Особенности структуры коры головного мозга при синдроме дауна - патологическая анатомия и патогенез психических заболеваний

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ СИНДРОМЕ ДАУНА
Выяснение причин глубокого недоразвития интеллектуальной деятельности при синдроме Дауна является важной обязанностью каждого исследователя, занимающегося данной проблемой психических нарушений в таких случаях, относимых, как общепринято, в общую рубрику «олигофрения». Поэтому представляет особенный интерес установить, какие именно изменения мозга лежат в основе слабоумия больных с этим своеобразным процессом. Еще более интересны перспективы, к которым должна стремиться дальнейшая разработка материалов, необходимых для более полного понимания причин задержки в развитии мозга на определенном этапе и возможности прогредиентности процесса, существующей, несмотря на некоторые успехи в психическом развитии в первые годы жизни. Чрезвычайно важно узнать, в чем заключаются причины задержки дальнейшего развития психики больного и можно ли вообще предпринять шаги к поискам новых лечебных средств. Прежде всего нужно знать, поражение каких областей мозга ответственно за снижение умственных способностей больных с синдромом Дауна, так как давно высказывалось мнение, что различные системы мозга неодинаково отвечают на различные нарушения процессов обмена.
С этой целью приводим результаты более подробного изучения изменений в коре головного мозга и миелиновых системах в одном из наиболее типичных случаев синдрома Дауна (больной М,, 2 месяцев- диагноз: синдром Дауна). Мозг в этом наблюдении, так же как и во всех других, сопоставлялся с соответствующим по возрасту и полу контролем и данными Института мозга АМН СССР о нормально развивающемся мозге ребенка.
При внешнем осмотре мозга обнаружены значительные нарушения со стороны его формы и анатомической конструкции. Мозг брахицефалический (рис. 163), лобные доли недоразвиты. Кпереди от широкой передней центральной извилины (ПЦИ) беспорядочно располагаются мелкие извитые лобные извилины, В области правой теменной доли иптерпариетальная борозда развита неправильно. Она окружена мелкими узкими извилинами. На базальной поверхности изучаемого мозга видно резко выраженное недоразвитие мозжечка и варолиева моста. Ножки мозга и серый бугор глубоко погружены (рис. 164). На нижней поверхности лобных до лей заметны западения. Височные доли недоразвиты. Наблюдаются широкие извилины в области полюса височных долей, что говорит о их недоразвитии (рис. 165).

Рис. 163. Брахицефалический форма мозга при синдроме Дауна. Недоразвитие лобных извилин. Кпереди от широкой передней центральной извилины (ПЦИ) беспорядочно располагаются мелкие извитые лобные извилины.

Рис. 164. Часто наблюдаемое при синдроме Дауна неправильное развитие интерпариетальной борозды — с мелкими, узкими извилинами.
Степень развития миелиновых систем данного мозга изучалась нами на фронтальных срезах, прошедших через теменную и височную доли мозга, а также через задний отдел зрительного бугра. Волокна внутренней сумки в области между задним концом стриопаллидарной системы и зрительным бугром довольно хорошо миелинизированы. Миелинизации несколько ослаблена в самом нижнем отделе внутренней сумки, где пирамидный путь переходит в ножку мозга.

Рис. 165. Базальная поверхность мозга больного М. (синдром Дауна). Возраст 2 месяца. Резко выражены недоразвитие мозжечка и варолиева моста. Ножки мозга и серый бугор глубоко погружены. На нижней поверхности лобных долей выступает западение. Височные доли недоразвиты. Широкие извилины в области полюса височных долей (недоразвитие борозд),

Выше подкорковых узлов, в белом веществе полушарий внутренняя сумка переходит в полосу волокон, поднимающихся к коре. Довольно значительный по размерам и хорошо миелинизированный пучок волокон шириной 1,5 см при выходе из внутренней сумки начинает суживаться и направляется в заднюю центральную извилину. Этот пучок хорошо отграничен от светлого фона окружающего вещества, лежащего под корой теменных извилин (рис. 166). Таким образом, проекционный путь зрительный бугор — кора отчетливо выступает в виде хорошо дифференцировавшегося пучка. Находящееся под корой теменной доли белое вещество миелинизировано недостаточно полно (U-образные волокна).

Рис. 166. Синдром Дауна. Возраст 10,5 месяцев. Фронтальный срез через центральные извилины, подкорковые ганглии и височную долю. Внутренняя сумка довольно хорошо миелинизирована. В белом веществе полушарий над подкорковыми узлами видны хороша миелинизированные пучки, направляющиеся в заднюю и переднюю центральные извилины. Белое вещество в области супрамаргинальной извилины миелинизировано недостаточно. В височной доле миелинизации почти отсутствует. Несколько лучше она в белом веществе первой височной извилины и в гиппокампе.

Оно отличается от идущего к задней центральной извилине пучка, видимого как бледно окрашенный участок. Мозолистое тело по крайней мере в 2 раза тоньше, чем в норме, и имеет бледную окраску. Над хвостатым телом выступает небольшой, хорошо миелинизированный подмозолистый пучок. Белое вещество височной доли миелинизировано слабее, чем в теменной доле, но хорошо миелинизирован нижний продольный пучок. Он узкой полоской окружает нижний рог, отступив на 0,5 см от края бокового желудочка. Значительно менее миелинизирована остальная часть белого вещества височной доли.
Таким образом, мозолистое тело и длинные и короткие ассоциационные волокна в теменной и особенно в височных долях миелинизированы значительно меньше, чем должно быть в соответствующем возрасте, В то время как белое вещество второй и третьей височных извилин почти не содержит миелина, область гиппокампа и первой височной извилины уже получает значительное количество миелинизированных волокон.
На этом срезе видны хорошо миелинизированный зрительный нерв, миелиновые волокна вокруг красного ядра и резко отграниченный медиальный центр в зрительном бугре. При изучении фронтальных срезов, проходящих через переднюю центральную извилину и середину чечевичного ядра, обнаруживаются отличия от вышеуказанных срезов через кору чувствительных областей мозга. Так, внутренняя сумка только в верхней трети содержит хорошо миелинизированные волокна. Нижние две трети, где должен проходить пирамидный путь, миелинизированы совершенно недостаточно.
В ножках мозга пирамидный путь слабо окрашивается по Палю, в то время как височно-мостовые и лобно-мостовые пучки совсем не окрашиваются гематоксилином. Поднимающиеся кверху от зрительного бугра проекционные волокна миелинизированы весьма слабо и разделены на два пучка. Они направляются к верхнему отделу передней центральной извилины и частично к задней центральной извилине.
В зрительном бугре хорошо дифференцированы ядра, особенно латеральное. Выделяются stria medullaris и зрительный тракт, достаточно полно миелинизированные. Белое вещество височной доли миелинизировано слабо. Нижний продольный пучок, окружающий аммонов рог, выделяется на бледном фоне височной доли более темной окраской.
На срезах через затылочную долю миелиновые волокна белого вещества окрашиваются еще слабее, чем в центральных отделах мозга. Только f. longitudinalis inferior миелинизирована достаточно. На фронтальных срезах через лобную долю подкорковое белое вещество мало миелинизировано.
Из этого описания можно сделать вывод, что развитие процессов миелинизации в полушариях мозга при синдроме Дауна значительно запаздывает. Более миелинизированными оказались волокна внутренней сумки, проходящие через заднее бедро, и проекционный пучок — чувствительные волокна, направляющиеся к задней и передней центральным извилинам. Кроме того, удовлетворительно миелинизирован нижний продольный пучок, который содержит значительное количество проекционных слуховых, зрительных и обонятельных волокон, направляющихся к соответствующим отделам коры мозга. Все остальные ассоциационные волокна еще не получили достаточного развития и красятся гематоксилином только в бледно-синий цвет. Проекционный пирамидный путь также оказался мало миелинизированный. Мало выделяется рубро-спинальный экстрапирамидный путь. Методом Вейгерта — Паля в стволе мозга обнаруживается значительно больше миелинизированных волокон. В ножках мозга удовлетворительно миелинизированы волокна медиальной и боковой петель, волокна, поступающие из brachium conjunctivum, и глазодвигательный нерв.

Ряс. 167. Синдром Дауна, Возраст 1 год 7 месяцев. Фронтальный срез  через затылочную долю. Миелиновые волокна белого вещества затылочной доля миелинизированы еще слабее, чем в центральных отделах мозга. Нижний продольный пучок выделяется лучшей миелинизацией.

Пирамидные пути в ножках мозга миелинизированы недостаточно. Височно-мостовые и лобно-мостовые пучки совершенно лишены миелина (рис. 167). Толщина слоя волокон, проходящих в этом отделе ножек, наполовину уменьшена (рис. 168). Варолиев мост имеет очень своеобразный вид.  Его величина но крайней мере в 2 раза меньше нормальной, базальная часть уже покрышки. Пирамидные пути и волокна базальной части почти не выделяются, в то время как в покрышке хорошо видны миелинизированные пучки медиальной и боковой петель и brachium conjimclivum.
В продолговатом мозгу достаточно хорошо дифференцированы чувствительные и мозжечковые пучки. Нижние оливы малы, но удовлетворительно сформированы, лучок волокон, выходящих из ворог олив, недостаточно миелинизирован. В области ядер Дейтерса и Бехтерева расположены бледные, слабо миелинизированные волокна. Слуховые и вестибулярные нервы миелинизированы недостаточно. Веревчатые тела хорошо дифференцированы. Центральная часть волокон веревчатого тела, принадлежащая мозжечковому пучку, миелинизирована более интенсивно, чем наружная часть волокон, имеющая отношение к противоположной оливе. Мозжечковые пучки, входящие через нижнюю ножку мозжечка и огибающие снаружи зубчатые ядра, хорошо миелинизированы, по зона кнаружи от этих пучков миелинизирована заметно слабее. Общие размеры мозжечка весьма малы, он почти в два раза меньше, чем в норме. При относительно удовлетворительном размере центральных ядер кора мозжечка сильно уменьшена в объеме, извилины узкие, прослойки миелинового вещества тонкие, миелинизация их недостаточна. Весь мозжечок в целом резко недоразвит, особенно его средние ножки и базальная часть варолиева моста.
Соответственно нарушению развития миелиновых систем обнаруживается значительная задержка в дифференцировке клеточных комплексов, что, по-видимому, достаточно характерно для синдрома Дауна.

Рис. 168. Синдром Дауна. Пирамидные пути в ножках мозга миелинизированы недостаточно, височно-мостовые и лобно-мостовые пучки совершенно лишены миелина.

Цитоархитектоническая структура коры головного мозга нарушена в отношении как сформированности отдельных ее слоёв, так и полноценной сформированности клеток. Изменения неодинаково распределяются по отдельным областям, что создает характерные особенности заболевания.
Что касается теменной области, то в поле 7 (верхняя теменная извилина) хорошо представлено строение всех слоев коры с радиальным расположением клеток.
В V слое обнаружены узкие, вытянутые большие пирамидные клетки, расставленные на различных уровнях. Они часто имеют резко извитые верхние дендриты, как будто что-то помешало их проникновению сквозь слой зерен. В основном структура коры поля 7 нормальная, но большие пирамиды в расширенном V слое расположены беспорядочно. Между ними образуются широкие пространства, свободные от клеток. Собранные в группы большие клетки направляют свои верхние дендриты в виде пучка между группами клеток слоя зерен.
Данные о коре мозга в области супрамаргинальной и ангулярной извилин (поля 40 и 39) могут быть представлены следующим образом. В широком V слое большие пирамидные клетки отсутствуют или слабо дифференцированы. Местами образуются разрежения клеток и нарушение радиального их расположения в III слое. Иногда крупные пирамидные клетки располагаются в У1 слое. Их дендриты, направленные в слой зерен, смещены в сторону. Многие клетки слабо дифференцированы и имеют эмбриональный вид.
В коре интерпариетальной борозды пространство между IV и VI слоем очень широко. Клетки V слоя образуют группы. Между ними имеется свободное пространство, которое дает вторую светлую полоску в коре, хорошо видную при окраске по Палю. Верхняя светлая полоса происходит от резкого разрежения клеток III слоя. Две светлые полосы характерны для данной области. Они начинаются еще на верхней поверхности коры и, усиливаясь, спускаются в интерпариетальную борозду. Наравне со слабо сформированными пирамидными клетками здесь обнаруживается много клеток недостаточно дифференцированных, деформированных, овальной формы с эктопированным ядром.
В коре височной доли поле 22 (первая височная извилина) состоит из правильно расположенных клеток с умеренным количеством клеточных элементов эмбрионального типа. Как было указано, в этой извилине лучше, чем в других, происходит миелинизация волокон в белом веществе.
В полях 21 и 20 структура коры значительно нарушается. Здесь обнаружено большое количество эмбрионально сформированных клеток овальной формы с малыми размерами протоплазмы и эктопированным ядром. Особенно много этих клеток в V и VI слоях коры, где нередко можно видеть плохо сформированные пирамидные клетки и недостаточно дифференцированные большие пирамиды. Заметно нарушается радиальная структура коры мозга в III слое, и выступает недостаточная наполненность клетками V слоя. Миелинизация волокон второй и третьей височных извилин значительно запаздывает. На границе полей 22 и 21 наблюдается деформация клеток V слоя коры, что выражено в неправильной форме их верхних дендритов. Такие же изменения найдены в коре поля 37, лежащего на границе между височной и затылочной долями, В V и VI слоях коры этого поля видна широкая светлая полоса с недостаточным количеством клеток и значительным скоплением эмбриональных клеточных элементов.
Более удовлетворительно сформирована кора гиппокампа, аммонова рога и g. fusiformii, где нет грубых нарушений. В верхнем слое гиппокампа найдены крупные нервные клетки со смещенным ядром. Миелиновые волокна вполне сформированы. В этой области, пройдя через нижний продольный пучок, они достигают тапетум. В коре цингулюм значительное количество хорошо сформированных крупных пирамидных клеток.
С другой стороны, в коре островка отмечены разрежение клеток и нарушение правильного их расположения.

Рис. 169. Синдром Дауна. В коре передней центральной  извилины обнаружены клетки Беца, которые напоминают узкие, продолговатые палочки, немного расширенные у основания. Оля имеют удлиненное ядро и извитой верхний дендрит.

В затылочной доле, в коре области шпорной борозды хорошо сформирован широкий слой зерен и отмечено правильное расположение других слоев. Слабо дифференцированы большие пирамидные клетки в III и V слоях.
В коре наружной поверхности затылочной доли отмечается неравномерность в развитии извилин. Некоторые из них хорошо развиты, кора имеет 6 слоев, хорошо заполненных клетками с правильным их распределением. Но имеется ряд извилин, где кора слабо развита, наблюдаются сильное разрежение клеток в III слое, узкий слой зерен и расширенная полоса в V слое, недостаточно заполненная клетками. Большие пирамиды V слоя малы и по величине почти равны другим клеткам.
В мелких извилинах затылочной доли иногда обнаруживается узкий III слой коры с совершенно неправильным местонахождением клеток, которые расположены не радиально, а в виде горизонтальных закругленных цепочек.
За узким слоем зерен идет широкая полоса V слоя с малым количеством клеток. Можно также отметить значительное скопление эмбриональных клеток в подкорковом белом веществе (рис. 169).
Кора центральных извилин дифференцирована различно. В то время как кора задней центральной извилины хорошо сформирована, кора передней центральной извилины имеет значительные нарушения в строении с характером недоразвития. Кроме недостаточно четкого радиального расположения клеток в верхних слоях, V слой содержит пирамидные клетки малых размеров, сушенные у основания. Они напоминают продолговатые палочки, немного расширенные к основанию. Количество таких клеток Беца уменьшено. Они имеют узкое удлиненное ядро и извитой верхний дендрит. Те же самые нарушения в развитии наблюдаются в полях 6 и 8.
Что касается лобного полюса, то уже макроскопический осмотр мозга показал большое недоразвитие лобных долей. При сравнении с контрольным материалом они оказались меньше почти в 2 раза.  Строение коры малых лобных извилин показывает явную задержку в дифференцировке. Среди клеток много эмбриональных с овальной небольшой протоплазмой и эктопированным ядром. Количество клеток несколько уменьшено. Они редко находятся в III и V слоях. Часто нарушается радиальное расположение клеток в III слое. Слой V расширен и беден крупными клетками. Миелинизация волокон лобных долей сильно задерживается.
Таким образом, при изучении данного случая обнаруживалось наибольшее недоразвитие коры головного мозга, а именно полей 40, 39, 21, 10, 11 и 12, что является важной причиной интеллектуальной недостаточности.