Недоразвитие структур ретикулярной формации при синдроме дауна - патологическая анатомия и патогенез психических заболеваний
Нами исследовано при синдроме Дауна состояние клеток ретикулярной формации мозга. Как известно, эта анатомическая структура несет в себе сочетанную деятельность многих групп нейронов. Функциональное и морфологическое объединение начинается еще в нижней части ствола, где заложены первичные чувствительные центры. Уже в покрышке варолиева
моста обнаруживается значительное недоразвитие клеточных элементов ретикулярной формации.
Рис. 183. Синдром Дауна. Ретикулярная формация. Смещение ядер к периферии клеток. Вакуолизация узкой полоски протоплазмы. У ряда клеток ядро как бы «обнажено» от протоплазмы.
Еще резче этот недостаток выступает в зрительном бугре, где все группы клеток, расположенные во внутренней перегородке и особенно в centrum medianum в переднем заднем центральном ядре, оказываются глубоко недоразвитыми. Об этом говорит большое количество эмбриональных клеток, имеющих малые размеры и недоразвитую протоплазму. Обилие двухъядрышковых и двухъядерных клеток и делящихся форм, обнаруженное на анатомических препаратах, скученное расположение нервных клеток—все это указывает на резко выраженную задержку развития ретикулярной формации. Ясно, что в таком первоначальном состоянии развития ретикулярная формация не может удовлетворять потребности мозга в стимулировании и обеспечивании сложных безусловных и условных рефлексов.
После общего анализа выявленных нами морфологических изменений в мозгу при синдроме Дауна следует перейти к некоторым деталям, чтобы полностью охарактеризовать объем и глубину задержки в развитии мозга и сопоставить ее с состоянием психики. Только исходя из клинико-анатомического сопоставления, можно представить всю глубину дефектности мозга и установить структурные особенности клеток, нормальному развитию которых мешали недостаток эмбрионального «материала» и невысокий уровень обменных процессов. Отсутствие должной стимуляции к росту и дифференцировке тканей явилось, вероятно, основной причиной эмбриональных особенностей мозга при синдроме Дауна.
Задержка в развитии и организации центральной нервной системы у лиц с синдромом Дауна особенно ясно выступает при рассмотрении состояния миелиновых систем мозга. При окраске срезов по методам Вейгерта- Паля, Соколянского и др. выявляются нарушения в темпе миелинизации белого вещества мозга. В полушариях мозга более интенсивно миелинизируются проекционные системы, относящиеся к отделам, обеспечивающим чувствительность. Так, волокна медиальной и боковой петель и мозжечковые пути в спинном и продолговатом мозгу к 2—2,5 годам миелинизируются удовлетворительно, хотя к этому возрасту процесс полностью не завершается. Удовлетворителен также темп миелинизации волокон внутренней сумки и таламокортикальные систем, направляющихся к задней и передней центральной извилинам, и проекционных путей, проходящих через нижний продольный пучок к fiss calcarinae, к первой височной извилине, гиппокампу и аммонову рогу. Эти пути, начинаясь в ретролентикулярной и сублентикулярной областях, направляются к соответствующим отделам коры мозга.
Значительно ослаблен темп миелинизации сочетательных волокон в височной, нижнетеменной, затылочной и лобной областях. По мере развития мозга у детей с синдромом Дауна количество миелинизированных сочетательных волокон увеличивается, но не достигает такового в мозгу психически здоровых детей. Особенно это касается лобных долой, белое вещество которых во всех наблюдениях (мы располагаем только случаями детского возраста) оставалось немиелинизированным. Соответственно весьма слабо окрашивались на миелин радиальные и тангенциальные волокна в коре мозга.
Что касается проекционных двигательных систем, то обнаруживается вполне определенная и резкая задержка развития пирамидного пути. Это относится как к волокнам, так и к недостаточно дифференцированным клеткам Беца. Темп миелинизации экстрапирамидных систем несколько выше, чем пирамидных путей, а стриопаллидарная система и красные ядра дифференцированы для каждого данного возраста более или менее удовлетворительно.
Из других проекционных систем следует отметить височно-мостовые и лобно-мостовые, которые длительно сохраняются недоразвитыми и слабо миелинизированными. Благодаря этому часть ножек мозга, где проходят эти пути, остается недоразвитой и уменьшенной в ширину на одну треть по сравнению с таковой в соответствующем возрасте.
Основные особенности анатомического устройства головного мозга при синдроме Дауна заключаются в явном внешнем недоразвитии лобных, височных и теменных его областей. Поскольку это выступает с достаточной определенностью при сопоставлении с контрольными случаями и литературными данными, касающимися развития нормального детского мозга, постольку можно ожидать, что и в последующие годы жизни недостаточное развитие этих областей будет в определенной степени сохраняться и может стать причиной глубокой дефектности психических процессов у больных лиц более старшего возраста.
При внешнем осмотре мозга детей с синдромом Дауна нами отмечены большие нарушения в дифференцировке борозд и извилин. Недоразвитие лобных, теменных и височных долей полушарий всегда выступает с полной определенностью. Они короче и уже нормальных долей мозга в соответствующем возрасте. Мозг имеет брахицефалическую форму. Передние отделы височных долей сближаются между собой настолько, что затрудняют осмотр серого бугра. Мелко извитые лобные извилины расположены неправильно. Первая и вторая теменные извилины сформированы недостаточно отчетливо. Интерпариетальная борозда окружена мелкими короткими извилинами. Височная доля не делится на три извилины- имеющиеся извилины проходят в косом направлении. Мозжечок и варолиев мост резко недоразвиты. В самом мозгу наблюдаются неравные размеры передних рогов и расширение центрального канала. Каждый из этих отделов мозга подробно изучен, так как глубина его поражения определенным образом отражается на психической деятельности.
Сначала мы исследовали строение коры двигательно-кинетического анализатора, так как клиническая симптоматика синдрома Дауна прежде всего выступает именно с этой стороны. Поскольку работа каждого анализатора протекает как в коре, так и в подкорке, являющейся основной для развития безусловнорефлекторной деятельности, необходимо обратить внимание на структуру зрительного бугра, ядра которого посылают многочисленные нейриты к коре передней и задней извилины и теменной доле. При исследовании зрительного бугра выявилась известная неравномерность в развитии его ядер. В то время как переднее, передне-вентральное, передне-дорсальное, задне-боковое, задне-боковое вентральное и дорсально-медиальное ядра дифференцированы достаточно хорошо, развитие клеток в дорсально-боковом ядре и в нижне-переднем отделе зрительного бугра недостаточное. Здесь обнаружено большое количество клеток, имеющих эмбриональную структуру, выступающее ядро и малое количество протоплазмы. В заднем медиально-вентральном ядре, находящемся в нижней части зрительного бугра, найдены клетки в 2 раза меньшей величины, чем клетки бокового вентрального ядра. Особенно малы и недоразвиты клетки у медиальной нижней границы этого ядра. Многими авторами было установлено, что переднее, передне-вентральное и передне-дорсальное ядра проецируют волокна в переднюю лимбическую область, цингулярное поле и ретроспленальное поле задней лимбической области. По нашим данным, в цитоархитектоническом отношении кора этих областей при синдроме Дауна хорошо развита. Следовательно, лимбическая область, цингулюм и связанные с ними ядра зрительного бугра дифференцированы достаточно. С другой стороны, многие клетки дорсо-латерального ядра оказались недоразвитыми, с эмбриональным строением. Известно, что дорсо-латеральное ядро проецирует свои волокна в парацентральную долю, в дорсальный участок задней центральной извилины. Нами установлено при синдроме Дауна в верхних отделах центральных извилин недоразвитие больших пирамидных клеток в III и V слоях коры. Такое нарушение структуры в этой системе может вести к нарушению передачи импульсов с дорсо-латерального ядра на кору задней и передней центральных извилин. Отмечено недостаточное развитие клеток медиально-вентрального ядра. Согласно указаниям Sager (1945) и Le gro Clark (1932), клетки медиального вентрального ядра проецируют свои волокна к тому отделу коры задней центральной извилины, который имеет отношение к верхней конечности. В связи с этим можно допустить возможность недостаточно полного проведения импульсов, несущих элементы мышечно-суставного чувства в медиальной петле к верхней конечности. В таком случае может появиться затруднение в приобретении практических навыков больными.
Walker (1934) установлено выпадение клеток к задне-вентральном ядре после полного удаления теменной области коры мозга. Поэтому обнаруженные нами изменения к медиально-вентральном ядре можио сопоставить с большими нарушениями в структуре нижней теменной извилины и коре иптерпариетальной борозды при синдроме Дауна. Кора нижней теменной извилины мозга при синдроме Дауна развита недостаточно, особенно в области III и V слоев. Наиболее выраженные нарушения развития обнаруяшваются в коре интерпариетальной борозды. Во II слое коры расположены неопределенной формы скопления пикноморфных клеток. В III слое коры клетки весьма малого размера- многие из них слабо дифференцированы. Количество круглых клеток остается большим. Нередко большие пирамидные клетки, находящиеся под слоем зерен, малозаметны. В III и V слоях очень мало клеток, что особенно выражено в коре интерпариетальной борозды. В V слое клетки имеют эмбриональный вид. Место расположения их неправильное, поперечное. Увеличенная светлая полоса на месте 5 слоя, почти лишённая клеток, и менее выраженная светлая полоса на месте III слоя коры хорошо видны на срезах, окрашенных по Штольцнеру и Соколянскому,
При синдроме Дауна наблюдаются большая ограниченность интеллектуального развития, бедность психических процессов, весьма узкий круг психической деятельности, в котором может проявлять себя глубоко недоразвитый мозг. Нередко больным недоступно усвоение самого простого ремесла, которое могло бы обеспечить их существование. Одной из причин такого состояния является прежде всего недоразвитие теменной доли. Полученные через зрительный бугор неполноценные сенсорные ощущения не могут быть доведены до необходимой полноты слабо дифференцированной корой сенсорного анализатора и тем более образовывать точные и широкие понятия о внешней среде и окружающем мире. Коре супрамаргинальной и ангулярной извилин в их патологии свойственны определенные симптомы — апраксия, аграфия, алексия, акалькулия. Ослабленная в своем развитии кора теменной доли ие может, конечно, выполнять полноценную работу, необходимую для практической деятельности. Каждая практическая работа требует точных движений, обеспеченных мышечно-суставным чувством и импульсами со стороны мозжечка. Эти импульсы распространяются через церебеллоталамический пучок по направлению к коре мозжечка, зубчатым ядрам, brachium conjunctivum, красным ядрам, заднему вентральному ядру. Этот путь слабо функционирует при синдроме Дауна, так как клетки зубчатого ядра находятся в недоразвитом состоянии, причем часть из них обнаруживает структурные нарушения. Становится понятным, почему неполноценно сформированная кора нижней теменной доля не может обеспечить точных координированных движений и не в состоянии создать план целесообразно направленных действий. Можно наблюдать , с каким трудом и медлительностью при синдроме Дауна вырабатываются последовательность и точность необходимых движений, выполнение рисунков, определение формы и цвета предметов, как примитивно общее поведение таких больных и апрактичны их попытки приспособиться к какой-либо работе.
Касаясь двигательного анализатора, локализацию которого можно отнести к коре лобных долей, можно сказать, что структура клеточных слоев и общее развитие лобных долей при синдроме Дауна глубоко нарушены и отстают от нормального мозга соответствующего возраста. В лобной доле, как известно, выделяется три больших отдела: 1) премоторный отдел (поля 6 и 8), относимый к вторичным полям коркового конца двигательного анализатора- 2) префронтальный конвекситальный отдел (поля 9, 10, 11 и 45)- 3) медиобазальный, или орбитальный, отдел (ноля 11, 12, 32, 47), имеющий отношение к переходным образованиям лимбической области от древней к новой коре. При поражении премоторного отдела лобной коры нарушаются двигательные навыки, происходит распад динамики двигательного акта или дезинтеграция сложных кинетических механизмов. Нарушается схема последовательных движений, лежащая в основе акта, направленного к достижению определенной цели. Когда патологический процесс локализуется в нижнем отделе этой области, то выступают нарушения в двигательной организации речевых процессов. При патологических состояниях конвекситальный отдел префронтальной области обусловливает нарушение произвольной деятельности, в основе которой лежат затруднения в создании предварительных синтезов, необходимых для правильного протекания двигательных актов. Патологические процессы префронтальной области ведут к нарушению плана действий. Произвольные движения также затруднены, если не основываются на сложной системе кинестетических и зрительных афферентаций.
От конвекситального отдела следует отличать медико-базальный, или орбитальный, отдел лобной области, который связан с лимбической областью и гиппокампом. Он обладает другой функцией и при патологических условиях может нарушать аффективную сферу и торможение примитивных влечений. Для поражения базальных отделов лобной области характерны эмоциональные нарушения со склонностью к импульсивным поступкам.
Изучение коры двигательного анализатора при синдроме Дауна произведено нами на всем пространстве от поля 4 до лобного полюса. В передней центральной извилине обнаружено много клеток Беца, по форме непохожих на крупные пирамиды. Большинство имеет узкую, вытянутую конфигурацию, причем нередко тело клетки по ширине почти равно верхнему дендриту. Ядра малы, овальны, иногда имеют вид узкой палочки. Нисслевская субстанция часто отсутствует или имеется в малом количестве с патологическим распределением. В поле 6 наблюдается разрежение клеток в III слое. Местами их радиальное расположение нарушено. В V слое большие пирамиды представлены узкими палочкообразными клетками. Эти удлиненные клетки, по-видимому, не могут обладать достаточной функциональной способностью. В поле 8 радиальное расположение клеток нарушено. Клетки III и VI слоев собраны в группы, между которыми имеется свободное от клеток пространство. Большие клетки V слоя отсутствуют. Вместо них найдены узкие, как бы вытянутые палочкообразные клетки. В поле 9 нарушения структуры коры напоминают таковые в поле 8. В поле 48 сильное разрежение клеток в V и VI слоях. Вместо V слоя обнаруживается светлая полоса с незначительным количеством клеток. Большие пирамиды малы, имеют неправильную форму. Количество клеток в VI слое недостаточно. Много клеток эмбрионального вида.
В зоне речедвигательного анализатора (область Брока) наблюдается резко выраженное беспорядочное расположение клеток во II и III слоях коры. Слой зерен сужен. В V и VI слоях малые и недоразвитые клетки. Большие пирамиды III и V слоев разрежены или представлены небольшими округлыми клетками. Часть клеток V слоя имеет узкую вытянутую форму с круглым основанием. Ядра таких клеток иногда резко выступают из протоплазмы. В строении нолей лобного полюса (10, 11, 12) имеются более глубокие недостатки. Кора значительно уже, чем в нормально развивающемся мозгу. В V и VI слоях находятся уменьшенные в размерах клетки. Большие пирамиды V слоя малы, округлы, редко расставлены. Много клеток эмбрионального типа. Слой зерен состоит из клеток малой величины. В полях 11 и 12 слабо дифференцированные клетки. Хотя здесь и представлены все слои, клетки расположены довольно далеко друг от друга и отсутствует их радиальное расположение. Клетки группируются без всякого порядка. Иногда островки клеток разделены свободными промежутками, Иногда нет границы между V и VI слоями. Большие пирамиды V слоя представлены единичными клетками малых размеров. Остальные клетки расположены беспорядочно небольшими группами. В V слое много эмбриональных клеток.
Приведенное краткое описание нарушенного строения коры двигательного анализатора свидетельствует о том, какие глубокие отклонения от нормы существуют в структуре слоев и в отдельных группах клеток. Изменения клеток Беца и больших пирамид в III и V слоях указывают, что проекционные пирамидные и экстрапирамидные пути сильно отстают в развитии. Как сочетательные волокна между отдельными полями лобной доли, так и более отдаленные связи с другими отделами мозга представлены при синдроме Дауна совершенно недостаточно. Это выражается и слабой миелинизации белого вещества лобных долей. В структуре коры двигательного анализатора имеются морфологические основания длю его недостаточной деятельности. Поля 8 и 9 не получают точной информации из соответствующих ядер недостаточно развитого, а следовательно, не-
полноценно функционирующего мозжечка. Афферентации от зрительного бугра и теменной доли также не является полноценной, чтобы создать условия для планомерной, ритмичной и последовательной практической работы больного с синдромом Дауна.
Еще более выступает нарушение развития префронтальной области мозга, что хорошо демонстрируется на больших цитоархитектонических микрофотографиях, захватывающих все слои на отдельных участках коры мозга, особенно клеточных групп IV и V слоев. Это недоразвитие префронтального отдела приводит к невозможности планомерной организации двигательных актов. Кроме того, отсутствие точной информации со стороны других анализаторов при глубоком нарушении структуры коры префронтальной области делает поведение больного недостаточно организованным.
Правильное осуществление двигательных актов требует чрезвычайно точной работы мозжечковых систем. Следует остановиться на работе мозжечка при синдроме Дауна, поскольку уже было сообщено, что его недоразвитие наблюдается всегда. Степень недоразвития мозжечка непостоянна. Встречается сравнительно умеренное его недоразвитие, но во многих случаях размеры мозжечка достигают только половины нормальной величины. Глубокое недоразвитие его внутренних структур также имеет место Исследование мозжечковых систем показывает, что афферентные волокна мозжечка развиваются лучше, чем центробежные мозжечковые системы. Пучки Флексига и клетки столбов Кларка, дающие им начало, дифференцированы незначительно. Цереброспинальный и вентральные пучки развиваются лучше, хотя и не окрашиваются в столь же темный цвет, как медиальная петля. Нижние оливы имеют малую величину и относительно слабую извитость складок. Волокна, выходящие из ворот олив и окружающие мозжечковые волокна в веревчатом теле, окрашиваются бледно. Кнаружи от пучка Флексига в полушарии мозжечка наблюдается очень бледная окраска миелиновых систем. Верхний эмбриональный слой зерен в коре мозжечка всегда хорошо выражен. Среди клеток Пуркинье много недоразвитых, деформированных. На значительных участках они почти отсутствуют. Многие клетки Пуркинье не достигают нормального расположения под слоем зерен, часть из них застревает в нем. Иногда клетки Пуркинье овальной формы располагаются горизонтально по отношению к верхней поверхности. В зубчатом ядре, посылающем волокна в brachium conjuclivum, только небольшая часть клеток развита удовлетворительно. Клетки малы, построены эмбрионально, а иногда имеют признаки дистрофических изменений. В клетках центральных ядер мозжечка отмечается большая неравномерность развития. Кроме крупных клеток с удовлетворительной структурой, много клеток малого размера, эмбриональных. Наблюдаются некоторая неравномерность в толщине нейрофибриллярных волокон в коре мозжечка и утолщение внутриклеточных нейрофибрилл. Из других мозжечковых систем следует отметить недостаточную миелинизации) вестибуло-спинального пути, а также лобно-мостовых и височно-мостовых систем. Такому анатомическому и функциональному состоянию мозжечка соответствует при синдроме Дауна определенная клиническая симптоматика, к которой относятся изменения тонуса мышц, изменение уровня рефлексов, атаксия, нарушение равновесия. К этим расстройствам можно прибавить, что тонкие движения рук и ног малодоступны. Длительное время детям с синдромом Дауна требуется поддержка при ходьбе. Практическая деятельность элементарна. Недоразвитие височно-мостовых и лобно-мостовых систем не позволяет больным достаточно контролировать и уточнять Движения, что в норме осуществляется корой головного мозга.
Следует отметить, что недоразвитие мозжечка при синдроме Дауна напоминает атрофию мозжечка при атаксии Мари, тем более что изменения клеток зубчатого ядра, наблюдаемые при синдроме Дауна, довольно близки к таковым при болезни Мари.
Нарушений со стороны зрительного и слухового анализаторов, играющих исключительно большую роль в построении психической деятельности при синдроме Дауна, не обнаружено. В коре затылочных долей, кроме разрешения клеток в III и V слоях, расширения свободных пространств между столбиками клеток II и III слоев, малой величины клеток V слоя в коре 17 поля, других изменений не найдено.
Как известно, кона височной доли имеет неоднородное строение. В то время как в полях 22, 21 и 20 (неокортекс) обнаруживается шестислойное строение коры, нижне-внутренняя поверхность, представленная аллокортексом, построена иначе. Тем не менее, наблюдения говорят о тесных функциональных связях менаду этими отделами мозга, существующих несмотря на анатомические различия. В литературе имеются указания на особое течение припадков при опухолях правой височно-сфеноидальной области, которые сопровождались обонятельными ощущениями, своеобразными психическими переживаниями и сноподобными состояниями.
Feifer наблюдал снижение интеллектуальных качеств и ассоциативных способностей при поражении височных допей. Kleist (1934), как и Другие авторы, считал, что кора височного мозга является центральной слуховой областью, исключая медиальную ее часть. Некоторые авторы отмечали при поражениях височных долей изменение вестибулярных функций. Двустороннее удаление височных долей у животных вызывало значительное расстройство поведения.
Herrik (1933) считал аллокортекс неспецифическим активатором неопаллидума. На основании некоторых клинических наблюдений в настоящее время предложена концепция о так называемой лимбической системе с учетом физиологических исследований. Horrik назвал эту область висцеральным мозгом. Значение этой области для вегетативной и эмоциональной регуляции стало все больше обращать на себя внимание в связи с выяснением второстепенной роли так называемого обонятельного мозга для обонятельных функций. Granthal (1930) обратил внимание на расстройство памяти после поражения аммонова рога. В 1937 г. путем изучения электроэнцефалограмм была установлена связь между так называемой психомоторной эпилепсией и височными очагами.
