A madár ectostriatumának telencephalicus kapcsolatai. Dr. Alpár Alán

Átírás

1 A madár ectostriatumának telencephalicus kapcsolatai Dr. Alpár Alán Budapest, 2001 Témavezető: Dr. Tömböl Teréz egyetemi tanár 1

2 Tartalomjegyzék Bevezetés Célkitűzések Irodalmi háttér Módszerek Eredmények Megbeszélés Köszönetnyilvánítás Irodalomjegyzék 5. oldal 10. oldal 11. oldal 17. oldal 20. oldal 26. oldal 38. oldal 39. oldal 2

3 A madár ectostriatumának telencephalicus kapcsolatai Dr. Alpár Alán Témavezető: Dr. Tömböl Teréz egyetemi tanár Budapest, Semmelweis Egyetem Doktori Iskola, Idegtudományok Program, 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

4 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, 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

5 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

6 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 %-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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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 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

12 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 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

13 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

14 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

15 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

16 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 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

17 0,05 M TRIS pufferrel a metszeteket átmostuk. Ezután a metszeteket TRIS pufferrel 200- szorosára 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 ) 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 100- szorosára 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

18 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

19 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

20 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

21 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

22 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

23 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