Het putamen is een vernauwing van de hersenen die zich precies in het middelste deel van de hersenen bevindt. Samen met de caudate nucleus vormt het een subcorticale regio van de voorhersenen die bekend staat als het striatum.
Aan de andere kant vormt het putamen een andere belangrijke structuur van de hersenen. Samen met de globus pallidus vormt het de extraventriculaire kern van het corpus striatum of lenticulaire kern.
Putamen (lichtblauw)
Het putamen is dus een van de drie belangrijkste kernen van de basale ganglia van de hersenen en vormt tegelijkertijd twee secundaire structuren door de vereniging met twee verschillende kernen.
Op functioneel niveau valt het op door voornamelijk deel te nemen aan motorische controle van het lichaam. Concreet lijkt het vooral betrokken te zijn bij de uitvoering van specifieke vrijwillige bewegingen.
Kenmerken van het putamen
Het putamen is een hersenstructuur die zich precies in het midden van de hersenen bevindt. De verbinding die het tot stand brengt met de caudate nucleus vormt het striatum, terwijl de vereniging met de globe pallidus aanleiding geeft tot de lenticulaire kern.
Etymologisch komt het woord putamen uit het Latijn en verwijst naar iets dat valt tijdens het snoeien. Concreet komt de term putamen van "putare", wat snoeien betekent.
Het valt op als een van de belangrijkste kernen van de basale ganglia van de hersenen. Deze ganglia vormen een groep grijze stofmassa's die zich bevinden tussen de opgaande en neergaande witte stofpaden van de hersenen.
Het putamen is dus een klein gebied dat verwijst naar het telencephalon, de meest superieure encefale structuur van de hersenen. Deze regio is voornamelijk verantwoordelijk voor motorische controle van het lichaam, maar recent onderzoek heeft het in verband gebracht met andere soorten functies.
Het functioneren van het putamen samen met de verbinding die het tot stand brengt met andere kernen van het striatum zou een belangrijke rol kunnen spelen bij processen zoals leren of emotionele regulatie.
Putamen circuit
Putamen (oranje kleur), nucleus caudatus (paarse kleur)
Het putamen-circuit is een snelweg die tot de basale ganglia behoort. Het bepaalt een reeks verbindingen die tot stand zijn gebracht door het putamen, die een bijzonder belangrijke rol lijken te spelen bij het uitvoeren van aangeleerde bewegingen.
In feite staat dit putamen-circuit ook bekend als een motorcircuit, omdat het het neurale verbindingssysteem is dat verantwoordelijk is voor motorprogramma's volgens de context.
Dit circuit begint echter niet in het putamen, maar in de hersenschors. Specifiek begint het in de pre-motorische, aanvullende, primaire motorische en somatosensorische gebieden van de hersenschors.
Deze superieure structuren projecteren glutamaterge zenuwvezels naar het putamen en brengen daarom een verbinding tot stand met de kern van het striatum. Deze projectie van vezels wordt uitgevoerd via twee hoofdkanalen: de directe route en de indirecte route.
Het directe pad van het circuit eindigt in de interne bol pallidus en de reticulaire zwarte substantie. Deze structuren projecteren zenuwvezels in de thalamus en geven informatie terug naar de cortex, waardoor een feedbacklus wordt gevormd.
In de indirecte route stuurt het putamen informatie naar het externe pallidum en deze structuur is verantwoordelijk voor het projecteren van de vezels naar de subthalamische kern. Vervolgens projecteert de subthalamische kern in de mediale pallidus en de reticulaire substantia nigra. Ten slotte wordt de informatie teruggestuurd via de thalamus.
Functioneren
Putamen (geel)
Het putamen wordt gekenmerkt door een feedbackactiviteit met de hersenschors. Dat wil zeggen, het verzamelt informatie over deze hersenstructuren en stuurt deze later terug.
Deze verbinding wordt echter niet rechtstreeks gemaakt, maar projecteert de zenuwvezels naar andere structuren voordat ze de motorische cortex bereiken. Op dezelfde manier, wanneer de hersenschors naar het putamen projecteert, gaat de informatie eerder door andere hersengebieden.
In die zin verbindt het putamen zich via de directe route met de hersenschors via de interne bol pallidus, de thalamus en de reticulaire substantia nigra. In de indirecte route doet het hetzelfde via de subthalamische kern, het interne pallidum en de reticulaire substantia nigra.
De twee verbindingspaden werken parallel en staan tegenover elkaar. Dat wil zeggen, de activering van de directe route vermindert de remmende functie van het interne pallidum en de reticulaire substantia nigra naar de thalamus, die wordt geremd en meer prikkelende informatie naar de cortex stuurt.
Aan de andere kant verhoogt activering van de indirecte route de activiteit van de subthalamische kern en daarmee de remmende output van het interne pallidum en de reticulaire substantia nigra. In dit geval wordt de activiteit van de thalamus verminderd en wordt er minder informatie naar de cortex gestuurd.
Kenmerken
Het putamen heeft drie hoofdfuncties: controle over beweging, leren ter versterking en regulering van gevoelens van liefde en haat. Hoewel de eerste twee activiteiten sterk bewezen zijn, is de derde momenteel slechts een hypothese.
Met betrekking tot beweging vormt het putamen geen gespecialiseerde structuur voor motorische functies. Door de nauwe relatie met andere regio's, zoals de caudate nucleus of accumbens, neemt het echter deel aan dit soort activiteiten.
Aan de andere kant hebben veel onderzoeken aangetoond dat het putamen een structuur is die een belangrijke rol speelt bij verschillende soorten leren. De belangrijkste zijn bekrachtigingsleren en categorieleren.
Ten slotte heeft een recente studie, uitgevoerd door het neurobiologielaboratorium aan de Universiteit van Londen, gepostuleerd dat het putamen deelneemt aan de regulering en ontwikkeling van gevoelens van liefde en haat.
Bijbehorende ziekten
Het putamen blijkt een hersenstructuur te zijn die bij een groot aantal pathologieën betrokken is. Van allemaal is de ziekte van Parkinson het meest geassocieerd met het functioneren ervan.
Evenzo kunnen andere veranderingen, zoals cognitieve stoornissen die hun oorsprong hebben in de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Huntington, Lewy body dementie, schizofrenie, depressie, tourette syndroom of ADHD, in sommige gevallen ook in verband worden gebracht. met de werking van deze hersenstructuur.
Referenties
- Grillner, S; Ekeberg; Hij, Manira; Lansner, A; Parker, D; Tegnér, J; Wallén, P (mei 1998). ‘Intrinsieke functie van een neuronaal netwerk - een centrale patroongenerator van gewervelde dieren’. Hersenonderzoek. Hersenonderzoek recensies 26 (2-3): 184–97.
- Griffiths PD; Perry RH; Crossman AR (14 maart 1994). "Een gedetailleerde anatomische analyse van neurotransmitterreceptoren in het putamen en caudate bij de ziekte van Parkinson en de ziekte van Alzheimer." Neuroscience Letters. 169 (1-2): 68-72.
- Ouder, André. »De geschiedenis van de basale ganglia: de bijdrage van Karl Friedrich Burdach». Neurowetenschappen en geneeskunde. 03 (04): 374-379.
- Packard MG; Knowlton BJ (2002). "Leer- en geheugenfuncties van de basale ganglia." Annu Rev Neurosci. 25 (1): 563-93.