Limbiline süsteem

Limbiline süsteemi all mõeldakse piirkonda, mis ühendab aju poolkerasid (corpus callosum) ning tegeleb muuhulgas lõhnataju (haistesibul), unehormooni tootmisega taalamuste vahel olevas käbikehas, emotsioonide (amügdala, insula, septaalala ja singulaatkorteks jne.) ja mälestustega (hippokampus, amügdala). Selle piirid on aja jooksul korduvalt muutunud ja ülalolev pilt näitab tänapäevasemaid piire NCBI järgi, kuid needki võivad vabalt muutuda. Piiride muutuse üheks põhjuseks on uute emotsioonide peale aktiveeruvate piirkondade leidmine. Äärealadeks on singulaatkorteks, insula, hippokampus ja orbitofrontaalkorteks. Kuna selle sisse jääb päris palju, siis tasuks arvestada, et loetlen siin postituses mõningaid olulisemaid struktuure. Spetsiifilisemaid teadvuseprotsesse hakkan närvisüsteemis piiritlema millalgi siis kui närvisüsteemi ehitusele olen üldtutvustuse lõpetanud.

Hippokampus

Hippokampus (3D asukoht) on vajalik sündmuste ja asukohtade meeles pidamiseks. Ristlõikes on see lihtsa anatoomiaga ning ajukoore aladest üks lihtsaim ja enimuuritud piirkondi. Joonistatud pildil (teine ka) saab võib-olla rakulisest üldanatoomiast paremini aru.
Liiklus: See saab sisendinfot entorhinaalse koore kaudu. Edasi läbivad signaalid hambakääru (dentate gyrus), mis on silmnähtavalt sakilise servaga, ja ületavad voltidevahelise vahe CA4'le, sealt edasi läbitakse korrapäraselt, CA3, CA2,CA1 ning eriti viimasest liiguvad signaalid subiculumi kaudu välja. CA1 ühendused lähevad rotil (CA1'te süstiti värvainet, misjärel uuriti kuhu see väljaminevate aksonitega jõudis) visuaalsetele, auditoorsetele (suhteliselt tihedalt), somatosensoorsetele, orbitofrontaalsele ning maitse ja lõhnatajuga tegelevatele aladele. Samuti amügdalasse, singulaatkoorde ja insulasse. Forniksi kaudu jõuavad sealsed aksonid läbi hüpotaalamuse mammilaarkehasse või nucleus accumbens'i. Kokkuvõttes peaaegu igale poole ajukoores ja sihtkoht sõltub väljasaatvast hippokampuse CA1 pikitelje piirkonnast, millel paistab olevat üle 50 spetsiifilisema sihmärgi. Samuti võivad CA1 ühendused minna teistele CA1 aladele, CA3 või ka hambakäärdu (loetlesin alates sagedamalt esinevatest ühendustest), mis võib näidata, et ühe "ringiga" ei saa alati hippokampuses infot kätte. CA1 sisesed ühendused ühendavad võib-olla eri ajukoore aladesse saatvaid CA1 piirkondi. Kokkuvõtlik ja lihtsustatud ühenduste kaart roti puhul, mille joonte paksus näitab ühenduste tihedust. Ühendused piirduvad oma ulatuses üldiselt ajukoore ja neid ühendavate tuumadega.

Retseptorid: AMPA, NMDA, GABA ja nikotiinsed atsetüülkoliini retseptorid. Atsetüülkoliini tase tõuseb stiimulirikkama õppimise ajal. Glutamaadi retseptorite tase langes rottidel REM une puuduse järel, kuigi nende mRNA hulk ei muutunud. GABA agonistid ja glutamaadi ning atsetüülkoliini antagonistid suudavad mäluauke tekitada.

Basaalganglion (basal ganglia) või basaalganglia


Basaalganglion (ei ole ganglion tavatähenduses) reguleerib peamiselt dopamiiniga mitmete ajukoore ja taalamuse osade aktiivsust. On nii aktiivsusele kaasaaitaja kui ka tagasi hoidja ning osaleb suurel määral motivatsioonis. See koosneb globus pallidus'est (3D asukoht), substantia nigra'st (asukoht on inimese pisikeses keskajus, mille enda piirid sellised), subtalaamsest tuumast (siin STN), nucleus accumbens'ist (asub umbes putameni ja kaudaat tuuma ühinemiskohas), putamenist (3D asukoht) ja kaudaat tuumast (3D asukoht). Viimaseid kahte nimetatakse ka striaatumiks (asukoht).
Põhiliiklus basaalganglias: ajukoorelt jõuab info straaitumile, mis aktiveerudes või dopamiini saades hakkab stimuleerima globus pallidus'e (GP) tuumasid, millest aju keskosa poole jääv inhibeerib taalamust ja mis omakorda aktiveerib ajukoort. Taalamuse aktiivsuse reguleerimine ajukoore aktiivsusest sõltuvalt GP poolt paistab basaalganglia põhifunktsioonina.

Basaalganglia eri osad tegelevad eri funktsioonidega. Ülaloleva illustratsiooni järgi tegelevad rohelised alad motoorse kontrolliga, pruun limbilise süsteemi osadega ja lilla tähelepanu, teadvustamisega (kukla- ja parietaalsagar) ning mäluga. CD tähistab kaudaattuuma e. suurt osa striaatumist, GP on globus pallidus ja STN on subtalaamne tuum. Olulisena paistab see, et dopamiin striaatumi rajoonis põhjustab ka kõigi selle poolt reguleeritud alade aktiivsuse tõusu. Elevil olek sobib näiteks. Sellisel juhul oleme üliliikuvad, tähelepanu käib hoogsalt ümbruse ja mälu eri osade vahel ning sisemõtisklused on intentsiivsed, kui dopamiini aktiivsus langeb väheneb ka kõigi kolme tegevuse aktiivsus.

Substantia nigra toodab suures koguses dopamiini ja on keskajus (ajutüve ülaosas) silmaga kergesti nähtav oma tumesinise värvuse tõttu. Nende rakkude suremine põhjustab Parkinsoni tõbe (lihaste jäikus ja nõrkus, depressioon, kurnatus, liigutuste vähesus ning värinad). Terve isendi selle piirkonna stimuleerimine ei tekita liikumist. Dopamiini saadetakse põhiliselt basaalganglioni osadele aga ka taalamuse ventroanterioorsesse tuuma ja ventraallateraalsesse tuuma, kuid taalamusevahelisi ühendusi on vähe. Saab signaale ajutüvest, basaalganglionist, habenula'st ja amügdala tsentraaltuumast. Sisaldab GABA ja NMDA retseptoreid. Saab glutamaatseid ühendusi subtalaamsest tuumast.

MPTP on aine, mis tapab spetsiifiliselt sealseid dopamiini tootvaid rakke ja mõned juhtumid inimestega on sellega ette tulnud 70ndate lõpus ja 80ndate alguses, kus soovides toota teatud opiaati (MPPP'd), kuid valede tingimuste juures sünteesides tekkisid järgnevate päevadega tugevad Parkinsoni sümpotmid sh. peaaegu võimetus ennast jäikuse tõttu liigutada, kuid see allus parkinsoni tõve ravimitele, mis dopamiini taset tõstsid. Edaspidi on seda ainet kasutatud katseloomade peal, et Parkinsoni tõve ravimite toimet testida.

Üldiselt eritab stabiilselt dopamiini, kuid motiveeritud seisundis hakkab seda lühiajaliselt tugevalt eritama. Selle kahjustusel väheneb REM une osakaal, kuid dopamiini agonistid taastavad selle.

Striaatum tegeleb liigutuste planeerimisega ja õppimises saades peamiselt glutamaatseid ühendusi ajukoorelt (frontaalsagaralt saab striaatum oma peamised ühendused) ja dopamiinseid substantia nigra'lt. Saamuti saab glutamaatseid signaale subtalaamsest tuumast ja inhibeerivaid GABA saatvaid ühendusi globus pallidus'est. Sisaldab atsetüülkoliini, dopamiini, neuropeptiid P'd, enkefaliine ja GABA. Saadab ühendusi superioorsesse kolliikulisse, mis tegeleb sensoorse info ja silmaliigutustega (sakaadidega) olles mõjutatud kehaliigutiste ja tähelepanu muudatuste poolt. Veel saadetakse ühendusi taalamusse ja reguleerivaid ühendusi tagasi substantia nigra'sse (dopamiin, GABA, neuropeptiid P). Muskimooli selle eri osadesse süstimisel vähenes võime järjestikke käeliigutusi õppida ja samuti oldi vähemedukad varem selgeks õpitud liigutuste läbiviimisel. Primaadi striaatumi neuronid on liigutuste ja koormuse spetsiifiliselt. Putamen ja insula on ühed kohad, kus viha ja armastuse intentsiivsus korreleerub nende piirkondade aktiveerumisega. Adenosiini A2 retseptorid asuvad peamiselt striaatumis ja suure adenosiini koguse juures võivad toimida ka stimuleerivalt. A2 knockout mutandid olid vähemaktiivsed.

Subtalaamne tuum saab ühendusi peamiselt globus palliduselt, mis inhibeerivad GABAga. Veel tuleb glutamaatseid ühendusi motoorsetelt koorealadelt ja dopamiinseid substantia nigra'lt. Saadab glutamaatsete aksonitega signaale basaalganglioni osadele sh substantia nigra'le ja paljud ühendused lähevad tagasi globus pallidusele. Tekitavad spontaanseid impulsse 80-90 Hz. Parkinsoni tõve korral on seal ja globus palliduses madalama sagedusega tegevus ning elektroodidega subtalaamse tuuma stimuleerimine on efektiivseim koht parkinsoni tõve leevenduseks. Kahjustused võivad põhjustada hoogsaid kontrollimatuid jäsemeliigutusi.

Nucleus accumbens on üheks mõnukeskuseks mõjutades nähtavasti ka motivatsiooni, kuid see aktiveerub ka ebameeldivamate emotsioonide peale. Sisaldab GABA ja väljaminevad aksonid eritavad peamiselt seda. Saadab signaale ventraalsele palliidumile, mis saadab omakorda signaale edasi dorsaalmediaalsele taalamusele ning sealt prefrontaalsele korteksile või striaatumile. Teised ühendused lähevad substantia nigra'sse ja ajutüve retikulaarformatsiooni. Saab signaale prefrontaalkoorelt, amügdala basolateraalselt tuumalt ja dopamiinseid signaale ventraalsest tegmentaalsest alast, mis on ise keskajus asuv "mõnukeskus". Dopamiini tõstmine NA's annab heaolutunnet ja mõnutunnet andvate ainete saamisel kaasneb seal enamasti dopamiini vabanemine. Katsealused inimesed, kellele viidi elektroodid NA'sse tõsise depressiooni tõttu said selle aktiveerimisel kohe motivatsiooni ja tegutsemistahet. 2 katsealust 3'st said kohest mõju, 1 hakkas hobiga tegelema, teine tahtis katedraali trepist üles kõndida. Loomkatsetes selle ajutisel farmakoloogilisel väljalülitusel vähenes sellises seisundis rotid hirmureaktsiooni õppimine tugevalt. Sisaldab muuhulgas dopamiini ja kannabinoidi CB1 retseptoreid. Histamiini süstimisele sinna järgneb algselt liikuvuse osas väheaktiivne periood, mis läheb üle hüperaktiivsuseks ja H1 retseptori agonisti andmisele kaasnes ainult aktiivsuse tõus. Adenosiini A2A retseptoreid on tihedalt ning need reguleerivad glutamaati kasutavate aksonite tööd, mis toovad signaale NA'sse. Vigastused põhjustavad katseloomades sarnaselt prefrontaalse koore kahjustamisega impulsiivsust ja eelistust valida lihtsamini saadavat väiksemat tasu. Saab noradrenaliini saatvaid signaale ajutüvest, sealhulgas locus coeruleus'ist.

Amügdala

Vajalik muuhulgas õpitud emotsionaalsete reaktsioonide omamiseks ja teiste emotsioonide ära tundmiseks. Vigastused kalduvad vähendama hirmu ja agressiivsust. Amügdala saab signaale hippokampusel, entorihinaalselt koorelt, sensoorsetelt koorealadelt, taalamuse tuumadest, ajutüvest, locus coeruleus'ilt, substantia nigra'lt, ventraalselt tegmentaalsest alast ja prefrontaalsest koorest. Nendest enamus kasutavad glutamaati amügdalale signaalide saatmiseks. Signaale saadab edasi hüpotaalamusse prefrontaalsesse korteksisse, striaatumisse, septaaltuumadele, nucleus accumbens'ile, ja vagaalnärvile, mis reguleerib seedekulgla tegevust neelamisest soolelihaste tegevuseni sh. häälepaela ja teise häälitsemises osalevaid kurgu-kõri lihaseid.

Klüver-Bucy sündroom on lai nimetus erinevate amügdala kahjustustele. Sellega käib tavaliselt kaasas kalduvus asju suuga uurida, rahulolu, vähenenud hirmureaktsioon, suurenenud huvi ümbritseva üle, muutused söömises ja aktiivsem seksuaalkäitumine.

Retseptorid:oksütotsiini, opioidide, noradrenaliini vasopressiini (oksütotsiiniga kergelt sarnane peptiid), neuropeptiid Y (isutõstja) ja atsetüülkoliini retseptoreid. Rakud sisaldavad ka neurotensiini, mis reguleerib prolaktiini ja luteiniseeriva hormooni vabanemist. Veel sisaldavad neuropeptiid P'd. Sealsete NMDA retseptorite antagonistid vähendasid hirmureaktsiooni õppimist ja ka väljendumist.



Klaustrum

Klaustrum on funktsionaalselt vähetuntud lehtjas ~1 mm paksune halli massi piirkond insula ja putameni vahel. Omaseks on kahepoolsed ühendused tõenäoliselt üle kogu ajukoore kuklasagarast prefrontaalse kooreni. Ülevaatlik artikkel 2004. aastast, mis on teadustöö kohta õrnalt emotsionaalsem ja luulelisem ühe autori läheneva surma tõttu kirjutamise ajal, kuid sellist stiili tuleb mujalgi ette. Kergelt paistab, et ta võis sellele teadvuse jaoks liiga palju tähtsust omistada, aga seda näeb tulevikus. Koorealad on ühenduses mõlema poolkera klaustrumiga, kuid vastaspoolel vähemal määral. Ühendused üldiselt hajusad ja korrapärata. Ajukoorest pärinevad ühendused jõuavad paljudesse klaustrumi piirkondadesse. Endasisesed ühendused ei ulata kaugele. Elektrilisel stimuleerimisel sai esile kutsuda aktiivsuse teket kuklasagaral (12-26 ms hilinemisega). Nähtu põhjustab kassidel suhteliselt korrapärast klaustrumi aktiveerumist sõltuvalt nähtu asukohast vaateväljas (artiklis illustreeritud loogikaga). Klaustrumisse saadavad signaale umbes 4-10% visuaalse ala V1 signaale välja saatvatest neuronitest. Kui kassidele anti vaatamiseks liikuvaid jooni, siis aktiveerusid klaustrumialad binokulaarselt sõltuvalt orientatsioonist ning vaateväljas püsimisel järjest tugevnevalt, kuid mitte paksusest, liikumise suunast/kiirusest ega kontrastusest. Lihaste aktiivsus põhjustas aktiivsust, kuid 70% neuronitest ei olnud mainitud artiklis mõjutatud liigutuse tüübist. Erootilise sisuga filmide vaatamisel tekkis selles võrreldes rahulike ja sporditeemaliste klippidega kõige rohkem aktiivsust, kuigi mitmete teiste alade aktiivsuse tõus oli tugev erootika nägemisel.

Sisaldab ka somatosensoorse ja auditoorse tegevuse peale aktiveeruvaid piirkondi, mis on otseste ühendustega klaustrumisse.

Kuna see on väga lähedal insulale ja putamenile, on täiesti võimalik, et PET ja fMRI skännerid ei erista nende aktiveerumist. Samuti on läheduse tõttu oht, et vigastus insulas näiteks kahjustab ka klaustrumi. Teadaolevalt pole keegi inimene ega katseloom selleta sündinud ja seda kohta on ka kirurgiliselt raske kahjustada ülejäänut säilitades. Insula vigastuste tagajärgi võib ka potentsiaalselt selle vigastuste süüks ajada. Insula puhul paistavad ühendused vähem laialdased ja klaustrumil ei paista väga tihedaid ühendusi spetsiifiliste piirkondadega võttes signaale vastu ning andes neid edasi üldiselt hajusalt.

Taalamus (3D asukoht)

Ventraalne anterioorne tuum saab signaale globus pallidus'elt ja substantia nigra'st ning saadab neid edasi liigutuste planeerimiseks/algatamiseks vajalikku suplementaarsesse motoorsesse koorde, mis asub premotoorsel koorel.
Ventrolateraalne tuum saab lisaks globus pallidus't ja substantia nigra't signaale ka cerebellumilt ja saadab signaale motoorsetele aladele. Samuti on teada 1 juhus, kus inimene hakkas peale selle vigastust helisid tundma, aga see võis tekkida kahjustustejärgsetest ühenduste ümberkorraldustest.
Mediaalne dorsaalne tuum saab signaale prefrontaalselt koorelt ja limbilisest süsteemist (vähemalt striaatumist, amügdalast, entorhinaalsest ning lõhnatajus osalevast koorest ja basaalgangliast) ning saadab neid striaatumisse ning prefrontaalsele, premotoorsele ja primaalsele motoorsele koorele. Neuronite arvuks leiti ühes uuringus täiskasvanud inimesel (lahkamisejärgselt) 6,5 miljonit ja gliaalrakkude hulk 36 miljonit. Sealsete rakkude arv on mõjutatud ka skisofreenia ja depressiooni poolt. Inimestel on see suhteliselt suurem, kui teistel primaatidel ning on prefrontaalse korteksi suurim info sisendaja. Taalamuse tuumadest sisaldas see ühes uuringus kõige tihedamalt dopamiini transportervalke, mis võib näidata potentsiaalset kõrget dopamiini taset, mida suudetakse kiiresti eritada ja tagasi koguda. Atsetüülkoliini tase oli seal suhteliselt madal võrreldes teiste taalamuse tuumadega. Mediaalse taalamuse stimuleerimisel inimesel stimuleeriti seda võrreldes teiste eksperimendis elektroodiga ühendatud kohtadega kõige rohkem, kuigi katsealune kirjeldas ärritavat tunnet, nagu hakkaks midagi meelde tulema, kuid mis ei meenunud ka korduvstimulatsiooniga. See on üheks näiteks, miks loomkatsetes korduvstimuleerimine ei ole tingimata märk heaolutundest.
Anterioorne taalamuse tuum saab signaale mammillarkehast ja subiculumilt forniksi kaudu, saates endast edasi singulaatkäärule. Mõlemad signaalisaatjad alluvad hippokampuselt tulevatele signaalidele ja mammilaarkeha ise on ajus stimuleeriva histamiini eritajaks. Mammilaarkeha kahjustamine võib tekitada ka mäluhäireid.
Pulvinar on inimestel suurim ja kuklapoolseim taalamuse tuum. Saadab signaale visuaalsetele koorealadele parietaalsagaras, somatosensoorsetele aladele, singulaatkoorde ja prefrontaalsele koorele. Atsetüülkoliini tase paistab seal kõrgena ja eriti prefrontaalsesse koorde signaale saatvates osades.
Ventraalne posterolateraalne tuum saab signaale selgroonärvi kiududelt, mis toovad signaale valu, sügeluse, puudutuste ja temperatuuri kohta ning lisaks kehaosade asukohtadest üksteise suhtes. Saadab neid edasi primaarsele somatosensoorsele alale.
Ventraalne posteromediaalne tuum saab sarnaselt eelmisega sensoorset infot, kuid näonärvilt ja muuhulgas maitseretseptoritelt, saates neid edasi samuti primaarsele somatosensoorsele alale.
Mediaalne genikulaat tuum saadab auditoorset infot, mis tuleb ajutüve kaudu, edasi auditoorsele koorele.
Lateraalne genikulaat tuum vahendab silmadest tulnud infot ja saadab selle edasi kuklasagara nägemisalale. Enne sinna jõudmist jõuab läbib silmadest tulnud info optilise kiasmi, mis saadab vasaku ajupoolkera lateraalsele genikulaat tuumale mõlema silma parempoolse vaatevälja ning vastupidine juhtub parempoolses poolkeras.

Singulaatkorteks

Selle singulaatkäärul asuva ala aktiivsus sõltub mitmekülgsetest emotsionaalsema väärtusega meeleelamustest (külm, valu, mõnu, hirm jne.) olles insulaga koos piirkondadeks suuraju koorel, mille aktiivsus sõltub ilmsemalt sellistest sisetajudest. Aktiveerub ka keskendumisel. Anterioorse osa dorsaalne pool sisaldab singulaatkääru motoorset ala, millel on otsesed ühendused motoorse koore ja selgrooga. See motoorne piirkond on vähesel määral amügdalaga seotud, kuid tugevalt parietaalsagaraga ning sisaldab ühes osas omamoodi kehaosast sõltuvat aktivatsiooni kaarti.


Kirurgulise kahjustamisega on osadel patsientidel vähendatud kroonilist valu ja obsessiiv-kompulsiivset häiret. Elektrilisel stimulatsioonil on samas õnnestunud vähendada depressiooni.
Vigastused ei põhjusta tihti mingeid ilmseid muutusi psühholoolistes ja neuroloogilistes uuringutes. Olulisema võimaliku muutusena võivad sellised isikud olla apaatsemad. Anterioorne osa aktiveerub valu puhul, kuid aktivatsiooni ja valu tugevuse vahel pole seost leitud ning selles sarnaneb see somatosensoorse koorega.
Singulaatkorteksil on emotsioonide jts. poolt mõjutatud suhteliselt väike osa.

Papez'i ring (Papez circuit) on tihedamalt ja ühesuunalisemalt signaale saatev osa limbilisest süsteemist, mis avastati, kui viiruse ajusse süstimisel nähti selle levikut korrapärasemas suunas ja juba selle samanimeline avastaja pakkus, et see võib emotsioonides osaleda. Sellest leidub varieeruvaid versioone, nagu Google näidata võib, kuid ühise kirjelduse järgi levivad signaalid singulaatkäärult hippokampusele, sealt läbi forniksi mammilaarkehasse jõudes läbi anterioorse taalamuse tuuma kaudu tagasi singulaatkäärule. Ringe omab ka suurt rolli mälestuste tekkes ja selle ringi katkemine kahjustustega võib kahjustada mälu.



Struktuurist

Asukohtade meeldejätmisel võib aidata, kui nende asukohti üksteise suhtes arvestada. Meenutuseks ei räägi ma siin lõigus nendevahelisest liiklusest. Amügdala asub hippokampuse ja striaatumi otsas. Striaatum jõuab tiiruga taalamuse juurde ja on tihedas ühenduses sellega. Taalamus on ühendatud mammilaarkehadega. Mammilaarkeha on forniksi (näeb välja nagu hippokampuse peenem pikendus) poolt ühendatud hippokampusega. Kõik need osad on veel tihedalt seotud palju teiste ajuosadega.

Lisaks on limbilises süsteemis palju teisi struktuure, mis on omavahel meeldejäävate ühendustega. Forniks on tihedalt ühendatud corpus callossum'iga, mis on suur hästi nähtav ajupoolkerasid ühendavate aksonite läbiminekusala. Samuti on forniks ühendatud septaalalaga.


Hüpotaalamus

Hüpotaalamus vahendab põhiliselt ajuripatsilt tulnud signaale ülejäänud ajust või saadab signaale ajust ajuripatsile, et keemiliselt reguleerida keha sealt verre eritatud ainetega nagu näiteks folliikulit stimuleerivat hormooni ja luteiniseerivat hormooni, mis mõlema soo suguhormoonide taset ja suguelundite arengut mõjutavad. Veel eritatakse prolaktiini, suguhormoone ja kasvuhormooni. Ühendusi saab otse visuaalsetet infot kandvast optilisest kiasmist ning haiste ja somatosensoorselt aladelt. Lisaks veel hippokampuselt forniksi kaudu, kuid see ühendus on kahepoolse liiklusega, amügdalalt, singulaatkoorelt, serotogeensetelt ühendustelt dorsaalsest raphe tuumast, noradrenaliinsetelt locus coeruleus'ilt ja adrenaliinsetelt ühendustelt medullast. Edasi saadetakse neid sümpateetilisele (stressireaktsioonid) ning parasümpateetilisele närvisüsteemile, mammilaarkehast ajutüvesse, kus mõjutatakse reflekse, oksütotsiini ja vasopressiini sisaldavaid aksoneid ajutüvesse ja amügdalasse. Palju reguleerib autonoomseid ja vegetatiivseid protsesse nagu kehatemperatuuri, stressi- ja kilpnäärmehormoonide taset reguleerivaid aineid, kuigi vahendab ka veres näljahormoonide toimet ajule ja mõningaid teisi tuntavaid vajadusi, mille teke sõltub vere koostisest ja omadustest. Näiteks reageerib elektrolüütide, glükoosi, süsihappegaasi (lämbumistunde algataja süsihappega happelisuse mõjutamisel) taseme ja temperatuuri peale. Reguleerib ööpäevalist bioloogilist kella vähemalt kehatemperatuuri ja kortisooli taseme osas. Hüpotaalamuses on üks seksuaalselt dimorfsed alad mediaalne preoptiline ala ja ventromediaalne tuum, mis on eri soo esindajatel eri suuruse ja ühenduste hulgaga. Noradrenaliini vabanemine vähenes katseloomades joomise peale, kuid see võib oluline olla selles, et stress paneb ka inimesi jooma. Sisaldab hiirtel ainsa kohana hüpokretiin-1 sisaldavaid neuroneid, mis on mõõdukas koguses üks emaliku käitumisega ja erksusega kergelt, aga mitte väga kindlalt, seostatud aine. Kõrges koguses põhjustab stressihormoonide eritumist ja vähendab hoolitsevat käitumist järglaste suhtes. Hüpokretiini retseptoreid leidub muuhulgas mediaalses preoptilises tuumas, nucleus accumbens'is ja locus coeruleus'is. Toimib neuronitele aktiveerivalt.

Sellel graafikul on ainult osad hüpotaalamuse tuumade funktsioonid välja toodud.

Hüpotaalamuse unes osaleval alal ventrolateraalne preoptiline tuum leidub A1 ja A2 retseptoreid, mille aktiveerumisega toimub tõenäoliselt adenosiini und esile kutsuv toime. Ühendused lähevad sealt otse mammilaarkehadesse ja A2 agonisti andmisega kaasnes sügava une faas. Mammilaarkehadesse minevad ühendused sisaldavad GABA ja pakuti, et kuna see tuum aktiveerub une ajal, siis see hakkab tihedamalt saatma GABA mammilaarkehadesse, mis omakorda vähendab stimuleeriva histamiini vabanemist. Selle tuuma aktiivsust vähendavad atsetüülkoliin ja noradrenaliin. Mammillaarkehadest taalamusse minevad ühendused sisaldavad keskmises koguses atsetüülkoliini. Suprakiasmiline tuum, mis osaleb unes, hakkab aktiivsemalt tööle, kui sellele lisada GABA ja selle antagonistid vähendavad kohalike neuronite aktiivsust.

Temperatuuri regulatsiooni uuringus reesusahvidega uuriti erinevate neurotransmitterite mõju kehatemperatuurile. Kokku süstiti 86 eri kohta hüpotaalamuses. Serotoniini süstimisel anterioorsesse ja preoptilisse alasse doosil 2-10 mikrogrammi põhjustas pikaajalist kehatemperatuuri tõusu (~+1 C). Noradrenaliin samas piirkonnas 1-12 mikrogrammi tekitas doosist sõltuvalt tugevnevat temperatuuri langust (-0,5 C). Atsetüülkoliin põhjustas temperatuuri tõusu tugevate värinatega hajusalt eri piirkondadesse süstides. Keskaju ja hüpotaalamuse piiril olevas piirkonnas põhjustas see temperatuuri langust. Järeldati kokkuvõttes, et serotoniin aktiveerib atsetüülkoliini poolt vahendatud temperatuuri tõusu ning noradrenaliin blokeerib seda.

Opioidi mu, kappa, sigma retseptorid ja opioidi laadne retseptor ORL-1 on olemas, olles seal olulised emaste seksuaalkäitumise mõjutajad. Isaste seksuaalselt dimorfses tuumas leidus mu, kappa ja sigma retseptoreid, kuid emaste SDT's oli kappa ja sigma retseptorid. Nende antagonistide andmine kutsus esile seksuaalkäitumist ja vastupidi oli agonistide saamisel. Opiaadid on ka inimestel sugutungi vähendava toimega. ORL-1 on opioidiretseptoriga sarnane aminohappelise järjestuse osas ja selle agonist OFQ/ notsiseptiin kutsus esile seksuaalkäitumist.

Habenula

Habenula osaleb liigutuste peatamises dopamiini vabanemise inhibeerimisega ning asub koos käbikehaga epitaalamuses.

65 rotile ühendati elektroodid habenula eri osade külge ja neile õpetati, et kangikesele vajutamisel saavad stimulatsiooni. Rotid stimuleerisid ennast täpsustamata määral e. "mõõdukalt" ja järjepidevalt pikemal katseperioodil. Mediaanse raphe tuuma kahjustamine vähendas neil rohkem kui neljaks nädalaks soovi elektroode aktiveerida. Mediaanse raphe tuuma stimulatsiooni ei mõjutanud habenula kahjustamine.

Kahjustused tekitavad puudujääke õppimises, mälus ja keskendumises ning tervena aktiveerub tugevamalt vigade märkamisel. Kui reesusahvid nägid pilte, mis seostusid kaasneva tasuga, aktiveerusid neil keskaju dopamiini neuronid ning inhibeerus habenula. Vastupidine oli aktivatsioon tasu mitte kaasa toovate piltide näitamine ning sellisel juhul aktiveerusid habenula neuronid veidi varem. Lateraalse habenula aktiveerimine elektrilise stimulatsiooniga inhibeeris keskaju dopamiini neuroneid.

Rotil võib selles olla omakorda kokku 15 alatuuma.

Globus pallidus saadab basaalgangliast signaale lateraalsele habenulale ning selle ühendustee signaalid erinevad liikumisest sõltuvast basaalganglia aktivatsioonimustrist. Need signaalid võivad stimuleerivad olla, sest osad globus palliduse neuronid aktiveerusid sarnaselt habenulale pettumustunde korral. Habenula ise sisaldab suuremas koguses AMPA retseptoreid ja võimalik, et ka atsetüülkoliini retseptoreid. Globus pallidus saadab muidu tavaliselt GABA teistele aju osadele ja aktivatsioon võib habenulas toimuda ka seal kohaliku inhibitsiooni inhibeerimisel.

Depressiooni korral on lateraalne habenula aktiivsem ja langeb vabanenud serotoniini, dopamiini ja noradrenaliini tase. Habenula tuumade kompleks saadab ühendusi dorsaalsesse raphe tuuma ja locus coeruleusi. Ühendusi on veel frontaalse ja orbitofrontaalse koorealaga ning insula ja ventraalse tegmentaalse alaga. Habenula kahjustamisel väheneb stressist tingitud serotoniini vabanemine dorsaalsest raphe tuumast. Kui seda elektrilise stimulatsiooniga inhibeerida suurenes depressiivsetel rottidel hippokampuses ja frontaalsetes koorealades noradrenaliini tase. Lateraalse habenula kahjustusega rottidel näitasid vähem depressiooni sümptomeid. Näiteks sunnitud ujumistestis oli neil vähem liikumatuid perioode ja serotoniini tase ei tõusnud nii kõrgele.

Fasciculus retroflexus on üldnimetus peamiselt mediaalsest habenulast pärinevale aksonikimbule, mis sisaldab atsetüülkoliini suuremas koguses ja saadab signaale interpeduncular nucleus'le. FR kahjustamisel vähenes katseloomadel REM une hulk ajaliselt 79%, vaikne ärkvelolek 44% võrra ja hippokampuse teeta rütm 41%, kuid sügava une ja unespindlitega perioodi kestvus ei muutunud. Samuti ei muutunud frontaalsagara EEG.

Mediaalne habenula sisaldab aju kohta ebatavaliselt suures koguses nikotiinseid atsetüülkoliini retseptoreid ning need võivad osaleda sõltuvuskäitumise kujunemises ja nikotiini ärevusevastase toimes.

Sisaldab melatoniini retseptoreid ning osaleb ööpäevases bioloogilises kellas. Lisaks sünteesitud ajuripatsi adenülaat tsüklaasi-aktiveerivat peptiidi, mis reguleerib suprakiasmaatilise tuuma geeniekspressiooni ja sealset ööpäevast kella. Habenula neuronid töötavad päevavalguses tugevamalt, kui öösel ning söötmel elus hoides hoiavad need neuronid seda rütmi alal 48 tundi. REM une ajal aktiveerub habenula ning sellel ajal elektrilisel stimuleerimisel väheneb REM une osakaal ja suureneb teistes unefaasides oldud aeg.

Ühendusi saab septumist (mitte septaaltuumadest), globus palliduselt (mitte motoorsetelt taalamusse minevatelt neuronitelt), diagonaalse riba (diagonal band), stria terminalis'e (amügdalalt signaale saav piirkond, mille kiud ümbritsevad osaliselt taalamust) basaalsest tuumast (basal nucleus of stria terminalis), nimetult substantsilt (substantia innominata), lateraalselt preoptiliselt alalt, ventraalselt tegmentaalselt alalt, keskaju raphe tuumadelt ja lateraalsest hüpotaalamusest. Täpsustamata ajukoore aladelt võib ka signaale otse saada. Väljuvad signaalid lähevad mediaalsest habenulast peamiselt interpeduncular nucleus'se. Lateraalsest habenulast lähevad signaalid keskaju dopamiinsetesse substantia nigra ja ventraalsele tegmentalsele alale. Signaale saadetakse ka lähedalasuvale käbikehale. Kuigi L.H. neuronid on glutamaatsed, inhibeerivad need tugevalt raphe tuumade ja keskaju dopamiinsete neuronite tööd. Osad melanopsiini sisaldavat rakud silmas saadavad ühendusi habenulale. Habenula kahjustamisel rottides suureneb neil ümbrust uuriv käitumine, mida muidu ei toimuks näiteks hirmu korral. Samuti suurenes neil enneaegne reageerimine operantses käitumises ning välditi õpitud abituse omandamist elektrilöökidega, millest ei olnud esialgu pääsu.

Septaaltuumad ühendavad kokku erinevaid emotsioonidega seotud ajuosasid ja paistab tähtsa vahelülina emotsioonides.
Vähemalt osade selle piirkonna alade stimuleerimine pakub mõnu ja katseloomad võivad peale elektroodide sinna ühendamist hakata tihedalt kangikese liigutamisel seda stimuleerima. Saab signaale hippokampusest forniksi kaudu, ventraalsest tegmentaalsest alast ("mõnukeskus" keskajus, kuid osade allikate allikate järgi võib ka ebameeldivaid elamusi anda), amügdalast, nucleus accumbens'ist, hüpotaalamusest, singulaatkoorest ja habenulast, mis reageerib pigem ebameeldivate elamuste nagu ärevus ja valu korral, olles inhibeeritud meeldivate kogemuste poolt. Saadab signaale forniksi kaudu tagasi hippoampusesse, ventraalsele tegmentaalsele alale, habenulasse, mediaalsele taalamuse tuumale ja hüpotaalmusele. Selle stimuleerimisel ahvides vähenes agressiivsus, esines hüperseksuaalsust ja julgeti madusid kätte võtta. Kahjustustega käib muuhulgas kaasas kalduvus asju suhu panna. 1960ndatel opereeriti ühes eksperimendis tugeva narkolepsiaga ja teiste raskemate häiretega inimestel limbilise süsteemi eri osadesse elektroode ja esimesed patsiendid said ühenduse ka sinna. Selle ala stimuleerimisel kirjeldas intentsiivset mõnu, mis sarnanes orgasmile lähenemisega, kuid katsealusel ei õnnestunud ka korduva stimuleerimisega orgasmini jõuda. Teine kirjeldas selle stimuleerimisel õnnelikku joobeseisundit. Amügdala stimuleerimine andis vähem mõnu ja hippokampuse stimuleerimisest õnnestus kerge heaolutunde anda.

Septaaltuumad paistavad suhteliselt väheuurituna, sest PMC toob septal nuclei otsimisel ette 350 tööd, millest teemakohaseid oli mõni üksik. Sel põhjusel oli lihtne leida sellest kõiki PMC's mainitud retseptoreid. Nikotiinsete atsetüülkoliini retseptorite aktiveerimisel (andes atsetüülkoliini koos muskriinsete atsetüülkoliini retseptorite antagonistidega või lihtsalt nikotiini) raskenes seal närviimpulsi teke. NMDA agonistid raskendasid samuti impulsi teket, kuid see oli välditav GABA A ja GABA B antagonistidega. Dorsaalse ralphe tuuma aksonid ulatuvad muuhulgas ka sinna ja suhteliselt tihedalt, kuid vähesed neist eritavad seal serotoniini ja seal töös ei uuritud, mida dorsaalne ralphe tuum septaaltuumadesse eritab.