Thời điểm hình thành của các tế bào thần kinh ở colliculus trên của chuột có liên quan đến các bộ phận khác của đường dẫn thị giác và thị giác - vận động

Springer Science and Business Media LLC - Tập 42 - Trang 424-434 - 1981
J. Altman1, S. A. Bayer1
1Laboratory of Developmental Neurobiology, Department of Biological Sciences, Purdue University, West Lafayette, USA

Tóm tắt

Các nhóm chuột cái mang thai đã được tiêm hai liều 3H-thymidine liên tiếp mỗi ngày từ ngày mang thai thứ 12 và 13 (E12+E13) cho đến ngày trước khi sinh (E21+22) nhằm đánh dấu tất cả các tiền thân của tế bào thần kinh đang phân chia. Vào ngày 60 tuổi, tỷ lệ tế bào thần kinh được hình thành (hoặc không còn được đánh dấu) vào những ngày cụ thể đã được xác định trong các lớp riêng biệt của colliculus trên. Quá trình thần kinh hình thành bắt đầu với sự sản xuất một số lượng nhỏ các tế bào thần kinh đa cực lớn ở lớp V và IV vào ngày E12; phần lớn (87%) trong số các tế bào này được tạo ra vào ngày E13. Dải tế bào thần kinh lớn được sản xuất sớm, gọi là khu vực lớn trung gian, chia cắt colliculus trên thành hai vùng khác nhau về mặt tế bào. Tại cả colliculus trên sâu và nông, quá trình sản xuất tế bào thần kinh diễn ra tương đối kéo dài. Tại colliculus trên sâu, sản xuất tế bào thần kinh đạt đỉnh vào ngày E15 ở lớp VII, vào ngày E15 và E16 ở lớp VI, và vào ngày E16 (không tính các tế bào lớn) ở lớp V, cho thấy một chuỗi bên trong ra ngoài. Tại colliculus trên nông, thời gian sản xuất đỉnh của các tế bào lớp III là vào ngày E15 và của lớp IV vào ngày E16; thời gian sản xuất đỉnh của cả lớp I và II là vào ngày E16 nhưng ở khu vực lớp II, sản xuất tế bào thần kinh kéo dài hơn và kết thúc vào ngày E18. Một cách diễn giải các kết quả này là rằng hai cặp lớp nông được sản xuất theo trật tự bên ngoài vào trong. Ba phân vùng tế bào sinh học của colliculus trên có thể tương quan với sự phân chia cấu trúc - chức năng của nó thành một thành phần hiệu ứng spinotectal, một thành phần somatomotor sâu và một thành phần thị giác nông. Một sự so sánh về quá trình thần kinh hình thành trong các thành phần khác nhau của các đường dẫn thị giác và thị giác - vận động của chuột cho thấy rằng các tế bào thần kinh vận động của các cơ ngoại nhãn, nhân abducens, trochlear và oculomotor, và các tế bào thần kinh của nhân Darkschewitsch được sản xuất trước tiên. Tiếp theo là các tế bào thần kinh nguồn của các dây thần kinh đi đến hành tủy và tủy sống: các tế bào của nhân Edinger-Westphal và khu vực lớn trung gian của colliculus trên. Những tế bào này sau đó được theo sau bởi các tế bào thần kinh tiếp nối của nhân lưng của thể geniculat bên. Các tế bào thần kinh của colliculus trên nông và của vỏ thị giác liên quan đến việc tích hợp cảm giác thị giác - vận động được sản xuất sau cùng.

Từ khóa

#các tế bào thần kinh #thần kinh hình thành #colliculus trên #đường dẫn thị giác #đường dẫn thị giác-vận động

Tài liệu tham khảo

Abrahams VC, Rose PK (1975) Projections of extraocular, neck muscle, and retinal afferents to superior colliculus in the cat: their connections to cells of origin of tectospinal tract. J Neurophysiol 38: 10–18 Albano JE, Norton TT, Hall WC (1979) Laminar origin of projections from superficial layers of the superior colliculus in the tree shrew, Tupaia glis. Brain Res 173: 1–11 Altman J (1964) The use of fine-resolution autoradiography in neurological and psychobiological research. In: Haley TJ, Snider RS (eds) Response of the nervous system to ionizing radiation. Little Brown, Boston, pp 336–359 Altman J, Bayer SA (1979) Development of the diencephalon in the rat. IV. Quantitative study of the time of origin of neurons and the internuclear chronological gradients in the thalamus. J Comp Neurol 188: 455–472 Altman J, Bayer SA (1980a) Development of the brain stem in the rat. II. Thymidine-radiographic study of the time of origin of neurons of the upper medulla, excluding the vestibular and auditory nuclei. J Comp Neurol (in press) Altman J, Bayer SA (1980b) Development of the brain stem in the rat. III. Thymidine-radiographic study of the time of origin of neurons of the vestibular and auditory nuclei of the upper medulla. J Comp Neurol 194: 37–56 Altman J, Bayer SA (1980c) Development of the brain stem in the rat. V. Thymidine-radiographic study of the time of origin of neurons in the midbrain tegmentum. J Comp Neurol (in press) Altman J, Bayer SA (1981) Time of origin of neurons of the rat inferior colliculus and the relations between cytogenesis and tonotopic order in the auditory pathway. Exp Brain Res 42: 411–423 Altman J, Carpenter MB (1961) Fiber projections of the superior colliculus in the cat. J Comp Neurol 116: 157–177 Angevine JD, Sidman RL (1961) Autoradiographic study of cell migration during histogenesis of cerebral cortex in the mouse. Nature 192: 766–768 Antonetty CM, Webster KE (1975) The organization of the spinotectal projection. An experimental study in the rat. J Comp Neurol 163: 449–466 Berry M, Rogers AW (1965) The migration of neuroblasts in the developing cerebral cortex. J Anat (Lond) 99: 691–709 Bisconte J-C, Marty R (1975) Etude quantitative du marquage radioautographique dans le système nerveux du rat. II. Charactéristiques finales dans le cerveau de l'animal adulte. Exp Brain Res 22: 37–56 Brückner G, Mareš V, Biesold D (1976) Neurogenesis in the visual system of the rat. An autoradiographic investigation. J Comp Neurol 166: 245–256 Casagrande VA, Diamond IT (1974) Ablation study of the superior colliculus in the tree shrew (Tupaia glis). J Comp Neurol 156: 207–238 Conover WJ (1971) Practical nonparametric statistics. Wiley, New York Cynader M, Berman N (1972) Receptive field organization of monkey superior colliculus. J Neurophysiol 35: 187–201 DeLong GR, Sidman RL (1962) Effects of eye removal at birth on histogenesis of the mouse superior colliculus: an autoradiographic analysis with tritiated thymidine. J Comp Neurol 118: 205–223 Dräger UC, Hubel DH (1975) Responses to visual stimulation and relationship between visual, auditory, and somatosensory inputs in mouse superior colliculus. J Neurophysiol 38: 690–713 Dräger UC, Hubel DH (1976) Topography of visual and somatosensory projections to the mouse superior colliculus. J Neurophysiol 39: 91–101 Edwards SB, Henkel CK (1978) Superior colliculus connections with the extraocular motor nuclei in the cat. J Comp Neurol 179: 451–468 Finlay BL, Schneps SE, Wilson KG, Schneider GE (1978) Topography of visual and somatosensory projections to the superior colliculus of the golden hamster. Brain Res 142: 223–235 Fujita S (1964) Analysis of neuron differentiation in the central nervous system by tritiated thymidine autoradiography. J Comp Neurol 122: 311–327 Gilbert CD, Kelly JP (1975) The projections of cells in different layers of the cat's visual cortex. J Comp Neurol 163: 81–106 Glendenning KK, Hall JA, Diamond IT, Hall WC (1975) The pulvinar nucleus of Galago senegalensis. J Comp Neurol 161: 419–458 Goldberg ME, Robinson DL (1978) Visual system: superior colliculus. In: Masterton RB (ed) Handbook of behavioral neurobiology. Plenum Press, New York, vol 1, pp 119–164 Gordon B (1973) Receptive fields in deep layers of cat superior colliculus. J Neurophysiol 36: 157–178 Gordon B (1975) Superior colliculus: structure, physiology and possible functions. In: Hunt CC (ed) Neurophysiology. MTP Intern Rev Science. Butterworths, London, vol 3, pp 185–230 Graham J (1977) An autoradiographic study of the efferent connections of the superior colliculus in the cat. J Comp Neurol 173: 629–654 Harting JK, Hall WC, Diamond IT, Martin GF (1973) Anterograde degeneration study of the superior colliculus in Tupaia glis: evidence for a subdivision between superficial and deep layers. J Comp Neurol 148: 361–386 Hashikawa, T, Kawamura (1977) Identification of cells of origin of tectopontine fibers in the cat superior colliculus: an experimental study with the horseradish peroxidase method. Brain Res 130: 65–79 Hicks SP, D'Amato CJ (1968) Cell migrations to the isocortex in the rat. Anat Rec 160: 619–634 Humphrey NK (1968) Responses to visual stimuli of units in the superior colliculus of rats and monkeys. Exp Neurol 20: 312–340 Kanaseki T, Sprague JM (1974) Anatomical organization of pretectal nuclei and tectal laminae in the cat. J Comp Neurol 158: 319–338 Kawamura K, Brodal A (1973) The tectopontine projection in the cat: an experimental anatomical study with comments on pathways for teleceptive impulses to the cerebellum. J Comp Neurol 149: 371–390 Kawamura K, Hashikawa T (1968) Cell bodies of origin of reticular projections from the superior colliculus in the cat: an experimental study with the use of horseradish peroxidase as a tracer. J Comp Neurol 182: 1–16 Kawamura S, Kobayashi E (1975) Identification of laminar origin of some tecto-thalamic fibers in the cat. Brain Res 91: 281–285 Kawamura S, Sprague JM, Niimi K (1974) Corticofugal projections from the visual cortices to the thalamus, pretectum and superior colliculus in the cat. J Comp Neurol 158: 339–362 LaVail JH, Cowan WM (1971) The development of the chick optic tectum. I. Normal morphology and cytoarchitectonic development. Brain Res 28: 391–419 Loewy AD, Saper CB (1978) Edinger-Westphal nucleus: projections to the brain stem and spinal cord in the cat. Brain Res 150: 1–27 Lund RD, Bunt AH (1976) Prenatal development of central optic pathways in albino rats. J Comp Neurol 165: 247–264 Marchiafava PL, Pepeu G (1966) The responses of units in the superior colliculus of the cat to a moving visual stimulus. Experientia 22: 51–53 McGuinness CM, Krauthamer GM (1980) The afferent projections to the centrum medianum of the cat as demonstrated by retrograde transport of horseradish peroxidase. Brain Res 184: 255–269 Mohler CW, Wurtz RH (1976) Organization of monkey superior colliculus: intermediate layer cells discharging before eye movements. J Neurophysiol 39: 722–744 Mustari MJ, Lund RD, Graubard K (1979) Histogenesis of the superior colliculus of the albino rat: a tritiated thymidine study. Brain Res 164: 39–52 Niimi K, Miki M, Kawamura S (1970) Ascending projections of the superior colliculus in the cat. Okajimas Folia Anat Jpn 47: 269–287 Papez JW, Freeman GL (1930) Superior colliculi and their fiber connections in the rat. J Comp Neurol 51: 409–440 Perry VH (1980) A tectocortical visual pathway in the rat. Neuroscience 5: 915–927 Raczkowski D, Diamond IT (1978) Cells of origin of several efferent pathways from the superior colliculus in Galago senegalensis. Brain Res 146: 351–357 Rhoades RW, DellaCroce DR (1980) Cells of origin of the tectospinal tract in the golden hamster: an anatomical and electrophysiological investigation. Exp Neurol 67: 163–180 Robinson, DA (1972) Eye movements evoked by collicular stimulation in the alert monkey. Vision Res 12: 1795–1808 Roucoux A, Crommelinck M (1976) Eye movements evoked by superior colliculus stimulation in the alert cat. Brain Res 106: 349–363 Schiller PH, Koerner F (1971) Discharge characteristics of single units in superior colliculus of the alert rhesus monkey. J Neurophysiol 34: 920–936 Sprague JM, Berlucchi G, Rizzolatti G (1972) The role of the superior colliculus and pretectum in vision and visually guided behavior. In: Jung R (ed), Handbook of sensory physiology. Springer, Berlin Heidelberg New York, vol 8/B, pp 27–101 Straschill M, Rieger P (1973) Eye movements evoked by focal stimulation of the cat's superior colliculus. Brain Res 59: 211–227 Straschill M, Taghavy A (1967) Neuronale Reaktionen im Tectum Opticum der Katze auf bewegte und stationäre Lichtreize. Exp Brain Res 3: 353–367 Sugimoto T, Itoh K, Mizuno N (1978) Localization of neurons giving rise to the oculomotor parasympathetic outflow: a HRP study in the cat. Neurosci Lett 7: 301–305 Taber Pierce E (1973) Time of origin of neurons in the brain stem of the mouse. Progr Brain Res 40: 53–65 Waldron HA, Gwyn DG (1969) Descending nerve tracts in the spinal cord of the rat. I. Fibers from the midbrain. J Comp Neurol 137: 143–154 Warwick R (1954) The ocular parasympathetic nerve supply and its mesencephalic sources. J Anat (Lond) 88: 71–93 Weber JT, Partlow, GD, Harting JK (1978) The projection of the superior colliculus upon the inferior olivary complex of the cat: an autoradiographic and horseradish peroxidase study. Brain Res 144: 369–377 Wurtz RH, Goldberg ME (1972) Activity of superior colliculus in behaving monkey. III. Cells discharging before eye movements. J Neurophysiol 35: 575–586