Aportaciones a la conectividad del techo óptico del lagarto Galliota Stehlini desde la perspectiva segmentaria

UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DEPARTAMENTO DE MORFOLOGÍA APORTACIONES A LA CONECTIVIDAD DEL TECHO ÓPTICO DEL LAGARTO GALLOTIA STEHLINI DESDE LA PERSPECTIVA SEGMENTARIA LILIAN ROSA PÉREZ SANTANA Las Palmas de Gran Canaria, 1993 TESIS DOCTORAL UMVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DOCTORADO EN MEDICINA Y CIRUGIA DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA PROGRAMA DE: ASPECTOS BIOLOGICOS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LOS TEJIDOS ORGANICOS TITULO DE LA TESIS: APORTACIONES A LA CONECTIVIDAD DEL TECHO OPTICO DEL LAGARTO GALLOTLA STEHLZNI DESDE LA PERSPECTIVA SECMENTARIA Tesis Doctoral presentada por Dña. Lilián Rosa Pérez Santana Dirigida por el Dr. D. Luis Pueiies López El Director, La Doctorando, (firma) (firma) D. LUIS PUELI;ES LOPEZ, CATEDRATICO DE ANATOMIA DE LA FACULTAD DE MEDICINA DE LA UNTVERSIDAD DE MURCIA Informa: Que Diia. Lilián Rosa Pérez Santana, licenciada en Medicina y Cirugía, ha realizado bajo rrri dkeccióri e: prweiite tmbqi'u sobre:"Aprtaciones a la conectividad del TO del lagarto Gallotía stehlini desde la perspectiva segrnentariaM,ei cual considero apto para su defensa ante el tribunal, con el fin de optar al grado de Doctor en Medicina y Cirugía. Fdo.: D. Luis Puelles López A Las Palmas de Gran Canaria, a 5 de Noviembre de 1993 A mis padres. A Juanfra y a Jorge. AGRADECIMIENTOS Quisiera expresar mi agradecimiento a todas aquellas personas que me han brindado su apoyo y ayuda en ia reaiización de esta tesis, y con especia¡ mención: Al Prof. Dr. D. Luis Puelles López, director de esta tesis, persona de gran valor humano y científico, que me ha sabido transmitir su pasión por la Neurociencia, siendo para mi un ejemplo a seguir desde el punto de vista personal e investigador. A Juán Francisco Loro Ferrer, por estar a mi lado prestandome toda la ayuda necesaria para la realización de esta tesis, por haber sabido soportar mis ausencias, y por animarme siempre a seguir adelante dandome todo su cariño y amistad. A mis padres, por haberme sabido enseñar los valores humanos y por despertar en mi la necesidad de estudiar más, gracias a los cuales puedo optar hoy al título de doctora en Medicina. Al Dr. D. .José Regidor García, tutor de la tesis, que siempre me ofreció su apoyo. A TT-:L--- n. riiaiUldL z~cI-~cI-~, a jü6n Anijrk Zamirez Gonzakz y a Frznckcu Ortega, profesores de Anatomía, que en todo momento me han ayudado a seguir adelante. . . A ~lancá Mompeo, a Lourdes ~armiebto y a María José Murillo, profesoras de Anatomía, con las que he compartido muchas horas de trabajo estando a mi lado siempre que las he necesitado. \ Al resto de mis compañeros del ~epartamento de Morfologia que de alguna manera me han ayudado en la elaboración de esta tesis. Al Departamento de Anatomía y de Biología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Murcia, especialmente a Margareth Martínez de la Torre y a María Caballero, por hacerme sentir en Murcia como en mi propia casa. Al Departamento de Bilogía Celular de la Universidad de La Laguna, sobre todo a Loreta Medina y a Carmen Díaz, por ser las que me enseñaron a dar los primeros pasos en el laboratorio. A la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, a la Fundación Universitaria y al Cabildo Insular por las becas concedidas para la realización de este proyecto. A mis hermanos y familia por animarme siempre a terminar este trabajo. Indice ......................... l.l..Estructura del Techo Optico 1 ................ 1.2..Techo Optico como estructura visuomotora 3 ............................... 1.3.Xonectividad tectal 5 1.3.1..Aferencias tectales .......................... 5 1.3.2..Eferencias tectales .......................... 8 ............... A..Efereiicias tectales descendentes 8 ................ B..Eferencias tcctalcs ascendentes 9 1.4..Conectividad y est ritctiiin segmentaria .................. 10 1.5.-Estudio de la conectividad nerviosa como criterio ......................... para establecer homol6gías 13 3..MATERIALY METODO ............................... 17 ........... $.l..INYECCIONES DE IIRP EN TECHO OPTICO 21 4.l.l..Tractos de fihras ........................... 21 ................ A..Tracto tecto-talámico ventral 21 B..Tracto tecto-talríinico dorsal ................ 22 ................. C..Tracto tecto-bulbar directo 23 D.-Tracto tecto-bulbar cruzado o fascículo ...................... predorsal 23 Introducción 3) Album central (SAC): corresponde a la capa 6 de Ramón y Cajal. 4) Gris central (SGC): corresponde a la capa 7 de Ramón y Cajal. 5) Fibroso y Gris superficial (SFGS): incluye desde las capas 8 a la 13 de Ramón y Cajal. 6) Estrato óptico (SO): corresponde a la capa 14 de Ramón y Cajal. Esta nomenclatura ha sido ampliamente aceptada para reptiles (Armstrong, 1950, 1951; Burns y Goodman, 1967; Kosareva, 1967; Knaap y Kang, 1968; Davydova y Goncharova, 1970; Davydova, 1971; Repérant, 1975; Davydova y Smirnov, 1973; Halpern y Fi.iiniin, 1973; Davydova y col., 1976; Repérant y col. 1978; 1981; Schechfer y U!Inslti, 1979; Schrneder, 1981a:b )+ incluyendo Gallotia galloti (Morales y col., 1989). ~anlbién en algunos casos se ha aceptado en peces (Vanegas y col., 1974, Schroeder y Vanegas, 1977, Romeskie y Sharma, 1979, Sas y Maler, 1986), en aves se Iian hecho algiinas modificaciones (Ariens Kapper y col., 1965, Cowan y col., 1961, La Vnil y Cowan, 1971a, Puelles y Bendala, 1978, Hunt y Brecha, 1984) al igual que en mnriiíferos (Kanaseki y Sprage, 1974, Paxinos y Watson, 1982, Huerta y Flarting, 1984, mientras que en anfibios se continúa utilizando la nomenclatura numérica (Gaupp, 1899, Potter, 1969, Lázár, 1984, Roth y col., 1990). En los tubérculos cuadrigénlinos superiores aún se observan los rudimentos de la compleja estructura laminada que se encuentra en los vertebrados inferiores, estando igualmente formados por capas alternantes de sustancia gris y blanca. La nomenclatura propiiesta por Huber y Crosby (1933) tiene la ventaja de permitir comparaciones entre distintas clases de vertebrados, lo que no es posible cuando se utilizan nomenclaturas niiniéricas, debido a lagran dificultad de establecer homologías entre las I,?inin;is individuales. En cuanto al número y desm:rollo relativo de las láminas tectales en los Introducción reptiles existe una considerable variación. El modelo más diferenciado se encuentra en las familias de lacértidos altamente visuales, que son los lagartos tipo 11 (Northcutt, 1984). Según este autor, en reptiles existen cuatro modelos principales de organización laminar: 1Tectum que se caracteriza por poseer las láminas 3 y 5 claramente separadas, siendo la lámina 12 la de mayor contenido de fibras retiniales. Este primer modelo es característico del tectum de cocodrilos, tortugas, Sphenodon, y de lagartos tipo 1 como el lagarto Gallotia galloti (Morales y col., 1989), y el lagarto Gallotia stehlini. 2Tecturn con láminas 3 y 5 claramente separadas, siendo la lámina 14 la de mayor contenido de fibras retinales. Este modelo se observa en lagartos tipo II, siendo el más complejo de los conocidos en reptiles (Northcutt, 1984). 3Tectum con una sóla lámina celular periventricular, que probablemente son las láminas 3 y 5 indiferenciadas, y no tienen lámina 14. Este tipo es característico de todas las serpientes vivientes. 4Tectum con láminas 3 y 5 pobremente diferencidas y la zona superficial reducida o ausente. Este modelo caracteriza a especies que presentan una visión reducida y especializaciones de vida subterránea. 1.2.-TECHO OPTICO COMO ESTRUCTURA VISUOMOTORA Comenzando con los reptiles, la importancia de los colículos superiores en la discriminación visual disminuye progresivamente a medida que un número mayor de fibras ópticas establecen conexiones más extensas en el tálamo y se desarrolla la corteza visual. En el hombre estas estructuras coliculares se reducen en tamaño y sirven esencialmente como centros reflejos que influyen sobre la Introducción posición' de la cabeza y de los ojos como respuesta a los estímulos visuales, auditivos y somáticos (Gordon, 1972). El tuberculo cuadrigémino superior está relacionado principaimente con la computacion de la dirección de movimiento de los objetos en el campo visual (Sterling y Wickelgren, 1969) en correlación con otros estímulos no visuales mediando los reflejos de orientación hacia estímulos sorpresivos o en movimiento. La importancia funcional del TO se traduce fundamentalmente en la predominancia de aferenciasmúltiples. Así los estratos periventriculares forman parte del sistema acústico-óptico, y los estratos superficiales contienen aferencias, de las cuales destacan las fibras ópticas y fibras que conducen impulsos de dolor, tacto, temperatura y auditivos (Huber y Crosby, 1933). Según estos mismos autores, entre las capas aferentes periventriculares y superficiales, se encuentran los estratos eferentes centrales. Con todo ello vemos que el Techo Optico es un importante centro premotor, integrador de la información visual, somática y audtiva, a un nivel jerarquico alto del sistema motor, particularmente en - - - - vertebrados no mamíferos., Las propiedades funcionales de las neuronas localizadas en las diferentes laminas tectales han sido estudidas usando electrodos y correlacionadas con estudios histológicos. En tortugas (Robbins, 1972, Boiko y Davidova, 1973, Boiko y Gocharova, 1976), lagartos (Gaither y Stein, 1979) y serpientes (Kass y col., 1978), las neuronas superficiales, las cuales probablemente correspondan al Estrato Optico, y las mas superficiales del Estrato Fibroso y Gris Superficial son excitadas solamente con entradas visuales. Los estudios de las neuronas que no responden principalmente a los estímulos visuales se han hecho en tortugas (Robbins, 1972), lagartos (Gaither y Stein, 1979), y serpientes (Hartline, 1972, 1974, Goris y Terashima, 1973). Al igual que en mamíferos, las neuronas no visuales se situan 4 Introducción debajo de la capa tectal ocupada por las neuronas visuales superficiales, y estas capas que contienen neuronas no visuales también contienen neuronas multimodales, siendo mínimo el contenido en ellas de neuronas primariamente visuales (Hartline, año libro). Además, el Techo Optico proyecta sobre un gran número de estructuras, especialmente subcorticales, muchas de ellas conectadas a su vez con distintos núcleos motores, lo que confiere al tectum su caracter como centro de integración motora, especialmente en relacidn con los movimientos de los ojos y la orientación de la cabeza. Con todo ello concluimos que el Techo Optico de los vertebrados no mamíferos y el Colículo Superior de los mamíferos representa un importante centro integrador de la información sensorial y motora y es responsable de aspectos importantes del comportamiento visual del animal. 1.3.-CONECTTVIDAD TECTAL La conectividad del Techo Optico es bastante similar en todos los vertebrados con excepciones que corresponden a las clases menos evolucionadas y a las especificidades del Colículo Superior de los mamíferos. 1.3.1 .- AFERENCIAS TECTALES El tectum optico en reptiles, como en otros vertebrados, se caracteriza por A entradas entradas de tipo sensor'ial, visuales, somáticas y auditivas, así como por otras aferencias clasificables como de control motor o reflejo de su actividad. . . Las conexiones retinotectdes constituyen la mayor entrada de información que alcanza el tectum, originandose principalmente en la retina contralateral. Esto , Z w ha sido estudiado por Cruce y Cruce (1979), los cuales observaron que la retina conecta con el TO contralateral mediante conexiones densas, y con el TO ipsilateral con fibras de menor densidad. En todos los.reptiles se encuentra esta proyección retinotectal (Ramón, 1896, Huber y Crosby, 1933, Shanklin, 1930, Senn, 1966, Butler y Northcutt, 1971,1978, Repérant, 1973, Cruce y Cruce, 1978, Northcutt, 1978, Schroeder, 1981) Elprana (1980) estudia las provecciones corticotectales en el lagarto y demuestra que el cortex dorsal conecta con el techo óptico. Las proyecciones del cortex cerebral al colículo superior son bien conocidas en los mamíferos (Casseday y col., 1979, Hollander, 1974, Magalhaes-Castro y col., 1975, Goldman y Nauta, 1976). En vertebrados no mamíferos las conexiones entre estructuras telencefálicas y TO se han observado en aves, peces (Airhart, 1979, Ebbesson y Schroeder, 1971, Ito y Kishida, 1977) y en un anfibio (Kokoros y Northcutt, 1977). El Toriis Semicirciilaris o colículos inferiores es el núcleo diana de las fibras auditivas que ascienden por el tronco encefálico, y desde ahí se generan ciertas proyecciones que van al TO en el reptil (Foster y Hali, 1977). Sin embargo ten Donkelaar y de Voer van Huizen (1981) no observa está proyeccion en otro reptil. En mamíferos se ha observado que el Colículo Inferior (homólogo del Torus Semicircularis de vertebrados inferiores) proyecta al Colículo Superior (Tarlov y Moore, 1966, Casseday y col., 1976, Kudo y Niimi, 1980). El núcleo Tstmico Rostral envía una proyección no topográfica al tectum en Ia tortuga (Sereno y Ulinski, 1987). Esto también se ha visto en otros reptiles y en otros vertebrados (Welker y col., 1983, Dacey y Uliki, 1986, Ten Donkelaar y col., 1987). En muchos reptiles, excluyendo posiblemente las serpientes, hay conexiones 6 recípocras entre el TO ipsilateral y el núcleo Istmico (Foster y Hall, 1975). El complejo ístmico siempre recibe una proyección organizada topográficamente desde el lóbulo tectal ipsilateral, y en anfibios, reptiles y mamíferos proyecta topográficamente al lóbulo tectal contralateral. Esta proyección procedente del núcleo ístmico (núcleo Parabigeminal de mamíferos) está presente en la mayoría de los vertebrados estudiados (serpiente: Dacey y Ulinski, 1986; Welker, Hoogland y Lohman, 1983, tortuga: Sereno y Ulinski ,1987, Medina y Smeets, 1991, aves: Martínez y PuelIes, 1989, Gunturkun, 1987, Crossland y Uchwat, 1979). Aferencias procedentes del tectum contralateral han sido descritas en varias clases de vertebrados (Teleosteos: Luiten, 1981, Vanegas y cal., 1984. Reptiles: Foster y Hall, 1975, ten Donkelaar, 1976, Ulinski, 1977, Schroeder, 1981). Sin embargo, la existencia de tales aferencias ha sido puesta en duda por varios autores, ya que después de inyectar HRP en un TO, en ocasiones no se observa marcaje retrógrado en el hemisferio contralateral (Wilczyinski y Northcutt, 1977, Grover y Sharma, 1981, Smeets, 1981, Northcutt, 1982). La proyección desde el Pretectiim al techo 6ptico se ha estudado en varios vertebrados, originándose en varios núcleos pretectales (Reptiles: Dacey y Ulinski, 1986; Ten Donkelaar y de Boer van Huizen, 1981; Medina y Smeets, 1991. Anfibios: Wilczynski y Northcutt, 1977). También desde Tálamo ventral y desde el Tálamo dorsal van axones hasta el tectum mesencefálico (Anfibios: Wilczynski y Northcutt, 1977. Repti1es:Brautb y Kitt, 1980 , Ten Donkelaar y de B,oer van-Huizen, 1981, Weiker, Hoogland y Lohman, 1983, Díaz, 1991. Aves: Martínez, 1987, Martínez y col., 1987, Mamíferos: Edwards y col., 1974, Swanson y col., 1974, Kawamura y col., 1978, Brauer y Schober, 1982, Beitz, 1989). En general las eferencias tectales pueden dividirse en ascendentes y descendentes. A.-Eferencias tectales descendentes Todos los estudios de las eferencias tectales descendentes en reptiles están de acuerdo en que existe un tracto tecto-bulbar ipsilateral que cursa a lo largo del borde ventrolateral del cerebro posterior? y un tracto tecto-bulbar media1 cruzado (predorsal) que se decusa a nivel del núcleo oculomotor y se divide luego caudalmente, cruzando el rombencéfalo inmediatamente lateral a la línea media (Foster y Hall, 1975, ten Donkelaar, 1976, Ulinski, 1977, Gruberg y col., 1979, Schroeder, 1981b). Ambos terminan en la formación reticular del cerebro posterior y probablemente alcanzan niveles espinales cervicales. Estos estudios además añaden que el tracto tecto-bulbar ipsilateral forma conexiones con el núcleo Profundo Mesencefálico. Butler (1977) observa proyecciones desde el TO al Torus Semicircularis, a sus capas periventriculares y al núcleo central. La proyección desde el TO al núcleo Istmico Caudal ha sido observada por muchos autores en teleosteos, anfibios, reptiles y aves, y también se ha observado la proyección de los colículos superiores al núcleo Parabigeminal, su homólogo en mamíferos (Anfibios: Rubinson, 1968, Lázár, 1969. Reptiles: Foster y Hall, 1975, Sereno y Ulinski, 1987. Aves: Güntünkün, 1987, Martínez y Puelles, 1989. Mamíferos: Linden y Perry, 1983, Sefton y Martin, 1984, Stevenson y Lund, 1982). Introducción B.- Eferencias tectales ascendentes Aparte de la vía directa retino-talámica, dos vías ascendentes tectales coducen la información visual a núcleos del tálamo y al telencéfalo; estas vías son la retino-tecto-talámica y la retino-pretecto-talámica. En todas las especies de reptiles examinadas, las eferencias ascendentes tectales proyectan al pretectum y al tálamo ipsilateral y contralateral (Northcutt, 1984). Las fibras eferentes tectales ascendentes salen del polo rostral y del borde ventrolateral del tectum y forman las vías tecto-talámica dorsal v ventral respectivamente. Estas vías circulan dentro o adyacentes al tracto óptico marginal, atravesando el diencéfalo y terminando en varios núcleos talámicos y pretectales. Un gran' número de eferencias tectales ascendentes cruzan al diencéfalo contralateral vía la comisura supraóptica. Despu&.de la decusación, las eferencias .. tectales terminan en la mayoría de los mismos núcleos que.reciben entrada tectal ipsilateral (Northcutt, 1977). Algunas eferencias tectales esparcidas al pretectum contralateral y al tálanio cruzan pgr la co&ura intertectal (Foster y Haii, 1975) y por lar comisuras habenular y Posterior (Ulinski, 1977). Según Butler (1973, en el lagarto Gekko gecko el modelo de provecciones ascendentes tectales es tal que la retina conecta con el TO ipsilateral, y contralateralmente, a su vez del TO salen conexiones ipsilaterales y contralaterales al Tálamo y Pretectum. En la literatura se observa que son muchos los niícleos Piretectales que reciben entrada tectal (Anfibios: Wilczynski y Northcutt, 1977. Peca: Ebbeson y Vanegas, 1976, Sligar y Voneida, 1976, Grover y Sharma, 1978, Luiten, 1981. Reptiles: Braford, 1972, Schroeder, 1981, Butler, 1978, Butler y Northcutt, 1971, Foster y Hall, 1975, Ulinski, 1977. Aves: Hunt y Kunzle, 1976. Mamíferos: Berman, 1977, Graham, Las proyecciones 1977, Tnk:ihaslii, 1985). del tectuni niesencefálico al Tálamo ventral v Tálamo dorsal Posterior han sido observadas en niuchos vertebrados (Anfibios: Rubinson, 1968, Lázár, 1969. Reptiles: Braford, 1972, Schroeder, 1981, Butler, 1978, Butler y Northcutt, 1971,. Foster y 1-Tal], 1975, Ulinski, 1977, Díaz, 1991. Aves: , Karten y Revsin, 1966, Revsin y Karten, 1967, Hunt y Künzle, 1976. Mamíferos: Cosenza y col., 1984, Donnelly y col., 1983, Mason y Groos, 1981, Takahashi, 1985). Tal como Foster y Ha11 (1975) describieron en el reptil Iguana iguana, el modelo general de las conexiones tectales ha sido observado de forma relativamente cemtmte en t~d~s !es ~ertebraclm estudiados; donde se incluyen los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Esta nniplia distribución indica que el modelo fue establecido tempranamente en ln evoliición y no ha sido radicalmente modificado en los diferentes vertebrados. 1.4.-CONECTIVIDAD Y ESTRUCTURA SEGMENTARTA Uno de los más desafiantes problemas en el desarrollo biológico es identificar el mecanismos que generati Ia compleja disposición y las interconexiones de las células del sistema nervioso de los vertebrados. En base a la organización' neuroniérica del cerebro cabe esperar que los sistemas de conexiones fornindos diirante el desarrollo del sistema nervioso se establezcan siguiendo unas reglas que regulan la navegación axonal a través de los segmentos del tubo neural. No obstante esta pregunta no queda suficientemente aclarada en la literatura, lo que sí existe en la literatura son evidencias de que existe una correlación entre la estrijcturn segmentada del cerebro y las conexiones nerviosas, siendo estos trabajos sobre todo sobre la médula y el cerebro posterior. --._ . Ekt~dios~morfol6~icos~ en cerebro posterior (Lurnsden y Keynes, 1989; Lurnsden, 1990). usando inmunohistÓquímiczi y técnicas de marcae de axones revelan patrones repetidos de organización y diferenciación neuronal, mientras que los experimentos con marcadores celulares (Fraser y col., 1989), muestran que los . . segmentos o rombómeros forman unidades, cada una de las cuales forma una pieza definida del cerebro posterior. Todo este campo ha avanzado considerablemente al entender la base molecular de la segmentación en Drosophila, donde han sido identificados muchos de los genes envueltos en el proceso (ingham, 1988). El tubo neural cefálico durunte su drs~oro!!t? hma !nc nei'r5rneroj e-cpeciahente prominentes en el cerebro posterior. podrían estos segmentos jugar un rol en la especificidad del patrón de desarrollo dentro del cerebro? Esta posibilidad es atractiva, ya que así la disposición de las células y sus conexiones pueden alcanzar un alto y variado grado de complejidad en sus diferentes regiones sobre la base de un número reducido de instrucciones genéticas. La segmentación del neuroepitelio puede ser un camino para construir un gran plan estructural que proviene de un patrón repetitivo de organización celular temprana que más tarde es ocultado por eventos morfogenéticos. Si esto es así, el estudio de la segmentación del cerebro puede proporcionar una valiosa aportación a cómo se genera la complejidad final del SNC (Lurnsden, 1990). Este mismo autor después de hacer una revisión de los estudios hechos en este sentido, concluye afirmando que la segmentación es un proceso fundamental en el desarrollo del cerebro posterior. Así, la segmentación está basada en líneas de restricción tempranas y la activación de los genes reguladores. Fenómenos similares también ocurren dentro de prosencéfalo y mesencéfalo (Bergquist y Kallen, 1954; Puelles y col., 1987; Figdor y SternJ993; Bulfone y col., 1993; Puelles y Rubenstein, 1993). MATERIAL Y METODO Material v Metodo Para nuestro trabajo experimental hemos utilizado ejemplares jóvenes del lagarto Gallotia stehlini (lagarto endémico de la isla de Gran Canaria), capturados la mayoría en las zonas de Arguineguh y Valsequülo. El peso medio aproximado de los lagartos era de 4 g. A dichos animales se les aplicó la técnica de la Peroxidasa de r6bano (HRP) in vitro, la cual consiste en el procedimiento que describimos a continuación: ANESTESIA Y PERFUSTON: Los animales fueron anestesiados con eter etíiico, luego se les realizó una incisión en el tórax y se perfundieron por el EXTRACCTON DEL ENCEFALO: Se levantaron los huesos craneales y se extrajeron cuidadosamente los cerebros. Bajo lupa binocular se eliminaron las meninges, con objeto de dejar la masa encefálica al descubierto. INYECCION DE LA PEROXIDASA: Usando micropipetas de cristal se inyectó la peroxidasa (HRP Sigma tipo VI) previamente recristalizada en su extremo en unos lugares concretos del cerebro. En otras ocasiones se realizaron n~últiples inyecciones para obtener marcaje masivo. INMERSION DE LOS CEREBROS EN CULTIVO: Se sumergen los cerebros en un medio de cultivo (MEM Eagle's Medium), complementado con Penicilina y Estreptomicina y oxigenado con carbógeno (95% de aire + 5% de CO,); adenxís le añadimos una gota de dimetilsulfóxido por cada 50 ml. de MEM, para aumentar la permeabilidad de las membranas. En este medio permanecieron a temperatura ambiente entre 24 y 48 horas, renovándolo varias veces. Material Y M&odo FIJACTON: Inmediatamente después los cerebros fueron fiiados con glutaraldehido 1%, o con la mezcla glutaraldehido 2% y paraformaldehido 1%, en tampón fosfato 0.1 M ph 7.4, durante 5 horas. CRIOPROTECCION: Luego los cerebros se introdujeron en una solución de sacarosa al 30% tamponada con tampón fosfato 0.1 M ph 7.4, durante al menos unas 12 horas; dicha solución actúa como crioprotectora. Tanto la fiación como la crioprotección se realizan a 4' C. SECCION DEL CEREBRO: Posteriormente se procedió a cortar los encéfalos en microtomo de congelación o criostato. Los cortes se realizaron en diversos planos, aunque la mayoría fueron cortados según el plano sagital. El grosor de los cortes fue de 50-60 micras. Los cortes fueron montados sobre portas gelatinizados. HTSTOOUIMICA: Seguidamente se procesaron histoquímicamente con diaminobenzidiná (DAB) intensificadácón-níquel-cobalto (procedimiento de Adams, 1981) o sólo con níquel. . El procedimiento de Adams (1981) para revelado de la HRP consiste en sumergir los cortes de cerebro en una solución de incubación compuesta por : ......................... -DAB.. .S0 mg. ............ -Cloruro de Cobalto 25 mg. ..... -Sulfato Aniónico de Níquel. 25 mg. ... -Tampón fosfato 0.1 M, pH 7,4 100 ml. En esta solución de incubación se mantuvieron los cortes durante 20 18 Material v Metodo minutos. Transcurrido este tiempo se añadió 1'5 ml. de una dilución de agua oxigenada al 0.3 %, continuando la incubación unos 30 minutos más. Luego la reacción se paró con tres baños (de 15 minutos cada uno) de tampón fosfato 0.1 M, pH 7.4. CONTRATTNCION: Finalmente los cortes fueron contrateñidos con Violeta de Cresilo. ANALTSTS DE LOS DATOS EXPERIMENTALES: Fueron utilizados varios métodos icnn~gráficm para representar los resultados obtenidos. Entre otros, se representó esquemáticamente sobre un modelo bidiensional del cerebro la posición de células, fibras y terminales marcados en cada caso. Muchos experimentos fueron dibujados con cámara lúcida, teniendo con ello una exacta representación de los tractos de fibras y células y terminales marcados con peroxidasa. En otros casos concretos las células marcadas con peroxidasa y el lugar de inyección de la peroxidasa fueron mapeados en reconstrucción gráfica mediante proyección ortogonal procediendo de la siguiente forma: Los cortes fueron dibujados con cámara lúcida y todos orientados en la dirección y sentido correctos. Luego se eligió un plano para la reconstrucción sobre el mismo, representando cada corte por una línea en dicho plano, sobre el cual se proyectó ortogonalmente cada dilos detalles de-interés. La distancia entre cada dos líneas correspondió *. al intervalo. entre cortes estudiidos multiplicado por..el factor de aumento de los dibujos de cámara lúcida. Finalmente se dibujo el contorno del tectum o de su ventrículo y se representó cada célula en él, ~roducihndo un mapa de la estructura, el lugar de 13 inyección y las células marcadas. Los resultados significativos más prototipicos fueron fotografiados a diversos aumentos. A efectos de la localización de estructuras en los diversos planos de corte, hemos tomado referencias de la literatura y, más particularmente, de las tesis doctorales de ~artínez de la Torre (1985) y Diaz Delgado (1991), en donde se recoge la estructura segmentaria del prosencéfalo en el lagarto Gallotia. RESULTADOS Resultados 4.1.-INYECCIONES DE HRP EN TECHO OPTICO: Desde un punto de vista práctico creemos oportuno describir primero el resultado de las inyecciones de HRP~~ el ~ecten terminos de los tractos de - fibras originados (o que tienen su diana) en poblaciones neuronales del techo 6ptico . - y que aparecen marcados de forma variable en todos los experimentos. Una vez establecido este ,marco general de víasde conducción abordaremos la descripción global de las poblaciónes neuronales que proyectan sobre el techo óptico -- - (aferencias) o reciben las proyecciones~tectales , . (eferencias). -. 4.1.1.-Tractos de fibras Los tractos originados en el techo mesencefálico se descomponen en tractos ascendentes, que ingresan en el diencéfalo y suelen alcanzar la comisura supraóptica para pasar al diencbfalo contralateral, y tractos descendentes, que entran en el rombencéfalo y en ocasiones alcanzan la médula espinal. Entre los tractos ascendentes distinguirnos los tractos tecto-talámicos ventral y dorsal, mientras que son tractos descendentes los tractos tecto-bulbares directo y cruzado, así como el tracto tecto-ístmico. Ocupa una posición particular el tracto mesencefálico del trigémino, de trayecto igualmente descendente. A.- Tracto tect~talámico ventral Se trata de un gran contingente de fibras que recorren superficial y longitudinalmente la parte más ventral de la placa alar, constituyendo el tracto tecto-talámico ventral. Este se origina en neuronas de la zona más alta de la capa 3 1 &A Resultados 7 del T.O. y emerge por la zona caudal ventrolateral del techo óptico; se dirige rostralmente, pasando rostral y dorsal al núcleo ístmico magnocelular (IC), a lo largo del límite entre placas alar y basa1 del mesencéfalo. Estas fibras pasan luego superficial y ventralmente a la zona ocupada por los núcleos comisurales, yuxtacomisurales y precomisurales del pretectum (a los que ceden colaterales), atraviesan el núcleo posterior de la comisura supraóptica ventral (PCSV) y ceden fibras colaterales hacia el núcleo Rotundo, situado más profundamente en el tálamo dorsal; las fibras de este tracto prosiguen rostralmente a través del núcleo anterior de la comisura supraóptica ventral (ACSV) y del núcleo ventrolateral del tálamo ventra! y crriza e! hipotálamo anterior? ingresando en la comisura supraóptica ventral. Contralateralmente se puede seguir estas fibras hasta el núcleo Rotundo opuesto (figuras 1, 10, 32 y 42 B). B.-Tracto tectc+talámico dorsal Las fibras del tracto tecto-talámico dorsal se originan también en la zona más alta de la capa 7 del T.O. mesencefálico. Seguidamente salen del T.O. por la zona rostral de este, y se dirigen rostralmente, recorriendo primero longitudinalmente la placa alar del sinencéfalo (pretectum). Dichas fibras penetran en la placa alar del parencéfalo posterior (tálamo dorsal), haciéndose más profundas y atravesando el núcleo Rotundo, para terminar aparentemente en ia placa alar del parencéfalo anterior (tálamo ventral) en el núcleo VL. En este núcleo observamos abundantes cuerpos neuronales y terminales marcados, demostrándonos que este tracto integra asimismo fibras descendentes y es por tanto bidireccional (figuras 2, 17 y 32). Resultados --. _ C.-Tracto tecto-bulbar directo - -, El tracto tecto bulbar directo está formado por un conjunto de fibras que surgen de la capa 6 en la zona caudal del T.O. dirigiéndose caudalmente a través del núcleo ístmico rostral (IR) y pasan luego ventralmente al núcleo ístmico caudal (IC). Recorren el rombencéfalo longitudinalmente por la sustancia reticular lateral (placa alar), ocupando una situación dorsolateral respecto a las fibras del tracto predorsal. Este tracto termina a la altura del puente mesencefálico, por lo que más propiamente lo podríamos llamar tracto tecto-pontino. 4U::q~e e! tractr? te&^-hii!har directo es en general un tracto ipsilateral, una muy pequeña cantidad de fibras lo abandonan y cruzan por la comisura ístmica hacia el tracto contralateral (figuras 3, 20, 23, 40 C y 41 C). D.-~racto tectobulbar cruzado (fascículo predorsal). El fascículo predorsal tiene un componente ipsilateral, el cual describiremos en primer lugar, y otro componente que forma el fascículo predorsal cruzado propiamente dicho. En cuanto al componente ipsilateral, sus fibras parten de neuronas situadas en la capa 6 del T.O. mesencefálico. Estos axones convergen en el plano transversal medio del mesencéfalo y se reúnen ventrales al Area intercollicular y al Torus semicircular. El tracto prosigue su curso atravesando la placa basal mesencefálica (tegrnento) en su parte media, discurriendo entre el núcleo del IiI par, caudalmente, y el núcleo Rojo, rostralmente. Este tramo es observable en preparaciones con tinción de mielina. Dentro de la placa basal ipsilateral, este tracto cede dos tipos de fibras 32 Id Resultados colaterales: 1) componentes descendentes que se dirigen hacia el rombencéfalo ipsilateral y 2) componentes ascendentes que se dirigen hacia e1 sinencéfalo ipsilateral. Algunas fibras ascendentes se introducen en la comisura posterior, mientras que el resto de las fibras siguen avanzando longitudinalmente por la placa basal hacia los neurómeros diencefálicos más rostrales. El fascículo predorsal cruzado esta constituido por fibras del tracto inicial que, en vez de hacerse longitudinales, continúan ventralmente hasta alcanzar la comisura predorsal, situada ventralrnente al núcleo oculomotor, por donde cruzan hacia el lado contralateral. El fascículo predorsal cruzado también se descompone !üega e:: ur. cernpnente ascendente y ntro descendente. El fascículo predorsal descendente (que incluye por tanto fibras ipsiy contralaterales) se extiende a través del rombencéfalo (placa basal), donde discurre situado ventral a las fibras del tracto tecto-bulbar diecto y termina en la zona más rostral de la médula espinal. En el caso P 57 de marcaje masivo en T.O., el cual fué seccionado siguiendo el plano de corte horizontal corregido, observamos claramente la constitución del fascículo predorsal. Vemos en el lado ipsilateral al lugar de inyección fibras ascendentes recorriendo longitudinalmente la placa basal y fibras descendentes , desde el techo óptico. En el lado contralateral al lugar de inyección vemos también grupos de fibras ascendentes recorriendo la placa basal yfibras descendentes desde el TO, pero al contrario que en el lado ipsilateral (donde son más abundantes las fibras ascendentes) en el contralateral las fibras más abundantes son las descendentes (figuras 4, 23, 31, 39 y 40 C). Resultados Geniculado Ventral (GV): El núcleo GV es un núcleo muy voluminoso situado en la zona superficial y caudal del parencéfalo anterior. Caudalmente se relaciona con el núcleo Perirotúndico. Consta de una capa compacta interna y plexiforme externa, donde recibe proyecciones ópticas. Nosotros observamos neuronas de pequeño-mediano tamaúío marcadas retrógadamente en la parte compi~ta del GV, inte&ladas al paso del tracto tecto talámico dorsal. Estas neuronas en unos casos las encontramos bastante agrupadas y en otros un tanto más dispersas. ~entri!atera! !VLk núcleo situado en la zona superficial y rostroventral del Parencéfalo anterior, contacta caudalmente con el núcleo GV, Está formado por células grandes y posee un neuropilo superficial situado rostralmente en relación al neuropilo del GV, y una parte compacta más profunda. El tracto tecto-talámico dorsal después de atravesar el núcleo GV llega al núcleo VL, observándose en este Último neuronas de tamaño mediano-grande marcadas retrógadamente en la parte compacta del núcleo. En el caso 46-P de marcaje masivo del TO vemos abundantes neuronas grandes dispuestas dorsoventralmente a lo largo de toda la parte compacta del VL. Más ventral al núcleo VL discurren las fibras del tracto tecto-talámico ventral. Ventromedial (VM): Núcleo situado en el estrato intermedio de la placa alar del parencéfalo anterior. Contacta lateralmente con el núcleo VL. En uno de nuestros casos de marcaje masivo del TO se nos han marcado neuronas retrógadamente en este núcleo. Resultados . EFERENCIAS DEL TECHO OPTICO Son varios los núcleos de los diferentes neurómeros en los que se pueden observar terminales neuronales marcados anterógradamente tras realizar varias inyecciones de HRP en el TO (figura 8). Las proyecciones eferentes del TO se producen sobre núcleos de la placa alar de los diferentes neurómeros, lo cual pasamos a estudiar seguidamente. Torus Semicircularis (TSC): En varios de nuestros experimentos con depósitos masivos de HRP en el TO, observamos terminales neuronales marcados anterógradamente en el neuropilo periventricular, lamina periventricular, núcleo central, Toriis externo y en el Torus superficial, o sea vemos el TSC intensamente marcado, lleno de terminales neuronales que se han marcado anterógradamente desde el TO. Griseiim Tectale (GT): En este núcleo observamos constantemente terminales axonah marcados anterógradamente en todos los casos de marcaje masivo del TO. En él, los terminales más frecuentemente están presentes en la capa periventricular, tanto en la fibrosa periventricular como en la gris periventricular, aunque también aparecen en la capa fibrilar intermedia, y en la capa plexiforme intermedia. Resultados B.-NUCLEOS . . DEL ROMBENCEFALO Istmico Caudal (TC): En este núcleo que limita rostralmente con el mesencéfalo observamos terminales neurona& separadas en dos neuropilos . - situados respectivaménte rostral y caudal respecto a la place celular densa del núcleo. Pretectal Externo (PE): En el PE observamos la presencia de abundantes terminales después de la inyección masiva de HRP en el TO. Subpretectal (SPr) v Pretectal Princi~al: El núcleo subpretectal se sitúa ventral e interno al núcleo pretectal externo, lateralmente a las fibras de la comisura posterior. En su extremo dorsal se continua insensiblemente con una masa ovalada de neuronas rodeadas por un neuropilo estrecho. Se trata del núcleo pretectal principal. En nuestros experimentos de marcaje masivo del TO encontramos el núcleo subpretectal intensamente lleno de terminales axonales marcados anterógradamente. Además el neuropilo que rodea al núcleo pretectal principal aparece también marcado anterógradamente. Posterodorsal (PD): Núcleo retinorecipiente que ocupa la porción m(is dorsal y medial del complejo comisural. Resultados En él observamos abundantes terminales axonales marcados anterógradamente en los experimentos de marcaje masivo del TO. Complejo vuxtacomisural: Yuxtacomisural Lateral (YCL): Es un núcleo de posición intermedia en sentido radial. Está formado por una estrecha y densa banda de células situada entre el complejo comisura1 (caudal) y el complejo precomisural (rostral). Nosetros ehserv~m~c ~n cmflngmfe de fibras que entran al YCL y producen un intenso marcaje en su neuropilo. Comde_io Precomisural: Geniculado Pretectal (GP): A este extenso núcleo superficial tambiCn llegan terminales desde el TO, observ'ándose un conjunto muy denso de terminales marcados en su neuropilo, sobre todo en la parte más caudal. - - D.-NUCLEOS DEL PARENCEFALO POSTERIOR Perirotúndico (DR): En esta estrecha-'banda de células, tras los - depósitos masivos de HRP en el TO, observamos terminales a lo largo de toda elia, tanto en su parte profunda como en su parte superficial. Rotundo (R): Este núcleo forma una gran masa ovalada que ocupa el centro del tálamo dorsal, estando constituido por células de tamaño ?A 3- Resultados medio. En nuestros experimentos de inyección masiva en el TO observamos un grupo de terminales difusas dispersas en el núcleo Rotundo. Posterior de la comisura suyraó~tica ventral (PCSV): Este es un núcleo superficial que es ventral al Rotundo y al perirotúndico. Está formado por un grupo de células grandes situadas intersticialrnente al paso de las fibras comisurales del tracto tecto-talámico ventral. En los experimentos de marcaje masivo del TO observamos este núcleo interisament~ marcado: totalmente ocupado por terminales marcados anterógradamente con HRP. Posteroventral (PV): Es un núcleo situado ventrolateralrnente al núcleo Rotundo, formado por una población difusa de células medianas y pequeñas inmersas en el tracto tecto-talámico. En uno de los casos de inyección masiva del TO se observa el núcleo PV con un grupo denso de terminales marcados anterógradamente. E.-NUCLEOS DEL PARENCEFALO ANTERIOR Geniculado Ventral (GV): Según ya hemos señalado, el GV consta -. de una capa compacta interna y un neuropilo superficial. Tras los experimentos de marcaje masivo se observan terminales en la parte profunda de su neuropilo superficial. + - Ventrolateral (VL): Ya hemos reseñado que este núcleo está formado 35 Resultados por una parte compacta profunda y un neuropilo superficial. Encontramos terminales marcados anterógradarnente tanto en su parte compacta profunda como en el neuropilo superficial. 4.1.3.-INYECCIONES EN LA ZONA CAUDAL DEL TECHO OPTICO (figuras 18 a 25) AFERENCTAS A.-NUCLEOS DEL MESENCEFALO - - I Torus semicircularis (TSC): En los casos en que la inyección de HRP se realizó en la zona caudal del TO se observan neuronas marcadas retrdgadamente en la lamina periventricular del TSC; estas neuronas en la mayoría de los experimentos están presentes en número no muy abundante y son de mediano tamaño. En el núcleo central del torus observamos también escasa neuronas de pequeño y mediano tamaño dispersas, que se han marcado con HRP. El Torus Externo es la parte donde encontramos neuronas marcadas en número mis abundante, estas son de pequeño o mediano tamaño. Griseiim tectale (GT): Este núcleo mesencefálico es un núcleo que se marca constantemente en todos los casos de inyecciones en el TO. En las inyecciones de HRP en la zona caudal del TO observamos un escaso número de neuronas de pequeño tamaño en la capa fibrosa periventricular. También frecuentemente se observan pequeñas neuronas marcadas en poca cantidad en la capa gris periventricular. Resultados Area intercolliciilar (AIC): En esta area comprendida entre el TSC y el GT se marcan retrógradamente neuronas pequeñas en escaso número en la capa gris periventricular, mientras que en el resto de las capas no se observa la presencia de cuerpos neuronales marcados. Istmico rostral (IMR): En algunos de nuestros experimentos observamos la presencia de neuronas grandes marcadas retrógradamente, intercaladas al paso de las fibras del tracto tecto-istmico, estas neuronas estan presentes de forma abundante. Limen laminae alaris (LLA): Constantemente observamos numerosas neuronas grandes marcadas retrógradamente en la zona intermedia del LLA. Siistancia negra (SN): En algunos de los experimentos se observan escasas neuronas marcadas en la parte compacta de la SN. Sustancia reticular mesencefálica.(SRrn): Al igual que en los casos de marcajes masivos del TO, observamos neuronas grandes marcadas en la parte caudal de la SRm. B.-NUCLEOS DEL ROMBENCEFALO Istmico caudal (IC): En nuestros casos de inyección de HRP en la zona caudal del TO observamos la llegada del tracto tecto-istmico y un número abundante de neuronas grandes bien marcadas con peroxidasa en el IC. Resultados C.-hTUCLEOS DEL SINENCEFALO Níicleo Ma~nocelular de la comisura iiosterior (NCPrn): Este es un núcleo intersticial de la comisura posterior; está formado por células rnultipolares grandes y su situación es ventral al núcleo parvocelular de la comisura posterior. En el NCPm se observa, aunque no de forma constante, la presencia de unas pocas neuronas grandes marcadas retrógradamente tras la inyección de HRP en la zona caudal del TO. EFERENCTAS A.-NUCLEOS DEL MESENCEFALO Toriis semicircularis (TSC): En varias partes del TSC se nos marca anterógradamente un conjunto de terminales neuronales después de haber inyectado peroxidasa en la zona caudal del TO. En el neuropilo periventricular se observa un importante conjunto de terminales marcados; también están presentes en gran número en el Torus central, y donde se observan en mayor cantidad y con mayor frecuencia es en el Torus externo, coincidiendo con que tambibn es la zona donde se presentan mayor número de neuronas marcadas. Griseum tectale (GT): Los terminales marcados están presentes en la capa fibrosa periventricular de forma constante; en la capa gris periventricular se marcan grupos de terminales también de forma frecuente. Menos constantemente observamos grupos de terminales marcados anterdgmdamente en 2 Q JU Resultados la capa fibrilar de la zona central del GT. En algunos experimentos se observan terminales en la capa plexiforn~e intermedia y en la compacta profunda, pero no de forma tan frecuente como en el resto de las capas. Limen laminae alaris (LLA): En la parte intermedia de esta zona límite entre la placa alar y la placa basa1 del mesencefalo se nos i>resenta un importante plexo de terminales neuronales marcados anterdgradamente desde la zona caudal del TO. B.-NUCLEOS DEL ROMBENCEFALO Istmico caudal (TC): En este núcleo, que lita con el IR se observa una proyección localizada del tracto tecto-ístmico, en ocasiones desdoblada en cada uno de los dos neuropilos que rodean a la placa celular. Estos terminales coinciden en posición con la de las neuronas marcadas retrógradamente, sugiriendo un patrón topogrhficamente organizado de tipo retinotdpico. . . -r . C.-NUCLEOS DEL SINENCEFALO Pretectal princi~al (PP): Este es un núcleo redondeado de células pequeñas que posee un neuiopilo interno y un neuropilo capsular que lo rodea lateralmente. Se sitúa en una posición más interna y dorsal que el núcleo Subpretectal. En estos casos se ha observado un grupo de terminales neuronales no muy abundante marcados anterógradamente en el neuropilo alrededor del PP. Resultados 4.1.4.-INYECCIONES EN LA ZONA ROSTRAL DEL TO (figuras 26 a 36) AFERENCIAS A.-NUCLEOS. DEL MESENCEFAW Toriis semicircularis (TSC): Independientemente de la zona del TO donde se haya hecho la inyección de HRP, este es uno de los nucleos en los que inmriiih!emente oh~~rvamos la presencia de neuronas marcadas en sus diferentes estratos. Así en estos casos de marcaje en la zona rostral del TO se observa también la presencia de cuerpos celulares marcados, más frecuentemente en el Torus Externo, donde se observa un número abundante de grandes neuronas bien marcadas. También en el N. Central del Torus se marcan a menudo cuerpos celulares; estas neuronas son pocas y de pequeño o de mediano tamaño. Finalmente también observamos la presencia de cuerpos celulares marcados en la lámina periventricular del TSC; éstas son abundantes y de pequeño tamaño. Griseiim tectale (GT): Después de inyecciones de. HRP en la zona rostral del TO se observan frecuentemente abundantes neuronas de pequeño o mediano tamaño marcadas retrógradamente en. la capa gris periventricular; . ^ también las observarnos en la capa compacta profunda, donde se nos presenta un importante número de neuronas medianas marcadas retrógradamente. También se _ -. . - . . . observan neuronas marcadas dispersas al paso del tracto óptico en el estrato reticular superficial del GT. Con menor frecuencia se observan algunas neuronas pequeñas marcadas en la capa fibrosa periventricular. Resultados Dorsolateral IDL): Núcleo superficial que se encuentra situado dorsalmente al R. Esta constituido por una parte magnocelular y otra parte parvocelular, siendo ésta más rostral. Tras realizar inyecciones en la zona rostral del TO se observan grupos de terminales neuronales en ambas partes, magnocelular y parvocelular, estos terminales están presentes en escasa cantidad. E.-NUCLEOS DEL PARENCEFALO ANTERIOR Geniculxh ventral !GQ: De forma bastante frecuente en este tipo de experimento se observa la llegada de las fibras del tracto tecto-talámico a esta zona del parencéfalo anterior y abundante cantidad de terminales neuronales marcados anterógradamente, sobre todo en el neuropilo del GV. Ventrolateral WL): Se observa un importante grupo de terminales neuronales a lo largo del núcleo VL, que proceden de neuronas del TO rostral. 4.1.5.-INYECCIONES EN LA ZONA DORSAL DEL TO (figuras 37 a 44) AFERENCIAS A.-NUCLEOS DEL MESENCEFALO Toriis Semicirciilaris (TSC): En el TSC constantemente se observan células marcadas en sus diferentes partes. En todos los experimentos en los que hemos realizado inyección de Resultados HRP en la zona dorsal del TO se observa alguna neurona aislada de pequeño tamaño en el neuropilo periventricular del TSC. ~ambién de forma frecuente observamos un importante número de neuronas de mediano tamaño enel Torus Externo. De forma constante en este tipo de experimentos se observan en la zona compacta o celular del N. Central del Torus un número abundante de neuronas marcadas retrógradamente siendo la mayoría de ellas de mediano tamaño. Menos frecuentemente se observan neuronas pequeñas marcadas en Griseum Tectale (GT): En este núcleo constantemente se observan neuronas marcadas retrógradamente después de realizar la inyección de HRP en la zona dorsal del TO. Con cierta frecuencia se observan pocas neuronas pequeñas marcadas retrógradamente en la capa fibrosa periventricular. De forma constante en todos estos experimentos se observan abundantes neuronas de pequeño tamaño marcadas en la capa gris periventricular. En la capa compacta profunda se suele marcar alguna neurona de pequeño o mediano tamaño y en escaso número. Area intercollicular (ATC): En el AIC se observan neuronas de pequeño y mediano tamaño en cantidad abundante en su zona intermedia o estrato gris periventricular. Limen Laminae Alaris (LLA): En esta zona limítrofe entre las placas 411 Resultados alar y basa1 se observan abundantes neuronas grandes marcadas retrógradamente tras la ,inyección de HRP en la zona dorsal del TO. Istmico Rostral (IR): En el IR se observa con cierta frecuencia en este tipo de experimento, algunas neuronas grandes marcadas en escaso número. B.-MICLEOS DEL SINENCEFALO Compleio comisura1 P~rvoceliilar de la comisura ~osterior (NCPD): En varios de los experimentos en los que hemos realizado inyección de HRP en la zona dorsal del TO, hemos observado algunas pequeñas neuronas marcadas retrógradamente en el NCPp. Sub~retectal (SPr): También hemos obse.rvado.neuronas dispersas de mediano tamaño en el Spr, tras inyeición en la zoiia dorsal del TO. Cornple-io Yuxtacomisural Yiixtacomisura1 Lateral (YCL): De forma constante en todo este tipo de experimentos se observa un número importante de-neuronas marcadas en el YCL. Estas neuronas son de pequeño o mediano tamaño y se observan bastante marcadas con HRP. EFERENCTAS Resultados A,-NUCLEOS DEL MESENCEFALO Torus Semicirciilaris (TSC): Tras realizar inyección de HRP en la zona dorsal del TO, se observan. abundantes terminales marcados anterógradamente en el N. Central del Torus. En las demás porciones del TSC no se observan terminales marcados. GrIse:!rn Terta!~ !GT)r Después de la inyección de HRP en la zona dorsal del TO se nos marcan anterógradamente abundantes terminales en la capa fibrosa periventricular del GT. Istmico Rostral (IR): En algún caso observamos abundantes grupos de terminales marcados entre las neuronas gigantes del IR. Limen Laminae Alaris (LLA): En esta zona podemos observar también un abundante grupo de terminales neuronales que se han marcado anterógradamente tras la inyección de HRP en la zona dorsal del TO. B.-NUCLEOS DEL SINENCEFALO Siibwretectal'(SPrl: En este núcleo del complejo comisura1 vemos una . . . , abundante proyección del TO dorsal, observándose en él muchos terminales Resultados neuronales marcados con peroxidasa anterógradarnente. Principal Pretectal (PP): También están presentes en algunos casos con este tipo de inyección abundantes terminales celulares marcados en el neuropilo del PP. C.-NUCLEOS DEL PARENCEFALO POSTERIOR PeriRotíindico (DR): En el Parencéfalo posterior se observa la llegada de! fracfo te&-talámico ventral, y observamos abundantes terminales de este tracto a lo largo del-núcleo pR. Posteroventral (PV): También en este núcleo se marcan terminales del tracto tecto-talámico ventral. Posterior de la Comisiim Sri~raóptica Ventral (PCSV): Se observan los axones del tracto tecto-talámico ventral atravesando al núcleo PCSV y vemos abundantes terminales neuronales en el neuropilo de dicho núcleo. Dorsolateral (DL): A veces se observan algunos terminales marcados anterógradamente en la parte posterior del nucieo DL. Resultados 4.2.-EXPERIMENTOS CONTROL (figuras 47 a 50) 4.2.1.-MARCAJE EN NUCLEO ISTMICO CAUDAL MESENCEFALO En estos casos se observan abundantes neuronas marcadas en el lugar de la inyección de HRP en el IC; desde aquí salen fibras que atraviesan el IR donde también observamos una gran cantidad de neuronas marcadas. &pidamente e! mnjunto de fibras se dirige a la zona mas caudal del TO 'entrando por la capa 6, por la que recorren el TO. En el TO observamos algunas fibras que se incurvan y penetran en la capa 7 del TO, en su zona de menor celularidad (7B). Por otra parte, se observan en el TO neuronas que se han marcado retrógradamente en la capa 7A (en la zona de mayor celularidad de la capa 7); estas neuronas se corresponden con el tipo de neuronas en cayado (o arcifomes tipo I) que describe Báez (1992), teniendo soma piriforme de tamaño mediano o pequeño que presenta una dendrita apical que se dirige radialmente hasta la capa 12; sólo en ocasiones presenta una dendrita basa1 sin ramificaciones. Torus Semicircularis (TSC): En este núcleo se observan algunas neuronas marcadas retrógradamente en el Torus Superficial o Paratorus, y también en esta zona del núcleo se ha obtenido marcaje anterógrado, aunque en poca cantidad. Tanto las neuronas como los terminales están en la parte más superficial del Torus Superficial. En el Torus Externo se observan también fibras de paso marcadas y algunos terminales debidos a marcaje anterógrado. Quizás esto sea debido a una Resultados proyección codear, cerebelosa o somestésica afectada por el pinchazo de HRP. Se .observan también fibras en la ascendente que pudo haber sido comeuka del Torus que cruzan al TSC contralaterali Istmico Rostral (IR): En este núcleo se ha obtenido abundante marcaje retrógrado, estando marcadas muchas de sus grandes neuronas. SINENCEFALO Precomisural ~rincipal (PCP): Se obtiene marcaje anterógrado, observándose terminales' axonales en escaso número en su zona ventral periventriciilar, TELENCEFALO Se observan terminales en el Septum Dorsal y Septum Ventral, quizás porque la inyección de HRP ha incluido al tracto ascendente que viene del Locus Ceruleus. CEREBELO En uno de estos experimentos control en la región ístmica, que interesó también al pedúnculo cerebeloso, se observan las células de Purkinje (no marcadas) con fibras trepadoras marcadas a lo largo de sus arboles dendríticos, dato del cual no tenemos conocimiento de que haya sido descrito en reptiles hasta 53 Resultados ahora (figura 50). 4.2.2.-MARCA-TE EN EL AREA INTERCOLLICULAR (figuras 51 y 52) MESENCEFALO Techo Oatico (T02: En el TO se observan abundantes neuronas marcadas. En la capa 3 se observan neuronas pequeñas periventriculares con prolongación descendente y apical. En !s! a=;? 6 se ~hservil solamente alguna neurona aislada de soma pequeño y dispuesto aproximadamente paralelo a la luz ventricular. En la capa 5 del TO se observan neuronas de mediano y gran tamaño, perteneciendo unas al grupo de las neuronas periventriculares (presentes en la capa 3 y S) y otras al grupo de las neuronas arciformes con prolongación basal y apical. En la capa 6 se observa aisladamente alguna neurona de soma alargado. . . En la capa 7, dentro de la subcapa 7A, es donde estan presentes un mayor número de neuronas. Se observa abundante número de neuronas de tamaño mediano y grande; algunas son alargadas, con soma piriforme de mediano tamaño, con una dendrita apical que se dirige radialmente hasta las capas superiores y a veces presenta una dendrita basal. Otras neuronas son multipolares, de cuyo soma emergen prolongaciones basáles y apicales. En la capa 7B se observa aisladamente neuronas multipolares de mediano tamaño con prolongación basal y apical. En las capas superiores no se observan neuronas marcadas. Resultados En el TO las fibras marcadas están presentes desde la capa 1 hasta la 7, siendo más abundantes en la capa 6. Istmico Rostral (m): En este núcleo observamos abundantes neuronas grandes marcadas retrógradamente con HRP. Limen Laminae Alaris (LLA): En esta zona intermedia mesencefalica se observa también un abundante número de grandes neuronas que se han marcado retrógradamente. Tonis Semicircularis (TSC): En el Torus externo se han marcado algunas neuronas de mediano tamaño; también hay neuronas marcadas en el neuropilo periventricular del TSC, siendo éstas escasas. Griseiim Tectale (GT): En el GT se observan neuronas marcadas sobre todo en sus capas centrales y menos en sus capas periventriculares. STNENCEFALO Pretectal externo (PE): En este núcleo sinencefálico se marca retrógradamente abundante . - número de neurona de mediano tamaño después de ,, la inyección .de XRP en el AIC. - . .PARENCEFALO ANTERIOR : .. _ ~enicblado Ventral (GQ: . .. .. . -. . . En el GV se observan varias neuronas de Resultados pequeño tamaño marcadas retrógradamente. También en este núcleo se observa marcaje anterógrado con abundantes terminales. Ventrolateral (VL): Se observa el tracto tecto-talámico dorsal que sale desde el mesencéfalo, atraviesa el GV y llega hasta el VL, donde observamos abundantes neuronas grandes marcadas retrógradamente y un importante grupo - de terminales marcados anterógradamente. 4.2.3.-MARCAJE EN EL GRISEUM TECTALE (GT) . -- J t entro de este grupo de experimentos di6renciamos dos tipos, en uno se ha inyectado HRP en la zona ventral del GT, y en el otro tipo se ha hecho la inyección en la zona dorsomedial del GT. a.-ZONA VENTRAL (figura 53) MESENCEFALO Techo ó~tico (TOl: Después de realizar la inyección en la zona ventral del GT se observa abundante marcaje retrógrado en el TO. En la capa 3 se observa alguna neurona periventricular y, más escasamente, alguna neurona alargada. En la capa 7 se observa un gran número de neuronas. Las neuronas multipolares y arciformes son las más abundantes, aunque también observamos alguna neurona alargada en menor cantidad. El conjunto de fibras marcadas aparecen en la capa 6. Resultados Sristancia Negra -(SNk En ella se marcan abundantes neuronas tras ... la inyección de HRP en Pretectum. ,- Sustancia Reticular ~esencefálica (SRml: Se observa un número abundante de las grandes neuronas de 'la SRrn marcadas retrtSgradamentetras la , . : , . \ inyecciónen Pretectum. STNENCEFALO Orefecfa! Externn !PEl: En este núcleo se observan abundantes neuronas grandes marcadas tras la inyección en la zona ventral del Pretectum. También en este núcleo hay un grupo de terminales neuronales marcados. Pretectal Princi~al (PP): En este núcleo se marca alguna neurona de mediano tamaño, así como un importante grupo de terminales neuronales. Yuxtacomisural (YCL): Todo el grupo de los núcleos yuxtacomisurales aparece intensamente lleno de neuronas marcadas 'retrógradamente. Geniculado Pretectal (GP): En él se observa marcada alguna neurona * pequeña dispersa. También en él hay marcados abundantes terminales. Resultados PARENCEFALO POSTERIOR PeriRotiíndico (DR): En él se observan numerosas neuronas medianas marcadas. También se marcan numerosos terminales. Posterior de la Comisura Su~raóptica Ventral (PCSV): En este núcleo se observan algunas neuronas grandes marcadas y un grupo importante de terminales neuronales. PARENCEFALO ANTERIOR Ventrolateral (VL): Se observan fibras dentro del VL y se marcan numerosas neuronas grandes a lo largo de todo el núcleo, así como numerosos terminales neuronales. 4.2.5.-MARCAJE EN EL NUCLEO ROTUNDO (figuras 59 a 61) MESENCEFALO - . : Techo O~tico (TO): Se observan marcadas las fibras del tracto tectota1ámicoventra1.y-dorsal, y,se observan . neuronas . marcadas en el TO, cuyo marcaje . .. ha llegado por el tracto tecto-talámico. . . -.- La zona caudal del TO.es la zona del TO donde se observa mayor marcaje. En la capa 5 vemos algu'na neurona periventricular marcada. En la capa 7A es donde vemos mayor número de neuronas grandes marcadas retrógradamente. La mayoría de estas neuronas son neuronas Resultados multipolares de varias prolongaciones. También están presentes, aunque en menor cantidad, neuronas alargadas y arciformes. Las neuronas de esta capa tienen principalmente sus prolongaciones dirigidas radialmente a capas más superficiales del TO, aunque también se observan prolongaciones horizontales recorriendo longitudinalrnente el TO. Como ya hemos señalado, en este caso se ve cómo las fibras del tracto tecto-talámico ventral llegan al TO, y estas se distribuyen en las capas 6 y 7 del TO. Las fibras marcadas en el TO se observan en escaso número en la capa 2, y h~sfmfe más ~hundmtes en !a cip2 6, En la capa 7B se observan fibras marcadas tanto radiales como longitudinales. Siguiendo por las capas más superficiales vemos un grupo importante de fibras marcadas desde la capa 8 a la 12, siendo más abundantes en las capas 8, 9 y 12. En las capas 8 y 9 también se observan terminales neuronales marcados. En la zona rostral del TO se observan muy pocas neuronas marcadas, tan solo vemos alguna neurona alargada en la capa 6, y en la capa 7 están presentes neuronas multipolares y arciformes. En la zona dorsal del TO sólo se observan fibras marcadas en las capas 2 y 6. No observándose ninguná neurona marcada. Griseiini Tectale (GT): Se observan fibras marcadas entrando y saliendo del GT y en él observamos abundantes neuronas marcadas a partir de la inyección de WP en él R. Resultados Se observan neuronas pequeñas en las capas más periventriculares, y en la capa gris central se observa un mayor número de neuronas de tamaño medio y grande. También se marcan anterógradamente terminales neuronales en las capas centrales y periventriculares del GT. 4.2.6.-MARCASTE - EN LA PLACA BASAL MESENCEFALICA -, (figuras 62 y 63) . - -. - MESENCEFALO . Techo Optico (TO): Después -- de realizar inyección de HRP en la placa basa1 mesencefálica se observan fibras.que éntran en el TO, la mayoría de ellas por la zona caudal de éste, y también neuronas marcadas retrdgradamente. Las neuronas están presentes en la capa 2, en la cual vemos escasas neuronas de pequeño t,amaño. En la capa 3 hay un número más o menos abundante de neuronas marcadas, siendo la mayoría neuronas periventriculares, y en menor cantidad son neuronas alargadas. En la capa 5 también vemos algunas neuronas marcadas, siendo la mayoría multipolares y algunas periventriculares. En la capa 6 hay escasas neuronas marcadas, siendo tanto multipolares como arciformes. En la capa 7 hay escasas neuronas tenuemente marcadas, siendo casi todas neuronas arciformes. Se observan fibras marcadas ocupando desde la capa 2 a la 6, estando presente en menor cantidad desde la capa 7 a la 11. También se marcan anterógradamente terminales neuronales desde Resultados la capa 2 a la 6, ambas incluidas. Area intercollicular (AIC): Se marcan retrógradamente un gran número de neuronas grandes. Istmico Rostral (IMR): También en 61 se marcan numerosas neuronas grandes. Toriis Semicircrilaris (TSC): En el Torus Externo se observan r?umermuc neurmas grmdec marr_abasj y en 1% IAmina periventricular hay un gran número de neuronas marcadas de mediano tamaño. ROMBENCEFALO Tstmico Caiidal (IMC): En él hay numerosas neuronas grandes marcadas. 4.3.-ESTUDTO DE LA COMTSURA DEL TECHO OPTICO En todos nuestros experimentos se puede observar que el conjunto de fibras del TO que conectan con el TO contralateral lo hacen por la zona límite entre la comisura del Griseum Tectalis (cGT) y la comisura del TO (cTO), entendida esta última como la línea media entre ambos TO. Esta zona límite entre ambas comisuras queda delimitada por la presencia de las células del núcleo Mesencefálico Resultados del Trigémino, en la capa 5 del TO, las cuales se .encuentran presentes en la cTO y no en la cGT. También otro dato de interés que señala el límite entre las 2 comisuras, es la capa 5, la cual en la cGT es laxa, mientras que la capa 5 en la -- __ -. cTO es mAs compacta. Al estudiar nuestros casos de, inyección en TO cortados en sentido longitudinal, observamos cómo las fibras marcadas del TO se agrupan en el límite entre las 2 comisuras, ocupando'lapade máS caudal de la cGT y la parte más -. rostral de la cTO (figura 65). En nuestros experimentos cortados horizontalmente, en los cuales hemos ren!izado inyección de HRP en mi de !os Techos Opticos, conservando ambos Techos, se observa que el conjunto de fibras que sale desde el TO marcado, pasa al TO contralateral por la zona comprendida entre la zona caudal de la cGT y la zona rostral de la cTO (figura 66). Esto se ha estudiado siguiendo 2 métodos, uno de ellos ha sido dibujando los cortes en cámara clara (figura 69, lo cual se ha complementado con el recuento del total de los cortes, y estudiando los cortes en los que aparecen fibras marcadas pasando por la comisura. Con ambos estudios se observa claramente que el paso de estas fibras intertectales se realiza por esta zona límite entre ambas comisuras, dato que ya habíamos observado en los cortes longitudinales, en los que el paquete de fibras del TO se dirige a esa zona límite concretamente. Siguiendo el recorrido de estas fibras en el TO contralateral se observa que recorren éste siguiendo su capa 6. En algunos experimentos se observa alguna neurona en número muy escaso marcada en el TO contralateral, ocupando la capa 3 de éste. Para completar este estudio de las comisuras, se han realizado experimentos cuyas inyecciones han sido realizadas en la zona de la comisura del GT, como en el caso P-56, el cual hemos representado ortogonalmente, observándose que, tras 68 la inyección de HRP en la zona rostral de la comisura entre ambos Techos Opticos, ' las neuronas marcadas se distribuyen ampliamente por toda la superficie de ambos Techos Opticos. Esto es debido a que por el lugar de la inyección (zona rostral de la comisura) pasan fibras que se distribuyen por todas las zonas del TO, o sea, las fibras intertectales pasan por este punto concreto de la comisura. Las capas del TO donde se observan las neuronas marcadas son la 3 y la 5, mientras que las fibras en el TO circulan principalmente por la capa 6 (figuras 65 a 67). ABREVIATURAS ACSV núcleo anterior de la comisura supraóptica ventral AIC área intercollicular C1'C14 las diferentes capas del techo óptico cGT comisura griseum tectale cGT/cTO transición comisura griseum tectale/comisura techo óptico ci comisura ístmica CP comisura posterior - cpd csv cTO Cs DL DM fpd GD GP GT GTc GTf GTfp GTg GTpi GTr GV HRP IC IR IV LLA LV m NCPm NCY! NROB NmV NMV Pa PCP PCSV PD PE PP PP PR PT r comisura predorsal comisura supraóptica ventral comisura techo óptico córtex núcleo dorsolateral núcleo dorsomedial fascículo predorsal núcleo geniculado dorsal núcleo geniculado pretectal griseum tectale estrato compacto profundo . capa fibrosa periventricular capa fibrilar profunda capa gris periventricular estrato plexiforme intermedio estrato reticular superficial núcleo geniculado ventral horseradich peroxidase (peroxidasa de rábano) núcleo ístmico caudal núcleo ístmico rostral núcleo ístmico ventral limen laminae alaris (límite de la lámina alar) núcleo lateroventral mesencéfalo núcleo de la comisura posterior magnocelular núcieo de la comisura posterior parvoceiuiar núcleo de la raiz óptica basa1 núcleo mesencefálico del trigémino núcleo motor del trigérnino parencéfalo anterior núcleo precomisural principal núcleo posterior de la comisura supraóptica ventral núcleo posterodorsal núcleo pretectal externo parencéfalo posterior núcleo pretectal principal núcleo peri-rotúndico pretectum rombencéfalo R S SAC SAP SFGS SGC SGP SL SN SO SPr SRm tb tbd ti t o TO TSC TSCc TSCe TSClp tt , ttd ttv VL VM YC YCL núcleo rotundus sinencéfalo estrato album central - estrato album periventricular estrato fibroso y gris superficial estrato gris central estrato gris periventricular núcleo semilunar sustancia negra estrato óptico núcleo subpretectal sustancia reticular mesencefálica tracto tecto bulbar tracto tecto bulbar directo tracto tecto istmico tracto óptico techo óptico mesencefálico núcleo torus semicircularis núcleo central del torus semicircularis torus semicircular porción externa lámina periventricular del torus semicircular tracto tecto talámico tracto tecto talámico dorsal tracto tecto talámico ventral núcleo ventrolateral núcleo ventromedial complejo yuxtacomisural . núcleo yuxtacomisural lateral ICONOGRAFIA Resultados Figura 4. Esquema' del trayecto del tracto tecto-bulbar cruzado o fascículo predorsal. Este fascículo tiene un componente ipsilateral (representado por lineas continuas) el cual sale del TO y se reunen ventrales al Area Intercollicular y al Torus Semicircularis, atravesando la placa basa1 mesencefálica y da colaterales ascendentes y descendentes. El fascículo predorsal cruzado (representado por lineas discontinuas) son ramas del fascículo descrito anteriormente que cruzan al lado contralateral por la comisura predorsal. Resultados ! Figura 5. Esquema del tracto tecto-ístmico que sale por la zona caudal del TO y se dirige hasta el núcleo ístmico caudal. Resultados Figura 6. Esquema del fascículo mesencefálico del trigémino que se origina en el N. Mesencefálico del trigémico (situado en el TO), se reunen sus axones y abandonan el TO pasando dorsalmente al N. Central del Torus, dirigiéndose al rombencéfalo donde ilega al N. Motor del trigémico. Resultados Figura 7 y 8. Esquemas en que se resume ia disiriDución ciei marcaje retrógrado (Aferencias, figura 7) y anterógrado (Eferencias, figura 8) al realizar inyección masiva de HRP in vivo en el TO del lagarto Gallotia (varias inyecciones en el TO). Nótese el predominio de conexiones con N. de la placa alar de todos los neurómeros (ver explicaci6n en el texto). Las neuronas marcadas están representadas por triángulos o círculos', siendo las representadas por triángulos de mayor tamaño somático; los terminales se simbolizan con pequeñas rayitas. La zona de inyección de HRP se representa por lineas rojas verticales paralelas. Resultados Figura 9. Inyección masiva de HRP en TO derecho A. Sección horizontal del encéfalo de all lo tia donde observamos el intenso marcaje producido por la inyección en el TO derecho y la salida del tracto tecto-talámico ventral que se dirige a ia comisura supraóptica. Dicho tracto ua coiateraies ai núcieo Rotundo produciendo en él intenso marcaje. Más superficial a este tracto se observa el marcaje de las fibras del tracto óptico. B. Detalle donde se observa el tracto tecto talámico marcado y abundante marcaje en el núcleo Rotundo, con un gran campo de terminales neuronales marcados anterógradamente. Las fibras del tracto tecto talámico continuan hacia el núcleo Ventro Lateral, donde se observan neuronas y terminales marcados. C: Se observan fibras del tracto tecto talámico ventral pasando a través de la Comisura Supraóptica al lado contralateral del encéfalo, donde alcanzan el núcleo Rotundo contralateral. Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X210; C: X330. ! Resultados Figon 13. ~icrofoto~rafías en las que se observa la secuencia del paso del fascículo predorsal atravesando la línea media del encéfalo, después de recorrer transversalmente la placa basal. Obsérvese el núcleo del III par (Oculomotor) situado dorsal al fascículo predorsal. Contratinción con Violeta de Cresilo. X330. Resultados Figura 14. Inyección masiva de HRP en TO unilateral. A. Corte transversal del encéfalo de Gallotia' donde se señala el tracto tecto-bulbar directo y el tracto predorsal cruzado (obsérvese las fibras marcadas de este último) en el lado contralateral al lugar de inyección. La zona encuadrada se corresponde con la ampliación mostrada en fig. B. B. Microfotografía en la que se observan algunas fibras del tracto tkto ístmico cruzando la línea media para llegar al lado contralateral del encéfalo. Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X330. Resultados Figura 15. A. ~icrofoto~rafía de una sección transversal del encéfalo de Gallotia mostrando un detalle de neuronas (flecha larga) y terminales (flecha corta) marcados en el núcdo Perirotúndico después de una inyección masiva de HRP en i el TO ipsilateral. B. Detaile de neuronas y terminales marcados en el Griseum Tectale y Pretectal Externo después de inyectar HRP en el TO ipsilateral. La sección se ha hecho kn sentido transversal. Contratinción con Violeta de Cresilo. Resultados Figura 16. A. Imagen sagita1 del cerebro de Gallotia en el que se han realizado varias inyecciones de HIW en e1 TO. La zona enmarcada se corresponde con la ampliación mostrada en B. B. Se muestra una imagen que comprende la zona caudal del TO, el núcleo Istmico Caudal e Istmico Rostral, en los cuales se 1 observan grandes neuronas marcadas con HRP. Las neuronas del Istmico Rostral se encuentran dispuitas al paso del tracto tecto ístmico. C. Detalle de neuronas del nucleo Istmico Rostral. Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X210; Resultados Figura 17. Microfotografía mostrando un detalle de las fibras marcadas del tracto tecto talámico dorsal que atraviesa el núcleo Geniculado Ventral y llega al núcleo Ventrolateral del parencéfalo anterior. Por medio de este tracto se marcan 1 retrógradamente abundantes neuronas en los núcleos Geniculado Ventral y Ventro Lateral. Contratinción con Violeta de Cresilo. X330. Resultados Figura 21. Inyección de HRP en zona caudal del TO A. Se muestra marcaje del tracto tecto ístmico y su llegada al núcleo Istmico Caudal donde se marcan algunas iieüranas y ierminaies marcados. Observese el marcaje de las fibras del tracto tecto 1 bulbar directo (señalado con una flecha) que atraviesa el núcleo Istmico Rostral y pasa ventralmente al Istmico Caudal para dirigirse caudalmente hacia el puente encefálico. B. Detalle del marcaje de terminales (señaladas con flecha corta) y neuronas (señaladas con flecha larga) en la porción externa del TSC del mismo experimento de la figura A. C. Se observan neuronas marcadas en el núcleo Istmico Rostral en medio de las fibras de los tractos tecto ístmico, tecto bulbar y tecto talámico ventral. Contratinción con Violeta de Cresilo. A:X330; B:X330; C: X330. Resultados Figura 22, A. Sección sagita1 a nivel superficial de un cerebro de Gallotia despues de inyectar HRP in vitro en la zona caudal del TO (el asterisco muestra el lugar de inyección). Las zonas encuadradas se corresponden con las ampliaciones mostradas en B y figura 23 respectivamente. B. Se observa como las fibras del fascículo predorsal se reunen ventrales al Torus Semicircularis (TSC), desde donde se dirigen hacia la zona ventral. También se muestran neuronas marcadas en el TSC y en el núcleo Hstmico Rostral. Contratinción con Violeta de Cresilo, A: X50; B: X330. Resultados Fi 23. Detalle de la figura 22 en la que se muestra la salida de tres tractos desde la zona caudal del TO: el tracto predorsal, el tracto tecto bulbar directo y el tracto tecto ístmico, el cual atraviesa el núcleo Istmico Rostral (IR) y se dirige a la zona de los núcleos ístmicos. Ademas se observa detalle de las grandes neurona5 (señaladas con flecha larga) del Istmico Rostral muy marcadas y abundantes terminales marcados (señaladas con flecha corta). Contratinción con Violeta de Cresilo. X210. Resultados Fi 24. A. Sección sagita1 de un cerebro de Gallotia donde se ha inyectado HRP in vitro en la zona caudal del TO y donde se observan neuronas marcadas en Torus Semicircularis (TSC) e Istmico Caudal. B. Detalle de la figura A donde se observan neuronas marcadas retrógradamente (señaladas con flecha larga) en el núcleo central del TSC, en la porción externa del TSC y en la lámina periventricular del TSC. Anterógradamente se marcan terminales en el Torus Externo y en el neuropilo periventricular del TSC (señaladas con flecha corta). Contratincibn con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X530. Resultados Figura 25. A. Sección sagita1 de un cerebro de Gailotia donde se ha inyectado HRP in vitro en la zona caudal del TO. Corresponde al experimento de la figura 24. El recuadro se corresponde con la ampliación mostrada en B. B. Detalle de la foto anterior en la que se observa marcaje retrógrado en neuronas del núcleo Istmico Rostral, Area Intercoilicular y del Limen Laminae Alaris (señaladas con una flecha). Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X330. Resultados Figura 29. A. Corte sagita1 a nivel media1 del cerebro de Gallotia donde se observa el lugar de inyección en la zona rostral del TO y la extensión del marcaje en sentido rostral y caudal. La zona encuadrada corresponde a la ampliacion mostrada en B. B. Se muestra un detalle del Griseum Tectale (GT) donde se observan neuronas pequeñas marcadas en la capa gris periventricular y en la capa compacta profunda. Así mismo tambien se observan neuronas marcadas dispersas al paso del tracto óptico en el estrato reticular superficial del GT. En el estrato compacto profundo y en e! p!exif~me intemeOk del GT se iiiareaü iemimaies neuronales anterógradamente. Las neuronas marcadas se señalan con flecha. x7-L.- Co~tmtinrih con Vio!& Ce CresGo. A: X5O; B: ~33~. Resultados Figura 30. Inyección de HRP en zona rostral del TO. A. Detalle de la figura 29 A donde se observan neuronas marcadas en la porción externa del Torus y en el Torus central. B. Microfotografía en la que se observan neuronas marcadas retrógradamente (señaladas con una flecha) en los núcleos sinencefálicos Pretectal Principal (PP) y Yuxtacomisural Lateral (YCL). Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X210; B: X330. inyección en la zona rostral del TO (pertenece al mismo experimento de la figura 30). Se observa marcaje en el Area Intercollicular. La zona encuadrada corresponde a la ampliación mostrada en la figura B. B. Se muestran neuronas marcadas retrógradamente en la capa gris del Area Intercollicular. Así mismo observamos marcaje en el conjunto de fibras del fasciculo predorsal ventrales al Area Intercollicular y al Torus Semicircularis. Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X210. Resultados Figura 32. A. Sección sagita1 de un cerebro de Gallotia en el que hemos inyectado abundante HRP en la zona rostral del TO (señalado por un asterisco). Observese 12 grm artlidac! de fi5ri-s mareah que salen del TO. ';a zona encuadrada corresponde a la ampliación de la figura B. B. Se observa marcaje del tracto tecto talámico dorsal recorriendo dorsalmente el sinencéfalo, penetran en el parencéfalo posterior y terminan en el núcleo Ventro Lateral del parencéfalo anterior. A su vez se marcan intensos campos de terminales neuronales en los núcleos sinencefálicos Pretectal Principal y Geniculado Pretectal. El tracto tecto talámico ventral se observa que pasa ventral a los núcleos pretectales llegando al núcleo Posteroventral, donde se observa un grupo de terminales axonales marcado. Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X50; B: X130. Resultados F'6mUirnm 33. ?v$2ieaJ:e de &fereritiiúe:eos dfipu& de klyeciat; m en la zona rostral del TO. Detalles del experimento de la figura 32. A. Se observan terminales axonales (señalados con flechas) marcados en el neuropilo y en la zona celular del núcleo Istmico Caudal y grandes neuronas marcadas retrógradamente en su zona celular. B. Detalle del núcleo Semilunar del rombencéfalo donde se observan terminales neuronales marcados anterógradamente (flecha corta) y una neurona marcada retrógradamente (flecha larga). Contratinción con Violeta de Cresilo. A: X330; B: X530. Lateral, Pretectal Principal y Subpretectal. Quizás el pretectum dorsal de este autor se refiere a nuestro núcleo ~ostero Dorsal. También estos autores encuentran terminales en el núcleo Lateral del pretectum, que se podría referir quizá a nuestro ~uxtacoaicural Lateral. Parencéfalo Anterior Wilczynski y Northcuii (1973 no dese-iiber, pmyeccianes del TO sobre el Parencéfalo Anterior en la rana. Rubinson (1968) y Lázár (1969) observan terminales en el núcleo Postero Lateral del tálamo y en el Cuer~o Geniculado Lateral ipsilateral. Nuestro Geniculado Ventral se corresponde con su Geniculado Lateral. El núcleo Postero Lateral de dichos autores quizá se corresponda más bien con una formación pretectal, posiblemente nuestro núcleo Geniculado Pretectal. Rubinson (1968) en Rana pipiens distingue también terminales en la región postauiasmAtica del hipotálamo, hallazgo que no encontró Lázár (1969) y tampoco lo hemos observado nosotros en Gallotia. Otras eferencias D~wwión Rubinson (1968) y Lázár (1969) describen eferencias tectales que alcanzan' la médula espinal. Nosotros no hemos estudiado estas eferencias, ya que la técnica in vitro no muestra estructuras tan distantes. Rubinson (1968) y Wilczynski y Northcutt (1977) observan eferencias en la 1 Olivar: Estas no fueron observadas por Lázár (1969). En alguno de nuestros experimentos observamos fibras bastante caudales en el puente, próximas a la Oliva, no alcanzando a observar terminales en ella. 5.6.-AFERENCIAS Y EFERENCIAS TECTALES EN AVES Tal y como dice Martínez de la Torre (1985) : "en el mesencéfalo de ave destaca por su 'extensión y laminación el tectum. No hay diferencia significativa entre los dos sistemas usuales de denominación de sus capas: el sistema de Ramdn y Caja1 (1891,1911) seguido por su hermano Pedro (Ramón 1898, 1943), así como .por autores franceses (Angaut y Reperant 1976), consiste en la numeración consecutiva, de la superficie a la profundidad, de las diversas láminas celulares y plexiformes". También otro sistema es el alfabético alternativo desarrollado inicialmente por Huber y Crosby (1933) y perfeccionado por Cowan y cols. (1961). Discusión Telencéfalo En aves el TO recibe proyección del Wulst del telencéfalo, que se corresponde con una estructura supuestamente homóloga de la corteza visual (Hunt y Webster, 1972; Karten y col., 1973; Brecha, 1978; Casini y col. 1992). Alguno de estos estudios (Casini y col. 1992) se ha hecho usando transporte anterdgrado de WGA-HRP y se ha observado que el Wulst proyecta a telencéfalo, diencéfalo y mesencéfalo, y 'dentro de este último ai TO más currcretaiaeiite. También Zeier y Karten (1971) y Brecha (1978) observan que el TO de aves recibe aferencias desde otra zona del telencéfalo, el archistriatum Entermedium (Ai), homólogo quizá de la amígdala en mamíferos. En nuestros experimentos en Gallotia stehlini nunca hemos observado neuronas en el telencéfalo, posiblemente por fracaso de la técnica in vitro para alcanzar zonas tan distantes, Por otra parte, tal conexión del telencéfalo al TO no ha sido descrita nunca en reptiles. Según Karten y Dubbeldam (1973) y Reiner y col. (1982) la vía de los Ganglios asal les al TO en aves ocurre vía sinapsis en el núcleo Espiriforme Lateral (homólogo del &leo Yuxtacomisural Lateral en reptiles). Mientras que en reptiles existen dos rutas estriado-tectales, una menor que hace relevo en la Sustancia Negra del Mesencéfalo, y una mayor, vía núcleo Pretectal Dorsal de la Comisura . posterior en tortugas (Reiner y col., 1980) y en el cocodrilo (Brauth y col., 1978; Discusión Reiner y col., 1980; Brauthy Kitt, 1980). Este último núcleo se corresponde con el Yuxtacomisural lateral de nuestra descripción en Galiotia (Martínez de la Torre, 1985; Díaz Delgado, 1991). En lagartos, sin embargo, las proyecciones desde los ganglios basales irían a la Sustancia Negra pero no al pretectum (Hoogland, 1977; Voneida y Sligar, 1979; Ruschen y Jonker, 1988). Estos datos de conexiones del telencéfalo al TO 10s apuntamos como datos de interés, puesto que apenas los podemos discutir con nuestros experimentos porque la conexión de los ganglios basales con centros tectopetaies no ha sido objeto 6e estudio en ei presente irabaja. Es preciso notar, sin embargo, que solo obtuvimos una escasa conectividad entre la substancia negra de Gallotia y el TO, pero sí observamos una marcada l proyección del YCL sobre el TO. Sin embargo, recientemente Puelles et al. (1993) han resaltado la existencia en aves de una posible tercera vía estriado-tectal, la cual presentaría una escala sináptica intermedia en el núcleo externo del torus semicircularis. Dado que la formación homóloga en Gallotia también presenta una importante proyección sobre el TO, cabe conjeturar que esta vía alternativa de control sobre e1 tectum también pueda existir en lacértidos. Mesencéfalo El nrícleo Parageniculatus Tecti Optici envía aferencias al TO en las aves 172 (Brecha, 1978); este núcleo según la nomenclatura usada por Kuhlenbeck (1939, 1975) sería nuestro Griseum Tectale. Brecha (1978) también apunta que en aves, la Formación Reticular Mesencefálica envía aferencias al TO, Ya comentamos que su número es escaso en Gallotia. En aves 'se ha descrito una conexión ordenada entre el núcleo Externo del Torus Semicircularis y el TO (Knudson y Konishi, 1987). Parecería homóloga a la observada aquí entre el Torus Semicircularis (externoj y el TO de Gaiiotia. Dicha conexión se sabe que vehicula información acústica codificada en relacion a la localización de los estímulos hacia el TO y parece hallarse bajo control descendente desde los ganglios basales, tal como comentamos más arriba. Rombencéfalo Las proyecciones tectales en aves incluyen el núcleo Istmico pars Parvocelular (Ipc) descrito por Ramón (1898), Hunt y col. (1977) y Brecha (1978). Este núcleo proyecta ipsilateralrnente. Su homólogo aparente, en cambio, proyecta en reptiles al TO contralateral (Sereno y Ulinski, 1987). Nosotros en Gallotia hemos encontrado también proyehción ipsilateral de este núcleo (IC) al TO del lagarto. La conexión cruzada en aves se corresponde con la población ístmica conocida como núcleo Istmico Ventral (Martínez y helles, 1989), también descubierto por nosotros en el lagarto. El núcleo Istmico parte magnocelular descrito en aves (Istmico Rostral en Gallotia) también proyecta al TO (Martínez y Puelles, 1989; Güntürkün, 1987; 1 Crosland y Uchwat, 1979). Ramón (1898), Hunt y col. (1977) y Brecha (1988) dicen que esta conexión es posible, pero no aseguran su existencia. El núcleb Semilunar tarnbik proyecta al TO (Ramón, 1898; Hunt y col., - 1 4 r\ 4n m~nclwilí~ 1977; Brecha, 1978; Martínez y Puelles, 1989) en aves. nri wZLIOCI~~, dca Guaarfi-v . la observamos sólo después de inyectar la peroxidasa en la zona rostral del TO. - Sinencéfalo Según Brecha (1978), el TO de la paloma recibe aferencias de varios núcleos pretectales, como son el núcleo Pretectalis, núcleo Pretectalis Medialis, núcleo Pretectalis ~iffusus,'Area pretedalis y núcleo Leotifomis Mesencephali. Estos núcleos se incluyen dentro del Pretectum en base a su localización topografica (Kuhlenbeck, 1939). E1 nrícleo Pretectalis~corno ya hemos reseñado anteriormente, muy probablemente se refiera a nuestro núcleo Pretectai Principal, no estando presente la proyección desde dicho núcleo al TO en Gallotia. El nficleo Pretectalis Medialis, comparando esta' nomenclatura con la de Discusión reptiles, probablemente sea el complejo espiriiorme, que son nuesúros núcleos Yuxtacomisurales (Martínez de la Torre, 1985; Díaz Delgado, 1991). En todos nuestros experimentos en Gallotia, de forma constante después de inyectar HRP en el TO, obtenemos neuronas marcadas ietrógadamente en el núcleo Yuxtacomisural lateral. La conexión del núcleo homólogo en aves, el núcleo espiriforme lateral, con el tectum es bien conocida (Brecha, 1978). Otro núcleo que proyecta en aves al TO es el niícleo Pretectal Difuso. Esta población de células dispersas se relaciona ventroiatera'menie cori e: ~ideleo Pretectal Principal y podría corresponderse con el núcleo Posterodorsal en el lagarto, al igual que el Area Pretectalis (nomenclatura de Kuhlenbeck) con la cual forma un complejo unitario (el Area Pretectalis sería el neuropilo retinorecipiente vinculado a las neuronas del N. Pretectal Difuso). El núcleo Lentiformis Mesence~hali de aves sería comparable a nuestro núcleo Pretectal Externo (PE). En aves se sabe que este núcleo proyecta al cerebelo y otros centros pre-cerebelosos (Gamlin y Cohen, 1983). Cabe la posibilidad que nuestros marcajes sean debidos a transporte trans-dendrítico, ya que estas grandes neuronas cercanas al TO pueden tener alguna rama dendrítica dentro del TO, donde podrían tomar la HRP. Se sabe que participan en los reflejos de nistagmus optoquinético. En al lo tia también observarnos neuronas en el núcleo Subpretect.al, marcadas desde el TO. Esto no ha sido descrito en aves. Discusión Parencéfalo Posterior En la literatura consultada sobre conexiones del TO en las aves no se describe casi ninguna aferencia del TO procedente desde núcleos de la zona del Tálamo dorsal,' que para nosotros sería Parencéfalo Posterior. Solamente células del Area Perirotúndica (ApR) han sido marcadas retrógradamente después de inyecciones en el TO en pollos (Martínez, 1987), también esta proyección ha sido demostrada por impiantes tectaies dei marcador fluorescente Di1 (Martínez y col., 1991) en pollo. En nuestros experimentos en Gallotia se observan neuronas marcadas en el núcleo Perirotúndico (pR) después de realizar inyecciones masivas en el TO e inyecciones rostrales . Martínez (1987) y Martínez y col. ( 1991) también encuentran que el núcleo Intersticial del Tracto O~tico (IT0)-proyecta al TO en el pollo. Nosotros en el lagarto también hemos observado células aisladas marcadas retrógradamente dentro del tracto óptico a la altura del núcleo. perirotúndico, después de inyectar masivamente en el TO. En el núcleo Lateroventral (LV) del Parencéfalo Posterior (núcleo ventral al Rotundus) obtenemos neuronas marcadas retrógradamente al realizar inyecciones. masivas en al TO, lo que no hemos encontrado descrito en la literatura de aves. Este núcleo en aves se denomina núcleo Postero Intermedio y recibe proyecciones descendentes de los ganglios basales (ama lenticularis)(Karten, 1976). Parencéfalo Anterior Brecha (1978) observa en aves que el núcleo Ventrolateralis Thalami y el núcleo Geniciilado Ventral Lateral envían axones al TO en aves. En el lagarto hemos observado en las inyecciones masivas que el núcleo Ventro Medial (VM) proyecta al TO. Este dato no lo hemos visto descrito en aves, donde la población homóloga sería el N.Reticular Superior. Otras aferencias En aves el núcleo Teementi riediínculo-~ontinus proyecta a1 TO (Brecha, 1978); se correspondería con la Sustancia Negra, que también presentó en nuestro material algunih neuronas marcadas retrógradamente. También el Lociis Coenileiis, y un núcleo del rafe, el núcleo Annularis (Brecha, 1978) proyectan al TO de las aves, pero tales conexiones no aparecen en Gallotia. Mesencéfalo Discusión En aves la vía tectal descendente termina dentro de la formación reticular mesencefálica media1 y 'lateral (Hunt y Künzle, 1976). Hunt y Küqzle (1976) también observan que en aves el TO proyecta a -e, conexión que tampoco hemos observado nosotros. Esto quizás no es de extrañar, ya que los núcleos pontinos, con proyección cruzada al cerebelo, no han sido descritos aún como tales en reptiles, y solo están escasamente desarrollados en las aves (Clarke, 1977). Sin embargo, su presencia tanto en aves como en mamíferos sugiere que pueden existir en forma rudimentaria en los reptiles. Hunt y Künzle (1976) publican que existe una conexión del TO al núcleo Intercollicular.' Probablemente se refieren al núcleo Intercollicular como una subdivisión media1 del Torus, lo que sería quizá para nosotros el Area Intercollicular. ~lternativamente, podrían referirse a una estructura homóloga a nuestro núcleo Toral Externo, que también recibe proyección tectal en nuestro material. En Gallotia hemos observado además la eferencia del TO al Torus Semicircularis (TSC) de forma constante en todos los tipos de experimentos en los que hemos inyectado HRP en el TO. No se ha descrito tal conexión en aves. El núcleo Parageniciilatiis tecti o~tici de aves (Kulenbeck, 1939, 1975) probablemente e corresponde con el extremo ventromedial de nuestro Griseum Tectale (GT) (Martínez de la Torre, 1985), y sería la única porción del núcleo en que Kuhlenbeck (1939, 1975) describe varias capas. Este núcleo este autor lo incluye en el pretectum. Una conexión tectal con esta población fue sugerida por Discusión colicular y se visualizan mejor en el plano frontal. Esta organización laminar es 1 similar en la mayoría de los mamíferos. Es característica la existencia de capas celulares superhales al estrato 6ptico. Las neuronas coliculares localizadas superficialmente pueden ser clasificadas como primariamente visuales; las células situadas dentro de las capas intermedias y profundas están relacionadas con estructuras asociadas con la visión, audición y somatoestesia, así como con núcleos que clásicamente se clasifican como motores. Las subdivisiones superficiales y profundas parecen estar intimamente iigacias entre si (Huerta y ~irtin~, 1984) I 517.1.-AFERENCTAS l La retina y el córtex visual (área 17) proporcionan las dos aferencias cuantitativamente más importantes a las capas superficiales coliculares muerta y Harting, 1984): En reptiles también está ampliamente descrito en la literatura que las capas superficiales del TO presentan una densa entrada retina1 (Ramón, 1896; de Lange, 1913; Huber y Crosby, 1926; Armstrong, 1950, 1951; Kosareva, 1967; Knapp y Kang, 1968; ~all y Ebner, 1970; Butler y Northcutt, 1971; Braford, 1973; Davydova y Mazurscaya, 1973; Foster y Hall, 1975; Repérant y Rio, 1976; Bass y Northcutt, 1981; Schroeder, 1981) al igual que ocurre con los colículos superiores 1 Diicusión (Hokoc y Oswaldo-Cruz, 1979; Rapaport y col. 1981; Rowe y col. 1981; Brown, 1965; Fukuda, 1977; Chalupa y Thompson, 1980; Vaney y col. 1981). La aferencia cortical mejor documentada de las láminas coliculares superficiales es el córtex visual primario (área 17, o Córtex estriado). Esta proyección ha %ido estudiada en muchos mamíferos con una gran cantidad de ! métodos. Ya mencionamos más arriba en el apartado de Aves que no está clara la existencia de una conexión semejante en.reptiles, aunque si parece existir en aves. Ello sugiere la necesidad de continuar su busqueda, a efectos de asegurar que no se trata de un caso de evolución paralela. La vía nigro-tectal ha sido objeto de muchas investigaciones, sugiriéndose que es un irnpokante canal de control motor. Se han hecho estudios con transporte retrógrado en la rata, en el gato y .en el mono, los cual& han.mostrado que tras inyecciones de HRP en las capas intermedias y profundas del colículo superior resultan marcadas neuronas en la pars reticulata de la Sustancia Negra (Graybiel y Sciascia, 1975; Hopkins y Niessen, 1976; Rinvik y col. 1976; Faull y Mehler, 1978; Grofovií y col. 1978; Beclstead y col. 1979, 1981; Edwards y col., 1979). , . Discusión También Beitz (1989) observa la conexión de la sustancia Negra al colículo superior en la rata. En alguna de nuestras inyecciones en la zona caudal del TO del lagarto hemos obtenido marcaje en la Sustancia Negra. Edwards (1979) indica que la Formaci6n Reticular Mesencefálica proyecta a las capas cdüculares; esta conexión también aparece, aunque escasamente desarrollada, en el lagarto Gallotia sthelini, También hay aferencias al tectum en el lagarto desde el núcleo Istmico Rostral; quizás este núcleo en los mamíferos quede incluido 'dentro de la Sustancia Keticuiar, toda vez que aparece constantemente en los demás vertebrados y no se describe, en cambio, en mamíferos. Escolar (1982), después de inyectar HRP en el colículo superior del conejo, observa que las fibras intercolicrilares aparecen en los estratos gris intermedio y profundo, al igual que las células marcadas retrógradamente en el colfculo superior opuesto, que se encuentran en los mismos estratos. En el lagarto Gallotia sthelini se observa después de inyectar en un TO que las fibras terminan en las capas periventricular& (después de recorrer el estrato album central) y las neuronas de 1 origen se sitúan en las capas periventriculares igualmente. La proyección del colículo inferior (el homólogo del Torus Semicircularis del reptil) al colículo 1 superior ha sido estudiada en varias especies de mamíferos. En conejo (Tarlov y Moore, 1963), gato (Moore y Goldberg, 1963; Kudo y Niirni, 1980), tree shrew (Casseday y col., 1976) y en el Mono rhesus (Moore y Goldberg, 1966), el colículo inferior proyecta a capas profundas coliculares. En la musaraña arborícola y en e ! i1 gato está limitada esta proyección a la mitad caudal del colículo suderior (Casseday y coi. ,1976, Kudo y Niirni, 1980). En Gallotia se observan aferencias al tectum desde el Area Tntercollicular y el Limen Laminae Alaris. En el mamífero estas dos zonas quedan incluidas en la sustancia gris periacueductal, de la cual no hemos encontrado datos de que proyecte a los colículos superiores. El nhcleh Parabigeminal de mamíferos es considerado homólogo del núcleo lstmico caudal de vertebrados inferiores (Sefton y Dreher, 1985). El núcleo parabigeminal envía una pequeña proyección al Colículo Superior ipsilateral (Stevenson y Lund, 1982; Watanabe y Kawana, 1979). También tiene un componente cruzado. El núcleo parabigeminal puede ser el homólogo del núcleo Istmico Caudal de reptiles, quizá incluyendo al núcleo Semilunar y al núcleo Istmico ventral (componente chzado). Nosotros hemos visto que los núcleos Istmico Caudal, l Ventral y el Semilunar proyectan al TO en el lagarto. SINENCEFALO En el lagarto hay aferencias al TO desde el Griseum Tectale, siendo aparentemente homóloga esta conexión a la que Kubota y colab. (1989) describen I desde el núcleo Pretectal Posterior a los colículos superiores en el gato. Sin embargo, el GT es propiamente una formación mesencefálica. Si la homología es correcta, ello i*dicaría que el apelativo "pretectal posterior" es incorrecto. El Colículo Superior también recibe entradas desde el complejo pretectal, especialmente desde el niícleo del tracto Óptico (Edwards y col. 1979; Weber y Harting, 1980). Ei nucieo del tracto Óptico puede ser e1 húiii6iogo de: Reteeial Externo de reptiles. Nosotros en Gallotia stehlini observamos, después de realizar inyecciones masivas y rostrales en el TO, neuronas marcadas retrógradamente en este núcleo. La conexión homóloga a la que se describe desde el núcleo Geniciilado Pretectal al TO del reptil correspondería, en mamíferos, a una proyección desde l el núcleo Pretectal Anterior a los colículos superiores, de la cual no hemos encontrado referencia en la literatura. El níicleo de la comisura ~osterior, el cual podría ser equivalente al núcleo Yuxtacomisural Lateral del reptil, proyecta a las capas intermedias y profundas del Colículo Superior (Carpenter y col. 1970; Berman, 1977; Grofova y col. 1978; Edwards y col., 1979; Beitz, 1989). Sin embargo, en Gallotia inyectando HRP en el TO hemos obtenido neuronas marcadas en los núcleos intersticiales de la co,misura posterior (parvocelular y magnoceldar), así como en el núcleo Yuxtacol rnisural Lateral, lo cual complica esta homología. PARENCEFALO POSTERIOR En el lagarto hemos observado que el núcleo Perirotúndico envía proyeccio1 nes al TO. En mamíferos, este núcleo corresponde a la laminilla intergeniculada que también parece proyectar a los colículos superiores (Brauer y Schober, 1982). i I PARENCEFALO ANTERIOR El núcleo Geniciilado Ventral Lateral en mamíferos (nuestro GV del parencefalo anterior) proyecta a capas superficiales y profundas del colículo superior (Edwards y col. 1974; Swanson y col. 1974; Brauer y Schober, 1982; Graybiel, 1974; Kawamura y col. 1978; Ribak y Peters, 1975; Beitz, 1989). La Zona Incerta en mamíferos envía proyecciones al TO (Edwards y col. 1979; Kirn y col., 1992; Beitz, 1989). La Zona Incerta corresponde quizá en parte en el reptil al nbcleo Ventro Media1 y quizás también incluya al núcleo Ventrolateral. En Gallotia sthelini se observa la proyección de ambos al tectum. En mamíferos el niicleo Reticular del Tálamo proyecta al TO (Edwards y col. 1979). Es muy posible que el núcleo Ventro Medial y el núcleo Suprapeduncular de reptiles constituyan estructiiras homólogas al núcleo Reticular Tal6mico de mamíferos @íiiz y col., manuscrito en preparación). I PARENCEFALO POSTERIOR En mamíferos hay descritas aferencias del T6lamo dorsal al Colículo Superior (Grofova y col., 1978; Edwards y col., 1979) que nosotros no hemos observado en el reptil. I ~ambiéd está descrita la conexión del cerebelo al ~o~culo Superior, la cual en el lagarto no existe (Earle y Matzke, 1974; Walsh y Ebner, 1973; Martin y col. 1974; Uchida y col., 1983; Angaut, 1969; Sugimoto y col., 1982; Lee y col., 1989). Existen también conexiones del Locus Coeruleus y de otros niveles troncoencefiílicos caudales v medulares a los Colículos Superiores. Estos niveles del Sistema Nervioso no han sido objeto de nuestro estudio por dificultades técnicas. Las capas superficiales coliculares proyectan principalmente a núcleos relacionados con la visión. En contraste, las láminas intermedias y profundas Discusión proyectan a diversas regiones incluyendo centros motores relacionados con I ' movimientos de los ojos y de la cabeza. MESENCEFALO En la rata está descrito que los colículos superiores proyectan a la región reticular lateral del mesencéfalo y a la región reticular del miente por medio del tracto tecto-reticular (Petrovicky, 1975). En los experimentos en Gallotía no hemos observado esta proyección desde el TO a la Sustancia Reticular mesencefálica (ver sin embargo más arriba los comentarios respecto a la posible consideración del núcleo Istmico' rostral como homólogo de ésta). Con respecto a la Sustancia Reticular del puente, esta no ha sido objeto de nuestro trabajo, aunque es verosímil que los tractos tecto-bulbares directo y cruzado proyecten sobre ella. 1 En la litbratura de mamíferos no está descrito que los Colículos Superiores proyecten a los Colículos Inferiores, sin embargo, nosotros observamos la proyección desde el TO al TSC (homólogo en reptil de los Colículos Inferiores de mamíferos). En el Mono rhesus se ha visto la proyección de los Colículos Superiores al núcleo de Edin~er-West~hal (Huerta y Harting, 1984) mientras que nosotros en el reptil no observamos dicha proyección. En el lagarto está presente la proyección del TO al Griseum Tectale 192 mesencefálico, la cual es homóloga a la existente desde los colículos superiores al núcleo Posterior Pretectal; . / ROMBENCEFALO El núcleo Parabigeminal es considerado homólogo al núcleo Istmico Caudal de vertebrados 'inferiores (honiólogo del IC del reptil) y quiz6 incluya asimismo al núcleo Semilunar. El Colículo Superior proyecta topográficamente al núcleo Parabigeminal (Linden y Perry, 1983; Sefton y Martin, 1984; Stevenson y Lund, 1982). Esto puede ser homólogo a la proyección encontrada en reptil del TO al IC, la cual también es topogr6fica (Sereno y Ulinski, 1987), y que nosotros hemos observado en el lagarto. En Gallotia se han marcado terminales anterógradamente en el núcleo Semilunar al realizar inyecciones rostrales en el TO. Los olí culos Superiores proyectan a los núcleos sinencef6licos siguientes: núcleo del tracto ó~tico. níicleo Post,erior ~retectal v núcleo Olivar pretectal (Takahashi, 1985; Berman, 1977; Graham, 1977; Kawamura, 1974; Lieberman y col., 1985). El núcleo del tracto óptico puede ser homólogo del Pretectal Externo y Discusión también nosotros hemos encontrado presente en reptil la conexión de este núcleo I desde el TO. Según Ebbesson (1972) el núcleo Posterodonal de reptiles corresponde en mamíferos al area ~retectal o núcleo Pretectal Olivar., Nosotros en Galiotia obtenemos terminales marcados anterógradarnente en el núcleo Posterodorsal después de inyecciones masivas tectales, lo que confirma la similitud de dicha proyección entre reptil y mamífero. I i En Gallotia observamos eferencia del TO al núcleo Genículado Pretectal, cuyo homólogo en mamíferos es el núcleo Pretectal Anterior. En la bibliografía no hemos encontrado referencia de que los colículos superiores proyecten sobre este i núcleo. i El núcleo Sii~rapeniciiiado Pretectal del conejo presenta' aferencias y eferencias bilaterales con el tect,um (Caballero y col., 1993). PARENCEFALO POSTERIOR El Colículo Superior proyecta al núcleo Lateral Posterior (Cosenza y col., L 1984; Donnelly y col., 1983; Graham, 1977; Perry, 1980; Mason y Groos, 1981; Takahashi, 1985). Este núcleo es homólogo al niícleo hlvinar en primates (Harting y col., 1972) y al Com~leio Lateral Posterior Piilvinar en gatos (Berson y Graybiel, 1983; Updyke, 1983) y muy probablemente al níicleo Rotiindiis en reptiles y aves Tabla 1. Se muestran datos comparativos de las aferencias y eferencias tectales de diversos núcleos encefálicos a lo largo de la escala evolutiva. Con un asterisco se señalan las poblaciones que presentan aferencias y eferencias tectales. Con un triángulo se señalan las poblaciones que proyectan al tectum. Con una flecha se señalan las poblaciones que reciben proyecciones desde el tectum. Se muestran encuadrados los hallazgos resultantes de nuestro propio estudio. TABLA 1 Peces Anfibios Re~tiles Aves Mamíferos . - 3, . . . . .... ......... ............ ...... ..... 1. Magnocelular * n. Istmico * IC *. IPp * ., ; Parabigeminal . . . a* ,........... SL* IV A IV A .. ............. . . - '- . . ......... ....... ....... . TO* .. ........... TO* ....'...m*... TO ....... C.Sup8 .............. ............ . ? ..............., B'* IR ..- SRlt ... TSC * ............................ ., TSC * .; ; ...... ' TSC * ........... ' C. Inf A . . u* , , ? ? ? ? ... ? ................. ? ........... .' .* .... : ........ GT * ...:........ Pretectal Posterior * . . n. ~e~mehtales . - AIC A ? ? SRm * ....'....... (AD,PD,PV) ? ...... SRm A ........... SRm A .. r ........ SRm A ........ ............ . - n. Interped. ? SN.A :... TPPA 'SN. - ... Varios núcleos ? * @PY~)? NCP~A . I NCPp A PP * - P .. SPr * SP . . PE * ............ LM ............. n. Tracto óptico * ............ P* ? PD* PDiflAP .......... n. Pret. olivar t ........... .......... . . PL t ? YCL* PMIA n. Com. Post A n. Supragen. Pretect. Postlat. t GP * ............ ............ Par. Posterior DM? & * pR * Lam. intergeniculada DL ? UA SR t ............ ........... R(pT) t .......................... .,R t R/T t LP t PV t DL t ........... DLAl t .......... ? - PCSV t DLP t GLD t Par. Anterior Cuerpo Ceniic. * ..... GV ........... GV ............ GVL VL ........... N. Supraped,, ....... VL * ............ VL ............ ZI VM ............................ ., VM A ........... Reticular Tal. Wulst (Cx) Ai CONCLUSIONES El sistema de conexiones aferentes y eferentes del techo 6ptico en Gallotia stehlini se distribuye sobre múltiples segmentos encefálicos, predominando las formaciones alares sobre las basales. Se presenta un mapatopológico de centros aferentes y centros receptores de proyección tectal. Estos múltiples centros se interconectan además densamente unos con otros. Las vias de conexión aferenteleferente del techo óptico son los tractos tecto-talámicos dorsal y ventral, tecto-bulbares directo y cruzado y tecto-ístmico. Todos ellos, guardan relaciones ortogonales con la estructura seg'nientaria '(límites transversos y longitudinales). Se hace un estudio sobre la localización de la comisura intertectal, así como de su origen en las capas periventriculares y la estratificación de sus terminales en el tectum contralateral. Se demuestra una acumulación de estas fibras comisurales en un corto segmento de la linea media detrfis de la comisura del griseum tectale. Se describen 14 poblaciones nuevas que son origen de aferencias al tectum: En el istmo, los núcleos semilunar e ístmico ventral. En el mesencéfalo, aparte de las células tectales comisuranes, el núcleo ístmico rostral, el limen laminae alaris, el griseum tectale y el area intercolicular. En el pretectum, los núcleos magnoy parvocelular de la comisura posterior y el núcleo pretectal principal. En el parencéfalo posterior o tálamo dorsal, los núcleos perirotúndico, lateroventral. SP d~~~ribe~l algunas dianas adicinnales del tectum. Varias de ellas representan asimismo poblaciones aferentes citadas en el punto anterior: SL, TR, LLA, GT, pR. Otras representan poblaciones meramente tectorecipientes: núcleo dorsolateral del tálamo dorsal y núcleo posterior de la comisura supraoptica ventral. predorsal, los cuales circulan ipsiy contralateralmente tegmento prosencefálico y troncoencefálico mediante .ascendentes y descendentes. por el fibras Se demuestra la existencia de diversos componentes en el fascículo Se define con precisión la conectividad existente entre el techo óptico y el torus semicircularis. La comparación de los datos obtenidos con la literatura relevante de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos muestra la existencia de huecos en el conocimiento así como de un buen número de dificultades de tipo terminológico, sugiriéndose la conveniencia de alcanzar una nomenclatura unificada y completar nuestro conocimiento comparado, quiz6 'posible todo e110 sobre la base del modelo segmentario. 10La síntesis de datos propios y ajenos sugiere la existencia de un patrón en gran medida conservativo del sistema conectivo del techo óptico en vertebrados, particularmente en lo que respecta a su distribución plurisegmentaria y predominantemente alar. Se destacan diversos aspectos plesiomórficos y sinapomórficos en relación a la estructura segmentaria del sistema. Se plantea la posibilidad de una evolución paralela en aves y mamíferos de una modulación descendente del tectum desde la corteza cerebral. BIBLIOGRAFIA Angaut, P. (1969) "The fastigio-tectal projections. 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