰۷;۱۰:۱۱۰۳.
Casserly I., Topol E. Convergence of atherosclerosis and Alzheimer’s disease: inflammation, cholesterol, and misfolded proteins. Lancet. ۲۰۰۴;۳۶۳:۱۱۳۹.
Cirelli C. The genetic and molecular regulation of sleep: from fruit flies to humans. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۹;۱۰:۵۴۹.
Cummings J.L. Alzheimer’s disease. N Engl J Med. ۲۰۰۴;۳۵۱:۵۶.
de la Torre J.C. Is Alzheimer’s disease a neurodegenerative or a vascular disorder? Data, dogma, and dialectics. Lancet Neurol. ۲۰۰۴;۳:۱۸۴.
Golde T.E. Alzheimer disease therapy: can the amyloid cascade be halted? J Clin Invest. ۲۰۰۳;۱۱۱:۱۱.
Iadecola C., Park L., Capone C. Threats to the mind: aging, amyloid, and hypertension. Stroke. ۲۰۰۹;۴۰(۳ Suppl):S40.
Iadecola C. Neurovascular regulation in the normal brain and in Alzheimer’s disease. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۴;۵:۳۴۷-۳۶۰.
Jacob T.C., Moss S.J., Jurd R. GABA(A) receptor trafficking and its role in the dynamic modulation of neuronal inhibition. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۸;۹:۳۳۱.
Kilduff T.S., Lein E.S., de la Iglesia H., et al. New developments in sleep research: molecular genetics, gene expression, and systems neurobiology. J Neurosci. ۲۰۰۸;۲۸:۱۱۸۱۴.
Krueger J.M., Rector D.M., Roy S., et al. Sleep as a fundamental property of neuronal assemblies. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۸;۹:۹۱۰.
McCormick D.A., Contreras D. On the cellular and network bases of epileptic seizures. Annu Rev Physiol. ۲۰۰۱;۶۳:۸۱۵.
Ressler K.J., Mayberg H.S. Targeting abnormal neural circuits in mood and anxiety disorders: from the laboratory to the clinic. Nat Neurosci. ۲۰۰۷;۱۰:۱۱۱۶.
Seeman P. Glutamate and dopamine components in schizophrenia. J Psychiatry Neurosci. ۲۰۰۹;۳۴:۱۴۳.
Selkoe D.J. Alzheimer disease: mechanistic understanding predicts novel therapies. Ann Intern Med. ۲۰۰۴;۱۴۰:۶۲۷.
Smith E.E., Greenberg S.M. Beta-amyloid, blood vessels, and brain function. ۲۰۰۹;۴۰:۲۶۰۱.
Steinlein O.K. Genetic mechanisms that underlie epilepsy. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۴;۵:۴۰۰-۴۰۸.
Tononi G., Cirelli C. Staying awake puts pressure on brain arousal systems. J Clin Invest. ۲۰۰۷;۱۱۷:۳۶۴۸.
Viswanathan A., Rocca W.A., Tzourio C. Vascular risk factors and dementia: how to move forward? Neurology. ۲۰۰۹;۷۲:۳۶۸.
Zacchigna S., Lambrechts D., Carmeliet P. Neurovascular signalling defects in neurodegeneration. Nat Rev Neurosci. ۲۰۰۸;۹:۱۶۹