Het caudatus-putamen en de nucleus accumbens van de basale ganglia (of het eigenlijke striatum) bevatten GABA-erge projectieneuronen, die bij knaagdieren ongeveer 90% van alle neuronen in het striatum vertegenwoordigen (Gerfen, 1992; 2004; Medina, 2008b; Parent en Hazrati, 1995a; Reiner et al., 1998). Zoals hierboven opgemerkt, wijzen gegevens bij de muis erop dat de meeste, zo niet alle, projectie-neuronen van het striatum hun oorsprong vinden in de vLGE (Marín et al., 2000; Stenman et al., 2003a). Niettemin kunnen we op dit moment de mogelijkheid niet uitsluiten dat sommige neuronale subpopulaties van het striatum hun oorsprong hebben in dLGE (bijvoorbeeld sommige patch neuronen , zie hieronder). Er zijn twee belangrijke subtypes van projectie-neuronen in het striatum (Fig. 7.7A): de helft van hen bevat GABA en de neuropeptiden substance P/dynorfine (GABA/SP/DYN), terwijl de andere helft GABA en het neuropeptide enkefaline (GABA/ENK) bevat. Toch zijn er enkele voorbeelden van projectieneuronen die een combinatie van substance P, dynorfine en/of enkefaline bevatten (dit gebeurt minder vaak in het caudateputamen dan in de nucleus accumbens; besproken in Gerfen, 2004; Medina, 2008b; Reiner et al., 1998). Deze twee soorten projectie-neuronen verschillen in hun projecties en functies (Fig. 7.7B), zoals uitgelegd in een aparte paragraaf en elders besproken (Gerfen, 2004; Medina, 2008b; Parent et al., 1995a,b; Reiner et al., 1998; zie ook het hoofdstuk over de functionele aspecten van de Basale Ganglia in dit boek). Zo projecteren SP-bevattende neuronen van het caudateputamen voornamelijk naar het interne segment van de globus pallidus en de substantia nigra en zijn betrokken bij het bevorderen van vrijwillige bewegingen, terwijl ENK-bevattende neuronen naar het externe segment van de globus pallidus projecteren en betrokken zijn bij het blokkeren van onwillekeurige bewegingen (Fig. 7.7B). Het is niet bekend of substance P- of enkefaline-bevattende projectie striatale neuronen hun oorsprong vinden in verschillende LGE subdomeinen, of in hetzelfde subdomein (of dezelfde subdomeinen) op verschillende momenten. Interessant is dat de differentiatie van deze twee typen projectie-neuronen wordt gereguleerd door verschillende genetische cascades/netwerken, waarbij de transcriptiefactor Ebf1 betrokken is in het geval van SP-bevattende neuronen (Garel et al., 1999; Lobos et al., 2008), en Ikaros-1 in het geval van ENK-bevattende neuronen (Agoton et al., 2007; Martín-Ibañez et al., 2010). Deze twee typen striatale projectie-neuronen sterven op verschillende momenten in de ziekte van Huntington (ENK neuronen sterven eerder dan SP neuronen), en dit is gecorreleerd met verschillende motorische stoornissen in verschillende stadia van de ziekte (besproken door Reiner et al., 1998). De studie van de genetische regulatorische programma’s die betrokken zijn bij de differentiatie van deze twee soorten neuronen kan helpen om deze verschillen te begrijpen.
FIGUUR 7.7. (A) Schema van een frontale telencephale doorsnede op het niveau van het caudate-putamen (CPu) en de globus pallidus, die de neuron subpopulaties van deze kernen, en hun embryonale oorsprong met behulp van een kleurcode (uitgelegd in een aparte lijst aan de rechterkant). In de CPu zijn ongeveer 90% van de neuronen GABA-erge projectie-neuronen (die meestal middelgroot zijn en stekelige dendrieten hebben), en deze vinden hun oorsprong in de LGE. Ongeveer 10% van de resterende neuronen omvatten vijf verschillende subtypes van interneuronen, waarvan de meerderheid zijn oorsprong heeft in de pallidale (MGE) of de preoptische (POC) subdivisies. De globus pallidus bevat twee belangrijke subtypes van voornaamste GABA-erge neuronen met descenderende projecties: ongeveer twee derde van hen (66%) bevat parvalbumin (deze cellen zijn afkomstig uit MGE); en een derde van hen bevat calbindin en enkefaline, en heeft een descenderend axon met een collateraal dat terug naar het striatum projecteert (deze cellen lijken afkomstig te zijn uit LGE). Bovendien bevat de GP een subpopulatie van cholinerge neuronen die behoren tot het Ch4 corticopetale systeem (met opgaande projecties naar de cortex/pallium), die afkomstig lijken te zijn uit de POC. (B) Lateraal aanzicht van de hersenen (rostraal is links, en dorsaal bovenaan) toont de voornaamste projecties van de SP+ of ENK+ projectie-neuronen van de CPu, en de directe (groen) en indirecte (blauw) paden naar beïnvloeding van thalamo-corticale neuronen, betrokken bij de controle van motorisch gedrag. Activering van het SP+ striatale neuron (directe route) veroorzaakt ontremming van het thalamocorticale doelwit en maakt vrijwillige beweging mogelijk. Integendeel, activering van het ENK+ striatale neuron desinhibeert de nucleus subthalamicus, die door excitatoire projecties de inhibitoire pallidale neuronen activeert die naar de thalamus projecteren (deel van de directe route), waardoor onwillekeurige bewegingen worden geblokkeerd. Zie de tekst voor meer details. Voor afkortingen zie lijst.