Summary
The organization of the α-lobes of the corpora pedunculata in the brain of the cricket Acheta domesticus L. has been investigated in the light and electron microscopes. The cylindrical fibre complex is composed of branches of “mushroom-body” fibres (intrinsic fibres) and extrinsic fibres, which penetrate the α-lobe. Intrinsic fibres (IF) run through the α-lobe in the same direction, but not strictly parallel to each other or to the axis of the α-lobe. Extrinsic fibres (EF) and their fine branches are often arranged perpendicular to the axis of the α-lobe. There is some evidence that different IF zones occur in the α-lobe when passing from its periphery to its centre. The distribution of EF may reflect a structural order when passing from the base of the lobe to its top. Numerous polarized synapses connect the IF with the EF. The IF show clusters of vesicles and presynaptic figures especially in their “blebs”, which can be seen in Golgi preparations for light microscopy. Two types of EF are distinguished on the basis of their synaptic junctions: (1) postsynaptic EF (abundant) and (2) EF with pre- and postsynaptic sites (perhaps restricted to some regions of the α-lobe). Presynaptic IF converge on EF, which may transfer excitation from the α-lobe to different parts of the brain and nervous system.
Zusammenfassung
Die Organisation der α-Loben der Pilzkörper im Gehirn von Acheta domesticus L. wird nach licht- und elektronenmikroskopischen Befunden beschrieben. Der säulenartige Faserkomplex des α-Lobus besteht aus Fortsätzen von Pilzkörperzellfasern (intrinsischen Fasern, IF) und pilzkörperfremden Fasern (extrinsischen Fasern, EF), die in den Lobus eindringen. Die feinen IF durchziehen den Lobus hauptsächlich parallel zu seiner Längsachse, während die EF zumeist senkrecht zur Längsachse angeordnet sind. Der Lobus erscheint von seiner Peripherie bis zu seinem Zentrum durch IF-Zonen gegliedert. Die Verteilung der EF weist auf eine zusätzliche Ordnung von der Basis zur Spitze des Lobus hin. Zahlreiche polarisierte Synapsen verbinden IF mit EF. Die IF zeigen Vesikelanhäufungen und präsynaptische Apparate besonders in Erweiterungen, die auch in Golgi-Präparaten lichtmikroskopisch zu sehen sind. Es werden zwei EF-Typen unterschieden: 1. Postsynaptische EF (zahlreich) und 2. EF mit prä- und postsynaptischen Kontakten, die nur in einigen Regionen des α-Lobus gefunden wurden. Präsynaptische IF konvergieren auf „dendritische“ EF, die Verbindungen mit anderen Teilen des Hirns und des Nervensystems herstellen. Funktionelle Gesichtspunkte werden diskutiert.
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Literatur
Adam, H., Czihak, G.: Arbeitsmethoden der makroskopischen und mikroskopischen Anatomie. Stuttgart: Fischer 1964.
Brightman, M. W., Reese, T. S.: Junctions between intimately apposed cell membranes in the vertebrate brain. J. Cell Biol. 40, 648–677 (1969).
Bullock, T. H., Horridge, G. A.: Structure and function in the nervous system of invertebrates, vol. II. San Francisco-London: Freeman 1965.
Colonnier, M.: The tangential organization of the visual cortex. J. Anat. (Lond.) 98, 327–344 (1964).
De Robertis, E. D. P.: Histophysiology of synapses and neurosecretion. Oxford: Pergamon Press 1964.
Dujardin, F.: Mémoire sur le système nerveux des insectes. Ann. sci. nat. (Zool.) Paris (3) 14, 195–205 (1850).
Florey, E.: Physiologie der Synapsen. Verhandlungsb. der Dtsch. Zool. Ges., 64. Tagg, S. 186–201. Stuttgart: Fischer 1970.
Frontali, N.: Histochemical localization of catecholamines in the brain of normal and drug-treated cockroaches. J. Insect Physiol. 14, 881–996 (1968).
— Mancini, G.: Studies on the neuronal organization of cockroach corpora pedunculata. J. Insect Physiol. 16, 2293–2301 (1970).
Goll, W.: Strukturuntersuchungen am Gehirn von Formica. Z. Morph. Ökol. Tiere 59, 143–210 (1967).
Gray, E. G.: Problems of interpreting the fine structure of vertebrate and invertebrate synapses. Int. Rev. Gen. Exp. Zoology 2, 139–170 (1966).
Hanström, B.: Vergleichende Anatomie des Nervensystems der wirbellosen Tiere. Berlin: Springer 1928.
Harreveld, A. van, Steiner, I.: The magnitude of the extracellular space in electron micrographs of superficial and deep regions of the cerebral cortex. J. Cell Sci. 6, 793–805 (1970).
Hökfeldt, T.: In vitro studies on central and peripheral monoamine neurons at the ultrastructural level. Z. Zellforsch. 91, 1–74 (1968).
Huber, F.: Untersuchungen über die Funktion des Zentralnervensystems und insbesondere des Gehirnes bei der Fortbewegung und Lauterzeugung der Grillen. Z. vergl. Physiol. 44, 60–132 (1960).
— Aktuelle Probleme in der Physiologie des Nervensystems der Insekten. Naturwiss. Rdsch. 18, 143–156 (1965).
Karnovsky, M. J.: A formaldehyde-glutaraldehyde fixative of high osmolality for use in electron microscopy. J. Cell Biol. 27, 137–138 A (1965).
Kenyon, C. F.: The brain of the bee. A preliminary contribution to the morphology of the nervous system of arthropoda. J. comp. Neurol. 6, 133–210 (1896).
Klemm, N.: Monoaminhaltige Strukturen im Zentralnervensystem der Trichoptera (Insecta), Teil I. Z. Zellforsch. 92, 487–502 (1968).
— Teil II. Z. Zellforsch. 117, 537–558 (1971).
Lamparter, H. E., Steiger, U., Sandri, C., Akert, K.: Zum Feinbau der Synapsen im Zentralnervensystem der Insekten. Z. Zellforsch. 99, 435–442 (1969).
Landolt, A. M., Sandri, C.: Cholinergische Synapsen im Oberschlundganglion der Waldameise (Formica lugubris Zett.). Z. Zellforsch. 69, 246–259 (1966).
Mancini, G., Frontali, N.: Fine structure of the mushroom body neuropile of the brain of the roach, Periplaneta americana. Z. Zellforsch. 83, 334–343 (1967).
— On the ultrastructural localization of catecholamines in the beta-lobes (corpora pedunculata) of Periplaneta americana. Z. Zellforsch. 103, 341–350 (1970).
Maynard, D. M.: Organization of central ganglia. In: C. A. G. Wiersma (ed.), Invertebrate nervous systems, p. 231–255. Chicago 1967.
Otto, D.: Untersuchungen zur zentralnervösen Kontrolle der Lauterzeugung von Grillen. Z. vergl. Physiol. 74, 227–271 (1971).
Pearson, L.: The corpora pedunculata of Sphinx ligustri L. and other Lepidoptera: an anatomical study. Phil Trans. B 259, 477–516 (1971).
Pfenninger, K., Sandri, C., Akert, K., Eugster, C. H.: Contribution to the problem of structural organization of the presynaptic area. Brain Res. 12, 10–18 (1969).
Rowell, L. H. F.: A method for chronically implanting stimulating electrodes into the brain of a locust, and some results of stimulation. J. exp. Biol. 40, 271–284 (1963).
Sanchez, D.: Contribution à la connaissance de la structure des corps fongiformes (calices) et leurs pédicules chez la blatte commune (Stylopyga (Blatta) orientalis). Trab. Lab. Invest. biol. Univ. Madr. 28, 149–185 (1933).
Schürmann, F. W.: Über die Struktur der Pilzkörper des Insektenhirns. I. Synapsen im Pedunculus. Z. Zellforsch. 103, 365–381 (1970).
— Synaptic contacts of association fibres in the brain of the bee. Brain Res. 26, 169–176 (1971).
— Wechsler, W.: Synapsen im Antennenhügel von Locusta migratoria (Orthoptera, Insecta). Z. Zellforsch. 108, 563–581 (1970).
Smith, D. S.: The organization of the insect neuropile. In: C. A. G. Wiersma (ed.), Invertebrate nervous systems, p. 79–85. Chicago 1967.
Steiger, U.: Über den Feinbau des Neuropils im Corpus pedunculatum der Waldameise. Elektronenoptische Untersuchungen. Z. Zellforsch. 81, 511–536 (1967).
Steiner, F. A., Pieri, L.: Comparative microelectrophoretic studies of invertebrate and vertebrate neurons. In: K. Akert and P. G. Waser (eds.), Mechanisms of synaptic transmission, Progress in brain research, vol. 31, p. 191–199. Amsterdam: Elsevier 1969.
Strausfeld, N. J.: Variants and invariants of cell arrangements in the nervous system of insects (a review of neuronal arrangements in the visual system and corpora pedunculata). Verhandlungsb. der Dtsch. Zool. Ges., 64. Tagg, S. 97–108. Stuttgart: Fischer 1970.
Tranzer, J. P., Thoenen, H., Snipes, R. L., Richards, J. G.: Recent developments on the ultrastructural aspects of adrenergic nerve endings in various experimental conditions. In: K. Akert a. P. G. Waser (eds.), Mechanisms of synaptic transmission, Progress in brain research, vol. 31, p. 33–46. Amsterdam: Elsevier 1969.
Trujillo-Cenóz, O.: Some aspects of the structural organization of the medulla in muscoid flies. J. Ultrastruct. Res. 27, 533–553 (1969).
— Melamed, J.: Electron microscopic observations on the calices of the insect brain. J. Ultrastruct. Res. 7, 389–398 (1962).
Vowles, D. M.: The structure and connexions of the corpora pedunculata in bees and ants. Quart. J. micr. Sci. 96, 239–255 (1955).
— Models in the insects brain. In: Neural theory and modeling (ed. R. F. Reiss), p. 377–399. Stanford, California: Stanford University Press 1964.
Wood, J. G., Barrnett, R. J.: Histochemical demonstration of norepinephrine at a fine structural level. J. Histochem. 12, 197–209 (1964).
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Schürmann, FW. Über die Struktur der Pilzkörper des Insektenhirns. Z.Zellforsch 127, 240–257 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00306806
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