Anatomia quantitativa dell'encefalo di 11 specie di elasmobranchi

Abstract

La massa e il volume dell’encefalo e delle sue regioni vengono spesso usate come proxy per tratti ecologico-comportamentali. Altri parametri, non prevedibili dalle semplici dimensioni, sono il numero di cellule e di neuroni, che dipendono solo in parte dalla taglia della specie. Dal momento che le funzioni del sistema nervoso sono rese possibili grazie alla presenza di circuiti cellulari, è importante considerare questo dato nel momento in cui si effettua una descrizione quantitativa dell’anatomia dell’encefalo. Recentemente, un nuovo metodo relativamente rapido per la conta cellulare nel tessuto nervoso, il frazionamento isotropico, ha permesso di ampliare la conoscenza dell’anatomia quantitativa dell’encefalo dei vertebrati. Lo scopo di questo lavoro è quello di fornire una descrizione quantitativa dell’encefalo di 11 specie di elasmobranchi. Per ciascun esemplare l’encefalo è stato analizzato interamente e singolarmente per le 5 regioni encefaliche (telencefalo, diencefalo, mesencefalo, cervelletto-auricole e midollo allungato). Nell’intero encefalo sono state osservate un numero di cellule dell’ordine di 108-109 in linea con le altre classi di vertebrati presenti in letteratura. Le masse delle varie regioni sono discretamente ben correlate tra loro e i numeri di neuroni anche, seppur leggermente di meno. Invece il numero cellulare delle varie regioni generalmente non correla molto. Il significato di questi squilibri nella quantità di cellule non neuronali non è ancora noto, ma ci indica che valutare i numeri cellulari invece che la mera massa delle varie regioni, può sollevare nuove questioni quando si fanno confronti tra specie con uno scopo morfofunzionale o evolutivo. Ad oggi il presente studio risulta essere il primo ad aver utilizzato il frazionamento isotropico con successo sulle regioni encefaliche dei pesci cartilaginei, quando questa tecnica è stata applicata ampiamente su tutti gli amnioti.

The mass and volume of the brain and its regions are often used as proxies for ecological-behavioral traits. Other parameters, not predictable from the simple sizes, are the number of cells and neurons, which only partly depends on the species sizes. Since the functions of the nervous system are possible made thanks to the presence of cellular circuits, it is important to consider this when making a quantitative description of the brain anatomy. Recently, a new nerve tissue related to the rapid method for cell counting, isotropic fractionation, has made possible to expand the knowledge of the quantitative anatomy of the vertebrate brain. The aim of this work is to provide a quantitative description of the brain of 11 elasmobranchs species. For each specimen, the brain was analyzed entirely and individually in 5 brain regions (telencephalon, diencephalon, midbrain, cerebellum-auricles and medulla). In the whole brain, 108-109 number of cells were observed, in line with the other vertebrates classes present in the literature. The various region weights are fairly well correlated with each other and similarly the neuron numbers, despite less. On the other hand, the cell numbers of the regions generally do not correlate very much. The significance of these imbalances in the amount of non-neuronal cells is not yet known, but it indicates that evaluate cell numbers rather than the weight of the region, may face new questions when confronted between species with a morphofunctional or evolutionary purpose. To date, the present study appears to be the first that have successfully used isotropic fractionation on the brain regions of chondrichthyes, when this technique has been widely applied to all amniotes.