De reticulaire formatie van de hersenstam (RF) vertegenwoordigt de archaïsche kern van die paden die het ruggenmerg en het encefalon verbinden. Het ondersteunt autonome, motorische, sensorische, gedrags-, cognitieve en stemmingsgerelateerde functies. Zijn activiteit moduleert uitgebreid de corticale prikkelbaarheid, zowel onder fysiologische omstandigheden (d.w.z. slaap-waakcyclus en opwinding) als bij ziekte (d.w.z. epilepsie). Zo’n grote verscheidenheid aan effecten komt voort uit het lange verloop en de overvloedige axonale vertakking van isodendritische reticulaire neuronen, waardoor de neuronale boodschap naar de gehele hersenschors en stroomafwaarts naar het ruggenmerg kan reizen. Aan de andere kant zorgt de isodendritische architectuur met een monoplanaire vertakking ervoor dat de meeste RF-neuronen ongeveer de helft van de hersenstam bedekken en worden beïnvloed door stijgende en dalende paden. Tegelijkertijd treedt een dergelijke gegeneraliseerde invloed op de CZS-activiteit op in combinatie met zeer gerichte taken, zoals taken die betrokken zijn bij de coördinatie van de blik.

Deze speciale kwestie omvat dus noodzakelijkerwijs zo’n veelzijdige aard van de RF. In feite kan de integratie van meerdere activiteiten binnen de reticulaire circuits van de hersenstam verklaren waarom veranderingen van elk van deze domeinen de emotionele sfeer kunnen beïnvloeden, waardoor de weg wordt geëffend voor het concept van emotionele hersenstam (Venkatraman et al.). Dit hersenstamgebied werd onderzocht in baanbrekende elektrofysiologische studies uitgevoerd door Moruzzi en Magoun (1949), die voor het eerst een cruciale rol van dit brede gebied aantoonden bij het activeren en deactiveren van corticale EEG-achtergrondamplitude en -frequentie. Interessant genoeg toonden ze aan dat er een directe diffuse verbinding is van verschillende niveaus van RF (variërend van medulla tot middenhersenen) met de hele cortex. Op dat moment werden de anatomische substraten die verantwoordelijk waren voor dergelijke effecten echter grotendeels genegeerd en zelfs de systematische definitie van de RF als een complex van specifieke kernen moest nog worden gedefinieerd. Bovendien moesten ook de neurochemische substraten die verantwoordelijk zijn voor dergelijke effecten nog worden ontdekt. In de volgende decennia vormen de belangrijkste neuronen verschillende gebieden van RF; en hun neuro- en co-transmittersmediators zijn gekarakteriseerd. Desalniettemin moeten sommige biochemische en neuroanatomische kenmerken van specifieke RF-neuronen nog beter worden gedefinieerd, in verschillende soorten, inclusief mensen. Daarom is een bijdrage van de huidige uitgave volledig gewijd aan een systematische analyse van alle catecholamine-bevattende kernen in de muis RF (Bucci et al.). Dit artikel bevestigt klassieke morfologische studies over de isodendritische kern van de RF (Brodal, 1957; Ramón-Moliner en Nauta, 1966), maar werpt een nieuw licht op een paar voorheen ongedefinieerde reticulaire neuronen. In feite toonde deze studie aan dat sommige neuronen in het gebied postrema inderdaad catecholaminecellen zijn, continu en stroomafwaarts van het A2-gebied (Area Cinerea) geplaatst.

De hoge connectiviteit van reticulaire kernen kan verklaren waarom een verscheidenheid aan verschillende sensorische informatie (dwz visceraal, trigeminaal en vestibulair) kan cognitieve functies beïnvloeden via oplopende reticulaire neuronen, die betrekking hebben op de catecholamine-kern Locus Coeruleus (LC) (De Cicco et al.). Consequent omvat deze kwestie een origineel onderzoek naar hoe proprioceptieve trigeminale afferenten de aandacht en opwinding kunnen beïnvloeden via een nauwe neuroanatomische interactie tussen de proprioceptieve trigeminus mesencefale kern en de LC (Tramonti Fantozzi et al.). De specifieke rol van LC bij het ondersteunen van cognitieve functies wordt onderbouwd door zijn diffuse vertakking (Brodal, 1957, 1981) en noradrenaline-volumetransmissie (Fuxe et al., 1988, 2015; Agnati et al., 1995; Agnati en Fuxe, 2000). produceert wijdverspreide extrasynaptische paracriene effecten. Op deze manier kan LC, afgezien van een monosynaptische invloed op corticale neuronen, ook de neurovasculaire eenheid beïnvloeden (Giorgi et al .; Petit en Magistretti, 2016; Iadecola, 2017). Het is bekend dat LC-activiteit een krachtige modulatie van astrocyten, pericyten en microglia uitoefent (Heneka et al., 2010; O “Donnell et al., 2012; Iravani et al., 2014). Deze extraneuronale effecten zouden de rol van microgliale fagocytose bij slaapstoornissen (Nadjar et al.) Gliacellen zijn ook cruciaal voor het vrijgeven van cytokines en chemokines-boodschappers met zowel pro-inflammatoire als neuroprotectieve werking. Dit kan leiden tot een endogeen neuroprotectief effect dat wordt gemedieerd door P27R-receptoren, zoals aangetoond door Lim et al.

Binnen dit kader benadrukken Giorgi et al. de rol van LC bij het moduleren van de neurovasculaire eenheid als een mogelijk mechanisme dat neurodegeneratie bij de ziekte van Alzheimer tegengaat.Dit kan bijdragen aan nieuwe pathogene effecten van cel tot cel, waarbij verkeerd gevouwen eiwitten zich monosynaptisch kunnen verspreiden van reticulaire axonen naar corticale neuronen, volgens een prionachtig patroon (Giorgi et al.).

Voor Bijvoorbeeld, specifieke patronen van neuronaal verlies die catecholamine-bevattende reticulaire kernen aantasten, kunnen een constellatie van fenotypes produceren bij de ziekte van Parkinson (PD). In feite kan, afhankelijk van welke reticulaire kern wordt aangetast, een verscheidenheid aan zowel motorische als niet-motorische (autonome, slaap- en stemmingsgerelateerde, gedrags- en cognitieve) symptomen optreden. Dit is vooral van toepassing op niet-motorische symptomen, die ten grondslag lijken te liggen aan verschillende PD-subtypen, elk vanwege een specifiek patroon van hersenstambetrokkenheid (Gambardella et al.). Vaak valt het begin van PD, in plaats van te bestaan uit motorische stoornissen, samen met autonome veranderingen en pijn. In dit opzicht werd de rol van de RF bij het aansturen van pijnlijke stimuli en het beheersen van pijngerelateerde circuits besproken door Martins en Tavares. Deze auteurs concentreerden de pijnbestrijding van de hersenstam in een reticulaire lus, die het periaqueductale grijs, de rostro-ventro-mediale medulla en de ventro-laterale medulla (Martins en Tavares) omvat.

De sleutelrol van de hersenstam RF bij het bemiddelen van die activiteiten die relevant zijn voor het overleven van soorten, zoals pijn en beloning, legt de basis voor deze hersenregio’s als voorkeursdoelen voor drugsmisbruik, zoals gerapporteerd door Ferrucci et al. In het bijzonder, hoewel de meeste literatuur over de effecten van amfetaminen zich heeft gericht op hun effecten op dopaminerge neuronen, zijn er verschillende rapporten die wijzen op een sleutelrol van de effecten van amfetaminen op LC bij het bemiddelen van veel van hun gedragseffecten, waaronder beloning. Bovendien wijzen interessante gegevens erop dat de interactie van RF-pontine cholinerge neuronen (Ch5 en Ch6) met middenhersenen DA-neuronen cruciaal zou kunnen zijn voor de hyperlocomotie die wordt geïnduceerd door amfetaminen (Ferrucci et al.).

Tot dusverre is de RF werd voornamelijk gezien als een archaïsche verzameling van stijgende en dalende systemen, en onderling verbonden kernen, die slechts een ruwe en voorouderlijke rol spelen bij het met elkaar verbinden van verschillende CZS-gebieden. Desalniettemin fungeren specifieke kernen van de RF als premotorische centra, die betrokken zijn bij de fijnafstelling van de blik, zowel langs het verticale als horizontale vlak. Deze laatste functie werd onderzocht door Wang et al. die de centrale mesencefale reticulaire formatie definieerde als een kanaal voor de colliculaire saccadische signalen in de horizontale blik (Wang et al.).

Al deze kenmerken worden gedekt door specifieke bijdragen van het onderzoeksonderwerp, dat een bijgewerkte om de anatomische correlaten te definiëren van de veelvoudige en onderling verbonden rollen die worden gespeeld door de reticulaire vorming van de hersenstam bij gezondheid en ziekte.

Bijdragen van de auteur

Alle vermelde auteurs hebben een substantiële, directe en intellectuele bijdrage aan het werk, en keurde het goed voor publicatie.

Financiering

Deze onderzoeksactiviteit wordt ook gefinancierd door de Italiaanse Ministero della Salute, Ricerca Corrente 2019.

Verklaring inzake belangenconflicten

De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd in afwezigheid van commerciële of financiële relaties die kunnen worden opgevat als een mogelijk belangenconflict.