Klinik Nöroanatomiye Giriş
Merkezi sinir sistemi vücudumuzdaki en karmaşık ağlardan biri. Bu ağ, hem çevreden hem de vücudumuzdan gelen bilgileri sürekli olarak işler, yorumlar, çeşitli kararlar alır. İnsan vücudunu ve fonksiyonlarını anlamak, bu fonksiyonlardaki problemleri yorumlayabilmek için, merkezi sinir sisteminin anatomisini ve fonksiyonel yapısını çok iyi bilmemiz ve anlamamız gerekir. Nöroanatomi, tıp fakültesi ve ilgili enstitülerde anlatılırken pek sevilmese de, önemi zaman geçtikçe anlaşılan ve aradığımız çoğu cevabı bulmamız için üzerinde daha fazla çalışmamız gerektiğini düşündüğüm bir alandır.
Başlamadan önce anatomik yapıları anlatırken kafa karışıklığına neden olmamak için bu yapıları Latince ya da İngilizce isimleri ile kullandığımı belirtmek istiyorum. Yazının kapsamını da belirlemekte fayda olduğunu düşünüyorum. Bu yazıda tek tek anatomik yapıların fonksiyonlarından ziyade, merkezi sinir sisteminin genel bir tanımını yapmaya çalışıyorum. Bu nedenle tüm yapıların fonksiyonel ya da anatomik detaylarına, yazının okunurluğunu da ortadan kaldırmamak adına yer vermiyorum.
Merkezi sinir sistemi (CNS: Central Nervous System) cerebrum, cerebellum, brain stem, spinal cord, adında thalamus geçen tüm anatomik yapıları (thalamus, hypothalamus, epithalamus ve sub-thalamus) kapsayan diencephalon ve caudate nucleus, globus pallidus, putamen, claustrum ve amygdala’yı içeren basal ganglia’dan oluşur.
Merkezi sinir sistemi temel olarak uyarılara karşı tepki veren bir mekanizmadır. Bu uyarılar çevresel olabilir. Örneğin acı, basınç, ısı, soğuk çevresel uyarılardan bazılarıdır. Vücut içinde de çeşitli uyarılar oluşur. Örneğin enfeksiyonların neden olduğu uyarılar ya da vücudun besine, oksijene ya da suya ihtiyacı olduğunda üretilen uyarılar gibi.
Vücutta oluşan tüm uyarılar, ilgili karar ya da işlev merkezine iletilmelidir. Bu iletimde merkezi sinir sisteminin en temel fonksiyonel bileşeni olan nöronlar devreye girer. Elektrofizyolojik uyarılar nöronun hücre çekirdeği ve aksonlarına dendritler aracılığıyla ulaşır. Uyarıların kimyasal iletimi, uyarıyı iletecek olan nöronun ilgili diğer nöronlarla arasındaki sinaps (synapse) adı verilen bağlantı noktaları aracılığıyla gerçekleştirilir.
Birbirleri ile iletişim kuran nöronlardan oluşan belirli iletişim ağlarına “Pathway” adı verilir. Merkezi sinir sistemi içinde aksonlardan oluşan pathway kümeleri tract olarak adlandırılırken, merkezi sinir sistemi dışında (örneğin merkezi sinir sistemini deri, kaslar ve diğer organlar ile birbirine bağlayan çevresel sinirlerde) sinir olarak adlandırılır.
Görebileceğiniz üzere nöroanatominin tıp öğrencileri tarafından sevilmemesinin altında çok basit bir neden var. Aynı yapı, pek çok farklı isimle anılabiliyor. Özellikle nöroanatominin alanında çok fazla yapı olması durumu daha da kaotik hale getiriyor. En azından bir noktaya kadar. Zira nöroanatominin mantığı temelde oldukça basittir ki bu yazıda bu mantığı, mümkün olan en yalın haliyle anlatmaya çalışacağım.
Normal şartlarda insan vücudunda 31 çift spinal, 12 çift de kranial sinir bulunur. Aşağıdaki görselde yer alan C1 ve C7 arasındaki cervical sinirlerin karşılık gelen vertebra’nın üzerinden çıkış yaptığını görebilirsiniz. Ancak 1. thoracic sinirin ve devamında gelen tüm sinirlerin karşılık gelen vertebranın altından çıkış yaptığını görmekteyiz. 8. Cervical sinire dikkat ederseniz, bu sinire karşılık gelen bir vertebranın yer almadığını göreceksiniz. Ek olarak spinal kord, vertebra sütununun uzunluğundan daha kısadır, bu nedenle spinal sinir kökleri, spinal korddan çıkış yaptıkları noktada kaudal yönde genişlerler. Bu uyumsuzluk, spinal kordun caudal kısmında daha yoğun gözlemlenir. Spinal kord, çoğu insanda L2 seviyesinde sonlanır ancak L2-S5 arası sinirler karşılık gelen vertebraya ulaşmak için kaudal yönde ilerlerler. Bu yapıya cauda equina (horse’s tail) adı verilir.
Her ne kadar beynin insan vücudunda çok özel bir yeri olsa da, beyne sürekli olarak bilgi akışı sağlayan spinal kord, spinal sinirler de merkezi sinir sistemi içinde son derece önemli bir yere sahiptir. Bu noktada beyin ve omurga cerrahisinin nöroşirürji altında toplanmış olsa da birbirinden son derece ayrı iki alan olduğunu ve her iki alanın ayrı eğitim ve tecrübe gerektirdiğini vurgulamak gerekir. Özetlemek gerekirse merkezi sinir sistemine ilişkin hastalıklar nöroloji ve beyin cerrahisinin alanına girerken, omurga, sırt ve boyun ile ilgili problemler omurga ya da ortopedik omurga cerrahisinin ilgi alanına girmektedir. Odaklandıkları konular ve hastalıklar birbirinden farklı olsa da, her iki cerrahi alanında da sinirler çok önemli yer tutar bu nedenle hangi alana yönelirseniz yönelin, merkezi sinir sistemi anatomisi, en önemli konuların başında yer alacaktır.
Omurga ve spinal sinirlerden sonra biraz da beynin kendi yapısına değinmemiz gerekir. Aşağıdaki görsel, beynin anatomik yapısının son derece kısa bir özetidir.
Şimdi bu görseli biraz detaylandıralım. Öncelikle beyni ilk aşamada Cerebrum ve Cerebellum olarak iki parça olarak ele alabiliriz. Cerebellum beynin arka alt kısmında yer alan bir yapıdır. Cerebrum ise frontal, parietal, temporal, occipital lobları kapsayan daha geniş bir bölgedir. Bu bölgelerin detaylı anatomisini ve fonksiyonlarını ilerleyen bölümlerde açıklamaya çalışacağım. Ama daha önce beynin çok önemli yapılarından biri olan beyin köküne değinmemiz gerekiyor. Bir önceki görselde vurgulanmadığı için aşağıda farklı bir görsel ile beyin kökünü ve anatomik yapısını açıklamaya çalışacağım.
Öncelikle bu görselde dikkatinizi küçük bir detaya çekmek istiyorum. Merkezi sinir sisteminin anatomik yapısını incelerken tek bir bölge olarak görselleştirilen çoğu yapı aslında çok detaylı alt kırılımlara sahiptir. Bu her alt kırılım öğesi için geçerlidir ve nöroanatomi’nin zor bir alan olarak kabul edilmesinin temel nedeni de bu çok katmanlı ve oldukça kalabalık yapılardır.
Beyin kökü üç ana parçadan oluşur. Midbrain, pons ve medulla. Pons, omuriliğin beyin sapı haline geldiği kafatası tabanındaki delik olan foramen magnuma uzanan bir kemik bölgesi olan clivus’un karşısında konumlanmıştır.
Şu ana kadar değindiğimiz yapıları özetleyerek, biraz da bu alanın dışından ya da alana yeni adım atanlar için bu bilgileri bir araya getirmeyi kolaylaştıralım.
Bahsettiğimiz gibi insan beynini üç ana bölüm halinde ele alabiliriz.
Cerebrum: Beynimizin sağ ve sol hemisferlerden oluşan en büyük bölgesi. Çok genel olarak Dokunmayı algılama ve yorumlama, görme, duyma, konuşma, duygular, öğrenme ve hareketin hassas kontrolü gibi üst düzey işlevlerden sorumludur.
Cerebellum: Cerebrumun altında konumlanmıştır. Kas hareketlerinin koordinasyonu, duruş ve dengeden sorumludur.
Beyin Sapı: Başlarda Cerebrum ve cerebellum’un spinal kord ile bağlantısından sorumlu bir aktarım bölgesi olarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme yanlış olmamakla birlikte, vücudun otonom pek çok fonksiyonundan da sorumludur. Örneğin solunum, kalp hızı, vücut ısısı, uyku ve uyanma döngüleri, sindirim, hapşırma, öksürme, kusma ve yutma.
Bu tanımlar kafınızı biraz karıştırmış olabilir. Beyin kökü bu açıdan bakıldığında kapladığı alana oranla çok kritik fonksiyonlardan sorumlu. Buna ek olarak kas hareketleri hem cerebrum hem de cerebellum tarafından mı kontrol ediliyor? Biraz daha detaya girelim.
Belirttiğim gibi cerebrum iki yarı küreden (bkz: üstteki görsel) oluşmaktadır. Bu iki yarı küre, birbirine corpus callosum isimli bir sinir demeti ile bağlıdır. Corpus callosum iki yarı küre arasındaki bilgi iletimini sağlar. Her yarı küre, vücudun karşı yarısından (bir gariplik daha? belki de mantıklı bir açıklaması vardır) sorumludur. Örneğin sağ kolda güçsüzlük ya da felce neden olan bir inme durumunda sorun cerebrum’un sol yarı küresindedir.
Hemisferlerin tüm işlevleri ortak değildir. Genellikle konuşma, anlama, aritmetik ve matematiksel fonksiyonlar sol hemisfer tarafından koordine edilir. Sağ hemisfer ise yaratıcılık, uzaysal yetenekler, güzel sanatlar ve müziğe ilişkik becerileri koordine eder. Sol hemisfer insanların yaklaşık %92'sinde el kullanımı ve konuşmadan sorumludur.
Beynin Lobları
Cerebral hemisferlerin farklı anatomik yapılardan oluştuğunu belirtmiştik. Her hemisferde frontal, temporal, parietal ve occipital lob olmak üzere 4 lob mevcuttur. Elbette her lob pek çok farklı fonksiyonla ilişkili alt anatomik yapılara bölünebilir ancak bu detayları bu yazının kapsamına almanın doğru olacağını düşünmüyorum. Bu noktada en önemli bilgi, bu lobların ya da anatomik yapıların tek başına çalışmadığıdır. Beyin içinde son derece karmaşık bir bağlantısallık söz konusudur ve en basit bir hareket için dahi beynimizde muazzam bir aktivasyon gerçekleşir.
Lobların fonksiyonlarını kısaca özetlemek gerekirse;
Frontal lob; kişilik, davranış, duygular, yargılama, planlama, problem çözme, konuşma, yazma, vücut hareketleri, zeka, konsantrasyon…
Parietal lob; dilin çözümlenmesi (Broca bölgesi), kelimeleri anlama, dokunma, acı, ısı gibi hisler, görme sinyallerinin çözümlenmesi, duyma, uzaysal ve görsel algı…
Occipital lob; görme (ışık, renk, hareket).
Temporal lob; dilin çözümlenmesi (Wernicke bölgesi), hafıza, duyma, düzenleme, organizasyonel yetenekler…
Dil, Konuşma
Farkedeceğiniz üzere iki farklı lob, dil yetenekleri ile ilgili işleve sahip. Genellikle beynin sol hemisferi dil ve konuşma yeteneklerinden sorumludur. Sağ hemisfer görsel ve uzaysal bilgilerin işlenmesinde büyük önem taşır. Solak insanlara yönelik girişimsel müdahalelerde beynin konuşma merkezinin beynin hangi hemisferinde olduğunun tespiti için özel bir test uygulanması gerekir zira anatomik bilgilerden yola çıkarak yapılacak bir varsayım, hiç istenmeyen sonuçlarla karşılaşılmasına neden olabilir.
Konuşma yetenekleri ile ilgili Broca ve Wernicke bölgesi isimli iki farklı yapıyı vurguladık. Bu bölgelerin işlevlerinden bahsederek dil ve konuşma kısmını şimdilik noktalayalım. Ancak önce aphasia (afazi) olarak adlandırılan durumu açıklamakta fayda var. Aphasia en genel haliyle konuşma bozukluğudur. Çoğunlukla beynin konuşma ile ilgili bölgelerini etkileyen inme ya da travmaların sonucunda ortaya çıkar. Pek çok aphasia türü olmakla birlikte, yazımızın bu bölümünde sadece iki tanesine değineceğiz.
Broca Bölgesi: Sol frontal lobda yer alır. Bu bölgede oluşacak bir hasar, konuşmak için gerekli sesleri çıkartmak için önem taşıyan dil hareketleri ve yüz kaslarının hareketinde kısıtlamalara neden olur. Hasta halen okuyabilir ve konuşulan dili anlayabilir ancak konuşma ve yazmada zorluk yaşar. Bu durum “Broca’s aphasia” olarak adlandırılır.
Wernicke Bölgesi: Sol temporal lobda yer alır. Bu bölgede oluşacak bir hasar sonucunda hasta anlam ifade etmeyen uzun cümleler kurar, anlamsız ya da yanlış kelimeler kullanır hatta yeni kelimeler türetir. Konuşma sesleri çıkartabilir ancak konuşmayı anlamakta zorluk yaşarlar ve yaptıkları hataların farkına varamazlar. Bu durum ise Wernicke’s aphasia olarak adlandırılır.
Cortex
Cerebrum’un dış yüzeyi cortex olarak adlandırılır. Bu girintili çıkıntılı yapı, katmanlar halinde organize olmuş yaklaşık 16 milyar nörondan oluşur. Sinir hücrelerinin hücre gövdeleri cortex’e gri-kahverengi bir renk verir ki cortex’in gray matter (gri madde) olarak adlandırılmasının nedeni de bu hücre gövdelerinin verdiği renktir. Cortex’in altında axon (akson) adlı uzun sinir fiberleri yer alır bu bölgenin rengi genellikle beyaza yakındır ve bu nedenle white matter olarak adlandırılır. Cortex’te (gray matter) yer alan nöronlar, diğer beyin bölgelerine aksonlar aracılığıyla (white matter) bağlanırlar.
Diğer Anatomik Yapılar
Yazıyı sonlandırmadan önce bu noktaya kadar adı geçen ancak henüz bir tanımlama yapmadığımız anatomik yapılara da değinmek gerekir.
Hypothalamus: Üçüncü ventrikülün üzerinde konumlanmıştır. Otonom sistemin merkezi kontrol ünitesidir. Açlık, susama, uyku, cinsel reaksiyonlar gibi davranışların kontrolünde önemli rol oynar. Buna ek olarak vücut ısısının, kan basıncının düzenlenmesi, duygular ve hormonların salgılanmasında önemli rol oynar.
Pituitary Gland (Hipofiz bezi): Kafa tabanında yer alan küçük bir cebe benzeyen sella turcica isimli bölgede yer alır. Pituitary gland hypothalamus’a pituitary stalk isimli bir yapı ile bağlıdır. Master gland olarak da adlandırılan bu yapı iç salgı ile ilgili bezlerin kontrolünden sorumludur Cinsel gelişim, kemik ve kas büyümesi ve strese karşı reaksiyondan sorumludur.
Pineal gland: Üçüncü ventrikülün arkasında konumlanmıştır. Vücudun biyolojik saatini kontrolünden ve circadian (sirkadiyen) ritmi melatonin salgılayarak yönetir. Cinsel gelişimde de rolü vardır.
Thalamus: Cortex’e gelen ve cortex’ten giden tüm bilgiler arasında bir köprü görevi görür. Acının algılanması, dikkat, uyanıklık ve hafızaya ilişkin görevleri mevcuttur.
Basal ganglia: Caudate, putamen ve globus pallidus’u içerir. Bu nuclei cerebellum ile koordine çalışarak parmak hareketleri gibi hassas hareketlerin koordinasyonunu sağlar.
Limbic system: Bu keşif hikayesi de son derece ilginç bölge duygular, öğrenme ve hafıza fonksiyonlarının merkezidir. Bu bölge cingulate gryus, hypothalamus, amygdala ve hippocampus bölgelerini içerir.
Ventriküller ve Cerebrospinal Fluid
Beynin içinde ventricle (ventrikül) olarak adlandırılan içi sıvı dolu oyuklar yer alır. Bu ventriküllerin içinde ise renksiz, saydam cerebrospinal fluid’i (beyin omurilik sıvısı) oluşturan, kurdeleye benzeyen bir şekli olan choroid plexus adı verilen yapı yer alır. CSF beynin içinde, çevresinde ve spinal kordda dolaşarak olası darbelere karşı bir hava yastığı işlevi görür. Bu sıvı sürekli olarak vücut tarafından yenilenir. İnsanlar bir günde ortalama 500ml CSF üretir ve sistemde aktif olarak 150ml civarında CSF bulunur.
Cerebral hemisferlerin içinde lateral ventriküller olarak adlandırılan iki ventrikül yer alır. Bu iki ventrikül, foramen of Monro olarak adlandırılan bir yapı boyunca uzanarak üçüncü ventriküle bağlanır. Üçüncü ventrikül aqueduct of Sylvius isimli uzun dar bir tüp aracılığıyla dördüncü ventriküle bağlanır. CSF dördüncü ventrikülden subarachnoid space’e aktarılır ve beynin çevresini sararak onu olası darbelerden korur. CSF superior saggital sinus içinde yer alan arachnoid villi isimli özel bir yapı tarafından yenilenir.
Kafatası
Yazımızı bitirmeden biraz da kafatasından bahsedelim. Kafatasının temel fonksiyonu beynimizi darbelerden korumaktır. Kafatası birbirine kaynamış 8 kemikten oluşur. Bu kemikler frontal, parietal, temporal, sphenoid, occipital ve ethmoid kemik yapılarıdır. Yüzümüz ise maxilla, zygoma, nasal, palatine, lacrimal, inferior nasal conchae, mandible ve vomes isimli 14 kemik çiftinden oluşur. Kafatasının içinde 3 temel bölge vardır. Anterior fossa, middle fossa ve posterior fossa. Bazen bu lokasyonlar, kafatası içi lezyonların konumunu belirtirken kullanılır. Örneğin middle fossa meningioma dendiğinde, middle fossa da konumlanmış meningioma türünden bir tümör kastedilir ancak elbette klinik açıdan bu tanım, tümör lokalizasyonu açısından yeterli değildir.
Kafatasının içinde beyin sapından kök alan ve kafatasından foramina isimli deliklerden çıkış yaparak ilgili vücut bölümüne uzanan cranial sinirler de yer alır.
Kranial Sinirler
Nöroanatominin önemli konularından biri de kranial sinirlerdir. Beynimiz vücudumuzla spinal kord ve 12 kranial sinir çifti aracılığıyla iletişim kurar. Bu 12 kranial sinir çiftinin 10 tanesi duyma, göz hareketleri, yüze ilişkin hisler, tat, yutma ve yüzün, boynun, omuzların ve dilin hareketlerini koordine eder. Görme ve koku ile ilgili kranial sinirler cerebrum’dan kök alırlar. Aşağıda bu kranial sinirlerin listesi yer alıyor ancak kranial sinirlerin her birinin anatomik ve fonksiyonel yapısını, ayrıca ele almayı planlıyorum.
Kranial sinirlere kısa bir giriş yapmış olmakla birlikte, dura matter, arachnoid matter, pia matter, beyindeki hücreler ve daha pek çok konu var ancak yazıyı okunabilir bir uzunlukta tutmakta fayda var. Bir sonraki bölümde, bu başlıklara değineceğiz, bunlara ek olarak ise beynin içindeki ve beyni besleyen damar sistemlerini detaylı olarak ele alacağız.
Her türlü soru, yorum ve önerinizi bana kadirs [ at ] gmail [.] com adresinden iletebilirsiniz.
Kaynaklar
Science Translational Medicine
https://library.med.utah.edu/
http://www.columbia.edu/itc/hs/medical/neuroanatomy/neuroanat
https://nba.uth.tmc.edu/neuroanatomy/
http://brainfacts.org
http://thebrain.mcgill.ca
