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The nervous system in adult tunicates: current research directions

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Abstract:

This review covers 25 years of progress on structural, functional, and developmental neurobiology of adult tunicates. The focus is on ascidians rather than pelagic species. The ascidian brain and peripheral nervous system are considered from the point of view of ultrastructure, neurotransmitters, regulatory peptides, and electrical activity. Sensory reception and effector control are stressed. Discussion of the dorsal strand plexus centres on its relationship with photoreceptors, the presence in it of gonadotropin-releasing hormone and its role in reproductive control. In addition to hydrodynamic sense organs based on primary sensory neurons (cupular organs), ascidians are now known to have coronal sense organs based on axonless hair cells resembling those of the vertebrate acustico-lateralis system. The peripheral nervous system is remarkable in that the motor neuron terminals are apparently interconnected synaptically, providing the equivalent of a nerve net. Development of the neural complex in ascidians is reviewed, highlighting recent embryological and molecular evidence for stomodeal, neurohypophyseal, and atrial placodes. The nervous system forms similarly during embryogenesis in the oozooid and blastogenesis in colonial forms. The regeneration of the brain in Ciona intestinalis (L., 1767) is discussed in relation to normal neurogenesis. Finally, the viviparous development of salps is considered, where recent work traces the early development of the brain, outgrowth of nerve roots, and the targetting of motor nerves to the appropriate muscles.

Notre synthèse couvre 25 années de découvertes sur la structure, la fonction et le développement neurobiologiques chez les tuniciers adultes. Elle porte principalement sur les ascidiens plutôt que sur les espèces pélagiques. Le cerveau des ascidiens et leur système nerveux périphérique y sont étudiés en regard de leur ultrastructure, de leur neurotransmetteurs, de leurs peptides régulateurs et de leur activité électrique. L'emphase porte sur la réception sensorielle et le contrôle des effecteurs. La discussion sur le plexus du cordon dorsal se concentre sur ses relations avec les photorécepteurs, sur la présence d'hormone de libération de la gonadotropine et sur son rôle dans le contrôle de la reproduction. En plus de posséder des organes des sens hydrodynamiques basés sur des neurones sensoriels primaires (organes cupuliformes), on sait maintenant que les ascidiens ont des organes sensoriels coronaires formés de cellules ciliées dépourvues d'axone qui ressemblent beaucoup à celles du système acoustico-latéral des vertébrés et qui ont la même origine embryonnaire à partir de placodes. Le système nerveux périphérique est particulier en ce que les terminaisons des neurones moteurs semblent être interconnectés au niveau des synapses, ce qui produit l'équivalent d'un réseau neural. Nous passons en revue le développement du complexe neural des ascidiens, en particulier les données embryonnaires et moléculaires récentes qui appuient l'existence de placodes stomodéales, neurohypophysaires et atriales. Le système nerveux se forme de façon similaire durant l'embryogenèse du stade oozoïde et la blastogenèse des formes coloniales. Nous présentons la régénération du cerveau de Ciona intestinalis (L., 1767) dans le cadre de la neurogenèse normale. Enfin, nous considérons le développement vivipare des salpes, chez lesquelles des travaux récents décrivent le premier développement du cerveau, la croissance vers l'extérieur des racines nerveuses et le ciblage des muscles appropriés par les nerfs moteurs.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2005

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