Sensorisk: extero + interoception

Question 1

Vad innebär interoception?

Answer 1

sensoriska modaliteter vars syfte är att känna av hur kroppens vävnader mår ex. smärta, temp, klåda, sensual touch etc.

Question 2

Meissners känselkropp

Answer 2

• Aktiveras av lågtröskelig mekanisk stim/ beröring - Snabbt adapterande => pågående konstant stim –> aktiveras initialt men slutar reagera snabbt

Question 3

Meissners känselkropp lillfinger –> caudala medulla oblongata

Answer 3

n. ulnaris –> fasciculus med. –> truncus inf –> n. spinalis C8 –> Dorslrotsgangl. C8 –> Dorsalrot C8 –> Fasciculus cuneatus –> nucl. cuneatus

Question 4

Insula - funktionell roll + indelning

Answer 4

1. Dorsala posteriora insula (dPIns) = interoceptiva cortex (den första somatotropiska representationen av den interoceptiva modaliteten i cortex cerebri) 2. Mid-insula: Hit skickas info från dPIns + andra områden i hjärnan => subjektiv upplevelse av sensorisk stimuli 3. Anteriora insula: = limbiska sensoriska cortex (LSC) Inflöde från mid-insula + övriga hjärnan => material me, det kännande jaget, emotionella känslor, subjektiv tidsuppfattning, uppskattning musik Höger: negativa känslor (energiförbrukning) Vänster: psitiva känslor (energiuppladdning)

Question 5

Ryggmärgsskada båda dorsalhorn, hö ventralhorn, mestadels av vä ventralhorn effekt

Sensorik: diskriminativ vs grov beröring, smärta + temp

Answer 5

Sensorisk bortfall: ¤ Diskriminativ beröring pga baksträngar skadade i båda sidor –> förmåga att känna detaljer ex riktning beröring förlorad (båda ben) ¤ Grov beröring Tractus spinothalamicus från lamina V neuron finns kvar på vänster sida => förmåga kvar i hö ben (+ även delvis på vänster ben av oklar anledning) ¤ Smärta + temp Tractus spinothalamicus från lamina I neuron intakt på vänster sida => känner smärta + temp på höger ben

Question 6

Reflex: Fot trampar på spik + hålla balans

Answer 6

¤ nociceptiva a-delta/c-fibrer i ryggmärgens dorsalrötter har excitatoriska interneuron till samma sida flexorer ¤ Överkorsar till motsatta sidans extensorer där Glut som verkar på AMPA/NMDA-receptorer => excitation genom Na+ inflöde —> depolarisering motorneuron ¤ Inhibitoriska interneuron hämmar samma sidas extensorer via GABA-GABA alfa receptorer som hyperpolaricerar motorneuron via Cl- inflöde ¤ alfa motorneuron i ryggmärgens framhorn (ventralhorn) innerverar muskelceller => ACh —> Na+ inflöde —> depolarisering muskel

Question 7

AP i sensorisk nerv

Answer 7

I dorsalrotsgangliernas perifera utskott öppnas jonkanaler pga adekvat stimul (kemisk, temp, mekanisk= => Na+ (+ ev Ca2+) inflöde —> depolarisering membran om tillräckligt stark stimuli + jonkanaler öppnas —> tillräckligt många Na+ —> spännisgskänsliga Na+ kanaler i ranviers nod öppnas (depolaras-självgenererande) Fortledning av AP sker enbart i en riktning pga Na+ kanaler inaktiveras kort efter att de öppnas —> vilomembranpotentialen måste återställas innan de aktiveras igen (+ fotboja => tar tid innan de kan öppnas) = refraktärperiod

Question 8

AP fortledning i A-delta och C-fibrer

Answer 8

AP: spänningskänsliga Na+ kanaler öppnas —> depolarisering membranpotential —> fler spänningskänsliga Na+ öppnas = AP självgenererande Från områden där AP depolariserar membran fortleds laddningen till intilliggande områden —> Na+ kanaler öppnas framåt (refraktärperiod => ej bakåt) A-delta fibrer = myeliniserade => strömmen flyter effektivt där axon är myeliniserat pga: - minskad membranresistans + minskad kapacitans - AP hoppar mellan Na+ kanaler i Ranvierska noderna C-fibrer = omyeliniserade => AP måste öppna Na+ kanaler längst hela axonet (långsammare) + tvärsnittet mindre —> ökad resistens + ökad kapacitans

Question 9

Nociceptiv vs. neuropatisk smärta

Answer 9

Neuropatisk: - lesion/sjukdom i nervsystemet - neuroanatomisk utbredning motsvarande innervationsområdet för nervstrukturen - störning inom ANS/ somatiska nervsystemet med retningsutlöst obehag/smärta Nociceptiv: perifert vid skadlig stim. ex. värme, kyla, tryck

Question 10

Nociceptiv smärta (interoception) väg

Answer 10

A-delta (mekanisk/kyla) + c-fibrer (värme, kyla, beröring) med fria nervändar aktiveras —> Dorsalrotsganglion —> ryggmärgens dorsalhorn —> lamina I + II (c-fibrer), lamina I, II, V (A-delta) —> segmentell överkorsning på ryggmärgsnivå —> tractus spinthalamicus lamina I neuron (anteriolaterala kollumnen i ryggmärg - interoceptiva centrum) —> medulla oblongata kärnor —> Hjärnstam: nuc. parabrachialis, PAG etc —> 1. laterala thalamus (VMpO) —> Insula (diskrimination) 2. Mediala thalamus (MDvc) —> Ant. gyrus cinguli = limbiska motorcortex (urge + reglerar smärtkontroll)

Question 11

Vad ingår i postural kontroll + hur går det till?

Answer 11

Info från: - Synintryck - proprioceptiv info (muskelspole, golgis senorgan, led receptorer) - Vestibulocochleära organet - Känsel + tryck receptorer Samordnas i vestibulariskärnan —> Vestibuloockulära reflexen —> Posturala muskler (nacke, ben, rygg etc.) => Sensorisk feedback

Question 12

Vad är refererad smärta?

Answer 12

Smärtvägar från inre organ + hud på någon nivå går samman (tros ske i ryggmärgens bakhorn som kontaktas av dorsalrotsganglionceller som terminerar i hud + inre organ). Då hud-smärta är vanligare tror hjärnan att stimulit är därifrån.

Question 13

Vad är smärta?

Answer 13

En obehaglig sensorisk + emotionell upplevelse förenad med vävanadsskada/ hot om vävnadsskada/ beskriven i liknande termer.

Question 14

Beröring (exteroception) vs. smärta (interoception)

Answer 14

¤ Perifera sensorer: Beröring: # Merkel, Meissner, Pacini, Ruffini - nervändsslut + Hår R #Tvåpunktsdiskrimination: Merkel + Meissner (små receptiva fält) # Vibration: Pacini + Meissner (snabbt adapterande) Smärta: Fria nervändsslut / nociceptorer ex. TRP-kanaler ¤ Perifera fibrer: Beröring: # Tjocka, myeliniserade AB-fibrer (från lågtröskeliga mekaniska receptorer) Smärta: # A-delta (tunna, myeliniserade) => snabba, stickande smärta # C-fibrer: (omyeliniserade) => långsam, molande smärta (klåda + värme) ¤ Exteroception (beröring) AB-fibrer —> dorsalrotsganglion —> dorsalhorn —> (vibration + kyla) a) Baksträngar (samma sida) ex. Fasciculus gracilis (ben), Fasciculus cuneatus (överkropp) —> (1. Proprioception: nucl. dorsalis T1-L2) 2. Baksträngskärnor (nucl. gracilis, cuneatus) b) Tractus spinothalamicus lamina V (överkorsning, kyla) —> nucl. tractus spinalis lamina V ——————————————————————————— —> MEDIALA LEMINISKEN (eller Tractus spinocerebellaris dorsalis - proprioception) —> Thalaus VPL (via capsula interna) —> SI: primärsensoriska cortex, gyrus postcentralis (somatotropiskt indelad, homunculus) 3a: Proprioceptorer: muskelspole (längd), Golgis senorgan (spänning), ledreceptorer 3b: lågtröskeliga hudafferenter 1: Texture (hud) 2: Storlek + form (muskel) —> SII MS => skada bilaterlt = hjärnstamsnivå/ spinal nivå, om skadan är ovanför capsula interna är det inte sannolikt med bilateral skada ——————————————————————————– ¤ Interoception (smärta, temp, klåda) Tunt myeliniserade A-delta/ omyeliniserade c-fibrer —> Dorsalhorn: (Ad -> lamina I + II + V, c-fibrer -> lamina I + II) —> överkorsning Tractus spinothalamicus lamina I neuron —> Medulla oblongata kärnor —> Hjärnstam: nucl. parabrachealis, PAG (periaqueductal grey) etc. —> a) VMpO (lat. thalamus) —> insula (dorsala, posteriora) = interoceptiva cortex => Diskrimination b) MDvc (med. thalamus) —> Gyrus cinguli (ant) = limbiska motorcortex => urge + smärtkontroll + ev. SI

Question 15

Känselkroppar, deras hastighet, funktion, var de befinner sig

Answer 15

Epidermis: Fria nervändar Ad = Snabb, smärta, kyla + C-fibrer= Långsam, värme, klåda, smärta, beröring) Basala epidermis: Merkel (litet receptivt fält 2 punkts diskrimination), kontinuerligt tryck, Långsam Dermala papiller: Meissner (litet receptivt fält 2 punkts diskrimination), beröring, vibration, tryck, Snabbt adabterande Dermis: Ruffini (sträckning), Långsam Djupa dermis: Vater Pacini (vibration), Snabb

Question 16

Interoceptiva afferenter

Answer 16

TRP kanaler 30 grader C: TRPv4 = värme, ej smärta 40C: TRPv1 = värme + smärta 50C: TRPv2 = värme + svår smärta

Question 17

Vilket är det övergripande syftet med interoception (enligt dess moderna definition), och vilka modaliteter inkluderas under begreppet interoception?

Answer 17

Interoception omfattar de modaliteter som registrerar hur kroppen och våra vävnader mår, vävnadernas fysiska och funktionella integritet. Inkluderar bl. a. smärta/nociception, temperatur, klåda, ”sensual touch” etc.

Question 18

Projektionsneuronen i lamina I spelar en central roll för fortledningen av interoceptiva signaler i det centrala nervsystemet. Vilka?

Answer 18

Utöver deras projektioner till THALAMUS (VMpo och MDvc) och sedan vidare till olika cortexområden (vilka är centrala för perceptionen av interoceptiva stimuli), projicerar lamina I-neuronen även bl.a. till den interomediolatera kärnan (IML) i RYGGMÄRGEN, där de preganglionära sympatiska neuronen är belägna. Dessa förbindelser medierar sannolikt spinala autonoma reflexer, t.ex. lokala ändringar av blodflöde p.g.a. temperaturändringar. Lamina I neuronen projicerar också till ”homeostatiska kärnor” i HJÄRNSTAMMEN, kärnor (t.ex. PAG, parabrachiala kärnan) som bl.a. reglerar output från det autonoma nervsystemet, exempelvis höjning av puls och blodtryck p.g.a. smärtstimulering.

Question 19

Beskriv de nervcellskretsar som gör att du ökar din produktion av värme och minskar dina värmeförluster vid en kall omgivningstemperatur.

Answer 19

TRP-kanaler hud —> Dorsalhorn —> omkoppling LPS —> kyla hämmar preoptic area (anterora hypohalamus), värme stimulerar —> direkt/ indirekt inhibering av Raphe pallidus —> sympatiska motorneuron frossa, + (beteende) Stimulation of the anterior hypothalamus begins a thermolytic response thereby resulting in decrease in the body temperature. While stimulation of the posterior hypothalamus begins a thermogenic response that leads to elevation in body heat and its conservation. Thermolytic responses are characterized by cutaneous vasodilation which is illustrated by body reactions like elevation in heat loss by radiation, perspiration that facilitates heat loss by evaporation, and the typical feature of panting in animals particularly in dogs. Thermogenic responses incorporate cutaneous vasoconstriction that results in minimizing loss of heat via radiation, the mechanism of shivering that increases heat level owing to vigorous muscular activity. The hypothalamus is also well equipped to gauge the fluctuations in the temperature of the blood circulating within the body and so will respond.

Question 20

Förklara vad man i modern mening menar med interoception. Beskriv också kortfattat hur interoceptiva signaler fortleds från kroppen upp till cortex cerebri.

Answer 20

Begreppet interoception innefattar de modaliteter, smärta, temperatur, klåda etc., som känner av ”hur kroppen / våra vävnader mår”. Signalerna detekteras ute i kroppen av Ad- och Cfibrer och leds in till ryggmärgen där de kontaktar projektionsneuron i lamina I. Axonen från dessa neuron korsar över till andra sidan och fortsätter upp till thalamus där de terminerar dels i: 1. MDvc, som i sin tur projicerar till anteriora gyrus cinguli (limbiska motorcortex), 2. VMpo, som i sin tur projicerar till dorsala posteriora insula (interoceptiva cortex). Till interoception räknas även de signaler som leds via afferenta fibrer i fr.a. n. vagus, som via nucleus tractus solitarius och VMb också projicerar till interoceptiva cortex.

Question 21

Vilka mekanoreceptorer är viktigast för den detaljerade beröringskänseln i fingrarna?

Answer 21

Meissnerkroppar och Merkelceller.

Question 22

En smärtsam stimulering av foten kan bl a leda till att den stimulerade delen av foten omedvetet och reflektoriskt dras bort från det som skadar foten, en så kallad bortdragningsreflex. Beskriv den nervcellskrets som är ansvarig för denna reflex.

Answer 22

Det smärtsamma stimulit detekteras av en nociceptor i foten. Nociceptorns axon leder signalen vidare genom de perifera nerverna via dorsalroten, där axonernas cellkroppar är belägna i dorsalrotsgangliet, in till ryggmärgen där axonerna terminerar i laminae I-II. I ryggmärgen aktiverar axonerna nervceller (sannolikt i lamina II) som i sin tur aktiverar andra nervceller (sannolikt i lamina V, s k ”reflex encoders”) som i sin tur projicerar till och aktiverar en grupp motorneuron i lamina IX (polysynaptisk reflex). Motorneuronens axoner projicerar sedan via ventralroten och de perifera nerverna ut till de muskler som åstadkommer en bortdragning av det stimulerade hudområdet i foten.

Question 23

Smärtsignalen från foten åstadkommer också via de centrala smärtbanorna ett medvetet ”inre tryck” (”urge”) att bl a ta bort foten från det som skadar den. Beskriv de centrala banor och omkopplingsstationer som är ansvariga för den komponenten av smärtupplevelsen.

Answer 23

De perifera smärtfibrerna terminerar på och aktiverar smärtspecifika neuron i ryggmärgens lamina I. Axonen från lamina I-neuronen korsar över till andra sidan ryggmärgen och löper som tractus spinothalamicus upp genom ryggmärgen och hjärnstammen upp till thalamus, där de terminerar bl a i MDvc (ventrokaudala delen av den mediodorsala kärnan). Neuronen i MDvc projicerar i sin tur till anteriora gyrus cinguli, som brukar betecknas limbiska motorcortex och anses vara viktig bl a för att generera ett inre tryck som reglerar motivationsstyrt beteende.

Question 24

Genom våra perifera nerver och in till ryggmärgen via dorsalrötterna löper ett stort antal olika typer av sensoriska nervfibrer som utifrån ledningshastighet klassificeras i typerna I/Aa, II/Ab, III/Ad och IV/C (klassificeringarna I-IV respektive Aa-C är i princip desamma men har historiskt använts för sensoriska nervfibrer i muskelnerver respektive hudnerver). Axonerna inom respektive typ förmedlar sensorisk information inom vissa modaliteter / har sitt ursprung från bestämda receptortyper. Beskriv för respektive klass/typ av axoner vilka modaliteter de leder eller från vilka receptorer de har sitt ursprung.

Answer 24

I/Aa: tjockt myeliniserade axoner med snabb ledningshastighet, leder proprioceptiva signaler från muskelspolar (Ia) och Golgi senorgan (Ib); II/Ab: fr a axoner med ursprung från olika taktila (beröring) receptorer som Meissner, Merkel, Ruffini och Pacini (+typ II-fibrer från muskelspolar); III/Ad: tunt myeliniserade axoner från bl a nociceptorer (snabb smärta) och köldreceptorer; IV/C, omyeliniserade fibrer från nociceptorer (långsam smärta), värmereceptorer, klådreceptorer, receptorer för ”sensual touch” m.m..

Question 25

Dina baksträngar (dorsalkolumnen, funiculus posterior) blir komplett avskurna bilateralt i höjd med ryggmärgssegment T4. Vilken nivå på kroppen motsvarar detta? Beskriv hur din känselförmåga förändras, eller inte, såväl över som under skadenivån och förklara varför (du behöver inte inkludera proprioception i ditt svar).

Answer 25

Känseln, såväl exteroception som interoception, förändras i princip inte alls ovan T4- nivå, d v s känseln är ej påverkad ovanför en nivå i höjd med bröstvårtorna. Under denna nivå förlorar man p g a skadan förmågan till diskriminativ beröring, d v s förmågan till detaljerad beröringskänsel, medan en förmåga att allmänt detektera beröring, s k grov beröring eller ”contact recognition”, finns kvar, det senare sannolikt via intakta förbindelser via tractus spinothalamicus från lamina V-neuron. Förmågan att detektera interoceptiva stimuli, t ex smärta och temperatur, finns kvar på båda sidor av kroppen även under skadenivån då dessa signaler fortleds via lamina I neuronens axoner som löper i kontralaterala anterolaterala funikeln.

Question 26

a) Du har fått en liten brännskada i huden vid basen (proximalt) av lilltåns (digit V:s) dorsalsida. Vilken typ av receptor och primärafferent nervfiber registrerar och fortleder den brännande smärtsignalen från hudområdet? (0,5p)
b) Beskriv hur en sådan nervfiber passerar från hudområdet in till ryggmärgen genom att i rätt ordning ange namnen på de nerver/nervstrukturer den befinner sigipå vägen.
c) I vilken del av ryggmärgens grå substans terminerar den aktuella nervfibern?
d) Beskriv det bansystem som leder signalen vidare från ryggmärgen till cortex cerebri och som gör dig medveten om den brännande smärtan i lilltån.

Answer 26

a. Polymodal C-fibernociceptor.
b. N. fibularis superficialis –N. fibularis communis –N. ischiadicus –Plexus sacralis–Ramus anterior av n. spinalis S1 –(truncus n. spinalis S1 -) Ganglion spinalis (S1) –Radix dorsalis (S1).
c. I lamina (I och) II.
d. Projektionsneuron i lamina I (HPC-celler) àvars axonerkorsar över till kontralaterala sidan av ryggmärgen àoch sedan löper rostralt i den anterolaterala vita substansen i ryggmärgen och genom hjärnstammen till thalamus àdär axonerna terminer i kärnan VMpo àvars neuron skickar signalen vidare till interoceptiva cortex i dorsala posteriora insula.