Talamus, talamusun konumu ve talamusun işlevleri
Limbik sistemde önemli bir yere sahip olan ve Yunancadan gelmiş olan talamus “İç oda” anlamına gelir ve diensefalon (Ara beyin) yapılarının en büyük gri madde alanını kaplayan organıdır. Çoğunlukla gri maddeden (Nöronların hücre gövdeleri) oluşsa da aynı zamanda iki kat beyaz madde (Aksonlar) ile çevrilidir. Bu yapılar ise dış ve iç medüller laminadır. Beyin sapının (Mezensefalon) üstünde ve diensefalonunun (Ara beyin) dorsal kısmında yer alan beynin merkezinde yer alan bir organdır. Dolayısıyla talamus beynin derinliklerinde olduğu için ancak ve ancak beynin detaylı bir incelemesinin yapılmasının ardından fiziksel olarak görülebilir. Diğer limbik sistem elemanları gibi (Amigdala, hipokampus, hipotalamus) bir tekil yapı değil beynin her iki yarım küresinde de bulunan çekirdekler topluluğudur.
Talamusun ana işlevine değinmek gerekirse: Talamus, genel olarak beynin bilişsel bilgileri işleyen genellikle serebral korteks bölümü veya ilgili farklı beyin bölümleri ile vücut arasında beyin sapı aracılığı ile gerçekleşen girdileri filtreleyen, modüle eden bir aktarma istasyonu görevini görür. Serebral korteks ancak talamusun verdiği verilere erişebilen ve bunu değerlendiren bir sistemdir. Beyne her saniye 11 milyon bit veri aktığı hesaplanırken bilinçli farkındalık (Serebral korteksin değerlendirmesi gereken) için 40 bit değerlendiriliyor. Geri kalanlar yine beyne ulaşıyor ancak bilinçli dikkat dışında işlenmek üzere başka bölümlere gönderiliyor (Bilinçaltı zihin). Talamus ulaşması gereken 40 bitlik kısmı yani hangisinin serebral kortekse ulaşması gerektiğine karar verir. Bu noktada talamus neyi kıstas alması gerektiğini insanın belirlediği yönergelere göre karar verir. (Kişinin sosyal unsurları) Talamusun modüle etme işlevi görmesinin sebebi ise koku alma dışında her farklı duyusal sistemlerle (Sadece duyusal değil) ilgili bilgi alan (Motor yollar, limbik yollar ve duyusal yollar buradan geçer.) bunları işleyip ilgili kortikal alana ileten talamik çekirdeklere sahip olmasıdır. (Duyusal sinyallerin iletimi) Koku duyusunun sinirsel girdilerinin tamamının talamustan geçmeme sebebi koku duyusunun sinirsel girdileri talamusa uğramadan kortekse gitmesidir. Talamik çekirdekler uyarıcı ve engelleyici nöronlardan oluşmaktadır. Talamokortikal nöronlar vücuttan çeşitli duyusal ve motor bilgileri alır ve seçilen sinir lifleri (Talamokortikal radyasyonlar) ile serebral kortekse bu bilgileri değerlendirme üzerine gönderir. Bu işleyen sistemi örneklendirmek gerekirse retinadan gelen görsel bilgi ilgili korteks bölgesine gitmeden önce mutlaka talamustan geçer. Talamusun görsel bilgiyi işlemekle sorumlu olan lateral genikulat çekirdeğine gider ve bilgi işlendikten sonra değerlendirme için serebral kortekse gider. Kısacası etraftan gelen duyusal girdileri (Çoğunlukla koku hariç) sürekli işleyen talamusun bilinci düzenlemekte ve algıdaki rolü net bir şekilde yaptığı aktarım, düzenleme ve modüle etme işinden anlaşılabilir. Talamus diğer limbik sistemleri ile de olan bağlantısı yani hipokampus, mammiller cisim, forniks ile olan bağlantısı ile mammillotalamik yol sayesinde (Ön çekirdekleri ile olan bağlantı) öğrenme ve epizodik hafıza üzerinde de etkisi vardır. Talamus aynı zamanda duygusal veri analizinde de büyük rol oynar ve ön bilişsel değerlendirme ile de verilen kararların hızında da oldukça büyük bir etkiye sahiptir. Ön bilişsel değerlendirme ile sezgisel hareketlerinin temelini de anlamak bu şekilde mümkündür. Bunun yanında uyku ve uyanıklığın düzenlenmesi gibi işlevlerde de rol oynar. Talamus aynı zamanda birincil motor korteks ile beyincik arasında da bir köprü görevi gördüğü için kas hareketlerinde de oldukça büyük bir etkiye sahiptir.
Talamusun anatomisi
Talamus anatomik olarak her birinin birbirinden farklı yolları olan ve çoğu serebral kortekse veri gönderen 60’a yakın çekirdekten oluşur. Beynin her iki yarım küresinde de yer alan talamusun her biri üç talamik bölgeye ayrılabilir: Lateral nükleer grup, medial nükleer grup ve ön nükleer grup. Bu üç grup “Y” şeklinde bir yapı olan iç medüller lamina ile bölünür. Tüm bunların yanında bu gruplara dahil olmayan çekirdekler mevcuttur: Orta hat talamik çekirdekler, intralaminar çekirdekler, lateral genikulat çekirdek/cisim, medial genikulat çekirdek/cisim ve talamusun dış kaplamasını oluşturan (Tabaka şeklinde) ve her bir lateral talamusun etrafını saran talamik retiküler çekirdek vardır.
NOT: Lateral olanlar yalnızca kendi tarafında olanlardır.
Talamik çekirdekler anatomik lokasyona göre gruplandırmanın yanında fonksiyonlarına göre de kategorize edilebilirler. Bunları şu şekilde sınıflandırmak mümkündür:
• Relay (Röle) çekirdekleri: Bu çekirdekler aktarım çekirdekleri olarak geçerler ve lokasyona göre sınıflandırılan lateral nükleer grup, madial nükleer grup ve ön nükleer grubu kapsar. (Talamusun çoğu) Bu çekirdekler sinir uyarılarını bir kanaldan diğerine iletir. Lateral genikulat cismin optik sistemden veri alıp bu veriyi görsel kortekse iletmesi buna bir örnektir. Klinik olarak öne çıkan röle çekirdeklerini saymak gerekirse:
| Lateral nükleer grup |
|---|
| Yanal arka çekirdek (LP) |
| Yanal dorsal çekirdek (LD) |
| Ventral ön çekirdek (VA) |
| Ventral lateral çekirdek (VL) |
| Ventral ara çekirdek (VI) |
| Ventral posteromedial (VPM) |
| Ventral posterolateral (VPL) |
| Laterak genikulat cisim/çekirdek (LGN) |
| Medial genikulat cisim/çekirdek (MGN) |
| Pulvinar çekirdek |
| Medial nükleer grup |
|---|
| Mediodorsal çekirdek (MD) |
| Ön nükleer grup |
|---|
| Ön çekirdek |
| Orta hat talamik çekirdekler |
|---|
| Paraventriküler çekirdek |
| Paratenial çekirdek |
| İnteranteromedial çekirdek |
| İntermediodorsal çekirdek |
| Rhomboid çekirdek |
| Medial ventral çekirdek |
NOT: Talamusun Paraventriküler çekirdeği, hipotalamusun paraventriküler çekirdeği ile karıştırılmamalıdır. Burada bulunan çekirdekler yalnızca talamus özelinde olanlardır.
• Retiküler çekirdek: Talamusun serebral kortekse yansımayan tek bölümü olan ve diğer çekirdeklerin aktivitesini modüle eden tabakasal yapıya sahip bir çekirdektir. Serebral korteksin yanı sıra girdilerini dorsal talamik çekirdeklerden alır.
• İntralaminar çekirdekleri: Y şeklinde beyaz madde tabakası olan iç medüller laminanın içindeki sinir lifleridir. İntralaminar çekirdekler kendi içinde iki gruba ayrılmaktadır: Ön (Rostral) çekirdekler ve arka (Kaudal) çekirdekler.
| Rostral intralaminar çekirdekler |
|---|
| Merkezi medial çekirdek |
| Parasantral çekirdek |
| Merkezi yanal çekirdek |
| Kaudal intralaminar çekirdekler |
|---|
| Sentromedyen çekirdek |
| Parafasiküler çekirdek |
NOT: Bu makalede yalnızca klinik olarak öne çıkan çekirdekler ele alınmıştır. Talamus anatomik olarak her birinin birbirinden farklı yolları olan ve çoğu serebral kortekse veri gönderen 60’a yakın çekirdekten oluşur. (NCBI)
| Çekirdekler | İşlevleri |
|---|---|
| Ön çekirdek | Bu çekirdek diğer limbik sistemleri ile olan bağlantısı sayesinde onlardan bilgi alır ve bu şekilde talamusun da dikkat, uyku ve hafıza gibi işlevler üzerinde de rol oynamasını sağlar. |
| Dorsomedial çekirdek | Bu çekirdek kendi içinde iki bölüme ayrılabilir: anteromedial magnoselüler ve posterolateral parvosellüler kısım. Anteromedial magnoselüler kısım beynin çeşitli bölgeleri ile iletişim kurup aldığı girdileri çoğunlukla frontal kortekse yansıtır. Örneğin koku alma girdisi alabilir. Posterolateral parvosellüler kısım ise diğer beyin elemanlarından motor girdisi, viseral bilgi gibi bilgileri toplamaktan sorumludur. Tüm bu işlevleri ile alınan duyusal, viseral, motor, ek olarak koku girdileri bireyin duygusal durumları ile ilişkilendirilmesinden sorumludur. |
| Ventral posterolateral çekirdek (VPL) ve Ventral posteromedial çekirdek (VPM) | Her iki çekirdek de parietal lobda yer alan somatosensoriyel kortekse somatosensör korteksten, dermişden, kastan ve eklemlerden gelen duyusal bilgiyi taşır. Bunun yanında ventral posteromedial çekirdek, yüze ilişkin duyusal bilgileri trigeminal sinirler yoluyla alır ve ilgili korteks bölgesine gönderir. |
| Ventral ön çekirdek (VA) ve Ventral lateral çekirdek (VL) | Bu iki çekirdek beyincik ve bazal gangliyondan motor işlevlere dair girdi alan çekirdeklerdir. Ventral ön çekirdek bazal gangliyonlardan gelen girdileri modüle eder ve premotor kortekse iletir. Bu şekilde hareketlerin planlanması ve başlatılması üzerinde rol sahibi olur. Ventral lateral çekirdek motor işlevlere dair beyincikten, striatumdan (Bazal gangliyon çekirdeği) girdiler alarak bunu birincil motor kortekse yönlendirir. |
| Yanal arka çekirdek (LP) | Lateral genikulat çekirdek özel olarak görsel işlemenin yönüne, görsel belirginliğin belirlenmesi (Bu ikisi görsel sistem organizasyonu üzerine), rahatsız edici uyaranlarla ilgili çok-duyulu işlem yapma gibi çeşitli işlevleri mevcuttur. |
| Pulvinar çekirdek | Pulvinar görsel sinir yollarından girdiler alır ve bu girdiler görsel kortekse ve parietal-temporal lobların birleşme noktasına yansır. Tam anlamıyla işlevleri belirlenemeyen pulvinarın görme ile ilgili üst derecede (Örn. görsel belleğe bağlı biliş) işlevlerin modüle edilmesinde rol aldığı öne sürülmektedir. |
| Medial genikulat çekirdek (MGN) | Medial genikulat çekirdek, işitsel çekirdeklerden çeşitli girdiler alır ve temporal korteksin işitsel merkezlerine yansıtır. Bu noktada medial genikulat çekirdek alt kolikulus (Ana işitsel merkez) ve işitsel korteks arasında bir aktarma istasyonu görevini görür. |
| Lateral genikulat çekirdek (LGN) | Yanal genikulat çekirdek görsel yolun talamustan geçen (Talamik) aktarma istasyonudur. Aldığı girdileri oksipital lobun görsel korteksine değerlendirilmesi üzerine yollar. |
| Retiküler çekirdek | Talamusun serebral kortekse yansımayan tek bölümü olan ve diğer çekirdeklerin aktivitesini modüle eden tabakasal yapıya sahip bir çekirdektir. Serebral korteksin yanı sıra girdilerini dorsal talamik çekirdeklerden alır. |
| İntralaminar çekirdekler | Y şeklinde beyaz madde tabakası olan iç medüller laminanın içindeki sinir lifleridir. Beyin sapı retiküler oluşumundan korteksin aktivasyonuna kadar büyük rolleri vardır. Bunun yanında duyusal-motor entegrasyonunda da rol oynar (Bütünleştici görev). |
Talamus disfonksiyonu
Talamus, genel olarak beynin bilişsel bilgileri işleyen genellikle serebral korteks bölümü veya ilgili farklı beyin bölümleri ile vücut arasında beyin sapı aracılığı ile gerçekleşen girdileri filtreleyen, modüle eden bir aktarma istasyonu görevini görür. Bu sebeple bu aktarım istasyonunun hasar görmesiyle birlikte birçok bilişsel, davranışsal, duyusal bilgi işleme faaliyeti neresinden hasar aldığına bağlı olarak bozulmaya uğrar (Talamik inme durumu da aynı şekilde rahatsızlıklara neden olabilir.). Bu noktada hangi çekirdeğinin hasar aldığı önemlidir. Örneğin lateral genikulat çekirdeğin hasar alması durumunda girdiler doğru bir şekilde filtrelenemeyebilir ve bu durumda görsel korteks birden fazla uyaranla ilgilendiği için enerji düşüşü, halsizlik, uyaranların çokluğuna bağlı kaos ortamı oluşabilir. Bunun yanında görme bozukluklarından görme kaybına kadar problemler de girdinin az gitmesi veya hiç gitmemesine bağlı olarak gerçekleşebilir.
Talamus disfonksiyonuna bağlı olarak şu problemler gerçekleşebilir:
• Karıncalanma, uyuşma, aşırı duyarlılık ve ağrı gibi duyusal sorunlar
• Görme bozuklukları, görme kaybı, ışık hassasiyetinde problemler
• Motor davranışlarda yaşanılan bozukluklar (Doğru tepki verememek, gecikme, fikirsel karışıklıklar)
• Odaklanma ve algılamadaki problemler (Afazi)
• Titreme ve titreme benzeri davranış bozuklukları
• Limbik sistemle olan bağlantısı sebebiyle hafıza üzerindeki etkisinden dolayı hafıza kaybı riski (Yalnızca yeni bilgiler öğrenme ve bunları kaydetme üzerine bir problem vardır.) (Amnestik sendrom)
• Uykusuzluk problemleri. Uyku-uyanıklık regülasyonuyla ilgili kilit bir rolü olan talamusun ilgili bölgesine (Ön çekirdek) ciddi bir hasar alması durumunda bilinçle ilgili problemlerin yanında bireylerin komaya da girebildikleri görülmüştür.
Talamus hasarının tedavisi
Herhangi bir talamus hasarı durumunda bilişsel, duyusal, duygusal ve motor bilgilerin tekrardan tam anlamıyla sağlanabilmesi ve doğru bir değerlendirme yapılabilmesi için hasarın tedavi edilmesi gerekmektedir. Bunun için dört çeşit temel tedavi yöntemi mevcuttur. Bunlar: Fizik tedavi, duyusal yeniden eğitim egzersizleri, konuşma ve bilişsel terapi ve derin beyin stimülasyondur. Bunları ayrıntılı olarak ele almak gerekirse:
• Fizik tedavi: Talamusun zararı durumunda kas hareketlerinin koordinasyonunda bir takım problemler yaşanabilir. Geniş ve anormal bir şekilde yürümek, ağız-yüz hareketlerinde çekilen zorluk gibi problemler buna örnek gösterilebilir. Apraksi hastalığı da tam olarak bu yüzden kaynaklanabilir: Koordineli kas hareketlerini gerçekleştirmede karşılaşılan güçlük. Bu noktada beynin yapısal ve fizyolojik değişikliğe uğrama yeteneğini yani nöroplastisite kullanılmalıdır. Bunu çevresel etkileşimler yoluyla şartları değiştirerek yapabilmek mümkündür.
Bu noktada rehabilite merkezleri de dahil olmak üzere sizden öncelikle koordineli hareketlere değil tek bir fiile odaklanmanızı ve bundan sonra diğerine geçmenizi ister. Anlamlı ve kararlı adımlarla beyin için koşulları değiştirerek nöroplastisiteyi tetiklemek mümkündür. Örneğin uygulanabilecek adımlar şunlar olabilir:
1. adım: Elinizi masaya koyabilir misiniz?
2. adım: Şimdi ise parmaklarınızı lütfen açın.
3. adım: Elinizin yanında duran kaşığı kavrayabilir misiniz?
• Duyusal yeniden eğitim egzersizleri: Duyusal yeniden eğitim egzersizi nöronlar arasında tekrardan bağlantı kurmaya ve beyne çağrışım veya koşul değişikliği yoluyla algı yeteneklerini tekrardan kazandırmayı amaçlayan bilişsel-davranışçı terapi yöntemidir. Bu tedavide talamus çağışım yoluyla dağılmış nöron ağını tekrardan kurmak isteyecek ya da yeni bir nöron ağı kuracaktır. Bu terapi yöntemine şu örnekler verilebilir:
1-Duyusal yerleştirme: Gözlerin kapatılması ve vücudun kol, bacak veya herhangi bir bölgesine dokunsal temas istenir. Temas eden kişi elini çektiğinde birey kendisine temas edilen bölgenin hangi yer olduğunu tahmin etmeye çalışır. Yanlış olduğundan dokunulan bölge gösterilir. Amaç dokunulan bölgelerin yanlış olduğunu ve daha çok odaklanarak nöroplastisiteyi artırarak ve nöron ateşlenerek nörojenezi tetiklemektir.
2-Sıcaklık farklılaşması: Burada deriden sıcaklık girdisinin serebral kortekse doğru değerlendirme yapabilecek derecede ulaştırılması ve ulaştırılmadığı takdirde yine tekrar tekrar yaparak nöroplastisitenin artırılması amaçlanır. Bir sıcak, bir soğuk ve bir de ılık bez mevcuttur. Bir kola sıcak ya da soğuk (Geçişli) diğer kola ise sürekli durmak üzere ılık bez konulmalıdır. Sıcak ya da soğuk bezin geçişli olarak konduğu bezler ve ılık bez arasında farkın net bir şekilde anlaşılması amaçlanır.
• Konuşma ve bilişsel terapi: Talamus disfonksiyonunun duyusal sorunlara sebep olmasının yanında bunların yanında davranışsal ve bilişsel problemler de mevcuttur. Talamus hasarına uğrayan bir kişide genel olarak hafıza, dikkat, konuşma bozuklukları görülür. Bu terapide ise kişinin hafızası, davranışları, cümle kurması, kelime anlamları üzerine kelimeyi kullanması yetenekleri geliştirilmeye çalışılır. Aynı şekilde burada da beynin nöroplastisite yeteneği artırılmaya çalışılır. Dizartri, konuşma apraksisi ve afazi gibi problem için bu tedavi uygulanır.
• Derin beyin stimülasyonu: Derin beyin uyarımı anormal bir psikolojik ve davranışsal etki göstermesine karşın beynin spesifik bölümünü elektriksel olarak uyararak mevcut durumu hafifletmesine yardımcı olur. Talamik hasarlar genellikle titremelere yol açmaktadır. Gönderilen sinyaller ile titremelerin ortadan kaldırılması amaçlanır. Derin beyin stimülasyonu her ne kadar bozuk bilişsel bozukluk durumu için kullanılsa da yapılan bir deneyde (PNAS: Merkezi talamik elektrik stimülasyonu ile nesne tanıma zamanlamaya özgü performansının arttırılması) NOR (The novel object recognition: Yeni nesne tanıma görevi) testine sokulan sıçan grubuna yapılan testte yeni uyaranları keşfetmeye yönelik test yapıldı. Sonrasında derin beyin stimülasyonu yapıldıktan sonraki deney günlerinde uyarılmış sıçanların uyarılmamış sıçanlara kıyasla yeni nesneyi keşfetme yeteneklerinin arttığı gözlemlendi. Bu noktada beyin derin stimülasyonun talamus tedavisinde kullanılmasının da koşulları daha iyimser hale getirebildiğini ve uygulanmakta olan bir tedavi yönteminin olduğundan daha insan yararına bir yöntem olduğu söylenebilir.
Kaynaklar
- SimplyPsychology(Talamusun anatomisi)
- NeuroscientificallyChallenged(Talamusun konumu ve işlevi üzerine örnekler)
- WikipediaEN(Talamusun konumu)
- NCBI(Talamik çekirdekler ve işlevleri)
- NCBI(Talamusun nöroanatomisi ve işlevleri)
- Flintrehab(Talamus ve beyincik bağlantısı)
- SpringerLink(Talamusun kelime anlamı ve talamusun özellikleri)
- Açık Beyin(Sinan Canan tarafında talamus ve işlevleri)
- American Psychological Association(Röle çekirdeklerinin tanımı)
- KenHub(Talamik çekirdekler ve işlevleri)
- NCBI(Ventral Lateral Çekirdek)
- Physiopedia(Talamus disfonksiyonu)
- PNAS(Merkezi talamik elektrik stimülasyonu ile nesne tanıma zamanlamaya özgü performansının arttırılması)
- Creative Biolabs(NOR testi)
Bu eserin kullanım hakları ve dağıtımı PerEXP Teamworks’e aittir.
