المنطقة السقيفية البطنية

تقع المنطقة السقيفية البطنية في الدماغ المتوسط ​​بين عدة مناطق رئيسية أخرى، بعضها موصوف هنا. يمتد الجسمان الحلميان والوطاء الخلفي ، وكلاهما جزء من الدماغ البيني، باتجاه الرأس من المنطقة السقيفية البطنية . تقع النواة الحمراء جانبياً، وتقع ألياف العصب المحرك للعين في الجهة البطنية الإنسية من المنطقة السقيفية البطنية. [5] يقع الجسر والدماغ الخلفي ^{في الجهة الذيلية} من المنطقة السقيفية البطنية. وأخيراً، تقع المادة السوداء جانبياً من المنطقة السقيفية البطنية. ^{[ 6 ]}

في عام ١٩٨٧، حدد أودز أربع نوى رئيسية في مجموعة خلايا VTA A10 : النواة المجاورة للنيجراليس (Npn)، والنواة المجاورة للذراع المصطبغة (Npbp)، والنواة بين الحزم (Nif)، والنواة الخطية (Nln) الذيلية والرأسية. حاليًا، يقسم العلماء منطقة VTA إلى أربع مناطق متشابهة تُسمى النواة المجاورة للنيجراليس (PN)، والمنطقة المصطبغة المجاورة للذراع (PBP)، والمنطقة المجاورة للحزمة المنعكسة (PFR)، والنواة السقيفية الأمامية الإنسية (RMTg)، والتي تتوافق تقريبًا مع التقسيمات السابقة. تشمل بعض تعريفات VTA أيضًا نوى الخط المتوسط ​​(أي النواة بين الحزم، والنواة الخطية الرأسية، والنواة الخطية المركزية).

تتميز منطقتا PN وPBP بوفرة الخلايا الدوبامينية، بينما تحتوي المنطقتان الأخريان على كثافة منخفضة من هذه الخلايا العصبية. تحتوي منطقتا PFR وRMTg على كثافة منخفضة من أجسام الخلايا الموجبة لإنزيم التيروسين هيدروكسيلاز (TH)، وهي صغيرة الحجم وذات صبغة خفيفة؛ وتتكون منطقة RMTg في الغالب من خلايا غاباوية. من ناحية أخرى، تتكون منطقتا PN وPBP بشكل رئيسي من أجسام خلايا متوسطة إلى كبيرة الحجم موجبة لإنزيم TH، ذات صبغة متوسطة.

جميع المناطق التي تتلقى إسقاطات من منطقة السقيفية البطنية تقريبًا تُسقط إشاراتها إليها. وبالتالي، فإن منطقة السقيفية البطنية متصلة بشكل متبادل بمجموعة واسعة من التراكيب في جميع أنحاء الدماغ، مما يشير إلى أن لها دورًا في التحكم في وظائف القشرة المخية الحديثة المتطورة للغاية ، وكذلك في وظائف المناطق الحوفية الأقدم تطوريًا.

تُعدّ منطقة السقيفية البطنية (VTA) منطقةً غير متجانسة تتكون من مجموعة متنوعة من الخلايا العصبية التي تتميز بخصائص كيميائية عصبية وفيزيولوجية عصبية مختلفة. ولذلك، فإن المدخلات الغلوتاماتية والجاباوية ليست استثارية أو تثبيطية بشكلٍ حصري. ^{[ 7 ]} تستقبل منطقة السقيفية البطنية (VTA) واردات غلوتاماتية من قشرة الفص الجبهي ، ونواة السقيفية الجسرية السويقية (PPTg)، ونواة السقيفية الظهرية الجانبية ، والنواة تحت المهادية ، ونواة سرير الشريط الانتهائي ، والحديبة العلوية ، والمادة الرمادية المحيطة بالمسال الدماغي ، واللجام الجانبي ، ونواة الرفاء الظهرية ، والمناطق الجانبية من الوطاء والمنطقة أمام البصرية . ^{[ 8 ] [ 7 ]} تلعب هذه الواردات الغلوتاماتية دورًا رئيسيًا في تنظيم إطلاق الخلايا العصبية في منطقة السقيفية البطنية (VTA). عند تنشيط الخلايا العصبية الغلوتاماتية، يزداد معدل إطلاق النبضات العصبية للخلايا الدوبامينية في منطقة السقيفية البطنية (VTA)، مما يؤدي إلى إطلاق نبضات متفجرة. وقد أظهرت الدراسات أن هذه التأثيرات الغلوتاماتية في منطقة السقيفية البطنية (VTA) بالغة الأهمية لتأثيرات العقاقير المخدرة. في المقابل، يمتد ذيل منطقة السقيفية البطنية (tVTA، المعروف أيضًا باسم RMTg) إلى منطقة السقيفية البطنية (VTA) عبر ألياف واردة غاباوية، ويعمل كـ"مكبح رئيسي" لمسارات الدوبامين في منطقة السقيفية البطنية (VTA). ^{[ 9 ] [ 10 ]}

تشمل المدخلات الغاباوية إلى منطقة السقيفية البطنية (VTA) النواة المتكئة ، والكرة الشاحبة البطنية ، ونواة الرفاء الظهرية ، والوطاء الجانبي ، والمادة الرمادية المحيطة بالمسال الدماغي ، ونواة سرير الشريط الانتهائي ، ونواة السقيفية الأمامية الإنسية (RMTg). ^{[ 7 ]} كما يمكن أن تُمارس النواة الجانبية للحبل تأثيرًا مثبطًا على الخلايا العصبية الدوبامينية في منطقة السقيفية البطنية (VTA) عن طريق تنشيط الخلايا العصبية الغاباوية في نواة السقيفية الأمامية الإنسية (RMTg)، وهو ما يُعتقد أنه يلعب دورًا هامًا في أخطاء توقع المكافأة. ^{[ 11 ]} تكون الواردات تحت الكرة الشاحبة إلى منطقة السقيفية البطنية (VTA) غاباوية بشكل أساسي ، وبالتالي فهي مثبطة. ^{[ 7 ] [ 12 ]} يوجد مسار رئيسي من المنطقة تحت الكرة الشاحبة إلى منطقة السقيفية البطنية (VTA). ^{[ 12 ]} عندما يُزال تثبيط هذا المسار، تؤدي زيادة إطلاق الدوبامين في المسار الميزوليمبي إلى تضخيم النشاط الحركي .

توجد أيضًا مدخلات كولينية إلى منطقة السقيفية البطنية (VTA)، على الرغم من أنها أقل دراسة من المدخلات الغلوتاماتية والجاباوية. تُظهر الدراسات البصرية الوراثية في الفئران، التي تبحث في المدخلات الكولينية من النواة السقيفية الجسرية (PPTg) والنواة السقيفية الظهرية الجانبية، أن هذه الدوائر تعزز خصائص إطلاق النبضات العصبية في خلايا VTA، مما يشير إلى تأثير تعديلي على دوائر المكافأة. ^{[ 13 ]}

المساران الرئيسيان للألياف الصادرة من منطقة السقيفية البطنية هما المسار الميزوكورتيكال والمسار الميزوليمبي ، واللذان يتوافقان مع قشرة الفص الجبهي والنواة المتكئة على التوالي. ^{[ 14 ] [ 15 ]} بالإضافة إلى ذلك، حددت التجارب التي أُجريت على القوارض مسارًا ميزوهابينولاريًا يتكون من عصبونات منطقة السقيفية البطنية التي لا تُفرز الدوبامين ، بل تُفرز الغلوتامات وحمض غاما- أمينوبيوتيريك (GABA) . ^{[ 16 ] [ 17 ]} وفيما يلي قائمة بمسارات أخرى لمنطقة السقيفية البطنية تستخدم الدوبامين كناقل عصبي رئيسي . ^{[ 14 ]}

• إسقاطات المنطقة السقيفية البطنية (VTA) ^{[ 14 ]}

• VTA → اللوزة الدماغية ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• VTA → القشرة الشمية الداخلية
• VTA → التلفيف الحزامي
• منطقة السقيفية البطنية → الحصين
• VTA → النواة المتكئة
• VTA → البصلة الشمية
• VTA → قشرة الفص الجبهي

نظرًا لتطورها من نسيج جنيني مشترك وتداخل حقول إسقاطاتها جزئيًا، تفتقر مجموعات الخلايا الدوبامينية إلى حدود تشريحية واضحة. خلال نمو دماغ الثدييات، تُسقط كل من خلايا المادة السوداء (SN) وخلايا منطقة السقيفية البطنية (VTA) في البداية على الجسم المخطط الظهري الجانبي والبطني الإنسي . مع ذلك، عند الولادة، تُسقط خلايا المادة السوداء الدوبامينية حصريًا على الجسم المخطط الظهري الجانبي، بينما تُسقط خلايا منطقة السقيفية البطنية الدوبامينية حصريًا على الجسم المخطط البطني الإنسي. يحدث هذا التقليم للوصلات من خلال إزالة الفروع الجانبية غير الضرورية.

أظهرت الدراسات أن منطقة VTA تحتوي على شبكة واسعة من الخلايا العصبية GABAergic المتصلة ببعضها عبر وصلات فجوية . تسمح هذه الشبكة بالتوصيل الكهربائي، وهو أسرع بكثير من التوصيل الكيميائي للإشارات بين المشابك العصبية، وإن كان أقل مرونة مكانية. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

تحتوي منطقة السقيفية البطنية (VTA)، مثل المادة السوداء ، على خلايا عصبية دوبامينية مصبوغة بالميلانين . ^{[ 24 ]} وقد أشارت دراسات حديثة إلى أن الخلايا العصبية الدوبامينية تشكل 50-60% من إجمالي الخلايا العصبية في منطقة السقيفية البطنية، ^{[ 25 ]} وهو ما يتعارض مع أدلة سابقة أشارت إلى أن 77% من الخلايا العصبية داخل منطقة السقيفية البطنية هي خلايا دوبامينية. ^{[ 26 ]} بالإضافة إلى ذلك، يوجد عدد كبير من الخلايا العصبية الغاباوية في النواة السقيفية الأمامية الإنسية (RMTg)، وهي بنية دماغية متميزة وظيفيًا. ^{[ 9 ] [ 10 ]} تنظم هذه الخلايا العصبية الغاباوية إطلاق الإشارات العصبية لنظيراتها الدوبامينية التي ترسل إسقاطات في جميع أنحاء الدماغ إلى المناطق التالية، على سبيل المثال لا الحصر: قشرة الفص الجبهي ، والنواة المتكئة ، والموضع الأزرق . تحتوي منطقة VTA أيضًا على نسبة صغيرة من الخلايا العصبية الغلوتاماتية المثيرة .

تُشبه "الحلقة الحوفية" إلى حد كبير الحلقة الحركية للمسار المباشر للعقد القاعدية . في كلا النظامين، توجد مدخلات استثارية رئيسية من القشرة الدماغية إلى الجسم المخطط (النواة المتكئة)، حيث يُرسل الدماغ المتوسط ​​إشارات من الخلايا العصبية الدوبامينية المُعدِّلة للعصب إلى الجسم المخطط، الذي بدوره يُنشئ روابط بين النوى مع الكرة الشاحبة، والتي بدورها تُرسل إشارات إلى المهاد، الذي يُرسل إشارات إلى القشرة الدماغية، مُكملاً بذلك الحلقة. تتميز الحلقة الحوفية عن الحلقة الحركية بمصدر وطبيعة المدخلات القشرية، وتقسيم الجسم المخطط والكرة الشاحبة اللذين يُعالجان هذه المدخلات، ومصدر الخلايا العصبية الدوبامينية من الدماغ المتوسط، والهدف المهادي لمخرجات الكرة الشاحبة. تتحكم الحلقة الحوفية في الوظائف الإدراكية والعاطفية ، بينما تتحكم الحلقة الحركية في الحركة.

يُعدّ ربط السياق بالمكافأة أمرًا بالغ الأهمية في السعي وراءها. في عام ٢٠١١، وثّق فريق من الباحثين وجود اتصال بين منطقتي CA3 وVTA، يستخدم الحاجز الجانبي كوسيط. استخدموا فيروسًا مُحاكيًا لداء الكلب (PRV) كمتتبع عبر المشابك العصبية، وحقنوه في منطقة VTA. ووجدوا أن الحقن أحادي الجانب في منطقة VTA أدى إلى وسم ثنائي الجانب لفيروس PRV في منطقة CA3 بدءًا من ٤٨  ساعة بعد الحقن. كما أدى إحداث آفات في الحاجز الجانبي الذنبي الظهري (cd-LS) قبل حقن فيروس PRV في منطقة VTA إلى انخفاض ملحوظ في عدد الخلايا العصبية الموسومة بفيروس PRV في منطقة CA3. وأدى تحفيز منطقة CA3 بموجات ثيتا إلى زيادة معدلات إطلاق النبضات العصبية لخلايا الدوبامين في منطقة VTA، وانخفاض معدلات إطلاق النبضات العصبية لخلايا GABA في منطقة VTA. تم تأكيد هوية خلايا VTA العصبية من خلال وسم الخلية العصبية المسجلة بالنيوروبيوتين، ثم التلوين النسيجي لهيدروكسيلاز التيروسين (TH). أدى التعطيل المؤقت لمنطقة CA3 عبر ناهضات GABA إلى منع إعادة الضغط على الرافعة المستحثة بالسياق للحصول على الكوكايين عن طريق الحقن الوريدي . ^{[ 27 ]}

يقترح المؤلفون حلقة دارة وظيفية حيث يؤدي تنشيط الخلايا الغلوتاماتية في منطقة CA3 إلى تنشيط الخلايا الغاباوية في منطقة cd-LS، مما يثبط الخلايا العصبية البينية الغاباوية في منطقة VTA، ويحرر خلايا الدوبامين من التثبيط المستمر، ويؤدي إلى زيادة معدل إطلاق النبضات العصبية لخلايا الدوبامين. ^{[ 27 ]}

تتضمن دائرة المكافأة الدوبامينية في الدماغ البشري نظامي إسقاط من الدماغ المتوسط ​​البطني إلى معقد النواة المتكئة - الحديبة الشمية . أولًا، تُسقط خلايا المنطقة السقيفية البطنية الخلفية الإنسية وخلايا النواة الرافية الخطية المركزية بشكل انتقائي إلى الجسم المخطط البطني الإنسي ، والذي يشمل الحديبة الشمية الإنسية وقشرة النواة المتكئة الإنسية . ثانيًا، تُسقط المنطقة السقيفية البطنية الوحشية بشكل رئيسي إلى الجسم المخطط البطني الوحشي، والذي يشمل لب النواة المتكئة ، وقشرة النواة المتكئة الإنسية، والحديبة الشمية الوحشية. تُسمى هذه المسارات بنظامي الدوبامين المخططي المتوسط ​​البطني الإنسي والمتوسط ​​البطني الوحشي، على التوالي. يُعد نظام الإسقاط الإنسي مهمًا في تنظيم اليقظة التي تتميز بالعاطفة والدافع، ويلعب دورًا مختلفًا في السلوك الموجه نحو الهدف عن نظام الإسقاط الوحشي. على عكس الجزء الوحشي، لا يتم تنشيط الجزء الإنسي بواسطة المحفزات المُجزية، بل بواسطة المحفزات الضارة. ^{[ 28 ] [ 29 ]} لذلك، فإن قشرة NAC ومنطقة VTA الخلفية هي المناطق الرئيسية المشاركة في نظام المكافأة.

تُسقط الخلايا العصبية الدوبامينية في المادة السوداء والمنطقة السقيفية البطنية للدماغ المتوسط ​​على النواة المذنبة/البطامة الظهرية الجانبية، وعلى النواة المتكئة البطنية الإنسية، على التوالي، مُشكلةً بذلك المسارين الميزوسترياتي والميزوليمبي. يؤدي التقارب الشديد بين هذين المسارين إلى تصنيفهما ضمن الإسقاطات الدوبامينية. ينتج عن خلل هذين المسارين العديد من الاضطرابات، مثل الفصام ، ومرض باركنسون ، واضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط (ADHD). تُركز الأبحاث الحالية على دراسة الفروق الدقيقة بين الخلايا العصبية المُشاركة في هذه الحالات، وتسعى لإيجاد طريقة لعلاج إسقاط دوباميني مُحدد بشكل انتقائي.

تُعدّ النواة المتكئة والمنطقة السقيفية البطنية الموقعين الرئيسيين لتأثير المواد المُسببة للإدمان . ومن بين المواد الشائعة المُسببة للإدمان: الكوكايين ، والكحول ، والمواد الأفيونية ، والنيكوتين ، والقنب ، والأمفيتامين ومشتقاته . تُغيّر هذه المواد التأثير العصبي المُعدِّل للدوبامين على معالجة إشارات التعزيز، وذلك عن طريق إطالة مفعول الدوبامين في النواة المتكئة أو عن طريق تحفيز تنشيط الخلايا العصبية فيها وفي المنطقة السقيفية البطنية أيضًا. تُحفّز أكثر أنواع المخدرات شيوعًا إطلاق الدوبامين، مما يُؤدي إلى تأثيراتها المُكافئة والحركية النفسية. وتنتج سلوكيات تعاطي المخدرات القهرية عن تغيرات وظيفية طويلة الأمد أو دائمة ^{[ 30 ] [ 31 ]} في نظام الدوبامين الميزوليمبي، والناجمة عن التحفيز المُتكرر للدوبامين. تُعزى زيادة حساسية نشاط الدوبامين في منطقة السقيفية البطنية (VTA) وعلى امتداد مسار الدوبامين في الجهاز الحوفي المتوسط ​​استجابةً لتعاطي المخدرات إلى التكيفات الجزيئية والخلوية. ففي منطقة السقيفية البطنية لدى المدمنين، يزداد نشاط إنزيم التيروزين هيدروكسيلاز المُصنِّع للدوبامين ، كما تزداد قدرة هذه الخلايا العصبية على الاستجابة للمدخلات المُحفِّزة. ويعود هذا التأثير الأخير إلى زيادة نشاط عامل النسخ CREB، وزيادة تنظيم GluR1، وهي وحدة فرعية مهمة من مستقبلات AMPA للجلوتامات. وقد تُفسِّر هذه التغيرات في المعالجة العصبية تضاؤل ​​تأثير الإشارات العاطفية التكيفية في وظائف اتخاذ القرار، مع تحوّل سلوكيات البحث عن المخدرات وتعاطيها إلى سلوكيات اعتيادية وقهرية.

أظهرت التجارب التي أُجريت على الفئران أنها تتعلم الضغط على ذراع لإعطاء الأدوية المنشطة في منطقة VTA الخلفية بسهولة أكبر من تلك التي تُعطى في منطقة VTA الأمامية. كما أظهرت دراسات أخرى أن الحقن المجهري للأدوية الدوبامينية في قشرة النواة المتكئة يزيد من النشاط الحركي والسلوكيات الاستكشافية ، واستجابات الاقتراب المشروطة، والسلوكيات الجنسية الاستباقية.

تحدث ظاهرة الانسحاب نتيجةً لنقص وظيفة المكافأة الذي يُطلق حلقةً من المعاناة، حيث تصبح المخدرات ضروريةً لاستعادة الحالة الطبيعية للجسم. وقد أظهرت الأبحاث الحديثة أنه حتى بعد تجاوز المراحل الأخيرة من الانسحاب، يمكن استعادة سلوك البحث عن المخدرات عند التعرض للمخدر أو المحفزات المرتبطة به . ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}