Claustral projection to prefrontal and striatal regions involved in the Prefrontal Cortex-Basal Ganglia Circuits

Abstract

The Claustrum (CLA), is a thin sheet of gray matter, located bilaterally between the putamen and the insula. The main input to the CLA comes from the cerebral cortex and its main output is back to the cortex. Recently, it has been demonstrated that the CLA projects also to the striatum. This study investigates whether regions of the CLA projecting to the prefrontal cortex project also to the head of the caudate and the rostral putamen, which are target of the prefrontal cortex and take part in the so called “prefrontal circuit” of the basal ganglia. The results of this study show a topography within the CLA, in which rostral/dorsal claustral regions projecting to the head of the caudate (more rostrally) and the rostral putamen (more caudally) largely overlap with those projecting to the orbitofrontal (more rostrally) and dorsolateral prefrontal (more caudally) areas. The prefrontal areas receive projections also from a more ventral/caudal claustral sector. These connections suggest that the CLA has a role in coordinating the activity of distant cortical regions and subcortical structures within the same functional network. According to functional studies in rodents, the CLA could control the prefrontal cortex activating inhibitory cortical circuits.

Il Claustrum (CLA), è una sottile struttura di materia grigia, situato bilateralmente tra il putamen e l'insula. L'input principale per il CLA proviene dalla corteccia cerebrale e il suo output principale è di nuovo alla corteccia. Recentemente, è stato dimostrato che il CLA proietta anche allo striato. Questo studio indaga se le regioni del CLA che proiettano alla corteccia prefrontale proiettano anche alla testa del caudato e del putamen rostrale, che sono bersaglio della corteccia prefrontale e prendono parte al cosiddetto "circuito prefrontale" dei gangli della base. I risultati di questo studio mostrano una topografia all'interno del CLA, in cui le regioni claustrali rostrali/dorsali che proiettano verso la testa del caudato (più rostralmente) e il putamen rostrale (più caudale) si sovrappongono in gran parte a quelle che si proiettano verso le aree orbitofrontale (più rostralmente) e dorsolaterale prefrontale (più caudale). Le aree prefrontali ricevono proiezioni anche da un settore claustrale più ventrale/caudale. Queste connessioni suggeriscono che il CLA ha un ruolo nel coordinare l'attività di regioni corticali distanti e strutture sottocorticali all'interno della stessa rete funzionale. Secondo studi funzionali nei roditori, il CLA potrebbe controllare la corteccia prefrontale attivando circuiti corticali inibitori.