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白质是指中枢神经系统(CNS)的区域,主要由呈管状的轴突组成,也称为区域。[1] 长期以来被认为是被动组织的白质会影响学习和大脑功能,调节动作电位的分布,充当不同大脑区域之间的中继和协调交流。[2]
白质因其外观较轻而得名,这是由于髓磷脂的脂质含量所致。 但是,刚切开的大脑的组织在肉眼上看起来是粉红色的白色,因为髓磷脂主要由脉管毛细血管组成的脂质组织组成。 制备好的样品中的白色是由于其通常在甲醛中的保存。
显微照片显示白质具有特征性的细网状外观(图像左侧-浅粉色阴影)和灰质,具有特征性的神经元细胞体(图像右侧-深色深粉色)。 HPS染色。
人脑右侧解剖侧视图,显示灰质(较暗的外部部分)和白质(内部和显著的白色部分)。
人脑的白质结构(由MRI拍摄)。
内容
1 结构
1.1 白质
1.2 灰质
1.3 位置
1.4 髓磷脂化的轴突长度
2 功能
3 临床意义
3.1 容积
4 成像
5 参考
结构
白质
白质由束组成,束将大脑的各个灰质区域(神经细胞体的位置)相互连接,并在神经元之间传递神经冲动。 皮质磷脂起到脑岛的作用,使电信号跳动,而不是通过轴突引导,从而提高了所有神经信号的传输速度。[3]
脑半球内长距离纤维的总数是皮质-皮层纤维总数(跨皮层区域)的2%,与大脑最大的白色组织中两个半球之间进行通讯的纤维数量大致相同,胼胝体。[4] Schüz和Braitenberg指出:“通常,一定长度范围内的纤维数量与长度成反比。” [4]
非老年人的白质是血液的1.7-3.6%。[5]
灰质
大脑的另一个主要成分是灰质(由于毛细血管而实际上是淡红色的棕褐色),它由神经元组成。黑质是大脑中发现的第三种有色成分,由于多巴胺能神经元中的黑色素含量高于其附近区域,因此显得较暗。请注意,由于所用染色剂的类型,在显微镜载玻片上,白质有时会显得比灰质暗。脑白质和脊髓白质不包含树突,神经细胞体或较短的轴突,这些仅在灰质中才能发现。
地点
白质占大脑深部和脊髓浅表部分的大部分。诸如基底神经节(尾状核,豆状核,苍白球,黑质,丘脑下核,伏隔核)和脑干核(红核,颅神经核)等灰质聚集在脑白质内。
小脑的结构与大脑相似,具有小脑皮层的表层,深小脑白质(称为“树荫”)和由深小脑白质(齿状核,球状核)包围的灰质聚集体,栓状核和小脑顶核)。充满液体的脑室(侧脑室,第三脑室,大脑导水管,第四脑室)也位于脑白质的深处。
髓磷脂化的轴突长度
无论是在体积上还是在长度方向上,男性都有比女性更多的白质。到20岁时,男性的髓磷脂纤维总长度为176,000公里,而女性为149,000公里。[6]每十年,总长度会下降约10%,因此,一个80岁的男性有97,200公里,女性82,000公里。[6]这种减少的大部分归因于较细纤维的损失。[6]
功能
白质是信息在中枢神经系统内不同灰质区域之间传递的组织。白质是白色的,因为围绕神经纤维(轴突)的脂肪物质(髓磷脂)。几乎在所有长神经纤维中都发现了这种髓磷脂,并起到电脑岛的作用。这很重要,因为它允许消息从一个地方快速传递到另一个地方。
与灰质在人的二十多岁时达到高峰不同,白质在不断发展,并在中年达到高峰。[7]
临床意义
多发性硬化症(MS)是影响白质的最常见疾病之一。在MS病变中,轴突周围的髓磷脂防护层已被炎症破坏。
饮酒障碍与白质减少有关。[8]动物研究表明,酒精可能会通过破坏负责维持血浆磷脂的神经胶质细胞-少突胶质细胞而导致白质流失。[9]
被称为淀粉样斑块的白质的变化与阿尔茨海默氏病和其他神经退行性疾病有关。白质损伤(“轴突剪切”)可能是可逆的,而灰质再生的可能性较小。随着年龄的增长通常还会发生其他变化,包括白斑病的发展,这是一种白质的稀少,可与多种疾病相关,包括血浆苍白的丧失,轴突的丧失和血脑屏障的破坏。 [10]
磁共振成像上的白质病变与多种不良后果有关,例如认知障碍,功能障碍,死亡,神经系统问题和抑郁。[11]
血管性痴呆患者尤其是小血管/皮层下亚型血管性痴呆患者以及Binswanger病患者,白质高信号多见于血管性痴呆,通常被认为是与微血管病相关的慢性缺血的一种最终结果。[12]
体积
数量较少(按小组平均值计)的白色物质可能与注意力,声明性记忆,执行功能,智力和学术成就方面的较大缺陷有关。[13] [14] [15]然而,由于神经可塑性,巨大的变化在其一生中都是连续的,并且是某些功能缺陷的决定因素而不是决定因素,这是由于来自大脑其他部位的补偿作用而提供的帮助。[15]从成年后期开始,通常是六十岁以后,白质的完整性会因衰老而下降。[16]尽管如此,从长远来看,有规律的有氧运动似乎可以延缓衰老,或者反过来可以增强白质的完整性。[16]
从长远来看,白质的大小可能与阻塞性睡眠呼吸暂停的严重程度有关。[17] [18] [19] [20] [21]
影像学
白质的研究已通过称为弥散张量成像的神经影像技术得以发展,其中使用了磁共振成像(MRI)脑部扫描仪。截至2007年,已经出版了700多个关于该主题的出版物。[22]
Jan Scholz及其同事在2009年发表的一篇论文[23]使用扩散张量成像(DTI)来证明由于学习了一项新的运动任务(例如玩杂耍)而导致白质体积的变化。 该研究作为将运动学习与白质变化相关联的第一篇论文非常重要。 以前,许多研究人员认为这种学习完全是由树突状物质介导的,而树突状物质并不存在于白质中。 作者认为,轴突中的电活动可能调节轴突中的髓磷脂。 或者,轴突直径或堆积密度的明显变化可能会导致这种变化。[24] Sampaio-Baptista及其同事最近进行的一项DTI研究报告,白质会随着运动学习而发生变化,并增加血浆磷脂。[25]
另见
White matter dissection
Ventriculomegaly
Vascular dementia
Vanishing white matter disease
Brain atrophy
参考
Blumenfeld, Hal (2010). Neuroanatomy through clinical cases (2nd ed.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. p. 21. ISBN 9780878936137. Areas of the CNS made up mainly of 髓磷脂ated axons are called white matter.
Douglas Fields, R. (2008). "White Matter Matters". Scientific American. 298 (3): 54–61. Bibcode:2008SciAm.298c..54D. doi:10.1038/scientificamerican0308-54.
Klein, S.B., & Thorne, B.M. Biological Psychology. Worth Publishers: New York. 2007.[page needed]
Schüz, Almut; Braitenberg, Valentino (2002). "The human cortical white matter: Quantitative aspects of cortico-cortical long-range connectivity". In Schüz, Almut; Braitenberg, Valentino (eds.). Cortical Areas: Unity and Diversity, Conceptual Advances in Brain Research. Taylor and Francis. pp. 377–86. ISBN 978-0-415-27723-5.
Leenders, K. L.; Perani, D.; Lammertsma, A. A.; Heather, J. D.; Buckingham, P.; Jones, T.; Healy, M. J. R.; Gibbs, J. M.; Wise, R. J. S.; Hatazawa, J.; Herold, S.; Beaney, R. P.; Brooks, D. J.; Spinks, T.; Rhodes, C.; Frackowiak, R. S. J. (1990). "Cerebral Blood Flow, Blood Volume and Oxygen Utilization". Brain. 113: 27–47. doi:10.1093/brain/113.1.27. PMID 2302536.
Marner, Lisbeth; Nyengaard, Jens R.; Tang, Yong; Pakkenberg, Bente (2003). "Marked loss of 髓磷脂ated nerve fibers in the human brain with age". The Journal of Comparative Neurology. 462 (2): 144–52. doi:10.1002/cne.10714. PMID 12794739.
Sowell, Elizabeth R.; Peterson, Bradley S.; Thompson, Paul M.; Welcome, Suzanne E.; Henkenius, Amy L.; Toga, Arthur W. (2003). "Mapping cortical change across the human life span". Nature Neuroscience. 6 (3): 309–15. doi:10.1038/nn1008. PMID 12548289.
Monnig, Mollie A.; Tonigan, J. Scott; Yeo, Ronald A.; Thoma, Robert J.; McCrady, Barbara S. (2013). "White matter volume in alcohol use disorders: A meta-analysis". Addiction Biology. 18 (3): 581–92. doi:10.1111/j.1369-1600.2012.00441.x. PMC 3390447. PMID 22458455.
Alfonso-Loeches, Silvia; Pascual, Maria; Gómez-Pinedo, Ulises; Pascual-Lucas, Maya; Renau-Piqueras, Jaime; Guerri, Consuelo (2012). "Toll-like receptor 4 participates in the 髓磷脂 disruptions associated with chronic alcohol abuse". Glia. 60 (6): 948–64. doi:10.1002/glia.22327. PMID 22431236.
O'Sullivan, M. (2008-01-01). "Leukoaraiosis". Practical Neurology. 8 (1): 26–38. doi:10.1136/jnnp.2007.139428. ISSN 1474-7758.
O'Brien, John T. (2014). "临床意义 of White Matter Changes". The American Journal of Geriatric Psychiatry. Elsevier BV. 22 (2): 133–137. doi:10.1016/j.jagp.2013.07.006. ISSN 1064-7481. PMID 24041523.
Hirono, Nobutsugu; Kitagaki, Hajime; Kazui, Hiroaki; Hashimoto, Mamoru; Mori, Etsuro (2000). "Impact of White Matter Changes on Clinical Manifestation of Alzheimer's Disease". Stroke. Ovid Technologies (Wolters Kluwer Health). 31 (9): 2182–2188. doi:10.1161/01.str.31.9.2182. ISSN 0039-2499.
Reddick, Wilburn E.; Shan, Zuyao Y.; Glass, John O.; Helton, Susan; Xiong, Xiaoping; Wu, Shengjie; Bonner, Melanie J.; Howard, Scott C.; Christensen, Robbin; Khan, Raja B.; Pui, Ching-Hon; Mulhern, Raymond K. (2006-02-15). "Smaller white-matter volumes are associated with larger deficits in attention and learning among long-term survivors of acute lymphoblastic leukemia". Cancer. Wiley. 106 (4): 941–949. doi:10.1002/cncr.21679. ISSN 0008-543X. PMC 2396784. PMID 16411228.
Tasman, Allan (2015). Psychiatry (in Welsh). West Sussex, England: Wiley Blackwell. ISBN 978-1-118-84549-3. OCLC 903956524.
Fields, R. Douglas (2008-06-05). "White matter in learning, cognition and psychiatric disorders". Trends in Neurosciences. Elsevier BV. 31 (7): 361–370. doi:10.1016/j.tins.2008.04.001. ISSN 0166-2236. PMC 2486416. PMID 18538868.
Handbook of the Psychology of Aging. Elsevier. 2016. doi:10.1016/c2012-0-07221-3. ISBN 978-0-12-411469-2.
Castronovo, Vincenza; Scifo, Paola; Castellano, Antonella; Aloia, Mark S.; Iadanza, Antonella; Marelli, Sara; Cappa, Stefano F.; Strambi, Luigi Ferini; Falini, Andrea (2014-09-01). "White Matter Integrity in Obstructive Sleep Apnea before and after Treatment". Sleep. Oxford University Press (OUP). 37 (9): 1465–1475. doi:10.5665/sleep.3994. ISSN 0161-8105. PMC 4153061. PMID 25142557.
Canessa, Nicola; Castronovo, Vincenza; Cappa, Stefano F.; Aloia, Mark S.; Marelli, Sara; Falini, Andrea; Alemanno, Federica; Ferini-Strambi, Luigi (2011-05-15). "Obstructive Sleep Apnea: Brain Structural Changes and Neurocognitive Function before and after Treatment". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. American Thoracic Society. 183 (10): 1419–1426. doi:10.1164/rccm.201005-0693oc. ISSN 1073-449X. PMID 21037021.
Chen, Hsiu-Ling; Lu, Cheng-Hsien; Lin, Hsin-Ching; Chen, Pei-Chin; Chou, Kun-Hsien; Lin, Wei-Ming; Tsai, Nai-Wen; Su, Yu-Jih; Friedman, Michael; Lin, Ching-Po; Lin, Wei-Che (2015-03-01). "White Matter Damage and Systemic Inflammation in Obstructive Sleep Apnea". Sleep. Oxford University Press (OUP). 38 (3): 361–370. doi:10.5665/sleep.4490. ISSN 0161-8105. PMC 4335530. PMID 25325459.
Ferini-Strambi, L.; Marelli, S.; Galbiati, A.; Castronovo, C. (2013). "Effects of continuous positive airway pressure on cognitition and neuroimaging data in sleep apnea". International Journal of Psychophysiology. Elsevier BV. 89 (2): 203–212. doi:10.1016/j.ijpsycho.2013.03.022. ISSN 0167-8760. PMID 23570950. Structural changes have been demonstrated in brain regions including areas that regulate memory and executive function (e.g., frontal cortex, anterior cingulate, and 海马). however, not to apply too much valence to imaging findings in this population, as imaging studies are limited in their ability to assess the effects of OSA for several reasons. For example, hypertension can affect imaging outcomes and it is well known that hypertension is highly prevalent among OSA patients. Despite these limitations, the current cohort of studies suggests that imaging can be utilized to detect important, and even clinically relevant, changes associated with treatment among individuals affected by OSA.
ALOIA, MARK S.; SWEET, LAWRENCE H.; JERSKEY, BETH A.; ZIMMERMAN, MOLLY; TODD ARNEDT, JOHN; MILLMAN, RICHARD P. (2009). "Treatment effects on brain activity during a working memory task in obstructive sleep apnea" (PDF). Journal of Sleep Research. Wiley. 18 (4): 404–410. doi:10.1111/j.1365-2869.2009.00755.x. ISSN 0962-1105. PMID 19765205.
Assaf, Yaniv; Pasternak, Ofer (2007). "Diffusion Tensor Imaging (DTI)-based White Matter Mapping in Brain Research: A Review". Journal of Molecular Neuroscience. 34 (1): 51–61. doi:10.1007/s12031-007-0029-0. PMID 18157658.
Scholz, Jan; Klein, Miriam C; Behrens, Timothy E J; Johansen-Berg, Heidi (2009). "Training induces changes in white-matter architecture". Nature Neuroscience. 12 (11): 1370–1. doi:10.1038/nn.2412. PMC 2770457. PMID 19820707.
"White Matter Matters". Dolan DNA Learning Center. Archived from the original on 2009-11-12. Retrieved 2009-10-19.[self-published source?]
Sampaio-Baptista, C.; Khrapitchev, A. A.; Foxley, S.; Schlagheck, T.; Scholz, J.; Jbabdi, S.; Deluca, G. C.; Miller, K. L.; Taylor, A.; Thomas, N.; Kleim, J.; Sibson, N. R.; Bannerman, D.; Johansen-Berg, H. (2013). "Motor Skill Learning Induces Changes in White Matter Micro结构 and 髓磷脂ation". Journal of Neuroscience. 33 (50): 19499–503. doi:10.1523/JNEUROSCI.3048-13.2013. PMC 3858622. PMID 24336716. |