Zona parafacial

Zona parafacial
Detalles
Parte de	Tronco cerebral ( bulbo raquídeo )
Identificadores
Acrónimo (s)	PZ
*Términos anatómicos de la neuroanatomía* [ editar en Wikidata ]

La zona parafacial ( PZ ) es una estructura cerebral ubicada en el tronco del encéfalo dentro del bulbo raquídeo que se cree que es muy responsable de la regulación del sueño con movimientos oculares no rápidos (no REM), específicamente para inducir el sueño de ondas lentas . ^[1]^[2]^[3]^[4]

Es uno de varios núcleos GABAérgicos promotores del sueño en el cerebro, que también incluyen el área preóptica ventrolateral del hipotálamo , el núcleo accumbens (específicamente, las neuronas espinosas medianas del tipo D2 que coexpresan los receptores de adenosina A _2A ). y un núcleo GABAérgico en el hipotálamo lateral que co-libera la hormona concentradora de melanina . ^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]

Función y ubicación

La zona parafacial promueve el sueño de ondas lentas al inhibir el núcleo parabraquial glutamatérgico (un componente del sistema de activación reticular ascendente que media la vigilia y la excitación) a través de la liberación del neurotransmisor inhibidor GABA en esas neuronas. ^[1]^[2]

Activación Optogenética de GABAérgica PZ neuronas induce la actividad de onda lenta cortical y sueño de onda lenta en animales despiertos. ^[1] En los casos de alteración genética de la transmisión GABAérgica de PZ en ratones, se observó que los ratones pasaban por períodos de vigilia sostenida y significativamente más largos. ^[7] También se cree que las neuronas PZ son activas durante el sueño, ya que expresan c-Fos después del sueño, pero no después de la vigilia. ^[1]^[8]

El parafacial se encuentra dentro del bulbo raquídeo , lateral y dorsal al nervio facial . ^[8] Se superpone con la parte alfa de la formación reticular parvocelular (PCRt), que se cree que gobierna los estados de conciencia y tiene cierto control sobre las señales y los mecanismos sensoriales del sueño-vigilia. Sin embargo, se cree que la actividad de PZ y PCRt es de naturaleza separada.

Entradas

La zona parafacial recibe impulsos principalmente de tres áreas: el hipotálamo , el mesencéfalo y la protuberancia y la médula. ^[9]

Desde el hipotálamo, el PZ recibe impulsos del área hipotalámica , la zona incerta y el núcleo parasubtalámico ; Si bien las funciones de la zona incerta y del núcleo parasubtalámico siguen siendo en gran parte desconocidas, se han propuesto varias de sus funciones para tratar la selección de acciones y la integración límbico-motora.

Desde el mesencéfalo, el PZ recibe información de la sustancia negra , la pars reticulata y el núcleo mesencefálico profundo . Se cree que estas estructuras cerebrales se ocupan en gran medida del movimiento, así como de la recompensa y el reflejo inconsciente; Además, se ha documentado especialmente que la par reticulata proyecta casi todas las neuronas inhibidoras GABAérgicas. Y desde la protuberancia y la médula, el PZ recibe información del núcleo reticular intermedio y del núcleo vestibular medial (parvocelular), áreas que se cree que están involucradas en la espiración y la generación del ritmo respiratorio.

Del hipotálamo
- Área hipotalámica
- Zona incerta
- Núcleo parasubtalámico
- Sustancia negra
Desde el mesencéfalo
- Sustancia negra
- Pars reticular
- Núcleo mesenfálico

Salidas

Las neuronas PZ se proyectan hacia el núcleo parabraquial medial, ^[1] un grupo de neuronas promotoras de la estela que forma parte del sistema de activación reticular ascendente .

Treinta y cuatro núcleos también comparten fuertes proyecciones recíprocas con las neuronas PZ GABAérgicas, incluidos varios núcleos de la estría terminal, el área hipotalámica lateral, la sustancia negra, la zona incerta y el núcleo amigdaloide central. ^[9] Estas fuertes proyecciones recíprocas sugieren un control de retroalimentación y la capacidad de regular funciones específicas.

Núcleo parabraquial ^[1] (parte del sistema de activación reticular ascendente )
Stria terminalis
Área hipotalámica lateral
Sustancia negra
Zona Incerta
Núcleo amigdaloide central

Significación clínica

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Referencias

^ a b c d e f Anaclet C, Ferrari L, Arrigoni E, Bass CE, Saper CB, Lu J, Fuller PM (septiembre de 2014). "La zona parafacial GABAérgica es un centro medular promotor del sueño de ondas lentas" (PDF) . Nat. Neurosci . 17 (9): 1217-1224. doi : 10.1038 / nn.3789 . PMC 4214681 . PMID 25129078 .En el presente estudio mostramos, por primera vez, que la activación de un nodo delimitado de neuronas GABAérgicas ubicadas en la PZ medular puede iniciar potencialmente SWS y SWA cortical en animales en comportamiento. ... Por ahora, sin embargo, no está claro si la PZ está interconectada con otros nodos promotores del sueño y la vigilia más allá del PB promotor de la vigilia. ... La intensidad de la actividad de onda lenta cortical (SWA: 0.5–4Hz) durante SWS también es ampliamente aceptada como un indicador confiable de la necesidad de sueño ... En conclusión, en el presente estudio demostramos que todas las manifestaciones poligráficas y neuroconductuales de SWS, incluido SWA, puede iniciarse en el comportamiento de los animales mediante la activación selectiva de un nodo delimitado de neuronas medulares GABAérgicas.
^ a b c Schwartz MD, Kilduff TS (diciembre de 2015). "La neurobiología del sueño y la vigilia" . Las Clínicas Psiquiátricas de América del Norte . 38 (4): 615–644. doi : 10.1016 / j.psc.2015.07.002 . PMC 4660253 . PMID 26600100 . Este sistema de activación reticular ascendente (ARAS) se compone de tegmento colinérgico laterodorsal y pedunculopontino (LDT / PPT), locus coeruleus noradrenérgico (LC), núcleos rafe serotoninérgicos (5-HT) y área tegmental ventral dopaminérgica (VTA), sustancia negra (SN ) y proyecciones grises periacueductales que estimulan la corteza directa e indirectamente a través del tálamo, hipotálamo y BF. ^{6, 12-18} Estas poblaciones aminérgicas y catecolaminérgicas tienen numerosas interconexiones y proyecciones paralelas que probablemente imparten redundancia funcional y resiliencia al sistema. ^{6, 13, 19} ... Más recientemente, la zona parafacial medular (ZP) adyacente al nervio facial fue identificada como un centro promotor del sueño sobre la base de estudios anatómicos, electrofisiológicos y quimio-optogenéticos. ^{23, 24 Las} neuronas GABAérgicas PZ inhiben las neuronas parabraquiales glutamatérgicas (PB) que se proyectan al BF, ²⁵ promoviendo así el sueño NREM a expensas de la vigilia y el sueño REM. ... El sueño está regulado por poblaciones GABAérgicas tanto en el área preóptica como en el tronco encefálico; La creciente evidencia sugiere un papel para las células de la hormona concentradora de melanina del hipotálamo lateral y la zona parafacial del tronco del encéfalo.
^ a b Brown RE, McKenna JT (junio de 2015). "Convertir un negativo en positivo: control GABAérgico ascendente de activación y excitación cortical" . Parte delantera. Neurol . 6 : 135. doi : 10.3389 / fneur.2015.00135 . PMC 4463930 . PMID 26124745 . La acción promotora del sueño de las neuronas GABAérgicas localizadas en el hipotálamo preóptico (6-8) es ahora bien conocida y aceptada (9). Más recientemente, otros grupos de neuronas GABAérgicas promotoras del sueño en el hipotálamo lateral (neuronas de la hormona concentradora de melanina) y el tronco encefálico [zona parafacial; (10)] han sido identificados.
^ a b Cherasse Y, Urade Y (noviembre de 2017). "El zinc dietético actúa como modulador del sueño" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 18 (11): 2334. doi : 10.3390 / ijms18112334 . PMC 5713303 . PMID 29113075 . Más recientemente, el laboratorio de Fuller también descubrió que el sueño puede ser promovido por la activación de una población de neuronas gamma-aminobutírico-ergicas (GABAérgicas) ubicadas en la zona parafacial [11,12], mientras que el papel de las neuronas GABAérgicas que expresan A2AR del núcleo accumbens [13] y el cuerpo estriado acaba de ser revelado [14, 15].
^ Oishi Y, Xu Q, Wang L, Zhang BJ, Takahashi K, Takata Y, Luo YJ, Cherasse Y, Schiffmann SN, de Kerchove d'Exaerde A, Urade Y, Qu WM, Huang ZL, Lazarus M (septiembre de 2017) . "El sueño de ondas lentas está controlado por un subconjunto de neuronas centrales del núcleo accumbens en ratones" . Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 734. doi : 10.1038 / s41467-017-00781-4 . PMC 5622037 . PMID 28963505 . Aquí, mostramos que la activación quimiogenética u optogenética de las neuronas de la vía indirecta que expresan el receptor de adenosina A2A excitador en la región central de la NAc induce fuertemente el sueño de ondas lentas. La inhibición quimiogenética de las neuronas de la vía indirecta NAc previene la inducción del sueño, pero no afecta el rebote homeostático del sueño.
^ Yuan XS, Wang L, Dong H, Qu WM, Yang SR, Cherasse Y, Lazarus M, Schiffmann SN, d'Exaerde AK, Li RX, Huang ZL (octubre de 2017). "Las neuronas del receptor de adenosina A2A estriatal controlan el sueño del período activo a través de las neuronas de parvalbúmina en el globo pálido externo" . eLife . 6 : e29055. doi : 10.7554 / eLife.29055 . PMC 5655138 . PMID 29022877 .
↑ Borbély, Alexander A .; Achermann, Peter (2005), "Homeostasis del sueño y modelos de regulación del sueño" (PDF) , Principios y práctica de la medicina del sueño , Elsevier, págs. 405–417, doi : 10.1016 / b0-72-160797-7 / 50040-9 , ISBN 9780721607979
^ a b Anaclet, C .; Lin, J.-S .; Vetrivelan, R .; Krenzer, M .; Vong, L .; Fuller, PM; Lu, J. (12 de diciembre de 2012). "Identificación y caracterización de un grupo de células activas durante el sueño en el tronco encefálico medular rostral" . Revista de neurociencia . 32 (50): 17970–17976. doi : 10.1523 / jneurosci.0620-12.2012 . ISSN 0270-6474 . PMC 3564016 . PMID 23238713 .
^ a b Su, Yun-Ting; Gu, Meng-Yang; Chu, Xi; Feng, Xiang; Yu, Yan-Qin (20 de marzo de 2018). "Mapeo de todo el cerebro de entradas directas y proyecciones axonales de neuronas GABAérgicas en la zona parafacial" . Boletín de neurociencia . 34 (3): 485–496. doi : 10.1007 / s12264-018-0216-8 . ISSN 1673-7067 . PMC 5960452 . PMID 29557546 .

[PZ_primary_source-1] Anaclet C, Ferrari L, Arrigoni E, Bass CE, Saper CB, Lu J, Fuller PM (septiembre de 2014). "La zona parafacial GABAérgica es un centro medular promotor del sueño de ondas lentas" (PDF) . Nat. Neurosci . 17 (9): 1217-1224. doi : 10.1038 / nn.3789 . PMC 4214681 . PMID 25129078 .En el presente estudio mostramos, por primera vez, que la activación de un nodo delimitado de neuronas GABAérgicas ubicadas en la PZ medular puede iniciar potencialmente SWS y SWA cortical en animales en comportamiento. ... Por ahora, sin embargo, no está claro si la PZ está interconectada con otros nodos promotores del sueño y la vigilia más allá del PB promotor de la vigilia. ... La intensidad de la actividad de onda lenta cortical (SWA: 0.5–4Hz) durante SWS también es ampliamente aceptada como un indicador confiable de la necesidad de sueño ... En conclusión, en el presente estudio demostramos que todas las manifestaciones poligráficas y neuroconductuales de SWS, incluido SWA, puede iniciarse en el comportamiento de los animales mediante la activación selectiva de un nodo delimitado de neuronas medulares GABAérgicas.

[ARAS,_sleep,_and_the_parafacial_zone_review-2] Schwartz MD, Kilduff TS (diciembre de 2015). "La neurobiología del sueño y la vigilia" . Las Clínicas Psiquiátricas de América del Norte . 38 (4): 615–644. doi : 10.1016 / j.psc.2015.07.002 . PMC 4660253 . PMID 26600100 . Este sistema de activación reticular ascendente (ARAS) se compone de tegmento colinérgico laterodorsal y pedunculopontino (LDT / PPT), locus coeruleus noradrenérgico (LC), núcleos rafe serotoninérgicos (5-HT) y área tegmental ventral dopaminérgica (VTA), sustancia negra (SN ) y proyecciones grises periacueductales que estimulan la corteza directa e indirectamente a través del tálamo, hipotálamo y BF. ^{6, 12-18} Estas poblaciones aminérgicas y catecolaminérgicas tienen numerosas interconexiones y proyecciones paralelas que probablemente imparten redundancia funcional y resiliencia al sistema. ^{6, 13, 19} ... Más recientemente, la zona parafacial medular (ZP) adyacente al nervio facial fue identificada como un centro promotor del sueño sobre la base de estudios anatómicos, electrofisiológicos y quimio-optogenéticos. ^{23, 24 Las} neuronas GABAérgicas PZ inhiben las neuronas parabraquiales glutamatérgicas (PB) que se proyectan al BF, ²⁵ promoviendo así el sueño NREM a expensas de la vigilia y el sueño REM. ... El sueño está regulado por poblaciones GABAérgicas tanto en el área preóptica como en el tronco encefálico; La creciente evidencia sugiere un papel para las células de la hormona concentradora de melanina del hipotálamo lateral y la zona parafacial del tronco del encéfalo.

[GABAergic_neurons_review-3] Brown RE, McKenna JT (junio de 2015). "Convertir un negativo en positivo: control GABAérgico ascendente de activación y excitación cortical" . Parte delantera. Neurol . 6 : 135. doi : 10.3389 / fneur.2015.00135 . PMC 4463930 . PMID 26124745 . La acción promotora del sueño de las neuronas GABAérgicas localizadas en el hipotálamo preóptico (6-8) es ahora bien conocida y aceptada (9). Más recientemente, otros grupos de neuronas GABAérgicas promotoras del sueño en el hipotálamo lateral (neuronas de la hormona concentradora de melanina) y el tronco encefálico [zona parafacial; (10)] han sido identificados.

[Zinc_&_sleep_2017_review-4] Cherasse Y, Urade Y (noviembre de 2017). "El zinc dietético actúa como modulador del sueño" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 18 (11): 2334. doi : 10.3390 / ijms18112334 . PMC 5713303 . PMID 29113075 . Más recientemente, el laboratorio de Fuller también descubrió que el sueño puede ser promovido por la activación de una población de neuronas gamma-aminobutírico-ergicas (GABAérgicas) ubicadas en la zona parafacial [11,12], mientras que el papel de las neuronas GABAérgicas que expresan A2AR del núcleo accumbens [13] y el cuerpo estriado acaba de ser revelado [14, 15].

[Slow-wave_sleep_and_NAcc_core_A2AR_neurons_-_Sept_2017_primary_source-5] Oishi Y, Xu Q, Wang L, Zhang BJ, Takahashi K, Takata Y, Luo YJ, Cherasse Y, Schiffmann SN, de Kerchove d'Exaerde A, Urade Y, Qu WM, Huang ZL, Lazarus M (septiembre de 2017) . "El sueño de ondas lentas está controlado por un subconjunto de neuronas centrales del núcleo accumbens en ratones" . Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 734. doi : 10.1038 / s41467-017-00781-4 . PMC 5622037 . PMID 28963505 . Aquí, mostramos que la activación quimiogenética u optogenética de las neuronas de la vía indirecta que expresan el receptor de adenosina A2A excitador en la región central de la NAc induce fuertemente el sueño de ondas lentas. La inhibición quimiogenética de las neuronas de la vía indirecta NAc previene la inducción del sueño, pero no afecta el rebote homeostático del sueño.

[Striatal_A2AR_neurons_and_sleep_-_Oct_2017_primary_source-6] Yuan XS, Wang L, Dong H, Qu WM, Yang SR, Cherasse Y, Lazarus M, Schiffmann SN, d'Exaerde AK, Li RX, Huang ZL (octubre de 2017). "Las neuronas del receptor de adenosina A2A estriatal controlan el sueño del período activo a través de las neuronas de parvalbúmina en el globo pálido externo" . eLife . 6 : e29055. doi : 10.7554 / eLife.29055 . PMC 5655138 . PMID 29022877 .

[7] Borbély, Alexander A .; Achermann, Peter (2005), "Homeostasis del sueño y modelos de regulación del sueño" (PDF) , Principios y práctica de la medicina del sueño , Elsevier, págs. 405–417, doi : 10.1016 / b0-72-160797-7 / 50040-9 , ISBN 9780721607979

[:1-8] Anaclet, C .; Lin, J.-S .; Vetrivelan, R .; Krenzer, M .; Vong, L .; Fuller, PM; Lu, J. (12 de diciembre de 2012). "Identificación y caracterización de un grupo de células activas durante el sueño en el tronco encefálico medular rostral" . Revista de neurociencia . 32 (50): 17970–17976. doi : 10.1523 / jneurosci.0620-12.2012 . ISSN 0270-6474 . PMC 3564016 . PMID 23238713 .

[:0-9] Su, Yun-Ting; Gu, Meng-Yang; Chu, Xi; Feng, Xiang; Yu, Yan-Qin (20 de marzo de 2018). "Mapeo de todo el cerebro de entradas directas y proyecciones axonales de neuronas GABAérgicas en la zona parafacial" . Boletín de neurociencia . 34 (3): 485–496. doi : 10.1007 / s12264-018-0216-8 . ISSN 1673-7067 . PMC 5960452 . PMID 29557546 .

[1]