Corticospinal Tract

leírás

A kortikospinális traktus (CST), más néven a piramispálya, olyan axonok gyűjteménye, amelyek a mozgással kapcsolatos információkat továbbítják az agykéregből a gerincvelőbe. A kéregből vagy az agytörzsből kiinduló, leszálló gerincvelői pályarendszer részét képezi

• A kortikospinális pályán közlekedő neuronokat felső motoros neuronoknak nevezzük; szinapszist létesítenek a gerincvelőben lévő, alsó motoros neuronoknak nevezett neuronokkal, amelyek az izomösszehúzódás kiváltása érdekében kapcsolatba lépnek a vázizommal.

A CST:

• A mozgással kapcsolatos információknak az agyból a gerincvelőbe történő továbbítására szolgáló egyik fő útvonal, amely körülbelül 1 millió idegrosttal rendelkezik (átlagos vezetési sebessége körülbelül 60m/s, amelyek glutamátot használnak átvivő anyagként).
• A kortikospinális pálya mentén történő jelátvitel számos mozgásban részt vesz, beleértve az olyan viselkedéseket, mint a járás és a nyúlás, de különösen fontos a finom ujjmozdulatok, pl. az írás, a gépelés vagy a ruhák begombolása szempontjából.
• A legmagasabb rendű motoros funkciót képviseli az emberben, és a legközvetlenebbül a finom, digitális mozgásokat irányítja.
• A corticospinalis traktus szelektív károsodása után a betegek általában egy idő után képesek visszanyerni a durva mozgások (pl. a nyúlás) képességét, de előfordulhat, hogy az egyes ujjmozgások képességét nem tudják teljesen visszanyerni.

Pálya

A CST

• Több agykérgi területről ered, ezeknek az axonoknak körülbelül a fele az elsődleges motoros kéreg neuronjaiból nyúlik, de mások az agy nem elsődleges motoros területeiről, valamint a parietális lebeny olyan régióiból erednek, mint a szomatoszenzoros kéreg.
• A CST-ben haladó axonok az agytörzsbe ereszkednek az agyi pedunculusnak nevezett nagy rostkötegek részeként.
• A pálya tovább halad lefelé a medullába, ahol két nagy axongyűjteményt alkot, amelyeket piramisoknak neveznek; a piramisok látható gerinceket alkotnak az agytörzs külső felületén.
• A piramisok tövében a kortikospinális traktus rostjainak körülbelül 90%-a dekussálódik, vagy átmegy az agytörzs másik oldalára, egy axonkötegben, amelyet piramisdekussációnak nevezünk.
• A dekuszálódott rostok alkotják a laterális kortikospinális traktust; a testnek azon az oldalán lépnek be a gerincvelőbe, és így mozgást okoznak, amelyik kontralaterálisan helyezkedik el azzal az agyféltekével, amelyikből eredtek.
• A corticospinalis traktus rostjainak másik 10%-a nem dekussálódik; ezek az ipsilaterális gerincvelőbe folytatják útjukat; a corticospinalis traktusnak ezt az ágát elülső (vagy ventrális) corticospinalis traktusnak nevezik. Az elülső corticospinalis traktus legtöbb axonja a gerincvelőben dekussálódik, közvetlenül az alsó motoros neuronokkal való szinapszis előtt.
• A corticospinalis traktus e két különböző ágának rostjai előnyösen stimulálják a különböző típusú izmok aktivitását.

• A laterális corticospinalis traktus elsősorban a végtagok izmainak mozgását irányítja
• Az anterior corticospinalis traktus a törzs, a nyak és a váll izmainak mozgatásában vesz részt.

A corticospinalis rostok körülbelül 20%-a a mellkasi, 25%-a a lumbosacralis és 55%-a a nyaki szinteken végződik. A motoros kéregből kiinduló rostok közül sok a gerincvelő ventrális szarvában végződik.

Funkció

A CST számos funkcióval rendelkezik, amelyek közé tartozik az afferens bemenetek, a gerincvelői reflexek és a motoros neuronok aktivitásának szabályozása, a legfontosabb az akaratlagos distalis mozgások közvetítése

• Az elsődleges motoros kéreg (M1) kimenetei hozzájárulnak a CST-hez, kapcsolatot teremtve a következőkkel: gerjesztő monoszinaptikus alfa-motoros neuronokhoz; poliszinaptikus kapcsolatok a gamma-motoros neuronokhoz (amelyek az izomorsó hosszának szabályozásáért felelősek); poliszinaptikus kapcsolatok a gerincvelőn belüli interneuronokon keresztül. .
• Ha a neuronokra közvetlenül csak egy axon hat, akkor “monoszinaptikusnak”, ha pedig közvetve, több axonon keresztül, akkor “poliszinaptikusnak” nevezzük őket.”

Kép: Szemléltető példák a kortikospinális traktográfia (az idegpályák képalkotása) rekonstrukciójára egy résztvevőn. A traktusokat T1-súlyozott MRI-felvételre vetítik koronális síkban, hogy a teljes traktus hosszában lehessen látni.

A közelmúltbeli fejlemények javították a CST-neuronok eredetének és végződésének megértését:

• A rostok 30-40%-a az elsődleges motoros kéregből ered.
• A többi rost a kiegészítő motoros területből (SMA), a premotoros kéregből (PMA), a szomatoszenzoros területek (S1 és S2) és a hátsó parietális kéreg egyes részeiből ered.

A CST-hez hozzájáruló különböző eredők miatt úgy tartják, hogy ez a traktus nemcsak a motoros rendszer részét képezi, hanem nagy szenzoros szerepe is van.

• A szenzoros kéregből kiinduló rostok a gerincvelő dorsalis szarvában végződnek.
• Itt szinapszisba lépnek interneuronokkal, amelyek a szomatoszenzoros receptoroktól kapnak bemenetet, és feltehetően a gerincvelőn belüli perifériás receptoroktól származó információkat szabályozzák.
• Ezért a CST “kapuként” működhet, modulálva vagy gátolva a hasznosnak vagy irrelevánsnak ítélt információkat .

Klinikai jelentőség

Ha a corticospinalis traktus felső motoros neuronjai károsodnak, az hiányosságok gyűjteményéhez vezethet, amit néha felső motoros neuron szindrómának neveznek.

• A CST cranialisan a piramisok decussatiójáig terjedő sérülése a kontralaterális oldalon hiányosságokat eredményez.
• A CST caudalisan a piramisok decussatiójáig terjedő léziója az ipsilaterális oldalon deficitet eredményez.

Stroke/Traumatikus agysérülés

• Az alábbi kép a motoros homunculust ábrázolja. Attól függően, hogy ennek melyik aspektusa sérült, motoros deficitet eredményez a kontralaterális oldalon.

gerincvelő-sérülés

• Gerincvelő-sérülést követően mind az akaratlagos (szenzoros és motoros), mind az önkéntelen kontroll károsodhat, és a gyógyulás mértéke a sérülés súlyosságától függ (Freund et al, 2013). Mivel a CST már dekuszálódott, a motoros deficitek ipsilaterálisak lesznek a sérülés helyétől.
• Az ASIA kimeneti mérőszám, amely a motoros és az érzékelést is értékeli, jelezni fogja a gerincvelői elváltozás szintjét, valamint azt, hogy az teljes vagy nem teljes-e.
• Crozier és munkatársai (1991) arra a következtetésre jutottak, hogy az ASIA B-E-s, tűszúrásmegőrzéssel járó betegek 89%-a járóképes lett. Ez a spinothalamikus traktus és az oldalsó corticospinalis traktus közeli elhelyezkedésének és közös vérellátásuknak köszönhető.

Értékelés

A CST sérülésének hatása nem csak izomgyengeséget okoz. Hatással van a szinergikus mozgásmintákra is, amelyek olyan dolgokat befolyásolnak, mint a kézügyesség, a járás és a mindennapi élettevékenységek.

Számos kimeneti mérőszámot lehet használni attól függően, hogy mit akarunk értékelni. Ezek közé tartoznak:

• 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 Mobility Index
• Rivermead Motor Assessment
• ASIA (Spinal Cord)

Read more about outcome measures in stroke rehabilitation by Salter et al (2013)

Stinear et al (2007) szerint a kortikospinális traktus integritása felhasználható a motoros felépülés valószínűsíthető mértékének meghatározására, és lehetővé teheti a rehabilitációs stratégiák megfelelő kiválasztását a stroke után felépülő egyének számára . Egy további, Stinear és munkatársai (2012) által végzett vizsgálatban a PREP (predicting motor recovery) algoritmus használatát próbálták ki a felső végtagok helyreállításának valószínűségének felmérésére. A SAFE-pontszám (a váll abdukció és az ujjnyújtás összege) 72 órával a stroke után, a transzkraniális mágneses stimuláció, az érintett felső végtag motoros
kiváltott potenciáljai vagy az aszimmetriaindex (diffúzió-súlyozott MRI-vel mérve) felhasználásával képesek voltak megjósolni, hogy lehet-e teljes- nem gyógyulás. Ezekből az eredményekből arra következtettek, hogy a PREP algoritmust használó klinikusok képesek lehetnek megjósolni a felső végtag felépülésének valószínűsíthető mértékét, és így képesek lehetnek a betegek elvárásait egy korábbi időszakból kezelni.

Kezelés

A corticospinalis traktus egy részének sérülését, például stroke-ot követően a funkciójuk károsodik, ami kontralaterális motoros deficitet eredményez. Bár az embereknél bizonyos fokú motoros gyógyulás kezdődik, teljes gyógyulás ritkán érhető el.

A kortikospinális traktus károsodását követően mind sejt-, mind hálózati szinten események kaszkádja következik be, amelyek a motoros térkép átrendeződését eredményezik. Ezt a jelenséget neuroplaszticitásnak nevezik, és rehabilitációs tréninggel, például a motoros kontroll és a tanulás, amelyet ismétlődő gyakorlással érhetünk el, fokozható. Egyéb kezelési technikák lehetnek:

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

Az a feltételezés, hogy e tevékenységek során az axonális remodelling nemcsak a léziált corticospinalis traktusban, hanem az ipsilesionalis féltekéből származó corticorubralis traktusban, mint rubrospinalis vagy reticulospinalis traktusban is végbemehet. Úgy gondolják, hogy ezek a mély agyi területek nyújtottak támogatást a CST-nek.

Egy másik javasolt mechanizmus a trofikus faktorok fokozott termelése, valamint a trofikus receptorok megnövekedett sűrűsége a neurális felszínen, ami alkalmasabb környezetet teremt az idegi átalakuláshoz

Források