大脑灰质

2025年03月17日 | 阅读 9 分钟

灰质和白质是构成中枢神经系统的两种组织类型。大脑的最外层由灰质构成,其色调呈粉灰色。

Grey Matter in the Brain

灰质主要由细胞体、树突、无髓鞘轴突和胶质细胞组成,而白质主要由髓鞘化的轴突组成,负责在不同大脑区域之间传输信号。细胞体和为其供血的血管的密集浓度赋予了它独特的灰色。

灰质的分布并不均匀,而是集中在某些区域,因此具有有趣的模式和变化。大脑皮层,即大脑的顶层,含有大量的灰质。我们许多高级认知能力,包括推理、语言和解决问题,都由这片精致、复杂折叠的组织控制。其余的灰质位于皮层下器官,如杏仁核、丘脑和基底神经节,每个器官对大脑活动都有不同的贡献。

灰质的组成部分

神经元和胶质细胞是灰质中两种主要的细胞类型。神经元是大脑的功能单位,负责交换电信号和处理信息。它们是高度特化的细胞,具有独特的细胞体(胞体)、树突和轴突。

树突是神经元细胞体上分支的延伸,其他神经元通过树突向该神经元发送信号。神经递质,即信号,在突触处或神经元之间的微小空间上传递信息。

轴突是从神经元细胞体发出的细长投影,携带电信号。由于一些轴突有髓鞘(一种加速信号传输的脂肪物质)保护它们,因此它们是白质的一部分。然而,灰质中的轴突通常是无髓鞘的。

另一方面,胶质细胞协助其他脑细胞工作。它们执行的任务比神经元多,包括绝缘神经元、调节大脑的化学环境以及提供结构支持。在灰质中发现的主要胶质细胞类型包括少突胶质细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞。

大脑叶:额叶、顶叶、颞叶和枕叶是构成大脑皮层的四个叶。这些叶以脑沟和脑回为界。特别是,额叶在思考、解决问题和其他自主行为方面具有重要功能。类似于智能、认知、注意力以及自主运动控制。

顶叶参与数字表征、空间注意、视觉空间处理、感知和体感数据的整合。

大脑皮层还有感觉区域和运动区域。枕叶的视觉皮层处理视觉信息,顶叶的体感皮层处理触觉、压力、温度和疼痛等触觉信息,以及主要运动皮层和前运动皮层,控制自主运动。

小脑的灰质参与自主运动、平衡、协调和运动控制。此外,脊髓中的三组灰质各自执行其任务。由于起源于大脑皮层的锥体束将脊髓的前灰柱与大脑连接起来,因此它对于所有运动至关重要。

脊髓后灰柱接收感觉信号至关重要,因为这使得身体能够持续地与环境互动。由于后灰柱靠近脊柱表面,神经信号可以更容易地到达那里。通过刺激交感神经系统,位于灰质中心的脊髓侧灰柱在控制自主神经系统方面起着至关重要的作用。换句话说,它有助于触发身体对压力情况的自动反应,例如加速心率并将更多血液泵送到肌肉。

灰质的功能

灰质的重要性远远超出了其结构功能。影响我们日常生活的功能性认知和情感过程在很大程度上依赖于它。以下是灰质的几个主要功能:

Grey Matter in the Brain
  1. 信息处理:大脑皮层在处理、整合和产生对感觉输入的适当反应方面起着关键作用。例如,前额叶皮层负责决策和冲动控制等执行功能,而视觉皮层处理视觉信息,这些皮层区域专门处理不同的任务。
  2. 记忆与学习:海马体和大脑皮层的某些区域是灰质区域,对于记忆的形成和巩固至关重要。我们从经验中学习的能力取决于我们存储和检索信息的能力。
  3. 情绪处理:杏仁核,一个位于大脑深处的由灰质组成的结构,对于情绪调节至关重要。它有助于我们识别和应对周围环境中的情绪线索,并且与抑郁和焦虑等疾病有关。
  4. 运动控制:基底神经节,另一个灰质结构,负责管理复杂的动作和微调运动。由于这种功能失调,可能会导致帕金森氏病等运动障碍。
  5. 语言与交流:大脑皮层的左半球对于语言处理和产生至关重要,因为它包含重要的灰质区域,如韦尼克区和布罗卡区。我们能够理解、创造和使用口头和书面语言是由于这些区域。
  6. 理解语言、感知声音、看见和闻到、识别物体、学习和记忆的能力都取决于颞叶。枕叶的主要功能是处理视觉信息,包括颜色、运动和方向。

与灰质相关的疾病

阿尔茨海默病

阿尔茨海默病是最著名的影响灰质的疾病之一。随着这种神经退行性疾病的进展,大脑中会积聚淀马样斑块和 tau 缠结这两种异常蛋白质沉积。这些沉积物干扰了大脑的正常功能,导致记忆丧失、认知能力下降和行为改变。目前尚无阿尔茨海默病的治愈方法,但多种干预措施和治疗方法可以帮助控制症状和疾病的进展。

多发性硬化症 (MS)

多发性硬化症是一种自身免疫性疾病,会影响中枢神经系统的灰质。在 MS 中,身体的免疫系统错误地攻击包围神经纤维的保护性髓鞘,导致灰质和白质发炎和损伤。这种损伤会引起多种神经系统症状,如疲劳、麻木、肌肉无力以及协调问题。MS 药物的作用是减轻炎症和控制症状。

帕金森氏病

帕金森氏病主要影响富含灰质的基底神经节,并导致震颤、僵硬和运动迟缓等运动症状。尽管其确切病因仍不清楚,但帕金森氏病与灰质中黑质多巴胺生成神经元减少有关。除了增加多巴胺水平的药物外,物理疗法也是一种管理帕金森氏病运动症状的方法。

精神分裂症

精神分裂症是一种复杂的精神疾病,其特征是思维、感知和情绪控制方面存在异常。研究表明,尽管其确切病因仍不清楚,但灰质体积和密度的异常与精神分裂症有关。通过神经影像学研究,已在包括前额叶皮层在内的多个大脑区域发现了结构性变化。抗精神病药物和心理治疗常用于治疗精神分裂症。

肌萎缩侧索硬化症 (ALS)

ALS,又称卢伽雷氏病,是一种神经退行性疾病,会逐渐影响脊髓和大脑的灰质和白质。它主要影响灰质中的运动神经元,导致肌肉萎缩、无力和最终瘫痪。虽然目前没有 ALS 的治愈方法,但物理治疗和职业治疗等疗法可以帮助患者更舒适地生活。

雷特氏综合征

雷特氏综合征是一种非常罕见的遗传性疾病,主要影响女性。导致它的 MECP2 基因突变主要影响大脑的灰质。雷特氏综合征患儿通常会经历一个正常的发育阶段,然后技能退化,导致严重的认知和运动障碍。治疗的主要目标是症状管理和支持性护理。

额颞叶痴呆 (FTD)

额叶和颞叶,这两个大脑区域富含灰质,最常受到额颞叶痴呆症系列疾病的影响。这些疾病会导致行为、性格、语言和执行功能发生改变。与主要影响记忆的阿尔茨海默病相比,FTD 对社交和情感功能的影响更大。

增强灰质

许多人希望增加灰质,因为它与更好的认知功能、更高的智力和更好的记忆力有关。以下是增加灰质和改善大脑功能的各种技术:

利用脑力刺激

定期的脑力刺激是增加灰质最有效的方法之一。可以通过进行拼图、玩策略游戏、学习新语言或学习演奏乐器等活动来完成。这些脑力锻炼可以给大脑带来压力,促进新的神经连接的生长,并提高与所练习的任务或技能相关的大脑特定区域灰质的密度。

体育锻炼

除了对身体有益外,运动对大脑也有深远的影响。通过规律的有氧运动增加大脑的血液流量,可以输送氧气和重要营养物质。此外,它还能促进支持灰质生长和增强认知功能的神经营养物质的释放。为了体验这些有益于大脑的好处,每周应至少进行 150 分钟的中等强度有氧运动。

健康的饮食

灰质的改善和大脑的健康在很大程度上依赖于营养。研究表明,欧米伽-3 脂肪酸支持大脑功能并增加灰质的体积。它们存在于三文鱼等肥鱼和核桃中。浆果和绿叶蔬菜是富含抗氧化剂的食物的例子,可以帮助保护您的大脑免受氧化应激。此外,保持均衡饮食,摄入维生素 B、D 和 E 等营养物质,对整体大脑健康也很重要。

保证充足睡眠

睡眠期间,您的大脑会进行再生,包括灰质的生长和维护。为了给您的大脑提供充足的休息和再生时间,每晚应保证 7-9 小时的优质睡眠。长期睡眠不足或持续睡眠剥夺会导致灰质体积减少和认知能力下降。

减压

慢性压力会对大脑造成损害,导致灰质体积减少和认知功能下降,以及其他负面影响。通过练习瑜伽、深呼吸练习或冥想等减压方法,可以帮助降低压力水平并保护您的灰质。这些活动可以激活大脑中与情绪控制和毅力相关的区域。

社交互动

当人们进行有意义的互动时,灰质会增长。当您与他人互动时,您的大脑必须处理信息、同情并适应各种社交情境。要让您的大脑保持社交活跃和健康,可以加入俱乐部、参加团体活动,或者仅仅是与朋友和家人共度美好时光。

持续学习

在完成正规教育后,学习仍在继续。终身学习可以使您的大脑保持活跃并促进灰质的生长,无论是通过在线课程、研讨会,还是仅仅通过阅读书籍。学习新技能或拓展知识领域可以改变大脑的结构构成并提高认知能力。

正念训练

正念冥想练习包括将注意力集中在当下。研究表明,定期练习正念冥想可以增加控制学习、记忆和自我意识的大脑区域的灰质数量。此外,这种练习还可以减轻压力并改善情绪健康。

限制饮酒并戒烟

吸烟和过量饮酒都与灰质体积减少有关。为了保护您的大脑健康,如果您选择饮酒,请适度饮酒,并考虑戒烟。

大脑支持补充剂

一些膳食补充剂,包括磷脂酰丝氨酸、银杏叶和姜黄素(存在于姜黄中),已被证明在改善灰质和认知功能方面有前景。为了确保补充剂对您安全且适合,在将任何补充剂纳入您的治疗方案之前,您必须咨询医疗专业人士。

灰质与白质有何不同?

白质的主要成分是髓鞘化的轴突,它们是神经元的细长丝状延伸,覆盖着一种称为髓鞘的脂肪物质。白质的暗淡外观是由髓鞘引起的。大脑的通信系统由白质支持。它由轴突组成,这些轴突将信息携带在不同灰质区域之间并将它们连接起来。由于髓鞘的绝缘作用,电信号可以更有效地沿着这些轴突移动。大脑的各个区域相互通信并协调它们的活动,都需要白质束。