Hjernestammen retikulær formasjon (RF) representerer den arkaiske kjernen i de banene som forbinder ryggmargen og encefalon. Det underkaster seg autonome, motoriske, sensoriske, atferdsmessige, kognitive og humørrelaterte funksjoner. Dens aktivitet modulerer i stor grad kortikal opphisselighet, både under fysiologiske forhold (dvs. søvn-våknesyklus og opphisselse) og i sykdom (dvs. epilepsier). Et så bredt spekter av effekter oppstår fra den lange forløpet og den kraftige aksonale forgreningen av isodendrittiske retikulære nevroner, som gjør at den nevronale meldingen kan bevege seg mot hele hjernebarken og nedstrøms til ryggmargen. På den annen side tillater den isodendrittiske arkitekturen med en monoplanar forgrening at de fleste RF-neuroner kan dekke omtrent halvparten av hjernestammen og bli hindret av stigende og synkende stier. Parallelt oppstår en slik generalisert innflytelse på CNS-aktivitet i kombinasjon med høyt fokuserte oppgaver, for eksempel de som er involvert i koordinering av blikk.

Dermed omfatter dette spesielle problemet nødvendigvis en så mangesidig karakter av RF. Faktisk kan integrasjonen av flere aktiviteter i hjernestammen retikulære kretser forklare hvorfor endringer av hvert av disse domenene kan påvirke den emosjonelle sfæren, og baner vei for begrepet emosjonell hjernestamme (Venkatraman et al.). Denne hjernestammen regionen ble utforsket i banebrytende elektrofysiologiske studier utført av Moruzzi og Magoun (1949), som først demonstrerte en avgjørende rolle for dette brede området i å aktivere og deaktivere kortikal EEG bakgrunnsamplitude og frekvens. Interessant, de demonstrerte at det er en direkte diffus forbindelse mellom forskjellige nivåer av RF (alt fra medulla til mellomhjernen) med hele cortex. På den tiden ble imidlertid de anatomiske substratene som var ansvarlige for slike effekter stort sett ignorert, og til og med den systematiske definisjonen av RF som et kompleks av spesifikke kjerner var fortsatt å definere. Videre var også de nevrokjemiske substratene som var ansvarlige for slike effekter, fortsatt å bli oppdaget. I de neste tiårene var de viktigste nevronene som utgjorde forskjellige områder av RF; og deres nevro- og medsendermeglere har blitt karakterisert. Likevel, noen biokjemiske og nevroanatomiske trekk ved spesifikke RF-nerveceller må fremdeles defineres bedre, i forskjellige arter, inkludert mennesker. Derfor er et bidrag fra denne utgaven dedikert til en systematisk analyse av alle katekolaminholdige kjerner i RF-musen (Bucci et al.). Denne artikkelen, mens den bekrefter klassiske morfologiske studier av den isodendrittiske kjernen i RF (Brodal, 1957; Ramón-Moliner og Nauta, 1966), kaster nytt lys over noen tidligere udefinerte retikulære nevroner. Denne studien viste faktisk at noen nevroner som ligger i området postrema faktisk er katekolaminceller, plassert kontinuerlig og nedstrøms til A2-området (Area Cinerea).

Den høye forbindelsen til retikulære kjerner kan forklare hvorfor en rekke forskjellig sensorisk informasjon (dvs. visceral, trigeminus og vestibulær) kan påvirke kognitive funksjoner gjennom stigende retikulære nevroner, knyttet til katekolaminkjernen Locus Coeruleus (LC) (De Cicco et al.). Konsekvent inkluderer dette problemet en original undersøkelse av hvordan proprioceptive trigeminal afferenter kan påvirke oppmerksomhet og opphisselse via en tett neuroanatomisk interaksjon mellom den proprioceptive trigeminale mesencefaliske kjernen og LC (Tramonti Fantozzi et al.). LCs spesifikke rolle i å opprettholde kognitive funksjoner underbygges av dens diffuse forgrening (Brodal, 1957, 1981) og overføring av noradrenalinvolum (Fuxe et al., 1988, 2015; Agnati et al., 1995; Agnati og Fuxe, 2000) som produserer utstrakte ekstrasynaptiske parakrine effekter. På denne måten kan LC, bortsett fra en monosynaptisk innflytelse på kortikale nevroner, også påvirke den neurovaskulære enheten (Giorgi et al.; Petit og Magistretti, 2016; Iadecola, 2017). Det er velkjent at LC-aktivitet utøver en kraftig modulering av astrocytter, pericytter og mikroglia (Heneka et al., 2010; O «Donnell et al., 2012; Iravani et al., 2014). Disse ekstraneuronale effektene kan forklare rollen til mikroglial fagocytose i søvnsykdommer (Nadjar et al.) Gliaceller er også kritiske for å frigjøre cytokiner og cellegifter med både proinflammatoriske og nevrobeskyttende handlinger. Dette kan føre til en endogen nevrobeskyttende effekt formidlet av P27R-reseptorer, som demonstrert av Lim et al.

Innenfor dette rammeverket understreker Giorgi et al. LCs rolle i å modulere den nevrovaskulære enheten som en mulig mekanisme som motvirker nevrodegenerasjon ved Alzheimers sykdom.Dette kan legge til nye celle-til-celle-baserte patogene effekter der misfoldede proteiner kan spre seg monosynaptisk fra retikulære axoner til kortikale nevroner, i henhold til et prionlignende mønster (Giorgi et al.).

For Eksempelvis kan spesifikke mønstre av nevrontap som påvirker katekolaminholdige retikulære kjerner produsere en konstellasjon av fenotyper i Parkinsons sykdom (PD). Avhengig av hvilken retikulær kjerne som er berørt, kan det faktisk oppstå en rekke både motoriske og ikke-motoriske (autonome, søvn- og stemningsrelaterte, atferdsmessige og kognitive) symptomer. Dette gjelder for det meste ikke-motoriske symptomer, som ser ut til å ligge til grunn for forskjellige PD-undertyper, hver på grunn av et bestemt mønster for hjernestammens involvering (Gambardella et al.). Ofte sammenfaller PD, i stedet for å bestå av motoriske forstyrrelser, med autonome forandringer og smerte. I denne forbindelse ble RFs rolle i å drive smertefulle stimuli og kontrollere smerterelaterte kretser gjennomgått av Martins og Tavares. Disse forfatterne sentrerte hjernestammen smertekontroll i en retikulær sløyfe, som inkluderer periaqueductal grå, rostro-ventro-medial medulla og ventro-lateral medulla (Martins og Tavares).

Nøkkelrollen til hjernestammen RF i å formidle de aktivitetene som er relevante for artsoverlevelse, som smerte og belønning, setter grunnen for disse hjerneregionene som fortrinnsrettede mål for misbruk av stoffer som rapportert av Ferrucci et al. Spesielt, mens det meste av litteraturen om effekten av amfetamin har fokusert på deres effekter på dopaminerge nevroner, er det flere rapporter som indikerer en nøkkelrolle for effekten av amfetamin på LC i formidling av mange av deres atferdsmessige effekter, inkludert belønning. Videre viser interessante data at interaksjonen mellom RF-pontin-kolinerge nevroner (Ch5 og Ch6) med DA-nerveceller i midthjernen kan være avgjørende for hyperlocomotion indusert av amfetamin (Ferrucci et al.).

Så langt har RF har blitt sett på hovedsakelig som en arkaisk samling av stigende og synkende systemer, og sammenkoblede kjerner, som bare spiller en grov og forfedre rolle i sammenfletting av forskjellige CNS-områder. Likevel fungerer spesifikke kjerner i RF som premotoriske sentre, involvert i finjustering av blikket, både langs det vertikale og horisontale planet. Sistnevnte funksjon ble undersøkt av Wang et al. som definerte den sentrale mesencephalic retikulære formasjonen som en kanal for de kollikulære sakkadiske signalene i det horisontale blikket (Wang et al.).

Alle disse funksjonene dekkes av spesifikke bidrag fra forskningstemaet, som tilbyr en oppdatert visning for å definere de anatomiske korrelatene til de flere og sammenkoblede rollene hjernestammen har dannet retikulær dannelse i helse og sykdom. bidrag til arbeidet, og godkjente det for publisering.

Finansiering

Denne forskningsaktiviteten er også finansiert av den italienske ministeren della Salute, Ricerca Corrente 2019.

Erklæring om interessekonflikter

Forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kunne tolkes som en potensiell interessekonflikt.