Zona incerta - Zona incerta
| Zona incerta | |
|---|---|
| Detalhes | |
| Identificadores | |
| Latina | Zona incerta |
| Malha | D065820 |
| TA98 | A14.1.08.707 |
| TA2 | 5707 |
| FMA | 62038 |
| Termos anatômicos de neuroanatomia | |
A zona incerta ( ZI ) é uma região horizontalmente alongada de substância cinzenta no subtálamo abaixo do tálamo . Suas conexões se projetam extensivamente sobre o cérebro, desde o córtex cerebral até a medula espinhal .
Sua função é desconhecida, embora várias funções potenciais relacionadas à "integração límbico-motora" tenham sido propostas, como controle da atividade visceral e da dor; ativar a entrada sensorial e sincronizar os ritmos cerebrais corticais e subcorticais. Sua disfunção pode desempenhar um papel na síndrome da dor central . Também foi identificado como um alvo promissor da terapia de estimulação cerebral profunda para o tratamento da doença de Parkinson .
Sua existência foi descrita pela primeira vez por Auguste Forel em 1877 como uma "região da qual nada de certo pode ser dito". Cento e trinta anos depois, em 2007, Nadia Urbain e Martin Deschênes, da Université Laval, observaram que a "zona incerta está entre as regiões do cérebro menos estudadas; seu nome nem aparece no índice de muitos livros didáticos".
Estrutura
Este núcleo está localizado medialmente à cápsula interna , ventral ao tálamo e é contíguo ao núcleo reticular talâmico . O núcleo separa o fascículo lenticular do fascículo talâmico (também conhecida como o "campo H1 de Forel"). Suas células são muito heterogêneas, diferindo amplamente em sua forma e tamanho. Sua quimioarquitetura também é diversa, contendo até 20 tipos diferentes de células definidas neuroquimicamente. Foi notado que "Existem poucas regiões diencefálicas que possuem tanta diversidade celular e neuroquímica".
No rato , geralmente são identificadas quatro áreas.
- um setor rostral que possui células fusiformes densamente compactadas e células ovais maiores dispersas.
- um setor dorsal que possui células de formato oval de tamanho médio.
- um setor ventral composto por células multipolares ou fusiformes de tamanho médio que são mais densamente compactadas do que as células do setor dorsal
- Um setor caudal composto por pequenos e médios corpos físicos multipolares, fusiformes ou arredondados, juntamente com um grupo de grandes células multipolares localizadas medialmente. Isso às vezes é chamado de parte motora do núcleo da zona incerta. Esta é a área visada pela área de estimulação cerebral profunda quando a zona incerta é visada no tratamento da Doença de Parkinson.
Essas áreas carecem de bordas livres de células claras e se fundem umas nas outras.
Os neurônios da zona incerta têm dendritos com uma ampla extensão de 0,8 mm e seus axônios emitem colaterais que se arborizam localmente dentro da zona incerta, fornecendo um meio de inibição lateral . A área ventral da zona incerta foi descrita como tendo "uma rede de células GABAérgicas com interconexões generalizadas, de modo que as células de um subsetor podem influenciar a atividade das células de um subsetor diferente".
A zona incerta, juntamente com o hipotálamo, é uma das duas áreas do cérebro que produz o neuropeptídeo hormônio concentrador de melanina . Os dopaminérgicos também são mais prevalentes. Existem, além disso, populações de células produtoras de somatostatina , angiotensina II e hormônio estimulador dos melanócitos .
Conexões
A zona incerta tem conexões com o córtex cerebral , diencéfalo , gânglios da base , tronco cerebral e medula espinhal .
- Córtex cerebral
As projeções para a zona incerta surgem através do manto cortical dos lobos frontal aos occipitais . As projeções mais pesadas são do córtex cingulado , áreas frontal e parietal . A área da cabeça do corpo parece, nessas áreas, ter a maior representação na zona incerta. Essas projeções vão preferencialmente para os neurônios da camada cortical I. Existem projeções da zona incerta de volta ao córtex cerebral.
- Diencéfalo
As projeções com o diencéfalo são recíprocas e principalmente para o tálamo , como o núcleo intralaminar ( núcleo parafascicular e núcleo lateral central ) e núcleos de ordem superior, como o núcleo posterior lateral . A zona incerta evita os núcleos do tálamo das áreas sensoriais primárias, como o núcleo ventral posterior do sistema somatossensorial e o geniculado lateral do sistema visual. A zona incerta rostral também envia projeções inibitórias ao tálamo paraventricular com neurotransmissão gabaérgica.
- Hipotálamo
As projeções para o hipotálamo através da via incerto- hipotalâmica vão principalmente para as áreas do núcleo paraventricular no hipotálamo anterior , hipotálamo lateral , área pré-óptica lateral , faixa diagonal horizontal de Broca e região parvocelular do núcleo paraventricular .
- Gânglios basais
A zona incerta está conectada nos gânglios da base à substância negra (tanto pars compacta quanto pars reticulata ) e núcleo tegmental pedunculopontino (mas apenas sua área pars dissipata). Ele também tem conexões menos importantes com o núcleo entopeduncular e o globo pálido . Essas projeções são glutamatérgicas e excitatórias, ao invés de GABAérgicas e inibitórias. A zona incerta também recebe informações dessas áreas.
- Cerebelo
O cerebelo envia um número significativo de fibras para a zona incerta. Essas projeções se originam de vários núcleos cerebelares e são glutamatérgicas. Dadas as contribuições cerebelares para a aprendizagem motora, tempo e coordenação, as interações entre o cerebelo com a zona incerta provavelmente têm profunda influência nas funções motoras.
- Tronco cerebral
A zona incerta recebe informações de muitas partes dos núcleos do tronco cerebral, incluindo o cinza periaquedutal , os núcleos da rafe , o núcleo reticular do tálamo e as camadas profundas do colículo superior . É regulado por entradas de núcleos colinérgicos do tronco cerebral , como o núcleo tegmental laterodorsal e o núcleo pedunculopontino, sobre os receptores muscarínicos de seus neurônios .
- Medula espinhal
As aferências da zona incerta terminam na substância cinzenta da medula espinhal , particularmente no corno anterior , enquanto as projeções espinhais de volta para a zona incerta surgem de células localizadas ao longo do corno posterior e cinza intermediário .
- Outro
A zona incerta também tem conexões com a amígdala , prosencéfalo basal , os osmorreceptores no órgão subfornical , bulbo olfatório , hipófise posterior e habenula .
Algumas dessas projeções aparecem em registro; a representação da mesma parte do corpo no córtex e na medula espinhal se conecta às mesmas áreas na zona incerta. Isso possivelmente é verdade com o colículo superior.
Função
- Atividades de sobrevivência visceral.
A Zona incerta controla atividades como ingestão de água e comida, sexualidade e atividade cardiovascular. Esse controle está relacionado aos seus efeitos sobre o hipotálamo posterior próximo, com o qual ele compartilha conexões semelhantes e tipos de células definidos neuroquimicamente. Além disso, a ativação dos neurônios GABA na zona incerta rostral evoca o comportamento de compulsão alimentar com preferência por alimentos doces e ricos em gordura. A projeção inibitória da zona incerta para o tálamo paraventricular contribui para a compulsão alimentar produzida pela ativação do neurônio GABA da zona incerta.
A zona incerta recebe entrada de dor através do trato espinotalâmico e demonstrou controlar a atividade da via de transmissão da dor no tálamo posterior.
A estimulação elétrica ou química da zona incerta cria movimentos relacionados ao sistema límbico, como aqueles associados à orientação de defesa e cópula.
- Atividades sensório-motoras.
Em repouso, a entrada sensorial para as áreas sensoriais superiores do córtex cerebral é conduzida pelo tálamo. Além disso, foi proposto que a zona incerta fornece um mecanismo de desinibição de cima para baixo dessa porta quando há atividade sensório-motora, como o uso tátil de bigodes .
Isso também tem sido relacionado a mudanças sensoriais de passagem entre o sono e a vigília. Nesse caso, ocorre uma inibição mediada por zona incerta dos núcleos talâmicos, como o tálamo medial posterior somatossensorial. Isso é mais forte quando a entrada colinérgica na zona incerta é reduzida, como durante o sono de ondas lentas e durante a anestesia . A consequência disso foi explicada no processamento de informações:
Como resultado, os neurônios do tálamo medial posterior deixam de responder às entradas sensoriais ascendentes e funcionam principalmente no modo de "ordem superior", preocupado com a transmissão de informações transcorticais. Em contraste, o aumento da atividade colinérgica durante a vigília e o aumento da vigilância suprimem a inibição mediada pela zona incerta, liberando assim as respostas do tálamo posterior às entradas ascendentes.
A zona incerta projeta-se para o colículo superior e estes se ligam ao início dos movimentos de orientação dos olhos e da cabeça. Em macacos, por exemplo, a atividade neuronal na zona incerta "faz uma pausa" antes do início de uma sacada e recomeça no final de uma sacada.
- Sincronizando ritmos cerebrais corticais e subcorticais e integração.
A entrada GABAérgica recebida do córtex cerebral foi sugerida para sincronizar os ritmos tálamo-cortical e do tronco cerebral, fornecendo uma ligação entre a saída dos gânglios basais e a alça cortical cerebelo-tálamo. Isso permite sincronizar as oscilações geradas pelos gânglios da base durante a preparação e execução dos movimentos pretendidos. Uma função da alça é transportar instruções de movimento para o córtex motor através da saída da zona incerta para os neurônios do núcleo ventral lateral na alça cerebelo-tálamo-cortical e para os neurônios motores do tronco cerebral na formação reticular medial e área extrapiramidal mesencéfalo . Isso atua para sincronizar as áreas dos gânglios da base envolvidas no planejamento e execução do movimento com aquelas no tronco cerebral que controlam os músculos axiais e proximais dos membros com aquelas áreas no córtex motor que controlam os movimentos dos membros distais.
- Síntese
John Mitrofanis, da University of Sydney , propôs uma teoria geral que pode ser a base de algumas das opções acima.
A zona incerta está em posição de formar uma interface sináptica primária do diencéfalo, ligando diversos canais sensoriais às respostas viscerais, de excitação, atenção e postura-locomoção apropriadas. As diferentes entradas sensoriais, sejam exterorreceptivas (somáticas) ou interorreceptivas (viscerais), influenciam essas atividades ao conduzir as células da zona incerta com diferentes padrões de projeção e funções; cada uma dessas células pode estar localizada em diferentes setores da zona ... Em essência, sugere-se que a zona incerta tenha as vias para integrar os desafios sensoriais exterorreceptivos (por exemplo, somatossensoriais) e interoreceptivos (por exemplo, sede), de modo que a atividade visceral, a excitação , atenção e / ou locomoção postural são alteradas e / ou geradas. A zona incerta pode formar um nicho neural no tálamo, de onde essas respostas são "recrutadas" imediatamente, para dar uma resposta instantânea.
Significado clínico
Mal de Parkinson
A doença de Parkinson pode perturbar a zona incerta, pois é hiperativa em animais de experimentação parkinsonianos. Em humanos com doença de Parkinson, a lesão cirúrgica da zona incerta alivia seus sintomas motores parkinsonianos.
A estimulação cerebral profunda do núcleo subtalâmico em pessoas com doença de Parkinson identificou a zona incerta como uma área-alvo promissora para uma terapia eficaz. Ao contrário da estimulação bilateral profunda do núcleo ventral lateral, essa estimulação da zona incerta melhora todos os aspectos do tremor, incluindo as partes distal e proximal dos membros e o corpo de forma mais geral. Isso também ocorre sem disartria e desequilíbrio, pois essa estimulação não interrompe a sensação proprioceptiva e o processamento dos movimentos da habilidade motora fina das cordas vocais .
Os pesquisadores observaram que "O núcleo ventral lateral foi estabelecido há muito tempo como um alvo cirúrgico eficaz para controlar o tremor distal do membro, incluindo o tremor da doença de Parkinson. No entanto, porque ele recebe predominantemente aferentes cerebelares e nenhum aferente direto dos gânglios da base, é por isso que é eficaz em controlar o tremor da doença de Parkinson permaneceu um paradoxo. A condução de oscilações anormais geradas nos gânglios da base na doença de Parkinson para o núcleo ventral lateral via zona incerta explicaria, portanto, esse paradoxo e também explicaria por que observamos um efeito anti-tremor tão potente da estimulação zona incerta em nossos pacientes com doença de Parkinson "
O estudo observou ainda que a estimulação cerebral profunda na zona incerta "é eficaz na supressão de todos os componentes do tremor que afetam as partes distal e proximal do corpo. Esses resultados, se replicados em estudos maiores e controlados, têm implicações importantes para nossa cirurgia atual tratamento de pacientes com tremor e apontam para uma área-alvo mais promissora do que o núcleo ventral lateral do tálamo. "
Síndrome da dor central
A síndrome da dor central é a dor iniciada ou causada por lesão ou disfunção no sistema nervoso central . Pesquisas recentes sugerem que o desenvolvimento e a manutenção dessa dor podem estar ligados à regulação inibitória anormal pela zona incerta do tálamo posterior. Foi sugerido que existe
uma supressão significativa da atividade espontânea e evocada em neurônios inibitórios na zona incerta e atividade espontânea e evocada anormalmente alta de neurônios no tálamo posterior em animais com síndrome de dor central. A associação positiva entre limiares comportamentais e neurofisiológicos em ratos com síndrome da dor central é consistente com um papel causal para suprimidas entradas incerto-talâmicas na síndrome da dor central.