Formacja siatkowata pnia mózgu (RF) reprezentuje archaiczny rdzeń tych szlaków łączących rdzeń kręgowy i mózg. Podporządkowuje funkcje autonomiczne, motoryczne, sensoryczne, behawioralne, poznawcze i związane z nastrojem. Jego aktywność w znacznym stopniu moduluje pobudliwość korową, zarówno w warunkach fizjologicznych (tj. Cykl sen-czuwanie i pobudzenie), jak i w chorobach (tj. Padaczkach). Tak szeroki wachlarz efektów wynika z długiego przebiegu i obfitego rozgałęzienia aksonalnego neuronów siatkowatych izodendrytycznych, co umożliwia przekazowi neuronowemu drogę do całej kory mózgowej i dalej do rdzenia kręgowego. Z drugiej strony, architektura izodendrytyczna z rozgałęzieniami jednopłaszczyznowymi pozwala większości neuronów RF pokryć mniej więcej połowę pnia mózgu i uderzać w nie ścieżkami wstępującymi i zstępującymi. Równolegle taki uogólniony wpływ na aktywność OUN występuje w połączeniu z wysoce skoncentrowanymi zadaniami, takimi jak te związane z koordynacją spojrzenia.

Zatem ta szczególna kwestia z konieczności obejmuje tak wieloaspektową naturę RF. W rzeczywistości integracja wielu czynności w obrębie obwodów siatkowatych pnia mózgu może wyjaśniać, dlaczego zmiany w każdej z tych domen mogą wpływać na sferę emocjonalną, torując drogę do koncepcji emocjonalnego pnia mózgu (Venkatraman et al.). Ten region pnia mózgu został zbadany w pionierskich badaniach elektrofizjologicznych przeprowadzonych przez Moruzziego i Magouna (1949), którzy jako pierwsi wykazali kluczową rolę tego rozległego obszaru w aktywacji i dezaktywacji amplitudy i częstotliwości tła korowego EEG. Co ciekawe, wykazali, że istnieje bezpośrednie, rozproszone połączenie różnych poziomów RF (od rdzenia do śródmózgowia) z całą korą. W tamtym czasie jednak anatomiczne podłoża odpowiedzialne za takie efekty były w dużej mierze ignorowane, a nawet systematyczna definicja RF jako zespołu określonych jąder wymagała jeszcze zdefiniowania. Co więcej, wciąż jeszcze nie odkryto neurochemicznych substratów odpowiedzialnych za takie efekty. W następnych dziesięcioleciach główne neurony stanowiące różne obszary RF; scharakteryzowano ich neuro- i współ-przekaźniki mediatorów. Niemniej jednak niektóre cechy biochemiczne i neuroanatomiczne określonych neuronów RF nadal wymagają dokładniejszego zdefiniowania u różnych gatunków, w tym u ludzi. Dlatego też część niniejszego numeru jest w całości poświęcona systematycznej analizie wszystkich jąder zawierających katecholaminy w mysim RF (Bucci et al.). Artykuł ten, potwierdzając klasyczne badania morfologiczne nad izodendrytycznym rdzeniem RF (Brodal, 1957; Ramón-Moliner i Nauta, 1966), rzuca nowe światło na kilka wcześniej nieokreślonych neuronów siatkowatych. W rzeczywistości to badanie wykazało, że niektóre neurony zlokalizowane w obszarze postremy są rzeczywiście komórkami katecholaminowymi, umieszczonymi w sposób ciągły i poniżej obszaru A2 (obszar Cinerea).

Wysoka łączność jąder siatkowatych może wyjaśniać, dlaczego różne różne informacje sensoryczne (tj. trzewna, trójdzielna i przedsionkowa) mogą wpływać na funkcje poznawcze poprzez wznoszące się neurony siatkowate, dotyczące jądra katecholaminowego Locus Coeruleus (LC) (De Cicco et al.). Konsekwentnie, ten problem obejmuje oryginalne badanie, w jaki sposób proprioceptywne aferentne trójdzielne mogą wpływać na uwagę i pobudzenie poprzez ścisłą interakcję neuroanatomiczną między proprioceptywnym jądrem śródmózgowia trójdzielnego a LC (Tramonti Fantozzi i wsp.). Specyficzna rola LC w utrzymywaniu funkcji poznawczych jest uzasadniona jego rozproszonymi rozgałęzieniami (Brodal, 1957, 1981) i transmisją objętościową noradrenaliny (Fuxe i in., 1988, 2015; Agnati i in., 1995; Agnati i Fuxe, 2000), które wytwarza rozległe pozasynaptyczne efekty parakrynne. W ten sposób LC, oprócz monosynaptycznego wpływu na neurony korowe, może wpływać również na jednostkę nerwowo-naczyniową (Giorgi i wsp .; Petit i Magistretti, 2016; Iadecola, 2017). Dobrze wiadomo, że aktywność LC wywiera silną modulację astrocytów, perycytów i mikrogleju (Heneka i in., 2010; O „Donnell i in., 2012; Iravani i in., 2014). Te efekty pozaneuronalne mogą wyjaśniać rolę fagocytoza mikrogleju w zaburzeniach snu (Nadjar i wsp.). Komórki glejowe mają również kluczowe znaczenie dla uwalniania cytokin i przekaźników chemokin o działaniu zarówno prozapalnym, jak i neuroprotekcyjnym. Może to prowadzić do endogennego działania neuroprotekcyjnego, w którym pośredniczą receptory P27R, jak wykazali Lim i wsp.

W tym kontekście Giorgi i wsp. podkreślają rolę LC w modulowaniu jednostki nerwowo-naczyniowej jako możliwego mechanizmu przeciwdziałającego neurodegeneracji w chorobie Alzheimera.Może to przyczynić się do nowych patogennych efektów opartych na komórkach, w których nieprawidłowo sfałdowane białka mogą rozprzestrzeniać się monosynaptycznie od aksonów siatkowatych do neuronów korowych, zgodnie ze wzorem przypominającym priony (Giorgi et al.).

Przykładowo, określone wzorce utraty neuronów wpływające na jądra siatkowate zawierające katecholaminy mogą tworzyć konstelację fenotypów w chorobie Parkinsona (PD). W rzeczywistości, w zależności od tego, które jądro siatkowate jest dotknięte, mogą wystąpić różnorodne objawy zarówno motoryczne, jak i niemotoryczne (autonomiczne, związane ze snem i nastrojem, behawioralne i poznawcze). Dotyczy to głównie objawów niemotorycznych, które wydają się leżeć u podstaw różnych podtypów PD, z których każdy jest związany z określonym wzorcem zajęcia pnia mózgu (Gambardella i wsp.). Często początek PD zamiast składać się z zaburzeń motorycznych, zbiega się ze zmianami autonomicznymi i bólem. Pod tym względem Martins i Tavares przeanalizowali rolę RF w wywoływaniu bodźców bolesnych i kontrolowaniu obwodów związanych z bólem. Autorzy ci skoncentrowali kontrolę bólu pnia mózgu w pętli siatkowatej, która obejmuje szarość okołowierzchołkową, rdzeń przedsionkowo-przyśrodkowy i rdzeń przedsionkowo-boczny (Martins i Tavares).

Kluczowa rola pnia mózgu RF pośrednicząc w czynnościach istotnych dla przetrwania gatunku, takich jak ból i nagroda, ustawia grunt dla tych regionów mózgu jako preferencyjne cele dla nadużywanych leków, jak donoszą Ferrucci et al. W szczególności, chociaż większość literatury na temat wpływu amfetamin skupia się na ich wpływie na neurony dopaminergiczne, istnieje kilka doniesień wskazujących na kluczową rolę wpływu amfetamin na LC w pośredniczeniu w wielu ich skutkach behawioralnych, w tym nagrodzie. Ponadto interesujące dane wskazują, że interakcja neuronów cholinergicznych RF mostu (Ch5 i Ch6) z neuronami DA śródmózgowia może mieć kluczowe znaczenie dla hiperlokomocji wywołanej przez amfetaminy (Ferrucci i wsp.).

Jak dotąd, RF był postrzegany głównie jako archaiczny zbiór systemów wstępujących i zstępujących oraz połączonych ze sobą jąder, które odgrywają jedynie orientacyjną rolę w przeplataniu się różnych obszarów OUN. Niemniej jednak określone jądra RF działają jako centra przedruchowe, uczestnicząc w precyzyjnym dostrajaniu wzroku, zarówno w płaszczyźnie pionowej, jak i poziomej. Ta ostatnia funkcja została zbadana przez Wang i wsp. który zdefiniował centralną śródmózgowiową formację siatkowatą jako kanał dla kolikularnych sygnałów sakkadycznych w spojrzeniu poziomym (Wang i wsp.).

Wszystkie te cechy są objęte szczególnym wkładem w temat badań, który oferuje zaktualizowany w celu zdefiniowania anatomicznych korelatów wielorakich i wzajemnie powiązanych ról odgrywanych przez tworzenie siatkówki pnia mózgu w zdrowiu i chorobie.

Wkład autorów

Wszyscy wymienieni autorzy wnieśli istotny, bezpośredni i intelektualny wkład w pracę i zatwierdził ją do publikacji.

Finansowanie

Ta działalność badawcza jest również finansowana przez włoskiego Ministero della Salute, Ricerca Corrente 2019.

Oświadczenie o konflikcie interesów

Autorzy oświadczają, że badanie zostało przeprowadzone przy braku jakichkolwiek powiązań handlowych lub finansowych, które mogłyby zostać uznane za potencjalny konflikt interesów.