Studio comparativo della corteccia motoria: citorarchitettura e caratterizzazione neurochimica tra specie di interesse veterinario

This research focuses on the comparative analysis of the primary motor cortex (M1) across various veterinary species, examining the cytoarchitecture and neurochemical characteristics of cortical cells. Morphometric analyses identified significant differences in cell structure and size across species and within different cortical layers. Parameters related to Dimension, Density and Shape of the cortical neurons were used to quantify the structural variability within M1. The primary motor cortex is organized into six distinct layers (I-VI), each containing specific types of cells with unique roles in motor control. The cytoarchitecture of M1 differs between species, particularly in the size and distribution of pyramidal cells. In most mammals, large pyramidal cells dominate layer V, where the main corticospinal output originates. Other cell types, such as ellipsoidal and round cells, are distributed across different layers and participate in intra- and inter-cortical connectivity. The statistical significance of morphometric differences in pyramidal and ellipsoidal cells suggests species-specific adaptations. For example, larger Convex Area and Axis Length values in pyramidal cells of cattle and pigs may reflect the need for extensive corticospinal connections to support more complex motor activities. Conversely, species such as cats, which require faster and more precise motor control, display smaller and more compact cells. The diversity of cell shapes observed in M1 indicates functional specialization within the cortex. Pyramidal cells, with their elongated shape, are well-suited for transmitting signals over long distances to the spinal cord, while ellipsoidal and round cells are likely involved in cortical integration and local signal processing. These structural variations reflect evolutionary adaptations to the motor demands of each species, from the coordination of heavy limb movements in ruminants to rapid, precise movements in felines. This study enhances our understanding of the relationship between cortical cell structure and motor function, demonstrating how the organization of the primary motor cortex reflects the specific motor requirements of different species.

Questa ricerca si concentra sull'analisi comparativa della corteccia motoria primaria (M1) in diverse specie di interesse veterinario (bovino, pecora, suino, cavallo, gatto), studiando la citoarchitettura e le caratteristiche neurochimiche delle cellule corticali. Le analisi hanno evidenziato differenze significative nella struttura e nelle dimensioni delle cellule tra le specie e tra i diversi strati corticali. Parametri relativi ai tre domini Dimensione (area, perimetro, lunghezza degli assi), Densità (numero di cellule per unità di superficie) e Forma (piramidale, ellissoide, circolare, irregolare) sono stati utilizzati per quantificare la variabilità strutturale all'interno di M1. La corteccia motoria primaria è organizzata in sei strati distinti (I-VI), ognuno dei quali contiene tipi cellulari specifici con ruoli unici nel controllo motorio. La citoarchitettura di M1 varia tra le specie, in particolare nella dimensione e distribuzione delle cellule piramidali. Nella maggior parte dei mammiferi, le grandi cellule piramidali dello strato V, da cui partono i principali output corticospinali, sono predominanti. Altri tipi cellulari, come le cellule ellissoidali e rotonde, sono distribuiti nei vari strati e contribuiscono alle connessioni intra- e inter-corticali. Tra le specie studiate, differenze morfometriche significative sono state trovate nel dominio Forma per i neuroni piramidali ed ellissoidali, suggeriscono adattamenti specifici per ciascuna specie. Nel dominio Dimensioni, valori maggiori dei parametri area e lunghezza degli assi sono stati rilevati nei neuroni piramidali di bovino e suino. Questi risultati potrebbero indicare la necessità di connessioni corticospinali più estese per supportare attività motorie più complesse. Al contrario, specie come i gatti, che richiedono un controllo motorio più rapido e preciso, mostrano cellule più piccole e compatte. La diversità morfologica delle cellule osservata in M1 suggerisce una specializzazione funzionale all'interno della citoarchitettura corticale. I neuroni piramidali, con la loro forma allungata, sono adatti alla trasmissione di segnali su lunghe distanze verso il midollo spinale, mentre i neuroni ellissoidali e con corpo cellulare tondeggiante sono probabilmente coinvolti nell'integrazione corticale e nell'elaborazione locale dei segnali. Queste variazioni citoarchitetturali riflettono quelli che potrebbero essere adattamenti evolutivi in risposta alle esigenze motorie di ciascuna specie, dalla coordinazione dei movimenti pesanti degli arti nei ruminanti ai movimenti rapidi e precisi nei felini. Questo studio contribuisce a migliorare la comprensione del legame tra la morfologia della citoarchitettura e la funzione motoria, dimostrando come l'organizzazione dei neuroni nella corteccia motoria primaria rifletta le specifiche esigenze motorie delle diverse specie.