A madár ectostriatumának telencephalicus kapcsolatai
Dr. Alpár Alán
Budapest, 2001
Témavezető: Dr. Tömböl Teréz egyetemi tanár
1
Tartalomjegyzék Bevezetés
5. oldal
Célkitűzések
10. oldal
Irodalmi háttér
11. oldal
Módszerek
17. oldal
Eredmények
20. oldal
Megbeszélés
26. oldal
Köszönetnyilvánítás
38. oldal
Irodalomjegyzék
39. oldal
2
A madár ectostriatumának telencephalicus kapcsolatai Dr. Alpár Alán Témavezető: Dr. Tömböl Teréz egyetemi tanár Budapest, Semmelweis Egyetem Doktori Iskola, Idegtudományok Program, 2001. A madarakban a látóingerek feldolgozása két pályán, a tectofugalis és a thalamofugalis pályákon keresztül valósul meg. A tectofugalis pálya telencephalicus központja az ectostriatum, melynek viselkedéstani és élettani vizsgálatok döntő szerepet tulajdonítanak a szín-, minta- és fényintenzitás megkülönböztetésében. Az ectostriatum telencephalicus kapcsolatai nem teljesen tisztázottak, ezért munkánkban az ectostriatum afferens és efferens összeköttetéseinek a vizsgálatát tűztük ki célul. Vizsgálatainkat anterograd és retrograd pályajelölő módszerekkel, fény- és elektronmikroszkóp segítségével végeztük kéthetestől négyhetes csirkékben. Eredményeink szerint a thalamofugalis pálya telencephalicus központja, a Wulst, nem áll közvetlen kapcsolatban az ectostriatummal, de a hyperstriatum ventrale középső és lateralis részein keresztül közvetett összeköttetést sikerült kimutatnunk. Ez alátámasztja a korábbi viselkedéstani és élettani eredményeket, melyek a Wulst és az ectostriatum kapcsolatára utalnak. További eredményeink szerint az ectostriatum centrale több fontos areaval közvetlen efferens kapcsolatban van. Ugyanakkor a legnagyobb efferens területei, az ectostriatum periphericum és a neostriatum intermedium reciprok összeköttetésben állnak az ectostriatum centraleval, ez a visszajelentésben lehet fontos. A neostriatum a másik látóközponttól, a Wulsttól is kap afferentatiot, ezért valószínűleg integratív funkciót tölt be a visualis feldolgozásban. Az ectostriatum efferens rostjainak másik része a motoros központokba, a paleostriatum augmentatumba és az archistriatumba jut. Ezáltal az ectostriatum közvetlenül befolyásolja a motoros működéseket, és kiváló visualis modulációra nyílik lehetőség. Az irodalmi adatokat és eredményeinket összevetve egyrészt morfológiai alapon alátámasztjuk az ectostriatum viselkedéstani vizsgálatokkal bizonyított szerepét, másrészt hodológiai vizsgálati eredményeket tekintve átértékeltük az ectostriatum helyzetét a telencephalonban. A szövettani felépítés, valamint az afferens és efferens kapcsolatok alapján az ectostriatum centrale elkülönül a környező telencephalontól, az ectostriatum periphericum és a neostriatum intermedium pedig nehezen elválasztható regioknak bizonyultak.
3
Telencephalic connections of the avian ectostriatum Alán Alpár, MD Scientific leader: Teréz Tömböl, MD, DSC Budapest, Semmelweis University, School for Ph.D. studies, Program for Neurosciences, 2001. Birds process visual information by two visual pathways, the tectofugal and thalamofugal pathways. The telencephalic center of the tectofugal pathway is the ectostriatum. Behavioural and physiological studies have been consistent with a dominant role for the ectostriatum in visual discrimination. We tried to map the afferent and efferent telencephalic connections of the ectostriatum, which have not been completely cleared in the past few decades. Anterograde and retrograde tracing methods were applied, the results were analysed under the light- and electron microscope. According to our results the telencephalic center of the thalamofugal pathway, the visual Wulst has no direct connection with the ectostriatum, but an indirect one via the middle and lateral parts of the hyperstriatum ventrale. These results support former behavioural and physiological studies, which suggest a connection between the visual centers. Our further investigations proved, that the ectostriatal core establishes efferent connections with more telencephalic areas. The ectostriatal belt and the neostriatum intermedium are in reciprocal connection with the ectostriatal core, which might mean a feed back between these regions. The neostriatum intermedium receives afferentation from the other visual center, the visual Wulst as well, which suggest an integrative role in visual procession. The other target area of the ectostriatal core were the motor centers, the paleostriatum augmentatum and the archistriatum. By these connections the ectostriatum can influence motor functions directly, and an excellent possibility for visual modulation is offered. Assessing the results of former and present studies, we reinforce on the morphological base the role of the ectostriatum which were acquired by former behavioural studies, and on the other hand, considering hodological results, the position of the ectostriatum was reconsidered in the avian telencephalon. According to the histological structure and the pattern of the afferent and efferent connections of the ectostriatum, the ectostriatal core distinguishes from the surrounding telencephalon, whereas the ectostriatal belt and the neostriatum intermedium seem to be hardly separable regions.
4
Bevezetés A madarak látórendszere idegrendszerükhöz képest rendkívül fejlett. Jóllehet a galamb agyvelő térfogata az emberének csupán 0,15%-a, látóidege mégis 2,5-szer több rostot tartalmaz. Ez az eredmény két kvantitatív tanulmány összevetéséből adódik. Galambban Binggeli és Paule (6) határozta meg fénymikroszkóppal a retinában aganglionsejtek számát, elektronmikroszkóppal pedig az opticus rostok számát, míg emberben Curcio és Allen (14) végzett hasonló vizsgálatokat. Ramon y Cajal (59) Golgi impregnációval bizonyította, hogy madárban a rostok többsége a chiasmában lévő teljes kereszteződés után a tectum opticumba jut. Hamdi és Whitteridge (28) pedig mikroelektróddal végzett elvezetéseket, melyek eredményei a morfológiai eredményeket alátámasztották. A tectum opticum a diencephalicus nucleus rotundusba küldi rostjait. Ezt Revzin és Karten (62) degenerációval mutatta ki galambban, később Benowitz és Karten (4) retrograd jelöléssel az összeköttetés topográfiáját is részletezte. Ngo és mtsai (52) anterograd pályakövetéssel vizsgálták a tectum opticum projekcióját. Az azonos oldali tecto-rotundalis pálya mellett találtak vékonyabb, kollaterálisoknak bizonyuló rostokat - amelyek kereszteződés után az ellenoldali nucl. rotundusban
végződtek.
Revzin
és
Karten
(62)
mutattta
ki
galambban
először
elektrofiziológiai módszerekkel, hogy a nucleus rotundus neuronjainak axonjai pedig egy azonos oldali telencephalicus magba, az ectostriatumban végződnek. Ezt először Karten és Hodos (42) támasztotta alá Nauta-Gygax és Fink-Heimer degenerációs módszerekkel, majd Benowitz és Karten (4) retrograd pályajelöléssel. Elektronmikroszkóppal Watanabe és mtsai (85) bizonyították be a fenti fénymikroszkópos eredményeket, Nixdorf és Bischof (54) pedig ugyancsak retrograd pályajelöléssel írta le a tractus rotundo-ectostriatalist zebrapintyben is. Csirkében anterograd pályajelöléssel Egedi és Tömböl (18) jutott hasonló eredményre. Az irodalom ezt a retino-tecto-rotundo-ectostriatalis pályát tectofugalis pályának nevezi. Bellonci (3) írta le elsőként, hogy opticus rostok - ugyancsak teljes kereszteződés után - a köztiagy thalamusának dorsolateralis részében is végződnek. Később ezt az eredményt Huber és Crosby (34), Cowan és mtsai (10), valamint Hirschberger (29). degenerációs módszerrel megerősítették. Karten és Nauta (44) mutatta ki először, hogy ez a terület - ti. a nucl. dorsolateralis anterior thalami - az előagy hyperstriatumának (Wulst) visualis részébe küldi rostjait, és elnevezte a pályát thalamofugalis pályának. A pálya részletes leírását később Bagnoli és Burkhalter (2) végezte el. Számos vizsgálatot végeztek arra vonatkozóan, hogy megértsék a két pálya 5
funkcionális
különbségeit.
Besette
és
Hodos
(5)
fényintenzitás
és
mintázatok
megkülönböztetésére betanított, majd ectostriatum léziót szenvedett galambokban úgy találta, hogy a megszerzett képességük nagyban romlott a beavatkozás után. Hodos és mtsainak (33) további vizsgálatai azt mutatták ki, hogy fényintenzitás különbség érzékelésére betanított madarak az ectostriatum léziója után elvesztik megszerzett képességüket, érzékenységük - ún. pszichofizikai analitikus skálaértékkel mérve - 50-83%-ban csökken. A galambok méretmegkülönböztetési képességét Hodos és mtsai (32) vizsgálták: az intakt állatok képesek 3,0 ill. 3,9 mm átmérőjű körök elkülönítésére. E képességet az ectostriatum nem teljes léziója kevéssé befolyásolja, ellenben a mag legalább 90%-os roncsolása esetén a differenciálási képesség nagyban romlik. Ugyanez a munkacsoport (31) vizsgálta a két pont közötti távolság elkülönítésének képességét is. A betanított madarakban a képesség különböző mértékben romlott ectostriatum lézió után, és alapos hisztológiai ellenőrzés mellett azt is megállapították, hogy nagyobb lézió arányosan nagyobb funkciókieséssel jár. A thalamofugalis pálya telencephalicus központjának, - Wulst - kísérletes roncsolása más eredményekre vezetett. Cohen (9) - számos vegetatív funkció és a viselkedés vizsgálatán kívül - a színdifferenciálás csekély romlását írta le, azaz a galambok ki tudták választani a klasszikus visualis stimulációval betanított megtanult színt a többitől. Pritz és mtsai (58) a fényintenzitás-, a minta- és a színek felismerését vizsgálták. A preoperatívan szerzett készséget a Wulst léziója után csak újabb tréning után tudták a madarak újból a műtét előtti szinten kivitelezni. A fényintenzitás- és mintafelismeréshez több foglalkozásra is szükség volt, ugyanakkor a Wulst sérülése láthatólag nem befolyásolta a színfelismerési képességet. A két pálya telencephalicus központjainak funkcióbeli különbségeit azok az összehasonlító tanulmányok tükrözik legjobban, melyekben a hyperstriatumot (Wulst) és az ectostriatumot külön-külön vagy egyszerre roncsolták, majd megvizsgálták, hogy az állatok hogyan teljesítik ugyanazt a feladatot. Ilyen vizsgálatokat többen végeztek, közöttük Hodos és mtsai (31), Macko és Hodos (48), Riley és mtsai (63), valamint Watanabe és mtsai (81, 82, 85). Hodos és mtsai (31) valamint Macko és Hodos (48) kimutatta, hogy a két pont megkülönböztetési képesség betanított madarakban nagyban romlik ectostriatum lézióját követően, és ez arányos a sérült ectostriatalis rész nagyságával. Ez szemben áll azon korábbi feltételezésekkel, hogy a tectofugalis pálya a háttéralkotásban, míg a thalamofugalis pálya a részletek elkülönítésében lenne fontos. A Wulstnak csak kiterjedt léziója okozott károsodást a funkciókban, részleges léziója nem, azonban még a maximális léziók után is csak csekély károsodást mutattak ki. Riley és mtsai (63) minta- és fényintenzitás felismerésre betanított 6
madarakban végzett vizsgálatokat. Amennyiben a szín-, minta- és fényintenzitásfelismerésre betanított madarakban a Wulstot sértik, úgy jelentős különbséget nem észleltek, míg ectostriatum léziónál éppen ellenkezőleg, bár a madarak újból meg tudták tanulni a feladatot. Együttes léziónál a károsodás súlyos és végleges. Ha először az ectostriatumot sértik, majd újabb tréning után a Wulstot, akkor a szimultán lézióhoz hasonló eredményt kaptak, vagyis a zavar súlyos volt és állandósult. A léziók fordított sorrendje esetén azonban az eredmények hasonló voltak ahhoz a csoporthoz, ahol csak az ectostriatumot sértették. Ez arra utal, hogy a sértetlen tectofugalis pálya elfedheti a thalamofugalis pálya sérüléséből eredő zavart, de fordítva nem. Watanabe (81) visualis agnosiat hozott létre az ectostriatum léziójával. A lézió rontotta a mesterséges mintázatok, a természetes tárgyak megismerését. Ugyancsak károsodott a más fajok közötti megkülönböztetés képessége. További tanulmányaiban Watanabe (82, 85) azt fejti ki, hogy a madár saját fajtáját elkülöníti a többitől, de a fajon belül az egyedeket már nem ismeri meg. Szemben az ectostriatum léziójával, a Wulst roncsolása más eredményekre vezetett. A madár el tudta különíteni saját fajtáját a többitől, és a fajon belüli individuális felismerés sem károsodott. Összefoglalva:
a
tectofugalis
pálya
a
szín-,
fényintenzitás-
és
mintamegkülönböztetésben domináns szerepet játszik, a térbeli felbontásban a thalamofugalis pályának is jelentős, de csak kiegészítő szerepe van. Végül a két pálya együttes működése az, mely a sértetlen vizuális funkciók betöltéséhez szükséges. A tectofugalis és thalamofugalis pályák anatómiája A tectofugalis pálya anatómiája Ramon y Cajal (59) és Garey és mtsai (24) szerint mivel a magevő madarak (galamb, csirke) szeme nem elöl, hanem oldalt található, a tectum opticumra vetítő opticus rostok teljesen kereszteződnek. Cowan és mtsai (10), Ehrlich és Mark (20) valamint Gamlin és Cohen (23) kimutatták, hogy a rostok túlnyomó többsége az ellenoldali tectum opticumra projíciál, a nucl. dorsolateralis anterior thalamit (DLA) ill. annak pars lateralisát (DLL), és néhány kisebb járulékos magot jóval kevesebb rost éri el. Remy és Güntürkün (61) retrograd fluoreszcens
tracerrel
megerősítette
ezt
az
eredményt,
négyzetmilliméterenként
nagyságrenddel több jelölt sejtet találtak a retinában tectalis injekció után. Az opticus rostok a tectum opticumot a felszín felől érik el, majd a mélyebb rétegekbe hatolnak be. Az efferens rostok a tectum mély rétegeiből, elsősorban a stratum griseum centraleból indulnak, a 7
köztiagy nucl. rotundusa felé. Ezt az ún. tectorotundalis pályát sokan ismertették az irodalomban (4, 30, 39, 42, 62), Benowitz és Karten (4), Hodos és Karten (35), és Karten és Hodos (42) pedig egy jóval kisebb ellenoldali összeköttetést is leírtak. Ngo és mtsai (52) anterograd pályajelöléssel mutatták ki a tectorotundalis projekciót, mely gazdag, jellegzetes terminális hálót hoz létre a nucl. rotundusban, valamint bebizonyították, hogy a tectum opticum kollaterálisokkal éri el az ellenoldali nucl. rotundust, és elektronmikroszkóppal alátámasztották a fénymikroszkópos megfigyeléseket. A tractus tectorotundalisból további kollaterálisok válnak le, melyek az azonos oldali nucl. subpretectalis és az ellenoldali nucl. posterior-ventralis thalami GABAerg interneuronjain végződnek. Ngo és mtsainak (53) valamint Tömböl és mtsainak (76) morfológiai vizsgálatai kimutatták, hogy ezek a neuronok interneuron jellegűek, de axonjuk nem lokálisan végződik, hanem a nucl. rotundusban, így gátló-moduláló hatásukat itt fejtik ki. A tectofugalis pálya következő állomása a telencephalonban mind cranio-caudalisan, mind lateromedialisan megközelítőleg középen elhelyezkedő ectostriatum. Mivel ennek a magnak afferens és efferens kapcsolatai képezik az értekezés témáját, ezért ezeket az adatokat az “Irodalmi háttér” fejezetben ismertetjük. A thalamofugalis pálya anatómiája Edinger és Wallenberg (16) mutatta ki degenerációval elsőként, hogy galambban a retina középnagy ganglionsejtjeinek axonjainak egy része a chiasma opticumban történt teljes kereszteződés után a nucleus dorsolateralis anterior thalamiban (DLA) és annak pars lateralisaban (DLL) végződik. Ezt később hasonló módszerekkel Huber és Crosby (34), Cowan és mtsai (10), Hirschberger (29) valamint Ehrlich és Mark (20) megerősítették. Remy és Güntürkün (61) leírásai szerint a ganglionsejtek nem a retina egészéről projíciálnak a nucl. DLA-ba, hanem csaknem kizárólag annak centrális, nasalis és alsó részéről. A superolateralis retinafél alig küld rostokat a nucl. DLA-ba. Ez annyit jelent, hogy a binocularis frontalis látómezőből alig érkezik információ, míg a lateralis látómezőből igen. Ezt Miceli és mtsainak (50) egy-sejt elvezetései is igazolták. Ragadozó madarakban a pálya elrendeződése éppen fordított. Bagolyban Karten és Nauta (44) mutatták ki elsőként, hogy a nucl. DLA-ban átkapcsolt rostok a telencephalon hyperstriatumának hátsó részében (visualis Wulst) végződnek, Miceli és mtsai szerint (51) galambban és csirkében túlnyomóan azonos oldalon. A Wulst három rétege közül (hyperstriatum accessorium, hyperstriatum intercalatum és 8
hyperstriatum dorsale) a thalamofugalis rostok az utóbbi kettőben végződnek. A projekció topográfiája megtartott, bár eltérő nézetek láttak napvilágot. Miceli és mtsai (51) szerint a nucl. DLL medialis része a Wulst rostralis, lateralis része a Wulst középső részével áll összeköttetésben, míg a nucl. DLA az egész Wulsttal. Bagnoli és Burkhalter (2) leírása szerint mind a nucl. DLA, mind a nucl. DLL lateralis részei a Wulst lateralis részébe, rostralis részei a Wulst rostralis részébe küldik rostjaikat. A Wulstnak ezek után több, később részletezendő telencephalicus kapcsolata van. Ellentmondásos eredmények vannak arról, történik-e finom analízis a thalamofugalis pályában. Güntürkün (26), valamint Hodos és mtsainak (31) korábbi viselkedéstani tanulmányai szerint ilyen funkciót a Wulst nem tölthet be, hiszen a nucl. DLA és nucl. DLL ill. a Wulst léziója csak minimális csökkenést eredményez a vizuális diszkriminációs képességben. Hahmann és Güntürkün (27) eredményei szerint ezek a tanulmányok azonban azért nem mutattak ki funkciócsökkenést, mert azok a frontális látótérben történt funkciókiesést, vagyis a csipegetést vizsgálták. Ha a galamb fejét fixálták, lehetővé vált a lateralis látótér vizsgálata. Ezek a kísérletek komoly károsodást mutattak ki még a durva alakok felismerésében is, és a lateralis látótérben nagy látásélességet bizonyítottak. Ugyancsak a finom analízisben betöltött funkciót támasztják alá Jassik-Gerschenfeld és mtsainak (37) elektrofiziológiai eredményei, miszerint a galamb nucl. DLA neuronjainak kis receptív mezői vannak. Arra pedig, hogy ezek galambban a lateralis látótérrel vannak összefüggésben, Hahmann és Güntürkün (27) mutatott rá, mert ezeknek a neuronoknak volt “magas élességi értékük” (high acuity value). A lateralis látótér finom analízisének fontosságát támasztja alá magevőkben, hogy a veszélyforrás ill. új információ itt tűnik fel, míg a binocularis frontalis látótér csak a magkereséshez (pecking) szükséges. Ragadozókban ellenben nagyon fontos a frontális látótér pontos, éles analízise.
9
Célkitűzés A tectofugalis pálya telencephalicus központjának, az ectostriatumnak előagyi kapcsolatai nem tisztázottak. Az élettani és morfológiai adatok arra utalnak, hogy az ectostriatum afferens összeköttetésben van a Wulst-tal, de annak közvetlen vagy közvetett volta nem tisztázott. Efferens kapcsolatairól azt állítják, hogy az ectostriatum centrale, mely a diencephalonból kapja rostjait, csak az ectostriatum periphericumba projíciál, és ez utóbbi küld efferens rostokat további előagyi struktúrák, elsősorban a neostriatum intermedium laterale felé. Golgi impregnatioval, az ectostriatum centraleban a projectios neuron axonjának vastagságát, lefutását vizsgálva azonban feltehető, hogy az ectostriatum centrale rostjainak nagy részét más areakba küldi. Más projekciót feltételeztünk az ectostriatum centrale, periphericum és neostriatum intermedium között a struktúrális különbségek ill. hasonlóságok miatt is. Az ectostriatum centrale sejttípusaiban, szerkezetében élesen elkülönül környezetétől, míg az ectostriatum periphericum és a neostriatum intermedium egymástól nehezen elkülöníthető régiók. Ezek alapján hasonló projekciót vártunk az ectostriatum centrale és periphericum, ill. az ectostriatum centrale és neostriatum intermedium között. Munkánkban ezen két probléma megoldására, ti. az ectostriatum afferens és efferens kapcsolatainak, és a Wulst és az ectostriatum kapcsolatának leírására törekedtünk.
10
Irodalmi háttér A madarak ectostriatumáról Bumm (7) tett először említést, aki friss, nem fixált agyon írta le ezt a régiót. Edinger és mtsai (17) később több madárban is leírták az ectostriatumot, mint a neostriatumban elhelyezkedő zónát a lamina medullaris dorsalis felett, melyen myelinizált axonok tömege halad keresztül. Karten és Hodos (41) hisztológiai vizsgálatai kimutatta, hogy az ectostriatum nem homogén area. Ugyanők két jól elkülöníthető régiót írtak le az ectostriatumban (42). A belső részt, ami közvetlenül a lamina medullaris dorsalison fekszik, és vastag myelin hüvelyű axonok járják át radier irányban ill. párhuzamosan a lamina medullaris dorsalissal, ectostriatum centralenak nevezték el, az ezt karéjszerűen körülvevő külső részt pedig ectostriatum periphericumnak. A két area sejttípusai különbözőek Nissl festéssel. Showers (68) leírásai szerint az ectostriatum centraleban középnagy kerek sejtek találhatók, amelyek egyenletesen oszlanak el a regioban. Az ectostriatum periphericum ellenben kisebb, fusiform sejteket tartalmaz, amik nem egyenletesen oszlanak el a regioban a vékony myelinhüvelyű rostok között (65). A sejttípusokat Tömböl (70, 71), Tömböl és mtsai (75), valamint Watanabe és mtsai (85) tanulmányozták és különítették el Golgi impregnációval. A sejteket először Watanabe és mtsai (85) csoportosította Golgi impregnációval. Később Tömböl (70, 71), Tömböl és mtsai (75) végeztek részletes vizsgálatokat. Tömböl az ectostriatum centraleban kétfajta neuront különböztetett meg: projekciós- és interneuront. A projekciós neuronoknak nagyon hasonló a morfológiájuk, egységes sejttípust képviselnek, és látszólag rendezettség nélkül, elszórtan helyezkednek el az ectostriatum centraleban, bár a rostok lefutása rendezi, határozza meg elhelyezkedésüket. A perikaryon közepesen nagy, lekerekített, anguláris típusúnak mondható, négy-hat fő dendrittörzs indul ki a sejttestből, melyek 2-3 mikrométer vastagságúak. A dendritek először 20-25 µm lefutás után, majd távolabb másodszor is kettéágazódnak. A dendritek sűrűn tüskések. Az axon a perikaryonból indul el, és a legtöbb esetben dorsolateralis irányban halad, de el is ágazódhat. Az axonok vagy dorsolateralis irányban az ectostriatum periphericumba ill. a neostriatumba, vagy ventromedialis irányban a paleostriatum augmentatumba vagy ventralis irányban indulnak ki az ectostriatum centraleból. A madár telencephalon többi részével ellentétben, az ectostriatum centrale projekciós neuronjainak az axonjából kollaterálisok leágazódása csak nagyon ritkán figyelhető meg a Golgi impregnációval impregnált anyagban. Az interneuronok többé-kevésbé egyenletesen oszlottak el az ectostriatum centraleban. Sejttestük közepesen nagy, polygonalis vagy ovoid alakú. A dendritek egyenes lefutásúak és 11
sima felszínűek. A vastag axon a sejttestből ered, első szakasza gyakran a sejttest körül fut, miközben számos oldalágat ad le, melyek nagyon gazdag varicosus axonarborisatiot hoznak létre. A varicositasok a projekciós neuronok dendritjein és sejttestén végződnek. Az ectostriatum periphericumban ugyancsak találtak projekciós- és interneuronokat. A projekciós neuronok különbözőek, mind a sejttest, mind a dendritfa méretében, valamint a dendritek elágazódása és tüskézettsége tekintetében. A sejttest alakja változó, az eredő dendritek száma határozza meg. Mind a fő dendrittörzsek, mind a további dendritek vékonyabbak az ectostriatum centrale projekciós neuronjainak dendrittörzseinél. A dendritek többszörösen elágazódnak , végül 250-300 µm átmérőjű dendritfát hoznak létre. A dendritek sűrűn, de különböző mértékben tüskések. Az axon a sejttestből ered, néha bifurkál, de mindig kibocsát kollaterálisokat, melyek rövid lefutás után arborizálnak. Az interneuronok hasonlóak az ectostriatum centrale interneuronjaihoz, de kisebbek. Axonarborizációjuk az ectostriatum periphericum egész szélességét átérheti. Tömböl és mtsai szerint (75) az ectostriatum centrale és periphericum projekciós- és interneuronjai lokálisan egy komplex neuronális hálózatot hoznak létre, melyben gazdag modulációs lehetőség rejlik, és ez morfológiai háttere lehet annak a funkciónak, melyet az ectostriatum a visualis feldolgozásban betölt. Tömböl (70) és Csillag (12) későbbi vizsgálataikban a projekciós- és interneuronokat elektronmikroszkóppal is megvizsgálták, és azoknak projekciós- és interneuron típusát megerősítették. Csillag és mtsai (13) valamint Tömböl (69) munkáiban az interneuronokat immunfestéssel megvizsgálva kiderült, hogy azok GABA pozitívak, így valószínűleg gátló természetűek. Ariens-Kappers és mtsai (1) jelezték először, hogy a nucl. rotundusnak masszív efferens kapcsolata van az ectostriatummal, valamint a neostriatummal, a hyperstriatum ventrale egyes területeivel és az előagy lateralis corticoid állományával. Revzin és Karten (62) elektrofiziológiai módszerekkel ebből csak az ectostriatummal való összeköttetést erősítette meg. Watanabe (85) retrograd pályajelöléssel bizonyította, hogy a nucleus rotundus az ectostriatum centraleba küldi rostjait, valamint hasonló kapcsolatot írt le a nucleus triangularisból, mint accessorius magból is. Karten és Hodos (42) degenerációval végzett morfológiai vizsgálatai még szűkebb területet jelöltek meg a nucl. rotundus efferentatios területének: az ectostriatum centralet, élesen az ectostriatum periphericum határáig, utóbbiban már nem találtak degenerációs jeleket. Golgi módszerrel Tömböl (70, 71) a rotundoectostriatalis rostokat vastag, egyenes rostokként jellemezte, melyek a lamina medullaris dorsalis felől léptek be az ectostriatum centraleba, derékszögben elágazódtak, majd dorsolateralis, dorsomedialis vagy ventrolateralis irányban haladtak, hosszabb-rövidebb szakasz után elágazódtak. Tömböl szerint (70), jóllehet Golgi impregnációval a projekció 12
gazdag terminális hálóját nem lehet jól tanulmányozni, a rostok vastagsága és lefutása alapján valószínűleg megfelelnek azoknak a rostoknak, amiket Karten és Hodos (42) írt le degenerációs módszerrel. A rotundo-ectostriatalis pályát anterograd pályajelöléssel lehetett legjobban vizsgálni, ilyen vizsgálatokat Egedi és Tömböl végzett Phaseolus lectin anterograd tracerrel fénymikroszkóppal (18) és elektronmikroszkóppal (19). A Phaseolus lectin leucoagglutininnel jelölt rostok sűrű terminális hálót hoztak létre az ectostriatum centraleban. Sok radier irányban futó jelölt rost átlépte az Ec-Ep határt, és gazdag terminális hálót alakított ki az
ectostriatum
periphericumban,
és
az
ezt
közvetlenül
körülvevő
neostriatum
intermediumban is. Ez valószínűleg megfelel a Tömböl által (70) Golgi impregnációval leírt végződéseknek, amiknek a rostjait nem lehetett az ectostriatum centraleból származtatni, bár Golgi impregnációval nem lehetett egyértelműen követni a rotundális rostokat az ectostriatum periphericumba és a neostriatum intermediumba, aminek magyarázata a módszerben keresendő. A tectofugalis pálya rostjai bizonyos topographiai rendben projíciálnak az egyes magokra. Hamdi és Whitteridge (28) mikroelektródos elvezetéssel bizonyították, hogy a retina és a tectum opticum között pont-pont reprezentáció van, és leírták, hogy a retina melyik kvadránsából induló rostok a tectum opticum melyik részében végződnek. McGill és mtsai (49) ezeket az eredményeket megerősítették. A tecto-rotundalis pálya rostjai szintén topographiai rendben végződnek a nucl. rotundusban, ezt először Revzin és Karten (62) írta le elektrofiziológiai módszerekkel. Benowitz és Karten (4) galambban egyszerre vizsgálta retrograd jelöléssel (torma peroxidáz) a tectorotundalis és a rotundoectostriatalis rostok végződéseit. Ezekben a pályákban pont-pont reprezentációt már nem tudtak kimutatni. Benowitz és Karten (4) szerint a nucl. rotundus több helyről is kap afferens rostokat (tectum opticum stratum griseum centrale felszínes és mély rétege, pretectalis magok, nucl. reticularis superior thalami), ezek alapján öt subdivisiora osztották fel. Ez a segregatio az ectostriatumra tovább vetül, így öt “csatorna” alakul ki. Hasonló eredményeket írt le zebrapintyben Nixdorf és Bischof (54) ugyancsak retrograd pályajelöléssel. Gamlin és Cohen (22) egy “második” tectofugalis pályát ismertetett. Ez a pálya a tectumból indul, a nucl. dorsolateralis posterior caudalis részében (DLPc) kapcsolódik át, és a neostriatum intermedium ill. neostriatum caudale specifikus areaiban végződik. Jelentősége ismeretlen, a pályát más szerzők nem erősítették meg.
13
Az ectostriatum és visualis Wulst telencephalicus kapcsolatai Az ectostriatum, a tectofugalis pálya telencephalicus központjának kapcsolatai vitatottak. A rotundorecipiens ectostriatum centraleról Ritchie és Cohen (64) degenerációs, Watanabe és mtsai (85) pedig retrograd pályajelölő módszerekkel végzett vizsgálatok alapján azt állapították meg, hogy az csak az ectostriatum periphericumba küldi rostjait, és az ectostriatum periphericum, mint a mag efferens része van összeköttetésben a környező telencephalicus területekkel: a neostriatum intermedium lateraleval és a paleostriatum augmentatummal. Golgi impregnációval Tömböl és mtsai (75) más szerzők ugyanakkor úgy találták, hogy indultak axonok ventromedialis irányban is, amelyek nem az ectostriatum periphericumba tartottak. Husband és Shimizu (36) anterograd tracerrel vizsgálta meg az ectostriatum efferens kapcsolatait galambban. Eredményeik szerint az ectostriatum centrale az ectostriatum periphericumba (Ep), az pedig az azt közvetlenül körülvevő neostriatumba küldi rostjait (ezt a regiot Ep2-nek nevezik). A belső neostriatalis részből eredő axonok ezután a neostriatum intermedium (Ni) külső részében végződnek (Ec → Ep → Ep2 → Ni). Ez a rendszer cranio-caudalisan, azaz radialisan is rendezett, tehát a cranialis részek a cranialis részekkel, a caudalis részek a caudalis részekkel vannak kapcsolatban. A szerzők feltételezik, hogy mivel a visualis információ továbbadása a retinából egészen az ectostriatumig rendezetten történik, így lehetséges, hogy az rendezetten adódik tovább az ectostriatum periphericumra és a környező neostriatumra. Másrészről a nucl. rotunduson belül különböző funkciójú sejtpopulációkat különítettek el. Wang és mtsai (79) a mag anterodorsalis részében színérzékeny, centralis részében a teljes látótér megvilágításra érzékeny, míg a hátsó részében mozgásra érzékeny sejteket találtak. Ebből arra következtettek, hogy a nucl. rotundusban megfigyelt funkcionális segregatio az ectostriatumban rostro-caudalis irányban tevődhet tovább, és talán ugyancsak segregáltan a további telencephalicus területekre. A thalamofugalis pálya telencephalicus központja, a visualis Wulst (a Wulst caudalis része) kapcsolatát először Karten és mtsai (43) vizsgálták galambban degeneratios módszerrel. Az efferentatio egy része intratelencephalicus, ezek a rostok a visualis Wulst ventralis részéből indulnak ki, és a környező telencephalicus areakban, úm. hyperstriatum ventrale, neostriatum intermedium, neostriatum frontale és ectostriatum periphericum végződnek. Ritchie (64) hasonló eredményre jutott retrograd pályajelöléssel. Anterograd pályajelöléssel Shimizu és mtsai (66) ezeket a kapcsolatokat fénymikroszkópos szinten megerősítették, és további összeköttetést találtak az archistriatum intermediummal és a paleostriatum augmentatummal is. A visualis Wulst dorsalis részéről a rostok az area 14
parahippocampalison, majd a tractus septomesencephalicuson keresztül extratelencephalicus területekre jutottak, a nucl. dorsolateralis anteriorba, a nucl. geniculatus lateralis ventralisba, a pretectalis magokba és a tectum opticumba. Anterograd tracerrel a paleostriatum augmentatumban és a lobus parolfactoriusban is találtak rostokat, ezt a kapcsolatot retrograd módszerrel bizonyítani nem tudták. Számos élettani és viselkedéstani vizsgálatot végeztek annak felderítésére - Hodos és mtsai (31), Macko és Hodos (48), Riley és mtsai (63) - , hogy van-e kapcsolat a két látóközpont között. Riley és mtsai (63) kimutatták, hogy a sértetlen tectofugalis pálya elfedheti a thalamofugalis pálya sérüléséből eredő zavart, ami a Wulst és az ectostriatum között összeköttetésre enged következtetni. Engelage és Bischof (21) az ectostriatumból vezettek el potenciálokat az ellenoldali szem fényingerlésének ideje alatt. Ha a Wulstot egyidejűleg szupresszálják, bizonyos potenciálok szelektíven eltűntek ill. nagyban redukálódtak. Ebből arra következtettek, hogy a Wulst serkentően avatkozik bele az ellenoldalról kiváltott visualis információ feldolgozásába. Chaves és Hodos (8) kísérletükben a látópálya egyes komponenseit roncsolták, és megvizsgálták, hogyan változik az ún. színmegfordításos tanulás (color reversal learning; az állatok megtanulnak két színt elkülöníteni, az egyik szín felismerését jutalmazzák, majd a jutalmazást megfordítják). Az eredményekből arra következtettek, hogy a Wulst léziója után a színmegfordításos tanulás romlik, de ez nem a thalamofugalis pályával való kapcsolatának tudható be, hanem a tectofugalis pályával való összeköttetésének. Morfológiai módszerekkel a Wulst és az ectostriatum kapcsolatát Karten és mtsai (43) vizsgálták először. Jóllehet degeneratios módszerrel úgy találták, hogy a visualis Wulst küld rostokat az egész ectostriatumba, ezt később sem Watanabe és mtsai (85) retrograd, sem Shimizu és mtsainak (66) anterograd tanulmányai nem erősítették meg. Utóbbi szerzők szerint a visualis Wulstnak csak az ectostriatum periphericummal és a neostriatum intermediummal van efferens kapcsolata, az ectostriatum centraleba nem küld rostokat. Összehasonlítva a visualis Wulst és az ectostriatum intratelencephalicus kapcsolatait van olyan régió, ahová mindkét mag küld rostokat: ez a neostriatum frontalis és intermedialis része.
15
Módszerek Vizsgálatainkban 2-4 hetes mindkét nembéli csirkéket (Gallus domesticus) használtunk kísérleti állatnak. Két pályakövető anyagot használtunk: Phaseolus Vulgaris leuco-agglutinint (PhA-L), és biotinilált dextrán amint (BDA). Előbbi anterograd jelölést adott, utóbbi mind anterograd, mind retrograd megjelölte a rostokat és a sejteket. A Phaseolus lectin leucoagglutinint 0,01M foszfátpufferben (PB) oldottuk fel, 2,5%-os koncentrációra. Öt-öt állatban iontoforézissel sikerült bejuttatnunk a tracert a visualis Wulstba, illetve a hyperstriatum ventrale középső részébe felváltva a bal illetve jobb oldalra. A behatoláshoz Kuenzel és Masson (46) stereotaxiás atlaszában meghatározott koordinátákat használtuk. Az állatokat ketamin (Calypsol) és xylazin (Rometar) 2:1 arányú keverékével elaltattuk. Az állatok az előző 12 órában nem kaptak enni, hogy az altatás sikeresebb legyen. A fej rögzítése után a bőrt a középvonalban felvágtuk, a galea aponeuroticát oldalra eltávolítottuk, majd a bal ill. jobb parietalis csontnak egy-egy részét a tervezett injekció helye felett operációs mikroszkóppal C alakban a kemény agyhártyáig átfúrtuk, vigyázva, hogy utóbbit ne sértsük. A csontlemezt oldalra kihajtottuk. A kemény agyhártyát vékony tűvel felhasítottuk. A lágyagyhártyákat szintén felnyitottuk. A PhA-L-t iontoforézissel bejuttattuk a kiválasztott területre. Az injekció 15-20 percig tartott, 5-8 µA áramerősséget alkalmaztunk. Két hét múlva az állatokat szíven keresztül, mély altatásban perfundáltuk. Az altatást éterrel végeztük., A perfúzió első két percében fiziológiás sóoldattal az érrendszert átmostuk, majd 30 percig fixáló folyadékkal fixáltuk az agyvelőt. A fixálófolyadék 4% paraformaldehidet, 0,05% glutáraldehidet és 0,2% pikrinsavat tartalmazott, 0,1 M foszfát pufferben oldva, ( pH: 7,2 - 7,4). A folyadékokat testhőmérsékletre felmelegítettük. Ezután a koponya felső és részben oldalsó részét eltávolítottuk, vigyázva, hogy a külső hallójárat ne sérüljön meg. Az agyon még in situ iránymetszést ejtettünk. Az agyakat a koponyából eltávolítottuk, és cryoprotectio céljából 10%-os cukoroldatban (szaharóz) lesüllyesztettük, majd egy éjszakára 20%-os cukoroldatban tartottuk. Másnap az agyakat folyékony nitrogénban átfagyasztottuk, majd vibratommal 50 µm vastag metszeteket készítettünk. A metszeteket többszörös és alapos mosás (0,1 M foszfát puffer, pH: 7,4) után 30 percig nátrium-borohidriddal kezeltük a nemspecifikus immunreakció kiküszöbölésére. Ismét többszöri és alapos mosás következett 0,1 M foszfát pufferrel. A mosás után 7,4 pH-jú 16
0,05 M TRIS pufferrel a metszeteket átmostuk. Ezután a metszeteket TRIS pufferrel 200szorosára higított PhA-L elleni biotinylált antiserummal inkubáltuk 4°C-on 48 óráig. A 48 óra eltelte után TBS-ben 100-szorosára higított avidin-biotin-HRP komplexszel reagáltattuk a metszeteket szobahőmérsékleten 2 óráig. Az immunoprecipitátumot 0,05%-os nikkelammónium-szulfáttal intezifikált 0,025% koncentrációjú 3,3’ diaminobenzidinnel tettük láthatóvá 0,001%-os hidrogénperoxid jelenlétében. Fénymikroszkópos metszeteinket zselatinos tárgylemezre való felhúzás után 0,5%-os neutrálvörös festékkel megfestettük, felszálló alkoholsorban dehydráltuk, és DePeX-szel lefedtük. A Pha-L traceren kívül egy másik pályakövető anyagot, biotinylált dextrán amint (BDA - 10.000) is alkalmaztunk. A BDA-t fiziológiás sóoldatban 20% koncentrációra higítottuk. Ezután a tracert iontoforézissel a hyperstriatum ventrale lateralis részébe, és az ectostriatum centrale rostralis, középső és caudalis részeibe sikerült bejuttatnunk. A műtét, a perfúzió, a cryoprotectio és a metszés az előzőekben megegyező módon történt, ugyanazon anyagokat és oldatokat felhasználva. A metszeteket többszörös és alapos mosás (0,1 M foszfát puffer, pH=7,4) után 30 percig nátrium-borohidráttal kezeltük a nemspecifikus immunreakció kiküszöbölésére. Ismét többszöri és alapos mosás következett 0,1 M foszfát puferrel. Ezután TBS-ben 100szorosára higított avidin-biotin komplexszel reagáltattuk a metszeteket szobahőmérsékleten 2 óráig. A metszeteket ezt követően 0,05%-os nikkel-ammónium-szulfáttal intenzifikált 0,025% koncentrációjú 3,3’ diaminobenzidinnel tettük láthatóvá 0,001%-os hidrogénperoxid jelenlétében. Fénymikroszkópos metszeteinket zselatinos tárgylemezre való felhúzás után 0,5%-os neutrálvörös festékkel megfestettük, felszálló alkoholsorban dehydráltuk, és DePeXszel lefedtük. A BDA-nak előnye volt, hogy csaknem minden esetben jól látható reakciót kaptunk, a feldolgozás pedig egyszerűbb volt az előzőekben használtnál. Hátrány, hogy nehezebb volt az injekciót lokalizálni, a tracert a sejtek nemcsak a kapilláris elektród végének közvetlen közelében vették fel, hanem annak környékén is. Ez ellen úgy védekeztünk, hogy csökkentettük az injekció időtartamát (20 percről 10 percre). Másik hátránya, hogy nemcsak anterograd, hanem retrograd jelölést is kaptunk, ami nehezebbé tette a kiértékelést. Az
elektronmikroszkópos
metszeteket
1%-os
ozmium-tetroxiddal
10
percig
utánfixáltuk, felszálló alkoholsorban dehydráltuk, és Durcupánnal (ACM, Fluka) lefedtük. A metszeteket két napig termosztátban, 56°C-on tartottuk. Fénymikroszkóppal kiválasztottuk az elektronmikroszkópos vizsgálatra szánt területet. A kiválasztott területet átágyaztuk, a blokkból ultravékony metszeteket készítettünk. A metszeteket egy nyílású hártyás gridre 17
vettük fel. Ezt követően a metszeteket 30 percig uranil-acetáttal kontrasztoztuk, majd bidesztillált vizes mosás után 10 percig ólom-citráttal, amit újabb bidesztillált vizes mosás követett. A metszeteket JEOL 1200 EX elektronmikroszkóppal tanulmányoztuk.
18
Eredmények 1. A Wulst és az ectostriatum kapcsolatának vizsgálata Amint azt az irodalmi bevezetőben leírtuk, élettani vizsgálatok eredményei arra engednek következtetni, hogy a két telencephalicus látóközpont, a Wulst és az ectostriatum között kapcsolat van. A különböző - degenerációs, retrograd és anterograd tracer módszerekkel nyert morfológiai eredmények nem egybehangzóak. Munkánk első részében ezt az összeköttetést vizsgáltuk. Phaseolus Vulgaris leucoagglutinint (PhA-L) juttattunk iontoforézissel a hyperstriatum caudalis részébe, a visualis Wulstba. Az injekciók során nem törekedtünk arra, hogy a tracer depositumot a Wulst egyes subdivisioira korlátozzuk, hiszen - Shimizu és mtsai (66) részletes vizsgálatai szerint - a hyperstriatum intercalatus superior és a hyperstriatum dorsale túlnyomóan a hyperstriatum accessoriumra projíciálnak, mely utóbbi bír intratelencephalicus projekciókkal. Műtétes anyagunk minden esetben tartalmazott feltöltött sejteket a hyperstriatum accessoriumban. Valamennyi metszeten megvizsgáltuk, hogy valóban csak a Wulst területén jelölődtek-e sejtek. A Wulst ventralis határa a lamina frontalis superior. Kísérleteinkben elsősorban azt ellenőriztük, nem terjedt-e a beadott anyag ezen határ alá. Csak azokat a műtéti anyagokat használtuk fel és értékeltük, amelyekben feltöltött sejteket csak a lamina frontalis superior felett láttunk, vagyis az injekció nem jutott át a hyperstriatum ventraleba (HV). Jelölt rostok az injekció helyéről három irányban indultak el, medialis, ventralis és ventrolateralis irányban (1. ábra). Medial felé két kisebb projekció is indult: az egyik csaknem a felszínnel párhuzamosan az area parahippocampalis felé, innét azonban nem tudtuk a rostokat tovább követni a hippocampus irányába. Ennél is kevesebb rostot láttunk ventromedialis irányban, a kamra oldalfala felé haladni. Ezek a rostok a kamra lateralis faláig mentek, itt nem tudtuk tovább követni őket. Néhány rost elágazódott, a többi rost elágazódás nélkül végződött. Terminális megvastagodásokat ezen a területen fénymikroszkóppal nem láttunk. A ventralis irányba tartó vékony rostok a hyperstriatum ventrale középső részébe tartottak, ahol elágazódtak. Ventrolateralis irányban pedig hosszú, párhuzamosan futó rostokat lehetett tisztán követni. Ezek a hyperstriatum ventrale lateralis részébe mentek, ott elágazódtak, és varicosus terminálisokkal végződtek. Ez a köteg tartalmazta a Wulst efferens rostjainak többségét. 19
Az összeköttetések közül terminálisokat két területen láttunk fénymikroszkóppal: a HV középső és lateralis részeiben. A következő lépésben ezért azt vizsgáltuk meg, hova küld rostokat ez a két terület, mindenekelőtt szerepel-e efferens területeik között az ectostriatum, és ha igen, annak melyik része. Öt állatban Phaseolus vulgaris leucoagglutinint juttattunk a HV középső részébe (2. ábra). Azokat az anyagokat használtuk fel, amelyekben nem találtunk jelölt sejtet a HV medialis és lateralis részében, vagyis az injekció valóban a HV középső részére korlátozódott. Az axonok ventrolateralis irányban hagyták el a hyperstriatum ventralet. Hosszú szakaszaikat csak az injekcióhoz közel láthattuk, a caudalisabb metszeteken csak rövid szakaszaikat láttuk, melyek rostro-caudalis irányban haladva egyre közelebb kerültek az ectostriatumhoz. A projekció iránya tehát nem csupán ventrolateralis, hanem egyúttal rostro-caudalis is. Végül a rostok az ectostriatum centralis részében végződtek (3. ábra A, B, C). Elektronmikroszkóppal a jelölt rostokon (4. ábra) kívül számos jelölt terminálist találtunk kisebb és nagyobb profilokkal. A terminálisok kerek vezikulákat tartalmaztak, és asymmetricus synapsisokat hoztak létre dendriteken (5. ábra) és dendrittüskéken (6. ábra). Közvetett kapcsolatot találtunk tehát a visualis Wulst és az ectostriatum centrale között: a visualis Wulstból jövő rostok átkapcsolnak a hyperstriatum ventrale középső részében, és ez utóbbinak van kapcsolata az ectostriatum centraleval. A visualis Wulst a hyperstriatum ventralenak nemcsak a középső, hanem lateralis részébe is küldött efferens rostokat. Ez utóbbi areanak az összeköttetéseit egy másik anterograd tracerrel, BDA-val vizsgáltuk. A rostok három irányban hagyták el a hyperstriatum ventrale lateralis részét: medialis, ventrolateralis és lateralis irányban (7. ábra). A medialis, kevés jelzett rostot tartalmazó köteg az ectostriatum medialis széle mentén szállt ventrális irányba. Itt a rostok egy része csatlakozott a lateralis előagyi köteghez. Az ectostriatum medialis határánál, közvetlenül a lamina medullaris dorsalis felett egyrészt végződő rostokat, másrészt retrograd feltöltött sejteket találtunk (8. ábra A, B). Ezek axonjait vissza tudtuk követni az injekció helyére, a HV lateralis részébe. A sejtek körül vékony terminálisokra jellemző megvastagodásokat is találtunk, amit a medialis projekció rostjai hoztak létre (8. ábra C). A rostok nagyobb része tovább haladt a lateralis előagyi kötegbe, de tovább nem tudtuk őket követni. Néhány vékony rost medialis és lateralis irányban kilépett a kötegből, és láthatólag a középső paraventricularis illetve paleostriatalis területeken végződtek. A medialis köteg rostjai tehát egyrészt reciprok kapcsolatot létesítenek az ectostriatum medialis határán elhelyezkedő kis sejtcsoporttal, másrészt egy kisebb része csatlakozik a medialis előagyi köteghez. 20
A ventralis kötegben haladó rostok kétfelé váltak a neostriatum intermediumban az ectostriatum felett, egy kisebb medialis és egy lateralis részre. A medialis rostok az ectostriatum periphericumba hatoltak be vastagabb és vékonyabb rostokkal. A vastag rostokból leágazó kisebb ágak gazdag terminális hálózatot hoztak létre az ectostriatum periphericumban (9. ábra A). A vékony rostok az ectostriatum centralis és peripherias részeinek határán haladtak, de nem láttuk őket behatolni az ectostriatum centraleba (9. ábra B). Ezek a rostok feltehetőleg az ectostriatum periphericumnak az ectostriatum centraleval határos távolabbi, ventrálisabb helyzetű részén végződtek. A lateralis helyzetű rostokat a neostriatum intermedium lateraleba tudtuk követni, itt elágazódtak és terminálisokkal végződtek (10. ábra A, B). Ugyanitt találtunk retrograd feltöltött neuronokat is. A ventralis köteg medialis része fentiek alapján az ectostriatum periphericummal, míg lateralis része a neostriatum intermedium lateralis részével létesít kapcsolatot, és az utóbbival reciprok összeköttetést alakít ki. A harmadik, legnagyobb köteg laterocaudalis irányban indult el. Az axonok két kisebb csoportban haladtak. A rostok egy része a neostriatum intermedium caudaléban végződött, az archistriatum dorsale fölött (11. ábra A, B). Itt elágazódtak, és varicosus axonterminálisokkal végződtek, tüskeszerű nyúlványokkal. A rostok másik csoportja még lateralisabban haladt, és varicosus terminálisokkal végződött az archistriatum intermedium dorsaleban (12. ábra A, B). 2. Az ectostriatum efferens összeköttetéseinek vizsgálata Az ectostriatum efferens kapcsolatáról az irodalmi adatok ellentmondásosak. Az ectostriatum centraleról Ritchie és Cohen (65), Husband és Shimizu (36) azt állítják, hogy csak az ectostriatum periphericummal van kapsolatban. Ugyanakkor a Golgi impregnációval készített preparátumok vizsgálata - ti. az axon eredésének és látható proximális szakaszának iránya és lefutása - egyrészt felveti egy ventrolateralis projekció lehetőségét, másrészt az ectostriatum centrale vastag myelin hüvelyű axonjáról azt lehet feltételezni, hogy nem, vagy nem csak a közvetlen szomszédos területre projíciál. Vizsgálatainkban a centrális rész projekcióját térképeztük fel. BDA anterograd tracert juttattunk iontoforézissel öt állatba az ectostriatum centraleba. Az ectostriatum cranio-caudalis irányban és medio-lateralis irányban is nagy kiterjedésű. Két állatban az injekció az ectostriatum centrale középső részébe, három másik állatban annak caudalisabb részébe került (13. ábra). Mindegyik esetben a kapilláris áthaladt a neostriatum intermedium lateralen. Valamennyi metszetet megvizsgálva úgy találtuk, hogy a tracer csak 21
az ectostriatum centraleban hagyta el a kapillárist, feltöltött sejteket itt találtunk. Az injekció helyén, az ectostriatum centrale középső részében számos jelölt sejttestet, elágazódó axont és varicosus axonterminálist találtunk. Az injektált területről több irányban indultak rostok, melyek négy főbb területen végződtek: az ectostriatum periphericumban, a neostriatum intermedium lateraleban, a paleostriatum augmentatumban és az archistriatumban (I. táblázat). A rostok radier irányban, kötegeket alkotva és izoláltan is dorsolateralis, ventrolateralis és ventralis irányban hagyták el az ectostriatum centralet (14. ábra). A legtöbb efferens rost dorsolateralis irányban lépett ki az ectostriatum centraleból, többségük kötegekben, de voltak rostok, melyek a kötegeken kívül haladtak, ugyanabban az irányban (15. ábra). A kötegeken kívüli rostok többnyire vékonyak voltak, a vastag kötegekkel együtt haladtak az ectostriatum centralehoz közeli részen, leágazódtak, és varicosus terminálisokat képeztek a környező térségben, az ectostriatum periphericumban. A rostok annyira vékonyak voltak, hogy feltételezésünk szerint az ectostriatum centrale projekciós neuronjaiból eredő axonok collateralisai lehetnek. Ugyanitt, ahol a végződéseket is találtuk az ectostriatum periphericumban, BDA pozitív sejteket is láttunk. Vékony axonjaikat az ectostriatum centralis részébe követni tudtuk. Ezek a sejtek retrograd töltődtek fel az ectostriatum periphericumból. A dorsolateralis projekció vékony rostjai tehát reciprok kapcsolatot hoznak létre az ectostriatum centrale és az ectostriatum periphericum között. A dorsolateralis irányban, radialisan induló, nagyobbrészt vastag rostok kötegeket alkottak, és az ectostriatum periphericumon áthaladva a neostriatum intermedium lateraleban (Nil) végződtek. A rostok végződései egy széles sávban terültek el, a Nil dorso-lateroventralis sávjában, csaknem félkört leírva az ectostriatum körül (16. ábra). A kötegből folyamatosan oldalágak váltak le, melyek a Nil belső részében végződtek a vastag kötegek között. A kötegekben tovább futó vastag rostok a Nil külső részében terminálisokkal végződtek. A rostok végződései három sűrűbb területet alkottak a Nil-ben: egy dorsolateralis, egy lateralis és egy ventrolateralis területet. A rostok többször elágazódtak, és gazdag terminális hálózatot alakítottak ki terminalis szakaszokkal és azon kialakuló gömbszerű terminálisokkal. A legtöbb terminálist a Nil lateralis részében találtuk (17. ábra), de sok terminálist láttunk a ventrolateralis részben is (18. ábra), míg a Nil dorsolateralis részében kevesebbet találtunk. Ezeken a részeken a jelölt terminálisokon kívül BDA-pozitív sejteket is találtunk (19. ábra). A sejteknek nemcsak a sejtteste, hanem dendritjei, néhány esetben axonja is látható volt. Az axonok a rostkötegekben visszakövethetők voltak az ectostriatum centraleba, ezért azok bizonyítottan retrograd töltődtek fel. A jelölt sejtek be voltak ágyazva a 22
Nil dorsolateralis, lateralis és ventrolateralis részeiben látott terminális hálózatba, amit az ectostriatum centraleból kiinduló kötegek alakítottak ki. A rostralis injekciókban a terminális háló az ectostriatum centralehoz közelebb jelent meg, ami a Nil belső részének felelt meg. Az ectostriatum periphericumban és a neostriatum intermediumban végződő rostokat elektronmikroszkóppal is megvizsgáltuk. Jelölt terminálisokat mindkét regioban találtunk. A terminálisok asymmetricus synapsisokat képeztek kis dendritprofilokon, és dendrittüskéken is (20, 21. ábrák). Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy míg a dorsolateralis rostköteg vékony rostjai a környező ectostriatum periphericummal alakítanak ki reciprok kapcsolatot, addig a vastag rostok nagy, kiterjedt összeköttetést hoznak létre a neostriatum intermedium pars lateralisával, ami szintén kétirányú kapcsolatban áll az ectostriatum centraleval. Sok vékony rost indult el az ectostriatum centrale ventromedialis és ventralis részéből a motoros areak felé, a paleostriatum augmentatumba (PA) és az archistriatum anteriusba. A ventromedialis részből eredő rostok a PA-ba tartottak, ahol nagyon gazdagon elágazódtak, és gazdag terminális hálózatot alakítottak ki. A rostok és a terminálisok a PA-ban nem egyenletesen oszlottak el (22. ábra). A PA ventrolateralis részébe sokkal több rost hatolt be, és a terminális háló is sokkal szerteágazóbb volt, mint a dorsomedialis részben. Caudalisabb metszeteken azt láttuk, hogy a rostok, miután ventrolateralis irányban haladva átmentek a lamina medullaris dorsalison az ectostriatum centrale ventrolateralis határától még lateralisabban szálltak le. Végül a paleostriatum augmentatum ventrocaudalis részében végződtek. Rostralisabban elhelyezkedő injekciók esetén kevesebb rost végződik a PA-ban. Néhány metszeten a paleostriatum primitivumban is láttunk jelölt rostot. Az elektronmikroszkópos vizsgálat során velőshüvely nélküli rostokat találtunk, melyekben vesiculákat is láttunk. A jelölt terminálisok kisebb profilú dendritekkel képeztek asymmetricus synapsisokat (23. ábra). Kevesebb rost indult ki az ectostriatum centrale ventrolateralis részéből. Ezek a rostok caudalis irányban haladtak, amíg el nem érték az archistriatumot (24. ábra). A rostok, craniocaudalis lefutásuk miatt az egymást követő coronalis metszeteken mint rostok rövid metszeteinek laza csoportjai voltak követhetők. Végül az archistriatum anterior medialis részében ágazódtak el és végződtek. Ez a projekció lényegesen kisebb volt, mint a paleostriatum augmentatumba tartó projekció. Az archistriatumban talált rostokat elektronmikroszkóppal is tanulmányoztuk. Találtunk vastag rostokat, melyek elágazódtak, és synapticus vesiculákat tartalmaztak, valamint közepesen nagy terminálisokat, melyek dendrittüskéken képeztek asymmetricus 23
synapsisokat (25. ábra). A fenti projekciók tehát közvetlen bemenetet biztosítanak az ectostriatum centraleból a motoros központoknak. A legvastagabb rostok az ectostriatum centrale ventromedialis részéből lépnek ki, áthaladtak a paleostriatum augmentatumon és a paleostriatum primitivumon, és beléptek a lateralis előagyi kötegbe (26. ábra). Ezek a rostok nem ágazódtak el, és követhetők voltak a diencephalonba. Itt a rostok behatoltak a nucleus rotundusba, ahol számos retrograd jelölt sejtet találtunk. A rostok és a jelölt sejtek az ectostriatum centraleban látott számos terminálisból retrograd töltődtek fel, és nagyon hasonló képet adtak a nucl. rotundusból anterograd jelölt rotundo-ectostriatalis projekcióhoz, melyet Egedi és Tömböl (18) mutattak be. Azokban az injekciókban, ahol kevesebb terminalis vette fel a tracert az ectostriatum centraleban, kevesebb retrograd jelölt sejtet találtunk a nucl. rotundusban.
24
Megbeszélés A madarak telencephalonjában - mind craniocaudalisan, mind mediolateralisan megközelítőleg középen elhelyezkedő terület az ectostriatum, melyet közel száz éve írtak le először Bumm (7) valamint Edinger és Wallenberg (16), mint a neostriatumba ágyazott regiot. Karten és Hodos (41, 42) valamint Showers (68) első hisztológiai leírásai szerint a regio nem homogén, hanem egy belső centralis és egy külső perifériás részből áll, és a kettő együtt alkotja az ectostriatalis komplexet. A belső “magban” közvetlenül a lamina medullaris dorsalis felett középnagy, kerek sejteket találtak. A magot karéjszerűen körülvevő részben kisebb, fusiform sejteket találtak Nissl festéssel, melyek egyenetlenül oszlottak el a regioban. Ezt a részt nevezték el ectostriatum periphericumnak. Jóllehet makroszkóposan az ectostriatum valóban jól elkülönül a környező neostriatumtól, Tömböl (69, 70, 71, 75) hisztológiai megfigyelései szerint azonban inkább az ectostriatum centrale különbözik az őt körülvevő regiotól. Tömböl (69, 71, 75) Golgi impregnációval vizsgálta a madár telencephalonjában az ectostriatum neuronjait. Az ectostriatum centraleban egyfajta projekciós neuron található, közepesen nagy perikaryonnal és közepesen nagy dendritfával, tüskés dendritekkel. Az ectostriatum periphericum projekciós neuronjai különböztek az ectostriatum centrale projekciós neuronjaitól, és egyszersmind nem különíthetők el a szomszédos neostriatum projekciós neuronjaitól. Perikaryonjuk alakja multiangualaris, dendritfájuk nagyobb, dendritjeik pedig sűrűbben tüskések. A Golgi struktúra alapján tehát az ectostriatum centralet az ectostriatum periphericum és a neostriatum intermedium egységes szerkezetű regioja veszi körül. Megkérdőjelezi az ectostriatum klasszikus felosztását és a környező telencephalonhoz való viszonyát a mag fő afferentációjának mintázata is. Az ectostriatum fő afferensei a diencephalicus nucl. rotundusból érkeznek. Egedi és Tömböl (18, 19) vizsgálatai szerint a rostok döntő többsége az ectostriatum centraleban végződik. A rostok kisebb része belép az ectostriatum periphericumba, és a neostriatum intermediumot is eléri, radier irányban egyre csökkenő mértékben. Éles határ utóbbi kettő között nem látható. Ez az eredmény is azt sugallja, hogy az ectostriatum centrale különül el a környező telencephalontól, és nem az ectostriatum komplex együtt. Ellentmondóak ill. nem teljesek az irodalmi adatok az ectostriatum telencephalicus kapcsolatait illetően. Az ellentmondások egy része, mint látni fogjuk, ugyancsak az ectostriatum felosztásából fakad. Munkánkban mind a telencephalicus afferens, mind a 25
telencephalicus efferens összeköttetéseket vizsgáltuk. Mivel élettani és viselkedéstani vizsgálatok a másik telencephalicus visualis látóközpont, a visualis Wulst és az ectostriatum kapcsolatát hangsúlyozzák, ezért az afferens kapcsolatokat ebből a szemszögből vizsgáltuk meg. Efferens projekció alatt pedig az ectostriatum centrale projekcióját értettük, hiszen az ectostriatum komplexnek csak ez a része az, mely a környező telencephalontól elkülöníthető. A diszkusszióban először az afferens, majd az efferens összeköttetéseket tekintjük át. 1. Az ectostriatum afferens telencephalicus kapcsolatainak megbeszélése Élettani és viselkedéstani vizsgálatok arra engednek következtetni, hogy a két telencephalicus látóközpont, az ectostriatum és a Wulst között kapcsolat van. Az ectostriatum afferens
kapcsolatait
ezért
elsősorban
a
Wulsttal
kapcsolatban
vizsgáltuk
meg:
alátámasztható-e morfológiailag is ilyen kapocsolat, és ha igen, az közvetlen vagy közvetett úton valósul-e meg. A viselkedéstani vizsgálatok között Besette és Hodos (5) eredményei szerint az ectostriatumnak nagy szerepe van a fényintenzitás, a mintázatok felismerésében, Hodos és mtsai (31) szerint pedig a méret megkülönböztetésében is. Watanabe (81) kimutatta, hogy az ectostriatum sérülése visualis agnosiaval jár. A Wulst sérülése a fenti funkciókban Hodos és munkacsoportjának (31, 48) vizsgálatai szerint csak kis mértékű képességcsökkenést okoz, a kettős, egymásutáni ill. egyidejű léziók eredményei pedig azt a feltevést erősítették meg, hogy a fényintenzitás-, minta- és színfelismerés az ectostriatum léziója után romlik jelentősen, a Wulst léziója után nem. Riley és mtsai (63) ezeket a megfigyeléseket azzal egészítették ki, hogy a sértetlen tectofugalis pálya elfedheti a thalamofugalis pálya sérüléséből eredő zavart, de fordítva nem. Mindezek az eredmények demonstrálják azt, hogy az ectostriatum domináns szerepet játszik a visualis funkciókban, a Wulst szerepe csupán másodlagos, és egyúttal felvetik a Wulst és az ectostriatum kapcsolatának a lehetőségét. Élettani vizsgálatok is több indokot adnak erre a feltételezésre. Engelage és Bischof (21) mikroelektródos elvezetéssel nyert eredményei azt mutatták, hogy az ellenoldali szem és a Wulst szimultán ingerlése alatt bizonyos potenciálok szupresszálódnak az ectostriatumban, vagyis a Wulst serkentően avatkozik bele a visualis információ feldolgozásába az ectostriatumban. Az élettani és viselkedéstani eredményeket morfológiai adatok is alátámasztották. Karten és mtsai (43) degenerációs módszerrel közvetlen összeköttetést mutattak ki a Wulstból az ectostriatum centrális és perifériás részébe. Ezt korszerűbb módszerekkel azóta nem erősítették meg. Watanabe és mtsai (85) retrograd jelöléssel 26
kimutatták, hogy a Wulst ugyan küld kevés efferens rostot az ectostriatum periphericumba, de az ectostriatum centraleval ilyen kapcsolatot már nem talált. Shimizu és mtsai (66) anterograd tracerrel jutottak hasonló eredményre. Az anterograd tracerrel végzett kísérleteink azt mutatták ki, hogy csirkében a Wulstnak az ectostriatum sem centralis, sem perifériás részével közvetlen kapcsolata nincs. A visualis Wulst efferens rostjai a hyperstriatum ventrale középső ill. lateralis részeiben végződtek. Feltételeztük, hogy ezeken a regiokon keresztül még fennálhat közvetett kapcsolat az ectostriatummal. Ennek tisztázására vizsgáltuk meg a hyperstriatum ventrale középső és lateralis területeinek az efferens összeköttetéseit ugyanazzal a módszerrel. Eredményeink szerint a hyperstriatum ventrale középső részének közvetlen kapcsolata van az ectostriatum centraleval. A hyperstriatum ventrale lateralis része csak az ectostriatum periphericummal áll összeköttetésben, a centrális résszel nem. Ugyanez a terület - ti. a HV lateralis része összeköttetésben van a környező neostriatummal. A HV lateralis részéből kiinduló rostok egy része csatlakozik a lateralis előagyi köteghez, így egy extratelencephalicus kapcsolat lehetősége sem zárható ki. Ez utóbbi összeköttetés további vizsgálatot igényel. Az eredményekből két dologra következtettünk. Megállapíthatjuk, hogy a Wulstnak közvetett kapcsolata van az ectostriatummal a hyperstriatum ventrale subregioin keresztül, klasszikus felosztás szerint annak mind centrális, mind perifériás részeivel. Az élettani és viselkedéstani kísérletek eredményeit ezek a morfológiai tények alátámasztják. Másrészt a hyperstriatum ventrale medialis és lateralis részeinek projekciós mintázatát összevetve az ectostriatum centrale elkülönül az ectostriatum periphericum és neostriatum intermedium laterale együttesétől, hiszen az ectostriatum centralis része a hyperstriatum ventrale medialis, míg perifériás része és a neostriatum intermedium együtt a lateralis résztől kapja afferentációját. 2. Az ectostriatum efferens kapcsolatainak megbeszélése Benowitz és Karten (4), Revzin és Karten (62), Ritchie és Cohen (65) által többszörösen bizonyított, hogy az ectostriatum centrale a thalamicus nucl. rotundusból kapja fő afferentációját. Eredményeik szerint az ectostriatum centraleból eredő rostok sem telencephalicus, sem extratelencephalicus regiokban, csupán a komplex külső, karéjszerű részében, az ectostriatum periphericumban végződnek. Ez utóbbi az, mely további telencephalicus aerakkal alakít ki kapcsolatot, úgymint a neostriatum intermediummal és a paleostriatum augmentatummal. Ritchie és Cohen (65) a komplex afferens részének tartják 27
tehát a centrális részt, efferens részének pedig a külső, perifériás részt. A teóriának mindazonáltal több megfigyelés is ellene szól. Szövettanilag az ectostriatum periphericum elkülönül az ectostriatum centraletól, de nem különül el az őt körülvevő neostriatum intermediumtól. Tömböl (71) Golgi impregnációval készült metszeteken végzett vizsgálatai azt mutatják, hogy hasonló típusú neuronok találhatók az ectostriatum periphericumban és a neostriatum intermediumban. A sejttípusok alapján így egységes regionak tekinthetők, amely körülveszi az ectostriatum centralet. Ez a szerkezet nem valószínűsít egy szigorú egymásutániságot a projekcióban az ectostriatum centrale és periphericum, majd az ectostriatum periphericum és a neostriatum között, ellenben feltételezhető, hogy az ectostriatum centrale hasonló kapcsolatban állhat az ectostriatum periphericummal és a neostriatum intermediummal. Mind a thalamicus, mind a telencephalicus hyperstriatum ventrale projekciója alapján is az ectostriatum periphericumot sokkal inkább a neostriatum részének tarthatnánk, mint egy ectostriatalis komplex részének. A thalamicus projekciót illetően Egedi és Tömböl (18, 19) kimutatta, hogy jóllehet a fő rotundorecipiens terület az ectostriatum centrale, de az ectostriatum periphericumban és a környező neostriatumban jóval kevesebb, de nem elhanyagolható számú rost végződik. Az afferens rostok mennyisége alapján az ectostriatum centrale a többi regiotól jól elkülönül, de az ectostriatum periphericum és a neostriatum között nem tudunk határt megállapítani. A telencephalicus hyperstriatum ventrale projekciója alapján ugyancsak az ectostriatum centrale különül el az ectostriatum periphericum és neostriatum együttesétől. Eredményeink szerint a hyperstriatum ventrale középső részének az ectostriatum centraleval, míg a lateralis részének az ectostriatum periphericummal és a neostriatumrmal van kapcsolata. A fenti nem egybehangzó hisztológiai és pályakövetéssel nyert eredmények késztettek arra, hogy részletesen megvizsgáljuk az ectostriatum centralis efferens kapcsolatait, és újraértékeljük az ectostriatum helyzetét a telencephalonban. Ritchie és Cohen (65) eredményeivel ellentétben úgy találtuk, hogy az ectostriatum centrale nem csak az ectostriatum periphericummal van összeköttetésben, hanem közvetlen kapcsolata van több telencephalicus regioval is. Valóban van összeköttetés az ectostriatum centrale és az ectostriatum periphericum között, de az ectostriatum centralenak nem ez a fő efferens területe, és az is valószínű, hogy előbbi kollaterálisokon keresztül valósul meg. Az összeköttetés pedig nem egyirányú, hanem reciprok: az ectostriatum periphericum is küld rostokat az ectostriatum centraleba. 28
A neostriatum intermedium nagyon kiterjedt afferentatiot kap az ectostriatum centraleból, és ez a kapcsolat reciprok jellegű, vagyis van visszajelentés utóbbi felé. Shimizu és mtsai (66) leírásai szerint a neostriatum intermedium dorsolateralis része ugyancsak kap információt a másik látóközponttól, a Wulsttól, és ez a kapcsolat közvetlen kapcsolat. Megfigyeléseink szerint a Wulst közvetett úton - a hyperstriatum ventrale lateralis részén keresztül - is eléri a neostriatum intermediumot. A két látóközpont, a domináns (ectostriatum) és a kiegészítő-pontosító centrum (Wulst) információi együtt érik el tehát a neostriatum intermediumot. Ebből arra következtethetünk, hogy a neostriatum intermedium a látóközpontok fölé rendelt, integratív központ, amit Husband és Shimizu (36) integratív látóközpontnak neveznek. Az integratív jelleget az támogatja, hogy van visszajelentés és ezáltal kontroll az ectostriatum felé. Husband és Shimizu (36) szerint a neostriatum intermediumnak a komplex felismerésben és a visualis emlékek feldolgozásában is szerepe lehet. Az ectostriatum centrale projekcióinak másik csoportja a motoros központok felé irányul.
Nagyon
kiterjedt,
de
egyirányú
kapcsolatot
találtunk
a
paleostriatum
augmentatummal, és egy kevésbé kifejezettebbet az archistriatummal. Ezeken a kapcsolatokon keresztül az ectostriatum közvetlenül befolyásolhatja a motoros központok működését. Madarakban a visualis információ elsőrendű, az ectostriatum pedig a domináns látópálya központja. Ez annyit jelent, hogy az állat legalapvetőbb mozgásaiban, motoros tevékenységében az ectostriatum révén közvetlen, kiváló visualis modulációra nyílik lehetőség. A kapcsolatnak szerepe lehet a visualis reflexek kontrolljában is. Ez alátámasztja Gioanni és Sansonetti (25) léziós kísérleteinek eredményét is, amik az ectostriatumnak az optokinetikus nyaki reflexben betöltött szerepére mutatnak rá. Az ectostriatumnak a paleostriatum augmentatummal és archistriatummal kialakított kapcsolata valószínűleg a madár mindennapi élettevékenységének egyik legmeghatározóbb eleme. Galambban Husband és Shimizu (36) vizsgálta hasonló pályakövető módszerrel az ectostriatum projekcióját. Eredményeik szerint az egyes struktúrák láncszemszerűen állnak kapcsolatban egymással, ezzel Ritchie és Cohen (65) korábbi eredményeit igazolják korszerűbb technikával. Ezek szerint a nucl. rotundus az ectostriatum centraleba, az ectostriatum centrale az ectostriatum periphericumba, ez pedig a környező neostriatumba küldi rostjait. A környező neostriatumban azonban két regiót különítenek el. A belsőt, mely az ectostriatum periphericumot karéjszerűen körülveszi, és ettől is kapja afferentációját, Ep2-nek nevezi. Ugyanez a terület - jóllehet kisebb számban - közvetlen is rostokat kap az ectostriatum centraleból. Ez ugyanakkor annak a lehetőségét is felveti, hogy a két regio ebből a szempontól 29
is nehezen elválasztható egymástól, mely egybevág a korában tárgyalt hisztológiai és afferentációs hasonlóságokkal. A neostriatum belső része (Ep2) vetít a további neostriatalis részekre, melyet összefoglalóan Veenman (78) nevezett először pallium externumnak. Veenman (78) a pallium externum alatt az ectostriatum komplexet körülvevő neostriatumot értette, mely rostralisan a neostriatum frontalenak, középen a regio temporo-parietooccipitalisnak, caudalisan a neostriatum intermedium lateralenak felel meg. Ezek az eredmények különböznek a mi eredményeinktől, hiszen az ectostriatum centralet továbbra is a komplex afferens, Ep-t pedig a komplex efferens részének tartják, láncszemszerű összeköttetést hangsúlyoznak az ectostriatum centrale, az ectostriatum periphericum, és a neostriatum belső és külső részei között, és számottevő közvetlen kapcsolatot a neostriatummal illetve motoros központokkal nem írnak le. Megfigyeléseinknek legfontosabb mondanivalója éppen az, hogy az ectostriatum centralenak közvetlen kapcsolata van az ectostriatum periphericumon kívül a neostriatummal és a motoros központokkal is, úgymint a paleostriatum augmentatummal és az archistriatummal. További fontos különbség, hogy az ectostriatum periphericumnak és a neostriatum intermediumnak reciprok kapcsolata van az ectostriatum centraleval, ami arra enged következtetni, hogy visszajelentés történik a visualis központ, az ectostriatum felé. Az anterograd pályakövetéssel nyert eredményeket retrograd pályajelöléssel jelen munkánkban nem bizonyítottuk. A rostok lefutási irányának alapos, részletes tanulmányozása, a rostkötegek és az egyes rostok gondos követése, ezeknek igen kritikus elemzése után jutottunk a leírt eredményekre. 3. Hasonlóságok a madár és az emlős látópályája között Az elmúlt évtizedekben felhalmozódott anatómiai, idegélettani és viselkedéstani vizsgálatokat összevetve sokan azt találták, hogy több kevesebb analógia mutatkozik az emlősök és a madarak látópályái között (36, 42, 43, 58, 60, 66). Munkánknak nem célja részletesen elemezni és a teljesség igényével analógiát keresni vagy cáfolni a látópályák között. Eredményeink azonban több esetben új fényt vetnek a pálya egyes részeire, annak kapcsolataira és így vélhetőleg annak funkciójára. Mivel munkánk az ectostriatum összeköttetéseit és telencephalonban való helyzetét vizsgálta, a látópályának ezt a részét tudjuk részletesebben elemezni. Emlősben a retinális rostok két fő magban végződnek, ahonnan két különböző pálya veszi kezdetét. A rostok nagy része a köztiagyi corpus geniculatum lateraleban végződik, 30
majd átkapcsolás után az occipitális lebenybe, az area striataba projíciál. Ezt a pályát geniculocorticalis pályának nevezik. Morfológiai és viselkedéstani eredmények alapján az emlős geniculocorticalis pályáját a madár thalamofugalis pályájához hasonlítják (36, 42, 43, 58, 59, 66). Madárban ugyanis a retinális rostok egy része ugyancsak egy diencephalicus magban, a nucl. geniculatus lateralis dorsalisban kapcsolnak át, majd az információ a telencephalonnak egy jól körülírt regiójába, a Wulstba adódik tovább. A Wulstot több szempontból is hasonlónak találták az area striatahoz. Karten és mtsai (43), és Pettigrew (56) a sejtek réteges elrendeződését írták le benne. A rétegeket granularis, supragranularis és infragranularis rétegnek nevezték el. A kapcsolatok mintázata is hasonló. A thalamusból jövő visualis információ a granularis réteget éri el, ami a supragranularis rétegbe küldi rostjait, ez utóbbi pedig további telencephalicus areakba. Ez hasonló - a többek között Peters és Jones (55) könyvében leírt - az emlős corpus geniculatum laterale - IV. réteg - III. réteg extrastriatalis kéreg pályához. Az elméletnek több megfigyelés is ellene szól. Golgi impregnációval Tömböl szerint (71, 74) az emlőshöz hasonló réteges elrendeződés a Wulstban nem található, így a kérgi rétegeket a granularis, supra- és infragranularis réteggel azonosítani még nehezebb. Tömböl és mtsai szerint (72, 73) madárban egyetlen terület van, ahol corticalis jellegű organisatiot láthatunk, ez a hippocampus. A neuronok laminaris organisatioja azonban még kevésbé figyelhető meg a Wulstban, mint a hippocampusban. A Wulst supragranularisnak tartott rétegének ezenfelül nemcsak intratelencephalicus regiokkal van kapcsolata, mint az emlős cortex III. rétege, hanem a tractus septomesencephalicuson keresztül extratelencephalicus területekkel is, a diencephalon és a mesencephalon visualis magjai felé (tectum opticum, nucl. geniculatus ventralis, nucl. opticus principalis thalami). Ilyen, a visualis magokba induló projekció emlősben az V. és VI. rétegből indul el. Shimizu és Karten (67) megvizsgálták a neurotranszmitterek és neuropeptidek eloszlását is. Az eredmények szerint sok neurotranszmitter és neuropeptid hasonlóan oszlik meg a Wulstban az emlős area striatajához hasonlítva, de találtak jelentős különbségeket is. Miceli és mtsai (50) elektrofiziológiai vizsgálatokkal kimutatták, hogy a visualis Wulstban a receptív mezők retinotopicus elrendezése hasonló az emlős area striatajáéhoz. Pettigrew és Konishi (57) a receptív mezők elrendezésében columnaris szerveződést írt le bagolyban. Emlősben a mezők columnaris szerveződése érthető, hiszen a specifikus afferens rost köré rendeződött corticalis columna morfológiailag is alátámaszt oszlopos organisatiot. Madárban mindazonáltal columnaris organisatiot Tömböl szerint (71, 74) morfológialag kimutatni nem lehet. Pettigrew és Konishi (56, 57) elektrofiziológiai hasonlóságot látnak abban, hogy a Wulst elsősorban a binocularis visualis processzióval foglalkozik, mélységben 31
is analizál, a neonatalis periódusban különösen érzékeny a visualis információkra, és receptív mezeje kicsi, 1o körüli, bár ezek az adatok csak ragadozókra érvényesek, galambra és csirkére nem. Utóbbi állatokban ezeket a funkciókat - Huber és Crosby (34), Watanabe és mtsai (83, 84) szerint - a tectofugalis pálya nagyrészt átvette. Ngo és mtsai (53) valamint Tömböl és mtsai (76) szerint a binocularis processziót támasztja alá az a morfológiai eredmény is, hogy a tractus tectorotundalis nemcsak ipsilateralis rostokat tartalmaz, de kollaterálisaival eléri az ellenoldali nucl. rotundust is (53, 76). Végezetül a számos részletes vizsgálat mellett az analógia ellen szólnak Craft és Butter (11), Klüver (45) és Lashley (47) azon kísérleti eredményei, hogy az area striata teljes elroncsolása esetén a szín-, forma- és fényerősség felismerés teljességgel és véglegesen megszűnik, míg Riley és mtsai (63) szerint madarakban a funkciókiesés nem súlyos, és a képesség újból megszerezhető. Emlősben a másik látópálya az ún. extrageniculocorticalis pálya. A retinális rostok a középagyi colliculus superiorba tartanak, majd innen átkapcsolás után a thalamus dorsolateralis magjaiba (emlősönként különbözik, macskában a nucl. lateralis posterior pulvinar komplexbe) kerül az ingerület. Kaas és Krubitzer (38) leírásai szerint a thalamus az ún. extrastriatalis visualis cortex részekbe küldi rostjait, mely egyre fejlettebb agyvelejű emlősökben egyre nagyobb számú és területű regiot jelent (macskában a Brodmann 19 regio, a sulcus lateralis Sylvii medialis és lateralis oldalán lévő regiok, az ectosylvian visual area [EVA]). Ezt az extrageniculocorticalis pályát Karten és mtsai (42, 43) a madarak tectofugalis pályájának tartják. Morfológiai megfontolásból elsősorban azért, mert a retinális rostok egy középagyi regioba kerülnek (tectum opticum), innen az információ a thalamusba (nucl. rotundus), majd a telencephalonba (ectostriatum) kerül. A tectum opticumba és a thalamusba a rostok topographiai rendben kerülnek tovább - csakúgy, mint emlősben -, sőt a nucl. rotundusban funkcionális segregatiot (irány- és mozgásszelektív neuronok) is leírtak (79). Az egyes struktúrák azonban nagy különbséget mutatnak. A középagy szintjén a colliculus superiorban és a tectum opticumban is laminatiot látunk, de a különbség nagy. Ramon y Cajal (59) a tectum opticumban 13 réteget különböztetett meg, mely számos sejttípusával és igen bonyolult kapcsolatrendszerével jóval bonyolultabb struktúra benyomását kelti, mint a colliculus superior. Ezen struktúra, valamint a tectum opticumnak az agyvelőhöz viszonyított relatív nagy mérete alapján feltehető, hogy a madarak tectum opticuma funkcionálisan is többet jelent a látás kialakításában. A középagyi magokból az információ a köztiagyon át a telencephalonba jut. Emlősben a fejlettségtől függően több extrastriatalis visualis cortex részbe kerül az ingerület, és a rostok 32
a cortex IV. rétegében végződnek. Egedi és Tömböl (18, 19) eredményei szerint madárban a pálya szinte teljesen az ectostriatum centralis részében végződik, de rostok átnyúlnak és végződnek az ezt körülvevő ectostriatum periphericumban, és a neostriatum intermedium lateraléban is. Más eredmények szerint a nucl. rotundus kizárólag az ectostriatum centralis részébe küldi rostjait (42). Erre az adatra, valamint a Ritchie és Cohen (65) által leírt Ec → Ep → Nil láncszerű kapcsolatra alapozva Karten (40) azt a teóriát vetette fel, hogy a madár telencephalonjában lévő említett regiok tulajdonképpen megfelelnek a cortex egyes rétegeinek, csupán madárban nem laminárisan, hanem sejtcsoportokban történik a szerveződés. Ennek alapján a thalamorecipiens IV. rétegnek az ectostriatum centrale felelne meg. Mivel emlősben a cortex IV. rétegnek a III. és II. rétegekkel van kapcsolata, ezeknek az ectostriatum periphericum felelne meg. A III. és II. réteg az V. és VI. rétegekbe küldi rostjait, ami pedig az ectostriatum periphericum telencephalicus efferentációjának felelne meg, vagyis elsősorban a neostriatum intermediumnak, valamint a paleostriatum augmentatumnak és az archistriatumnak. Jóllehet maga Karten (40) is felhívta a figyelmet arra, hogy az összehasonlítást kellő kritikával kell fogadni, valóban nagyon sok ellenérv szól a teória ellen. Az emlősök cortexében az ún. corticalis rendezettséget nehéz összevetni magok közötti kapcsolatokkal. A rétegek közötti rendkívül gazdag kapcsolatok, melyben az interneuronok is nagy szerepet játszanak, jóval bonyolultabb és egyszerűen más természetű struktúrát képeznek, mint a madár telencephalon egymással kapcsolatban lévő regioi. Valverde (77) összefoglaló munkájában kiemeli, hogy az emlős visualis cortexében a corticalis modul a betérő thalamicus rost köré szerveződik, ami a morfológiai és funkcionális egységet - receptív mezők - képviseli. Madárban Tömböl (69, 71) szerint ilyen rendezettségre még analógiát sem lehet mutatni, egyszerűen azért, mert a telencephalon morfológiája gyökeresen különbözik egy emlős cortexétől. Ezen fő érveken kívül, ha el is fogadunk egy tág értelemben vett analógiát, további ellentmondásokba ütközünk. Anterograd pályakövetéssel végzett tanulmányok egyértelműen kimutatták, hogy a diencephalicus nucl. rotundus rostjai az ectostriatum centraleban végződnek, de átnyúlnak rostok az ectostriatum periphericumba és a neostriatum intermediumba is, számuk radialis irányban csökken, jelentősége valószínűleg nem meghatározó. Emlősben a thalamocorticalis pálya a cortex IV. rétegben végződik, ami a cortex III. és II. rétegeivel van kapcsolatban. Ezen utóbbi rétegeket több szempontból sem lehet az ectostriatum periphericumnak megfeleltetni. Az emlős cortexének III. rétegéből commissuralis pályák indulnak el. Madárban az ectostriatum periphericumnak ilyen kapcsolatát mindeddig nem mutatták ki. (Ugyanakkor meg kell jegyeznünk: a madár corpus 33
callosum teljes hiánya miatt nehéz analógiát vonnunk vagy éppen azt cáfolnunk.). A megfeleltetés azért sem szerencsés, mert az ectostriatum periphericum egy regio, és nem egy egységet alkotó struktúra része, rétege. Ugyanezen megfontolásból a neostriatum intermedium, a paleostriatum augmentatum és az archistriatum sem felelhetnek meg a cortex V. és VI. rétegeinek, ezek több-kevesebb saját funkcióval bíró asszociációs ill. motoros mezők. Ezen regioknak a szerepei, összeköttetései - önálló - funkciójukból adódóan gyökeresen más jellegűek, mint egy rétegnek vagy résznek egy adott struktúrán belül. További ellenérv, hogy az V. és VI. rétegeknek kifejezett kapcsolatuk van a visualis magokkal (corpus geniculatum laterale, colliculus superior). Ilyen kifejezett kapcsolat madárban nincs. Zeier és Karten (86), Karten (40) valamint Davies és mtsai (15) írtak le összeköttetést az archistriatum és a tectum opticum között, a neostriatumból ill. PA-ból ilyen efferensekről azonban nem tudunk. A madár és az emlős látópályái funkcionális szempontból sem felelnek meg egymásnak. Emlősben Craft és Butter (11), Klüver (45) és Lashley (47) kísérletei szerint a geniculocorticalis pálya sérülése a szín-, forma- és fényerősség felismerésének teljes megszűnését vonja maga után. Hodos és mtsai (31), valamint Riley és mtsai (63) szerint madarakban, különösen azokban, amelyeknek szeme lateralisan van, a thalamofugalis pálya sérülése után jelentős károsodás nem történik, csupán egy kiegészítő-finomító funkció esik ki a visualis analízisben. Madarakban a domináns tectofugalis pálya az, amely a szín-, forma-, mintázat- és fényerősség felismerésében döntő szerepet játszik, ennek sérülése súlyos funkciókiesést okoz. Emlősben az ennek analógiájának tartott extrageniculocorticalis pálya nem tölt be ilyen fontos szerepet. A talált hasonlóságok mellett a sok különbség megkérdőjelezi, hogy lehet-e az emlős és a madár látópályáit egymásnak megfeleltetni. Valószínűbbnek tartjuk, hogy egy más organizációról van szó, így analógiát keresni a kettő között nagyon nehéz, sokszor mesterkélt. További adatok valószínűleg hozzásegítenek ahhoz, hogy a két látópályát mind morfológiájában, mind szerepében jobban megértsük.
34
Új eredmények 1. Kimutattuk, hogy a két telencephalicus látóközpont, a Wulst és az ectostriatum között közvetett kapcsolat van. Anterograd pályakövetéssel megerősítettük, hogy a Wulst a hyperstriatum ventrale medialis részére projíciál, majd átkapcsolás után a rostok az ectostriatum centralis részére vetülnek. Kimutattuk, hogy a Wulst a hyperstriatum ventrale lateralis részén keresztül pedig az ectostriatum periphericummal és a neostriatummal van kapcsolatban. 2. Kimutattuk, hogy az ectostriatum centralenak közvetlen kapcsolata van a neostriatum intermediummal, valamint a motoros központokkal, a paleostriatum augmentatummal és az archistriatummal. 3. Kimutattuk, hogy az ectostriatum centralenak hasonló a kapcsolata az ectostriatum periphericummal, mint a neostriatum intermediummal, de feltehető, hogy a kapcsolat egy része kollateralisokon keresztül valósul meg. Mindkettő kapcsolat kiegészül visszajelzéssel, azaz az ectostriatum afferens rostokat kap az ectostriatum periphericumtól és a neostriatum intermediumtól. 4. A projekciós mintázat alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy az ectostriatum periphericum sokkal inkább a környező neostriatum része, és az ectostriatum centrale különül el a környező telencephalontól, és nem egy ectostriatalis komplex. Ez alátámasztja a korábbi Golgi leírásokból nyert következtetést.
35
Köszönetnyilvánítás Munkám megírásában számtalan segítséget kaptam. Köszönetet
szeretnék
mondani
témavezetőmnek,
Dr.
Tömböl
Teréz
professzorasszonynak, aki bevezetett a kutatómunka rejtelmeibe. 1994-ben mint tudományos diákkörös kerültem laboratóriumába, azóta vezeti, segíti folyamatosan munkámat. Türelemre, igényességre, pontosságra tanított, ugyanakkor rámutatott és nem engedett elmenni a szép mellett. Ez utóbbi legalább olyan fontos volt számomra, mint a kutatás mesterfogásaival való ismerkedés. Tanítását nem katedra mögül végezte, hanem odafigyeléssel, szeretettel, amiért különösen hálás vagyok. A laboratóriumi munkába Németh Andrea vezetett be, megtanított, hogyan kell precízen, tisztán dolgozni, és a továbbiakban is folyamatosan segített. Mindezt kedvesen, közvetlenül tette, a jó hangulatban öröm volt dolgozni, tanulni tőle. Sok segítséget kaptam Horváth Péternétől is, önzetlen segítségét köszönöm. Köszönöm Kiss Józsefnek a fényképek elkészítését, aki mindig a legjobbat igyekezett kihozni minden felvételből. A műtéti asszisztenciában nyújtott kedves, rugalmas segítségéért Deák Szilviának szeretnék köszönetet mondani.
36
Irodalomjegyzék 1. Ariens-Kappers CU, Huber CG, Crosby EC (1936). The comparative anatomy of the nervous system of vertebrates, including man vol. III. Macmillan, London, pp.1240-1735 2. Bagnoli P, Burkhalter A (1983). Organization of the afferent projections to the Wulst in the pigeon. J Comp Neurol 214:103-131 3. Bellonci J (1888). Über die centrale Endigung des Nervus opticus bei den Vertebraten. Zeitscrift wisschensch. Zool 47:1-46 4. Benowitz LJ, Karten HJ (1976). Organization of the tectofugal visual pathway in the pigeon: A retrograde transport study. J Comp Neurol 167:503-520 5. Bessette BB, Hodos W (1989). Intensity, color, and pattern discrimination deficits after lesions of the core and belt regions of the ectostriatum. Vis Neurosci 2:27-34 6. Binggeli RL, Paule WJ (1969). The pigeon retina: Quantitative aspects of the optic nerve and ganglion cell layer. J Comp Neurol 137:1-18 7. Bumm A (1883). Das Grosshirn der Vögel. Zeitschrift für Wissentschaftliche Zoologie 38:430-467 8. Chaves LM, Hodos W (1998). Color reversal-learning deficits after tectofugal pathway lesions in the pigeon telencephalon. Behav Brain Res 90:1-12 9. Cohen DH (1967). The hyperstriatal region of the avian forebrain: A lesion study of possible functions, including its role in cardiac and respiratory conditioning. J Comp Neurol 131:559-570 10. Cowan WM, Adamson L, Powell TPS (1961). An experimental study of the avian visual system. J Anat 95:545-563
37
11. Craft LH és Butter CM (1968). Effect of striate cortex removal on wavelenght discrimination in rats. Psychol Rec 18:311-316 12. Csillag A (1991). Large GABA cells of chick ectostriatum: anatomical evidence suggesting a double GABAergic disinhibitory mechanism. An electron microscopic immunocytochemical study. J Neurocytol 20: 518-28 13. Csillag A, Bourne RC, Patel SN, Stewart MG, Tömböl T (1989). Localization of GABAlike immunoreactivity in the ectostriatum of domestic chicks: GABA-like immunoreactivity in the ectostriatum of the domestic chicks: GABA immunocytochemistry combined with Golgi impregnation. J of Neurocytol 18:369-379 14. Curcio CA, Allen KA (1990). Topography of ganglion cells in human retina. J Comp Neurol 300:5-25 15. Davies DC, Csillag A, Székely AD, Kabai P (1997). Efferent connections of the domestic chick archistriatum: a phaseolus lectin anterograde tracing study. J Comp Neurol 389: 679-93 16. Edinger L, Wallenberg A (1899). Untersuchungen über das Gehirn der Taube. Anat Anz 15, 245-271 17. Edinger L, Wallenberg A, Holmes G (1903). Untersuchungen über die vergleichende Anatomie des Gehirns. 5. Das Vorderhirn der Vögel. Abhandlung der Senkenberg Naturforschung Gesellschaft, 20: 341-426 18. Egedi G, Tömböl T (1993). A Phaseolus lectin anterograde tracing study of the rotundotelencephalic projections in the domestic chick. J Hirnforsch 34:317-333 19. Egedi G, Tömböl T (1994). EM study on terminals labelled by Phaseolus vulgaris lectin in ectostriatum periphericum and neostriatum intermedium. J Brain Res 35:405-414 20. Ehrlich D, Mark R (1984). Topography of primary visual centres in the brain of the chick, Gallus gallus. J Comp Neurol 223: 611-25
38
21. Engelage J, Bischof HJ (1994). Visual Wulst influences on flash evoked responses in the ectostriatum of the zebra finch. Brain Res 652:17-27 22. Gamlin PDR, Cohen DH (1986). A second ascending visual pathway from the optic tectum to the telencephalon in the pigeon (Columba livia). J Comp Neurol 250: 296-310 23. Gamlin PD, Cohen DH (1988). Retinal projections to the pretectum in the pigeon (Columba livia). J Comp Neurol 269: 1-17 24. Garey LJ, Dreher B, Robinson SR (1991). The organisation of the visual thalamus. In: Dreher B, Robinson SR: Neuroanatomy of the visual pathways and their development. CRC Press, Inc. Boca Raton Ann Arbor, Boston 25. Gioanni H, Sansonetti A (2000). Role of basal ganglia and ectostriatum in the contextdependent properties of the optocollic reflex (OCR) in the pigeon (Columba livia): a lesion study. Eur J Neurosci 12:1055-1070 26. Güntürkün O (1991). The functional organization of the avian visual system. In Andrew RJ (Ed.), Neural and Behavioural Plasticity: The use of the domestic chick as a model. Oxford Univ Press pp. 92-105 27. Hahmann U, Güntürkün O (1993). The visual acuity for the lateral visual field of the pigeon (Columba livia). Vision Res 27:31-40 28. Hamdi FA, Whitteridge D (1954). The representation of the retina on the optic tectum of the pigeon. Q J Exp Physiol 39: 11-119. 29. Hirschberger W (1967). Histologische Untersuchungen an den primären visuellen Zentren des Eulengehirns und der retinalen Repräsentation in ihnen. J Orn 108:187-202 30. Hodos W, Karten HJ (1966). Brightness and pattern discrimination deficits in the pigeon after lesions in the nucleus rotundus. Exp Brain Res 2:151-167 31. Hodos W, Macko KA, Bessette BB (1984). Near-field acuity changes after visual system 39
lesions in pigeons.II. Telencephalon. Behav Brain Res 13:15-30 32. Hodos W, Weiss SR, Bessette BB (1986). Size-threshold changes after lesions of the visual telencephalon in pigeons. Behav Brain Res. 21:203-14 33. Hodos W, Weiss SR, Bessette BB (1988). Intensity difference threshold after lesions of ectostriatum in pigeons. Behav Brain Res 30:43-53 34. Huber GC, Crosby EC (1929). The nuclei and fibre paths of the avian diencephalon, with consideration of telencephalic and certain mesencephalic centres and connections. J Comp Neurol 48:1-225 35. Hunt SP, Künzle H (1976). Observations of the pigeon optic tectum: an autoradiographic study based on anterograde and retrograde, axonal and dendritic flow. J Comp Neurol 170:153-172 36. Husband SA, Shimizu T (1999). Efferent projections of the ectostriatum in the pigeon (Columba livia). J Comp Neurol 406:329-345 37. Jassik-Gerschenfeld D, Teulon J, Ropert N (1976). Visual receptive field types in the nucleus dorsolateralis anterior of the pigeon’s thalamus. Brain Res 108, 295-306 38. Kaas JH, Krubitzer LA (1991). The organisation of extrastriate visual cortex. In: Dreher B, Robinson SR. Neuroanatomy of the visual pathways and their development. CRC Press, Inc. Boca Raton Ann Arbor, Boston 39. Karten HJ (1965). Projections of the avian optic tectum of the pigeon (Columba livia). Anat Rec. 151:396 40. Karten HJ (1991). Homology and evolutionary origin of the “neocortex”. Brain Behav Evol 38:264-272 41. Karten HJ, Hodos W (1967). A stereotaxic atlas of the brain of the pigeon (Columba livia) Baltimore: John Hopkins Press 40
42. Karten HJ, Hodos W (1970). Telencephalic projections of the nucleus rotundus in the pigeon (Columba livia). J Comp Neurol 140:33-52 43. Karten HJ, Hodos W, Nauta WH, Revzin MA (1973). Neural connection of the visual Wulst of the avian telencephalon. Experimental studies in the pigeon (Columba livia) and owl (Speotyto cunicularia). J Comp Neurol 150:253-277 44. Karten HJ, Nauta WJH (1968). Organization of retinothalamic projections in the pigeon and the owl. Anat Rec 160:373 45. Klüver H (1941). Visual functions after removal of the occipital lobes. J Psych 11:23-45 46. Kuenzel MJ, Masson M (1988). A stereotaxic atlas of the brain of the chick (Gallus domesticus). Baltimore and London: The John Hopkins University Press 47. Lashley KS (1939). The mechanisms of vision. XVI. The functioning of small remnants of visual cortex. J Comp Neur 70:45-67 48. Macko KA, Hodos W (1984). Near field acuity after visual system lesions in pigeons.I.Thalamus. Behav Brain Res 13:1-14 49. McGill JI, Powell TPS, Cowan WM (1966). The retinal representation upon the optic tectum and isthmo-optic nucleus in the pigeon. J Anat 100:5 50. Miceli D, Gianni H, Repérant J, Peyrichoux J (1979). The avian visual Wulst: I. An anatomical study of afferent and efferent pathways. II. An electrophysiological study of the functional properties of single neurons. In Granada, AM and Maxwell JH (Eds.), Neural Mechanisms of Behaviuor in Birds. Plenium Press, New York 51. Miceli D, Marchand L, Repérant J, Rio JP (1990). Projections of the dorsolateral anterior complex and adjacent thalamic nuclei upon the visual Wulst in the pigeon. Brain Res 518:317-323
41
52. Ngo DT, Davies CD, Egedi Gy, Tömböl T (1994). A Phaseolus lectin anterograde tracing study of the tecto-rotundal projections in the domestic chick. J Anat 184:129-136 53. Ngo DT, Németh A, Tömböl T (1992). Some data on GABAergic innervation of nucleus rotundus in chicks. J Hirnforsch 33:335-355 54. Nixdorf BE, Bischof HJ (1982). Afferent connections of the ectostriatum and visual Wulst in the zebra finch (Taeniopygia guttata castanotis Gould): An HRP study. Brain Res 248:9-17 55. Peters A, Jones EG (1984). Cerebral Cortex Vol. I. Plenium Press, New York 56. Pettigrew JD (1979). Binocular visual processing in the owl’s telencephalon. Proc Roy Soc (London), Ser. B 204:435-454 57. Pettigrew JD, Konishi M (1976). Neurons selective for orientation and binocular disparity in the visual Wulst of the barn owl (Tyto alba). Science 193:675-678 58. Pritz MB, Mead WR, Northcutt RG (1970). The effects of Wulst ablations on color, brightness and pattern discrimination in pigeons. J Comp Neurol 140: 81-100 59. Ramón y Cajal, S (1911). Histologie du Systeme Nerveux de l’Homme et des Vertebrés (translated by L. Azoulay), Vol. II., Maloine, Paris 60. Reiner A, Karten HJ (1983). The laminar source of efferent projections from the avian Wulst. Brain Res 275:349-354 61. Remy M, Güntürkün O (1991). Retinal afferents to the tectum opticum and the n. opticus principalis thalami in the pigeon. J Comp Neurol 305:57-70 62. Revzin AM, Karten HJ (1966). Rostral projections of the optic tectum and the nucleus rotundus in the pigeon. Brain Res 3:264-276 63. Riley NM, Hodos W, Pasternak T (1988). Effects of serial lesions of telencephalic components of the visual system in pigeons. Vis Neurosci 1:387-94 42
64. Ritchie TLC (1979). Intratelencephalic visual connections and their relationship to the archistriatum in the pigeon (Columba livia). Ph.D.Thesis, University of Virgina 65. Ritchie TC, Cohen DH (1977). The avian tectofugal visual pathway: Projections of its telencephalic target the ectostriatal complex. Soc Neurosci Abstr 3:94 66. Shimizu T, Cox K, Karten H (1995). Intratelencephalic projections of the visual Wulst in pigeons (Columba livia). J Comp Neurol 359:551-572 67. Shimizu T, Karten HJ (1990). Immunohitochemical analysis of the viasual Wulst of the pigeon (Columba livia). J Comp Neurol 300:346-369 68. Showers MJC (1982). Telencephalon of birds. In: E.C. Crosby and H.N.Schnitzlein (eds.) Comparative correlative neuroanatomy of the vertebrate telencephalon. Macmillan Publ. Co. Inc. New York, pp. 218-246. 69. Tömböl T (1990). Comparative study on the Golgi architecture of avian telencephalic visual areas. In:W.K. Schwerdtfeger, P. Germroth (eds), The forebrain in non-mammals, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 70. Tömböl T (1991). Arborization of afferent fibers in the ectostriatum centrale. Golgi study. J für Hirnforsch 33:563-575 71. Tömböl T (1995). Golgi structure of telencephalon of chicken. Abaevo Press, Hungary 72. Tömböl T, Davies DC, Németh A, Alpár A, Sebestény T. A Golgi and a combined Golgi/GABA immunogold study of local circuit neurons in the homing pigeon hippocampus. Anat Embryol 201:181-196, 2000 73. Tömböl T, Davies DC, Németh A, Sebestény T, Alpár A. A comparative Golgi study of chicken (Gallus domesticus and homing pigeon (Columba livia) hippocampus. Anat Embryol 201:85-101, 2000
43
74. Tömböl T, Maglóczky Zs (1990). Cytoarchitecture of chicken Wulst: a Golgi study of cell types and their maturation after hatching. Acta Morph Hung 38:35-53 75. Tömböl T, Maglóczky Zs, Stewart MG, Csillag A (1988). The structure of chicken ectostriatum. I. Golgi study. J für Hirnforsch 29:525-546 76. Tömböl T, A. Németh, T. Sebestény, A. Alpár (1999). Electron microscopic data on the neurons of nuclei subpretectalis and posterior-ventralis thalami. A combined immunohistochemical study. Anatomy and Embryology 199(2):169-83 77. Valverde F (1991). The organisation of striate coretx. In: Dreher B, Robinson SR: Neuroanatomy of the visual pathways and their development. CRC Press, Inc. Boca Raton Ann Arbor, Boston 78. Veenman CL, Wild MJ, Reiner A (1995). Organization of the avian “corticostriatal projection system: a retrograde and anterograde pathway tracing study in pigeons. J Comp Neurol 354:87-126 79. Wang Y, Jiang S, Frost BJ (1993). Visual processing in pigeon nucleus rotundus: luminance, color, motion and looming subdivisions. Vis Neurosci 10:21-30 80. Watanabe S (1992). Effect of lesions in the ectostriatum and Wulst on species and individual discrimination in pigeons. Behav Brain Res 49:197-203. 81. Watanabe S (1994). Experimental visual agnosia in the pigeon. Braz J Med Biol Res 27:563-71 82. Watanabe S (1996). Effects of ectostriatal lesions on discrimination of conspecific, species and familiar objects in pigeons. Behav Brain Res 81:183-8 83. Watanabe S, Hodos W, Bessette BB (1984). Two eyes are better than one: Superior binocular discrimination learning in pigeons. Psychol Behav 32:847-850. 84. Watanabe S, Hodos W, Bessette BB, Shimizu T (1986). Interocular transfer in parallel 44
visual pathways in pigeons. Brain Behav Evol 29: 184-195 85. Watanabe S, Ito H, Ikushima M (1985). Cytoarchitecture and ultrastructure of the avian ectostriatum: Afferent terminals from the dorsal telencephalon and some nuclei in the thalamus. J Comp Neurol 236:241-257 86. Zeier H, Karten HJ (1971). The archistriatum of the pigeon: organization of afferent and efferent connections. Brain Res 31: 313-26
45
Publikációs lista
A témában megjelent közlemények A. Alpár, T.Tömböl (1998). Telencephalic connections of the visual system of the chicken:tracing the interrelation of the efferents of the visual Wulst and the hyperstriatum ventrale. Annals of Anatomy 180(6):529-36 A. Alpár, T. Tömböl (2000). Efferent conneections of the ectostriatal core. An anterograde tracer study. Annals of Anatomy 182:101-110 T. Tömböl, A. Németh, T. Sebestény, A. Alpár (1999). Electron microscopic data on the neurons of nuclei subpretectalis and posterior-ventralis thalami. A combined immunohistochemical study. Anatomy and Embryology 199(2):169-83
A témához közvetlenül nem kapcsolódó közlemények Tömböl T, Davies DC, Németh A, Sebestény T, Alpár A. A comparative Golgi study of chicken (Gallus domesticus and homing pigeon (Columba livia) hippocampus. Anat Embryol 201:85-101, 2000 Tömböl T, Davies DC, Németh A, Alpár A, Sebestény T. A Golgi and a combined Golgi/GABA immunogold study of local circuit neurons in the homing pigeon hippocampus. Anat Embryol 201:181-196, 2000 Idézhető előadások, poszterek abstractjai A. Alpár, T. Tömböl. Structural organization of avian hippocampus. EM and immunological observations. European Journal of Neuroscience Suppl. no 8, p.99, 1995
46
A. Alpár, T. Tömböl. Efferent pathways from hyperstriatum accessorium. European Journal of Neuroscience Suppl. no 9 p.128, 1996 A. Alpár, T. Tömböl. Connections between the ectostriatum and telencephalic visual association areas in chicken. European Journal of Neuroscience, Suppl no10 p.244, 1998 A. Alpár, T.Tömböl. Afferent telencephalic pathways to the ectostriatum. A light and electron microscopic study. Annals of Anatomy Vol.180 p.254, 1998 A. Alpár, T. Tömböl. Telencephalic connections of the visual Wulst and the hyperstriatum ventrale. Annals of Anatomy Vol.181 p.234, 1999
Egyéb közlemények, előadások A. Alpár, A. Gál, L. Patonay, M. Kálmán. Local flaps for fingertip injuries. Int J Plast, accepted A. Alpár, T.Tömböl. A madár ectostriatumának afferens kapcsolatai. A magyar anatómus társaság IX. kongresszusa, 1997. Alpár A, Glasz T, Kálmán M. Plasztinált készítmények a pathológiában. Magyar Pathologus Kongresszus, Eger, 2000.
47
