Studio comparativo, morfologico e istochimico della corteccia insulare nel tursiope (Tursiops Truncatus) e nell’uomo (Homo sapiens)

The brain of cetaceans is characterized by considerable volume, complexity and extension of the neocortical surface. The knowledge of the organization of the brain structures of these mammals, adapted to the aquatic life, is of primary importance to understand the mechanisms underlying the evolution of the Central Nervous System (CNS) of mammals, including humans. In particular, the cortical region of interest for the studies conducted in this thesis, the insula, has a primary role in the processes of high cognitive level in primates and the study of the insular cortical organization in cetaceans takes on particular importance, due to the documented cognitive abilities of these species. In this thesis, the cytoarchitecture and the chemoarchitecture of the insula have been studied in the bottlenose dolphin (Tursiops truncatus, Odontoceti, Delphinidae), in comparison with the cytoarchitecture and the chemoarchitecture of the human insula. In particular, the cytoarchitectural studies were carried out with the approach of the Nissl stain that provides information on the organization and layering patterns of the cortex and on the morphology of the neurons, instead the chemoarchitectural studies were conducted to evaluate the expression and distribution of two calcium binding proteins (CaBPs), Parvalbumin (PV) and Calbindin (CB). Our knowledge of the pattern of distribution of CaBPs in the mammalian CNS and their colocalization with specific neurotransmitters is based on studies relative to the classic experimental models; the available data on other species are scarce, due to the difficulty in obtaining samples or due to the protected nature of some species. In fact, there are only few descriptions of the laminar and cytoarchitectonic organization of the cetacean cortex and they are mostly based on the structure of primary sensory areas in a small number of species, such as the bottlenose dolphin, Tursiops truncatus. Therefore, the purpose of this study is to contribute to the deepening and clarification of these functional aspects of the Central Cetacean Nervous System.

Il cervello dei cetacei è caratterizzato da notevole volume, complessità ed estensione della superficie neocorticale. La conoscenza dell'organizzazione delle strutture cerebrali di questi mammiferi, adattata alla vita acquatica, è di primaria importanza per comprendere i meccanismi alla base dell'evoluzione del Sistema Nervoso Centrale (SNC) dei mammiferi, compreso l'uomo. In particolare, la regione corticale di interesse per gli studi condotti in questa tesi, l'insula, ha un ruolo primario nei processi di alto livello cognitivo nei primati e lo studio dell'organizzazione insulare corticale nei cetacei assume particolare importanza, a causa della capacità cognitive documentate di queste specie. In questa tesi, la citoarchitettura e la chemoarchitettura dell'insula sono state studiate nel delfino tursiope (Tursiops truncatus, Odontoceti, Delphinidae), in confronto con la citoarchitettura e la chemoarchitettura dell'insula umana. In particolare, gli studi di citoarchitetturale sono stati condotti con l'approccio della colorazione di Nissl che fornisce informazioni sull'organizzazione e sui modelli di stratificazione della corteccia e sulla morfologia dei neuroni, invece sono stati condotti studi chemoarchitetturali per valutare l'espressione e la distribuzione di due proteine leganti il calcio (CaBPs), Parvalbumina (PV) e Calbindin (CB). La nostra conoscenza del modello di distribuzione dei CaBP nel SNC dei mammiferi e la loro colocalizzazione con neurotrasmettitori specifici si basa su studi relativi ai modelli sperimentali classici; i dati disponibili su altre specie sono scarsi, a causa della difficoltà nell'ottenere campioni o per la natura protetta di alcune specie. In effetti, ci sono solo poche descrizioni dell'organizzazione laminare e citoarchitettonica della corteccia di cetacei e si basano principalmente sulla struttura delle aree sensoriali primarie in un piccolo numero di specie, come il delfino tursiope, Tursiops truncatus. Pertanto, lo scopo di questo studio è di contribuire all'approfondimento e alla chiarificazione di questi aspetti funzionali del sistema nervoso centrale dei cetacei.