Introducción
1. ¿Qué es el cerebro, para qué sirve y cómo surge en la evolución?
2. Etapas en la ontogénesis de la forma del cerebro de los vertebrados. Eje cerebral. Partes del encéfalo. Comparación de diversas radiaciones de vertebrados respecto a la forma y estructura cerebral.
3. Las estructuras orgánicas vivas están compuestas por células. ¿Cuál es la estructura celular general del cerebro en desarrollo?
4. Regionalización cerebral: subdivisión progresiva bidimensional en partes cerebrales más pequeñas con propiedades moleculares e histogenéticas distintas. Neuronas de proyección e interneuronas. Vías y circuitos. Principales divisiones funcionales del cerebro.
Nivel molecular
5. Escenario evolutivo y teoría darwiniana del cambio gradual (variación) y selección natural de los resultados más aptos. Evolución genómica y mutación. Lectura progresiva del desarrollo a partir de la información genómica. Especificación molecular combinatoria de propiedades y destinos celulares distintos (determinación). Potencia frente a destino en los primordios cerebrales.
6. Segmentación ovular y gastrulación blastular. Comunicación célula a célula y modulación local de la expresión génica. Organización. Diferenciación. Organizadores primarios y secundarios y morfógenos.
7. Primera fase del patrón anteroposterior y dorsoventral del cerebro.
8. Segunda fase del patrón anteroposterior y dorsoventral del cerebro.
Nivel celular
9. Dominios progenitores cerebrales o dominios histogenéticos radiales en tres dimensiones. Estratos ventricular y del manto. Células proliferativas y neuronas no proliferativas. Dinámica temporal. Estructura glial radial. Tipos de células gliales maduras.
10. Crecimiento cerebral y producción neuronal regional variante a lo largo del tiempo. Formas neuronales tempranas y sus actividades (migración, diferenciación de dendritas, elongación axonal). Navegación axonal y sinaptogénesis. Trofismo. Elaboración dendrítica con la experiencia. Campos de proyección ordenados. Estratificación y estructuras pronucleares. Heterocronía evolutiva y genoarquitectura conservadora frente a diferenciada.
Modelos bidimensionales del cerebro
11. Modelización del desarrollo cerebral en vertebrados. Concepto de Bauplan (conjunto de componentes fundamentales que invariablemente construyen el sistema nervioso en todos los vertebrados). Concepto de homología (entidades cerebrales comparables, siendo esencialmente las mismas partes del Bauplan, aunque variables en forma, tamaño o función).
12. Dimensión axial. El tubo neural como estructura elongada, con un eje longitudinal. Determinantes causales del eje. Noción de zonas cerebrales longitudinales con destinos genéricos diferenciados. Modelo de His (1893). Modelos segmentales (neuroméricos) tempranos de Orr (1887) y von Kupffer (1906).
13. Otros modelos neuroméricos: Hill, Neal, Palmgren, Rendahl, Tello, Bergquist y Källén, Bartelmez y Dekaban, Coggeshall, Ströer, Vaage, Gribnau y Geijsberts, Puelles et al., Figdor y Stein, etc.
14. El modelo columnar: Herrick (1910) y Kuhlenbeck (1928-1973). Seguidores y alumnos. Variantes parciales (Kappers; Swanson). Diferencia crucial en el concepto de eje y, en consecuencia, en las dimensiones AP (anteroposterior) y DV (dorsoventral) entre modelos segmentales y columnarios. Problemas del modelo columnar, actualmente considerado obsoleto.
15. Enfoque molecular de Puelles y Rubenstein: primera neurogénesis usando AChE (Puelles et al., 1987; Amat et al., 2022), y posteriormente los genes que condujeron al modelo prosomérico actualizado (Puelles y Rubenstein 1993, 2003; Puelles et al. 2012; Puelles y Rubenstein 2015; Nieuwenhuys y Puelles 2016; Puelles 2018; 2024; Puelles y Nieuwenhuys 2024). Genoarquitectura y explicaciones causales de fenómenos del desarrollo cerebral.
16. Refutación de la antigua noción de que los neuromeros son estructuras embrionarias transitorias sin propiedades funcionales. Casos de dominios neuroméricos marcados transgénicamente en el cerebro adulto del ratón. Hacia una neuroanatomía y neurofisiología neuromérica: un nuevo escenario.
El cerebro tridimensional
17. Estudio neuromérico y DV de la estructura de la médula espinal. Dominios progenitores microzonales y producción localizada de tipos celulares específicos.
18. Estructura de la médula espinal adulta y su genoarquitectura.
19. Estudio neuromérico y DV del desarrollo del rombencéfalo.
A. Partes medular, retropontina y pontina del rombencéfalo.
20. Estudio neuromérico y DV del desarrollo del rombencéfalo.
B. El cerebelo y partes prepontinas del rombencéfalo.
21. Estudio neuromérico y DV del desarrollo del mesencéfalo.
22. Estudio neuromérico y DV del desarrollo del diencéfalo.
23. Estudio neuromérico y DV del desarrollo del hipotálamo (noción de telencéfalo y vesículas ópticas como derivados evaginados del hipotálamo). El dominio acroterminal.
24. Desarrollo ocular.
25. Desarrollo telencefálico: visión general del palio y el subpalio. Morfogénesis.
26. Dominios y subdominios del subpalio. Septum.
27. Región de la amígdala como interfase entre telencéfalo e hipotálamo: partes paliales y subpaliales.
28. Palio cortical: partes modernas del palio cortical dentro del modelo de anillo doble concéntrico.
29. Desarrollo estructural de la isla central del neocórtex.
30. Estructura de las regiones límbicas y del anillo alocortical.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Introduction
01- What is the brain, what does it serve for, and how does it emerge in evolution?
02- Steps in the ontogenesis of the vertebrate brain shape. Brain axis. Brain parts. Comparison of diverse vertebrate radiations as regards brain shape and structure.
03- Organic living structures are composed of cells. What is the general cellular structure of the developing brain?
04- Brain regionalization: progressive two-dimensional subdivision into smaller brain parts with different molecular and histogenetic properties. Projection neurons and interneurons. Pathways and circuits. Major functional brain divisions.
The molecular level
05- Evolutionary scenario and Darwin’s theory of gradual change (variation) and natural selection of fittest results. Genomic evolution and mutation. Progressive developmental reading out of genomic information. Combinatorial molecular specification of distinct cell properties and fates (determination). Potency versus fate in brain primordia.
06- Ovular segmentation and blastular gastrulation. Cell-to-cell communication and local modulation of genetic read-out. Patterning. Differentiation. Primary and secondary organizers and morphogens.
07- First phase of anteroposterior and dorsoventral brain patterning.
08- Second phase of anteroposterior and dorsoventral brain patterning.
The cellular level
09- Brain progenitor domains or radial histogenetic domains in three dimensions. Ventricular and mantle strata. Proliferative cells and non-proliferative neurons. Temporal dynamics. Radial glial structure. Mature glial cell types.
10- Brain growth and variant regional neuronal production over time. Early neuronal forms and their activities (migration, differentiation of dendrites, axonal elongation). Axonal navigation and synaptogenesis. Trophism. Dendritic elaboration with experience. Ordered projection fields. Stratification and pronuclear structures. Evolutionary heterochrony and conservative versus differential genoarchitecture.
Bidimensional flat brain models
11- Modelization of the developing brain of vertebrates. The Bauplan concept (set of fundamental components that invariably build the nervous system in all vertebrates). Concept of homology (comparable brain entities, being essentially the same parts of the Bauplan, even if variable in form, size, or function).
12- The axial dimension. The neural tube as an elongated structure, thus having a length axis. Causal determinants of the axis. Notion of longitudinal brain zones with differential generic fates. The model of His (1893). The early segmental (neuromeric) models of Orr (1887) and von Kupffer (1906).
13- Other neuromeric models: Hill, Neal, Palmgren, Rendahl, Tello, Bergquist and Källén, Bartelmez and Dekaban, Coggeshall, Ströer, Vaage, Gribnau and Geijsberts, Puelles et al., Figdor and Stein, etc.
14- The columnar model: Herrick (1910) and Kuhlenbeck (1928-1973). Supporters and pupils. Partial variants (Kappers; Swanson). Crucial difference in the axis concept and consequently on AP and DV dimensions of segmental versus columnar models. Problems with the columnar model, now considered obsolete.
15- The Puelles and Rubenstein molecular approach: first neurogenesis using AChE (Puelles et al. 1987; Amat et al. 2022), then the genes leading to the updated prosomeric model (Puelles and Rubenstein 1993, 2003; Puelles et al. 2012; Puelles and Rubenstein 2015; Nieuwenhuys and Puelles 2016; Puelles 2018; 2024; Puelles and Nieuwenhuys 2024). Genoarchitecture and causal explanations of brain developmental phenomena.
16- Falsation of the old notion that neuromeres are transient early embryonic structures devoid of functional properties. Cases of transgenically labeled neuromeric domains in the adult mouse brain. Towards a neuromeric neuroanatomy and neurophysiology: a new scenario.
The tri-dimensional brain
17- Neuromeric and DV study of spinal cord structure. Microzonal progenitor domains and localized production of specific cell types.
18- Adult spinal cord structure and its genoarchitecture.
19- Neuromeric and DV study of hindbrain development.
A. Medullary, retropontine, and pontine parts of the hindbrain.
20- Neuromeric and DV study of hindbrain development.
B. The cerebellum and prepontine parts of the hindbrain.
21- Neuromeric and DV study of midbrain development.
22- Neuromeric and DV study of diencephalic development.
23- Neuromeric and DV study of hypothalamic development (notion of telencephalon and eye vesicles as evaginated hypothalamic derivatives). The acroterminal domain.
24- Eye development.
25- Telencephalic development: overview of pallium and subpallium. Morphogenesis.
26- Subpallial domains and subdomains. Septum.
27- Amygdala region as an interphase of telencephalon with hypothalamus: pallial and subpallial parts.
28- Cortical pallium: Modern parts of cortical pallium within the concentric double ring model.
29- Structural development of the neocortex central island.
30- Structure of limbic and allocortical ring regions.