manusia otak kecil adalah salah satu struktur otak terbesar yang merupakan bagian dari sistem saraf . Ini mewakili sekitar 10% dari berat otak dan mungkin berisi sekitar lebih dari setengah neuron di otak.
Secara tradisional, telah dikaitkan peran penting dalam pelaksanaan dan koordinasi tindakan motorik dan pemeliharaan tonus otot untuk kontrol keseimbangan, karena posisinya dekat dengan motor utama dan jalur sensorik.
Namun, selama beberapa dekade terakhir, ilmu saraf klinis telah sangat memperluas pandangan tradisional tentang otak kecil sebagai koordinator fungsi motorik belaka .
Minat penelitian saat ini difokuskan pada partisipasi otak kecil dalam proses kognitif yang kompleks, seperti fungsi eksekutif, pembelajaran, memori , fungsi visuospasial atau bahkan berkontribusi pada lingkup emosional dan area linguistik.
Visi baru tentang fungsi otak kecil ini didasarkan pada studi rinci tentang strukturnya, dan di samping analisis studi cedera pada hewan dan manusia melalui teknik neuroimaging yang berbeda saat ini.
Indeks artikel
Ilmu urai
Otak kecil berwarna biru
Lokasi
Struktur luas ini terletak di bagian kaudal, setinggi batang otak, di bawah lobus oksipitalis dan ditopang oleh tiga batang serebelar (superior, tengah, dan inferior) yang menghubungkannya dengan batang otak dan seluruh struktur lainnya.
Struktur eksternal
Otak kecil, otak sejenisnya, ditutupi dalam semua ekstensi eksternal oleh otak serebelum itu sangat dilipat.
Mengenai struktur eksternal, ada klasifikasi yang berbeda berdasarkan morfologi, fungsi atau asal filogenetiknya. Secara umum, otak kecil dibagi menjadi dua bagian utama.
Di garis tengah adalah vermis yang membagi dan menghubungkan dua lobus lateral , atau belahan otak kecil (kanan dan kiri). Selain itu, ekstensi lateral vermis pada gilirannya dibagi menjadi 10 lobus yang diberi nomor dari I hingga X, yang paling superior. Lobus ini dapat dikelompokkan menjadi:
- Lobus anterior : lobus IV.
- Lobus posterior atas : VI-VII
- Lobus posterior bawah : VIII-IX
- Lobus Flocculonodular : X.
Selain klasifikasi ini, penelitian terbaru menyarankan pembagian otak kecil berdasarkan berbagai fungsi yang dimodulasinya. Salah satu skema yang diusulkan oleh Timman et al., (2010), yang secara hipotetis memberikan fungsi kognitif ke area lateral, fungsi motorik ke area perantara, dan fungsi emosional ke area medial otak kecil.
Struktur internal
Permukaan otak kecil.
Mengenai struktur internal, korteks serebelum menyajikan organisasi cytoarchitectural yang seragam di seluruh struktur dan terdiri dari tiga lapisan:
Lapisan molekuler atau luar
Sel stelata dan sel keranjang ditemukan di lapisan ini, selain pohon dendritik sel Punkinje dan serat paralel.
Sel stelata membentuk sinapsis dengan dendrit sel Punkinje dan menerima masukan dari serat paralel. Di sisi lain, sel-sel keranjang memperpanjang akson mereka di atas beberapa sel Purkinje, memancarkan cabang pada mereka dan juga menerima rangsangan dari serat paralel. Pada lapisan ini juga terdapat dendrit sel Golgi yang somanya terletak pada lapisan granular.
Sel Purkinje atau lapisan perantara
Ini dibentuk oleh badan sel Purkinje, yang dendritnya ditemukan di lapisan molekuler dan aksonnya diarahkan ke lapisan granular melalui inti dalam otak kecil. Sel-sel ini adalah jalan keluar utama ke korteks serebral.
Lapisan granular atau dalam
Ini terutama terdiri dari sel granular dan beberapa interneuron Golgi. Sel granula memperpanjang aksonnya ke dalam lapisan molekul, di mana mereka bercabang untuk membentuk serat paralel. Selain itu, lapisan ini merupakan jalur informasi dari otak melalui dua jenis serat: berlumut dan memanjat.
Selain korteks, serebelum juga terdiri dari zat putih di dalamnya, di mana empat pasang inti serebelar dalam terletak : fastigial , globose, emboliform dan dentate nuclei . Melalui nukleus ini , serebelum mengirimkan proyeksinya ke luar.
- Nukleus fastigial : menerima penonjolan dari regio medial serebelum, vermis.
- Nukleus interposed (globose dan emboliform): menerima proyeksi dari daerah yang berdekatan dari vermis (daerah paravermal atau paravermis).
- Nukleus dentata: menerima proyeksi dari hemisfer serebelar.
Aferen dan eferen serebelum
Informasi mencapai otak kecil dari berbagai titik sistem saraf: korteks serebral, batang otak dan sumsum tulang belakang, dan juga diakses terutama melalui batang tengah dan pada tingkat lebih rendah melalui batang bawah.
Hampir semua jalur aferen serebelum berakhir di lapisan granular korteks dalam bentuk serabut berlumut . Jenis serat ini merupakan masukan utama informasi ke otak kecil dan berasal dari inti batang otak dan bersinaps dengan dendrit sel Purkinje.
Akan tetapi, nukleus olivarius inferior menyebarkan proyeksinya melalui serabut – serabut panjat yang membentuk sinapsis dengan dendrit sel granula.
Selain itu, rute utama keluarnya informasi dari otak kecil berjalan melalui inti dalam otak kecil. Ini memperluas proyeksi mereka ke batang otak serebelar superior yang akan memproyeksikan kedua area korteks serebral dan pusat motorik batang otak.
Fungsi otak kecil
Seperti yang telah kita tunjukkan, pada awalnya, peran otak kecil disorot karena keterlibatan motoriknya. Namun, penelitian terbaru menawarkan bukti berbeda tentang kemungkinan kontribusi struktur ini terhadap fungsi non-motorik.
Ini termasuk kognisi, emosi, atau perilaku; berfungsi sebagai koordinator proses kognitif dan emosional, karena struktur ini memiliki hubungan yang luas dengan daerah kortikal dan subkortikal yang tidak diarahkan hanya ke daerah motorik.
Serebelum dan fungsi motorik
Otak kecil menonjol sebagai pusat koordinasi dan organisasi gerakan. Bersama-sama, ia bekerja dengan membandingkan perintah dan respons motorik.
Melalui koneksinya ia menerima informasi motorik yang diuraikan di tingkat kortikal dan pelaksanaan rencana motorik dan bertanggung jawab untuk membandingkan dan mengoreksi perkembangan dan evolusi tindakan motorik. Selain itu, ia juga bertindak dengan memperkuat gerakan untuk mempertahankan tonus otot yang memadai saat mengubah posisi.
Studi klinis yang memeriksa patologi serebelar secara konsisten menunjukkan bahwa pasien dengan gangguan serebelar memiliki kelainan yang menghasilkan sindrom motorik, seperti ataksia serebelar, yang ditandai dengan inkoordinasi keseimbangan, gaya berjalan, gerakan anggota badan dan mata serta disartria di antara gejala lainnya.
Di sisi lain, sejumlah besar penelitian pada manusia dan hewan memberikan banyak bukti bahwa otak kecil terlibat dalam bentuk spesifik pembelajaran motorik asosiatif, pengkondisian kedipan klasik . Secara khusus, peran otak kecil dalam mempelajari urutan motorik disorot .
Otak kecil dan kognisi
Otak kecil berwarna kuning
Mulai tahun delapan puluhan, berbagai studi anatomi dan eksperimental dengan hewan, pasien dengan kerusakan otak kecil, dan studi neuroimaging menunjukkan bahwa otak kecil memiliki fungsi yang lebih luas, terlibat dalam kognisi.
Oleh karena itu, peran kognitif otak kecil akan terkait dengan keberadaan koneksi anatomis antara otak dan daerah otak kecil yang mendukung fungsi yang lebih tinggi.
Studi dengan pasien cedera menunjukkan bahwa banyak fungsi kognitif terpengaruh, terkait dengan spektrum gejala yang luas seperti gangguan proses perhatian, disfungsi eksekutif, perubahan visual dan spasial, pembelajaran dan berbagai gangguan bahasa.
Dalam konteks ini, Shamanhnn et al (1998) mengusulkan sebuah sindrom yang akan mencakup gejala non-motorik yang disajikan oleh pasien dengan kerusakan serebelar fokal , yang disebut sindrom serebelar kognitif-afektif (ACS), yang akan mencakup defisiensi dalam fungsi eksekutif, visual-spasial. keterampilan berbahasa, gangguan afektif, disinhibisi, atau ciri psikotik.
Secara khusus, Schmahmann (2004) mengusulkan bahwa gejala atau sindrom motorik muncul ketika patologi serebelar mempengaruhi area sensorimotor dan sindrom SCCA ketika patologi mempengaruhi bagian posterior hemisfer lateral (yang berpartisipasi dalam pemrosesan kognitif) atau di vermis (yang berpartisipasi dalam regulasi emosi). ).
Otak kecil dan area emosional
Karena hubungannya, otak kecil dapat berpartisipasi dalam sirkuit saraf yang memainkan peran penting dalam pengaturan emosi dan fungsi otonom.
Studi anatomi dan fisiologis yang berbeda telah menggambarkan hubungan timbal balik antara otak kecil dan hipotalamus, talamus, sistem retikuler, sistem limbik, dan area asosiasi neokorteks.
Timmann et al (2009) dalam penelitiannya menemukan bahwa vermis memelihara hubungan dengan sistem limbik, termasuk amigdala dan hipokampus , yang akan menjelaskan hubungannya dengan rasa takut. Ini bertepatan dengan temuan yang diangkat beberapa tahun lalu oleh Snider dan Maiti (1976), yang menunjukkan hubungan otak kecil dengan sirkuit Papez.
Singkatnya, penelitian pada manusia dan hewan memberikan bukti bahwa otak kecil berkontribusi pada pembelajaran emosional asosiatif. Vermis berkontribusi pada aspek otonom dan somatik ketakutan, sedangkan belahan postero-lateral mungkin berperan dalam konten emosional.
Referensi
- Delgado-García, JM (2001). Struktur dan fungsi otak kecil. Pdt Neurol , 33 (7), 635-642.
- Mariën, P., Baillieux, H., De Smet, H., Engelborghs, S., Wilssens, I., Paquier, P., & De Deyn, P. (2009). Gangguan kognitif, linguistik dan afektif setelah infark arteri serebelar kanan superior: Sebuah studi kada. Korteks, 45, 537-536.
- Mediavilla, C., Molina, F., & Puerto, A. (1996). Fungsi non-motorik otak kecil. Psicothema , 8 (3), 669-683.
- Philips, J., Hewedi, D., Eissa, A., & Moustafa, A. (2015). Otak kecil dan gangguan kejiwaan. Perbatasan di Kesehatan Umum, 3 (68).
- Schamahmann, J. (2004). Gangguan Cerebellum: Ataksia, Dysmetria of Thoght, dan Sindrom Afektif Kognitif Cerebellar. Jurnal Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences, 16, 367-378.
- Timan, D., Drepper, J., Frings, M., Maschke, M., Richter, S., Gerwing M., & Kolb, FP (2010). Otak kecil manusia berkontribusi pada pembelajaran asosiatif motorik, emosional dan kognitif. Sebuah reiew. Korteks, 46, 845-857.
- Tirapu-Ustárroz, J., Luna-Lario, P., Iglesias-Fernández, MD, & Hernáez-Goñi, P. (2011). Kontribusi otak kecil untuk proses kognitif: kemajuan saat ini. Jurnal Neurologi , 301 , 15.