Neural mechanisms of the impact of light stimuli on the movement and spatial orientation of animals.

Ruch jest z jedną najbardziej podstawowych umiejętności zwierząt. Znacząca część ruchów nie jest przypadkowa, a ich kierunkowość jest kontrolowana przez złożone sieci neuronalne. Na decyzje związane z trajektorią ruchu wpływ mają bodźce środowiskowe, w tym między innymi bodźce świetlne. Za procesy ruchowe odpowiadają ściśle współpracujące ze sobą jądra podstawne, a kluczową rolę odgrywa prążkowie, uważane za rdzeń szlaków zaangażowanych w podejmowanie ruchu. Aktywność tych struktur modulowana jest przez szereg neuroprzekaźników, w tym dopaminę, której głównym źródłem jest część zbita istoty czarnej (ang. SNc). W podejmowaniu decyzji związanych z kierunkowością ruchu ważnymi strukturami są również wzgórki górne (ang. SC), charakteryzujące się budową warstwową i odbierające informacje środowiskowe z różnych modalności, między innymi wzrokowej. Co więcej, komórki położone w niektórych warstwach wzgórków górnych zaangażowane są w procesy motoryczne. Neurony SC tworzą bezpośrednie połączenie z SNc, a także brzusznym polem nakrywki (ang. VTA) również będącym bogatym źródłem neuronów dopaminergicznych. Ponadto, unerwiają RMTg, które poprzez GABAergiczną projekcję docierającą do neuronów dopaminergicznych wpływa na ich aktywność i ilość dopaminy wydzielanej do prążkowia. Badania neuroanatomiczne oraz funkcjonalne szlaku neuronalnego tworzonego przez wzgórki górne odbierające informacje wzrokowe z siatkówki, SNc, VTA oraz RMTg wydają się potwierdzać jego rolę w podejmowaniu decyzji związanych z kierunkiem ruchu. Jednakże, istnieje inny szlak, mogący brać udział w kontrolowaniu opisywanego procesu. W jego funkcjonowanie zaangażowane są IGL, LHb, RMTg, VTA oraz SNc. Niniejsza praca opisuje możliwy wpływ bodźców świetlnych oraz obu wspomnianych mechanizmów na poruszanie się i orientację przestrzenną zwierząt. Warto podkreślić, że liczne zaburzenia ruchu wynikają z dysfunkcji mechanizmów odpowiedzialnych za poruszanie się, a zatem lepsze poznanie procesów zaangażowanych w kontrolę kierunku i trajektorii ruchu zwierzęcia może pomóc w poznaniu ich etiologii.Movement is one of the fundamental abilities of animals. The majority of it is voluntary and its direction is under the control of complex neural networks. Decisions concerning the trajectory of movement are affected by environmental stimuli, including photic cues. Basal ganglia and their precise collaboration are responsible for movement mechanisms and a major role is played by the striatum, which is thought to be a core of neural networks involved in initiating movement. The activity of basal ganglia is mediated by neurotransmitters, including dopamine, mainly produced by a compact part of substantia nigra. Other important structures involved in making decisions about the direction of movement are superior colliculi which have a layered structure and receive environmental stimuli via various modalities, including visual one. Additionally, cells located in some of their layers are engaged in motor functions. SC neurons create a direct connection with SNc and VTA, which also is an extensive source of dopaminergic neurons. Moreover, SC innervates RMTg which by GABAergic projection, that reach dopaminergic neurons, affects their activity and influences the amount of dopamine released to the striatum. Neuroanatomical and functional studies over the neuronal pathway consisting of SC which receives visual information from the retina, SNc, VTA, and RMTg appear to confirm its role in making decisions connected with the direction of movement. On the other hand, described process can be controlled by an alternative mechanism involving structures such as IGL, LHb, RMTg, VTA and SNc. This thesis presents the possible influence of photic stimuli and both of the mentioned mechanisms on the movement and spatial orientation of the animal. It is worth mentioning that movement disorders are caused by the dysfunctions of the mechanisms responsible for movement. A better understanding of processes engaged in the control of the direction and trajectory of animal movement may help in the identification of their etiology