Нейронная организация мозжечка
Нейронная организация мозжечка отличается исключительной упорядоченностью. Кора мозжечка построена по единому принципу и состоит из 3 слоев. В поверхностном, или молекулярном слое находятся дендритные разветвления грушевидных клеток (клетки Пуркинье), представляющих собой одни из наиболее сложно устроенных нейронов мозга. Грушевидные клетки имеют чрезвычайно разветвленное дендритное дерево. Дендритные отростки, в особенности в дистальных частях, обильно покрыты шипиками. Многочисленные разветвления дендритов резко увеличивают площадь поверхностной мембраны. Это создает условия для размещения огромного числа синапсов. Подсчитано, что один грушевидный нейрон имеет до 200 000 синапсов. Кроме дендритов грушевидных клеток, в поверхностном слое располагаются так называемые параллельные волокна, представляющие собой аксоны многочисленных вставочных нейронов.
В нижней части молекулярного слоя находятся тела корзинчатых клеток, аксоны которых образуют синапгические контакты с телами грушевидных клеток. В молекулярном слое также имеется некоторое число звездчатых клеток. Далее следует ганглиозный слой, в котором находятся тела грушевидных клеток. В следующем гранулярном слое коры мозжечка находятся тела вставочных нейронов (клеток-зерен, или гранулярных клеток). Аксоны гранулярных клеток поднимаются в молекулярный слой, где они Т-образно разветвляются. В гранулярном слое находятся также клетки Гольджи, аксоны которых направляются в молекулярный слой.
В кору мозжечка поступают только два типа афферентных волокон: лазающие и мшистые (или моховидные). По этим каналам в мозжечок доставляются все сенсорные влияния. Лазающие волокна, являющиеся аксонами нейронов нижних олив, образуют синапсы с основаниями дендритов грушевидных клеток. Каждое лазающее волокно контактирует обычно с одной грушевидной клеткой. Однако возбуждающее действие лазающего волокна столь эффективно, что грушевидная клетка отвечает на одиночный импульс в лазающем волокне ритмическим разрядом потенциалов действия.
В противоположность лазающим волокнам, моховидные волокна характеризуются значительной дивергенцией. Разветвление одного моховидного волокна образуют синапсы примерно на 20 вставочных нейронах, но не контактируют непосредственно с грушевидными клетками. Число вставочных нейронов примерно в 2300 раз превышает число клеток Пуркинье, аксоны их, разветвляясь в молекулярном слое, образуют систему параллельных волокон, оканчивающихся синапсами на более дистальных, покрытых много численными шипами дендритах грушевидных клеток. Указанные синапсы, как и синапсы, образуемые лазающими волокнами, являются возбуждающими.
Мшистые волокна, кроме того, образуют синапсы с корзинчатыми клетками. Аксоны корзинчатых клеток образуют густые сплетения типа корзинок вокруг тел грушевидных клеток, обеспечивающие значительную площадь синаптических контактов. Синапсы между аксонами корзинчатых клеток и телами грушевидных нейронов являются тормозными. Они обеспечивают эффективное торможение возбуждающих влияний, оказываемых на грушевидные клетки через аксодендритные синапсы, образуемые лазающими волокнами и аксонами вставочных нейронов.
Наконец, мшистые волокна образуют синаптические контакты также с клетками Гольджи и звездчатыми клетками. Как и корзинчатые клетки, клетки Гольджи и звездчатые клетки являются тормозными нейронами. Однако аксоны клеток Гольджи заканчиваются не на грушевидных клетках, а на многих тысячах вставочных нейронов. Схема синаптической организации нейронов коры мозжечка показана на рис. 90.
Если в кору мозжечка входит два типа афферентных волокон: лазающие и мшистые, то покидает ее всего лишь один тип эфферентных волокон, являющихся аксонами грушевидных нейронов (нейроны Пуркинье). Таким образом, грушевидные клетки образуют единственный выход всей сложно организованной нейронной системы, составляющей кору мозжечка. Другим отличительным свойством грушевидных клеток является то, что все они являются тормозными нейронами, т. е. образуют тормозящие синапсы со всеми клетками, с которыми они контактируют. Тормозные постсинаптические потенциалы при активации грушевидных клеток возникают в нейронах собственных ядер мозжечка и в нейронах вестибулярных ядер.
В мозжечок поступает информация из различных сенсорных систем. Афферентные сигналы достигают мозжечка по различным путям, которые можно подразделить на следующие группы: восходящие от спинного мозга (по спинно-мозжечковым трактам), от вестибулярных рецепторов, от нижней оливы и от ретикулярной формации заднего мозга.
Волокна дорсального и вентрального спинно-мозжечковых трактов доставляют в мозжечок информацию о состоянии мышечного аппарата.
Спинно-ретикуломозжечковый тракт имеет переключение в латеральном ретикулярном ядре продолговатого мозга. По этому пути в мозжечок поступает информация от кожи и более глубоких тканей.
Важный афферентный вход кора мозжечка получает из нижней оливы, где происходит переключение импульсов, поступающих по нескольким путям, берущим начало как в спинном мозге, так и в структурах головного мозга. Значительную роль при этом играют сигналы, поступающие в его кору из больших полушарий по мшистым и лазающим волокнам.
Наконец, в коруфлоккулонодулярной доли приходят первичные и вторичные вестибулярные афферентные влияния.
Из красного ядра к мозжечку подходят коллатерали руброспинальных аксонов. Нейроны промежуточного ядра мозжечка посылают волокна к клеткам красного ядра.
Синапсы, образуемые этими волокнами на руброспинальных нейронах, являются возбуждающими и характеризуются высокой эффективностью. Поэтому раздражение промежуточного ядра мозжечка вызывает в спинальных мотонейронах ответы, сходные с теми, которые возникают при стимуляции красного ядра (рис. 91).
Нейроны других мозжечковых ядер образуют возбуждающие синапсы на ретикулоспинальных нейронах продолговатого мозга и моста. Итак, вся информация, приходящая в мозжечок, передается грушевидным клеткам или клеткам Пуркинье, а те в свою очередь оказывают тормозящее влияние на ядра мозжечка (а через них тормозят активность ретикуло- и руброспинальных нейронов) и на нейроны преддверного латерального ядра (ядро Дейтерса), дающие начало вестибулоспинальному тракту.
Таким образом, мозжечок может эффективно контролировать значительную часть команд, поступающих в спинной мозг по основным нисходящим трактам. Действительно, после удаления мозжечка ритмика вестибуло-, ретикуло- и руброспинальных нейронов, которая в норме изменяется в соответствии с выполнением определенной части двигательного акта, перестает зависеть от двигательных циклов.
