Strukturální Organizace Myši Prefrontální Kůry

i Přes rozsáhlé studie, tam je hodně zmatek o tom, co představuje PFC. Tento zmatek je vzhledem k tomu, že PFC ukazuje obrovské rozdíly mezi druhy. Tato variace ztěžuje použití standardních anatomických kritérií, jako je cytoarchitektura a konektivita, zejména přítomnost nebo nepřítomnost granulární zóny, k definování primárních složek PFC. Cytoarchitektonické popisy myší PFC byly poprvé zdokumentovány Rose (Rose, 1929). Rose rozdělena kůry hřbetní a rostrální na kleště, hlavní corpus callosum do granulí a agranular konvoluce čelního kůry (regio precentralis granularis a agranularis). Mediální stěna byla rozdělena do dvou limbických oblastech: oblast infraradiata intermedia ventralis anterior a oblast infradadialis dorsalis přední. Ventrolaterální aspekt čelní kůry nad rhinální trhlinou byl identifikován jako agranulární ostrovní kůra. V Albino krysa, Krieg (1947) identifikoval šest oblastí v čelní kůře, přičemž problém s některými z Roseových vymezení (Krieg, 1947). Tvrdil, že existují cytoarchitektonické rozdíly, které umožnily rozlišit premotorickou a frontální polární oblast v Roseově regio precentralis. On také rozdělil kůru hřbetní k rhinální trhlině do dvou oblastí. O mnoho let později Caviness (1975) znovu prozkoumal myší neokortex a odmítl některé kriegovo dělení. Caviness zahrnuta většina z frontální mozkové kůry v jediném regionu, který nazval pole 6 na základě toho, že rozdělení buněk a vláken byla poměrně homogenní v celé myši PFC. V čelní oblasti on rozlišit úzký proužek kůry na dorzální okraj interhemisférické trhliny (pole 8), další úzký pás mezi frontální kůra a motorická kůra (pole 4), a dva boční prostory v kůře nad rhinal trhliny, které nazval pole 10 a 11 (Caviness, 1975). Tyto nesrovnalosti mezi neuroanatomists na delineations z čelní oblasti, v myších a jiných druhů, vedl k všeobecné dohodě, že parcellation z frontální mozkové kůry založené čistě na cytoarchitectural popisy jsou nespolehlivé. U lidí a primátů, retrográdní degeneraci buněk studie odhalila topografie mezi cytoarchitectonically různých částech primát mediodorsal (MD) jádro thalamu a omezené části čelní granulární kůra (Akert a Hartmann-von Monakow, 1980). To brzy stalo se zjevné, že hlavní projekce MD thalamic jádra do samostatné regiony PFC u myší a jiných hlodavců byly spolehlivý způsob, jak identifikovat prefrontální kortikální oblasti (Akert a Hartmann-von Monakow, 1980; Fuster, 2009; Krettek a Cena, 1977; Leonard, 1969).

Na základě Nissl přípravky sám, hranice MD thalamic jádra v myši není snadné rozlišit, protože jejich homogenní cytoarchitecture – i když některé pokusy byly provedeny (Slotnick a Leonard, 1975; Caviness, Jr. a Mráz, 1980). Nicméně, s použitím anterográdní tracing metody v rat, Leonard (1969) uvedl, že centrální a periferní regiony mediodorsal thalamic nucleus (MD) by mohla být odlišné na základě jejich axonů do odlišných regionech PFC. Tak, v krysu, mediální část MD projektů na vnitřní stěně PFC, který zahrnuje prelimbic (PrL), infralimbic (IL) a rostrální mediální orbital (MO) kůry. Centrální dělení MD thalamu vyčnívá do ventrální agranulární ostrovní (AIV) kůry dorzální k rhinální trhlině. Boční části MD talamu vysílá vlákna k anterior cingulate cortex (Cg1–Cg2), stejně jako boční a ventrální divizí orbitální kortex (Groenewegen, 1988; Krettek a Cena, 1977; Leonard, 1969). Ačkoli projekce MD u myši nebyly mapovány tak podrobně jako u potkanů ,zdá se, že je přítomna stejná obecná organizace (viz Guldin et al., 1981). Důležitější je, prefrontální kortikální oblasti myši není dodáván výhradně retikulárního vlákna z MD, ale také přijímat podněty z anteromediální (AM) skupina thalamic jádra (Guldin et al., 1981), jak je tomu v případě krysy (Divac et al., 1978; Matsuda a kol., 2001).

nedávné studie se zaměřily na Imunocytochemické přístupy využívající různé protilátky k identifikaci proteinů, které jsou odlišně exprimovány v odlišných kortikálních vrstvách PFC. Například konkrétní populace pyramidálních buněk lze identifikovat pomocí monoklonální protilátky SMI-32, která rozpoznává neurofilamentovou podjednotku H v jejím nefosforylovaném stavu. Vzorec exprese neurofilamentu se liší mezi kortikálními vrstvami, což činí SMI-32 cenným markerem pro vymezení kortikálních oblastí čelní kůry. Výraz SMI-32 byl úspěšně použit u primátů (Preuss et al., 1997), rats (Van De Werd et al., 2008) a nedávno v naší vlastní laboratoři s myší.

obrázek 30.1 znázorňuje vymezení myší čelní kůry překrývající se na úsecích obarvených pro látku Nissl a pro SMI-32. Agranulární ostrovní oblasti AID a AIV vykazují slabé zbarvení pro SMI-32. Laterální orbitální (LO) oblast skvrny velmi hustě za SMI-32 ve vrstvách II, V a VI v myši, jako to dělá u potkana

OBRÁZEK 30.1. Delineations z prefrontální kůry položený na koronální části jedné polokoule mozku myši barevné pro Nissl (a a C) nebo SMI-32 (B a D). (A–B) and (C–D) are located approximately 2.3 mm and 1.94 mm anterior to bregma respectively.

Abbreviations: AcbSh, nucleus accumbens shell; AID, dorsal agranular insular cortex; AIV, ventral agranular insular cortex; Cg1, dorsal cingulate cortex; DI, dysgranular insular cortex; fmi, forceps major of the corpus callosum; Fr3, frontal area 3; IL, infralimbic cortex; LO, lateral orbital cortex; M1, primary motor cortex; M2, secondary motor cortex; MO, medial orbital cortex; Pir, piriform cortex; PrL, prelimbic cortex; S1, primary somatosensory cortex; VO, ventral orbital cortex.

OBRÁZEK 30.2. Delineations z prefrontální kůry položený na vodorovné části mozku myši barevné pro Nissl (C a D) a pro acetylcholinesterázy (a a B). Legenda, pokud jde o obrázek 30.1. (A–C) A (B–D) jsou umístěny přibližně 2,36 mm a 2,0 mm ventrálně k bregma.

(Van De Werd et al., 2008). Hranice mezi VO a LO je velmi jasná v sekci obarvené SMI-32; barvení ve vrstvě III zmizí ve VO a hluboké vrstvy jsou méně hustě obarveny než v LO. Opět se myš v tomto ohledu velmi podobá krysě. U potkanů někteří vědci rozdělují území VO na ventrolaterální orbitální oblast (VLO)na rozdíl od oblasti LO (Van De Werd et al ., 2008; Reep a kol., 1984). Tento rozdíl není zřejmý u Nissl – nebo SMI-32 – obarvených částí mozku myši. V Nissl-obarvené řezy tmavé seskupený layer II je dobře odlišit od vrstvy III v boční části VO a stává se méně výraznou mediálně. Přechod je však postupný a mezi VLO a LO není zřejmá hranice. U potkanů také neexistuje jasná hranice v sekcích obarvených pro různé neurochemické markery (Paxinos et al ., 1996).

Na střední stěně, mediální orbitální oblasti (MO) je podobný VO v tom, že to je špatně obarví pro SMI-32, ale jako u potkanů (Uylings a van Eden, 1990), Nissl-obarví buňky MO layer II mají jasné hranice s layer III, vzhledem k tomu, že v VO dvě vrstvy prolínají. Prelimbická oblast (PrL) leží hřbetní až mo rostrálně a hřbetní až infralimbická (IL) kaudálně. Vrstva II PrL je užší a zřetelnější než v MO, a skvrny tmavé s Nissl. Podobně jako u potkanů jsou buňky vrstvy III v PrL u myší dobře od sebe vzdáleny a světlejší vzhled vrstvy III označuje hranici mezi MO a PrL. Nejvíce rostrální část cingulární kůry (Cg1) je hřbetní až PrL. Jeho hluboké vrstvy vykazují více barvení SMI-32 než PrL. V řezech potřísněných Nisslem se vyznačuje zúžením vrstvy II na téměř jednu řadu tmavě zbarvených buněk.

barvení Acetylcholinesterázou (AChE) bylo použito k odlišení čelních kortikálních oblastí. PrL oblast myšího mozku je velmi zřejmá v bolavých částech, kde vyniká z okolního neuropilu. Většina PrL regionu skvrny tmavší než okolní oblasti, zejména ve vrstvě III. Kromě toho, tam je zřetelný absence Bolesti barvení ve vrstvě II, který pokračuje dorzálně do cingulate cortex. V Cg1, vrstva VI skvrny středně tmavé s bolestí, ale gradace mezi vrstvami nejsou dobře definovány. Při barvení Nissl je vrstva II Cg1 užší než v PrL. Kromě toho jsou buňky v Cg1 vrstvě III menší než v PrL. Kaudální k PrL, MO se ventrálně zmenšuje a IL se nad ním vynoří. MO a LO se nerozlišují v bolesti, protože obě skvrny jsou pro bolest velmi slabé. VO je tmavší, zejména v hlubokých vrstvách. Agranulární ostrovní kůra je vyznačena středně hustým barvením pro bolest ve vrstvě III a hlouběji. Vrstvy 1 a 2 jsou pouze lehce obarveny.

Markery genové exprese ve frontální kůře novorozené myši také odhalit vzory, které korelují s dělení z frontální mozkové kůry na základě cytoarchitecture a neurochemické markerů u dospělých myší. Ačkoli markery specifické pro konkrétní oblasti nebyly pozorovány přímo, různé kombinace markerů mohou úspěšně definovat dělení frontální kůry. Například, neurogenin 2 (Ngn2) gen je silně vyjádřena v MO regionu, ale zůstává prakticky nevyjádřený v IL, PrL, a Cg1 oblasti, a podél spodní části orbitálního kortexu na boční hranici LO. Naopak, retinoid Z receptoru (Rzrß) ukazatel je vyjádřen laterálně od MO/VO lemují celou cestu kolem kůry, dokud to vybledne v motorovém prostoru 1 (M1). Rzrß se však v oblasti, která odpovídá DLO, nevyjadřuje a ukazuje selektivitu těchto markerů jako vodítka k vymezení (Cholfin et al., 2007). Cholfin a jeho kolegové použili celkem 8 markerů, aby ukázali, že růstový faktor fibroblastů, Fgf17, hraje roli při regulaci vývoje čelní kůry. U myší fgf17-null jsou tedy PRL, Cg a M1 a M2 významně zmenšeny, zatímco parietální oblasti rostrálně expandují. Naproti tomu oblasti VO se vyvíjejí normálně (Cholfin et al., 2007). Tato elegantní studie ukazuje, jak lze molekulární biologické informace myši použít k osvětlení našeho chápání vývoje mozku myši.