ZAT NIGRA: FUNGSI, ANATOMI DAN PENYAKIT - NEUROPSIKOLOGI - 2025

The substantia nigra adalah bagian heterogen otak tengah, wilayah tertentu dari otak. Demikian juga, ini merupakan elemen penting dari sistem ganglia basal. Ini merupakan bagian dorsal otak yang ditandai dengan memiliki neuron yang mengandung neuromelanin, pigmen gelap khusus untuk otak.

Nama substantia nigra mengacu pada penampilan neuron di daerah tertentu di otak tengah. Ini memiliki warna gelap, sangat mirip dengan hitam.

Mengenai fungsinya, substansia nigra terdiri dari neuron dopaminergik dan GABAergik, dan memainkan peran penting dalam pengendalian aktivitas motorik.

Anatomi substansia nigra

MRI, bagian horizontal. Zat hitam disorot dengan warna merah.

Substantia nigra adalah wilayah otak yang terletak di punggung ke tangkai serebral dan memanjang dari kepala ke kepala di sepanjang otak tengah.

Studi pertama tentang zat khusus ini dilakukan oleh Mingazzini pada tahun 1888 dan oleh Sano pada tahun 1919. Sejak saat itu, disimpulkan bahwa zat hitam terbagi menjadi dua bagian makroskopis.

Yang pertama, yang dikenal sebagai bagian punggung, ditandai dengan zat yang sangat kaya dalam neuron dengan neuromelanin. Warna pigmen ini membuat sel di wilayah tersebut tampak lebih gelap dari biasanya.

Bagian lain dari substansia nigra terletak di daerah paling ventral, di mana ditemukan struktur substantia nigra yang paling banyak ditemukan. Ini memiliki bentuk bulat telur pipih dan ditandai dengan lebih miskin dalam sel.

Akhirnya, beberapa penulis mempertahankan keberadaan bagian lateral dari substansia nigra. Namun, saat ini bagian ini dianggap sebagai bagian perut dari zat tersebut.

Di sisi lain, dua bagian substansia nigra juga dapat dengan mudah dibedakan melalui jenis neurotransmiter yang mereka masukkan. Sementara neuron di bagian punggung mengandung konsentrasi dopamin yang tinggi, neuron di bagian perut lebih kaya di GABA.

fitur

Lokasi substansia nigra ditandai dengan warna merah

Fungsi substantia nigra tentu saja kontroversial saat ini. Kegiatan apa yang dilakukan oleh daerah otak ini atau fungsi spesifik apa yang mereka lakukan belum sepenuhnya diperiksa.

Namun, data yang diperoleh tentang aktivitasnya menunjukkan bahwa substantia nigra dapat dilibatkan dalam empat proses utama: pembelajaran, perencanaan motorik, gerakan mata, dan pencarian hadiah.

Belajar

Hubungan antara pembelajaran dan substantia nigra terletak pada hubungan yang disajikan struktur ini dengan penyakit Parkinson. Saat ini sudah mapan bahwa perubahan neuron pada substansia nigra adalah tanda patologi degeneratif.

Photomicrograph dari substansia nigra pada pasien Parkinson yang menunjukkan hilangnya sel dopaminergik, serta patologi tubuh Lewy dan neurit Lewy. Sumber: Suraj Rajan

Dalam pengertian ini, perubahan amnesia yang dialami banyak subjek dengan Parkinson memotivasi awal studi tentang peran substansia nigra dalam pembelajaran.

Secara khusus, tim peneliti dari University of Pennsylvania menunjukkan bahwa stimulasi neuron dopaminergik di substansia nigra dapat mengubah proses pembelajaran.

Penelitian dilakukan pada sekelompok subjek yang mengikuti pengobatan terhadap penyakit Parkinson melalui stimulasi mendalam, yang berkonotasi bagaimana intervensi meningkatkan pembelajaran asosiatif para peserta.

Perburuan hadiah

Dalam penelitian sebelumnya yang sama, ditunjukkan bagaimana stimulasi neuron dopaminergik di substansia nigra memberikan sensasi yang memuaskan pada individu.

Untuk alasan ini, dikatakan bahwa struktur otak ini dapat terkait erat dengan pencarian hadiah dan kecanduan.

Perencanaan motorik

Peran substansia nigra dalam perencanaan motorik adalah salah satu fungsi yang paling banyak dipelajari dan didokumentasikan.

Banyak penelitian menunjukkan bagaimana neuron substansia nigra memainkan peran penting dalam perkembangan gerakan tubuh, sebuah fakta yang secara luas tercermin dalam gejala parkinsonian yang disebabkan oleh degenerasinya.

Gerakan mata

Terakhir, juga telah ditunjukkan bagaimana neuron substansia nigra mengintervensi proses pergerakan mata. Fungsi ini tampaknya dilakukan terutama oleh zat hitam retikulasi.

Neuron dari substansia nigra

Tiga jenis neuron utama telah dijelaskan dalam sistem saraf. Ini berbeda terutama berdasarkan ukuran dan lokasinya.

Jenis neuron pertama adalah sel besar, mereka ditemukan di daerah ventral dari substansia nigra dan mengacu pada daerah yang dikenal sebagai retikuler substantia nigra.

Jenis neuron kedua adalah sel yang lebih kecil yang diklasifikasikan sebagai "neuron sedang". Ini ditemukan di daerah punggung dari substantia nigra dan mengacu pada kompak substantia nigra.

Terakhir, jenis neuron ketiga adalah sel kecil yang ditemukan di dua bagian substansia nigra, dorsal dan ventral. Artinya, baik substantia nigra reticulated dan substantia nigra kompak mengandung neuron-neuron kecil.

Neuron dopamin

Neuron dopamin sangat melimpah di substansia nigra kompak (regio dorsal), namun dapat ditemukan di regio otak tengah yang berbeda, termasuk regio ventral (reticulated substantia nigra).

Neuron dopamin dibedakan dengan teknik histofluoresensi dan imunhistokimia, serta melalui pewarnaan Nissl, karena jenis neuron ini memiliki massa zat Nissl yang tinggi.

Neuron dopaminergik memiliki badan neuron median, yang terletak di substansia nigra kompak. Ini menyajikan beberapa proses dendritik utama, biasanya antara 3 dan 6 proses yang dapat bercabang hingga 4 kali.

Satu atau dua dendrit dari neuron ini memasuki substansi retikuler nigra. Akson sel dopaminergik berasal dari salah satu dendrit utama dan tidak bermielin.

Akson tidak memancarkan collaterals di dalam substansia nigra, dan berjalan melalui hipotalamus lateral, sampai mencapai daerah lurik. Dendrit lain dari cabang neuron dalam substansia nigra kompak.

Lebih lanjut, neuron dopamin memiliki sebagian kecil dari neuron "non-dopaminergik" berbentuk bintang kecil yang dendritnya tidak melebihi batas inti.

Jenis substansia nigra

Bagian koronal otak manusia yang menandai ganglia basal. Biru = striatum, hijau = bola dunia pucat (segmen luar dan dalam), kuning = inti subthalamic, merah = zat hitam (pars reticulata dan pars compacta). Bagian kanan adalah yang paling dalam, paling dekat dengan batang otak. Sumber: Andrew Gillies (Pengguna: Anaru)

Substansi nigra berbeda dari materi putih dan materi abu-abu berdasarkan penampilan, lokasi, struktur, dan fungsinya. Namun, dalam substansia nigra dua wilayah spesifik juga dapat dibedakan.

Diferensiasi ini merespons terutama pada jenis-jenis neuron yang termasuk dalam substansia nigra. Di beberapa daerah, tipe sel tertentu mendominasi dan di daerah lain neuron yang berbeda dikonotasikan.

Demikian pula, dua wilayah substansia nigra dikaitkan dengan fungsi yang berbeda, serta dengan jenis patologi yang berbeda.

Dua bagian zat hitam adalah bagian padat dan bagian retikulasi. Bagian kompak meliputi kelompok dopamin yang berdekatan, dan bagian retikulasi juga melibatkan bagian lateral dari substansia nigra.

Zat hitam kompak

Bagian padat dari substansia nigra ditandai dengan neuron hitam, diwarnai melalui pigmen neuromelanin. Pigmen ini meningkat seiring bertambahnya usia, sehingga neuron di wilayah ini menjadi gelap selama bertahun-tahun.

Bagian substansia nigra ini dapat dibagi antara lantai ventral dan lantai punggung. Neuron di bagian kompak menerima sinyal penghambatan dari akson kolateral neuron di bagian retikulasi dari substansia nigra.

Sel-sel dopaminergik daerah ini juga menginervasi struktur lain dari sistem ganglia basal seperti pallidum medial, bagian retikulasi dari substansia nigra, dan nukleus subthalamic.

Aktivitasnya terutama terkait dengan proses pembelajaran. Namun, fungsi wilayah ini rumit dan saat ini masih sedikit dipelajari.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa degenerasi neuron berpigmen dari substansia nigra compact merupakan tanda utama penyakit Parkinson, oleh karena itu disarankan agar wilayah ini terlibat dalam perkembangan patologi.

Mengenai studi elektrofisiologi, beberapa penulis menunjukkan bahwa neuron di wilayah ini dicirikan dengan memiliki potensial aksi dengan bentuk gelombang triphasic, dengan fase positif pertama, dan dengan durasi rata-rata lebih dari 2,5 milidetik.

Zat hitam terkait silang

Substantia nigra reticulated berbeda dari substantia nigra kompak dengan kepadatan neuron, yang jauh lebih rendah. Faktanya, ini adalah daerah yang agak menyebar dan dendrit neuron sebaiknya tegak lurus dengan aferen lurik.

Ini terdiri dari populasi heterogen neuron GABAergic, sebagian besar neuron proyeksi berukuran besar dan sedang, serta interneuron berbentuk bintang kecil.

Densitas neuronal yang rendah pada retikuler substantia nigra secara anatomis sangat mirip dengan globus pallidus dan nukleus entopeduncular. Faktanya, karena sitologi, koneksi, neurokimia dan fisiologinya, substansia nigra retikuler dapat dianggap sebagai perpanjangan dari struktur otak ini.

Neuron sedang memiliki tubuh neuron yang bervariasi. Ia bisa berbentuk segitiga, berbentuk gelendong, bulat telur atau poligonal, biasanya mengandung antara 3 dan 5 dendrit primer yang berasal dari badan saraf.

Dendrit utama dari bentuk substansia nigra retikuler di kutub neuron spindel, membelah secara dikotomis pada jarak yang pendek dari tubuh. Dendrit tersier biasanya muncul pada jarak yang sangat jauh, dekat dengan dendrit terminal.

Akson neuron dimilenisasi dan berasal dari tubuh atau dendrit primer sel. Kebanyakan dari mereka berakhir di substansia nigra retikuler atau di substansia nigra kompak.

Mengenai fungsinya, zat hitam retikulasi tampaknya terkait dengan orientasi dan proses okulomosi. Demikian pula, struktur otak ini telah dikaitkan dengan penyakit Parkinson dan epilepsi.

Referensi

1. Beckestead, RM; Domesick, VB dan Nauta, WJH (1979) Koneksi eferen dari substansia nigra dan area tegmental ventral pada tikus. Resensi Otak 175: 191-217.
2. Castellano, MA dan Rodríguez, M. (1991) aktivitas sel dopaminergik nigrostriatal di bawah kendali oleh substantia nigra dari sisi otak kontralateral: bukti elektrofisiologis. Res otak. Banteng. 27: 213-218.
3. Dari LONG, MR; CRUTCHER, MD dan GEORGOPOULOS, AP (1983) Hubungan antara pergerakan dan pelepasan sel tunggal di substansia nigra dari substansia nigra dari monyet yang berperilaku. J. Neurosc. 3: 1599-1606.
4. Hikosaka, O; Wurtz, RH (1983). »Fungsi visual dan okulomotor monyet substantia nigra pars reticulata. AKU AKU AKU. Respon visual dan saccade kontingen memori ». Jurnal Neurofisiologi. 49 (5): 1268–84.