Optical coherence tomography imaging of the basal ganglia: feasibility and brief review

Optical coherence tomography (OCT) is a promising medical imaging technique that uses light to capture real-time cross-sectional images from biological tissues in micrometer resolution. Commercially available optical coherence tomography systems are employed in diverse applications, including art conservation and diagnostic medicine, notably in cardiology and ophthalmology. Application of this technology in the brain may enable distinction between white matter and gray matter, and obtainment of detailed images from within the encephalon. We present, herein, the in vivo implementation of OCT imaging in the rat brain striatum. For this, two male 60-day-old rats (Rattus norvegicus, Albinus variation, Wistar) were stereotactically implanted with guide cannulas into the striatum to guide a 2.7-French diameter high-definition OCT imaging catheter (Dragonfly™, St. Jude Medical, USA). Obtained images were compared with corresponding histologically stained sections to collect imaging samples. A brief analysis of OCT technology and its current applications is also reported, as well as intra-cerebral OCT feasibility on brain mapping during neurosurgical procedures.

Función práxica y ganglios basales: contribuciones de los núcleos grises al movimiento voluntario: [revisión] / Praxic function and basal ganglia: contributions of the gray nuclei to the voluntary movement: [review]

El texto tiene como objetivo revisar y analizar la evidencia teórica y empírica disponible sobre las aportaciones subcorticales a la Función práxica, y explorar las posibles relaciones teóricas que se presenten entre la Función práxica, los Ganglios Basales y el caso particular de las apraxias. Para tal fin, se procederá de la siguiente manera: primero, se presentarán razonadamente las estructuras que componen los Ganglios basales y se plantearán especificadamente los circuitos neuroanatómicos que se establecen entre sus núcleos y las demás regiones cerebrales. Segundo, se expondrá la evidencia empírica que demuestra la relevancia de los Ganglios basales en el sistema del movimiento voluntario y se presentarán las consecuencias funcionales que se presentan en caso de la alteración de estas estructuras. Y en tercera y última instancia se revelarán y analizarán los casos en los que la Función Motora Voluntaria se desorganiza como consecuencia de una alteración de los núcleos grises, esto es, se discutirá la aparición de apraxias como producto de una disfunción de los GB causada por una lesión o por una enfermedad neurodegenerativa. El texto finaliza con una somera discusión sobre los hallazgos más relevantes y se exponen algunas conclusiones.

The text aims to review and analyze the theoretical and empirical evidence available regarding subcortical contributions to the praxis, and explore possible theoretical relationships that occur between the praxis, Basal Ganglia and the particular case of apraxia. To achieve this, we will proceed as follows: first, present fairly the structures that compose the basal ganglia and plants specified neuroanatomical circuits that are established between the nuclei andother brain regions. Second, we will present empirical evidence demonstrating the relevance of the basal ganglia in the system of voluntary movement and present the functional consequences that arise in case of alteration of these structures. And on third and final analysis will reveal and analyze those cases where voluntary motor function is disrupted as a result of altered gray nuclei, ie, will discuss the occurrence of apraxia as a product of dysfunction caused by Basal ganglia injury or a neurodegenerative disease. The text ends with a brief discussion on the most relevant findings and presents some conclusions.

As bases neuroanatômicas do comportamento: histórico e contribuições recentes / Neuroanatomical basis of behavior: history and recent contributions

Tendo em vista as mais recentes contribuições, as áreas corticais límbicas - originalmente denominadas em conjunto de grande lobo límbico -, além dos giros do cíngulo e parahipocampal, são constituídas pelas regiões mais posteriores do córtex fronto-orbitário e pelo córtex insular. Em contraposição ao restante do córtex cerebral, que se projeta sobre os gânglios da base (particularmente sobre as porções mais dorsais e mais extensas do striatum, constituídas fundamentalmente pelo núcleo caudado e pelo putame), as áreas corticais límbicas se caracterizam por se projetarem principalmente sobre o hipotálamo e também sobre a porção mais ventral do striatum (principalmente sobre o núcleo accumbens). Uma vez que todo o striatum se projeta para o globo pálido - e este para o tálamo, que se projeta para o córtex cerebral, constituindo-se, assim, circuitos córtico-subcorticais reentrantes -, tem-se que, enquanto as alças relacionadas com o striatum e o pallidum dorsais são responsáveis por atividades e rotinas motoras, as alças relacionadas com o striatum e o pallidum ventrais caracterizam circuitos córtico-subcorticais reentrantes e segregados que se relacionam particularmente com funções comportamentais. A amígdala estendida (amígdala centromedial, componente dorsal ou estria terminal, componente ventral e núcleo da estria terminal), por sua vez, também recebe aferências de todas as áreas corticais límbicas, é particularmente modulada pelas áreas corticais pré-frontais e, ao invés de se projetar sobre o striatum, projeta-se diretamente sobre o hipotálamo e o tronco encefálico. Ao receber também conexões diretas do tálamo, a amígdala estendida pode ainda desencadear respostas principalmente autonômicas, de forma inespecífica, porém rápida, através da ativação de centros do tronco encefálico. Os sistemas macro-anatômicos fronto-basais, estriatal-palidal ventral e amígdala estendida, em conjunto com o núcleo basal de Meynert e com o sistema septo-banda...

Considering the most recent contributions, the limbic cortical areas, originally known as the greater limbic lobe, besides the cingulated and the parahippocampal gyri also includes the insula and the posterior orbital cortex. In contrast to the nonlimbic cortical areas that project to the basal ganglia (particularly over the dorsal aspects of the striatum, constituted by the caudate nucleus and by the putamen), the limbic cortical areas are characterized by projecting to the hypothalamus and also to the ventral striatum (particularly to the nucleus accumbens). Once all the striatum projects to the globus pallidus which projects to the thalamus and then to the cortex, generating cortical-subcortical reentrant circuits, while the dorsal striatum and pallidum related cortico-subcortical loops are involved with motor activities, the ventral cortical-striatal-pallidal system is particularly related with behavior functions. The extended amygdala (central medial amygdala, stria terminalis or dorsal component, ventral component, and bed nucleus of stria terminalis) receives inputs primarily from the limbic cortical areas, is particularly modulated by the prefrontal cortex, and receives also direct connections from the thalamus that enables the amygdala to generate nonspecific and quick responses through its projections to the hypothalamus and to the brainstem. The ventral striatal-pallidal and the extended amygdala are then two basal forebrain macro-anatomical systems, that together with the basal nucleus of Meynert and with the septal-diagonal band system, constitute the main structures that are particularly connected with the limbic cortical areas, and that altogether project to the hypothalamus and to the brainstem which give rise to the autonomic, endocrine and somatosensory components of the emotional experiences, and that regulate the basic activities of drinking, eating, and related to the sexual behavior.

Núcleos da base e seu papel no controle motor: implicaçöes para a Doença de Parkinson / Basal ganglia and their function on the motor control: Parkinson's disease implications

O presente trabalho é fruto de uma revisäo atual de literatura sobre os aspectos anátomo-fisiológicos dos núcleos da base, sua funçäo no controle dos movimentos e aborda uma discussäo sobre a doença de Parkinson, uma das patologias que acometem a funçäo destas estruturas. Os achados clínicos frequentes nesta patologia e a implicaçäo que cada um tem sobre os movimentos säo intensamente detalhados. A literatura apresenta papéis vairiáveis e múltiplos para os núcleos da base, porém, descreve algumas funçöes altamente especializadas, com contribuiçöes funcionais específicas, o que auxilia no entendimento da patologia e torna possível uma análise crítica sobre o papel do fisioterapeuta no tratamento de pacientes parkinsonianos. Este seria o grande objetivo do presente trabalho.

Transtorno obsessivo-compulsivo e os gânglios da base / Obsessive-compulsive disorder and the basal ganglia

O transtorno obsessivo compulsivo (TOC), caracterizado por obsessoes e compulsoes, foi descrito com freqüência aumentada em várias doenças que acometem primariamente of gânglios da base sugerindo que estas estruturas também estivessem acometidas no TOC. Os gânglios da base, que no passado se acreditava estarem implicados apenas no comportamento motor, sao na verdade, importantes em inúmeras outras funçoes psíquicas como o processamento de vivências cognitivas. Estudos recentes utilizando imagem de ressonância magnética mostraram tendências a diminuiçao do núcleo caudado em pacientes com TOC. De forma coerente, estudos com neuroimagem funcional, sugerem a implicaçao de um circuito cerebral envolvendo o córtex órbito-frontal, o giro cíngulo, o núcleo caudado e o tálamo na patofisiologia do TOC. Entre as diversas hipóteses formuladas a partir desses achados, especula-se que um déficit no funcionamento do núcleo caudado levaria a uma filtragem inadequada de preocupaçoes que entao estimulariam o córtex órbito-frontal a desencadear açoes adaptativas: as compulsoes.

Gânglios da base (basal ganglia) ou núcleos da base? / Basal ganglia or basal nucleus?

O autor discute de maneira específica, a nomenclatura consagrada internacionalmente aos Núcleos da Base, sob o ponto de vista anatômicos, bem como algumas dificuldades no ensino da Neuroanatomia.

Síndromes coréicos y coreoatetósicos / Choreic and choreoathetosic syndromes

El autor presenta recuento anatómico y funcional de los ganglios basales, una breve reseña de las principales patologías coréicas y coreiformes, una clasificación completa de las coreoatetosis con su tratamiento convencional , y una novedad terapéutica. La mezcla de 2mg., de perfenezina con amitriptilina de 25 mg, en dosis acordes a la edad-redujo considerablemente los movimiemtos involuntarios de ocho de diez niños con sévera coreoatetosis. Uno de los dos inmejorables, con la medición, sufría además de deficiencia mental. Pese a que no hubo un estudio doble ciego con placebo, es indudable que esta medicación produce disminución significativa de los movimientos involuntarios los cuales entorpecen, e inclusive anulan el cuncionalismo del niño coreatetósico severo. La medicación, extrañamente, también tiene déficit intelectual.