النواة البصرية الأمامية المتوسطة

تقع النواة البصرية الأمامية الوسطى في الجهة الظهرية للنوى الثلاث الأخرى في منطقة ما قبل البصرية من الوطاء الأمامي . يقع الوطاء أسفل المهاد مباشرةً ، وهو المحطة الرئيسية لنقل الإشارات في الجهاز العصبي ، ويُعتبر جزءًا من الجهاز الحوفي ، الذي يضم أيضًا تراكيب مثل الحصين واللوزة الدماغية . يلعب الوطاء دورًا هامًا في الحفاظ على استتباب الجسم، والنواة البصرية الأمامية الوسطى ليست استثناءً، إذ تُساهم في تنظيم تكوين الدم، ودرجة حرارة الجسم ، ونوم حركة العين غير السريعة .

تُشارك النواة البصرية الأمامية الوسطى بشكلٍ كبير في ثلاثة مجالات رئيسية، تشمل تنظيم الضغط الأسموزي ، وتنظيم درجة الحرارة ، واستقرار النوم . وتتضمن كل منطقة من هذه المناطق العديد من الوظائف. يتمثل دور النواة البصرية الأمامية الوسطى في تنظيم الضغط الأسموزي في تكوين الدم وحجمه، بما في ذلك توازن السوائل والأملاح، وتُنتج استجابات تتراوح بين السلوكية والهرمونية . يشمل تنظيم درجة الحرارة الاستجابات للعدوى وانخفاض درجة حرارة الجسم الأساسية عند التعرض للبرد، وكلاهما يتطلب من النواة البصرية الأمامية الوسطى أن تكون وسيطًا مهمًا للمدخلات الحسية والمخرجات التنظيمية. أما استقرار النوم فيُشارك في كلٍ من بدء النوم واستمراريته .

تُرسل النواة البصرية الأمامية الوسطى إشاراتٍ مُحفزة ومثبطة إلى العديد من مناطق الدماغ . [ ^{1 ] ولها} تأثيرات مثبطة عبر إشارات غاباوية إلى مناطق الدماغ المسؤولة عن تحفيز توليد الحرارة ، وكذلك إلى مناطق الدماغ النشطة أثناء اليقظة لتحفيز النوم. ويؤدي الحقن المجهري للإيثانول والتريازولام والبروبوفول في هذه المنطقة إلى تحفيز النوم لدى القوارض، مما يشير إلى دورها في تأثيراتها الدوائية على النوم. كما تُرسل إشارات غلوتاماتية ونورأدرينالية ، بالإضافة إلى نواقل عصبية أخرى ، إشاراتٍ مُحفزة إلى مناطق أخرى من الدماغ. وتلعب النواة البصرية الأمامية الوسطى دورًا هامًا في تنظيم القلب والأوعية الدموية ، بما في ذلك إفراز الببتيد الأذيني المدر للصوديوم من القلب استجابةً لزيادة حجم الدم . كما تُشارك في التحكم في الاستجابة الحموية للعدوى وتحفيز العطش ، من بين وظائف أخرى. يسمح كل من الاتصال والموقع التشريحي للنواة البصرية الأمامية المتوسطة بأن تكون محطة ترحيل ووسيطًا للمعلومات الحسية والتنظيمية، وتنتج استجابات عصبية وغدية وسلوكية للحفاظ على التوازن الداخلي .

تقع النواة البصرية الأمامية المتوسطة في منطقة ما قبل البصرية من الوطاء . وباعتبارها جزءًا أساسيًا من البطين الثالث الأمامي البطني والخط المتوسط ​​للصفيحة الطرفية ، تشغل النواة البصرية الأمامية المتوسطة موقعًا تشريحيًا يسمح لها بلعب دور هام في العديد من جوانب التنظيم المتوازن . وتُعد هذه المنطقة مهمة في تنظيم القلب والأوعية الدموية ، وضغط الدم ، وتكوين الدم ، وتتلقى مدخلات من العضو تحت القبو (SFO) والعضو الوعائي للصفيحة الطرفية (VOLT)، واللذان يقعان خارج الحاجز الدموي الدماغي وينقلان معلومات تتعلق بأسمولية الدم ومستويات الإشارات الهرمونية مثل الببتيد الأذيني المدر للصوديوم (ANP). ^{[ 2 ]}

Connectivity with other regions of the hypothalamus, such as the ventrolateral preoptic area (VLPO)^[1] and with regions of the brain stem also allow the median preoptic nucleus to be involved in other aspects of homeostasis. These include sleep-waking behaviors as well as thirst and drinking behavior, as well as thermoregulation. Parallel pathways in the preoptic area are involved in regulation of body temperature and fever response. One pathway originates in the median preoptic nucleus while the other originates in the dorsolateral preoptic area (DLPO). Both are inhibitory to areas in the brainstem which activate non-shivering thermogenesis via brown adipose tissue (BAT) in response to cutaneous cold or prostaglandin E2.^[3]

It's known that mammals have a circadian rhythm in body temperature (Tb) that depend on the integrity of the suprachiasmatic nucleus (SCN), However, fasting also influences the Tb in the resting period and the presence of the SCN is essential for this process. Although not only the SCN but also the arcuate nucleus (ARC), are involved in the Tb setting through afferents to the thermoregulatory median preoptic nucleus (MnPO). It's known that the vasopressin release from the SCN decreases the temperature just before light onset, whereas a-melanocyte stimulating hormone release, especially at the end of the dark period, maintains high temperature.^[4] Both peptides have opposite effects on the brown adipose tissue activity through thermoregulatory nuclei such as the dorsomedial nucleus of the hypothalamus and the dorsal raphe nucleus. Coordination between circadian and metabolic signaling within the hypothalamus is essential for an adequate temperature control. The balance between the releases of neuropeptides derived from the biological clock and from a metabolic sensory organ as the arcuate nucleus, are essential for an adequate temperature control. These observations show that brain areas involved in circadian and metabolic functions of the body need to interact to produce a coherent arrangement of physiological processes associated with temperature control.^[4]

لا تزال آليات التنشيط العصبي المسؤولة عن تنظيم درجة حرارة الجسم غير محددة بشكل كبير. من المعروف أن المسارات الودية تساهم في زيادة إنتاج الحرارة وتقليل فقدانها، ويتم تنشيطها بواسطة الخلايا العصبية في النواة الرافية النخاعية الأمامية (RMR). ^{[ 3 ]} وقد تبين أن هذه الخلايا العصبية تلعب دورًا هامًا في ارتفاع درجة حرارة الجسم أثناء التعرض للبرد والحمى المستحثة، وذلك من خلال ملاحظة أن فرط الاستقطاب قبل التعرض لهذه الظروف يثبط ارتفاع درجة حرارة الجسم استجابةً لها.

تُعدّ منطقة الدماغ التي تشمل الجزء البطني من النواة البصرية الأمامية الوسطى، والبطين الثالث الأمامي البطني (AV3V)، ذات أهمية بالغة في الحفاظ على توازن السوائل والكهارل والجهاز القلبي الوعائي . ^{[ 7 ]} تستجيب النواة البصرية الأمامية الوسطى، إلى جانب العضو الوعائي للصفيحة الطرفية (VOLT) والعضو تحت القبو (SFO)، للتغيرات في تركيب الدم، بالإضافة إلى الإشارات العصبية الواردة من مستقبلات الأوعية الدموية. تُرسل مستقبلات التمدد في الشريان الأورطي والأوعية الأخرى إشارات حسية إلى هذه المنطقة، ناقلةً معلومات حول حجم الدم وضغط الدم .

أظهرت التجارب التشريحية والفيزيولوجية الكهربائية على الفئران البالغة دورًا هامًا للنواة البصرية الأمامية الوسطى في إنتاج النوم. وكان أول دليل على ذلك ملاحظة أن تلف هذه المنطقة يُسبب الأرق لدى المرضى من البشر. ^{[ 10 ]} تُظهر التجارب الحالية، التي تستخدم تعبير c-Fos كعلامة لتنشيط الخلايا العصبية أثناء النوم، تباينًا في وظيفة النواة البصرية الأمامية البطنية الجانبية والنواة البصرية الأمامية الوسطى في تعزيز النوم والحفاظ عليه . تشير الأدلة إلى أن الخلايا العصبية GABAergic في النواة البصرية الأمامية الوسطى تلعب دورًا في تعزيز بدء النوم، بينما تلعب الخلايا العصبية في النواة البصرية الأمامية البطنية الجانبية دورًا في الحفاظ على النوم. ^{[ 11 ]} في حين أن فكرة الفصل التام بين هاتين النواتين تبدو جذابة، إلا أن الأمر يتعلق على الأرجح بدرجة مشاركة كل منهما في بدء النوم والحفاظ عليه، بدلًا من أن تؤديا أدوارًا منفصلة تمامًا. من المرجح أن يلعب النواة البصرية الأمامية الوسطى (MnPn) دورًا هامًا، وإن لم يكن حصريًا، في بدء النوم، بينما يلعب النواة البصرية الأمامية البطنية الجانبية (VLPO) دورًا أكثر أهمية في استمرار النوم. وتتصل كلتا المنطقتين بمناطق الدماغ النشطة أثناء اليقظة. كما يوجد إسقاط عصبي كثيف ثنائي الاتجاه بين النواة البصرية الأمامية الوسطى والنواة البصرية الأمامية البطنية الجانبية . ويشير وجود هذه الإسقاطات التثبيطية بين النواة البصرية الأمامية البطنية الجانبية والنواة البصرية الأمامية الوسطى إلى وظيفة مشتركة وعلاقة تنظيمية بين النواتين. ^{[ 11 ]}