Biphasic response of a tecto-mesencephalic pilocytic astrocytoma after Gamma Knife surgery - A case report.

Biphasic response (shrinkage-regrowth-shrinkage) of tumors has never previously been reported in the postoperative course, neither after microsurgery, nor after Gamma Knife surgery (GKS). We present the case of an adult with dorsal midbrain syndrome resulting from a pilocytic astrocytoma centered on the mesencephalic tectum. The tumor extended to the third ventricle and the thalamus. Initially, due to tumor growth, a biopsy was performed and histology established. Later, a ventriculocisternostomy for obstructive hydrocephalus was performed. Finally, GKS was performed, as the tumor continued to grow. After GKS, the lesion exhibited a biphasic response, with a major shrinkage at 3 months, regrowth within the target volume at 6 and 9 months and a second phase of important shrinkage at 12 months, which persisted for the next two years. The possible mechanisms for this particular response pattern are discussed.

GABA(A) receptor blockade in dorsomedial and ventromedial nuclei of the hypothalamus evokes panic-like elaborated defensive behaviour followed by innate fear-induced antinociception

Dysfunction in the hypothalamic GABAergic system has been implicated in panic syndrome in humans. Furthermore, several studies have implicated the hypothalamus in the elaboration of pain modulation. Panic-prone states are able to be experimentally induced in laboratory animals to study this phenomenon. The aim of the present work was to investigate the involvement of medial hypothalamic nuclei in the organization of panic-like behaviour and the innate fear-induced oscillations of nociceptive thresholds. The blockade of GABA(A) receptors in the neuronal substrates of the ventromedial. or dorsomedial hypothalamus was followed by elaborated defensive panic-like reactions. Moreover, innate fear-induced antinociception was consistently elicited after the escape behaviour. The escape responses organized by the dorsomedial and ventromedial hypothalamic nuclei were characteristically more elaborated, and a remarkable exploratory behaviour was recorded during GABA(A) receptor blockade in the medial hypothalamus. The motor characteristic of the elaborated defensive escape behaviour and the patterns of defensive alertness and defensive immobility induced by microinjection of the bicuculline either into the dorsomedial. or into the ventromedial hypothalamus were very similar. This was followed by the same pattern of innate fear-induced antinociceptive response that lasted approximately 40 min after the elaborated defensive escape reaction in both cases. These findings suggest that dysfunction of the GABA-mediated neuronal system in the medial hypothalamus causes panic-like responses in laboratory animals, and that the elaborated escape behaviour organized in both dorsomedial and ventromedial hypothalamic nuclei are followed by significant innate-fear-induced antinociception. Our findings indicate that the GABA(A) receptor of dorsomedial and ventromedial hypothalamic nuclei are critically involved in the modulation of panic-like behaviour. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

The unconditioned fear produced by morphine withdrawal is regulated by mu- and kappa-opioid receptors in the midbrain tectum

We have recently shown that morphine withdrawal sensitizes the neural substrates of fear in the midbrain tectum structures-the dorsal periaqueductal gray (dPAG) and inferior colliculus (IC). In the present study, we investigated the role of mu- and kappa-opioid receptors in the mediation of these effects. Periadolescent rats chronically treated with morphine (10 mg/kg; s.c.) twice daily for 10 days were implanted with an electrode glued to a guide-cannula into the dPAG or the IC. Forty-eight hours after the interruption of this treatment, the effects of intra-dPAG or intra-IC microinjections of [D-Ala(2) N-Me-Phe(4) Gly(5)-ol]-enkephalin (DAMGO; 0.6 and 1 nmol/0.2 mu l) - a selective mu-receptor agonist - or nor-binaltorphimine (BNI; 2.5 and 5 mu g/0.2 mu l) - a selective K-receptor antagonist with tardive action - on the freezing and escape thresholds determined by electrical stimulation of the dPAG and the IC were examined. For both structures, morphine withdrawal produced pro-aversive effects. DAMGO and BNI had antiaversive effects when injected into the dPAG and IC of non-dependent rats. In morphine-withdrawn rats, only BNI continued to promote antiaversive effects in both structures. Whereas DAMGO lost its antiaversive efficacy when injected into the dPAG, only its highest dose promoted antiaversive effects in the IC of morphine-withdrawn rats, suggesting the development of an apparent tolerance. Thus, the enhanced reactivity of the midbrain tectum in morphine-withdrawn periadolescent rats may be due, at least partially, to an impairment of the inhibitory influence of mechanisms mediated by mu-receptors on the neural substrates of fear in this region. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Involvement of the midbrain tectum in the unconditioned fear promoted by morphine withdrawal

The midbrain rectum structures, dorsal periaqueductal gray (dPAG) and inferior colliculus (IC), are involved in the organization of fear and anxiety states during the exposure to dangerous stimuli. Since opiate withdrawal is associated with increased anxiety in both humans and animals, this study aimed to investigate the possible sensitization of the neural substrates of fear in the midbrain tectum and its influence on the morphine withdrawal-induced anxiety. For the production of drug withdrawal, rats received morphine injections (10 mg/kg; s.c.) twice daily during 10 days. Forty-eight hours after the interruption of the chronic treatment, independent groups were probed in the elevated plus-maze and open-field tests. Additional groups of animals were implanted with a bipolar electrode into the dPAG OF the IC and submitted to the electrical stimulation of these structures for the determination of the freezing and escape thresholds after 48 h of withdrawal. Our results showed that the morphine withdrawal promoted clear-cut levels of anxiety without the somatic signs of opiate withdrawal. Moreover, morphine-withdrawn rats had an increase in the reactivity to the electrical stimulation of the dPAG and the IC. These findings suggest that the increased anxiety induced by morphine withdrawal is associated with the sensitization of the neural substrates of fear in the dPAG and the IC. So, the present results give support to the hypothesis that withdrawal from chronic treatment with morphine leads to fear states possibly engendered by activation of the dPAG and IC, regardless of the production of somatic symptoms. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cardiovascular effects of noradrenaline microinjection into the medial part of the superior colliculus of unanesthetized rats

The superior colliculus (SC) is a mesencephalic area involved in the mediation of defensive movements associated with cardiovascular changes. Noradrenaline (NA) is a neurotransmitter with an important role in central cardiovascular regulation exerted by several structures of the central nervous system. Although noradrenergic nerve terminals have been observed in the SC, there are no reports on the effects of local NA injection into this area. Taking this into consideration, we studied the cardiovascular effects of NA microinjection into the SC of unanesthetized rats. Microinjection of NA into the SC evoked a dose-dependent blood pressure increase and a heart rate decrease in unanesthetized rats. The pressor response to NA was not modified by intravenous pretreatment with the vasopressin v(1)-receptor antagonist dTyr(CH(2))(5) (Me)AVP, indicating a lack of vasopressin involvement in the response mediation. The effect of NA microinjection into the SC was blocked by intravenous pretreatment with the ganglionic blocker pentolinium, indicating its mediation by the sympathetic nervous system. Although the pressor response to NA was not affected by adrenal demedullation, the accompanying bradycardia was potentiated, suggesting some involvement of the sympathoadrenal system in the cardiovascular response to NA microinjection into the SC. In summary, results indicate that stimulation of noradrenergic receptors in the SC causes cardiovascular responses which are mediated by activation of both neural and adrenal sympathetic nervous system components. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Modulation of dopamine uptake by nitric oxide in cultured mesencephalic neurons

Strong evidence obtained from in vivo and ex-vivo studies suggests the existence of interaction between dopaminergic and nitrergic systems. Some of the observations suggest a possible implication of nitric oxide (NO) in dopamine (DA) uptake mechanism. The present work investigated the interaction between both systems by examining the effect of an NO donor, sodium nitroprusside (SNP), associated with the indirect DA agonist, amphetamine (AMPH) on tritiated DA uptake in cultures of embryonic mesencephalic neurons. Consistent with the literature, both AMPH (1, 3 and 10 mu M) and SNP (300 mu M and 1 mM) inhibited DA uptake in a dose-dependent manner. In addition, the inhibition of DA uptake by AMPH (1 and 3 mu M) was significantly increased by the previous addition of SNP (300 mu M). The implication of NO in this interaction was supported by the fact that the free radical scavenger N-acetyl-L-Cysteine (500 mu M) significantly increased DA uptake and completely abolished the effect of SNP, leaving unaffected that from AMPH on DA uptake. Further, double-labeling immunohistochemistry showed the presence of tyrosine hydroxylase-(TH, marker for dopaminergic neurons) and neuronal NO synthase- (nNOS, marker for NO containing neurons) expressing neurons in mesencephalic cultures. Some dopaminergic neurons also express nNOS giving further support for a pre-synaptic interaction between both systems. This is the first work demonstrating in mesencephalic cultured neurons a combined effect of an NO donor and an indirect DA agonist on specific DA uptake. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Differential expression of AMPA-type glutamate receptor subunits during development of the chick optic tectum

Glutamate receptors have been often associated with developmental processes. We used immunohistochemical techniques to evaluate the expression of the AMPA-type glutamate receptor (GluR) subunits in the chick optic tectum (TeO). Chick embryos from the 5th through the 20th embryonic day (E5-E20) and one-day-old (P1) chicks were used. The three types of immunoreactivity evaluated (GluR1, GluR2/3, and GluR4) had different temporal and spatial expression patterns in the several layers of the TeO. The GluR1 subunit first appeared as moderate staining on E7 and then increased on E9. The mature GluR1 pattern included intense staining only in layer 5 of the TeO. The GluR2/3 subunits presented low expression on E5, which became intense on E7. The staining for GluR2/3 changed to very intense on E14 in tectal layer 13. Staining of layer 13 neurons is the most prominent feature of GluR immunoreactivity in the adult TeO. The GluR4 subunit generally presented the lowest expression starting on E7, which was similar to the adult pattern. Some instances of transient expression of GluR subunits were observed in specific cell populations from E9 through E20. These results demonstrate a differential expression of the GluR subunits in the embryonic TeO, adding information about their possible functions in the developmental processes of the visual system.

Involvement of midbrain tectum neurokinin-mediated mechanisms in fear and anxiety

Electrical stimulation of midbrain tectum structures, particularly the dorsal periaqueductal gray (dPAG) and inferior colliculus (IC), produces defensive responses, such as freezing and escape behavior. Freezing also ensues after termination of dPAG stimulation (post-stimulation freezing). These defensive reaction responses are critically mediated by γ-aminobutyric acid and 5-hydroxytryptamine mechanisms in the midbrain tectum. Neurokinins (NKs) also play a role in the mediation of dPAG stimulation-evoked fear, but how NK receptors are involved in the global processing and expression of fear at the level of the midbrain tectum is yet unclear. The present study investigated the role of NK-1 receptors in unconditioned defensive behavior induced by electrical stimulation of the dPAG and IC of male Wistar rats. Spantide (100 pmol/0.2 μL), a selective NK-1 antagonist, injected into these midbrain structures had anti-aversive effects on defensive responses and distress ultrasonic vocalizations induced by stimulation of the dPAG but not of the IC. Moreover, intra-dPAG injections of spantide did not influence post-stimulation freezing or alter exploratory behavior in rats subjected to the elevated plus maze. These results suggest that NK-1 receptors are mainly involved in the mediation of defensive behavior organized in the dPAG. Dorsal periaqueductal gray-evoked post-stimulation freezing was not affected by intra-dPAG injections of spantide, suggesting that NK-1-mediated mechanisms are only involved in the output mechanisms of defensive behavior and not involved in the processing of ascending aversive information from the dPAG.

Der Einfluss von Neuropeptid Y auf die Glukoseaufnahme im dorsalen Tectum opticum während visueller Stimulation der Unke Bombina orientalis: Quantitative Analyse mit Hilfe der 14C-2-Desoxiglukose-Technik

(1) Neuropeptid Y (NPY), einer der häufigsten peptidergen Neurotransmitter im zentralen und peripheren Nervensystem der Säuger, ist an der Steuerung zahlreicher physiologischer Prozesse beteiligt. Auch Amphibien weisen eine verstärkte NPY-Immunreaktivität im Zentralnervensystem auf. Im Hinblick auf bereits gewonnene Erkenntnisse sollte in der vorliegenden Arbeit eine Modulierbarkeit retino-tectaler Aktivität durch Neuropeptid Y an der chinesischen Rotbauchunke (Bombina orientalis) überprüft und erstmals mit Hilfe der 14[C]-2-Desoxiglukose-Methode (14C-2DG) (Sokoloff et al. 1977) quantitativ analysiert werden. Als Vergleichstier diente die Agakröte (Bufo marinus). Zur Darstellung eines möglichen Effektes auf das Tectum opticum wurde NPY lokal auf die tectale Oberfläche visuell stimulierter Rotbauchunken appliziert. Mit Hilfe der 14C-2DG-Methode und den daraus autoradiographisch ermittelten Daten konnten die zerebralen Aktivitäten visualisiert, quantitativ ausgewertet und miteinander verglichen werden. In einer weiteren Versuchsreihe wurde hinterfragt, welche inhibitorische Wirkung NPY entwickeln kann, wenn zuvor der retinale Input pharmakologisch durch systemische Gabe von Apomorphin (APO) signifikant erhöht wurde. (2) Die 14C-2DG-Methode erlaubt einen Blick in die funktionale Aktivität des Gehirns und ermöglicht es, regional ablaufende physiologische und biochemische Energiestoffwechselprozesse innerhalb des Gehirns quantitativ zu erfassen. Mit Hilfe der 14C-2DG-Methode werden die neuromodulatorischen Wirkungen von NPY kartiert und analysiert. (3) Versuchstiergruppe 1 – Bombina orientalis – unbehandelt Zur Beurteilung pharmakologischer Effekte durch NPY bzw. APO auf den Hirnmetabolismus war es zunächst erforderlich, die Gehirnaktivitäten pharmakologisch unbeeinflusster Tiere nach visueller Reizgabe zu untersuchen. Im Bereich des medialen Mesencephalon wurden die tectalen 14C-2DG-Konzentrationen über zehn Messreihen pro Einzeltier sowohl an der rechten als auch an der linken tectalen Hälfte auf Höhe des ventrolateralen Tectum opticum ermittelt. Beim rechts-links Vergleich zeigen sich gleich verteilte Strahlungsintensitäten. Basierend auf dieser Aussage konnte NPY unilateral auf die tectale Oberfläche aufgebracht und auf seine Wirkung geprüft werden. (4) Versuchstiergruppe 2 – Bombina orientalis – NPY-Applikation Der unilaterale Einsatz von NPY auf die tectale Oberfläche des Versuchstieres bewirkt, dass die unter dem Einfluss von NPY stehende tectale Hälfte, im Gegensatz zur unbehandelten tectalen Hälfte, einen deutlich niedrigeren 14C-2DG-Gebrauch aufweist. Besonders in den oberen Schichten des Tectum opticum (Layer 9) zeigt die 14C-2DG-Methode qualitativ und quantitativ auswertbare Aktivitätsminderungen an. (5) Verhalten unter NPY: Durchschnittlich nach 10 min Versuchsdauer zeigt Bombina orientalis eine deutliche Abnahme in der Beutefangaktivität, die sich gegen Ende der Versuchszeit noch weiter reduziert. (6) Versuchstiergruppe 3 – Bombina orientalis – APO-Applikation Systemisch verabreichtes APO führt bei Bombina orientalis zu einer Verstärkung des retinalen Ausganges in die retino-tectalen Projektionsfelder. Die neuronalen Aktivitäten im Tectum opticum erhöhen sich unter dem Einfluss von APO im Durchschnitt um 40% im Vergleich zu APO-unbehandelten Tieren. (7) Verhalten unter APO: Bombina orientalis zeigt nach systemischer Applikation von APO keine verstärkten stereotypen Schnappreaktionen. Die Tiere reagieren ausschließlich mit Akinese, d.h. einem Ausfall gerichteter Lokomotionen und Orientierungsbewegungen. (8) Versuchstiergruppe 4 – Bombina orientalis – APO/NPY-Applikation Die durch systemisch verabreichtes APO erhöhten retino-tectalen Aktivitäten im Tectum opticum werden unter dem unilateralen Einsatz von NPY deutlich abgeschwächt. Eindeutig niedrigere 14C-2DG-Aufnahmen sind in den oberen Schichten des Tectum opticum messbar, was die starke Wirkung von NPY quantitativ belegt. (9) Versuchstiergruppe 2 – Bufo marinus – NPY-Applikation Der unilaterale Einsatz von NPY auf die tectale Oberfläche von Bufo marinus zeigt ebenfalls, dass die unter dem Einfluss von NPY stehende tectale Hälfte, im Gegensatz zur unbehandelten tectalen Hälfte, einen deutlich niedrigeren 14C-2DG-Gebrauch aufweist. Bufo marinus zeigt aber aufgrund erweiterter Versuchsbedingungen (On-Off-Beleuchtungswechsel) anders verteilte Strahlungsintensitäten über dem Tectum-Querschnitt als Bombina orientalis. Stärkere [14C]-Akkumulationen zeigen sich in den tieferen zentralen Schichten des Tectum opticum. (10) Versuchstiergruppe 4 – Bufo marinus – APO/NPY-Applikation Auch die durch systemisch verabreichtes APO erhöhten retino-tectalen Aktivitäten im Tectum opticum von Bufo marinus werden unter dem unilateralen Einsatz von NPY deutlich abgeschwächt. (11) Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit leisten einen Beitrag zum Einfluss von NPY auf den retino-tectalen Informationstransfer bei Anuren im Sinne einer praetecto-tectalen inhibitorischen Modulation. Im Einklang mit früheren neuroanatomischen, immuncytochemischen und elektro-physiologischen Befunden liefern diese Ergebnisse erstmals ein biochemisches Korrelat auf der Basis des tectalen Energiestoffwechsels. (12) Es ist hervorzuheben, dass NPY-vermittelte inhibitorische Modulationen visuellen Informationstransfers in der vorliegenden Arbeit an Bombina orientalis nachgewiesen wurden, die phylogenetisch zu den ältesten Anuren (Anamnioten) gehört. Vergleichbares ist an verschiedenen Amnioten – einschließlich Primaten – beschrieben worden, was darauf hinweist, dass solche NPY-vermittelten Prozesse sich innerhalb der Tetrapoden relativ früh herausgebildet haben und in der Evolution konserviert worden sind.

Über den Einfluss von Neuropeptid Y auf die Amplitude und die Entladungsrate axonterminaler Aktionspotenziale retinaler Ganglienzellen der Klasse R2 und R3 im Tectum opticum während visueller Stimulation der Rotbauchunke Bombina orientalis

Neuropeptid Y (NPY) ist ein potenter Neurotransmitter im zentralen und peripheren Nervensystem der Mammalia. Es ist an der Regulation einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt und scheint auch im retino-tectalen Transfer des visuellen Systems von Anuren eine zentrale Funktion einzunehmen. Die Retina bildet die erste Funktionseinheit bei der Verarbeitung visuellen Inputs. Für die Weiterverarbeitung sind primär das Tectum opticum (TO) und das Praetectum verantwortlich. Es gilt als wahrscheinlich, dass der praetecto-tectale Transfer durch NPY inhibitorisch moduliert wird und damit wesentlichen Einfluss auf die visuelle Mustererkennung und die Dämpfung der tectalen Erregungsausbreitung hat. Die Applikation von NPY auf die Tectumoberfläche schwächt die anfängliche Erregungswelle visuell evozierter Feldpotenziale stark ab und NPY könnte somit Einfluss auf die Axonendknoten retinaler Ganglienzellen des Typs R2, R3 und auch R4 haben. Es können jedoch keine detaillierten Aussagen gemacht werden welche Neuronen in welchem Umfang daran beteiligt sind. Im Rahmen meiner Arbeit, sollte der Einfluss von NPY auf die Spike-Amplitude und die Spike-Rate retinaler Ganglienzellen R2 und R3 bei Bombina orientalis analysiert werden, da diese den größten Input bei der visuellen Mustererkennung liefern und unterschiedliche Funktionen in diesem neuronalen Netzwerk haben. Hierzu wurden visuell evozierte Aktionspotenziale von R2 und R3 Neuronen im TO von Bombina orientalis abgeleitet und mit Hilfe der Analysesoftware Spike 2 bearbeitet und analysiert. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Spike-Amplituden der R2 Neuronen 20 min nach NPY Applikation auf die Tectumoberfläche reduziert werden. Nach einer Erholungsphase 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Wiederanstieg der Spike-Amplituden gemessen werden, 20 min nach Beenden der NPY-Applikation kam es zu einem Abfall der Spike-Amplituden dessen Ursache unbekannt ist. Ob es ein Artefakt ist oder ob es sich hierbei um einen spezifischen Effekt von R2 Neuronen handelt muss noch geklärt werden. Die Spike-Amplituden der R3 Neuronen waren bereits 10 min nach NPY-Applikation reduziert, ein weitere Abfall der Spike-Amplituden konnte nicht verzeichnet werden. 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Anstieg der Spike-Amplituden verzeichnet werden, der sich stetig fortsetzte. Bei beiden Neuronentypen wurden 20 min nach Beenden der NPY-Applikation Spike-Amplituden nahe der Ausgangsamplitudenhöhe gemessen. Aufgrund des Verlaufes der R3 Neuronen ist davon auszugehen, dass die Feldpotenziale eher durch R3 Neuronen als durch R2 Neuronen beeinflusst werden, da er dem der Feldpotenziale gleicht. Auch bei der Untersuchung der Spike-Raten konnte eine Beeinflussung durch NPY nachgewiesen werden. Die R2 Neuronen zeigten 10 min nach NPY-Applikation einen Abfall der Spike-Raten der sich nach 20 min weiter fortsetzte. 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Wiederanstieg der Spike-Raten verzeichnet werden der sich stetig fortsetzte, die Werte blieben jedoch deutlich unter den gemessenen Ausgangswerten ohne eine NPY-Beeinflussung. Bei den R3 Neuronen konnte ein Abfall der Spike-Raten deutlich zeitverzögert nachgewiesen werden. 20 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Anstieg der Spike-Rate verzeichnet werden, jedoch gab es keine signifikanten Unterschiede der Spike-Raten zu den Werten ohne NPY-Beeinflussung. Der Vergleich der R2 und R3 Neuronen zeigt, dass bei den der R2 Neuronen ein schnellerer Effekt von NPY nachweisbar ist als die den R3 Neuronen. Aufgrund der von mir nachgewiesene NPY-induzierte Spike-Amplitudenabnahme retinaler R2 und R3 Neuronen muss davon ausgegangen werden, dass die Reduktion der Feldpotential durch NPY eher auf den Einfluss anderer Neuronen als R2 und R3 Neuronen zurückzuführen ist. Weder bei den R2 noch bei den R3 Neuronen konnte eine so schnelle und so starke Beeinflussung der Spike- Amplituden verzeichnet werden. Weiterhin zeigen meine Ergebnisse neuronale Bestätigung der von Funke 2005 beschrieben geringeren Strahlungsintensität sowie der geringeren Glukosemetabolisierung bei der 14C-2-Desoxyglukose Technik. Dies ist in der Form nur auf den Einfluss von R2 und R3 Neuronen zurückzuführen. Die von mir erzielten Ergebnisse stützen die Hypothese, dass NPY den retino-tectalen Signaltransfer inhibitorisch steuert einhergehend mit einer reduzierten Ausschüttung des praetectotectalen Transmitters Glutamat und weisen darauf hin, dass NPY über zwei verschiedene second-messenger vermittelte Prozesse diesen Signaltransfer steuert. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass diese nachhaltige Beeinflussung der visuellen Informationsverarbeitung durch NPY bei Bombina orientalis einem phylogenetisch basalen Vertreter der Anuren nachgewiesen werden konnte. Dies lässt den Schluss zu, dass solche grundlegenden neurochemischen Effekte des retino-tectalen Informationsgefüges evolutionär konserviert sind.

Retinal removal up-regulates cannabinoid CB1 receptors in the chick optic tectum

The endocannabinoid system has been implicated in several neurobiological processes, including neurodegeneration and neuro protection. The aim of this study was to evaluate the effects of unilateral retinal ablation on the expression of the cannabinoid receptor subtype 1 (CB1) at both protein and mRNA levels in the optic tectum of the adult chick brain. After different survival times postlesion (2-30 days), the chick brains were subjected to immunohistochemical, immunoblotting, and real-time PCR procedures to evaluate CB1 expression. TUNEL and Fluoro-Jade B were used to verify the possible occurrence of cell death, and immunostaining for the microtubule-associated protein MAP-2 was performed to verify possible dendritic remodeling after lesions. No cell death could be observed in the deafferented tectum, at least up to 30 days postlesion, although Fluoro-Jade B could reveal degenerating axons and terminals. Retinal ablation seems to generate an increase of CB1 protein in the optic tectum and other retinorecipient visual areas, which paralleled an increase in MAP-2 staining. On the other hand, CB, mRNA levels were not changed after retinal ablation. Our results reveal that CB, expression in visual structures of the adult chick brain may be negatively regulated by the retinal innervation. The increase of CB1 receptor expression observed after retinal removal indicates that these receptors are not presynaptic in retinal axons projecting to the tectum and suggests a role of the cannabinoid system in plasticity processes ensuing after lesions. (c) 2008 Wiley-Liss, Inc.

Evolutionary Changes in the Complexity of the Tectum of Nontetrapods: A Cladistic Approach

Background: The tectum is a structure localized in the roof of the midbrain in vertebrates, and is taken to be highly conserved in evolution. The present article assessed three hypotheses concerning the evolution of lamination and citoarchitecture of the tectum of nontetrapod animals: 1) There is a significant degree of phylogenetic inertia in both traits studied (number of cellular layers and number of cell classes in tectum); 2) Both traits are positively correlated accross evolution after correction for phylogeny; and 3) Different developmental pathways should generate different patterns of lamination and cytoarchitecture.Methodology/Principal Findings: The hypotheses were tested using analytical-computational tools for phylogenetic hypothesis testing. Both traits presented a considerably large phylogenetic signal and were positively associated. However, no difference was found between two clades classified as per the general developmental pathways of their brains.Conclusions/Significance: The evidence amassed points to more variation in the tectum than would be expected by phylogeny in three species from the taxa analysed; this variation is not better explained by differences in the main course of development, as would be predicted by the developmental clade hypothesis. Those findings shed new light on the evolution of an functionally important structure in nontetrapods, the most basal radiations of vertebrates.