Hodeskalle -Skull

Hodeskalle
Volumgjengivelse av en musehodeskalle
Detaljer
System	Skjelettsystemet
Identifikatorer
MeSH	D012886
TA98	A02.1.00.001
TA2	406
Anatomisk terminologi [ rediger på Wikidata ]

Hodeskallen er en beinstruktur som danner hodet hos virveldyr . Den støtter strukturene i ansiktet og gir et beskyttende hulrom for hjernen. Hodeskallen består av to deler: kraniet og underkjeven . Hos mennesker er disse to delene neurocranium og viscerocranium ( ansiktsskjelett ) som inkluderer underkjeven som sitt største bein. Hodeskallen danner den fremre delen av skjelettet og er et produkt av cefalisering - som rommer hjernen og flere sensoriskestrukturer som øyne, ører, nese og munn. Hos mennesker er disse sansestrukturene en del av ansiktsskjelettet.

Hodeskallens funksjoner inkluderer beskyttelse av hjernen, fiksering av avstanden mellom øynene for å tillate stereoskopisk syn , og fiksering av posisjonen til ørene for å muliggjøre lydlokalisering av lydens retning og avstand. Hos noen dyr, for eksempel hornede hovdyr (pattedyr med hover), har hodeskallen også en defensiv funksjon ved å sørge for festet (på frontbeinet ) for hornene .

Det engelske ordet skull er trolig avledet fra gammelnorsk skulle , mens det latinske ordet cranium kommer fra den greske roten κρανίον ( kranion ). Den menneskelige hodeskallen utvikler seg fullt ut to år etter fødselen. Krysset mellom hodeskallebenene er forbundet med strukturer som kalles suturer .

Hodeskallen består av en rekke sammenvoksede flate bein , og inneholder mange foramina , fossae , prosesser og flere hulrom eller bihuler . I zoologi er det åpninger i hodeskallen kalt fenestrae .

Struktur

Mennesker

Menneskeskallen er beinstrukturen som danner hodet i det menneskelige skjelettet . Den støtter strukturene i ansiktet og danner et hulrom for hjernen . Som hodeskallene til andre virveldyr, beskytter den hjernen mot skade.

Hodeskallen består av tre deler, av ulik embryologisk opprinnelse - neurokraniet , suturene og ansiktsskjelettet (også kalt det membranøse viscerocranium ). Nevrokraniet (eller hjernehuset ) danner det beskyttende kraniehulen som omgir og huser hjernen og hjernestammen . De øvre områdene av kraniebeina danner calvaria (skallhetten). Den membranøse viscerocranium inkluderer underkjeven .

Suturene er ganske stive ledd mellom bein i neurokraniet.

Ansiktsskjelettet dannes av beinene som støtter ansiktet.

Bein

Bortsett fra underkjeven , er alle beinene i hodeskallen forbundet med suturer - synartrodielle (ubevegelige) ledd dannet av beinforbening , med Sharpeys fibre som tillater en viss fleksibilitet. Noen ganger kan det være ekstra benbiter i suturen kjent som ormebein eller suturbein . Oftest finnes disse i løpet av lambdoidsuturen .

Den menneskelige hodeskallen anses generelt å bestå av tjueto bein — åtte kraniebein og fjorten ansiktsskjelettbein. I neurocranium er disse nakkeknokkelen , to tinningbein , to parietale bein , sphenoid- , etmoide- og frontalben .

Beinene i ansiktsskjelettet (14) er vomer , to nedre nasale conchae , to nasale bein , to maxilla , underkjeven , to palatine bein , to zygomatiske bein , og to lacrimal bein . Noen kilder regner et paret bein som ett, eller overkjeven som å ha to bein (som deler); noen kilder inkluderer hyoidbenet eller de tre ossiklene i mellomøret , men den generelle generelle konsensus om antall bein i menneskeskallen er den oppgitte tjueto.

Noen av disse knoklene - det oksipitale, parietale, frontale, i neurocranium, og nesen, lacrimal og vomer, i ansiktsskjelettet er flate bein .

Hulrom og foramina

Hodeskallen inneholder også bihuler , luftfylte hulrom kjent som paranasale bihuler og mange foraminer . Bihulene er foret med respiratorisk epitel . Deres kjente funksjoner er å redusere vekten av hodeskallen, hjelpe til med resonans til stemmen og oppvarming og fukting av luften som trekkes inn i nesehulen .

Foramina er åpninger i hodeskallen. Den største av disse er foramen magnum som tillater passasje av ryggmargen samt nerver og blodårer .

Prosesser

De mange prosessene i skallen inkluderer mastoidprosessen og de zygomatiske prosessene .

Andre virveldyr

Fenestrae

Fenestrae ( fra latin, som betyr vinduer ) er åpninger i hodeskallen. Antorbital fenestra Mandibular fenestra Quadratojugal fenestra Subsquamosal fenestra , en åpning mellom to deler av squamosalbenet hos noen gnagere Temporal fenestra

De temporale fenestrae er anatomiske trekk ved hodeskallene til flere typer amnioter , preget av bilateralt symmetriske hull (fenestrae) i tinningbeinet. Avhengig av avstamningen til et gitt dyr, kan to, ett eller ingen par med temporale fenestrae være tilstede, over eller under postorbitale og squamosale bein. De øvre temporale fenestrae er også kjent som de supratemporale fenestrae, og de nedre temporale fenestrae er også kjent som de infratemporale fenestrae . Tilstedeværelsen og morfologien til den temporale fenestra er avgjørende for taksonomisk klassifisering av synapsidene, som pattedyr er en del av.

Fysiologisk spekulasjon assosierer det med en økning i metabolske hastigheter og en økning i kjevemuskulatur. De tidligere amniottene til Karbon hadde ikke tidsmessige fenestrae, men to mer avanserte linjer hadde: synapsidene (pattedyrlignende reptiler) og diapsidene (de fleste krypdyr og senere fugler). Ettersom tiden gikk, ble diapsidenes og synapsidenes temporale fenestrae mer modifisert og større for å lage sterkere bitt og mer kjevemuskler. Dinosaurer, som er diapsider, har store avanserte åpninger, og deres etterkommere, fuglene, har tidsmessige fenestrae som er modifisert. Synapsider har en fenestral åpning i hodeskallen, plassert på baksiden av banen. Hos deres etterkommere, cynodontene, smeltet banen sammen med den fenestrale åpningen etter at sistnevnte hadde begynt å ekspandere i terapsidene . Dermed har de fleste pattedyr også dette. Senere skilte primater sin bane fra temporal fossa ved postorbital bar med haplorhiner som senere utviklet postorbital septum .

Klassifisering

Det er fire typer fostervannshodeskalle, klassifisert etter antall og plassering av deres temporale fenestrae. Disse er:

• Anapsida – ingen åpninger
• Synapsida - en lav åpning (under postorbital- og squamosal-benene)
• Euryapsida - en høy åpning (over postorbitale og squamosale bein); euryapsider utviklet seg faktisk fra en diapsidkonfigurasjon, og mistet sin nedre temporale fenestra.
• Diapsida – to åpninger

Evolusjonært er de relatert som følger:

• Amniota
  • Klasse Synapsida
    • Bestill Therapsida
      • Klasse pattedyr – pattedyr
  • (Urangert) Sauropsida – krypdyr og fugler
    • Klasse Reptilia
      • Underklasse Parareptilia
        • Infraklasse Anapsida
      • Underklasse Eureptilia
        • Infraklasse Diapsida
          • Klasse Aves
        • Infraklasse Euryapsida

Bein

Jugalen er et hodeskallebein som finnes i de fleste krypdyr, amfibier og fugler. Hos pattedyr kalles jugalen ofte zygomatisk bein eller malarben.

Det prefrontale beinet er et bein som skiller tåre- og frontalbenet i mange tetrapodhodeskaller.

Fisk

Skallen til fisker er dannet av en serie av bare løst sammenkoblede bein. Lampreyer og haier har bare et bruskformet endokranium, hvor både over- og underkjeven er separate elementer. Benfisk har ekstra hudbein , og danner et mer eller mindre sammenhengende hodeskalletak hos lungefisk og holostfisk . Underkjeven definerer en hake.

Den enklere strukturen finnes i kjeveløs fisk , der kraniet normalt er representert av en traulignende kurv med bruskelementer som bare delvis omslutter hjernen, og assosiert med kapslene for de indre ørene og det enkle neseboret. Disse fiskene har ingen kjever.

Bruskfisk , som haier og rokker, har også enkle, og antagelig primitive, hodeskallestrukturer. Kraniet er en enkelt struktur som danner et hus rundt hjernen, som omslutter den nedre overflaten og sidene, men alltid i det minste delvis åpen på toppen som en stor fontanell . Den fremre delen av kraniet inkluderer en fremre plate med brusk, talerstolen og kapsler for å omslutte lukteorganene . Bak disse er banene, og deretter et ekstra par kapsler som omslutter strukturen til det indre øret . Til slutt smalner hodeskallen bakover, der foramen magnum ligger rett over en enkelt kondyl og artikulerer med den første ryggvirvelen . Det er i tillegg, på forskjellige punkter i kraniet, mindre foramina for kranienervene. Kjevene består av separate bøyler av brusk, nesten alltid forskjellig fra selve kraniet.

Hos strålefinnet fisk har det også vært betydelig modifikasjon fra det primitive mønsteret. Skallens tak er generelt godt formet, og selv om det nøyaktige forholdet mellom beinene og tetrapoder er uklart, gis de vanligvis lignende navn for enkelhets skyld. Andre elementer av hodeskallen kan imidlertid være redusert; det er et lite kinnområde bak de forstørrede banene, og lite eller noe bein mellom dem. Overkjeven dannes ofte hovedsakelig fra premaxilla , med maxilla selv plassert lenger bak, og et ekstra bein, symplectic, som forbinder kjeven med resten av kraniet.

Selv om hodeskallene til fossile lappfinnede fisker ligner de til de tidlige tetrapodene, kan ikke det samme sies om de til de levende lungefiskene . Hodeskalletaket er ikke fullt utformet, og består av flere, noe uregelmessig formede bein uten direkte forhold til tetrapoder. Overkjeven er dannet av pterygoidene og vomers alene, som alle har tenner. Mye av hodeskallen er dannet av brusk , og dens generelle struktur er redusert.

Tetrapoder

Hodeskallene til de tidligste tetrapodene lignet mye på forfedrene deres blant de lappfinnede fiskene . Hodeskalletaket er dannet av en serie platelignende bein, inkludert maxilla , frontals , parietal og lacrimals , blant andre. Den ligger over endokraniet , tilsvarende bruskhodeskallen hos haier og rokker . De forskjellige separate beinene som utgjør menneskets tinningbein er også en del av serien med hodeskalletak. En ytterligere plate sammensatt av fire par bein danner munntaket; disse inkluderer vomer og palatine bein . Basen av kraniet er dannet av en ring av bein som omgir foramen magnum og et medianbein som ligger lenger frem; disse er homologe med occipitalbenet og deler av sphenoid hos pattedyr. Til slutt er underkjeven sammensatt av flere bein, hvorav bare den forreste (dentary) er homolog med pattedyrkjeven .

Hos levende tetrapoder har svært mange av de opprinnelige beinene enten forsvunnet eller smeltet sammen i forskjellige arrangementer.

Fugler

Fugler har en diapsid- hodeskalle, som i reptiler, med en prelacrimal fossa (tilstede hos noen krypdyr). Hodeskallen har en enkelt occipital kondyl. Hodeskallen består av fem store bein: frontal (toppen av hodet), parietal (bak på hodet), premaxillær og nasal (øverste nebb) og underkjeven (nedre nebb). Skallen til en normal fugl veier vanligvis omtrent 1 % av fuglens totale kroppsvekt. Øyet opptar en betydelig del av hodeskallen og er omgitt av en sklerotisk øyering, en ring av bittesmå bein. Denne egenskapen sees også hos reptiler.

Amfibier

Levende amfibier har vanligvis sterkt reduserte hodeskaller, med mange av beinene enten fraværende eller helt eller delvis erstattet av brusk. Spesielt hos pattedyr og fugler skjedde modifikasjoner av hodeskallen for å tillate utvidelse av hjernen. Fusjonen mellom de ulike beinene er spesielt bemerkelsesverdig hos fugler, der de individuelle strukturene kan være vanskelige å identifisere.

Utvikling

Hodeskallen er en kompleks struktur; dens bein dannes både ved intramembranøs og endokondral ossifikasjon . Skallens takbein , som omfatter beinene i ansiktsskjelettet og sidene og taket av neurocranium, er dermale bein dannet av intramembranøs ossifikasjon, selv om de temporale beinene er dannet av endokondral ossifikasjon. Endokraniet , beinene som støtter hjernen ( occipital , sphenoid og etmoid ) er i stor grad dannet av endokondral ossifikasjon . Dermed er frontale og parietale bein rent membranøse. Geometrien til hodeskallebunnen og dens fossae , fremre , midtre og bakre kraniale fossae endres raskt. Den fremre kraniale fossa endres spesielt i løpet av første trimester av svangerskapet og hodeskallefeil kan ofte utvikle seg i løpet av denne tiden.

Ved fødselen består menneskeskallen av 44 separate beinelementer. Under utviklingen smelter mange av disse beinelementene gradvis sammen til fast ben (for eksempel frontalbenet ). Beinene på taket av skallen er i utgangspunktet atskilt av områder med tett bindevev kalt fontaneller . Det er seks fontaneller: en anterior (eller frontal), en posterior (eller occipital), to sphenoid (eller anterolateral) og to mastoid (eller posterolateral). Ved fødselen er disse områdene fibrøse og bevegelige, nødvendige for fødsel og senere vekst. Denne veksten kan sette store spenninger på det "obstetriske hengslet", som er der plateepitel- og sidedelene av nakkebeinet møtes. En mulig komplikasjon av denne spenningen er ruptur av den store hjernevenen . Etter hvert som veksten og ossifikasjonen skrider frem, invaderes bindevevet til fontanellene og erstattes av bendannende suturer . De fem suturene er de to plateepitelsuturene , en koronal , en lambdoid og en sagittal sutur . Den bakre fontanellen stenger vanligvis med åtte uker, men den fremre fontanellen kan være åpen i opptil atten måneder. Den fremre fontanellen er lokalisert i krysset mellom frontale og parietale bein; det er en "myk flekk" på en babys panne. Nøye observasjoner vil vise at du kan telle en babys hjertefrekvens ved å observere pulsen som pulserer mykt gjennom den fremre fontanellen.

Hodeskallen hos den nyfødte er stor i forhold til andre deler av kroppen. Ansiktsskjelettet er en syvendedel av størrelsen på calvaria . (Hos den voksne er den halve størrelsen). Bunnen av hodeskallen er kort og smal, selv om det indre øret er nesten voksen størrelse.

Klinisk signifikans

Kraniosynostose er en tilstand der en eller flere av de fibrøse suturene i en spedbarns hodeskalle for tidlig smelter sammen, og endrer vekstmønsteret til skallen. Fordi skallen ikke kan ekspandere vinkelrett på den smeltede suturen, vokser den mer i parallell retning. Noen ganger gir det resulterende vekstmønsteret nødvendig plass for den voksende hjernen, men resulterer i en unormal hodeform og unormale ansiktstrekk. I tilfeller der kompensasjonen ikke effektivt gir nok plass til den voksende hjernen, resulterer kraniosynostose i økt intrakranielt trykk som kan føre til synshemming, søvnvansker, spisevansker eller svekkelse av mental utvikling.

En kobberbanket hodeskalle er et fenomen der intenst intrakranielt trykk skjemmer den indre overflaten av hodeskallen. Navnet kommer av at den indre hodeskallen ser ut til å ha blitt slått med en kulehammer , som ofte brukes av kobbersmeder . Tilstanden er mest vanlig hos barn.

Skader og behandling

Skader på hjernen kan være livstruende. Normalt beskytter hodeskallen hjernen mot skade gjennom sin harde urokkelighet; hodeskallen er en av de minst deformerbare strukturene som finnes i naturen, og den trenger en kraft på ca. 1 tonn for å redusere hodeskallens diameter med 1 cm. I noen tilfeller av hodeskade kan det imidlertid være økt intrakranielt trykk gjennom mekanismer som et subduralt hematom . I disse tilfellene kan det økte intrakranielle trykket forårsake hjerneprolaps ut av foramen magnum ("coning") fordi det ikke er plass for hjernen til å utvide seg; dette kan resultere i betydelig hjerneskade eller død med mindre en hasteoperasjon utføres for å avlaste trykket. Dette er grunnen til at pasienter med hjernerystelse må overvåkes ekstremt nøye.

Fra yngre steinalder ble det noen ganger utført en hodeskalleoperasjon kalt trepanning . Dette innebar boring av et borehull i kraniet. Undersøkelse av hodeskaller fra denne perioden viser at pasientene noen ganger overlevde i mange år etterpå. Det virker sannsynlig at trepanning også ble utført rent av rituelle eller religiøse årsaker. I dag brukes denne prosedyren fortsatt, men kalles vanligvis en kraniektomi .

I mars 2013, for første gang i USA, erstattet forskere en stor prosentandel av en pasients hodeskalle med et presisjons, 3D - printet polymerimplantat . Omtrent 9 måneder senere ble den første komplette kraniumerstatningen med en 3D-printet plastinnsats utført på en nederlandsk kvinne. Hun hadde lidd av hyperostose , som økte tykkelsen på skallen hennes og komprimerte hjernen hennes.

En studie utført i 2018 av forskerne ved Harvard Medical School i Boston, finansiert av National Institutes of Health (NIH) antydet at i stedet for å reise via blod , er det "små kanaler" i hodeskallen som immuncellene kombinert med beinet gjennom. marg når betennelsesområdene etter en skade på hjernevevet.

Transgender prosedyrer

Kirurgisk endring av seksuelt dimorfe hodeskalletrekk kan utføres som en del av ansiktsfeminiseringskirurgi , et sett med rekonstruktive kirurgiske prosedyrer som kan endre mannlige ansiktstrekk for å bringe dem nærmere i form og størrelse til typiske kvinnelige ansiktstrekk. Disse prosedyrene kan være en viktig del av behandlingen av transpersoner for kjønnsdysfori .

Samfunn og kultur

Kunstig kraniedeformasjon er i stor grad en historisk praksis i noen kulturer. Snorer og treplater vil bli brukt til å legge press på et spedbarns hodeskalle og endre formen, noen ganger ganske betydelig. Denne prosedyren vil begynne like etter fødselen og vil pågå i flere år.

Osteologi

I likhet med ansiktet kan hodeskallen og tennene også indikere en persons livshistorie og opprinnelse. Rettsmedisinere og arkeologer bruker metriske og ikke-metriske egenskaper for å estimere hvordan bæreren av hodeskallen så ut. Når en betydelig mengde bein blir funnet, slik som ved Spitalfields i Storbritannia og Jōmon skjellhauger i Japan, kan osteologer bruke egenskaper, som proporsjoner av lengde, høyde og bredde, for å kjenne sammenhengen mellom befolkningen i studien og andre levende eller utdødde bestander.

Den tyske legen Franz Joseph Gall formulerte rundt 1800 teorien om frenologi , som forsøkte å vise at spesifikke trekk ved hodeskallen er assosiert med visse personlighetstrekk eller intellektuelle evner til eieren. Teorien hans anses nå for å være pseudovitenskapelig .

Seksuell dimorfisme

På midten av det nittende århundre fant antropologer det avgjørende å skille mellom mannlige og kvinnelige hodeskaller. En datidens antropolog, James McGrigor Allan , hevdet at den kvinnelige hjernen var lik den til et dyr. Dette tillot antropologer å erklære at kvinner faktisk var mer emosjonelle og mindre rasjonelle enn menn. McGrigor konkluderte deretter med at kvinners hjerner var mer analoge med spedbarn, og anså dem dermed som mindreverdige på den tiden. For å fremme disse påstandene om kvinnelig underlegenhet og tie på datidens feminister, ble andre antropologer med på studiene av kvinneskallen. Disse kraniale målingene er grunnlaget for det som kalles kraniologi . Disse kraniale målingene ble også brukt til å tegne en forbindelse mellom kvinner og svarte mennesker.

Forskning har vist at mens det tidlig i livet er liten forskjell mellom mannlige og kvinnelige hodeskaller, i voksen alder har mannlige hodeskaller en tendens til å være større og mer robuste enn kvinnelige hodeskaller, som er lettere og mindre, med en kraniekapasitet som er omtrent 10 prosent mindre enn den til hannen. Senere studier viser imidlertid at kvinners hodeskaller er litt tykkere og dermed kan menn være mer utsatt for hodeskader enn kvinner. Imidlertid viser andre studier at menns hodeskaller er litt tykkere i visse områder. Samt noen studier som viser at kvinner er mer utsatt for hodeskader (hjernerystelse) enn menn. Menns hodeskaller har også vist seg å opprettholde tettheten med alderen, noe som kan hjelpe til med å forhindre hodeskade, mens kvinners hodeskalle tetthet avtar litt med alderen.

Hannhodeskaller kan ha mer fremtredende supraorbitale rygger , en mer fremtredende glabella og mer fremtredende temporale linjer . Kvinnelige hodeskaller har generelt rundere baner og smalere kjever. Mannlige hodeskaller har i gjennomsnitt større, bredere ganer , firkantede baner , større mastoidprosesser , større bihuler og større occipitale kondyler enn hos kvinner. Hannkjevene har vanligvis firkantede haker og tykkere, grovere muskelfester enn kvinnelige underkjevene .

Kraniometri

Den kefaliske indeksen er forholdet mellom hodets bredde, multiplisert med 100 og delt på lengden (foran til bak). Indeksen brukes også til å kategorisere dyr, spesielt hunder og katter. Bredden måles vanligvis like under parietal eminens , og lengden fra glabella til occipitalpunktet.

Mennesker kan være:

• Dolichocephalic - langhodet
• Mesaticephalic - middels hode
• Brachycephalic - korthodet

Terminologi

• Chondrocranium , en primitiv bruskstruktur
• Endokranium
• Epikranium
• Pericranium , en membran som fletter den ytre overflaten av kraniet

Historie

Trepanning , en praksis der det lages et hull i hodeskallen, har blitt beskrevet som den eldste kirurgiske prosedyren som det finnes arkeologiske bevis for, funnet i form av hulemalerier og menneskelige levninger. På ett gravsted i Frankrike datert til 6500 fvt, hadde 40 av 120 forhistoriske hodeskaller funnet trepanasjonshull.

Ytterligere bilder

Se også

Referanser

Denne artikkelen inneholder tekst i det offentlige domene fra side 128 i den 20. utgaven av Gray's Anatomy (1918)

Eksterne linker

• Skull Module ( California State University Department of Anthology)
• Opplæring i skallens anatomi. ( GateWay Community College )
• Bird Skull Collection Fugleskalledatabase med veldig stor samling av hodeskaller (Landbruksuniversitetet i Wageningen)
• Menneskeskallebase (på tysk)
• Menneskeskaller / Antropologiske hodeskaller / Sammenligning av hodeskaller fra virveldyr (PDF; 502 kB)