Hjernestammen retikulær dannelse (RF) repræsenterer den arkaiske kerne af de veje, der forbinder rygmarven og encephalon. Det underkaster sig autonome, motoriske, sensoriske, adfærdsmæssige, kognitive og humørrelaterede funktioner. Dets aktivitet modulerer i vid udstrækning kortikal ophidselse, både under fysiologiske tilstande (dvs. søvnvågnecyklus og ophidselse) og i sygdom (dvs. epilepsier). En sådan bred vifte af effekter opstår fra den lange forløb og den kraftige aksonale forgrening af isodendritiske retikulære neuroner, som gør det muligt for den neuronale besked at rejse mod hele hjernebarken og nedstrøms til rygmarven. På den anden side tillader den isodendritiske arkitektur med en monoplanar forgrening de fleste RF-neuroner at dække ca. halvdelen af hjernestammen og blive hæmmet af stigende og nedadgående stier. Parallelt forekommer en sådan generaliseret indflydelse på CNS-aktivitet i kombination med stærkt fokuserede opgaver, såsom dem, der er involveret i koordinering af blik.

Således omfatter dette specielle spørgsmål nødvendigvis en så mangesidet karakter af RF. Faktisk kan integrationen af flere aktiviteter i hjernestammen retikulære kredsløb forklare, hvorfor ændringer af hvert af disse domæner kan påvirke den følelsesmæssige sfære og baner vejen for begrebet følelsesmæssig hjernestamme (Venkatraman et al.). Denne hjernestamme-region blev udforsket i pionerelektrofysiologiske undersøgelser udført af Moruzzi og Magoun (1949), der først demonstrerede en afgørende rolle for dette brede område i aktivering og deaktivering af kortikal EEG baggrunds amplitude og frekvens. Interessant nok demonstrerede de, at der er en direkte diffus forbindelse mellem forskellige niveauer af RF (lige fra medulla til mellemhjerne) med hele cortex. På det tidspunkt blev de anatomiske substrater, der var ansvarlige for sådanne effekter, stort set ignoreret, og selv den systematiske definition af RF som et kompleks af specifikke kerner var stadig at definere. Desuden skulle de neurokemiske substrater, der er ansvarlige for sådanne effekter, stadig opdages. I de følgende årtier udgjorde de vigtigste neuroner forskellige områder af RF; og deres neuro- og co-sendermæglere er blevet karakteriseret. Ikke desto mindre skal nogle biokemiske og neuroanatomiske træk ved specifikke RF-neuroner stadig defineres bedre i forskellige arter, herunder mennesker. Derfor er et bidrag fra det nuværende nummer helt dedikeret til en systematisk analyse af alle catecholaminholdige kerner inden for RF-musen (Bucci et al.). Dette papir, mens det bekræfter klassiske morfologiske undersøgelser af RF’s isodendritiske kerne (Brodal, 1957; Ramón-Moliner og Nauta, 1966), kaster nyt lys over nogle få tidligere udefinerede retikulære neuroner. Faktisk viste denne undersøgelse, at nogle neuroner i området postrema faktisk er catecholaminceller, der placeres kontinuerligt og nedstrøms til A2-området (Area Cinerea).

Den høje forbindelse af retikulære kerner kan forklare, hvorfor en række forskellige forskellige sensoriske oplysninger (dvs. viscerale, trigeminale og vestibulære) kan påvirke kognitive funktioner gennem stigende retikulære neuroner, der vedrører catecholamin-kernen Locus Coeruleus (LC) (De Cicco et al.). Konsekvent inkluderer dette emne en original undersøgelse af, hvordan proprioceptive trigeminusafferenter kan påvirke opmærksomhed og ophidselse via en tæt neuroanatomisk interaktion mellem den proprioceptive trigeminale mesencephaliske kerne og LC (Tramonti Fantozzi et al.). LC’s specifikke rolle i opretholdelsen af kognitive funktioner underbygges af dens diffuse forgrening (Brodal, 1957, 1981) og transmission af noradrenalinvolumen (Fuxe et al., 1988, 2015; Agnati et al., 1995; Agnati og Fuxe, 2000), som producerer udbredte ekstrasynaptiske parakrine effekter. På denne måde kan LC, bortset fra en monosynaptisk indflydelse på kortikale neuroner, også påvirke den neurovaskulære enhed (Giorgi et al.; Petit og Magistretti, 2016; Iadecola, 2017). Det er velkendt, at LC-aktivitet udøver en kraftig modulering af astrocytter, pericytter og mikroglia (Heneka et al., 2010; O “Donnell et al., 2012; Iravani et al., 2014). Disse ekstraneuronale effekter kan forklare rollen som mikroglial fagocytose i søvnforstyrrelser (Nadjar et al.). Gliaceller er også kritiske til frigivelse af cytokiner og kemokinebudbringere med både proinflammatoriske og neurobeskyttende handlinger. Dette kan føre til en endogen neurobeskyttende virkning medieret af P27R-receptorer, som demonstreret af Lim et al.

Inden for denne ramme understreger Giorgi et al. LC’s rolle i modulering af den neurovaskulære enhed som en mulig mekanisme, der modvirker neurodegeneration ved Alzheimers sygdom.Dette kan tilføje nye celle-til-celle-baserede patogene virkninger, hvor misfoldede proteiner kan spredes monosynaptisk fra retikulære axoner til kortikale neuroner i henhold til et prionlignende mønster (Giorgi et al.).

For Eksempelvis kan specifikke mønstre af neuronal tab, der påvirker catecholaminholdige retikulære kerner, producere en konstellation af fænotyper i Parkinsons sygdom (PD). Afhængigt af hvilken retikulær kerne der er påvirket, kan der faktisk forekomme en række både motoriske og ikke-motoriske (autonome, søvn- og humørrelaterede, adfærdsmæssige og kognitive) symptomer. Dette gælder for det meste ikke-motoriske symptomer, som synes at ligge til grund for forskellige PD-undertyper, hver på grund af et specifikt mønster af hjernestammeinddragelse (Gambardella et al.). Ofte er starten på PD i stedet for at bestå af motoriske forstyrrelser sammenfaldende med autonome ændringer og smerte. I denne henseende blev RF’s rolle i kørsel af smertefulde stimuli og kontrol af smerterelaterede kredsløb gennemgået af Martins og Tavares. Disse forfattere centrerede hjernestammen smertekontrol i en retikulær sløjfe, som inkluderer periaqueductal grå, rostro-ventro-medial medulla og ventro-lateral medulla (Martins og Tavares).

Hjernestammen RF’s nøglerolle i formidling af de aktiviteter, der er relevante for artsoverlevelse, såsom smerte og belønning, sætter jorden for disse hjerneområder som præferentielle mål for misbrugsmedicin som rapporteret af Ferrucci et al. Især mens de fleste af litteraturen om virkningerne af amfetamin har fokuseret på deres virkning på dopaminerge neuroner, er der flere rapporter, der indikerer en nøglerolle for amfetaminernes virkning på LC i formidling af mange af deres adfærdsmæssige virkninger, herunder belønning. Desuden indikerer interessante data, at interaktionen mellem kolinerge neuroner fra RF-pontin (Ch5 og Ch6) med DA-neuroner i midthjernen kan være afgørende for hyperlokomotion fremkaldt af amfetaminer (Ferrucci et al.).

Indtil videre har RF er hovedsageligt blevet betragtet som en arkaisk samling af stigende og faldende systemer og sammenkoblede kerner, som kun spiller en grov og forfædres rolle i sammenflettning af forskellige CNS-områder. Ikke desto mindre fungerer specifikke kerner i RF som premotoriske centre, involveret i finjustering af blikket, både langs det lodrette og vandrette plan. Denne sidstnævnte funktion blev undersøgt af Wang et al. der definerede den centrale mesencephaliske retikulære formation som en kanal for de kollikulære sakkadiske signaler i det vandrette blik (Wang et al.).

Alle disse funktioner er dækket af specifikke bidrag fra forskningsemnet, som tilbyder en opdateret visning for at definere de anatomiske korrelater af de mange og indbyrdes forbundne roller, der spilles af hjernestammen retikulær dannelse i sundhed og sygdom. bidrag til arbejdet og godkendt det til offentliggørelse.

Finansiering

Denne forskningsaktivitet er også finansieret af den italienske ministero della Salute, Ricerca Corrente 2019.

Erklæring om interessekonflikt

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske forhold, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.