Struktura bílé hmoty lidského mozku (snímaná magnetickou rezonancí).
Bílá hmota je jednou ze dvou složek centrálního nervového systému a skládá se převážně z gliových buněk a myelinizovaných axonů, které přenášejí signály z jedné oblasti mozku do druhé a mezi mozkem a nižšími mozkovými centry. Bílá hmota tkáně čerstvě uříznutého mozku se pouhým okem jeví narůžověle bílá, protože myelin se skládá převážně z lipidové tkáně žilkované kapilárami. Jeho bílá barva je způsobena jeho obvyklou konzervací ve formaldehydu.
Druhou hlavní složkou mozku je šedá hmota (ve skutečnosti narůžovělé opálení kvůli krevním kapilárám), která se skládá z neuronů. Třetí barevnou složkou, která se nachází v mozku a která se zdá být tmavší kvůli vyšším hladinám melaninu v dopaminergních neuronech než v jeho blízkých oblastech, je substantia nigra.
Všimněte si, že bílá hmota se někdy může jevit tmavší než šedá hmota na sklíčku mikroskopu kvůli typu použitého skvrny.
Bílá hmota, dlouho považovaná za pasivní tkáň, aktivně ovlivňuje, jak se mozek učí a jak funguje. Zatímco šedá hmota je primárně spojována se zpracováním a poznáváním, bílá hmota moduluje rozložení akčních potenciálů, působí jako relé a koordinuje komunikaci mezi různými oblastmi mozku.
Bílá hmota se skládá ze svazků myelinizovaných nervových buněčných procesů (nebo axonů), které spojují různé oblasti šedé hmoty (místa nervových buněk) mozku mezi sebou a přenášejí nervové impulzy mezi neurony. Myelin působí jako izolátor, který zvyšuje rychlost přenosu všech nervových signálů.
Celkový počet vláken dlouhého dosahu v rámci mozkové hemisféry je 2% z celkového počtu kortiko-kortikálních vláken a je zhruba stejný jako počet vláken, která komunikují mezi oběma hemisférami v Corpus callosum. Schüz a Braitenberg poznamenávají „Hrubým pravidlem je, že počet vláken určitého rozsahu délek je nepřímo úměrný jejich délce.“377
Bílá hmota mozku a páteře neobsahuje dendrity, které lze nalézt pouze v šedé hmotě spolu s těly nervových buněk, a kratší axony.[citace nutná] Bílá hmota u nestárnoucích dospělých je 1,7-3,6% krve.
Muži mají více bílé hmoty než ženy, a to jak v objemu, tak v délce myelinizovaných axonů. Ve věku 20 let je celková délka myelinizovaných vláken u mužů 176 000 km, zatímco u samic 149 000 km. Dochází k poklesu celkové délky s věkem okolo 10% za každé desetiletí tak, že muž ve věku 80 let má 97 200 km a žena 82 000 km. Většina tohoto poklesu je způsobena ztrátou tenčích vláken.
Bílá hmota je tkáň, kterou procházejí zprávy mezi různými oblastmi šedé hmoty uvnitř nervového systému. Při použití počítačové sítě jako analogie lze šedou hmotu považovat za samotné počítače, zatímco bílá hmota představuje síťové kabely spojující počítače dohromady. Bílá hmota je bílá díky tukové látce (myelinu), která obklopuje nervová vlákna (axony). Tento myelin se nachází téměř ve všech dlouhých nervových vláknech a působí jako elektrická izolace. To je důležité, protože umožňuje rychlý přenos zpráv z místa na místo.
Existují tři různé druhy traktů, neboli svazků axonů, které spojují jednu část mozku s druhou a s míchou, v rámci bílé hmoty:
Mozek obecně (a zejména dětský mozek) se může přizpůsobit poškození bílou hmotou tím, že najde alternativní cesty, které obcházejí poškozené oblasti bílé hmoty, a může proto udržovat dobré spojení mezi různými oblastmi šedé hmoty.[citace nutná]Například,
v historickém případě Phinease Gage, železničního předáka, který přežil, když mu v roce 1848 prostřelili mozek velkou železnou tyčí, bylo poškození bílé hmoty mnohem rozsáhlejší než poškození šedé hmoty.
Na rozdíl od šedé hmoty, která vrcholí ve vývoji ve dvacátých letech, bílá hmota se stále vyvíjí a vrcholí ve středním věku (Sowell et al., 2003). Toto tvrzení však bylo v posledních letech zpochybňováno.
Práce Jana Scholze z roku 2009 použila difuzní tenzorové zobrazování (DTI) k prokázání změn objemu bílé hmoty v důsledku učení se nové motorické úlohy (tj. žonglování). Studie je důležitá jako první práce, která koreluje motorické učení se změnami bílé hmoty. Dříve mnoho výzkumníků považovalo tento typ učení za výhradně zprostředkovaný dendrity, které se v bílé hmotě nevyskytují. Autoři naznačují, že elektrická aktivita v axonech může regulovat myelinizaci v axonech. Stejně tak mohou být příčinou hrubé změny průměru nebo hustoty obalu axonu.
Bílá hmota tvoří podstatnou část hlubokých částí mozku a povrchových částí míchy. Agregáty šedé hmoty, jako jsou bazální ganglia (jádro caudat, putamen, globus pallidus, subthalamické jádro, nucleus accumbens) a jádra mozkového kmene (červené jádro, substantia nigra, jádra kraniálního nervu) se šíří v mozkové bílé hmotě.
Mozeček je strukturován podobným způsobem jako mozeček, s povrchovým pláštěm mozečkové kůry, hlubokou mozečkovou bílou hmotou (nazývanou „arbor vitae“) a agregáty šedé hmoty obklopené hlubokou mozečkovou bílou hmotou (jádro dentátu, jádro globózy, emboliformní jádro a fastigiální jádro). Hluboko v mozkové bílé hmotě se nacházejí také mozkové komory (laterální komory, třetí komora, mozkový akvadukt, čtvrtá komora).
Roztroušená skleróza (RS) je jedním z nejčastějších onemocnění, která postihují bílou hmotu. Při lézích RS byl zánětem zničen myelinový štít kolem axonů.
Změny bílé hmoty známé jako amyloidní plaky jsou spojeny s Alzheimerovou chorobou a dalšími neurodegenerativními onemocněními. Poranění bílé hmoty („axonální střih“) může být reverzibilní, zatímco regenerace šedé hmoty je méně pravděpodobná. Mezi další změny, které se běžně objevují s věkem, patří rozvoj leukoarózy, což je vzácné působení bílé hmoty, které může být způsobeno různými stavy, včetně ztráty myelinu, axonální ztráty a rozpadu hematoencefalické bariéry.
Studium bílé hmoty pokročilo s technikou neurozobrazování zvanou difuzní tenzorové zobrazování, kde se používají snímače mozku využívající magnetickou rezonanci (MRI).
Od roku 2007 bylo na toto téma vydáno více než 700 publikací.
soma, axon (axon hillock, axoplasmus, axolemma, neurofibril/neurofilament), dendrit (Nisslovo tělo, dendritická páteř, apikální dendrit, bazální dendrit)typy (bipolární, pseudounipolární, multipolární, pyramidové, Purkinje, granule)
GSA, GVA, SSA, SVA, vlákna (Ia, Ib nebo Golgi, II nebo Aβ, III nebo Aδ nebo rychlá bolest, IV nebo C nebo pomalá bolest)
GSE, GVE, SVE, horní motorický neuron, dolní motorický neuron (α motorneuron, γ motorneuron)
neuropil, synaptický váček, neuromuskulární spojení, elektrická synapse – Interneuron (Renshaw)
Volné nervové zakončení, Meissnerova krvinka, Merkelové nervové zakončení, Svalové vřeteno, Pacinianova krvinka, Ruffiniho zakončení, Čichový receptorový neuron, Fotoreceptorová buňka, Vlasové buňky, Chuťové buňky
astrocyt, oligodendrocyt, ependymální buňky, mikroglie, radiální glie
Schwannova buňka, oligodendrocyt, Ranvierovy uzliny, internoda, Schmidt-Lantermanovy řezy, neurolemma
epineurium, perineurium, endoneurium, nervový fascikl, meninges
epidurální prostor, dura mater, subdurální prostor, arachnoidální mater, subarachnoidální prostor, pia mater, zubní vazy, conus medullaris, cauda equina, filum terminale, zvětšení krční páteře, zvětšení bederní oblasti, přední střední štěrbina, dorzální kořen, ganglion dorzálního kořene, dorzální ramus, ventrální kořen, ventrální ramus, sympatický kmen, šedý ramus communicans, bílý ramus communicans
šedá hmota: centrální kanál, substantia želatinosa z Rolanda, retikulární tvorba, substantia želatinosa centralis, interneuron, přední roh, boční roh, zadní roh (sloupec Clarke, hřbetní spinocerebellární trakt)
bílá hmota: přední funiculus: sestupný (přední kortikosférický trakt, vestibulospinální fascikulus, tectospinální trakt), vzestupný (přední spinothalamický trakt, přední vlastní fascikulus)
laterální funiculus: sestupný (laterální kortikosférický trakt, rubrospinální trakt, olivospinální trakt), vzestupný dorzální spinocerebellární trakt, ventrální spinocerebellární trakt, spinothalamický trakt, laterální spinothalamický trakt, přední spinothalamický trakt, spinotectální trakt, posterolaterální trakt, laterální vlastní fascikulus, mediální podélný fascikulus
zadní funiculus: fasciculus gracilis, fasciculus cuneatus, zadní vlastní fasciculus
Posterior median sulcus · Posterolateral sulcus · Area postrema · Vagal trigone · Hypoglossal trigone · Medial eminence
afferent: GVA: VII,IX,X: Solitární/trakční/dorzální respirační skupina · SVA: Gustatory nucleus · GSA: VIII-v (Lateral, Medial, Inferior)
efferent: GSE: XII · GVE: IX,X,XI: Ambiguus · SVE: X: Dorsal · IX: Inferior salivatory nucleus
Gracile nucleus · Cuneate nucleus · Accessory cuneate nucleus
Smyslová decusace · Medial lemniscus · Inferior cerebellar peduncle (Juxtarestiform body) · Ascending dorsal longitudinal fasciculus · MLF, III, IV and VI
Sestupné hřbetní podélné fascikulum · MLF, III, IV a VI
Motorová decuszace · Olivocerebellární trakt · Rubro-olivareární trakt
Ventrální respirační skupina · Arcuate nucleus of medulla · Inferior olivary nucleus · Rostral ventromedial medulla
Anterior median fissure · Anterolateral sulcus · Olive · Pyramida
Retikulární formace (Gigantocellular, Parvocellular, Ventral, Lateral, Paramedian) · Raphe nuclei (Obscurus, Magnus, Pallidus)
anat (n/s/m/p/4/e/b/d/c/a/f/l/g)/phys/devp
noco (m/d/e/h/v/s)/cong/tumr, sysi/epon, injr
proc, lék (N1A/2AB/C/3/4/7A/B/C/D)
Cerebellopontinový úhel · Superior medullary velum · Sulcus limitans · Medial eminence · Facial colliculus
Trapezoid body/VIII · Trigeminal lemniscus (Dorsal trigeminal tract, Ventral trigeminal tract) · Medial lemniscus · Lateral lemniscus
MLF, III, IV a VI: Vestibulomotorová vlákna
Přední trigeminothalamický trakt · Centrální tegmentální trakt
ICP (Vestibulocerebellární trakt)
MLF, III, IV a VI: Vestibulospinální trakt (Medial vestibulospinal tract, Lateral vestibulospinal tract)
GSA: Principal V/Spinal V · VIII-c (Dorsal, Anterior)/VIII-v (Superior)
efferent: SVE: Motor V · VII · GSE: VI · GVE: VII: Superior salivary nucleus
Apneustické centrum · Pneumotaxické centrum (Medial parabrachial nucleus) · Laterální parabrachiální jádro · Superior olivary nucleus · Caerulean nucleus
Kortikospinální trakt · Kortikobulbarový trakt · Kortikopontinová vlákna
MCP (Pontocerebellar fibers)
Retikulární formace (Caudal, Oral, Tegmental, Paramedian) · Raphe nuclei (Median)
cerebrální peduncle: midbrain tegmentum (periaqueductal gray, ventral tegmentum, nucleus raphe dorsalis), pretectum, substantia nigra, red nucleus, pedunculopontine nucleus, medial longitudinal fasciculus, medial lemniscus, rubrospinal tract, lateral lemniscus
tectum: corpora quadrigemina, inferior colliculi, superior colliculi
mozkový akvadukt: oční jádro, trochleární jádro, Edinger-Westphal jádro
Pineal body · Habenula · Habenulární trigone · Habenulární commissure
Pretektální oblast · Habenulární jádra · Subcommissurální orgán
Stria medullaris thalamus · Thalamic reticular nucleus · Taenia thalami
spárované: AN · Ventrální (VA/VL, VP/VPM/VPL) · Laterální (LD, LP, Pulvinar) · Metathalamus (MG, LG)
midline: MD · Intralaminar (Centromedian) · Midline nuclear group · Interthalamic adhesion
Mammillothalamic fasciculus · Pallidothalamic tracts (Ansa lenticularis, Lenticular fasciculus, Thalamic fasciculus) · PCML (Medial lemniscus, Trigeminal lemniscus) · Spinothalamic tract · Lateral lemniscus · Dentatothalamic tract · Akustické záření · Optické záření · Subthalamic fasciculus · Anterior trigeminothalamic tract
Medián eminence/Tuber cinereum · Mammillary body · Infundibulum
Přední (parasympatické/tepelné ztráty) · Zadní (sympatické/tepelné konzervace)
zadní hypofýza: magnocelulární/paraventrikulární/supraoptická (oxytocin/vazopresin)
jiné: parvocelulární/Arcuate (dopamin/GHRH) · Preoptické (GnRH) · Suprachiasmatické (melatonin)
Laterální (hlad) · Ventromedial (sytost) · Dorsomedial (vztek)
afferent (SN → Medial forebrain bundle) · efferent (Mammillothalamic fasciculus → AN, Stria terminalis → Amygdala, Dorsal longitudinal fasciculus → SC)
Zadní je diencefalon, ale přední je žláznatá
Subthalamic nucleus · Zona incerta
Hypothalamic sulcus · Tela chorioidea třetí komory
striatum: Putamen · Caudate nucleus
lentiformní jádro: Putamen · Globus pallidus (GPe, GPi)
Nucleus accumbens · Olfactory tubercle · Islands of Calleja
Vnitřní kapsle (Přední končetina · Genu · Zadní končetina, Optické záření)
Corona radiata · Externí kapsle · Extrémní kapsle
Pallidothalamické trakty: Thalamic fasciculus (Ansa lenticularis, Lenticular fasciculus) · Subthalamic fasciculus
Přední čichové jádro · Přední perforovaná látka · Čichový bulb
Čichový trakt (Mediální čichový stria, Laterální čichový stria) · Čichový trigone
Substantia innominata (Bazální optické jádro Meynerta) · Nukleus diagonálního pásma
Diagonální pás Broca · Stria terminalis
Vlastní Hippocampus: CA1 · CA2 ·CA3 · CA4
Dentate gyrus: Fascia dentata
Alveus · Fimbria · Perforant path · Schaffer collateral
anat (n/s/m/p/4/e/b/d/c/a/f/l/g)/phys/devp
noco (m/d/e/h/v/s)/cong/tumr, sysi/epon, injr
proc, lék (N1A/2AB/C/3/4/7A/B/C/D)