Strukturell Organisering Av Mus Prefrontal Cortex

Til tross for omfattende studier, er det mye forvirring om hva som utgjør PFC. denne forvirringen skyldes det faktum at PFC viser enorm variasjon på tvers av arter. Denne variasjonen gjør det vanskelig å bruke standard anatomiske kriterier som cytoarkitektur og tilkobling, spesielt tilstedeværelse eller fravær av en granulær sone, for å definere DE primære komponentene I PFC. Cytoarkitektoniske beskrivelser av MUSEN PFC ble først dokumentert Av Rose (Rose, 1929). Rose delte cortex dorsal og rostral til tang major av corpus callosum i granular og agranular precentral cortex (regio precentralis granularis og agranularis). Den mediale veggen ble delt inn i to limbiske områder: et område infraradiata intermedia ventralis anterior og et område infradadialis dorsalis anterior. Det ventrolaterale aspektet av frontal cortex over rhinalfissuren ble identifisert som agranulær insulær cortex. I albino rat identifiserte Krieg (1947) seks regioner innenfor frontal cortex, og tok problem med Noen Av Roses avgrensninger (Krieg, 1947). Han hevdet at det var cytoarchitectonic forskjeller som gjorde det mulig å skille en premotor og en frontal polar region innenfor Rose regio precentralis. Han delte også cortex dorsal til rhinalfissuren i to regioner. Mange år senere undersøkte Caviness (1975) musen neocortex og avviste Noen Av Kriegs underavdeling. Caviness inkluderte det meste av frontal cortex i en enkelt region som han kalte felt 6 på grunn av at fordelingen av celler og fibre var ganske homogen gjennom MUSEN PFC. Innenfor frontalområdet skilt han en smal stripe av cortex på dorsal kanten av interhemispheric fissure (felt 8), en annen smal stripe mellom frontal cortex og motor cortex (felt 4), og to laterale områder i cortex over rhinalfissuren som han kalte felt 10 og 11 (Caviness, 1975). Slike uoverensstemmelser mellom neuroanatomister på avgrensningene av frontalområdet, hos mus og andre arter, førte til den generelle avtalen om at parcellering av frontal cortex basert utelukkende på cytoarkitektoniske beskrivelser var upålitelig. Hos mennesker og ikke-menneskelige primater viste retrograd celledegenerasjonsstudier en topografi mellom cytoarkitektonisk distinkte deler av primat mediodorsal (MD) kjernen i thalamus og begrensede deler av frontal granulær cortex (Akert og Hartmann-von Monakow, 1980). Det ble snart klart at DE store projeksjonene AV MD thalamic nucleus å skille regioner AV PFC i mus og andre gnagere var en pålitelig måte å identifisere prefrontal kortikale soner (Akert Og Hartmann-von Monakow, 1980; Fuster, 2009; Krettek Og Price, 1977; Leonard, 1969).på Grunnlag av Nissl – preparater alene, er grensene TIL MD-thalamikjernene i musen ikke lett å skille på grunn av deres homogene cytoarkitektur-selv om noen forsøk har blitt gjort (Slotnick Og Leonard, 1975; Caviness, Jr.og Frost, 1980). Imidlertid observerte Leonard (1969) ved hjelp av anterograd-sporingsmetoder i rotten at de sentrale og perifere områdene av mediodorsal thalamic nucleus (MD) kunne gjøres distinkte på grunnlag av deres aksonale fremspring til distinkte områder av PFC. Dermed i rotten projiserer den mediale delen av MD til DEN mediale veggen AV PFC som inkluderer prelimbic (PrL), infralimbic (IL) og rostral medial orbital (MO) cortex. DEN sentrale inndelingen AV MD thalamus prosjekter til ventral agranular insular (AIV) cortex dorsal til rhinal fissur. DEN laterale delen av MD thalamus sender fibre til den fremre cingulate cortex (Cg1–Cg2) samt de laterale og ventrale delene av orbital cortex (Groenewegen, 1988; Krettek og Price, 1977; Leonard, 1969). SELV OM MD-projeksjonene i musen ikke er kartlagt i så mye detalj som i rotten, synes den samme generelle organisasjonen å være til stede (se Guldin et al., 1981). Det er viktig at musens prefrontale kortikale felt ikke utelukkende leveres av thalamiske fibre FRA MD, men mottar også innspill fra den anteromediale (AM) gruppen av thalamiske kjerner(Guldin et al., 1981) som det er tilfelle i rotten (Divac et al., 1978; Matsuda et al., 2001).Nylige studier har fokusert på immunocytokjemiske tilnærminger ved bruk av ulike antistoffer for å identifisere proteiner som er differensielt uttrykt i forskjellige kortikale lag AV PFC. For eksempel kan bestemte populasjoner av pyramidale celler identifiseres ved hjelp av et monoklonalt antistoff SMI-32, som gjenkjenner nevrofilamentunderenheten H i sin ikke-fosforylerte tilstand. Mønsteret av nevrofilamentuttrykk varierer mellom kortikale lag, noe SOM gjør SMI-32 til en verdifull markør for avgrensning av kortikale områder av frontal cortex. SMI-32 uttrykk har blitt brukt med hell i primater (Preuss et al., 1997), rats (Van De Werd et al., 2008) og nylig i vårt eget laboratorium med mus.

Figur 30.1 viser avgrensning av mus frontal cortex lagt på seksjoner farget For Nissl stoff og FOR SMI-32. Agranular insular areas AID og AIV viser svak farging FOR SMI-32. Det laterale orbitale (LO) området flekker veldig tett FOR SMI-32 i lag II, V og VI i musen, som det gjør i rotten

FIGUR 30.1. Avgrensninger av prefrontal cortex lagt på koronale deler av en halvkule mus hjernen farget For Nissl (A Og C) ELLER SMI-32 (B Og 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.

FIGUR 30.2. Avgrensninger av prefrontal cortex lagt på horisontale deler av musens hjerne farget For Nissl (C og D) og for acetylkolinesterase (A Og B). Legend som For Figur 30.1. (A-C) og (B-D)er plassert omtrent 2,36 mm og 2,0 mm ventral til bregma henholdsvis.

(Van De Werd et al., 2008). Grensen MELLOM VO OG LO er veldig tydelig I SMI-32 farget delen; fargingen i lag III forsvinner I VO og de dype lagene er mindre tett farget enn I LO. Igjen ligner musen rotten i denne forbindelse. I rotten deler noen forskere territoriet TIL VO i en ventrolateral orbitalregion (VLO) til forskjell fra LO-regionen (Van De Werd et al., 2008; Reep et al., 1984). Dette skillet er ikke tydelig i Nissl – ELLER SMI-32-farget deler av musens hjerne. I Nissl-farget seksjoner en mørk gruppert lag II er godt skilles fra lag III i den laterale delen AV VO og blir mindre distinkt medialt. Overgangen er imidlertid gradvis og det er ingen åpenbar grense mellom VLO og LO. I rotten er det heller ingen klar grense i seksjoner farget for en rekke nevrokjemiske markører (Paxinos et al., 1996).

PÅ medialveggen er det mediale orbitalområdet (MO) likt VO ved at DET er dårlig farget FOR SMI-32, men som i rotten (Uylings og van Eden, 1990) Har Nissl-farget celler AV MO lag II en klar kant med lag III, mens I VO blander de to lagene seg. Det prelimbiske området (prl) ligger dorsalt til MO rostralt, og dorsalt til infralimbisk (IL) caudalt. Lag II Av PrL er smalere og tydeligere enn I MO, og flekker mørkt med Nissl. I likhet med rotter er lag III-celler I PrL i musen plassert godt fra hverandre, og det lettere utseendet på lag III markerer grensen MELLOM MO og PrL. Den mest rostrale delen av cingulate cortex (Cg1) er dorsal Til PrL. Dens dype lag viser MER SMI – 32 flekker Enn PrL. I Nissl-farget seksjoner er det merket med lag II innsnevring til nesten en enkelt linje av mørkt farget celler.

Acetylkolinesterase (AChE) farging har blitt brukt til å skille frontale kortikale regioner. PrL-området i musens hjerne er veldig tydelig i Smerte-farget seksjoner der det skiller seg ut fra den omkringliggende nevropilen. De Fleste Av PrL-regionen flekker mørkere enn de omkringliggende områdene, spesielt i lag III.i tillegg er det et tydelig fravær Av Smerte flekker I lag II som fortsetter dorsalt inn i cingulate cortex. I Cg1 flekker lag VI moderat mørkt med Vondt, men graderingene mellom lagene er ikke godt definert. Med Nissl-flekk er lag II Av Cg1 smalere enn I PrL. I Tillegg er cellene I Cg1 layer III mindre enn I PrL. Caudal Til PrL, MO krymper ventralt og IL kommer over det. MO OG LO er ikke skilles I Verke som både flekken veldig svak For Verke. VO er morkere, spesielt i de dype lagene. Den agranulære insulære cortex er preget av moderat tett farging for AChE I lag III OG dypere. Lag 1 og 2 er bare lett farget.

Markører av genuttrykk i den nyfødte musens frontale cortex avslører også mønstre som korrelerer med inndelingen av frontal cortex basert på cytoarkitektur og nevrokjemiske markører hos voksne mus. Selv om markører som er spesifikke for bestemte regioner ikke har blitt observert direkte, kan forskjellige kombinasjoner av markører med hell definere underavdelinger av frontal cortex. For eksempel uttrykkes neurogenin 2 (Ngn2) – genet sterkt i MO-regionen, men forblir nesten uutviklet i IL, PrL og Cg1-området, og langs bunnen av orbitale cortex til den laterale grensen TIL LO. Derimot uttrykkes retinoid Z-reseptor (Rzrß) markør lateralt fra MO / VO-grensen hele veien rundt cortex til den fades i motorområde 1 (M1). Rzrß unnlater imidlertid å uttrykke seg i regionen som tilsvarer DLO som viser selektiviteten til disse markørene som guider til avgrensning (Cholfin et al., 2007). Cholfin og kolleger brukte totalt 8 markører for å vise at fibroblastvekstfaktoren, Fgf17, spiller en rolle i å regulere utviklingen av frontal cortex. Således, I fgf17-null mus PrL, Cg, Og M1 Og M2, er betydelig redusert i størrelse, mens parietalregioner utvide rostralt. DERIMOT utvikler vo-regionene normalt (Cholfin et al., 2007). Denne elegante studien viser hvordan molekylærbiologisk informasjon av musen kan brukes til å belyse vår forståelse av utviklingen av musens hjerne.