Tema 21.- Desarrollo Y Planteamiento Del Prosencfalo. DiencfaloEn esta clase se estudiar el desarrollo del diencfalo, la vescula ms caudal de la vescula prosenceflica.1. IntroduccinA partir de la cuarta semana, se puede observar en el tubo neural la vescula prosenceflica en su extremo ms rostral cuando todava est abierta. En la cuarta semana estamos en la fase de las tres vesculas que de caudal a rostral son: el romboencfalo, el mielencfalo y el prosencfalo. Pronto aparecen algunos accidentes en la parte caudal, como por ejemplo la evaginacin de la vescula ptica que permanece en la parte ms caudal del prosencfalo a partir de la quinta semana. La vescula prosenceflica se divide muy tempranamente en dos vesculas, la telenceflica, ms rostral y la dienceflica que en su conjunto forman el cerebro. La vescula telencefalica se divide seguidamente en dos vesculas, que formaran la mayor parte de los hemisferios cerebrales. Adems, la vescula telenceflica crece mucho y va a tapar a la vescula dienceflica.En una visin superior del tubo nervioso de quinta semana se aprecian 5 vesculas, es por ello por lo que se denomina a este estado fase de 5 vesculas. Estas vesculas, de caudal a craneal, son: Mielenceflica Metenceflica Mesenceflica Dienceflica: se localiza en la parte rostral del tubo nervioso en desarrollo, ligeramente ventral a la flexura mesenceflica. Telenceflica, con dos evaginaciones, una a cada lado. Los derivados de esta vescula son el tlamo y el hipotlamo. La vescula telenceflica tiene una parte que invade la lnea media y que finaliza en la lnea terminal.Las vesculas telenceflicas van a cubrir en parte al diencfalo durante el desarrollo por su elevado crecimiento, y prcticamente en su totalidad en el adulto, en el que solo se puede observar la parte ms ventral del diencfalo, el suelo del hipotlamo. La cara medial de las vesculas telenceflicas es muy cercana a la pared del diencfalo, adosndose finalmente entre s. En la interfase entre ambas vesculas discurrir un gran componente de fibras. Por tanto el telencfalo sufre un gran crecimiento en forma de C curva que finalmente tapar al diencfalo durante su crecimiento dejando slo visible el hipotlamo en el estado adulto.Hay que recordar que la notocorda es un rgano inductor de la placa neural (estado anterior a la formacin y cierre del tubo). Se localiza en las porciones ventrales del tubo nervioso en desarrollo (placa neural). El extremo anterior de la notocorda se sita a nivel de la flexura mesenceflica.A partir de la sexta semana la vescula dienceflica se desarrolla mucho. En clase se ha dibujado un corte sagital medio en el que se representa la vescula dienceflica, cuya la pared est cortada, continundose con el mesencfalo. La vescula dienceflica presenta en su interior una cavidad, el tercer ventrculo y en la vescula telenceflica a ambos lados en cada una de las evaginaciones tambin encontramos otro ventrculo que es el ventrculo lateral izquierdo y derecho.En un comienzo se observa el orificio interventricular o de Monro, que comunica las cavidades de los hemisferios, los ventrculos laterales, con la luz del diencfalo, el tercer ventrculo; esta ltima cavidad es continuacin del acueducto de Silvio.En la sexta semana (2 mes) del desarrollo aparecen en la pared del diencfalo tres surcos como consecuencia del crecimiento celular, el surco dienceflico dorsal, el surco dienceflico medio (o surco hipotalmico) y el surco dienceflico ventral (termina a nivel de la evaginacin de la copa ptica). En porciones mas caudales del sistema nervioso central se aprecia el surco limitans; en la zona que atae a esta clase existe discrepancia entre autores, aunque la opinin mas generalizada es que no habra surco limitans, esta estructura desparecera a nivel del mesencfalo, en su extremo ms rostral. En una concepcin clsica del desarrollo del diencfalo se admite que todo el prosencfalo deriva de la placa alar y la placa del techo del tubo nervioso, de tal manera que el surco limitans se agota en el punto ya mencionado. Los surcos dienceflicos que se han mencionado surgen debido a la diferente tasa de proliferacin de las clulas de la pared del diencfalo. De estos surcos, se piensa y generalmente acepta, aunque es discutido entre autores que solo permanece uno, el dienceflico medio, que formara el surco hipotalmico en el adulto. La parte rostral de la vescula dienceflica finaliza en una lmina estrecha y delgada, la lamina terminal.

2. Concepcin clsicas del desarrollo del diencfaloComo se ha comentado, a partir de la sexta semana aparecen zonas de proliferacin muy intensa en la pared del diencfalo (aparece una diferenciacin clara de la vescula dienceflica), y de hecho se forman matrices germinativas evidentes. El siguiente dibujo corresponde a un corte perpendicular al eje mayor de la vescula, tal y como est sealado en la imagen anterior por la lnea perpendicular ms caudal (corte titulado con A):

El diencfalo est formado por una pared en la cual se distinguen los tres surcos ya comentados. Como recordatorio, es importante tener presente que en esta localizacin dorsal equivale a superior y ventral equivale a inferior. Aparecen una serie de matrices proliferativas: La matriz epitalmica, dorsal al surco dienceflico dorsal (D) (en morado) La matriz talmica, entre el surco dorsal (D) y el medio (M). (en amarillo) La matriz subtalmica o talmica ventral, que es ventral a la anterior, sobrepasa al surco dienceflico medio (M) y llega hasta el surco dienceflico ventral (V). (en naranja) La matriz hipotalmica, ventral al surco dienceflico ventral (V). (en verde)Estas matrices presentan un desarrollo diferente a lo largo del tiempo. En otro corte ms rostral, a nivel del orificio de Monro (dibujo B en la imagen anterior), podremos observar la comunicacin entre las cavidades de los ventrculos laterales y el tercer ventrculo. En la parte anterior se aprecian las matrices germinativas, especialmente la talmica e hipotalmica; en un nivel tan rostral no se aprecia apenas la matriz subtalmica. Derivados de la placa del techoDurante la sexta semana empiezan a desarrollarse los derivados de la placa del techo. Lo primero que se observa es la invaginacin de los plexos coroideos a partir de vasos que se encuentran en posicin dorsal. Se forman as los plexos coroideos del tercer ventrculo, que se continan con los plexos coroideos de los ventrculos laterales por el orificio interventricular.La parte craneal de la placa del techo (epitlamo) apenas da derivados, a parte del techo del tercer ventrculo slo hay un derivado reconocible: un trazo de fibras que forman la estra medular del tlamo, que se encuentra en una posicin muy dorsal, es un sistema de fibras aferentes al hipotlamo, fundamentalmente a la habnula. De esta placa del techo, de la matriz epitalmica, surgen una serie de derivados ms patentes, los ncleos habenular en una posicin muy dorsal (es bilateral y aparece entre finales de la 6 y el inicio de la 7 semana) y la glndula pineal o epfisis que secreta melatonina (es nica y aparece en la 7 semana como una evaginacin de la placa del techo en las porciones caudales y dorsales del diencfalo), situada en la parte ms caudal del techo de la vescula dienceflica. Adyacentes a estas dos estructuras aparecen dos fisuras de origen epitalmico, la comisura posterior, caudal a la epfisis, y la comisura habenular, rostral a la epfisis, junto a la habnula (une ambas habnulas).Derivados de la placa alarComo derivado de la placa alar aparece entre el surco dienceflico dorsal y el surco hipotalmico el tlamo dorsal que en el tercer mes presenta un gran desarrollo.El surco hipotalmico o surco mesenceflico medio siempre va a estar presenta y va a separar el tlamo o tlamo dorsal del subtlamo o tlamo ventral)En una fase inicial, hasta la octava semana, en las porciones ventrales al surco hipotalmico, la matriz subtalmica o talmica ventral, experimenta un gran crecimiento, siendo el rea que ms se desarrolla. Cuando comienza el tercer mes, la matriz subtalmica va a proliferar ms lentamente y las clulas migran y pierden el contacto con la superficie ventricular. Sin embargo, a partir de la novena semana sobre todo, el crecimiento de las matrices talmica dorsal e incluso de la matriz hipotalmica, sobrepasa a la subtalmica y da lugar a la mayor parte del tlamo.En un corte a los tres meses del desarrollo, cuando el prosencfalo ha crecido mucho, las vesculas telenceflicas ocultan por completo a la vescula dienceflica; la pared medial de telencfalo se adosa al diencfalo. Se forma una gran eminencia en el telencfalo que no es materia de estudio en este momento. Realizamos un corte coronal, similar al corte A en una fase ms avanzada en el 4 mes (15 semana). La placa del techo est muy adelgazada y se observa la cavidad del tercer ventrculo y la vescula telenceflica adosada al diencfalo. Se observan los plexos coroideos del tercer ventrculo, los plexos coroideos de los ventrculos laterales y la estra medular, nica estructura epitalmica en esta localizacin.

La matriz ventral o subtalmica da el ncleo subtalmico o de Luys como primer derivado que est relacionado con el sistema motor y que tiene forma de lente bicncava. Junto al ncleo subtalmico se forma una zona con una morfologa compleja ya que hay fibras y clulas entremezcladas, es la zona incerta. Esta zona incerta se localiza medial al ncleo reticular del tlamo. El derivado subtalmico que ocupar la mayor parte del tlamo es el ncleo reticular del tlamo que envuelve lateral y en parte ventralmente al resto del tlamo (formando una especie de casquete) y tambin queda separado del resto del tlamo dorsal por una zona de fibras que es la lmina medular externa. Algunos autores aaden a estos derivados de la matriz subtalmica parte de los ncleos intralaminares del tlamo, en la masa talmica; adems, tambin se piensa que parte de la matriz migra ventralmente para dar lugar a partes de las reas hipotalmicas ms dorsales y laterales del hipotlamo. Hay que aadir como derivados subtalmicos los campos de Forel (campo H) que se encuentran rodeando al ncleo subtalmico (los campos H1 y H2 se localizan respectivamente dorsal y ventral al ncleo subtalmico).El resto del hipotlamo deriva de la matriz hipotalmica. Como ya se ha comentado, a medida que avanza el desarrollo, parte de la vescula telenceflica se adosa y es atravesada por fibras que provienen de la pared de la vescula telenceflica, que formarn las cpsulas internas. Por la cpsula interna descienden las vas corticopnticas, corticoespinales en el lmite entre telencfalo y diencfalo.Cuando finaliza el desarrollo, la matriz subtalmica crece proporcionalmente mucho menos que la hipotalmica y que la talmica dorsal, de tal manera que en la superficie del tercer ventrculo queda nicamente un surco, el hipotalmico del adulto; algunos autores opinan que equivale al surco dienceflico medio, esta postura es discutida.La matriz talmica ventral formar las estructuras del subtlamo que quedan relativamente alejadas de la superficie ventricular, fundamentalmente el ncleo reticular del tlamo, el subtalmico, la zona incerta y, aunque es materia de discusin, parte de los ncleos intralaminares del tlamo y las reas hipotalmicas dorsal y lateral. La matriz talmica ventral est dividido por la lmina medular externa, el ncleo reticular y la lmina medular interna. La lmina medular interna separa parcialmente los ncleos talmicos y presenta algunos ncleos conocidos como ncleos intralaminares.Ventralmente a la matriz subtalmica, en la pared del tercer ventrculo encontramos otra matriz proliferativo que es la matriz hipotalmica. La matriz hipotalmica inicialmente rodea al surco dienceflico ventral y segn avanza el desarrollo va a ocupar gran parte de la zona ms ventral de la superficie del tercer ventrculo. De esta matriz hipotalmica se forman tanto el cuerpo mamilar que forma el lmite posterior del hipotlamo como la evaginacin del infundbulo hipotalmico y la neurohipfisis. Por lo tanto, la matriz hipotalmica forma la mayor parte del hipotlamo salvo zonas dorsales y laterales del hipotlamo que pueden tener un origen del tlamo ventral. O sea, la neurohipfisis es una invaginacin del suelo del diencfalo, es un derivado de la matriz hipotalmica. Ms caudalmente existe un crecimiento llamativo en el suelo del diencfalo, los cuerpos mamilares.Resumiendo, el tlamo deriva mayoritariamente del tlamo dorsal excepto el ncleo reticular del tlamo y porciones de los ncleos intralaminares que son derivados del tlamo ventral. Adems, los derivados del tlamo ventral son la zona incerta, el ncleo subtalmico,los campos de Forel y la parte dorsal y lateral del hipotlamo. El resto del hipotlamo y la neurohipfisis derivan del hipotlamo. Una vez que ha terminado el desarrollo y la matriz subtalmica ha perdido el contacto con la luz del 3 ventrculo, en el sistema nervioso del adulto el surco hipotalmico separa el tlamo dorsal (se localiza dorsal al surco) y el hipotlamo (queda ventral al surco).3. Propuesta actual del desarrollo del diencfaloLo expuesto en esta clase supone una concepcin clsica del desarrollo del diencfalo. En los ltimos 20 aos se ha desarrollado un estudio del desarrollo por expresin gnica en el tubo nervioso que contradicen algunos aspectos de la teora clsica. Esta contradiccin puede deberse a la forma de estudio de los neuroembrilogos ms clsicos en estas porciones rostrales del tubo nervioso que espacialmente son complejas porque los cortes no son estrictamente coronales, tras la flexura mesenceflica el diencfalo tiene una curvatura muy grande (orificio interventricular) y que las relaciones espaciales entre las estructuras son difciles de estudiar por cortes coronales.Por tanto, en los ltimos aos se han realizado multitud de estudios de expresin gnica de distintos genes y factores de transcripcin en diferentes momentos del desarrollo, lo cual ha permitido conocer los derivados de las estructuras de la vescula dienceflica. Gracias a los identificadores moleculares de grupos celulares utilizados en distintas especies, hemos sido capaces de identificar estructuras y de definir mejor territorios histogenticos a lo largo del desarrollo. De acuerdo a los datos, segn la teora prosomrica, parte del prosencfalo presenta una segmentacin (prosmeros) en la parte caudal de la vescula como el prosmero 1, 2 y 3. Tambin existe una parte ventral y rostral de la vescula no segmentada.La notocorda es un elemento inductor muy notorio que ejerce su accin sobre las partes ms caudales de la vescula dienceflica y causa que dicha porcin est segmentada. Esta parte ms caudal esta sujeta a los efectos inductores de la notocorda, se dice que esta en posicin epicordal. Existe una regionalizacin segmentaria, basada en segmentos que llamamos prosmeros. Hay tres prosmeros, conocidos como p1, p2 y p3, se numeran de caudal a craneal. En porciones ms craneales existe el prosencfalo precordal o secundario, al cual no llega el efecto inductor notocordal; no hay prosomeros. En este prosencfalo secundario se incluye la porcin ms rostral del diencfalo y todo el telencfalo.Segn estos estudios, en el prosencfalo si que existen derivados de la placa basal en la vescula dienceflica como la substancia negra y el rea tegmental ventral (clsicamente mesenceflicas).Segn la propuesta actual, el prosenceflo secundario precordal est formado por el ncleo subtalmico, el hipotlamo, neurohipfisis, la retina (clsicamente derivado dienceflico y surge como evaginacin de las porciones basales de la luz del tercer ventrculo) y el telencfalo.