La formazione reticolare del tronco cerebrale (RF) rappresenta il nucleo arcaico di quei percorsi che collegano il midollo spinale e l’encefalo. Susserva le funzioni autonome, motorie, sensoriali, comportamentali, cognitive e legate all’umore. La sua attività modula ampiamente l’eccitabilità corticale, sia in condizioni fisiologiche (cioè, ciclo sonno-veglia e eccitazione) che nella malattia (cioè, epilessie). Una così ampia varietà di effetti deriva dal lungo decorso e dalla ramificazione assonale abbondante dei neuroni reticolari isodendritici, che consente al messaggio neuronale di viaggiare verso l’intera corteccia cerebrale ea valle del midollo spinale. D’altra parte, l’architettura isodendritica caratterizzata da una ramificazione monoplanare consente alla maggior parte dei neuroni RF di coprire circa la metà del tronco cerebrale e di essere ostacolata da percorsi ascendenti e discendenti. Parallelamente, un’influenza così generalizzata sull’attività del SNC si verifica in combinazione con compiti altamente focalizzati, come quelli coinvolti nel coordinamento dello sguardo.

Pertanto, questo problema speciale comprende necessariamente una natura così sfaccettata del RF. In effetti, l’integrazione di molteplici attività all’interno dei circuiti reticolari del tronco cerebrale può spiegare perché le alterazioni di ciascuno di questi domini possono influenzare la sfera emotiva, aprendo la strada al concetto di tronco cerebrale emotivo (Venkatraman et al.). Questa regione del tronco cerebrale è stata esplorata in studi elettrofisiologici pionieristici condotti da Moruzzi e Magoun (1949), che per primi hanno dimostrato un ruolo cruciale di questa vasta area nell’attivazione e disattivazione dell’ampiezza e della frequenza di fondo dell’EEG corticale. È interessante notare che hanno dimostrato che esiste una connessione diretta e diffusa di diversi livelli di RF (che vanno dal midollo al mesencefalo) con l’intera corteccia. A quel tempo, tuttavia, i substrati anatomici responsabili di tali effetti erano in gran parte ignorati, e anche la definizione sistematica della RF come complesso di nuclei specifici era ancora da definire. Inoltre, anche i substrati neurochimici responsabili di tali effetti erano ancora da scoprire. Nei decenni successivi i principali neuroni costituirono diverse aree di RF; e sono stati caratterizzati i loro mediatori neuro- e co-trasmettitori. Tuttavia, alcune caratteristiche biochimiche e neuroanatomiche di specifici neuroni RF devono ancora essere meglio definite, in diverse specie, compreso l’uomo. Pertanto, un contributo del presente numero è interamente dedicato ad un’analisi sistematica di tutti i nuclei contenenti catecolamine all’interno della RF di topo (Bucci et al.). Questo articolo, pur confermando i classici studi morfologici sul nucleo isodendritico della RF (Brodal, 1957; Ramón-Moliner e Nauta, 1966), getta nuova luce su alcuni neuroni reticolari precedentemente indefiniti. Infatti questo studio ha dimostrato che alcuni neuroni localizzati nell’area postrema sono effettivamente cellule catecolamine, poste continuamente ea valle dell’area A2 (Area Cinerea).

L’elevata connettività dei nuclei reticolari può spiegare perché una varietà di diverse informazioni sensoriali (cioè viscerale, trigeminale e vestibolare) possono influenzare le funzioni cognitive attraverso i neuroni reticolari ascendenti, appartenenti al nucleo della catecolamina Locus Coeruleus (LC) (De Cicco et al.). Coerentemente, questo numero include un’indagine originale su come le afferenze trigeminali propriocettive possono influenzare l’attenzione e l’eccitazione attraverso una stretta interazione neuroanatomica tra il nucleo mesencefalico propriocettivo del trigemino e la LC (Tramonti Fantozzi et al.). Il ruolo specifico della LC nel sostenere le funzioni cognitive è confermato dalla sua ramificazione diffusa (Brodal, 1957, 1981) e dalla trasmissione del volume della noradrenalina (Fuxe et al., 1988, 2015; Agnati et al., 1995; Agnati e Fuxe, 2000) che produce effetti paracrini extrasinaptici diffusi. In questo modo la LC, oltre a un’influenza monosinaptica sui neuroni corticali, può influenzare anche l’unità neurovascolare (Giorgi et al .; Petit e Magistretti, 2016; Iadecola, 2017). È noto che l’attività della LC esercita una potente modulazione di astrociti, periciti e microglia (Heneka et al., 2010; O “Donnell et al., 2012; Iravani et al., 2014). Questi effetti extraneuronali potrebbero spiegare il ruolo di fagocitosi microgliali nei disturbi del sonno (Nadjar et al.). Le cellule gliali sono anche fondamentali per il rilascio di citochine e chemochine messaggeri con azioni sia proinfiammatorie che neuroprotettive. Ciò può portare a un effetto neuroprotettivo endogeno mediato dai recettori P27R, come dimostrato da Lim et al.

In questo quadro, Giorgi et al sottolineano il ruolo della LC nel modulare l’unità neurovascolare come possibile meccanismo di contrasto della neurodegenerazione nella malattia di Alzheimer.Ciò potrebbe aggiungere nuovi effetti patogeni basati su cellula-cellula in cui le proteine mal ripiegate possono diffondersi monosinapticamente dagli assoni reticolari ai neuroni corticali, secondo un modello simile a un prione (Giorgi et al.).

Per Ad esempio, modelli specifici di perdita neuronale che interessano i nuclei reticolari contenenti catecolamine possono produrre una costellazione di fenotipi nella malattia di Parkinson (PD). Infatti, a seconda di quale nucleo reticolare è interessato, possono verificarsi una varietà di sintomi sia motori che non motori (autonomici, legati al sonno e all’umore, comportamentali e cognitivi). Ciò si applica principalmente ai sintomi non motori, che sembrano essere alla base di diversi sottotipi di PD, ciascuno a causa di uno specifico modello di coinvolgimento del tronco cerebrale (Gambardella et al.). Frequentemente, l’insorgenza della PD, invece di consistere in disturbi motori, coincide con alterazioni autonome e dolore. A questo proposito, il ruolo della RF nella guida di stimoli dolorosi e nel controllo dei circuiti correlati al dolore è stato esaminato da Martins e Tavares. Questi autori hanno centrato il controllo del dolore al tronco cerebrale in un ciclo reticolare, che include il grigio periacqueduttale, il midollo rostro-ventro-mediale e il midollo ventro-laterale (Martins e Tavares).

Il ruolo chiave della RF del tronco cerebrale nel mediare quelle attività rilevanti per la sopravvivenza delle specie, come il dolore e la ricompensa, pone le basi per queste regioni del cervello come bersagli preferenziali per le droghe d’abuso, come riportato da Ferrucci et al. In particolare, mentre la maggior parte della letteratura sugli effetti delle anfetamine si è concentrata sui loro effetti sui neuroni dopaminergici, ci sono diversi rapporti che indicano un ruolo chiave degli effetti delle anfetamine sulla LC nel mediare molti dei loro effetti comportamentali, inclusa la ricompensa. Inoltre, dati interessanti indicano che l’interazione dei neuroni colinergici pontini RF (Ch5 e Ch6) con i neuroni DA del mesencefalo potrebbe essere cruciale per l’iperlocommozione indotta dalle anfetamine (Ferrucci et al.).

Finora, la RF è stato visto principalmente come una raccolta arcaica di sistemi ascendenti e discendenti e nuclei interconnessi, che svolgono solo un ruolo rozzo e ancestrale nell’intrecciare varie aree del SNC. Tuttavia, nuclei specifici della RF agiscono come centri premotori, coinvolti nella messa a punto dello sguardo, sia lungo il piano verticale che orizzontale. Quest’ultima funzione è stata studiata da Wang et al. che ha definito la formazione reticolare mesencefalica centrale come un condotto per i segnali saccadici collicolari nello sguardo orizzontale (Wang et al.).

Tutte queste caratteristiche sono coperte da contributi specifici del tema di ricerca, che offre un aggiornamento vista per definire i correlati anatomici dei ruoli multipli e interconnessi giocati dalla formazione reticolare del tronco cerebrale in salute e malattia.

Contributi dell’autore

Tutti gli autori elencati hanno fatto un sostanziale, diretto e intellettuale contributo al lavoro e ne ha approvato la pubblicazione.

Finanziamento

Questa attività di ricerca è finanziata anche dal Ministero della Salute, Ricerca Corrente 2019.

Conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di rapporti commerciali o finanziari che potrebbero essere interpretati come un potenziale conflitto di interessi.