A neglected normal anatomical structure in mammal: a study in bats and tree shrews / Una estructura anatómica normal desatendida en mamíferos: un estudio en murciélagos y musarañas arborícolas

SUMMARY: The myodural bridge is a dense connective tissue connecting muscles and ligaments to the spinal dura mater in the atlanto-occipital interspace. Some researchers believe that the myodural bridge may play a vital physiological role. It is possible, for instance, that the prevention of spinal dura mater infoldings might be involved in regulated cerebrospinal fluid circulation. For instance, it is possible to prevent spinal dura mater infoldings, regulating cerebrospinal circulation. Bats are nocturnal and the only mammals that can perform a genuine and sustained flight, whereas tree shrews are arboreal mammals that often climb to a high altitude of about 10,000 feet. Both animals have lifestyles that are different from other previously studied mammals. The study of these two animals will shed further light on the existence of the myodural bridge in mammals. Gross anatomical dissection was used to observe the connections between the deep muscles of the neck and the dura mater at the level of the atlanto-occipital interspace. The existing structures were analyzed using conventional and special histological staining techniques. The suboccipital regions in bats and tree shrews contained the rectus capitis dorsal major (RCDma), rectus capitis dorsal minor (RCDmi), oblique capitis anterior (OCA), and oblique capitis posterior (OCP). Dense connective tissue connects the RCDmi to the posterior atlanto-occipital membrane (PAOM) and the latter to the spinal dura mater. The myodural bridge in these mammals shares a similar structure to the myodural bridge in humans. Histological analyses confirmed that the connective fibers of the myodural bridge were primarily type I collagen fibers. In this study, it is supplemented by the existence of the myodural bridge in mammals. This further demonstrates that myodural bridge widely exists in the normal anatomy of mammals. This provides morphological support for a comparative anatomical study of the physiological function of the myodural bridge.

El puente miodural es un tejido conjuntivo denso que conecta los músculos y los ligamentos a la duramadre espinal en el espacio atlanto-occipital. Algunos investigadores creen que el puente miodural puede desempeñar un papel fisiológico vital. Es posible, por ejemplo, que la prevención de los pliegues de la duramadre espinal pueda estar involucrada en la circulación regulada del líquido cefalorraquídeo. En esta instancia, es posible prevenir los pliegues de la duramadre espinal, regulando la circulación cerebro espinal. Los murciélagos son animales nocturnos y los únicos mamíferos que pueden realizar un vuelo real y sostenido, mientras que las musarañas arborícolas son mamíferos arbóreos que a menudo ascienden a una gran altura de unos 10 000 pies. Ambos animales tienen estilos de vida diferentes a los de otros mamíferos previamente estudiados. El estudio de estos dos animales ofrecerá más información sobre la existencia del puente miodural en los mamíferos. Se realizó una disección anatómica macroscópica para observar las conexiones entre los músculos profundos del cuello y la duramadre a nivel del espacio atlanto-occipital. Las estructuras existentes se analizaron mediante técnicas de tinción histológica convencionales y especiales. Las regiones suboccipitales en murciélagos y musarañas arbóreas presentaban el músculo recto dorsal mayor de la cabeza (RCDma), el recto dorsal menor de la cabeza (RCDmi), el oblicuo anterior de la cabeza (OCA) y el oblicuo posterior de la cabeza (OCP). El tejido conjuntivo denso conecta el RCDmi con la membrana atlanto- occipital posterior (PAOM) y esta última con la duramadre espinal. El puente miodural en estos mamíferos comparte una estructura similar al puente miodural en humanos. Los análisis histológicos confirmaron que las fibras conectivas del puente miodural son principalmente fibras de colágeno tipo I. Esto demuestra además que el puente miodural existe ampliamente en la anatomía normal de los mamíferos. Esta investigación proporciona apoyo morfológico para un estudio anatómico comparativo de la función fisiológica del puente miodural.

Congenital atlanto-occipital fusion and its effect on the myodural bridge: a case report utilizing the P45 plastination technique / Fusión atlanto-occipital congénita y su efecto sobre el puente miodural: reporte de un caso utilizando la técnica de plastinación P45

SUMMARY: The atlanto-occipital joint is composed of the superior fossa of the lateral masses of the atlas (C1) and the occipital condyles. Congenital Atlanto-occipital fusion (AOF) involves the osseous union of the base of the occiput (C0) and the atlas (C1). AOF or atlas occipitalization/assimilation represents a craniovertebral junction malformation (CVJM) which can be accompanied by other cranial or spinal malformations. AOF may be asymptomatic or patients may experience symptoms from neural compression as well as limited neck movement. The myodural bridge (MDB) complex is a dense fibrous structure that connects the suboccipital muscular and its related facia to the cervical spinal dura mater, passing through both the posterior atlanto-occipital and atlanto-axial interspaces. It is not known if atlas occipitilization can induce structural changes in the MDB complex and its associated suboccipital musculature. The suboccipital region of a cadaveric head and neck specimen from an 87-year-old Chinese male having a congenital AOF malformation with resultant changes to the MDB complex was observed. After being treated with the P45 plastination method, multiple slices obtained from the cadaveric head and neck specimen were examined with special attention paid to the suboccipital region and the CVJM. Congenital atlanto-occipital fusion malformations are defined as partial or complete fusion of the base of the occiput (C0) with the atlas (C1). In the present case of CVJM, unilateral fusion of the left occipital condyle with the left lateral mass of C1 was observed, as well as posterior central fusion of the posterior margin of the foramen magnum with the posterior arch of C1. Also noted was a unilateral variation of the course of the vertebral artery due to the narrowed posterior atlanto-occipital interspace. Surprisingly, complete agenesis of the rectus capitis posterior minor (RCPmi) and the obliques capitis superior (OCS) muscles was also observed in the plastinated slices. Interestingly, the MDB, which normally originates in part from the RCPmi muscle, was observed to originate from a superior bifurcation within an aspect of the nuchal ligament. Therefore, the observed changes involving the MDB complex appear to be an effective compensation to the suboccipital malformations.

RESUMEN: La articulación atlanto-occipital está compuesta por las caras articulares superiores de las masas laterales del atlas (C1) y los cóndilos occipitales. La fusión atlanto-occipital congénita (FAO) implica la unión ósea de la base del occipucio (C0) y el atlas (C1). La FAO u occipitalización/asimilación del atlas representa una malformación de la unión craneovertebral (MUCV) que puede presentar otras malformaciones craneales o espinales. La FAO puede ser asintomática o los pacientes pueden experimentar síntomas de compresión neural así como movimiento limitado del cuello. El complejo del puente miodural (PMD) es una estructura fibrosa densa que conecta el músculo suboccipital y su fascia relacionada con la duramadre espinal cervical, pasando a través de los espacios intermedios atlanto-occipital posterior y atlanto-axial. No se sabe si la occipitilización del atlas puede inducir cambios estructurales en el complejo PMD y en la musculatura suboccipital. Se observó en la región suboccipital de un espécimen cadavérico, cabeza y cuello de un varón chino de 87 años con una malformación congénita de FAO con los cambios resultantes en el complejo PMD. Se examinaron múltiples cortes obtenidos de la muestra de cabeza y cuello después de ser tratados con el método de plastinación P45, con especial atención a la región suboccipital y la MUCV. Las malformaciones congénitas por fusión atlanto-occipital se definen como la fusión parcial o completa de la base del occipucio (C0) con el atlas (C1). En el presente caso de MUCV se observó la fusión unilateral del cóndilo occipital izquierdo con la masa lateral izquierda de C1, así como fusión posterior central del margen posterior del foramen magnum con el arco posterior de C1. También se observó una variación unilateral del curso de la arteria vertebral por el estrechamiento del espacio interatlanto-occipital posterior. Se observó además agenesia completa de los músculos Rectus capitis posterior minor (RCPmi) y oblicuos capitis superior (OCS) en los cortes plastinados. Curiosamente, se observó que el MDB, que normalmente se origina en parte del músculo RCPmi, se origina en una bifurcación superior dentro de un aspecto del ligamento nucal. Por lo tanto, los cambios observados en el complejo PMD parecen ser una compensación de las malformaciones suboccipitales.

Identification of the myodural bridge in a venomous snake, the gloydius shedaoensis: what is the functional significance? / Identificación del puente miodural en una serpiente venenosa, gloydius shedaoensis: ¿cuál es el significado funcional?

SUMMARY: Myodural bridges (MDB) are anatomical connections between the suboccipital muscles and the cervical dura mater which pass through both the atlanto-occipital and the atlanto-axial interspaces in mammals. In our previous studies, we found that the MDB exists in seven terrestrial mammal species, two marine mammal species, two reptilian species, and one bird species. A recent study suggested that given the "ubiquity" of myodural bridges in terrestrial vertebrates, the MDB may also exist in snakes. Specifically, we focused on the Gloydius shedaoensis, a species of Agkistrodon (pit viper snake) that is only found on Shedao Island, which is in the southeastern sea of Dalian City in China. Six head and neck cadaveric specimens of Gloydius shedaoensis were examined. Three specimens were used for anatomical dissection and the remaining three cadaveric specimens were utilized for histological analysis. The present study confirmed the existence of the MDB in the Gloydius shedaoensis. The snake's spinalis muscles originated from the posterior edge of the supraoccipital bones and the dorsal facet of the exocciput, and then extended on both sides of the spinous processes of the spine, merging with the semispinalis muscles. On the ventral aspect of this muscular complex, it gave off fibers of the MDB. These MDB fibers twisted around the posterior margin of the exocciput and then passed through the atlanto-occipital interspace, finally terminating on the dura mater. We observed that the MDB also existed in all of the snakes' intervertebral joints. These same histological findings were also observed in the Gloydius brevicaudus, which was used as a control specimen for the Gloydius shedaoensis. In snakes the spinal canal is longer than that observed in most other animals. Considering the unique locomotive style of snakes, our findings contribute to support the hypothesis that the MDB could modulate cerebrospinal fluid (CSF) pulsations.

RESUMEN: Los puentes miodurales (MDB) son conexiones anatómicas entre los músculos suboccipitales y la duramadre cervical que pasan a través de los espacios intermedios atlanto-occipital y atlanto-axial en los mamíferos. En nuestros estudios anteriores, encontramos que el MDB existe en siete especies de mamíferos terrestres, dos especies de mamíferos marinos, dos especies de reptiles y una especie de ave. Un estudio reciente sugirió que dada la "ubicuidad" de los puentes miodurales en los vertebrados terrestres, el MDB también puede existir en las serpientes. Específicamente, nos enfocamos en Gloydius shedaoensis, una especie de Agkistrodon (serpiente víbora) que solo se encuentra en la isla Shedao, en el mar sureste de la ciudad de Dalian en China. Se examinaron seis especímenes cadavéricos de cabeza y cuello de Gloydius shedaoensis. Se utilizaron tres especímenes para la disección anatómica y los tres especímenes cadavéricos restantes se utilizaron para el análisis histológico. El presente estudio confirmó la existencia del MDB en Gloydius shedaoensis. Los músculos espinosos de la serpiente se originaron en el margen posterior de los huesos supraoccipital y la cara dorsal del exoccipucio, y luego se extendieron a ambos lados de los procesos espinosas de la columna vertebral, fusionándose con los músculos semiespinosos. En la cara ventral de este complejo muscular se desprendían fibras del MDB. Estas fibras MDB se ubican alrededor del margen posterior del exoccipucio y luego atraviesan el interespacio atlanto-occipital, terminando finalmente en la duramadre. Observamos que el MDB también existía en todas las articulaciones intervertebrales de las serpientes. Estos mismos hallazgos histológicos también se observaron en Gloydius brevicaudus, que se utilizó como muestra de control para Gloydius shedaoensis. En las serpientes, el canal espinal es más largo que el observado en la mayoría de los otros animales. Teniendo en cuenta el estilo único locomotor de las serpientes, nuestros hallazgos contribuyen a respaldar la hipótesis de que el MDB podría modular las pulsaciones del líquido cerebroespinal.

Existence of myodural bridge in the trachemys scripta elegans: indication of its important physiological function / Existencia del puente miodural en trachemys scripta elegans: indicación de su importante función fisiológica

The myodural bridge (MDB) is confirmed that connecting the most of suboccipital muscles to the cervical dura mater through the posterior intervertebral spaces and widely exists in mammals and birds. In order to reveal whether the MDB is universally existing in amniota of vertebrates, we explored the existence and the morphological features of the MDB in the Trachemys scripta elegans. Twenty fresh red-eared slider specimens were observed by the gross anatomy dissection and histological analysis. In the results, three kind of muscles in the postoccipital region of the red-eared slider were found. The rectus capitis dorsum minor muscle originated from the posterior margin of the occiput (C0) and terminated at the spinous process of the atlas (C1). The transversospinales muscle was attached to the vertebral arch and the postzygapophysis of the atlas and extended to the spinous process of the axis (C2). The C2-C3 intertransversales muscle were extended from the postzygapophysis of C2 and the one of C3. The three muscles covered the dorsal interspaces among C0-C3, and meantime they were closely connected with dense connective tissues, which filled in these interspaces. Each of these thick dense connective tissue membranes sent off several short and strong fibrous bundles ventrally to merge with the cervical spinal dura mater. Furthermore the connective tissues connecting these muscles with cervical spinal dura mater directly were revealed under the microscopy and they consisted of parallel and intensive collagen fibers with orientation from dorsal to ventral. In conclusion, this study for the first time demonstrated the existence of the MDB in the testudines, in all of the dorsal atlantooccipital, atlantoaxial and C2-C3 intervertebral spaces. Based on our results and comparative anatomical evidences in recent year, it could be inferred that the MDB might be its highly conserved structure in the evolution of amniota.

Se confirma que el puente miodural (PMD) conecta la mayoría de los músculos suboccipitales con la duramadre cervical a través de los espacios intervertebrales posteriores y existe ampliamente en mamíferos y aves. Para revelar si el MDB existe universalmente en la amniota de vertebrados, exploramos la existencia y las características morfológicas del PMD en Trachemys scripta elegans. Veinte muestras se observaron mediante disección anatómica y análisis histológico. En los resultados, se encontraron tres tipos de músculos en la región occipital. El músculo recto capitis dorsum minor se originó en el margen posterior del occipital (C0) y terminó en el proceso espinoso del atlas (C1). El músculo transverso espinal se unió al arco vertebral y el proceso del atlas y se extendió al proceso espinoso del axis (C2). El músculo intertransversario C2-C3 se extendió entre los procesos transversos de C2 y el de C3. Los tres músculos cubrían los espacios intermedios dorsales entre C0-C3 y, mientras tanto, estaban estrechamente conectados con tejidos conectivos densos, que rellenaban estos espacios. Cada una de estas membranas densas de tejido conectivo envían varios haces fibrosos cortos y fuertes ventralmente para fusionarse con la duramadre espinal cervical. Además, los tejidos conectivos que conectan estos músculos con la duramadre cervical y espinal se revelaron directamente bajo microscopía y consistían en intensas fibras de colágeno, paralelas, con orientación desde dorsal a ventral. En conclusión, este estudio demostró por primera vez la existencia del PMD en los estudios de prueba, en todos los espacios dorsales atlantooccipital, atlantoaxial e intervertebral C2-C3. Sobre la base de nuestros resultados y las evidencias anatómicas comparativas de los últimos años, se podría inferir que el PMD podría ser una estructura altamente conservada en la evolución de la amniota.