Kortikospinální trakt

Popis

Kortikospinální trakt (CST), známý také jako pyramidový trakt, je soubor axonů, které přenášejí informace související s pohybem z mozkové kůry do míchy. Tvoří součást systému sestupných míšních drah, které vycházejí z mozkové kůry nebo mozkového kmene

• Neurony, které se pohybují v kortikospinálním traktu, se označují jako horní motorické neurony; synapse na neurony v míše nazývané dolní motorické neurony, které navazují kontakt s kosterním svalem a způsobují svalovou kontrakci.

CST:

• Je jednou z hlavních drah pro přenos informací souvisejících s pohybem z mozku do míchy a má přibližně 1 milion nervových vláken (průměrná rychlost vedení je přibližně 60 m/s a jako přenosovou látku používají glutamát).
• Signalizace podél kortikospinální dráhy se podílí na různých pohybech, včetně chování, jako je chůze a natahování, ale je důležitá zejména pro jemné pohyby prstů, např. psaní, psaní na stroji nebo zapínání knoflíků na oblečení.
• Představuje nejvyšší řád motorických funkcí u člověka a nejpříměji se podílí na řízení jemných, digitálních pohybů.
• Po selektivním poškození kortikospinálního traktu jsou pacienti obvykle po určité době schopni znovu získat schopnost provádět hrubé pohyby (např. natahování), ale nemusí se jim plně obnovit schopnost provádět jednotlivé pohyby prstů.

Kortex

CST

• Vzniká v několika korových oblastech, přibližně polovina těchto axonů vychází z neuronů v primární motorické kůře, ale další vznikají v neprimárních motorických oblastech mozku a také v oblastech temenního laloku, jako je somatosenzorická kůra.
• Axony, které se pohybují v CST, sestupují do mozkového kmene jako součást velkých svazků vláken zvaných mozkové stopky.
• Dráha pokračuje dolů do dřeně, kde vytváří dva velké soubory axonů známé jako pyramidy; pyramidy vytvářejí viditelné hřebeny na vnějším povrchu mozkového kmene.
• Na bázi pyramid se přibližně 90 % vláken kortikospinálního traktu dekuzuje neboli přechází na druhou stranu mozkového kmene ve svazku axonů zvaném pyramidální dekuze.
• Vlákna, která se dekuzovala, tvoří laterální kortikospinální dráhu; vstoupí do míchy, a tím způsobí pohyb, na straně těla, která je kontralaterální k mozkové hemisféře, v níž vznikla.
• Zbývajících 10 % vláken kortikospinálního traktu se nerozpojí; budou pokračovat dolů do ipsilaterální míchy; tato větev kortikospinálního traktu se nazývá přední (nebo ventrální) kortikospinální trakt. Většina axonů přední kortikospinální dráhy se v míše rozpojí těsně před synapsi s nižšími motorickými neurony.
• Vlákna těchto dvou různých větví kortikospinálního traktu přednostně stimulují aktivitu v různých typech svalů.

• Laterální kortikospinální dráha řídí především pohyb svalů končetin
• Přední kortikospinální dráha se podílí na pohybu svalů trupu, krku a ramen.

Ze všech kortikospinálních vláken přibližně 20 % končí v hrudní úrovni, 25 % v lumbosakrální úrovni a 55 % v krční úrovni. Mnoho vláken, která vycházejí z motorické kůry, pak končí ve ventrálním rohu míchy.

Funkce

CST má mnoho funkcí, které zahrnují kontrolu aferentních vstupů, míšních reflexů a aktivity motorických neuronů, z nichž nejdůležitější je zprostředkování dobrovolných distálních pohybů

• Výstupy z primární motorické kůry (M1) přispívají do CST, přičemž vytvářejí spojení s: excitační monosynaptické alfa motorické neurony; polysynaptická spojení na gama motorické neurony (zodpovědné za kontrolu délky svalového vřeténka); polysynaptická spojení prostřednictvím interneuronů v míše. .
• Pokud jsou neurony ovlivňovány přímo pouze jedním axonem, nazývají se „monosynaptické“, a pokud nepřímo, mnoha axony, označují se jako „polysynaptické“.

Obrázek: Ilustrativní příklady rekonstrukce kortikospinální traktografie (zobrazování nervových drah) u účastníka. Trakty jsou promítnuty na T1 vážený MRI sken v koronální rovině, aby bylo možné zobrazení podél celé délky traktu.

Nedávný vývoj rozšířil znalosti o původu a ukončení neuronů CST:

• 30-40 % vychází z primární motorické kůry.
• Zbytek vláken vychází z doplňkové motorické oblasti (SMA), premotorické kůry (PMA), částí somatosenzorických oblastí (S1 a S2) a částí zadní parietální kůry.

Vzhledem k různým původům, které přispívají do CST, se má za to, že tato dráha netvoří pouze součást motorického systému, ale má také velkou senzorickou úlohu.

• Vlákna vycházející ze senzorické kůry končí v dorzálním rohu míchy.
• Zde synaptují s interneurony, které přijímají vstupní informace ze somatosenzorických receptorů a předpokládá se, že regulují informace z periferních receptorů v míše.
• CST tedy může fungovat jako „brána“, která moduluje nebo inhibuje informace, jež jsou považovány za užitečné nebo irelevantní .

Klinický význam

Pokud jsou poškozeny horní motorické neurony kortikospinálního traktu, může to vést k souboru deficitů, které se někdy nazývají syndrom horního motorického neuronu.

• Léze CST kraniálně od dekuze pyramid povede k deficitům na kontralaterální straně.
• Léze CST kaudálně od dekuze pyramid bude mít za následek deficity na ipsilaterální straně.

Cévní mozková příhoda/traumatické poranění mozku

• Na obrázku níže je zobrazen motorický homunkulus. V závislosti na tom, jaký jeho aspekt je poškozen, dojde k motorickému deficitu na kontralaterální straně těla.

Poranění míchy

• Po poranění míchy může dojít k poruše volní (senzorické a motorické) i mimovolní kontroly a rozsah zotavení závisí na závažnosti léze (Freund et al, 2013). Vzhledem k tomu, že CST již došlo k dekuzi, budou motorické deficity ipsilaterální k místu léze.
• Výsledný ukazatel ASIA, který hodnotí motoriku i senzoriku, poskytne informaci o úrovni míšní léze a o tom, zda je úplná nebo neúplná.
• Crozier et al (1991) došli k závěru, že 89 % osob, které měly ASIA B-E se zachováním pinpricku, pokračovalo v ambulanci. Důvodem je těsná blízkost spinothalamické dráhy k laterální kortikospinální dráze a jejich společné krevní zásobení.

Ohodnocení

Vliv léze CST způsobuje více než jen svalovou slabost. Ovlivňuje také synergické pohybové vzorce, které ovlivňují například obratnost, schopnost ambagulace a aktivity denního života.

Existuje řada výsledných měřítek, která lze použít v závislosti na tom, co chcete hodnotit. Patří mezi ně např:

• Fugl.Meyer Assessment of Motor Recovery after Stroke (FMA)
• Oxford Muscle Grading System
• Stroke Rehabilitation Assessment of Movement (STREAM)
• Action Research Arm. Test (ARAT)
• Cherokee Arm and Hand Activity Inventory
• Functional Ambulation Category
• Motor Assessment Scale
• Rivermead Mobility Index
• Rivermead Motor Assessment
• ASIA (Spinal Cord)

Přečtěte si více o výsledných opatřeních v rehabilitaci po cévní mozkové příhodě podle Salter et al (2013)

Stinear et al (2007) navrhli, že integrita kortikospinálního traktu by mohla být použita k určení pravděpodobného rozsahu motorického zotavení a může umožnit vhodný výběr rehabilitačních strategií pro osoby zotavující se z cévní mozkové příhody . V další studii provedené Stinearem et al (2012) vyzkoušeli použití algoritmu PREP(predicting motor recovery) k posouzení pravděpodobnosti zotavení horní končetiny. Pomocí skóre SAFE (součet abdukce ramene a extenze prstů) 72 hodin po cévní mozkové příhodě, transkraniální magnetické stimulace, motorických
evokovaných potenciálů v postižené horní končetině nebo indexu asymetrie (měřeného pomocí difuzně vážené MRI) dokázali předpovědět, zda může dojít k úplnému-žádnému zotavení. Z těchto zjištění vyplynulo, že kliničtí lékaři pomocí algoritmu PREP mohou být schopni předpovědět pravděpodobný rozsah zotavení horní končetiny a mohou tak být schopni řídit očekávání pacientů z dřívějšího období.

Léčba

Po lézi části kortikospinálního traktu, například po cévní mozkové příhodě, dochází k poruše jejich funkce, což má za následek kontralaterální motorický deficit. Přestože se lidé začnou do určité míry motoricky zotavovat, k úplnému zotavení dochází jen zřídka.

Po poškození kortikospinálního traktu dochází ke kaskádě událostí, které se odehrávají na buněčné i síťové úrovni a jejichž výsledkem je reorganizace motorické mapy. Tento jev je známý jako neuroplasticita a lze jej posílit rehabilitačním tréninkem, například motorickou kontrolou a učením, kterého se dosahuje opakovaným cvičením. Mezi další léčebné techniky mohou patřit např:

• Chůze Re-Education
• Mirror Therapy
• Constraint Induced Movement Therapy (CIMT)
• Task Specific Training

Předpokládá se, že během těchto aktivit může docházet k axonální remodelaci nejen v lézovaném kortikospinálním traktu, ale také v kortikorubrálním traktu z ipsilesionální hemisféry jako rubrospinální nebo retikulospinální trakt. Předpokládá se, že tyto hluboké mozkové oblasti poskytovaly podporu CST.

Dalším navrhovaným mechanismem je zvýšená produkce trofických faktorů a také zvýšená hustota trofických receptorů na nervovém povrchu, vytvářející prostředí vhodnější pro nervovou přestavbu

Zdroje