Эрдэмтэдархи, бие махбодийн тархины хөндлөнгийн холбоосыг эцэст нь тайлбарлаж магадгүй

Чи нь тархины зүүн тал биеийн баруун талыг, харин баруун тал нь зүүн талыг удирддаг вэ? Энэхүү ховор бүтэц нь мэдрэлийн системийн хамгийн сонирхолтой шинж чанаруудын нэг бөгөөд судлаачид хэдэн зуун сая жилийн өмнөх үе хүртэл ухагдах шинэ тайлбар санал болгож байна.

Миннесотагийн их сургуулийн мэдрэлийн судлаач, эмеритус дэд профессор доктор Мартин Вессендорф тархины иш нугас нугасны мэдрэлийн эсийг хэрхэн зохицуулдгийг судалдаг. Даниел Ван танин мэдэхүйн мэдрэл судлал болон мэдрэлийн доройтлын өвчинд мэргэшсэн. Тэд хамтран тархины хөндлөн холболтын хувьсалтын гарал үүслийг судалжээ.

Frontiers in Neuroanatomy сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаандаа судлаачид дөрвөн мөчтэй амьтдын хэд хэдэн мэдрэлийн хэлхээг авч үзсэн бөгөөд тэдгээр нь хөндлөн холбогддог (өөрөөр хэлбэл тархины нэг тал биеийн эсрэг талтай холбогддог) гэж тайлбарлажээ. Тэдний таамаглал ёсоор эдгээр холболт нь хувьсал нь эртний харааны системийн эргэн тойронд тархины шинэ хэлхээнүүдийг бүтээсний үр дүнд үүсэн бий болсон байж магадгүй юм.

Тархинд нугасны мэдрэлийн тогтолцооны нэг талаас нөгөө тал руу гарч буй олон зам байдаг. Эдгээр контрлатераль (дундын шугамыг гаталдаг) холболтууд яагаад оршдогийг ойлгохын тулд мэдрэхүйн болон хөдөлгөөний янз бүрийн хэлхээнүүд хувьсалтын явцад хэрхэн хөгжсөнийг судлах шаардлагатай.

Тархи харааны мэдээллийг хэрхэн боловсруулдаг вэ

Нэг боломжит тайлбар нүдээс эхэлдэг. Гэрлийг нүдний линзээр дамжуулахад торлогт тусах дүрс эсрэгээрээ эргэдэг. Бидний баруун талд харагдах объектууд торлогийн зүүн талд, зүүн талд байгаа объектууд нь баруун талд тусдаг.

Харааны мэдээлэл харааны мэдрэлээр дамжин харааны хиазм гэж нэрлэгддэг бүтэц рүү явдаг. Энд мэдрэлийн утаснууд баруун харааны талбараас ирсэн мэдээлэл тархины зүүн талд, зүүн харааны талбараас ирсэн мэдээлэл баруун талд хүрэхээр байрлана.

Эдгээр дохионы зарим нь оптик тектум (хөхтөн амьтдад үүнийг дээд колликулус гэдэг) хэмээх эртний тархины бүтцэд хүрдэг. Дунд тархинд байрлах энэ бүс ойрхон хөдөлж буй зүйлийг огцom мэдэх гэх мэт харааны үйл явдалд хурдан хариу үйлдэл үүсгэхэд тусалдаг.

Оптик тектумын аль нэг тал нь эсрэг харааны талбарын дүрслэлийг агуулдаг. Бүтцийн гүнд биеийн мэдрэмжийн (соматосенсор) мэдээлэл мөн харгалзах газрын зургуудад зохион байгуулагддаг.

Оптик тектум сээрэмжтэн амьтан бүрт байдаг тул түүнийг сээрэмжтэн мэдрэлийн системийн хамгийн эртний бүтцүүдийн нэг гэж үздэг. Түүний эрт үүссэн нь бусад мэдрэлийн замууд яагаад олон талаар хөндлөн гардагийг ойлгоход онцгой чухал байж магадгүй юм.

Мэдрэхүйн дохио тархи болон нугасыг яагаад гаталдаг вэ

Судлаачид мөн биеээс тархи руу мэдрэмжийг дамжуулдаг хоёр гол замыг судалсан. Хоёулаа мэдрмэлийн төв тэнхлэг (тархи, нугас)-ийг гаталдаг бөгөөд дөрвөн мөчтэй амьтад (хөхтөн, шувуу, мөлхөгч, хоёрч амьтад зэрэг)-ийн дунд өргөн тархсан байдаг.

Эхнийх нь дорсал багана зам гэгддэг бөгөөд эрхтэн, биеийн хэсгүүдийн байрлал, нарийн хүрэлт, чичиргээний мэдээллийг дамжуулдаг. Мөчний болон биеийн мэдээлэл нугасны арын хэсгээр дээш явж, нугасны дээр орших иш нугасны өөр нэг мэдрэлийн эсэд хүрдэг. Тэндээс зам эсрэг тал руу гардаг.

Загасанд энэ зам байдаггүй ч хоёрч амьтад, мөлхөгч, шувуу, хөхтөн амьтдад илрүүлсэн байна. Эдгээр томоохон бүлгүүдэд байгаа нь энэ бүтэц дөрвөн мөчтэй амьтдын хувьсалд эрт үүссэн бөгөөд ихэвчлэн хадгалагдсаар ирсэн гэдгийг харуулдаг.

Хоёр дахь зам бол спиноталамик тракт бөгөөд өвдөлт, загатнах, зарим төрлийн хүрэлтийн мэдрэмжийг дамжуулдаг. Дорсал багана замаас ялгаатай нь энэ зам нугасны дотор өөрөө эсрэг тал руу гардаг.

Гарсны дараа дохио талamus хүртэл дээш явдаг. Талamus нь дунд тархины дээр байрладаг мэдрэхүй болон хөдөлгөөний мэдээллийг боловсруулахад гол үүрэгтэй тархины бүс юм.

Энэ хөндлөн бүтэц шувуу, хөхтөн, мөлхөгчдөд байдаг. Мөн акул, туяа зэрэг зарим хонхорхой араг ясгүй загаснд ч ажиглагддаг бөгөөд энэ зохион байгуулалтын зарим тал хувьслын илүү гүн үндэстэй байж болохыг харуулж байна.

Тархи биеийн хөдөлгөөнийг хэрхэн удирддаг вэ

Мэдрэлийн системийн хөндлөн бүтэц мэдрэмжээс илүү өргөн хүрдэг. Судлаачид булчингийн хөдөлгөөнийг удирдахад оролцдог, мөн тархины нэг талыг нугасны эсрэг талтай холбодог гурван чухал замыг тодорхойлсон.

Эхнийх нь тектоспиналь зам бөгөөд биеийг орчноос ирэх мэдээлэлд хурдан хариу үйлдэл үзүүлэхэд тусалдаг.

Оптик тектум зөвхөн харааг боловсруулдаггүй. Энэ нь мөн дуу авиа болон биеийн мэдрэмжийн мэдээллийг хүлээн авч, эдгээр дохиог эсрэг талын тархины харааны зураглалтай нийцсэн газрын зураг болгон зохион байгуулдаг.

Гудамжаар гарах гэж байгаад гэнэт нүдний булангаар ойртож буй машиныг анзаарсан гэж төсөөл. Та зөн совингоор машин руу эргэнэ. Тектоспиналь зам бол энэ хурдан хариу үйлдлийг бий болгоход тусалдаг мэдрэлийн хэлхээний нэг юм. Энэ нь гэнэтийн дуу авиа эсвэл хүрэлтэд үүссэн ижил төстэй урвалыг зохицуулж чаддаг.

Хөдөлгөөний дохио оптик тектумын хамгийн гүн давхаргаас эхэлж, утаснуудаар нугасны эсрэг тал руу явдаг. Энэ зам ихэнх дөрвөн мөчтэй амьтад болон зарим хонхорхой араг ясгүй загаснд байдаг.

Өөр нэг чухал хэлхээ бол рубоспиналь зам бөгөөд амьтад мөчдөө хянахад чухал гэж үздэг. Энэ нь улаан цөм гэдэг дунд тархины бүтцээс эхэлж, нугасны эсрэг тал руу үргэлжилдэг. Энэ зам ихэнх хөхтөн амьтдад онцгой тод илэрдэг боловч бусад дөрвөн мөчтэй амьтад болон зарим хонхорхой араг ясгүй загаснд ч олдсон байна.

Хүний нарийн хөдөлгөөний хувьсал

Гурав дахь зам бол кортикоспиналь тракт бөгөөд нарийн хөдөлгөөнийг дэмждэг учраас хүнд онцгой чухал үүрэгтэй. Энэ нь гарын хурууны нарийн удирдлагыг хангадаг.

Түүний хувьсалын түүх бусад замуудаас илүү төвөгтэй.

Бүх сээрэмжтэн амьтад хүний тархины нийт хэмжээний ихэнхийг эзэлдэг урд тархи буюу телэнцефалонтой. Гэвч зөвхөн хөхтөн амьтад зургаан давхаргад хуваагдсан тархины бор гадаргуутай.

Энэхүү зургаан давхаргат бор гадаргуу нь мэдрэхүйн мэдээлэлийг дурсамжтай нэгтгэх, хөдөлгөөнийг зохицуулах, хэл боловсруулах зэрэг нарийн төвөгтэй үйл ажиллагааг дэмждэг.

Кортикоспиналь зам бор гадаргуунаас нугас руу үргэлжилдэг боловч түүний үүрэг амьтан бүрт өөр байдаг.

Ихэнх хөхтөн амьтдад энэ зам голдуу мэдрэхүйн боловсруулалтад нөлөөлдөг. Биеээс мэдээлэл хүлээн авдаг нугасны хэсгүүдэд мэдрэлийн утаснууд хүрч, тархинд ирж буй мэдрэмжийг зохицуулах боломжийг олгодог.

Приматууд (хүн орно) болон маш нарийн хөдөлгөөн хийх чадвартай бусад зарим амьтдад энэ зам булчинг хянадаг нугасны хэсгүүдэд мөн хүрдэг. Эдгээр холболт нь нарийн даалгаварт шаардлагатай гарын хурууны уялдаатай хөдөлгөөнийг боломжтой болгодог.

Амьтны төрлөөс хамаарч кортикоспиналь тракт мэдрэхүйн мэдээллийг зохицуулж эсвэл шууд хөдөлгөөнд оролцож болно. Аль ч тохиолдолд түүний утаснууд мэдрэлийн системийн дундын шугамыг гаталдаг.

Судлаачид хүн нарийн хөдөлгөөний чадварыг мэдрэхүйн оролтыг удирдахад анх ашиглаж байсан эртний мэдрэлийн хэлхээг дасган өөрчилсний үр дүнд хөгжүүлсэн байж магадгүй гэж үзэж байна. Хувьсал шинэ систем бүтээхийн оронд одоо байгаа замд нэмэлт үүрэг өгсөн байж болох юм.

500 сая жилийн настай тайлбар: тархины хөндлөн утас

Эдгээр мэдрэлийн замуудыг нэгтгэн үзвэл тархины ийм ховор бүтцийн талаар гайхмаар тайлбар руу чиглэж байна.

Судлаачид анхны харааны хэлхээнүүд мэдрэхүйн болон хөдөлгөөний замууд мэдрэлийн системийн эсрэг талд зохион байгуулагдах хэв маягийг бий болгосон гэж үздэг. Хожим үүссэн хэлхээнүүд хувьсахдаа энэ бүтцийг өвлөн авсан байж магадгүй, ялангуяа дөрвөн мөчтэй амьтдад.

Амьд сээрэмжтэн бүр харааны хиазм болон эсрэг харааны талбарын мэдээлэлд зохион байгуулагдсан оптик тектумтай байдаг тул судлаачид эдгээр бүтцүүд Кембрийн үед, нэгэн үеийн 538-486 сая жилийн өмнө эрвээхэй эрүүгүй загасанд аль хэдийн байсан гэж таамаглаж байна.

Хэрэв энэ зөв бол тархины хөндлөн холболтын суурь бүтэц хүн төрөхөөс өмнө бараг хагас тэрбум жилийн өмнөөс хөгжиж эхэлсэн гэсэн үг.

Энэ таамаглалыг туршиж болох юм. Судлаачид эртний эрүүгүй загасны чулуужсан тавьнаас хиазм болон оптик тектум байсан эсэх талаар бүтцийн нотолгоо хайж үзэж болно.

Давуу тал биш, өвлөгдсөн шинж үү?

Энэ санаа нь биологийн ховор шинж бүр амьд үлдэх шууд давуу талаас үүссэн гэсэн таамаглалыг эргэлзээтэй болгодог.

Хувьсал ихэвчлэн байгаа бүтцийг шинэчилдэг, огт шинэ систем бүтээдэггүй. Эртний харааны замууд хөндлөн зохион байгуулалтыг бий болгосны дараа энэ бүтэц нэмэлт мэдрэхүй болон хөдөлгөөний хэлхээний хөгжилд нөлөөлсөн байж магадгүй.

Ялангуяа харааны систем (тэр дундаа оптик тектум) хожим гарсан замууд дагах бүтцийн суурь болсон байж магадгүй.

Энэ таамаглалын дагуу тархины хөндлөн холбоо нь биеийн эсрэг талыг удирдах нь мөн чанартаа илүү үр дүнтэй байсных биш байж болно. Харин эдгээр нь хувьсал дахин дахин ашигласан эртний бүтцийн үргэлжилсэн нөлөөг тусгаж байж магадгүй юм.

Энэ нь мэдрэлийн систем хувьслын түүхээ хадгалдаг хамгийн удаан үргэлжилсэн жишээнүүдийн нэг байж болно. Тархины хоёр хагас ба биеийн эсрэг талын хоорондын гайхалтай харилцаа эцэстээ 500 сая жилээс илүү настай амьтдын харааны системд эхтэй байж магадгүй юм.