รอยแยกตามยาว

ร่องตามยาว (หรือร่องสมอง , ร่องตามยาวใหญ่ , ร่องตามยาวกลาง , ร่องระหว่างซีกสมอง ) คือร่องลึกที่แยกซีกสมอง ทั้งสอง ของสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลัง ภายในร่องนี้คือส่วนต่อขยายของเยื่อดูรามาเตอร์ (หนึ่งในเยื่อหุ้มสมอง ) ที่เรียกว่าฟัลซ์เซเรบรี [ ¹^]^พื้นผิวด้านในของซีกสมองทั้งสองมีลักษณะเป็นรอยหยักด้วยไจรีและซัลซีเช่นเดียวกับพื้นผิวด้านนอกของสมอง

โครงสร้าง

ฟัลซ์ เซเรบรี

เยื่อหุ้มสมองทั้งสามชั้น( เยื่อดูรา , เยื่ออะแรคนอยด์ , เยื่อเพีย ) พับและทอดลงไปลึกในร่องตามยาว คั่นระหว่างซีกสมองทั้งสองข้างฟัลซ์เซเรบรีคือชื่อที่ใช้เรียกเยื่อดูราที่อยู่ระหว่างซีกสมองทั้งสองข้าง ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากเป็นชั้นนอกสุดของเยื่อหุ้มสมอง ชั้นเหล่านี้ป้องกันการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างกลีบสมองทั้งสองข้าง ทำให้เส้นใยประสาทต้องผ่านคอร์ปัสคัลโลซัม หลอดเลือดของฟัลซ์เซเรบรีจะส่งเลือดไปยังพื้นผิวด้านในสุดของเปลือกสมอง ติดกับระนาบกลางตามแนวตั้ง^{[ 2 ]}

ความไม่สมมาตรของสมอง

แม้ว่ารอยแยกนี้จะแบ่งสมองออกเป็นสองซีก แต่สมองส่วนเปลือกของมนุษย์ทั้งสองซีกนั้นไม่ได้สมมาตรกันอย่างสมบูรณ์ ทั้งในด้านโครงสร้างและหน้าที่ ตัวอย่างเช่น พบว่าplanum temporaleซึ่งตรงกับบริเวณ Wernickeนั้นมีขนาดใหญ่กว่าในซีกซ้ายถึง 10 เท่าเมื่อเทียบกับซีกขวา^{[ 3 ]}ในทางตรงกันข้ามพบว่านิวเคลียส caudateภายในbasal ganglia นั้นมีขนาดใหญ่กว่าในซีกขวา ^{[ 4 ]}

คอร์ปัส คัลโลซัม

คอร์ปัส คัลโลซัมเชื่อมต่อสมองสองซีกที่อยู่ใต้รอยแยกและส่งข้อความภาพ เสียง และความรู้สึกทางกายระหว่างแต่ละซีก คอร์ปัส คัลโลซัมมีหน้าที่ในการเคลื่อนไหวของดวงตาและการรับรู้ภาพ รักษาความสมดุลระหว่างการตื่นตัวและความสนใจ และความสามารถในการระบุตำแหน่งของการกระตุ้นทางประสาทสัมผัส ในทางคลินิก ผู้ที่เป็นโรคลมชักอาจได้รับประโยชน์จากการแบ่งคอร์ปัส คัลโลซัม^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

การพัฒนา

ในเชิงวิวัฒนาการ

เชื่อกันว่าสัตว์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน รวมทั้งมนุษย์ (Homo sapiens ) วิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษที่มีลักษณะคล้ายหนอนร่วมกัน ซึ่งมีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน เรียกว่า เออร์บิลาเทเรียน (urbilaterian ) สัตว์ บิลาเทเรียนคือสัตว์ที่มีร่างกายซีกซ้ายและขวาสมมาตรกัน แม้ว่าจะยังมีการถกเถียงกันอยู่ว่าสายพันธุ์นี้มีสมองที่ซับซ้อนหรือไม่ แต่การพัฒนาของสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกันสนับสนุนสมมติฐานที่ว่าอย่างน้อยที่สุดมันก็มีกลุ่มเซลล์ประสาทด้านหน้าอย่างง่ายๆ ที่เรียกว่า เซฟาโลน (cephalon ) ^{[ 7 ]}นอกจากนี้ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าเซฟาโลนนี้เป็นแบบทวิภาคี ประกอบด้วยกลุ่มย่อยที่เชื่อมต่อกันสองกลุ่มขึ้นไปซึ่งแยกจากกันด้วยระนาบกลางตามแนวตั้ง [ ^{8 ] ซึ่ง}ชี้ให้เห็นถึงตัวอย่างแรกของการแบ่งดังกล่าว

ในเชิงพัฒนาการ

เซลล์ประสาทส่วนยอดปรากฏขึ้นในตัวอ่อนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมภายในวันที่ 20 ของการพัฒนา^{[ 9 ]}ในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน ท่อประสาทจะปรากฏขึ้นและพับเป็นโครงสร้างกลวง ดังแสดงในรูปที่ 1กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่าการ สร้างท่อประสาท ^{[ 10 ]}ท่อประสาทเป็นที่ที่ระบบประสาทส่วนกลางก่อตัวขึ้น ซึ่งต่อมาในการพัฒนาจะถูกแบ่งย่อยและแยกความแตกต่างออกเป็นส่วนต่างๆ ของสมองและไขสันหลัง การแบ่งย่อยเหล่านี้เกิดขึ้นโดยโมเลกุลส่งสัญญาณที่นำเซลล์ที่แตกต่างกันไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องของสิ่งมีชีวิต^{[ 11 ]}ด้านข้างทั้งสองของโครงสร้างนี้จะก่อให้เกิดซีกสมองทั้งสองของเปลือกสมองของมนุษย์ แต่จะไม่รวมกันที่จุดใดๆ นอกจากคอร์ปัสคัลโลซัม ส่งผลให้เกิดร่องตามยาวขึ้น^{[ 12 ]}รอยแยกตามยาวสามารถปรากฏขึ้นได้เร็วที่สุดในสัปดาห์ที่แปดของการพัฒนา และแยกซีกสมองทั้งสองออกจากกันอย่างชัดเจนในสัปดาห์ที่สิบของการตั้งครรภ์^{[ 13 ]}

ภาพที่ 1: ท่อประสาทของตัวอ่อนในระยะเริ่มต้น แสดงให้เห็นการแยกตัวของสองด้าน

การทำงาน

โดยพื้นฐานแล้ว จุดประสงค์ของรอยแยกคือการแยกสมองออกเป็นสองซีกคือซีกซ้ายและซีกขวา จากการศึกษากรณีความเสียหายของสมองหรือโรคหลอดเลือดสมองที่เกิดขึ้นกับซีกสมองแต่ละข้าง พบว่าสมองซีกซ้ายควบคุมร่างกายซีกขวา และสมองซีกขวาควบคุมร่างกายซีกซ้าย^{[ 14 ]} พบว่าผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง มีอาการบกพร่องข้างเดียวหลังจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับสมองซีกซ้ายหรือซีกขวา ซึ่งส่งผลกระทบต่อร่างกายด้านตรงข้าม ^{[ 15 ]}การแยกสมองแต่ละซีกช่วยให้เกิดความเชี่ยวชาญในการจัดเก็บ การทำงานตามขั้นตอน และการทำงานของระบบการรับรู้จาก "การทดลองแยกสมอง" พบว่าสมองซีกซ้ายมีความเชี่ยวชาญในด้านคณิตศาสตร์ ภาษา และการจัดการทั่วไป^{[ 16 ]}ส่วนสมองซีกขวามีความเชี่ยวชาญเพิ่มเติมในด้านดนตรี ศิลปะ การจดจำใบหน้า และเหตุการณ์เชิงพื้นที่ ส่วนใหญ่ ^{[ 17 ]}

รอยแยกตามยาวยังมีบทบาทใน เส้นทาง ประสาทตาด้วย ดังแสดงใน (รูปที่ 4) พร้อมกับจุดไขว้ประสาทตาซึ่งนำเส้นประสาทจากตาขวาไปยังซีกสมองซ้ายและจากตาซ้ายไปยังซีกสมองขวา รอยแยกตามยาวช่วยให้เกิดการเปลี่ยนทิศทางและการไขว้กันของเส้นประสาท^{[ 18 ]}การไขว้กันดูเหมือนจะขัดกับสัญชาตญาณ อย่างไรก็ตามมันมีจุดประสงค์ในการปรับตัว จุดประสงค์นี้คือเพื่อให้เรา สามารถมอง เห็นภาพสามมิติ (ความลึกและการมองเห็นแบบสามมิติ) รวมถึงการพัฒนาการมองเห็นแบบสองตา [ ^{19 ] ส่วนประกอบ}ทั้งสองนี้รวมกันทำให้มีความสามารถในการรับรู้ขอบเขตการมองเห็นที่กว้างขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับสมมติฐานที่ว่านี่เป็นฟังก์ชันการปรับตัวที่เกิดจากการวางตำแหน่งและโครงสร้างของรอยแยก ความเสียหายต่อเส้นประสาทที่ผ่านจุดไขว้ประสาทตาจะทำให้สูญเสียหรือบกพร่องในตาข้างที่เกี่ยวข้อง หากสมองซีกขวาเสียหายและเส้นประสาทเสียหายหรือถูกทำลาย ตาซ้ายก็จะได้รับผลกระทบตามความรุนแรงของความเสียหายเช่นกัน^{[ 20 ]}

ความสำคัญทางคลินิก

รอยแยกตามยาวมีบทบาทสำคัญในการผ่าตัดคอร์ปัสคัลโลซัม ซึ่งเป็นการผ่าตัด สมองที่ส่งผลให้ สมองแยกออก จากกัน เนื่องจากช่วยให้เข้าถึงคอร์ปัสคัลโลซัมได้อย่างสะดวก การผ่าตัดคอร์ปัสคัลโลซัมเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่ใช้ในการรักษาทางเภสัชวิทยา สำหรับโรค ลมชัก ที่รักษาไม่หาย และประกอบด้วยการแบ่งเส้นใยประสาทที่วิ่งระหว่างซีกสมองทั้งสองผ่านคอร์ปัสคัลโลซัม ศัลยแพทย์ระบบประสาทจะแยกซีกสมองทั้งสองออกจากกันโดยการดึงออกจากกันด้วยเครื่องมือพิเศษ และตัดผ่านเส้นใยประมาณสองในสามในกรณีของการผ่าตัดคอร์ปัสคัลโลซัมบางส่วน หรือทั้งหมดในกรณีของการผ่าตัดคอร์ปัสคัลโลซัมแบบสมบูรณ์^{[ 21 ]}หากไม่มีรอยแยกตามยาว ขั้นตอนการผ่าตัดคอร์ปัสคัลโลซัมจะมีความท้าทายและอันตรายมากขึ้นอย่างมาก เนื่องจากศัลยแพทย์จะต้องนำทางผ่านบริเวณเยื่อหุ้มสมองที่เชื่อมต่อกันอย่างหนาแน่น หลังจากการผ่าตัด ซีกสมองทั้งสองจะไม่สามารถสื่อสารกันได้เหมือนเดิมอีกต่อไป

แม้ว่าสมองของผู้ป่วยมักจะปรับตัวและช่วยให้ดำเนินชีวิตประจำวันได้อย่างต่อเนื่อง แต่การทดสอบความรู้ความเข้าใจสามารถระบุได้อย่างง่ายดายว่าผู้ป่วยมีภาวะสมองแยกส่วนหรือไม่ ในการทดลองที่เกี่ยวข้องกับรูปทรงไคเมอริก โดยมีใบหน้าของผู้หญิงอยู่ครึ่งซีกซ้ายและใบหน้าของผู้ชายอยู่ครึ่งซีกขวา ผู้ป่วยที่มีภาวะสมองแยกส่วนจะโฟกัสที่จุดกึ่งกลางและชี้ไปที่ใบหน้าของผู้หญิงเมื่อถูกถามให้ชี้ไปที่ใบหน้าในภาพ และจะตอบว่า “ผู้ชาย” หากถูกถามว่าภาพนั้นแสดงถึงอะไร^{[ 22 ]}ทั้งนี้เนื่องจากบริเวณใบหน้ารูปทรงกระสวย (FFA) อยู่ในซีกสมองด้านขวา ในขณะที่ศูนย์ภาษาส่วนใหญ่จะอยู่ในซีกสมองด้านซ้าย

การกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะซ้ำๆ

ในการศึกษา การประยุกต์ใช้การกระตุ้นด้วย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบซ้ำๆความถี่ต่ำ(rTMS) ได้รับการทดสอบกับกระบวนการทางปัญญาต่างๆ ในระหว่าง งาน การรับรู้ เวลา การศึกษาได้วิเคราะห์ผลของ rTMS ความถี่ต่ำต่อการทดสอบการรับรู้เวลาเมื่อ rTMS ถูกนำไปใช้กับ "ร่องตามยาวตรงกลางของสมองส่วนข้างขมับ" ผลการวิจัยแสดงให้เห็นหลักฐานที่สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าผู้เข้าร่วมในการศึกษานี้จะประเมินการรับรู้เวลาต่ำกว่าความเป็นจริงสำหรับช่วงเวลาสั้นๆ และประเมินสูงกว่าความเป็นจริงสำหรับช่วงเวลาที่ยาวกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้เข้าร่วม 20 คนประเมินช่วงเวลา 1 วินาทีต่ำกว่าความเป็นจริงและประเมินช่วงเวลา 4 วินาที/9 วินาทีสูงกว่าความเป็นจริงหลังจากใช้ rTMS ที่ความถี่ 1 เฮิรตซ์^{[ 23 ]}

ศัลยกรรมประสาท

รอยแยกตามยาวสามารถใช้เป็นทางผ่านผ่าตัดที่มีประสิทธิภาพในกระดูกหน้าผากระหว่างการผ่าตัดกะโหลกศีรษะส่วนกลางและส่วนปีก ซึ่งเป็นการเปิดเข้าไปในกะโหลกศีรษะโดยการผ่าตัด^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}แม้ว่าจะมีรูปร่างศีรษะที่แตกต่างกันในหลายสายพันธุ์ แต่พบว่าสุนัขมีรูปร่างศีรษะที่หลากหลายมาก ทำให้ยากที่จะหาวิธีการผ่าตัดสมองที่ได้ผลดีสำหรับพวกมัน เป้าหมายหนึ่งของการศึกษาคือการแยกแยะกายวิภาคของรอยแยกสมองตามยาวและความแปรผันที่เป็นไปได้ในสุนัขหัวสั้น (B) หัวยาว (D) และหัวขนาดกลาง (M) แม้ว่าสัณฐานวิทยาของรอยแยกสมองด้านข้างจะสม่ำเสมอในสายพันธุ์สุนัข แต่พบว่าสุนัขหัวขนาดกลาง (M) มีทางผ่านผ่าตัดที่ใหญ่ที่สุด ส่งผลให้เข้าถึงโครงสร้างสมองได้มากขึ้น ในขณะที่สุนัขหัวยาว (D) มีทางผ่านผ่าตัดที่เล็กที่สุด

วิจัย

เนื่องจากคอร์ปัสแคลโลซัมมีพื้นที่ผิวน้อยกว่าร่องตามยาวอย่างมาก ( รูปที่ 3 ) เส้นใยที่ผ่านจึงอัดแน่นอยู่ด้วยกัน และการติดตามที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นในการแยกแยะระหว่างเส้นใยแต่ละเส้นที่มาจากและนำไปสู่ศูนย์กลางคอร์เทกซ์เดียวกัน การทำความเข้าใจการเชื่อมต่อดังกล่าวทำให้เราเข้าใจการทำงานร่วมกันของด้านตรงข้ามและโรคต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากรอยโรคในบริเวณเหล่านั้นการถ่ายภาพเทนเซอร์การแพร่กระจาย (DTI หรือ dMRI) ร่วมกับอัลกอริธึมการติดตามเส้นใย (FT) และการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงฟังก์ชัน (fMRI) ถูกนำมาใช้ในการถ่ายภาพเส้นใยเหล่านี้^{[ 26 ]}^{[ 27 ]}ตัวอย่างเช่น เส้นใยจากท้ายทอยไปยังคอร์ปัสแคลโลซัมถูกระบุตำแหน่งด้วย ความแม่นยำ 1–2 มม. โดยใช้เทคนิค DTI-TF ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับการทำงานร่วมกันของคอร์เทกซ์ด้านการมองเห็น และรอยโรคใดๆ ในบริเวณนี้อาจนำไปสู่ ภาวะอ่านไม่ออก (alexia ) ซึ่งเป็นความไม่สามารถในการอ่าน

รูปภาพเพิ่มเติม

เฟซีส์ ดอร์ซาลิส เซเรบรี ไจรี
สมองส่วนซีรีบรัม ด้านมีเดียล การผ่าตัดแยกส่วนคอร์ปัสแคลโลซัม เป็นต้น
ภาพตัดขวางของสมองมนุษย์
สมองส่วนซีรีบรัม เส้นประสาทตาและเส้นประสาทรับกลิ่น มุมมองจากด้านล่าง การผ่าตัดลึก
สมองส่วนซีรีบรัม มุมมองจากด้านล่าง การผ่าตัดลึก
เยื่อหุ้มสมองและเส้นเลือดดำในสมองส่วนตื้น การผ่าตัดลึก มุมมองจากด้านบน
การผ่าสมองแกะพร้อมป้ายกำกับ
ภาพประกอบทางกายวิภาคจากหนังสือแอตลาสกายวิภาคศาสตร์ของโซบอตตา ฉบับปี 1908