Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân bố mật độ rostral-caudal và lateral-medial của các nơron vùng trên của colliculus chiếu rọi trong bó PDB và đến tủy sống: một nghiên cứu HRP hồi cứu ở mèo
Tóm tắt
Các nơron efferent của colliculus trên ở mèo (SC) có dự án trong bó predorsal (PDB) và đến tủy sống (các nơron PDB) hình thành một con đường chính mà qua đó SC kiểm soát sự thay đổi hướng nhìn phản ứng với các kích thích từ thị giác và các kiểu kích thích khác. Kiến thức về phân bố mật độ rostral-caudal và lateral-medial của các nhóm nơron PDB khác nhau trong SC là cần thiết để phân tích mối quan hệ của chúng với địa hình của các bản đồ cảm giác và vận động. Các gradient mật độ cũng có thể liên quan đến hiệu quả của các kết nối xuất phát từ các vùng collicular có topo khác nhau. Trong nghiên cứu hiện tại, các tiêm lớn HRP/WGA-HRP đã được thực hiện trong đoạn tủy sống C1 và trong khu vực pontobulbar tegmentum. Theo nhiều tiêu chí hình thái học, các trục bị đi qua, bao gồm cả những trục không bị tổn thương cơ học trực tiếp, đã tham gia vào quá trình tiếp nhận dấu hiệu. Do đó, các nơron SC được đánh dấu tương ứng với gần như toàn bộ quần thể của các nơron tectospinal đối bên (TSNs) và các nơron chiếu rọi trong PDB, tương ứng. Phép trừ bản đồ mật độ TSN từ bản đồ tổng thể của quần thể PDB được sử dụng để suy luận về sự phân bố của các nơron tectal kết thúc trong tegmentum rhombencephalic (TRhN). Phương pháp đánh dấu một phần này đã chứng minh là hữu ích trong việc giải quyết các mâu thuẫn giữa các nghiên cứu trước đây về HRP về topo TSN và TRhN. Các phân bố mật độ sau đây đã được thu thập cho các nhóm nơron PDB khác nhau: 1) Mật độ trung bình của TSN cao gấp hơn hai lần so với nửa bên của SC, đại diện cho trường nhìn thấp hơn. Trong khu vực này, mật độ giữ nguyên từ rostral đến caudal, tức là từ đại diện của đường giữa thẳng đứng đến các góc độ đối bên lớn. Trong nửa giữa, mật độ trung bình giảm từ rostral đến caudal. Do đó, TSNs không cho thấy sự gia tăng caudalward được dự đoán bởi tính hiệu quả cao hơn của các điểm kích thích caudal trong việc gây ra chuyển động đầu. 2) Phân bố của các nơron PDB là đối xứng so với đại diện của đường giữa ngang. Nó gần như đồng nhất ở tất cả các azimuth của bản đồ retinotopic và trong khu vực được giới hạn bởi các gia tăng nhỏ (10-15°) lên và xuống. Có sự giảm mật độ rõ rệt gần với đại diện của các gia tăng lớn hơn. Chúng tôi kết luận rằng giả thuyết về phân bố đồng nhất của các nơron efferent, được đưa ra trong các mô hình SC của động vật có vú, là có giá trị ở mèo, nhưng chỉ đối với toàn bộ quần thể các nơron chiếu rọi vào PDB và trong khu vực đại diện cho sự gần gũi của đường giữa ngang. Những hạn chế tương tự cũng áp dụng cho tính xác thực của nguyên tắc bất biến dịch chuyển. 3) Phân bố của các TRhNs, thu được bằng cách trừ đi, cho thấy một xu hướng mật độ cao hơn ở nửa caudal của SC, và một thiên lệch rõ rệt về vùng giữa của nó, bao gồm đại diện cho đường giữa ngang và trường nhìn trên. Các loại bất đối xứng khác nhau trong quần thể TRhN và TSN có thể liên quan đến các loại chuyển động đầu khác nhau tùy thuộc vào các kích thích gần và xa trong các trường nhìn trên và dưới.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Abercombie M (1946) Estimation of nuclear population from microtome sections. Anat Rec 94:239–247
Altman J, Carpenter MB (1961) Fiber projections of the superior colliculus in the cat. J Comp Neurol 116:157–177
Anderson ME, Yoshida M, Wilson VJ (1971) Influence of superior colliculus on cat neck motoneurons. J Neurophysiol 34:898–907
Apter JT (1946) Eye movements following strychninization of the superior colliculus of cats. J Neurophysiol 9:73–86
Berman N, Cynader M (1972) Comparison of receptive field organization of the superior colliculus in Siamese and normal cats. J Physiol 224:363–389
Berthoz A, Grantyn A, Droulez J (1986) Some collicular neurons code saccadic eye velocity. Neurosci Lett 72:289–294
Brodal P, Dietrichs E, Bjaalie JG, Nordby T, Walberg F (1983) Is lectin-coupled horseradish peroxidase taken up and transported by undamaged as well as by damaged fibres in the central nervous system. Brain Res 278:1–9
Coulter JD, Bowker RM, Wise SP, Murray EA, Castiglioni AJ, Westlund KN (1979) Cortical, tectal and medullary descending pathways to the cervical spinal cord. In: Granit R, Pompeiano O (eds) Reflex control of posture and movement. Prog Brain Res 50:263–279
Droulez J, Berthoz A (1991) A neural network model of sensoritopic maps with predictive short-term memory properties. Proc Natl Acad Sci USA 88:(in press)
Edwards SB, Henkel CK (1978) Superior colliculus connections with the extraocular nuclei in the cat. J Comp Neurol 179:451–467
Feldon S, Feldon P, Kruger L (1970) Topography of the retinal projection upon the superior colliculus in the cat. Vision Res 10:135–193
Gibson AR, Hansma DI, Houk JC, Robinson FR (1984) A sensitive low artifact TMB procedure for the demonstration of WGA-HRP in the CNS. Brain Res 298:235–241
Gordon B (1973) Receptive fields in deep layers of cat superior colliculus. J Neurophysiol 36:157–178
Grantyn A, Berthoz A (1985) Burst activity of identified tecto-reticulo-spinal neurons in the alert cat. Exp Brain Res 57:417–421
Grantyn A, Berthoz A (1987) Reticulospinal neurons participating in the control of synergic eye and head movements during orienting in the cat. I. Behavioral properties. Exp Brain Res 66:339–354
Grantyn A, Berthoz A (1988) The role of the tecto-reticulo-spinal system in the control of head movement. In: Peterson BW, Richmond FJ (eds) Control of head movement. Oxford University Press, New York Oxford, pp 224–244
Grantyn A, Grantyn R (1976) Synaptic actions of tectofugal pathways on abducens motoneurons in the cat. Brain Res 105:269–285
Grantyn A, Grantyn R (1982) Axonal patterns and sites of termination of cat superior colliculus neurons projecting in the tectobulbo-spinal tract. Exp Brain Res 46:243–256
Grantyn A, Hardy O, Berthoz A (1988) Activity and pontobulbar connections of reticulospinal neurons subserving visually triggered orienting eye and head movements. Soc Neurosci Abstr 14:956
Grantyn A, Ong-Meang Jacques V, Berthoz A (1987) Reticulospinal neurons participating in the control of synergic eye and head movements during orienting in the cat. II. Morphological properties as revealed by intra-axonal injections of horseradish peroxidase. Exp Brain Res 66:355–377
Guitton D, Crommelinck M, Roucoux A (1980) Stimulation of the superior colliculus in the alert cat. I. Eye movements and neck EMG activity evoked when head is restrained. Exp Brain Res 39:63–73
Guitton D, Munoz DP, Galiana HL (1990) Gaze control in the cat: Studies and modeling of the coupling between orienting eye and head movements in different behavioral tasks. J Neurophysiol 64:509–531
Harting JK, Huerta MF (1984) The mammalian superior colliculus: studies of its morphology and connections. In: Vanegas H (eds) The comparative neurology of the optic tectum. Plenum, New York London, pp 687–773
Hepp K, Henn V, Vilis T, Cohen B (1989) The neural substrate for saccadic eye movements. Brainstem regions related to saccade generation. In: Wurtz RH, Goldberg (eds) The neurobiology of saccadic eye movements. Reviews of oculomotor research, Vol. 3. Elsevier, Amsterdam New York Oxford, pp 109–212
Hess WR, Bürgi S, Bucher V (1946) Motorishe Funktion des Tektal- und Tegmentalgebietes. Monatsschr Psychiatr Neurol 112:1–52
Huerta MF, Harting JK (1982) Tectal control of spinal cord activity: neuroanatomical demonstration of pathways connecting the superior colliculus with the cervical spinal cord grey. In: Kuypers HGJM, Martin GF (eds) Descending pathways to the spinal cord. Progr Brain Res 57:293–328
Itoh K, Konishi A, Nomura S, Mizuno N, Nakamura Y, Sugimoto T (1979) Application of coupled oxidation reaction to electron microscopic demonstration of horseradish peroxidase: cobaltglucose oxidase method. Brain Res 175:341–346
Iwamoto Y, Sasaki S (1990) Monosynaptic excitatory connexions of reticulospinal neurones in the nucleus reticularis pontis caudalis with dorsal neck motoneurones in the cat. Exp Brain Res 80:277–289
Iwamoto Y, Sasaki S, Suzuki I (1990) Input-output organization of reticulospinal neurones, with special reference to connexions with dorsal neck motoneurones in the cat. Exp Brain Res 80:260–276
Kawamura K, Hashikawa T (1978) Cell bodies of origin of reticular projections from the superior colliculus in the cat: an experimental study with the use of horseradish peroxidase as tracer. J Comp Neurol 182:1–16
Kawamura K, Brodal A, Hoddevik G (1974) The projection of the superior colliculus onto the reticular formation of the brainstem. An experimental anatomical study in the cat. Exp Brain Res 19:1–19
Keay K, Westby GWH, Frankland P, Dean P, Redgrave P (1990) Organization of the crossed tecto-reticulo-spinal projection in rat. II. Electrophysiological evidence for separate output channels to the periabducens area and caudal medulla. Neuroscience 37:585–601
Lee C, Rohrer WH, Sparks DL (1988) Population coding of saccadic eye movements by neurons in the superior colliculus. Nature 332:357–360
Leyhausen P (1982) Katzen, eine Verhaltenskunde. 6 Aufl. Parey, Berlin Hamburg, 1982
McIlwain JT (1976) Large receptive fields and spatial transformations in the visual system. Int Rev Physiol 10:223–248
McIlwain JT (1983) Representation of the visual streak in visuotopic maps of the cat's superior colliculus: influence of the mapping variable. Vision Res 23:507–516
McIlwain JT (1986) Point images in the visual system: new interest in an old idea. Trends Neurosci 9:354–358
Middlebrooks JC, Knudsen EI (1984) A neural code for auditory space in the cat's superior colliculus. J Neurosci 4:2621–2634
Munoz DP (1988) On the role of the tecto-reticulo-spinal system in gaze control. PhD Thesis, McGill University, Montreal, Canada
Munoz DP, Guitton D (1989) Fixation and orientation control by the tecto-reticulo-spinal system in the cat whose head is unrestrained. Rev Neurol 145:567–579
Murray EA, Coulter JD (1982) Organization of tectospinal neurons in the cat and rat superior colliculus. Brain Res 243:201–214
Nyberg-Hansen R (1964) The location and termination of tectospinal fibres in the cat. Exp Neurol 9:212–227
Olivier E, Chat M, Grantyn A (1990) Rostro-caudal and mediolateral density gradients of the tectospinal neurons in the cat. Eur J Neurosci (Suppl) 3:162
Ottes FP, Van Gisbergen JAM, Eggermont JJ (1986) Visuomotor fields of the superior colliculus: a quantitative model. Vision Res 26:857–873
Petras JM (1967) Cortical, tectal and tegmental fiber connections in the spinal cord of the cat. Brain Res 6:275–324
Precht W, Schwindt PC, Magherini PC (1974) Tectal influences on cat ocular motoneurons. Brain Res 82:27–40
Previc FH (1990) Functional specialization in the lower and upper visual fields in humans. Its ecological origins and neurophysiological implications. Behav Brain Sci 13:519–542
Redgrave P, Dean P, Westby GWM (1990) Organization of the crossed tecto-reticulo-spinal projection in rat. I. Anatomical evidence for separate output channels to the periabducens area and caudal medulla. Neuroscience 37:571–584
Robinson DL, Jarvis CD (1974) Superior colliculus neurons studied during head and eye movements of the behaving monkey. J Neurophysiol 37:533–540
Roucoux A, Crommelinck M (1976) Eye movements evoked by superior colliculus stimulation in the alert cat. Brain Res 106:349–363
Roucoux A, Crommelinck M (1988) Control of head movement during visual orientation. In: Peterson BW, Richmond FJ (eds) Control of head movement. Oxford University Press, New York Oxford, pp 208–223
Roucoux A, Guitton D, Crommelinck M (1980) Stimulation of the superior colliculus in the alert cat. II. Eye and head movements evoked when head is unrestrained. Exp Brain Res 39:75–85
Sparks DL, Mays LE (1980) Movement fields of saccade related burst neurons in the monkey superior colliculus. Brain Res 190:39–50
Sparks DL, Mays LE (1990) Signal transformations required for the generation of saccadic eye movements. Ann Rev Neurosci 13:309–336
Sparks DL, Nelson JS (1987) Sensory and motor maps in the mammalian superior colliculus. Trends Neurosci 10:312–317
Stanton GB, Greene RW (1981) Brainstem afferents to the periabducens reticular formations (PARF) in the cat. An HRP study. Exp Brain Res 44:419–426
Stein BE, Magalhaes-Castro B, Kruger L (1976) Relationship between visual and tactile representations in cat superior colliculus. J Neurophysiol 39:401–419
Straschill M, Hoffmann KP (1969) Functional aspects of localization in the cat's tectum opticum. Brain Res 13:274–283
Stryker MP, Schiller PH (1975) Eye and head movements evoked by electrical stimulation of monkey superior colliculus. Exp Brain Res 23:103–112
Van Gisbergen JAM, Van Opstal AJ, Tax AAM (1987) Collicular ensemble coding of saccades based on vector summation. Neuroscience 21:541–555
Weber JT, Martin GF, Behan M, Huerta MF, Harting JK (1979) The precise origin of the tectospinal pathway in three common laboratory animals: a study using the horseradish peroxidase method. Neurosci Lett 11:121–127
Wurtz RH, Albano JE (1980) Visual-motor function of the primate superior colliculus. Ann Rev Neurosci 3:189–226