טגמנטום

טגמנטום
**Tegmentum**
שיוך	גזע המוח
מזהים
מזהה נרולוקס	birnlex_1031

הטגמנטום (אנגלית: Tegmentum) מהווה את האזור המרכזי של גזע המוח ועובר בכל אחת משלוש רמותיו: המוח המוארך (Medulla oblongata), הגשר (Pons) והמוח האמצעי (Midbrain)^[1]^[2]. הוא מורכב מחומר לבן רב המחבר בין חוט השדרה לבין אזורי מוח גבוהים יותר, וכן מחומר אפור המרכיב מספר מבנים מוחיים וגרעינים מרכזיים. בין אלו ניתן למצוא את עצבי הגולגולת, את הגרעין האדום (Red nucleus), החומר השחור ותצורת הרשת^[3]^[4]^[5]^[2]^[1]. נוסף למבנים עיקריים אלו, הטגמנטום הוא מיקומו של גרעינים ומבנים מוחיים רבים כדוגמת הגרעין הרוסטרלי-מדיאלי (Rostro-medial tegmental nucleus; RMTg)^[6] והטגמנטום הדורסלי-לטראלי (Lateral dorsal tegmental region)^[6]^[2], הקשורים בתפקודי מערכת התגמול. הטגמנטום אחראי על תפקודים חשובים כגון תפיסת כאב, תפקודי תנועה ושליטה בתהליכים של ערות ושינה^[7]^[8]^[9]. יתרה מכך, הטגמנטום קשור בהתמכרות לחומרים^[6], התפתחות מחלת פרקינסון^[5]^[2] ושינויים מוחיים בתגובה לחשיפה לדחק^[10].

מיקום

הטגמנטום מהווה את האזור המרכזי של גזע המוח, המצוי ונטרלית לטקטום ולמערכת חדרי המוח, ודורסלית לבסיס גזע המוח (Basis). הטגמנטום עובר לכל אורכו של גזע המוח, ובעל מופע בכל אחת מרמותיו (מלמטה למעלה): תחילתו במוח המוארך (מיילנצפלון, Medulla-oblongata), ממנו ממשיך הטגמנטום הלאה לגשר (Pons) ולאחר מכן למוח האמצעי (מזנצפלון). לבסוף מסתיים הטגמנטום בחלקו התחתון של הדיאנצפלון^[1].

חלוקה

את הטגמנטום ניתן לחלק בשני אופנים. ראשית, ניתן לבחון את הטגמנטום על פי חלקו הדורסלי (גבי) והונטרלי (גחוני), כאשר כל צד מכיל גרעינים מובחנים; הטגמנטום הדורסלי מכיל את מרבית גרעיני עצבי הגולגולת, מוטוריים וסנסוריים כאחד. הטגמנטום הוונטרלי מכיל גרעינים מוטוריים מרכזיים נוספים כגון החומר השחור (Substantia nigra) והגרעין האדום (Red nucleus)^[2]^[1]. יתר על כן, מרבית החומר הלבן (האקסונים) של גזע המוח עובר במרכזו של הטגמנטום. אקסונים אלו מתחלקים לשני סוגים של מסלולים עצביים: מסלולים עצביים יורדים, האחראים על נתינת פקודות מוטוריות של המערכת המוטורית, וכן מסלולים עצביים עולים, אשר מעבירים את כל המידע החישתי הנקלט במערכת העצבים ההיקפית אל הקורטקס. מסלולים עצביים אלו מוקפים על ידי תצורת הרשת (Reticular formation), הנפרשת לאורכו של הטגמנטום^[1]. שנית, ניתן לחלק את הטגמנטום על פי רמות גזע המוח השונות:

הטגמנטום של המוח המוארך (Tegmentum of the medulla oblongata)

המוח המוארך מהווה את המבנה המוחי המחבר בין חוט השדרה לבין הגשר. הוא נמצא בחלקו האמצעי של עצם העורף ומאחוריו נמצא המוחון (Cerebellum). המוח המוארך מכיל כמויות גדולות של חומר לבן הממשיך את חוט השדרה, ובכך מעביר את מרבית המידע העובר בין חוט השדרה לבין אזורי מוח גבוהים יותר. נוסף לזאת, המוח המוארך מכיל גרעינים חשובים השולטים בתפקודים חיוניים של הגוף כגון נשימה, קצב לב ולחץ דם^[2]^[1].

הטגמטום ברמה זו של גזע המוח מצוי בחלקו הדורסלי של המוח המוארך. הוא מכיל ומהווה את מיקומם של ארבעת העצבים הגולגולתיים האחרונים, המשמשים את אזור הראש והצוואר; עצב הלשון והלוע (IX), העצב התועה (X), עצב הלוואי (XI) ועצב תת-הלשון (XII). בנוסף, בטגמנטום של המוח המוארך ניתן למצוא את ראשיתה של תצורת הרשת - כאשר קצהה התחתון של תצורת הרשת מצוי בקו האמצע של חלקו העליון של המוח המוארך^[2]^[1].

הטגמנטום של הגשר (בסגול): מצוי מעל למוח המוארך ומתחת למוח האמצעי.

הטגמנטום של הגשר (Pontine tegmentum)

הגשר ממוקם מעל למוח המוארך ומתחת למוח האמצעי, ומקבל את שמו עקב הדמיון הוויזואלי לגשר אשר מחבר בין שתי ההמיספרות במוח. הגשר אחראי בין היתר להעברת המידע מן המוח המוארך לאזורי מוח גבוהים יותר, כמו לצרבלום. חלקו הוונטרלי של הגשר, אשר נקרא גם "הגשר הבזלי" (Basal Pons), הוא מרכזי בסיפוק הקישוריות הנרחבת המחברת בין הקורטקס לבין הצרבלום. קישוריות זו תורמת ליעילותן המקסימלית של ביצוע פעולות מוטוריות. חלקו הדורסלי של הגשר (Dorsal pons), מהווה את אזור הטגמנטום ברמה זו של גזע המוח. על כן, אזור זה של הגשר נקרא לעיתים גם "הטגמנטום של הגשר" (Pontine tegmentum) והוא בעל מאפיינים המשותפים לשאר רמות גזע המוח: הוא כולל ברובו מסלולים עצביים עולים ויורדים וכן מספר עצבים גולגולתיים. בפרט, אזור זה מהווה את מיקומם של עצבי הגולגולת החמישי עד השמיני: העצב המשולש (V), העצב המצדיד (VI), עצב הפנים (VII) ועצב השמיעה ושיווי המשקל (VIII)^[2]^[1].

הטגמנטום של המוח האמצעי (Midbrain tegmentum)

המוח האמצעי הוא האזור המוחי המחבר בין הגשר (ובאופן כללי יותר, גזע המוח) לבין הדיאנצפלון. חלקו העליון של המוח האמצעי הוא הטקטום, אזור האחראי על תפקודים חשובים של מערכות השמיעה והראייה. חלקו התחתון של המוח האמצעי הוא הטגמנטום, ובאופן ממוקד חלקו של הטגמנטום המאפיין רמה זו של גזע המוח. הטקטום והטגמנטום מופרדים על ידי תעלת המוח (Cerebral aqueduct), דרכה עובר הנוזל המוחי-שדרתי בין החדרים השלישי והרביעי. הטגמנטום של המוח האמצעי הוא מרכזי בחשיבותו עקב הגרעינים והאזורים המוחיים החשובים הרבים המוכלים בו; הגרעין האדום, החומר השחור, ה-PGA (Periaqueductal grey matter) והטגמנטום הגחוני. בנוסף, חלקו הדורסלי מהווה מיקומם של עצבי הגולגולת השלישי והרביעי, הקשורים במוטוריקה של שרירי העיניים: העצב מניע העיניים (III) ועצב הסליל (IV)^[2]^[1].

מבנים עיקריים

המוח האמצעי: גרעינים חשובים. הגרעין האדום, החומר השחור והחומר האפור המרכזי.

חומר אפור מרכזי (Periaqueductal gray matter (PAG

החומר האפור המרכזי (PAG) הוא החומר האפור הסובב את תעלת המוח אשר בטגמנטום של המוח האמצעי. הוא מהווה את מרכז השליטה העיקרי במוח במסלולים העצביים היורדים מהמוח למערכת העצבים ההיקפית הקשורים בתפיסת כאב. אזור זה ניחן במספר רב של קולטנים המגיבים לאופיאטים, וכן עירור חשמלי של אזור זה נמצא כקשור בהפחתה משמעותית בתחושת כאב^[5]^[4]^[2]^[1].

החומר השחור (Substantia nigra)

החומר השחור הוא גרעין גדול הממוקם בטגמנטום של המוח האמצעי ומכיל ריכוז רב של תאים דופמינרגיים, האחראיים לצבעו השחור. הוא מצוי דורסלית לרגליות הבסיס (Basis Peduculi), ומתרחב לאזור התת-תלמי של הדיאנצפלון, בקצהו העליון של הטגמנטום (Subthalamic tegmental region). הגרעין השחור אחראי ליצירת הקישוריות שבין הגרעינים הבאזאליים לבין המוח הקדמי, וקשור בהתנהגויות של חיזוק, התמכרות ותנועה^[5]^[4]^[2]^[1].

הגרעין האדום (Red nucleus)

הגרעין האדום ממוקם בחלקה של תצורת הרשת העוברת בטגמנטום של המוח האמצעי. הוא משתרע מגבולו התחתון של התליל העליון (Superior colliculus) ולתוך האזור התת-תלמי של הדיאנצפלון. הוא קשור בקורדינאציה ואחראי על העברת המידע המוטורי בין חוט השדרה לבין הצרבלום. ניתן לזהותו על ידי צבעו הוורדרד, הנובע מכך שהוא מכיל כלי דם רבים בהשוואה לרקמה המקיפה אותו. הגרעין מקבל את המידע המוטורי מהקורטקס המוטורי הראשוני, והתאים המצויים בגרעין מעבירים מידע זה באמצעות מסלולים מוטוריים היורדים דרך המוח המוארך. חלקם מסתיימים בגרעיני העצבים הגולגולתיים האחראיים על שרירי הפנים, וחלקם ממשיכים אל חלקו הדורסו-לטרלי של חוט השדרה^[5]^[4]^[2]^[1].

תצורת הרשת (Reticular formation)

תצורת הרשת מהווה רשת מורכבת של גרעינים מוחיים וצרורות אקסונים עטופי מיאלין, אשר מסלולם רב-כיווני. נוירונים רבים במסלולים העצביים היורדים העוברים בגזע המוח מקושרים לתצורת הרשת, אשר בתורה שולחת סיגנלים לקורטקס ובכך קשורה בפונקציות חשובות של וויסות תהליכי תודעה, ערות ושינה. תצורת הרשת נפרשת בטגמנטום לאורך קו האמצע של גזע המוח. קצהה התחתון מצוי בחלקו העליון של המוח המוארך וקצהה העליון מצוי לאורך קו האמצע של המוח האמצעי^[3]^[5]^[2]^[1].

הטגמנטום הגחוני (VTA): מצוי בטגמנטום של המוח האמצעי, חלק מהמערכת הדופמינרגית המזולימבית.

הטגמנטום הגחוני (Ventral tegmental area; VTA)

הטגמנטום הגחוני מהווה אוכלוסייה מרכזית נוספת של נוירונים דופמינרגיים במוח האמצעי. הוא מצוי לצידה המדיאלי של תעלת המוח, וממוקם בין החומר השחור לבין הגרעין האדום. נוסף לנוירונים הדופמינרגיים המאפיינים אזור זה, הטגמנטום הגחוני מכיל גם קבוצות של נוירוני גאבא (GABA) וגלוטמט. האקסונים היוצאים מהטגמנטום הגחוני מתקשרים עם אזורי מוח רבים כגון ההיפותלמוס והאמיגדלה, ומייצרים רשת השלכה עצבית הנקראת המערכת הדופאמינרגית המזולימבית (Mesolimbic dopaminergic system). מערכת זו נחקרה רבות בבעלי חיים משום שנמצא כי התרופות האנטגוניסטיות לדופמין אשר משמשות בטיפולים בחולי סכיזופרניה ובהפרעות נפשיות אחרות, חוסמות את פעילותה. השפעתן החמורה ביותר היא תסמונת הדומה למחלת פרקינסון^[6]^[2].

מבנים משניים

הטגמנטום התת-תלמי (Subthalamic tegmental region)

חלקו העליון ביותר של הטגמנטום, העובר מהמוח האמצעי אל הדיאנצפלון. באזור זה מסתיימים הגרעין האדום והחומר השחור^[2]^[1].

הטגמנטום הדורסלי-לטראלי (Lateral dorsal tegmental region)

מהווה את מקור המידע העיקרי של הטגמנטום הגחוני במוח האמצעי. קשור בוויסות התנהגויות של עוררות ותגמול^[6]^[2].

הגרעין הרוסטרלי-מדיאלי (Rostro-medial tegmental nucleus; RMTg)

נקרא גם "זנבו של הטגמנטום הגחוני". ממוקם בטגמנטום הגחוני ומורכב מאוכלוסיית נוירוני גאבא. בשונה מהנוירונים הדופמינרגיים, המרכיבים את מרבית אוכלוסיית הנוירונים של הטגמנטום הגחוני ואשר קשורים במערכות של תגמול, גרעין זה קשור בוויסות התנהגויות אברסיביות: בעוד הפעלתו גורמת לעיכוב שחרור דופמין לסינפסה על ידי הנוירונים הדופמינרגיים של ה-VTA, עיכוב פעילותו גורמת להגברת שחרור הדופמין^[6].

מחלות ופגיעות מוחיות הקשורות בטגמנטום

התמכרות לחומרים

התמכרות לחומרים מהווה הפרעה חמורה במרבית המקומות בעולם. היא קשורה בפעילות המערכת הדופמינרגית המזוטלנצפלית (Mesotelencephalic dopamine system), המתייחסת לתקשורת המוחית שבין נוירוני הטגמנטום הדופמינרגיים של המוח האמצעי (החומר השחור והטגמנטום הגחוני), לבין אזורים של המוח הגדול (טלנצפלון). הטגמנטום הגחוני הוא בעל קשר הדוק לתופעת ההתמכרות, במעורבותו במערכת התגמול ובתגובה לגירויים אברסיביים. באמצעות אוכלוסיית הנוירונים הדופמינרגיים המצויה בו, וכן באמצעות נוירוני הגלוטמט והגאבא המוכלים בו, משפיע הטגמנטום הגחוני על הפרשת הדופמין המכוונת אל גרעין האקומבנס. גרעין זה מעורב בהשפעותיה של מערכת החיזוק על המוח, אשר בתורה משפיעה על התמכרות^[6].

מחלת פרקינסון

מאפייניה הקליניים של מחלת פרקינסון מתבטאים בקשיחות שרירים, רעידות איטיות וברידיקינזיה (דלות תנועה), כגון קושי בייזום תנועות רצוניות וכן בביצוע תנועות לא רצוניות, כגון התנודדות הזרועות בעת הליכה. בעוד הסיבה הישירה להתפתחות המחלה אינה ברורה, נראה כי היא קשורה בניוון הנוירונים הדופמינרגיים המצויים בחומר השחור. באופן ממוקד, הממצא הפתולוגי העקבי ביותר במחלת פרקינסון הוא התנוונות התאים המכילים מלנין באזור הפארס קומפקטה (Pars compacta) של החומר השחור. כאשר נוירונים אלו מתים, ישנם פחות מוליכים עצביים של דופמין הזמינים למערכת המוטורית^[5]^[2].

היבטים קליניים נוספים

שינה

גרעין ה PPT (Pedunculopontine tegmentum) הוא גרעין המצוי בטגמנטום של הגשר, באזור הסמוך לרגליות (Peduncles) של המוח האמצעי. הוא מהווה את אחד המקורות העיקריים של אציטילכולין ושל תחמוצת החנקן, להם חשיבות מרכזית בייצור ותחזוקה של שנת REM (המוכרת בתור שנת החלום). פעילות תאיו הכולינרגיים של הגרעין חשובים לוויסות הנורמטיבי של מצבי ערות ושל שנת REM, כאשר קצב הירייה של שני סוגי נוירונים הקיימים באזור קשורים ביכולת הכניסה לשנת REM ובשימורה. תאי REM-on מגבירים את קצב הירייה לסינפסה במעבר ממצב ערות לשנת גלים איטיים (SWS) ולאחר מכן לשנת REM. תאי Wake-REM-on מגבירים את קצב הירייה הן במעבר לערות והן במעבר לשינה^[9]^[8]^[7].

תגובת דחק (לחץ)

לנוירונים הדופאמינרגיים של הטגמנטום הגחוני ישנו תפקיד חשוב בזיהוי לחץ ובוויסות התנהגות בתגובה לאותו הלחץ. חשיפה ללחץ אקוטי גורמת לשינויים סינפטיים בתאים הדופמינרגיים של הטגמנטום הגחוני, באופן הדומה לשינויים הסינפטיים המתרחשים באזור זה כתוצאה מחשיפה לחומרים ממכרים. כך, נראה כי קיים קשר בין יכולת ניהול וויסות לחץ לבין רשתות מערכת התגמול. שינויים מקבילים אלו המתרחשים לאחר חשיפה ללחץ אקוטי ולאחר נטילת סם עשויים להסביר מדוע לחצים אקוטיים מאיצים את חיפוש הסם לאחר הצריכה^[10].

הערות שוליים

^ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ Fernández-Gil, M. Á., Palacios-Bote, R., Leo-Barahona, M., & Mora-Encinas, J. P. (2010), Anatomy of the brainstem: a gaze into the stem of life, In Seminars in Ultrasound, CT and MRI  (Vol. 31, No. 3, pp. 196-219). WB: Saunders.
^ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ ¹⁵ ¹⁶ ¹⁷ Kiernan, J., & Rajakumar, R., Barr's the human nervous system: an anatomical viewpoint, Lippincott, Williams & Wilkins., 2013
^ ¹ ² Schünke, M., Schulte, E., Schumacher, U., Ross, L. M., & Lamperti, E. D., Thieme atlas of anatomy: General anatomy and musculoskeletal system (Vol. 1), Stuttgart: Thieme, 2006
^ ¹ ² ³ ⁴ Pinel, J. P., Biopsychology, Boston, MA: Pearson, 2011
^ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Manji, H., Connolly, S., Kitchen, N., Lambert, C., & Mehta, A, Oxford handbook of neurology, Oxford University Press, 2014
^ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Oliva, I., & Wanat, M. J. (2016), Ventral tegmental area afferents and drug-dependent behaviors, Frontiers in psychiatry, 7.
^ ¹ ² Datta, S., & Siwek, D. F. (1997), Excitation of the brain stem pedunculopontine tegmentum cholinergic cells induces wakefulness and REM sleep, Journal of neurophysiology, 77 (6), 2975-2988.
^ ¹ ² Datta, S., & Siwek, D. F. (2002)., Single cell activity patterns of pedunculopontine tegmentum neurons across the sleep‐wake cycle in the freely moving rats., Journal of neuroscience research, 70 (4), 611-621.
^ ¹ ² Monti, J. M., Pandi-Perumal, S. R., & Möhler, H. (Eds.)., Gaba and sleep: Molecular, functional and clinical aspects., Springer Science & Business Media, 2010
^ ¹ ² Polter, A. M., & Kauer, J. A. (2014), Stress and VTA synapses: implications for addiction and depression, European Journal of Neuroscience, 39 (7), 1179-1188.

[הערה_מספר_20170705052926:0-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ Fernández-Gil, M. Á., Palacios-Bote, R., Leo-Barahona, M., & Mora-Encinas, J. P. (2010), Anatomy of the brainstem: a gaze into the stem of life, In Seminars in Ultrasound, CT and MRI  (Vol. 31, No. 3, pp. 196-219). WB: Saunders.

[הערה_מספר_20170705052926:1-2] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ ¹⁵ ¹⁶ ¹⁷ Kiernan, J., & Rajakumar, R., Barr's the human nervous system: an anatomical viewpoint, Lippincott, Williams & Wilkins., 2013

[הערה_מספר_20170705052926:4-3] ¹ ² Schünke, M., Schulte, E., Schumacher, U., Ross, L. M., & Lamperti, E. D., Thieme atlas of anatomy: General anatomy and musculoskeletal system (Vol. 1), Stuttgart: Thieme, 2006

[הערה_מספר_20170705052926:2-4] ¹ ² ³ ⁴ Pinel, J. P., Biopsychology, Boston, MA: Pearson, 2011

[הערה_מספר_20170705052926:3-5] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Manji, H., Connolly, S., Kitchen, N., Lambert, C., & Mehta, A, Oxford handbook of neurology, Oxford University Press, 2014

[הערה_מספר_20170705052926:5-6] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Oliva, I., & Wanat, M. J. (2016), Ventral tegmental area afferents and drug-dependent behaviors, Frontiers in psychiatry, 7.

[הערה_מספר_20170705052926:6-7] ¹ ² Datta, S., & Siwek, D. F. (1997), Excitation of the brain stem pedunculopontine tegmentum cholinergic cells induces wakefulness and REM sleep, Journal of neurophysiology, 77 (6), 2975-2988.

[הערה_מספר_20170705052926:7-8] ¹ ² Datta, S., & Siwek, D. F. (2002)., Single cell activity patterns of pedunculopontine tegmentum neurons across the sleep‐wake cycle in the freely moving rats., Journal of neuroscience research, 70 (4), 611-621.

[הערה_מספר_20170705052926:8-9] ¹ ² Monti, J. M., Pandi-Perumal, S. R., & Möhler, H. (Eds.)., Gaba and sleep: Molecular, functional and clinical aspects., Springer Science & Business Media, 2010

[הערה_מספר_20170705052926:9-10] ¹ ² Polter, A. M., & Kauer, J. A. (2014), Stress and VTA synapses: implications for addiction and depression, European Journal of Neuroscience, 39 (7), 1179-1188.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]