BEYİN SAPI SEREBELLUM Prof Dr Süheyla ÜNAL

Beyin sapı Baş, boyun ve yüzün duyusal girdilerini, motor kontrolünü sağlar. İşitme, denge, tat gibi özelleşmiş duyulara ait bilgilerin giriş kapısıdır. Parasempatik reflekslere aracılık ederek kardiyak output, kan basıncı azalması, barsak hareketleri artışı, pupilla daralması gibi etkinliklere neden olur.

Beyin sapı

Beyin sapı Çatı tabakası Tegmentum Bazal tabaka

Çatı tabakası Orta beyin Medulla oblongata Nucleus Gracilis & Cuneatus Superior Colliculus: görme Inferior Colliculus: işitme Medulla oblongata Nucleus Gracilis & Cuneatus ayırdedici dokunma duyusu cf. Serebellum: denge

Çatı tabakası A. koku B. görme C. işitme D. Denge E. Ayırdedici dokunma duyusu 1. epitalamus 2. superior colliculus 3. inferior colliculus 4. serebellum 5. nucleus gracilis et cuneatus

Tegmentum Kraniyal sinir çekirdekleri Medial Vestibular Nucleus Spinal Tract Nucleus of V, pars interpolaris Precerebellar çekirdekler Accessory Cuneate Nucleus Nucleus of Roller, Nucleus Interfascicularis Hypoglossi Retiküler Formasyon Lateral Reticular Nucleus, subtrigeminal portion Sınıflandırılmamış çekirdekler Area Postrema Yollar

Tegmentum Retiküler Formasyon A B C D A. Raphe Nuclei B. Central Nuclear Group C. Lateral D. Precerebellar Reticular Nuclei A B C D

Bazal tabaka Pons Pontin çekirdekleri Transverse Pontine Fiber Longitudinal Pontine Fiber (Piramidal yol)

Beyin sapı çıkan yolları Bedenden gelen dokunma ve proprioception Posterior White Colum-Medial Lemniscal Pathway Bedenden gelen ağrı ve ısı Spinothalamic Tract cf. Spinoreticular or Spinoreticulothalamic Tract Yüzden gelen genel duyumlar Trigeminothalamic Tracts Tad, işitme ve denge yolları

İnen yollar Rubrospinal yol Tectospinal yol Vestibulospinal yol Reticulospinal yol pontin and meduller İnen otonomik yol

RAS – retiküler aktivatör sistem Bilinçlilik ve uyanıklılık Zayıf ve tekrarlayan uyarıları filtreleme

Retiküler formasyon Uyku/uyanıklık Kas tonusu Ağrı modülasyonu

Çıkan retiküler aktivatör sistem

RAS’ın nörotansmitterleri GABA-Düzenleyici Bazal önbeyin ACh -  Uyarım ventral retiküler formasyon NE -  Uyarım lokus seruleus 5HT -  Uyarım Rafe çekirdeği

RAS’tan yaygın dağılım -> uyarım Talamus ve kortekse ‘spesifik’ duyusal uyarılar Bazal önbeyin “Spesifik olmayan” duyusal kollateral aksonlar Talamus Ön akım Arka akım

Talamus BF RF CSA

KORTEKS ARAS Kortikal aktivatörler MEDİAL LİMBİK FRONTAL THALAMUS TALAMUS SİSTEM LOB ARAS LOKUS PERİAQU SERULEUS GRAY

BAĞLANTI AFFERENT EFFERENT EFFERENT AFFERENT DIŞ DÜNYA

SANATÇI BAĞLANTI AFFERENT EFFERENT DIŞ DÜNYA

ATLET, GİRİŞİMCİ BAĞLANTI EFFERENT AFFERENT DIŞ DÜNYA

FİLOZOF, MATEMATİKÇİ BAĞLANTI EFFERENT AFFERENT DÜNYA

Serebellum

Serebellum Korteks Üç çift çekirdek fastigial interpositus dentate

Serebellum- nöronal yapı

Purkinje hücresi İnternöronlar Granül hücresi PH serebellar korteksten derin çekirdeklere inhibitör girdi taşır Tırmanan hücreler Mossy fibrilleri

Derin serebellar çekirdekler Afferentler Efferentler

Serebellumun girdileri Tırmanan fibriller Oliver kompleksteki nöronlardan yükselir İnferior serebellar pedünkülde ilerler Mossy fibrilleri Olive kompleksi dışındaki medulla, kord, ponstan (basiller pontine çekirdek)çıkar. İnferior ve middle serebellar pedünkülde ilerler Her ikisinden gelen girdiler serebellar kortekse ve derin serebellar çekirdeklere ulaşır

Serebellum-işlevsel bölümler serebroserebellum hemisferler neoserebellum spinoserebellum vermis ve ara zon paleocerebellum vestibuloserebellum nodulus ve flocculi archicerebellum

Serebellumun bağlantıları Serebellumun afferent bağlantıları Serebellumun efferent bağlantıları

Serebellar çıktılar Dentate N Vestibular N Motor yönetim Fastigial N. Orta inen sistemlere Interposed N Yan inen sistemlere Motor planlama Dentate N Motor ve premotor kortekse Denge& Göz hareketleri Vestibular N Vestibüler çekirdeğe

Serebroserebellar çıktılar Serebral korteksin sensorimotor ve bağlantı alanları İnternal kapsülde ilerleyerek serebral pedünküle ve ponsa uzanır Kontralateral orta serebellar pedünküle çaprazlayarak geçer PK’yi uyaran moosy fibrilleri olarak sonlanır

Serebroserebellar bağlantıların işlevleri Ekstremitelerin motor programlarını planlamak ve başlatmak Lateral hemisferler hızlı ekstremite hareketlerini ve ustalık gerektiren ince hareketlerin kontrolünü sağlar İleri besleme döngüsü sağlayarak, oluşacak hareketi modifiye etmek Dendat nükleus birincil motor korteksin aktivitesini başlatmada, hareketin planlanmasında, hazırlanmasında ve zamanlamasında önemli rol oynar

Serebroserebellar bağlantılar SMA PMA PP Dentate Nükleus Motor eylem Serebro- serebellum Motor Korteks Spinal kord V-L LCST SMA- supplementary motor area, PMA- premotor area, PP- posterior parietal, MI- primary motor cortex LCST-Lateral corticospinal tract

Spinoserebellar girdiler Bedenden gelen hareket ve pozisyon duyularını taşımak - Arka spinoserebellar yol Gövde ve bacaklardan gelen somatosensoriyel girdiler - Kuneoserebellar yol Boyun ve kollardan gelen somatosensoriyel girdiler

Spinoserebellar bölgenin işlevleri Ara bölge Kol ve bacağın motor kontrolü Süregiden hareketin yönetimi Vermis Gövdenin motor kontrolü

Geribildirim döngüsü Spinoserebellum Fastigial N Interposed N Birincil Motor Korteks Geribildirim döngüsü Spinoserebellum Fastigial N Interposed N Vestibüler N Retiküler N Birincil Motor Korteks Medial motor sistem Red Nükleus Proprioceptors Lateral motor sistem Spinal Kord Motor eylem Spinal korddan kas etkinliği ve beden pozisyonu ile ilgili duyusal bilgileri, birincil motor korteksten motor program bilgilerini alır Çıktıları inen motor korteks ve beyin sapı motor sistemlerini etkiler Motor hareketin devamı sırasında bu bilgiler kullanılır

Vestibuloserebellar bölgenin işlevleri Aksiyal kontrol – yürüyüş ve postürü düzenlemek Baş hareketlerinin kontrolünü yapmak Vestibular reflekslerin ince ayarını yapmak -vestibulooküler refleks (VOR) Tarayıcı göz hareketlerinin ince ayarını yapmak

Serebellumun işlevleri Kas tonüsünün düzenlenmesi, beceriye dayanan istemli hareketlerin koordinasyonu İstemli hareketin planlanması ve başlatılması Vestibüloserebellum Dengenin sürdürülmesi, Göz hareketlerinin kontrolü Spinoserebellum Serebroserebelum

Serebellumun bilişsel işlevleri Bilgi işleme süreçlerinde danışmanlık, hata tarama, saptama ve düzeltme Seçici dikkat Hareketlerin zamanlaması Öğrenme, bellek Dil, konuşma

Hata tarama

Seçici dikkat Frontal, parietal korteksler, talamus ve retiküler alanlar yanısıra serebellumun da seçici dikkatte rolü vardır. Önceden işlenmesi gereken bilgiler hızla ele alınmak zorunda olduğu durumlarda serebellum devreye girer

Motor davranış

Motor öğrenme motor adaptasyon (davranışın özelliği değişmez) bir hareketi giderek daha hızlı ama daha az etkinlikte yapmak motor beceri (davranışın özelliği değişir) hareketin becerisinde ve etkinliğinde de artış

Motor öğrenme serebellum temel olarak zamanlama ve sekanslamada bilinen organizatör işlevi ile motor davranışın bileşenlerini uygun olarak bağlamak yolu ile motor öğrenmede rol almaktadır

Motor öğrenme Motor becerilerin öğrenilmesi Tırmanan fibrillerin aktivitesi motor öğrenme sırasında artar İstenilen davranış ile o andaki davranış karşılaştırılır, hatalar düzeltilir LTD- long term depression Tırmanan fibrillerle mossy fibrilleri paralel olarak etkinliklerini azaltırlar Derin serellar çekirdekler dezinhibe olur Serebellar çıktı artar

Zamanlamadaki rolü periodik hareketlerde yeni hareketin oluşturulmasında zamanlamadan lateral serebellumun sorumlu medial bölgeler, hareket sırasındaki hata beklenti ve düzeltmeleriyle ilişkili olarak zamanlamaya katkıda bulunur

Lisan oluşumunda rolü lisanın motor nitelikleri -anterior serebellumun paravermal bölgesi yüklem üretimi, sinonim üretme, uyaklı kelime üretme, kök tamamlama ve tercüme gibi lisan fonksiyonları sintaktik işlemlemede çok çeşitli lisan fonksiyonlarının bir araya getirilmesi, belli bir zaman ve sıralama organizasyonu

Serebellar kognitif afektif sendrom Akut ve iki taraflı posterior serebellar ve vermis lezyonlarında yürütücü bilişsel işlev bozuklukları (planlama, soyutlama, işleyen bellek işlevleri gibi) dikkat bozuklukları (dikkati gerekli yer ve zamanda oluşturamamak, perseverasyonlar) lisan oluşumunda bozukluklar (agramatizm, hafif derecede anomi, disprozodi gibi) kişilik değişiklikleri (duygulanımda küntlük veya disinhibe, uygunsuz davranışlar gibi)

Kaynaklar Donald B. Katz DB, Steinmetz JE. Psychological Functions of the Cerebellum. Behavioral and Cognitive Neuroscience Reviews. Volume 1 Number 3, September 2002 229-241 Elibol B (2003) Sinaps kavşağında psikiyatri IV. Güz Okulu Seminerleri- Borçka