Tiedätkö miksi valkea aine hermostossamme on niin tärkeää?

4 minuuttia

Kirjoittanut ja tarkastanut psykologi Gema Sánchez Cuevas

Viimeisin päivitys: 20 helmikuuta, 2024

Valkea aine on vastuussa informaation välittämisestä koko keskushermoston kautta. Sen nimi on peräisin sen ympärillä olevasta valkoisesta myeliinivaipasta. Myeliini auttaa sähköistä informaatiota matkustamaan nopeasti yhdestä hermosolusta toiseen, ja se peittää hermosolujen viejähaarakkeet.

Aivoissa valkea aine sijaitsee harmaan aineksen alapuolella, joka on aivokuori, kun taas selkäytimessä se peittää harmaa aineksen. Aksonit eli viejähaarakkeet lähettävät aistinvaraista ja motorista informaatiota asianmukaiseen paikkaan, luoden valkeaa ainetta. Vaikka ennen vaikutti siltä että se vain lähetti informaatiota, nyt vaikuttaa siltä että se suorittaa myös muitakin prosesseja.

Valkean aineen sijainti keskushermostossa

Tarkkaan ottaen aivopuoliskojen valkea aine koostuu kolmesta eri kuituaineesta:

Interhemisfeeriset kommissuraaliset reitit ovat kuituaineita, jotka yhdistävät molemmat aivopuoliskot. Nämä koostuvat osittain etukannaksesta, joka yhdistää hajukäämit ohimolohkoon. Myöskin aivokurkiaiseen, joka yhdistää oikean ja vasemman aivopuoliskon toisiinsa. Jos aivokurkiainen jakautuu, suurin osa siitä kommunikaatiosta, jota tapahtuu aivopuoliskojen välillä, keskeytyy.
Projektiokuidut: Nämä ovat aksoneita, jotka pääsevät aivokuoren sisään ja ovat suurella alueella, joka laajenee molemmille aivopuoliskoille.
Assosisaatiokuidut: Nämä ovat aksoneita, jotka yhdistävät aivokuoren eri alueet samaan aivopuoliskoon.

Selkäydin on keskushermoston suurin osa, ja se on jatkuvasti tekemisissä perifeerisen hermoston kanssa ja se on todella tärkeä aistinvaraisten ja motoristen toimintojen kannalta. Selkäranka suojelee sitä, ja se on vastuussa kaikkien iskujen pehmentämisestä, jotka voisivat aiheuttaa selkäytimen vahingoittumisen. Valkea aine on sen ulkopuolella, peittäen harmaan aineksen. Valkea aine selkäytimessä on kolmessa sarakkeessa: dorsaalisessa, lateraalisessa ja ventraalisessa.

Selkärangan hermojen somaattiset afferentit kuidut, jotka suuntautuvat ylöspäin ydintä pitkin ilman lainkaan synapseja, muodostavat taaemman tai dorsaalisen kolumnin. Se on kahdessa nipussa, kielimäisessä tai sirossa. Ensimmäinen nippu, kielimäinen, on eri kanavien muodostama, jotka läpäisevät selkärangan ylemmän osan segmentit (rintakehän selkäranka ja kaula). Seuraava, siro nippu, läpäisee selkärangan alemmat osat (sakraalinen selkäranka, lanneselkäranka ja alempi rintakehän selkäranka).
Ventraalinen ja lateraalinen valkea aine on nousevien reittien muodostama, joka kantaa sekä somaattista että viskeraalista informaatiota, ja laskevien reittien muodostama, joka lähettää somaattista informaatiota ja aistinvaraista modulaatiota.

Suhde kognitiivisiin toimintoihin

Perinteisesti valkea aine yhdistettiin nopeuden prosessoimiseen, mutta viime vuosina tutkijat ovat tarkastelleet mikä on sen suhde kognitiivisiin toimintoihin, sillä sen rappeutuminen näyttää vaikuttavan niihin. On useita tutkimuksia, jotka ovat tarkastelleet valkean aineen roolia kielessä, muistissa tai tarkkaavaisuudessa.

Esimerkiksi lapsilla, jotka kärsivät tarkkaavaisuushäiriöistä, on pienempi määrä valkeaa ainetta. Vaikuttaa siltä, että oikean otsalohkon valkea aine korreloi kykyä kiinnittää huomiota johonkin asiaan pidemmän aikaa. Alzheimerin tautia sairastavissa potilaissa ja lievästä kognitiivisesta vajaatoiminnasta kärsivissä potilaissa on olemassa merkittävää korrelaatiota valkean aineen ja muistin välillä. On kuitenkin mahdollista, että valkean aineen rappeutumista tapahtuu, sillä henkilö kärsii myös harmaan aineksen rappeutumisesta.

Jos ne kuidut, jotka yhdistävät talamuksen frontaaliseen aivokuoreen irtaantuvat, se voi vaikuttaa verbaaliseen muistiin ja vahingoittaa työmuistia. Toisaalta, oppiminen ja visuaalinen muisti on tavallisesti yhdistetty parietaaliseen ja temporaaliseen valkeaan aineeseen. Korrelaatio työmuistin ja temporaalisen, parietaalisen ja frontaalisen valkean aineen välillä ilmenee useissa eri tutkimuksissa.

Diffuusi aksonaalinen vahinko

Diffuusi aksonaalinen vahinko on usein trumaattisen tapaturman tulos, johon sisältyy kiihtyvyys-hidastuvuutta tai rotaatiota. Se on yksi yleisimmistä sairauden aiheuttajista potilailla, jotka kärsivät traumaattisista aivovaurioista, jotka on tavallisimmin auto-onnettomuuksien aiheuttamia. Se koostuu lukuisista keskeisistä vammoista valkeassa aineessa noin 1-15 mm välillä toisistaan.

Tämän seurauksena on välitön tajunnan menetys. yli 90 % tästä kärsivistä potilaista pysyvät vegetatiivisessa tilassa. Se ei aiheuta kuolemaa, sillä aivorunko jatkaa toimintaansa ja se on vastuussa elimistön elintärkeistä toiminnoista. Se on vastuussa useimmista muutoksista tarkkaavaisuudessa, muistissa, nopeuden prosessoimisessa, ja muutoksissa kohtalaisissa ja vaikeissa kranioensefaliittisissa traumoissa.

Trauma saa aikaan venymistä, vääntymistä ja repeämiä aksoneissa ja aivojen kapillaareissa, aiheuttaen mikroaivoverenvuotoa. Kliinisestä näkökulmasta se saa aikaan hämmennystä, tajunnan menetystä tai koomaa, riippuen sen vakavuudesta, sillä trauma häiritsee näitä. Irtaantumisen aste määrittää kooman vakavuuden ja keston ja post-traumaattisen amnesian keston.

Neuropsykologisesti diffuusi aksonaalinen häiriö heikentää kykyä suorittaa uutta oppimista ja se aiheuttaa muutoksia tarkkaavaisuudessa, informaation prosessoinnin nopeudessa ja eksekutiivisissa toiminnoissa. Frontaaliset toiminnot muuttuvat, sillä ne edellyttävät kaikkia kuoriluu-aivokuoren ja kuoriluu-subkortikaalisia piirejä, ja nämä ovat niitä, joihin tämä häiriö vaikuttaa.

Sairaudet, jotka aiheutuvat valkean aineen rappeutumisesta

On olemassa sairauksia, jotka ilmenevät johtuen valkean aineen rappeutumisesta, ja joilla voi olla vakavia seurauksia kognitiivisella, motorisella ja aistinvaraisella tasolla. Yksi näistä Binswangerin tauti. Tässä ulkoinen aivojen toiminta on tavallisesti normaalia, mutta harmaan aineen ja valkean aineen suhde on tavallisesti alhainen.

Binswangerin tauti ilmenee, kun aksonit menettävät niiden myeliininsa. Tavalliset oireet ovat hidas ajatteleminen, muistin muutokset, hämmennys, apatia, ja mielenkiinnon puute ympäristöä kohtaan. Käveleminen pienin askelin tai epävakaa käveleminen ovat varhaisia merkkejä tästä sairaudesta.

Leukodystrofiat ovat myös sairauksia, jotka vaikuttavat valkeaan aineeseen. Ne ovat ryhmiä geneettisesti määriteltyjä sairauksia, jotka saavat aikaan muutoksia myeliinin metabolismissa. Kaikkein yleisimmät kliiniset ilmentymät ovat tetraplegia, ataksia, sokeus, kuurous ja kognitiivinen vajaatoiminta. Nämä ovat progressiivisia, ja alkavat jo lapsuudessa.

Kuten olemme tässä artikkelissa huomanneet, valkea aine on perusteellinen osa hermostoamme. Se hoitaa informaatiota jonka aivomme vastaanottavat, mutta se on myöskin kommunikaation kanava, joka antaa ohjeita eri elimille. Oiva määrä valkeaa ainetta, joka on hyvässä tilassa, auttaa meitä tarkkaavaisuutemme ja nopeutemme kanssa, jonka avulla suoritamme eri kognitiivisia prosesseja, kuten päätöstentekoa tai uuden oppimisen lisäämistä.