Corticospinal Tract

Descriere

Tractul corticospinal (CST), cunoscut și sub numele de tractul piramidal, este o colecție de axoni care transportă informații legate de mișcare de la cortexul cerebral la măduva spinării. Face parte din sistemul descendent al tractului spinal care provine din cortex sau trunchiul cerebral

• Neuronii care călătoresc în tractul corticospinal sunt denumiți neuroni motori superiori; ei fac sinapsă pe neuronii din măduva spinării numiți neuroni motori inferiori, care intră în contact cu mușchiul scheletic pentru a provoca contracția musculară.

CST:

• Este una dintre căile majore de transport a informațiilor legate de mișcare de la creier la măduva spinării și are aproximativ 1 milion de fibre nervoase (viteză medie de conducere de aproximativ 60m/s folosind glutamat ca substanță transmițătoare a acestora).
• Semnalizarea de-a lungul tractului corticospinal este implicată într-o varietate de mișcări, inclusiv comportamente precum mersul și atingerea, dar este deosebit de importantă pentru mișcările fine ale degetelor, de exemplu scrierea, dactilografierea sau butonarea hainelor.
• Reprezintă cel mai înalt ordin al funcției motorii la om și este cel mai direct în controlul mișcărilor fine, digitale.
• După afectarea selectivă a tractului cortico-spinal, pacienții sunt, de obicei, capabili să recâștige capacitatea de a face mișcări grosiere (de exemplu, de a întinde mâna) după o perioadă de timp, dar pot fi incapabili să recupereze complet capacitatea de a face mișcări individuale ale degetelor.

Cursul

CST

• Provine din mai multe zone corticale, aproximativ jumătate din acești axoni se extind de la neuronii din cortexul motor primar, dar alții provin din zonele motorii neprimare ale creierului, precum și din regiuni ale lobului parietal, cum ar fi cortexul somatosenzorial.
• Axonii care se deplasează în CST coboară în trunchiul cerebral ca parte a unor fascicule mari de fibre numite pedunculi cerebrali.
• Tractul continuă să coboare în măduvă, unde formează două colecții mari de axoni cunoscute sub numele de piramide; piramidele creează crestele vizibile pe suprafața exterioară a trunchiului cerebral.
• La baza piramidelor, aproximativ 90% din fibrele din tractul cortico-spinal se decusează, sau trec în cealaltă parte a trunchiului cerebral, într-un fascicul de axoni numit decusarea piramidală.
• Fibrele care s-au decussat formează tractul corticospinal lateral; ele vor intra în măduva spinării și, astfel, vor cauza mișcarea, pe partea corpului care este contralaterală față de emisfera cerebrală în care au provenit.
• Celelalte 10% din fibrele tractului corticospinal nu se vor decussa; ele vor continua în jos în măduva spinării ipsilaterale; această ramură a tractului corticospinal este cunoscută sub numele de tractul corticospinal anterior (sau ventral). Majoritatea axonilor tractului corticospinal anterior se vor decussa în măduva spinării chiar înainte de a se sinapsa cu neuronii motori inferiori.
• Fibrele acestor două ramuri diferite ale tractului corticospinal stimulează în mod preferențial activitatea în diferite tipuri de mușchi.

• Tractul corticospinal lateral controlează în principal mișcarea mușchilor din membre
• Tractul corticospinal anterior este implicat în mișcarea mușchilor din trunchi, gât și umeri.

Dintre toate fibrele corticospinale, aproximativ 20% se termină la nivel toracic, 25% la nivel lombosacral și 55% la nivel cervical. Multe dintre fibrele care provin din cortexul motor se termină apoi în cornul ventral al măduvei spinării.

Funcția

CST are multe funcții care includ controlul intrărilor aferente, al reflexelor spinale și al activității neuronilor motori, cea mai importantă fiind medierea mișcărilor voluntare distale

• Ieșirile din cortexul motor primar (M1) contribuie la CST, realizând conexiuni cu: neuronii motori alfa monosinaptici excitatori; conexiuni polisinaptice pe neuronii motori gamma (responsabili de controlul lungimii fusului muscular); conexiuni polisinaptice prin interneuronii din măduva spinării. .
• Când neuronii sunt influențați direct de un singur axon, se numesc „monosinaptici”, iar când sunt influențați indirect, de mai mulți axoni, sunt cunoscuți ca „polisinaptici.”

Imagine: Exemple ilustrative de reconstrucție a tractografiei corticospinale (imagistică a traiectelor neuronale) la un participant. Tracturile sunt proiectate pe o scanare RMN ponderată T1 în plan coronal pentru a permite vizualizarea pe întreaga lungime a tractului.

Dezvoltări recente au sporit înțelegerea originii și terminației neuronilor CST:

• 30%-40% provin din cortexul motor primar.
• Restul fibrelor provin din aria motorie suplimentară (SMA), cortexul premotor (PMA), părți ale ariilor somatosenzoriale (S1 și S2) și părți ale cortexului parietal posterior.

Datorită diverselor origini care contribuie la CST, se consideră că acest tract nu numai că face parte din sistemul motor, dar are și un rol senzorial important, de asemenea.

• Fibrele care provin din cortexul senzorial se termină în cornul dorsal al măduvei spinării.
• Aici ele fac sinapsă cu interneuronii care primesc intrări de la receptorii somatosenzoriali și se crede că reglează informațiile de la receptorii periferici din măduva spinării.
• Prin urmare, CST poate acționa ca o „poartă”, modulând sau inhibând informațiile considerate utile sau irelevante .

Relevanță clinică

Când neuronii motori superiori ai tractului corticospinal sunt afectați, aceasta poate duce la o colecție de deficite numite uneori sindromul neuronului motor superior.

• O leziune a CST cranial față de decuspidarea piramidelor va duce la deficite pe partea contralaterală.
• O leziune a CST caudal la decusarea piramidelor va avea ca rezultat deficite pe partea ipsilaterală.

Accident vascular cerebral/traumatism cerebral

• Imaginea de mai jos descrie homunculul motor. În funcție de ce aspect al acestuia este afectat, va rezulta un deficit motor pe partea contralaterală a corpului.

Leziuni ale măduvei spinării

• În urma unei leziuni ale măduvei spinării, atât controlul voluntar (senzorial și motor), cât și cel involuntar pot fi afectate, iar gradul de recuperare depinde de gravitatea leziunii (Freund et al, 2013). Deoarece CST s-a decussat deja, deficitele motorii vor fi ipsilaterale față de locul leziunii.
• Măsura de rezultat ASIA, care evaluează atât motorul, cât și senzația, va oferi o indicație a nivelului leziunii măduvei spinării și dacă aceasta este completă sau incompletă.
• Crozier et al (1991) au concluzionat că 89% dintre cei care au fost ASIA B-E cu prezervarea pinprick au continuat să se deplaseze. Acest lucru se datorează apropierii apropiate a tractului spinotalamic de tractul corticospinal lateral și aprovizionării lor comune cu sânge.

Evaluare

Efectul unei leziuni a CST provoacă mai mult decât slăbiciune musculară. Aceasta afectează, de asemenea, modelele sinergice de mișcare care afectează lucruri precum dexteritatea, deambularea și activitățile de zi cu zi.

Există o serie de măsuri de rezultat care pot fi utilizate în funcție de ceea ce doriți să evaluați. Acestea includ:

• 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 (măduva spinării)

Citește mai multe despre măsurile de rezultat în reabilitarea accidentului vascular cerebral de către Salter et al (2013)

Stinear et al (2007) au sugerat că integritatea tractului corticospinal ar putea fi utilizată pentru a identifica gradul probabil de recuperare motorie și poate permite selectarea adecvată a strategiilor de reabilitare pentru persoanele care se recuperează în urma unui accident vascular cerebral . Într-un alt studiu realizat de Stinear et al. (2012), aceștia au testat utilizarea algoritmului PREP(predicting motor recovery) pentru a evalua probabilitatea de recuperare a membrelor superioare. Prin utilizarea scorului SAFE (suma abducției umărului și a extensiei degetelor) la 72 de ore după accidentul vascular cerebral, a stimulării magnetice transcraniene, a potențialelor motorii evocate în membrul superior afectat sau a indicelui de asimetrie (măsurat cu ajutorul RMN-ului ponderat prin difuzie), aceștia au reușit să prezică dacă ar putea exista o recuperare completă sau nu. S-a sugerat din aceste constatări că medicii care utilizează algoritmul PREP ar putea fi capabili să prezică gradul probabil de recuperare a membrului superior și ar putea fi capabili, prin urmare, să gestioneze așteptările pacienților dintr-o perioadă mai timpurie.

Tratament

În urma unei leziuni a unei părți a tractului corticospinal, cum ar fi un accident vascular cerebral, funcția acestora este afectată, ceea ce duce la deficite motorii contralaterale. Deși oamenii încep să experimenteze recuperarea motorie într-o anumită măsură, recuperarea completă este rareori realizată.

În urma unei leziuni la nivelul tractului cortico-spinal, există o cascadă de evenimente care au loc atât la nivel celular, cât și la nivel de rețea, ceea ce duce la reorganizarea hărții motorii. Acest fenomen este cunoscut sub numele de neuroplasticitate și poate fi îmbunătățit prin antrenament de reabilitare, cum ar fi controlul motor și învățarea care se realizează prin practică repetitivă. Alte tehnici de tratament pot include:

• Gait Re-.Education
• Terapia cu oglinzi
• Constraint Induced Movement Therapy (CIMT)
• Task Specific Training

Se crede că, în timpul acestor activități, remodelarea axonală poate avea loc nu numai în tractul corticospinal lezat, ci și în tractul corticorubral din emisfera ipsilesională ca tractul rubrospinal sau reticulospinal. Se crede că aceste zone cerebrale profunde au oferit suport pentru CST.

Un alt mecanism propus este o producție crescută de factori trofici, precum și o densitate crescută de receptori trofici pe suprafața neuronală, producând un mediu mai potrivit pentru remodelarea neuronală

Resurse

.