Galliform birds (Galliformes) make up together with anseriform birds (Anseriformes) the clade Galloanserae, the sister group of Neoaves and the most basal clade of Neognathae. However, to date no quantitative data on cellular composition of their brains have been available. Here, I used the isotropic fractionator to determine numbers of neurons and non-neuronal cells in specific brain regions of 15 species of galliform birds. I find that cellular scaling rules for galliforms differ starkly from those for songbirds and parrots. When compared to these crown avian lineages, galliform birds feature lower degree of encephalization, a proportionally smaller telencephalon, small telencephalic and dominant cerebellar neuronal fractions, generally lower neuronal densities and larger glia/neuron ratios. Consequently, their brains and especially their forebrains harbor much smaller absolute numbers of neurons than those of equivalently sized songbird and parrots, the fact that undoubtedly constrains cognitive abilities of galliforms. However, this not to say that galliform birds are "bird brains" with low numbers of neurons and a limited ability to learn. Because they have high neuronal densities, their relatively small brains contain about equal numbers of neurons as brains of equivalently sized rodents and...

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L'hypothalamus latéral (LHA) est impliqué dans un grand nombre de fonctions dont les principales sont la régulation du métabolisme énergétique et des états de vigilance. L'objectif de ce travail est de caractériser les grandes divisions du LHA et d'analyser leur implication dans le cycle veille / sommeil et la prise alimentaire. Une comparaison de la distribution de différents marqueurs hypothalamiques révélés par immunohistochimie ou hybridation in situ a permis de mettre en évidence cinq domaines dans le LHA. L'implication de chacun des domaines dans des conditions expérimentales liées aux états d'éveil ou à la prise alimentaire a été définie à partir de l'expression d'un marqueur d'activation neuronale, la protéine c-Fos. LeLHA antérieur et le LHA tubéral, chacun divisé en deux domaines rostral et caudal, sont composés de neurones localisés de manière diffuse et sont impliqués dans les phénomènes d'activation générale du système nerveux central. Le LHA mamillaire est renommé LHA prémamillaire à partir de l'étude de la distribution des ARNm GAD et préprotachykinine, et est composé de différents noyaux caractérisés par l'expression de marqueurs spécifiques.Parmi eux, les noyaux parasousthalamique (PSTN) et calbindine (CbN) sont activés lors d'exposition à des goûts de valeur hédonique positive. Les analyses hodologiques ont montré que ce complexe nucléaire reçoit des projections CGRP du noyau parabrachial et projette dansle noyau central de l'amygdale. Il est également connecté avec le cortex insulaire. Ces différentes structures sont impliquées dans les circuits de la gustation et de la récompense. Le PSTN et le CbN sont donc intégrés dans différentes voies de régulation du comportement de prise alimentaire. Enfin, les données morpho fonctionnelles obtenues pour le LHA sont mises en relation avec des réseaux impliquant diverses structures cérébrales telles que le télencéphale basal, le thalamus ou le mésencéphale. / The lateral hypothalamic area (LHA) is involved in many functions, but mainly in food intakeor sleep / wake cycle regulation. The aim of this study is to characterize the main regions inthe LHA and to analyze their involvement in the sleep / wake cycle and food intake. Acomparison of the distribution of different hypothalamic markers labeled byimmunohistochemistry or in situ hybridization highlights five domains in the LHA. Theimplication of each domain in different experimental conditions linked to arousal or foodintake is analyzed by studying the expression of the c-Fos protein as a neuronal activationmarker. Neurons in the anterior and tuberal LHA, both divided into rostral and caudaldomains, are distributed in a diffuse way and are activated under arousal conditions. Themammillary LHA, renamed the premammillary LHA on the basis of GAD andpreprotachykinin mRNA expression, is composed of several nuclei characterized by specificmarker expression. Among them, the parasubthalamic nucleus (PSTN) and the calbindinnucleus (CbN) are activated by ingestion of compounds with a positive taste. Theconnectional analysis showed that these two structures receive CGRP projections from theparabrachial nucleus and projects into the central nucleus of the amygdala. The PSTN / CbNcomplex is also connected with the insular cortex. These different structures are known to beinvolved in gustatory and reward circuitries; the PSTN and the CbN are thus integrated innetworks controlling the food intake behavior. Finally, the morphofunctional data obtainedfor the LHA demonstrate that this region is connected to other networks involving variouscerebral structures such as the basal telencephalon, the thalamus or the mesencephalon.

Pour comprendre comment le cortex cérébral extrait du sens et produit des actions à partir des informations sensorielles, il est nécessaire de comprendre à la fois son architecture et ses états dynamiques. Dans la présente thèse nous avons abordé cette relation structure-fonction au niveau des aires cérébrales, leurs connections et leurs interactions au sein du réseau cortical. Les aires sont connectées entre elles par deux grands types de projections axonales. D'une part, les connections « feedforward » (littéralement « antéroactives ») transmettent l'information des aires sensorielles aux aires de plus haut niveau dans la hiérarchie corticale et dont l'activité sous-tend des représentations plus abstraites. À l'inverse, les connections feedback (rétroactives) relient des aires dans la direction descendante de la hiérarchie corticale, vers les aires sensorielles primaires. Pour explorer les rôles respectifs des connections feedforward et feedback nous avons utilisé une triple approche. Premièrement, nous avons mis en évidence une asymétrie fonctionnelle très nette entre propagation feedforward et feedback grâce à des enregistrements et de la microstimulation électrique dans les aires V1 et V4 de macaques en comportement. D'autre part, nous avons étudié les propriétés globales du réseau cortical grâce à une riche base de données de connectivité basée sur des injections de traceurs fluorescents, et décrit une propriété générale et fondamentale de l'organisation corticale. Enfin, nous avons combiné des propriétés anatomiques des aires corticales et les données de connectivité dans un modèle dynamique à grande échelle du cortex / To understand how the cerebral cortex does what it does, it is necessary to elucidate both how its dynamic states are correlated with the functions it performs, and how it is organised. Many functional and anatomical gradients have been described that reflect the hierarchical abstraction at the heart of cortical computation. It was showed that two flavours of cortical connections exist, and that in the visual cortex they happen to transport information in opposite directions along this gradient. It was also hypothesised that other modalities exhibit the same type of gradient in their respective domains. However, studying requires knowledge of the architecture at different levels (such as the cortical column) and a causal understanding of the functional properties of these types of connections. First, we have studied the dynamics of both feedforward and feedback propagation in the visual system of awake, behaving macaque monkeys. Using the causal method of electrical microstimulation and recording, we have found a dynamic signature of each type of projections and an asymmetry in the way each type of input interacts with ongoing activity in a given visual area. Secondly, thanks to a rich and systematic data set in the macaque, we have found a fundamental organisational principle of the embedded and weighted cortical network that holds also in the more detailed level of neuronal connections inside an area. Finally, we have combined known anatomical gradients with actual inter-areal connectivity into a dynamic model, and here we show how it relates to both the ordering of areas along a hierarchical gradient and the wiring diagram of the cortical network

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Recent comparative studies have shown that bird brains, although small, have a high processing capacity. The brains of parrots and songbirds have higher neuronal densities than brains of mammals; especially large parrots and corvids compete with or even outnumber primates by the number of telencephalic neurons. However, the processing capacity of the avian brain appears to differ significantly between various phylogenetic lineages. Basal groups such as galliform birds have much lower absolute numbers of neurons and lower neuronal densities than songbirds and parrots. In this Master thesis, I used the isotropic fractionator to determine numbers of neurons and non-neural cells in specific brain regions in 19 species of hornbills (Bucerotiformes), woodpeckers (Piciformes) and coraciiform birds (Coraciiformes). The brains of hornbills and woodpeckers (but not coraciiform birds) have numbers of neurons comparable to that of songbirds and parrots and significantly more neurons than equivalently sized brains of pigeons (Columbiformes) and galliform birds (Galliformes). In the crown groups, we can observe similar trends such as a higher degree of encephalization, a proportionally larger telencephalon and increasing percentage of telencephalic neurons. On the contrary, in pigeons and galliform birds, we can...

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Sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin existieren mittlerweile zahlreiche Therapieverfahren, die immer öfter komplementär zur Schulmedizin eingesetzt werden. Zu den in der Tiermedizin besonders häufig angewandten Verfahren zählen die Neuraltherapie und die Akupunktur. Aber auch die Transkutane Elektrische Nerven Stimulation (TENS) und die Stimulation myofaszialer Triggerpunkte werden zu den segmentalen Therapiemethoden gerechnet. Die Linderung chronischer Schmerzzustände steht beim Einsatz dieser Verfahren im Vordergrund. Muskuloskelettale Erkrankungen der Lendenwirbelsäule und Lendenregion sowie der Gliedmaßen stellen beim Hund eine häufige Indikation für den Einsatz eines neuraltherapeutischen Verfahrens dar. In diesem Zusammenhang wird die Regio lumbalis des Hundes sehr häufig für eine Therapie herangezogen. Die Wirkung einer neuraltherapeutischen Behandlung wird in diesem Bereich segmental über die Spinalnerven vermittelt. Ziel der vorliegenden Dissertation war es, die Regio lumbalis des Hundes insbesondere im Hinblick auf das Innervationsmuster der Hautnerven detailliert darzustellen. Die erhobenen Befunde sollten einen Beitrag zum besseren Verständnis der Wirkmechanismen der verschiedenen Therapietechniken leisten. Außerdem sollte nach einem möglichen morphologischen Korrelat zu den in der TCM definierten Akupunkturpunkten gesucht werden. Zu diesem Zweck wurden der Verlauf und die Verzweigung der Nerven des Lendenbereiches von n=12 formalinfixierten Hunden beginnend von der dorsalen Medianlinie dargestellt. Eine fotografische Dokumentation fand in drei Schichten statt: im Bereich der Fascia thoracolumbalis (a), auf Niveau der langen Rückenmuskulatur (b) und über den Procc. transversi (c). Des Weiteren wurde bei n=2 Tieren eine Präparation des subkutanen Innervationsmusters vorgenommen. Um die präparatorischen Ergebnisse interindividuell vergleichen zu können, wurden sog. Kaudalverschiebungsindizes entwickelt und für die einzelnen Spinalnerven berechnet. Spinalnerven, welche die Haut der Regio lumbalis innervierten, stammten aus den Rückenmarkssegmenten Th12 bis L5. Nervi cutanei der Dorsaläste besaßen alle Hunde, bei n=7 Tieren beteiligten sich auch Hautäste von Rr. ventrales aus den Segmenten L3 bis L5 an der Innervation des dorsalen Lendenbereiches. Die Anzahl der Hautnervenäste variierte individuell zwischen drei und sieben, wobei die Nerven bei den Tieren mit einer geringeren Anzahl aus den weiter kranial gelegenen Segmenten stammten. Der Verlauf, die Verzweigung sowie der Perforation der Nervi cutanei durch die Fascia thoracolumbalis zeigten eine sehr hohe individuelle Variabilität. Im Bereich der langen Rückenmuskulatur wurde dagegen ein vergleichbares und segmental regelmäßiges Innervationsmuster angetroffen. Bei der Präparation der subkutanen Nervenverläufe fiel ein sehr irreguläres und segmental nicht nachvollziehbares Muster auf. Bei allen untersuchten Hunden zeigten die Dorsaläste der Spinalnerven eine Kaudalverschiebung um mindestens eine Wirbelkörperlänge. Die in der vorliegenden Arbeit eingeführten Kaudalverschiebungsindizes ermöglichen einen interindividuellen Vergleich des Verlaufes der Spinalnerven der Regio lumbalis. Durch die errechneten Indizes ist eine graphische Darstellung und aussagekräftige Interpretation der morphologischen Ergebnisse gegeben. Die zum Teil hohe interindividuelle Variation im Innervationsmuster der Hautnerven des Lendenbereiches in den oberflächlichen Körperschichten lässt den Schluss zu, dass die Hautareale des Lendenbereiches nicht bei jedem Tier von demselben Spinalnerven innerviert werden. Das bedeutet, dass die Dermatome bei verschiedenen Individuen nicht identisch sind. Des Weiteren schließt die unterschiedliche Lokalisation der Nerven und ihrer Durchtrittstellen durch die Fascia thoracolumbalis ein morphologisches Korrelat zu den in der TCM festgelegten Akupunkturpunkten aus. Die bei allen Hunden regelmäßige Anordnung der Spinalnerven auf Niveau der langen Rückenmuskulatur deutet vielmehr darauf hin, dass ein in der Körperperipherie gesetzter Reiz unabhängig von einer genauen Punktlokalisation einen segmental in das Rückenmark vermittelten Effekt bei einer neuraltherapeutischen Behandlung zur Folge hat. Für eine erfolgreiche Therapie sind daher die profunde Kenntnis der Segmentanatomie sowie der neuroanatomischen Verschaltungswege unbedingt erforderlich. In Zukunft sollte mehr Augenmerk auf individuelle Unterschiede im Innervationsmuster gelegt werden, da diese einen möglichen Grund für die individuell variable oder auch ausbleibende Wirkung bei einer neuraltherapeutischen Behandlung darstellen können.

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