Il caudato-putamen e il nucleo accumbens dei gangli della base (o striato vero e proprio) contengono neuroni di proiezione GABAergici, che nei roditori rappresentano circa il 90% di tutti i neuroni dello striato (Gerfen, 1992; 2004; Medina, 2008b; Parent and Hazrati, 1995a; Reiner et al., 1998). Come notato sopra, i dati nel topo indicano che la maggior parte, se non tutti, i neuroni di proiezione dello striato hanno origine nella vLGE (Marín et al., 2000; Stenman et al., 2003a). Tuttavia, al momento non possiamo escludere la possibilità che alcune sottopopolazioni neuronali dello striato abbiano origine in dLGE (per esempio, alcuni neuroni di patch, vedi sotto). Ci sono due sottotipi principali di neuroni di proiezione nello striato (Fig. 7.7A): la metà di essi contiene GABA e i neuropeptidi sostanza P/dynorphin (GABA/SP/DYN), mentre l’altra metà contiene GABA e il neuropeptide encefalina (GABA/ENK). Tuttavia, si trovano alcuni esempi di neuroni di proiezione che contengono una combinazione di sostanza P, dinorfina e/o encefalina (questo accade meno spesso nel caudato-putamen che nel nucleo accumbens; rivisto in Gerfen, 2004; Medina, 2008b; Reiner et al., 1998). Questi due tipi di neuroni di proiezione differiscono nelle loro proiezioni e funzioni (Fig. 7.7B), come spiegato in una sezione separata e rivisto altrove (Gerfen, 2004; Medina, 2008b; Parent et al., 1995a,b; Reiner et al., 1998; vedi anche capitolo sugli aspetti funzionali dei Gangli Basali in questo libro). Per esempio, i neuroni contenenti SP del caudato-putamen proiettano principalmente al segmento interno del globus pallidus e alla substantia nigra e sono coinvolti nella promozione dei movimenti volontari, mentre i neuroni contenenti ENK proiettano al segmento esterno del globus pallidus e sono coinvolti nel blocco dei movimenti involontari (Fig. 7.7B). Non è noto se i neuroni striatali di proiezione contenenti sostanza P o encefalina abbiano origine in diversi sottodomini della LGE o nello stesso sottodominio in momenti diversi. È interessante notare che la differenziazione di questi due tipi di neuroni di proiezione è regolata da diverse cascate/reti genetiche, che coinvolgono il fattore di trascrizione Ebf1 nel caso dei neuroni contenenti SP (Garel et al., 1999; Lobos et al., 2008), e Ikaros-1 nel caso dei neuroni contenenti ENK (Agoton et al., 2007; Martín-Ibañez et al., 2010). Questi due tipi di neuroni di proiezione striatale muoiono in momenti diversi nella malattia di Huntington (i neuroni ENK muoiono prima dei neuroni SP), e questo è correlato a deficit motori distinti nelle diverse fasi della malattia (rivisto da Reiner et al., 1998). Lo studio dei programmi di regolazione genetica coinvolti nella differenziazione di questi due tipi di neuroni può aiutare a capire queste differenze.
FIGURA 7.7. (A) Schema di una sezione telencefalica frontale a livello del caudato-putamen (CPu) e globus pallidus, che rappresenta le sottopopolazioni di neuroni di questi nuclei, e la loro origine embrionale utilizzando un codice colore (spiegato in un elenco separato sulla destra). Nel CPu, circa il 90% dei neuroni sono neuroni di proiezione GABAergici (che tipicamente sono di medie dimensioni e con dendriti spinosi), e questi hanno origine nella LGE. Circa il 10% dei neuroni rimanenti comprende cinque diversi sottotipi di interneuroni, la maggior parte dei quali ha origine nella suddivisione pallidale (MGE) o preottica (POC). Il globus pallidus contiene due sottotipi principali di neuroni GABAergici principali che mostrano proiezioni discendenti: circa due terzi di essi (66%) contengono parvalbumina (queste cellule hanno origine nel MGE); e un terzo di essi contengono calbindina ed encefalina, e hanno un assone discendente con un collaterale che proietta indietro allo striato (queste cellule sembrano avere origine nel LGE). Inoltre, il GP contiene una sottopopolazione di neuroni colinergici che appartengono al sistema corticopetale Ch4 (con proiezioni ascendenti alla corteccia/pallio), che sembrano avere origine nel POC. (B) Vista laterale del cervello (rostrale a sinistra, e dorsale in alto) che mostra le principali proiezioni dei neuroni di proiezione SP+ o ENK+ del CPu, e le vie dirette (verde) e indirette (blu) per influenzare i neuroni talamo-corticali, coinvolti nel controllo del comportamento motorio. L’attivazione del neurone striatale SP+ (via diretta) produce la disinibizione del target talamo-corticale e libera il movimento volontario. Al contrario, l’attivazione del neurone striatale ENK+ disinibisce il nucleo subtalamico, che attraverso proiezioni eccitatorie attiva i neuroni pallidali inibitori che proiettano al talamo (parte della via diretta), bloccando così i movimenti involontari. Vedere il testo per maggiori dettagli. Per le abbreviazioni vedi lista.