Langsgående sprekk - Longitudinal fissure

Langsgående sprekk
Langsgående sprekk
	Den menneskelige hjerne sett ovenfra. Median langsgående sprekk synlig i rødt, løper topp til bunn.
	Langsgående sprekk vist i rødt (animasjon)
Detaljer
Identifikatorer
Latin	fissura longitudinalis cerebri, fissura cerebri longitudinalis
NeuroNames	35
NeuroLex ID	birnlex_4041
TA98	A14.1.09.007
TA2	5417
FMA	83727
	Anatomiske termer for neuroanatomi [ rediger på Wikidata ]

Den langsgående sprekk (eller cerebral sprekken , stor langsgående rennen , langsgående midt sprekken , interhemispheric sprekken ) er det dype spor som skiller de to cerebrale hemisfærer av virveldyr hjernen . Liggende i den er en fortsettelse av dura mater (en av hjernehinnene ) kalt falx cerebri . De indre overflatene på de to halvkule er kronglete av gyri og sulci akkurat som hjernens ytre overflate.

Struktur

Falx cerebri

Alle tre hjernehinnene i cortex ( dura mater , arachnoid mater , pia mater ) bretter og faller dypt ned i den langsgående sprekken, og skiller fysisk de to halvkule. Falx cerebri er navnet gitt til dura mater mellom de to halvkuleene, hvis betydning oppstår fra det faktum at det er det ytterste laget av meningene. Disse lagene forhindrer direkte tilkobling mellom de bilaterale lober i cortex, og krever dermed at noen områder passerer gjennom corpus callosum. Vaskulaturen til falx cerebri forsyner blod til de innerste overflatene i cortex, som grenser til mellomagittalplanet.

Cerebral asymmetri

Selv om denne sprekken deler hjernen, er de to halvkuleene i den menneskelige cortex ikke perfekt symmetriske, både i struktur og funksjon. For eksempel ble planum temporale , omtrent tilsvarende Wernickes område , funnet å være 10 ganger større på venstre enn høyre halvkule. I kontrast, ble caudatkjernen , innenfor de basale ganglier , funnet å være større på høyre halvkule.

Corpus callosum

Den corpus callosum forbinder de to halvdelene av hjernen ved bunnen av dets struktur og gir visuell, hørbar, og somatosensoriske meldinger mellom hver halvdel. Her kan du finne milliarder av nevroner og glia som jobber sammen for å sende meldinger som danner det som kalles hjernebarken . Corpus callosum er ansvarlig for øyebevegelser og visuell oppfatning, opprettholder en balanse mellom opphisselse og oppmerksomhet, og evnen til å identifisere steder for sensorisk stimulering. I en klinisk setting kan de med epilepsi ha nytte av delingen av corpus callosum.

Utvikling

Filogenetisk

Det antas at et flertall av eksisterende dyr, inkludert Homo sapiens , har utviklet seg fra en vanlig ormlignende stamfar som levde for rundt 600 millioner år siden, kalt urbilaterian . Et bilaterisk dyr er et som har symmetriske venstre og høyre kroppshalvdeler. Selv om det fortsatt diskuteres om denne arten hadde en kompleks hjerne eller ikke, støtter utvikling av lignende arter hypotesen om at den hadde minst en enkel fremre samling av nerveceller, kalt en blæksprut . Videre har studier vist at denne blækspruten var bilateral, bestående av to eller flere sammenhengende undersamlinger som er atskilt med midten av sagittalplanet , noe som antyder det første eksempelet på en slik inndeling.

Ontogenetisk

En nevral kam vises i pattedyrembryoet så snart som den 20. utviklingsdagen. Det er under embryonal utvikling at et nevralrør vises og brettes til en hul struktur, som vist i figur 1 . Denne prosessen er også kjent som nevulasjon. Nevralrøret er der sentralnervesystemet dannes, som senere i utviklingen vil bli delt inn og differensiert i forskjellige deler av hjernen og ryggmargen. Disse underavdelingene oppstår ved å signalisere molekyler som dirigerer differensierte celler til riktig plassering av organismen. De bilaterale sidene av denne strukturen gir deretter opphav til de to halvkule av Homo sapiens cortex, men smelter ikke på noe tidspunkt i tillegg til corpus callosum. Som et resultat dannes den langsgående sprekken. Den langsgående sprekken kan dukke opp allerede i den åttende utviklingsuken, og skiller de to halvkulene tydelig med rundt den tiende svangerskapsuken.

Figur 1: Tidlig embryonalt nevralrør, som skildrer separasjonen av to sider

Funksjon

Hovedsakelig er formålet med sprekken å dele hjernen i to halvkuler , venstre og høyre. Gjennom casestudier om hjerneskade eller hjerneslag på hver side av hver halvkule, er det tegn på at venstre side av hjernen styrer høyre side av kroppen, og høyre side kontrollerer venstre side av kroppen. Strokepasienter har blitt funnet å være ensidig svekket etter skader på enten venstre eller høyre halvkule, noe som påvirker den motsatte siden av kroppen. Å skille hver halvkule tillater spesialisering av lagring, prosessuell og kognitiv funksjon . Gjennom "split-brain-eksperimenter", viser den venstre halvkule å spesialisere seg i matematikk, språk og generell logistikk. Høyre halvkule er videre spesialisert, generelt, på musikk, kunst, ansiktsgjenkjenning og i de fleste romlige hendelser.

Den langsgående sprekken spiller også en rolle i synsnerven . Dette er vist i (figur 4.) med optisk chiasme , som tar nerven fra høyre øye til venstre halvkule og venstre øye til høyre halvkule. Den langsgående sprekken gir mulighet for denne feilretning og kryssing av nerver. Crossoveren ser ut til å være motintuitiv, men den tjener imidlertid et adaptivt formål. Dette formålet er å gi oss stereopsis , (dybde og tredimensjonalt syn), samt en utvikling av kikkert . Disse to komponentene kombinert gir muligheten til å ha et større oppfattet synsfelt, som sammenfaller med hypotesen om at dette er en adaptiv funksjon gitt av sprekker plassering og struktur. Skade på nerven forbi optisk chiasme, vil føre til tap eller svekkelse av det tilsvarende øyet. Hvis høyre side av hjernen er skadet og nerven er skadet eller ødelagt, vil venstre øye også følge alvorlighetsgraden av skaden.

Klinisk signifikans

Den langsgående sprekken spiller en nøkkelrolle i corpus callosotomy , nevrokirurgi som resulterer i delt hjerne , da den gir uhindret tilgang til corpus callosum. Corpus callosotomy er en av prosedyrene som brukes for farmakologisk behandling av uhåndterlige epilepsitilfeller , og den består av delingen av nervefibrene som går mellom de to halvkule gjennom corpus callosum. En nevrokirurg skiller de to halvkuglene fysisk ved å trekke dem fra hverandre med spesialverktøy, og skjærer gjennom enten omtrent to tredjedeler av fibrene ved delvis kallosotomi, eller helheten ved fullstendig kallosotomi. Uten tilstedeværelse av langsgående sprekker, ville corpus callosotomy -prosedyren være betydelig mer utfordrende og farlig, ettersom det ville kreve kirurgen å navigere gjennom tett tilkoblede kortikale områder. Etter prosedyren er de to halvkule ikke lenger i stand til å kommunisere med hverandre som før.

Mens hjernen til pasientene vanligvis tilpasser seg og åpner for et uavbrutt dagligliv, kan kognitive tester enkelt avgjøre om en pasient har delt hjerne. I et eksperiment med en kimær figur, med et kvinneansikt på venstre halvdel og et manns ansikt på høyre halvdel, vil en pasient med splittet hjerne med fokus på midtpunktet peke på kvinnens ansikt når han blir bedt om å peke på ansiktet i bildet, og vil svare "en mann" hvis du blir spurt om hva bildet viser. Dette er fordi Fusiform Face Area (FFA) er på høyre halvkule, mens språksentre hovedsakelig er på venstre halvkule.

Figur 2: Diffusjon tensor imaging eksempel

Gjentatt transkranial magnetisk stimulering

I studier har lavfrekvente repetitive transkranielle magnetiske stimulering (rTMS) applikasjoner blitt testet med forskjellige kognitive prosesser under tidsoppfattelsesoppgaver . Studier har analysert effekten av lavfrekvent rTMS på tester av tidsoppfatning når rTMS har blitt brukt på "parietal medial longitudinal fissure". Funn har vist bevis som støtter hypotesen om at deltakerne i denne studien ville undervurdere deres oppfatning av tid i korte tidsperioder og overvurdere i lengre perioder. Spesielt undervurderte de 20 deltakerne 1 sekunders tidsintervaller og overvurderte 4 sekunders/9 sekunders intervaller etter påføring av 1 Hz rTMS.

Nevrokirurgi

Den langsgående sprekken kan tjene som en effektiv kirurgisk passasje i frontbenet under sentrale og pterjonale kraniotomier, som åpner seg inn i skallen ved kirurgi. Selv om det er variasjoner i hodeformene til mange arter, har hunder vist seg å ha en stor variasjon når det gjelder hodeformer, noe som gjør det vanskelig å finne en hjernekirurgisk prosedyre som vil fungere effektivt for dem. Et mål med studien var å skille den langsgående cerebral fissuranatomi og deres mulige variasjoner i brachy‐ (B), dolicho‐ (D) og mesaticephalic‐ (M) hunder. Selv om morfologien i lateral cerebral fissur var ensartet hos hunderaser. Mesaticephalic- (M) hunder ble funnet å ha den største kirurgiske passasjen som resulterte i tilgang til flere hjernestrukturer, mens dolicho- (D) hundene hadde den minste kirurgiske passasjen.

Forskning

Figur 3: Areal av corpus callosum i sammenligning med det langsgående sprekkflaten

Siden corpus callosum er vesentlig mindre i overflateareal i forhold til den langsgående sprekken ( figur 3 ), blir fiberbunter som passerer tett pakket sammen, og presisjonssporing er avgjørende for å skille mellom de enkelte buntene som stammer fra og fører til de samme kortikale sentrene . Å forstå slike forbindelser lar oss forstå den kontralaterale sammenfallet og hvilke sykdommer som kan skyldes lesjoner hos dem. Diffusjon tensor imaging (DTI eller dMRI) sammen med fiber-tracking (FT) algoritmer og funksjonell Magnetic Resonance Imaging (fMRI) brukes til å bilde disse buntene. For eksempel ble occipital-callosal fibertraktater lokalisert med 1–2 mm presisjon ved bruk av DTI-TF-teknikker-som er svært viktige for samarbeidet mellom visuelle cortex, og enhver skade på dem kan føre til aleksi , manglende evne til å lese.