白质

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白质

白质是中枢神经系统中主要的三个组成元素之一。在中枢部,由神经元轴突或长树突集聚而成。它不含胞体只有神经纤维。白质内又有各种不同功能的神经束小脑灰质在外部,白质在内部。 而在脊髓中,灰质内部,白质包围在灰质外面。

目录

简介

白质是中枢神经系统中主要的三个组成元素之一,与灰质、黑质并列。大脑剖面中的白质组织是由大量的髓磷脂脂质)组成,在裸视观察下呈现白色。

白质由被髓鞘包覆著的神经轴突组成,控制着神经元共享的讯号,协调脑区之间的正常运作。人类到了约二十岁时,白质才会在不同脑区逐渐发育完全,而其生长的时机与成熟程度,会影响到学习、自我控制与精神疾病,例如精神分裂、自闭症与病态性说谎,青少年的“年少轻狂”的原因之一也是由于白质未发育完全。

神经元间轴突传输讯息的速度,有髓鞘绝缘的要比没有髓鞘的快。寡突细胞制造的脂质,会缠绕轴突10~150层。有许多因子可以刺激髓鞘的形成,例如星状细胞常会“监听”轴突传送的讯号,并将化学讯息送达寡突细胞。  

脊髓白质

脊髓白质(white matter)在灰质的外周,可分前索、侧索、秋后索三个部分。其中有上行

脊髓白质固有束示意图

束、下行束和固有束及各种传导束。神经通路主要为纵行神经纤维,多为有髓神经纤维和少量的无髓神经纤维,神经纤维之间有神经胶质细胞。  

组成与功能

现在科学家利用一种新的造影技术观察人类的脑部,其中白质几乎填满了半个大脑。白质由数百万条“沟通管线”组成,管线里包覆著一根长长的轴突(又称突起),管线外包覆著称为髓磷脂的白色脂质,而这些“白色缆线”的功能是负责沟通不同脑区的灰质(神经元)、在神经元间传递动作电位。髓磷脂几乎包覆了整个神经纤维,功能是做为神经传导的“绝缘体”,根据研究,当绝缘层厚度与其包覆的神经纤维粗细成一定比例--3:5时,可以达到最快的传导速度。

如果以长途电话比喻灰质,白质就是将其彼此相连结的海底电缆线,而髓磷脂就是防止海底电缆线因接触海水而漏电的绝缘材料。  

影响

髓鞘发育不全或萎缩可能是造成许多疾病的原因,也可能是神经元间沟通不良的结果。  

疾病

白质异常的相关疾病非常多,已知的疾病包括多发性硬化症、脑性麻痹、亚历山大症,其他仍在研究的则有阅读障碍、音痴、精神分裂症、注意力不足过动症、躁郁症、语言障碍、自闭症等,其也与因老化、阿兹海默症、甚至罹患病态性说谎而认知衰退的患者有关。

以音痴(tone deafness)为例,是分析声音的高层次皮质中输出错所致,加拿大马吉尔大学的心理学家海德(Kristi L. Hyde)发现,音痴的人右前脑特定神经纤维束的白质比一般人少。美国耶鲁大学贾可布森(Leslie K. Jacobsen)进一步指出,在胚胎发育末期或青春期,这条神经纤维束正在形成髓鞘,此时若暴露于吸烟环境,则会干扰白质的形成,而脑扫描的新技术扩散张量照影(DTI)观察到,这个结构与听觉测式的表现有直接关联。调节寡突细胞发育的受体,已知会受到尼古丁的影响;髓鞘形成关键时期暴露于环境因子,可造成终生的影响。  

学习与发育

2005年,名钢琴家乌兰(Fredrik Ullén)与同事利用DTI来研究职业钢琴家的脑部,发现职业钢琴家的某些白质区远比非音乐家来得发达,而这些白质区所连结的大脑皮质部位,是那些协调手指运动的重要脑区,以及与创造音乐有关的其他认知脑区。乌兰还发现,每日练琴时间越长的钢琴家,这些白质束的DTI讯号就越强,轴突髓鞘越厚越紧密。

辛辛那提儿童医院的神经科学家许密得霍斯特(Vincent J. Schmithorst)进行的另一项DTI研究似乎也与上述研究相呼应。他比较5~18岁孩童的白质之后,发现高度发展的白质构造与高IQ有直接关系。

乌兰的研究还有另一项发现:越早学习乐器的人,整个脑子的白质构造越是高度发展。青春期之后才学习乐器的人,只会增加前脑白质的发育程度,因为只剩前脑还在形成髓鞘。这个发现意味着,在某种程度上,神经纤维的髓鞘绝缘,限定了学习新技巧的年龄,这是进行或起玛是轻易进行某种学习的机会之窗或关键期。

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