Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2022, T. 72, № 1, стр. 36-54

Механизмы функционирования коннектома, включающего неокортекс, гиппокамп, базальные ганглии, мозжечок и таламус

И. Г. Силькис 1*

1 Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Москва, Россия

* E-mail: isa-silkis@mail.ru

Поступила в редакцию 24.05.2021
После доработки 10.08.2021
Принята к публикации 05.10.2021

Аннотация

Проведен анализ возможных механизмов взаимозависимого функционирования нейронов в коннектоме, включающем топографически связанные области неокортекса, гиппокампа, базальных ганглиев, мозжечка, таламуса и связанные с ними различные ядра ЦНС. Эти механизмы базируются на известных результатах морфологических и электрофизиологических исследований, сформулированных ранее унифицированных правилах модификации и модуляции эффективности синаптической передачи, а также результатах проведенного ранее анализа особенностей функционирования гиппокампальной формации, мозжечка и нейронных цепей кора – базальные ганглии – таламус – кора. Мозжечок влияет на неокортекс и базальные ганглии через топографически связанные с ними таламические ядра. На функционирование гиппокампа мозжечок может влиять через таламическое ядро реуниенс, ретросплениальную и префронтальную области коры, медиальную перегородку и супрамамиллярное ядро. Гиппокамп может влиять на функционирование мозжечка через неокортекс и ядра моста, а также через базальные ганглии, мишенями выходных ядер которых являются субталамическое ядро и педункулопонтийное ядро. Базальные ганглии, мозжечок и субталамическое ядро влияют на двигательную активность через красное ядро. С учетом топографической организации связей между структурами выдвинуто предположение, что мозг можно рассматривать как всеобъемлющий коннектом, состоящий из отдельных сходным образом организованных коннектомов, каждый из которых участвует в обработке определенного вида информации. Механизмы функционирования этих коннектомов однотипны. Проведенный анализ механизмов взаимозависимого функционирования нейронов в коннектоме представляет интерес для понимания механизмов функционирования всеобъемлющего коннектома, в котором происходит обработка разномодальной сенсорной информации, ее осознание и выбор необходимой реакции. Предположено, что нейронная сеть пассивного режима работы мозга, включающая высшие области новой коры, является частью всеобъемлющего коннектома, функционирующего в состоянии покоя. Сопоставление механизмов функционирования каждого из коннектомов в норме и патологии должно позволить оценить существующие методы лечения неврологических заболеваний и облегчить целенаправленный поиск новых методов лечения.

Ключевые слова: коннектом, неокортекс, гиппокамп, мозжечок, базальные ганглии, межнейронные связи, синаптическая пластичность, дофамин

Список литературы

  1. Анохин К.В. Когнитом: в поисках фундаментальной нейронаучной теории сознания. Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2021. 71 (1): 39–71. https://doi.org/10.31857/S0044467721010032

  2. Сергин В.Я. Авто-отождествление паттернов нейронной активности как физиологический механизм осознания. Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2016. 66 (3): 259–278. https://doi.org/10.7868/S0044467716020076

  3. Силькис И.Г. Возможный механизм влияния нейромодуляторов и модифицируемого торможения на длительную потенциацию и депрессию возбудительных входов к основным нейронам гиппокампа. Журн. высш. нервн. деят. 2002. им. И.П. Павлова. 52 (4): 392–405.

  4. Силькис И.Г. Роль базальных ганглиев в появлении зрительных галлюцинаций (Гипотетический механизм). Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2005. 55 (5): 592–607.

  5. Силькис И.Г. Роль базальных ганглиев в появлении сновидений при парадоксальном сне (Гипотетический механизм). Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2006. 56 (1): 5–21.

  6. Силькис И.Г. Преимущества иерархического обобщения и хранения отображений ассоциаций “объект-место” в полях гиппокампа (Гипотеза). Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2010. 61 (6): 645–663.

  7. Силькис И.Г. Механизмы взаимозависимого влияния префронтальной коры, гиппокампа и миндалины на функционирование базальных ганглиев и выбор поведения. Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2014. 64 (1): 82–100. https://doi.org/10.7868/S0044467714010110

  8. Силькис И.Г. О роли базальных ганглиев в обработке сложных звуковых стимулов и слуховом внимании. Успехи физиол. 2015. 46 (3): 76–92.

  9. Силькис И.Г. Вклад дофамина в функционирование гиппокампа при пространственном обучении (гипотетический механизм). Нейрохимия 2016. 33 (1): 1–14. https://doi.org/10.7868/S1027813316010131

  10. Силькис И.Г. Возможный механизм появления ночных кошмаров при посттравматическом стрессовом расстройстве и подходы к их предотвращению. Нейрохимия 2019. 36 (4): 275–291. https://doi.org/10.1134/S1027813319030129

  11. Силькис И.Г., Маркевич В.А. Возможные механизмы влияния супрамамиллярного ядра на функционирование зубчатой извилины и поля СА2 гиппокампа (роль растормаживания). Нейрохимия. 2020. 37 (4): 328–337. https://doi.org/10.31857/S1027813320040111

  12. Силькис И.Г. Влияние дофамина на взаимозависимое функционирование мозжечка, базальных ганглиев и новой коры (гипотетический механизм). Успехи физиол. наук. 2021. 52 (1): 49–63. https://doi.org/10.31857/S0301179821010094

  13. Aas J.E. Subcortical projections to the pontine nuclei in the cat. J. Comp. Neurol. 1989. 282 (3): 331–354. https://doi.org/10.1002/cne.902820303

  14. Accolla E.A., Herrojo Ruiz M., Horn A., Schneider G.H., Schmitz-Hübsch T., Draganski B., Kühn A.A. Brain networks modulated by subthalamic nucleus deep brain stimulation. Brain. 2016. 139 (Pt. 9): 2503–2515. https://doi.org/10.1093/brain/aww182

  15. Basile G.A., Quartu M., Bertino S., Serra M.P., Boi M., Bramanti A., Anastasi G.P., Milardi D., Cacciola A. Red nucleus structure and function: from anatomy to clinical neurosciences. Brain Struct. Funct. 2021. 226 (1): 69–91. https://doi.org/10.1007/s00429-020-02171-x

  16. Baufreton J., Garret M., Rivera A., de la Calle A., Gonon F., Dufy B., Bioulac B., Taupignon A. D5 (not D1) dopamine receptors potentiate burst-firing in neurons of the subthalamic nucleus by modulating an L-type calcium conductance. J. Neurosci. 2003. 23 (3): 816–825. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.23-03-00816.2003

  17. Baumann O., Borra R.J., Bower J.M., Cullen K.E., Habas C., Ivry R.B., Leggio M., Mattingley J.B., Molinari M., Moulton E.A., Paulin M.G., Pavlova M.A., Schmahmann J.D., Sokolov A.A. Consensus paper: the role of the cerebellum in perceptual processes. Cerebellum. 2015. 14 (2): 197–220. https://doi.org/10.1007/s12311-014-0627-7

  18. Belkhiria C., Mssedi E., Habas C., Driss T., de Marco G. Collaboration of cerebello-rubral and cerebello-striatal loops in a motor preparation task. Cerebellum. 2019. 18 (2): 203–211. https://doi.org/10.1007/s12311-018-0980-z

  19. Berger T.W., Weikart C.L., Bassett J.L., Orr W.B. Lesions of the retrosplenial cortex produce deficits in reversal learning of the rabbit nictitating membrane response: implications for potential interactions between hippocampal and cerebellar brain systems. Behav. Neurosci. 1986. 100 (6): 802–809. https://doi.org/10.1037//0735-7044.100.6.802

  20. Bezdudnaya T., Keller A. Laterodorsal nucleus of the thalamus: A processor of somatosensory inputs. J. Comp. Neurol. 2008. 507 (6): 1979–1989. https://doi.org/10.1002/cne.21664

  21. Binder S., Mölle M., Lippert M., Bruder R., Aksamaz S., Ohl F., Wiegert J.S., Marshall L. Monosynaptic hippocampal-prefrontal projections contribute to spatial memory consolidation in mice. J. Neurosci. 2019. 39 (35): 6978–6991. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2158-18.2019

  22. Bohne P., Schwarz M.K., Herlitze S., Mark M.D. A new projection from the deep cerebellar nuclei to the hippocampus via the ventrolateral and laterodorsal thalamus in mice. Front. Neural Circuits. 2019. 13, Article 51. https://doi.org/10.3389/fncir.2019.00051

  23. Bostan A.C., Strick P.L. The basal ganglia and the cerebellum: nodes in an integrated network. Nat. Rev. Neurosci. 2018. 19 (6): 338–350. https://doi.org/10.1038/s41583-018-0002-7

  24. Brodal P., Bjaalie J.G. Organization of the pontine nuclei. Neurosci. Res. 1992. 13 (2): 83–118. https://doi.org/10.1016/0168-0102(92)90092-q

  25. Cacciola A., Milardi D., Basile G.A., Bertino S., Calamuneri A., Chillemi G., Paladina G., Impellizzeri F., Trimarchi F., Anastasi G., Bramanti A., Rizzo G. The cortico-rubral and cerebello-rubral pathways are topographically organized within the human red nucleus. Sci. Rep. 2019. 9 (1): 12117. https://doi.org/10.1038/s41598-019-48164-7

  26. Capozzo A., Florio T., Cellini R., Moriconi U., Scarnati E. The pedunculopontine nucleus projection to the parafascicular nucleus of the thalamus: an electrophysiological investigation in the rat. J. Neural Transm. (Vienna). 2003. 110 (7): 733–747. https://doi.org/10.1007/s00702-003-0820-1

  27. Carta I., Chen C.H., Schott A.L., Dorizan S., Khodakhah K. Cerebellar modulation of the reward circuitry and social behavior. Science 2019. 363 (6424): eaav0581. https://doi.org/10.1126/science.aav0581

  28. Cavdar S., Özgür M., Çakmak Y.Ö., Kuvvet Y., Kunt S.K., Sağlam G. Afferent projections of the subthalamic nucleus in the rat: emphasis on bilateral and interhemispheric connections. Acta Neurobiol. Exp. (Wars.). 2018. 78 (3): 251–263.

  29. Chen C.H., Fremont R., Arteaga-Bracho E.E. Khodakhah K. Short latency cerebellar modulation of the basal ganglia. Nature Neurosci. 2014a. 17 (12): 1767–1775. https://doi.org/10.1038/nn.3868

  30. Chen H., Yang L., Xu Y., Wu G.Y., Yao J., Zhang J., Zhu Z.R., Hu Z.A., Sui J.F., Hu B. Prefrontal control of cerebellum-dependent associative motor learning. Cerebellum. 2014b. 13 (1): 64–78. https://doi.org/10.1007/s12311-013-0517-4

  31. Choe K.Y., Sanchez C.F., Harris N.G., Otis T.S., Mathews P.J. Optogenetic fMRI and electrophysiological identification of region-specific connectivity between the cerebellar cortex and forebrain. NeuroImage 2018. 173: 370–383. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.02.047

  32. Cohen B.M., Wan W., Froimowitz M.P., Ennulat D.J., Cherkerzian S., Konieczna H. Activation of midline thalamic nuclei by antipsychotic drugs. Psychopharmacol. (Berl.). 1998. 135 (1): 37–43. https://doi.org/10.1007/s002130050483

  33. Costa C., Sgobio C., Siliquini S., Tozzi A., Tantucci M., Ghiglieri V., Di Filippo M., Pendolino V., de Iure A., Marti M., Morari M., Spillantini M.G., Latagliata E.C., Pascucci T., Puglisi-Allegra S., Gardoni F., Di Luca M., Picconi B., Calabresi P. Mechanisms underlying the impairment of hippocampal long-term potentiation and memory in experimental Parkinson’s disease. Brain. 2012. 135 (Pt. 6): 1884–1899. https://doi.org/10.1093/brain/aws101

  34. Crick F., Koch C. Are we aware of neuronal activity in primary visual cortex? Nature. 1995. 375 (6527); 121–123. https://doi.org/10.1038/375121a0

  35. Cui G., Jun S.B., Jin X. Pham M., Vogel S.S., Lovinger D.M., Costa R.M. Concurrent activation of striatal direct and indirect pathways during action initiation. Nature. 2013. 494 (7436): 238–242. https://doi.org/10.1038/nature11846

  36. Cunningham S.I., Tomasi D., Volkow N.D. Structural and functional connectivity of the precuneus and thalamus to the default mode network. Hum. Brain Mapp. 2017. 38 (2): 938–956. https://doi.org/10.1002/hbm.23429

  37. Das T., Hwang J.J., Poston K.L. Episodic recognition memory and the hippocampus in Parkinson’s disease: A review. Cortex. 2019. 113: 191–209. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2018.11.021

  38. Di X., Biswal B.B. Modulatory interactions between the default mode network and task positive networks in resting-state. Peer J. 2014. 2: e367. https://doi.org/10.7717/peerj.367

  39. Farley S.J., Albazboz H., De Corte B.J. Radley J.J., Freeman J.H. Amygdala central nucleus modulation of cerebellar learning with a visual conditioned stimulus. Neurobiol. Learn. Mem. 2018. 150: 84–92. https://doi.org/10.1016/j.nlm.2018.03.011

  40. Fazekas P., Nemeth G. Dreaming, Mind-wandering, and hypnotic dreams. Front. Neurol. 2020. 11: 565673. https://doi.org/10.3389/fneur.2020.565673

  41. Fermin A.S., Yoshida T., Yoshimoto J., Ito M., Tanaka S.C., Doya K. Model-based action planning involves cortico-cerebellar and basal ganglia networks. Sci. Rep. 2016. 6: 31378. https://doi.org/10.1038/srep31378

  42. Freeman J.H., Halverson H.E., Hubbard E.M. Inferior colliculus lesions impair eyeblink conditioning in rats. Learn. Mem. 2007. 14 (12): 842–846. https://doi.org/10.1101/lm.716107

  43. Glickstein M. Mossy-fibre sensory input to the cerebellum. Prog Brain Res. 1997. 114: 251–259. https://doi.org/10.1016/s0079-6123(08)63368-3

  44. Govindaiah G., Cox C.L. Excitatory actions of dopamine via D1-like receptors in the rat lateral geniculate nucleus. J. Neurophysiol. 2005. 94 (6): 3708–3718. https://doi.org/10.1152/jn.00583.2005

  45. Gurney K., Prescott T.J., Redgrave P. A computational model of action selection in the basal ganglia. II. Analysis and simulation of behaviour. Biol. Cybernetics. 2001. 84 (6): 411–423. https://doi.org/10.1007/PL00007985

  46. Halverson H.E., Lee I., Freeman J.H. Associative plasticity in the medial auditory thalamus and cerebellar interpositus nucleus during eyeblink conditioning. J. Neurosci. 2010. 30 (26): 8787–8796. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0208-10.2010

  47. Hammond C., Rouzaire-Dubois B., Féger J., Jackson A., Crossman A.R. Anatomical and electrophysiological studies on the reciprocal projections between the subthalamic nucleus and nucleus tegmenti pedunculopontinus in the rat. Neuroscience. 1983. 9 (1): 41–52. https://doi.org/10.1016/0306-4522(83)90045-3

  48. Hanekamp S., Simonyan K. The large-scale structural connectome of task-specific focal dystonia. Hum. Brain Mapp. 2020. 41 (12): 3253–3265. https://doi.org/10.1002/hbm.25012

  49. Hayden B.Y., Gallant J.L. Working memory and decision processes in visual area V4. Front. Neurosci. 2013. 7: 18. https://doi.org/10.3389/fnins.2013.00018

  50. Haynes W.I., Haber S.N. The organization of prefrontal-subthalamic inputs in primates provides an anatomical substrate for both functional specificity and integration: implications for basal ganglia models and deep brain stimulation. J. Neurosci. 2013. 33 (11): 4804–4814. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.4674-12.2013

  51. Hazrati L.N., Parent A. Projection from the deep cerebellar nuclei to the pedunculopontine nucleus in the squirrel monkey. Brain Res. 1992. 585 (1–2): 267–271. https://doi.org/10.1016/0006-8993(92)91216-2

  52. Heath R.G., Dempesy C.W., Fontana C.J., Myers W.A. Cerebellar stimulation: effects on septal region, hippocampus, and amygdala of cats and rats. Biol. Psychiatry. 1978. 13 (5): 501–529.

  53. Heath R.G., Harper J.W. Ascending projections of the cerebellar fastigial nucleus to the hippocampus, amygdala, and other temporal lobe sites: evoked potential and histological studies in monkeys and cats. Exp. Neurol. 1974. 45 (2): 268–287. https://doi.org/10.1016/0014-4886(74)90118-6

  54. Hoffmann L.C., Cicchese J.J., Berry S.D. Harnessing the power of theta: natural manipulations of cognitive performance during hippocampal theta-contingent eyeblink conditioning. Front. Syst. Neurosci. 2015. 9: Article 50. https://doi.org/10.3389/fnsys.2015.00050

  55. Horn A., Wenzel G., Irmen F., Huebl J., Li N., Neumann W.J., Krause P., Bohner G., Scheel M., Kühn A.A. Deep brain stimulation induced normalization of the human functional connectome in Parkinson’s disease. Brain. 2019. 142 (10): 3129–3143. https://doi.org/10.1093/brain/awz239

  56. Ito M., Karachot L. Protein kinases and phosphatase inhibitors mediating long-term desensitization of glutamate receptors in cerebellar Purkinje cells. Neurosci. Res. 1992. 14 (1): 27–38. https://doi.org/10.1016/s0168-0102(05)80004-5

  57. Jeon S.G., Kim Y.J., Kim K.A., Mook-Jung I., Moon M. Visualization of altered hippocampal connectivity in an animal model of Alzheimer’s disease. Mol. Neurobiol. 2018. 55 (10): 7886–7899. https://doi.org/10.1007/s12035-018-0918-y

  58. Joel D., Weiner I. The connections of the dopaminergic system with the striatum in rats and primates: an analysis with respect to the functional and compartmental organization of the striatum. Neuroscience. 2000. 96 (3): 451–474. https://doi.org/10.1016/s0306-4522(99)00575-8

  59. Johnson K.A., Mateo Y., Lovinger D.M. Metabotropic glutamate receptor 2 inhibits thalamically-driven glutamate and dopamine release in the dorsal striatum. Neuropharmacology. 2017. 117: 114–123. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.01.038

  60. Joutsa J., Shih L.C., Fox M.D. Mapping holmes tremor circuit using the human brain connectome. Ann. Neurol. 2019. 86 (6): 812–820. https://doi.org/10.1002/ana.25618

  61. Jwair S., Coulon P., Ruigrok T.J.H. Disynaptic subthalamic input to the posterior cerebellum in rat. Front. Neuroanat. 2017. 11: Article 13. https://doi.org/10.3389/fnana.2017.00013

  62. Klaassens B.L., van Gerven J.M.A., Klaassen E.S., van der Grond J., Rombouts S.A.R.B. Cholinergic and serotonergic modulation of resting state functional brain connectivity in Alzheimer’s disease. Neuroimage. 2019. 199: 143–152. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.05.044

  63. Kobayashi Y., Amaral D.G. Macaque monkey retrosplenial cortex: II. Cortical afferents. J. Comp. Neurol. 2003. 466 (1): 48–79. https://doi.org/10.1002/cne.10883

  64. Kobayashi Y., Amaral D.G. Macaque monkey retrosplenial cortex: III. Cortical efferents. J. Comp. Neurol. 2007. 502 (5): 810–833. https://doi.org/10.1002/cne.21346

  65. Kratochwil C.F., Maheshwari U., Rijli F.M. The long journey of pontine nuclei neurons: from rhombic lip to cortico-ponto-cerebellar circuitry. Front. Neural. Circuits. 2017. 11: Article 33. https://doi.org/10.3389/fncir.2017.00033

  66. La C., Linortner P., Bernstein J.D., Ua Cruadhlaoich M.A.I., Fenesy M., Deutsch G.K., Rutt B.K., Tian L., Wagner A.D., Zeineh M., Kerchner G.A., Poston K.L. Hippocampal CA1 subfield predicts episodic memory impairment in Parkinson’s disease. Neuroimage Clin. 2019. 23: 101824. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2019.101824

  67. Laroche S., Davis S., Jay T.M. Plasticity at hippocampal to prefrontal cortex synapses: dual roles in working memory and consolidation. Hippocampus. 2000. 10 (4): 438–446. https://doi.org/10.1002/1098-1063(2000)10:4<438::AID-HIPO10>3.0.CO;2-3

  68. Li P., Shan H., Liang S., Nie B., Duan S., Huang Q., Zhang T., Sun X., Feng T., Ma L., Shan B., Li D., Liu H. Structural and functional brain network of human retrosplenial cortex. Neurosci. Lett. 2018. 674: 24–29. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2018.03.016

  69. Liebe S., Hoerzer G.M., Logothetis N.K., Rainer G. Theta coupling between V4 and prefrontal cortex predicts visual short-term memory performance. Nat. Neurosci. 2012. 15 (3): 456–462, S1–2. https://doi.org/10.1038/nn.3038

  70. Lim J., Bang Y., Choi H.J. Abnormal hippocampal neurogenesis in Parkinson’s disease: relevance to a new therapeutic target for depression with Parkinson’s disease. Arch. Pharm. Res. 2018. 41 (10): 943–954. https://doi.org/10.1007/s12272-018-1063-x

  71. Lu L., Ren Y., Yu T., Liu Z., Wang S., Tan L., Zeng J., Feng Q., Lin R., Liu Y., Guo Q., Luo M. Control of locomotor speed, arousal, and hippocampal theta rhythms by the nucleus incertus. Nat. Commun. 2020. 11 (1): 262. https://doi.org/10.1038/s41467-019-14116-y

  72. Lucas-Jiménez O., Ojeda N., Peña J., Díez-Cirarda M., Cabrera-Zubizarreta A., Gómez-Esteban J.C., Gómez-Beldarrain M.Á., Ibarretxe-Bilbao N. Altered functional connectivity in the default mode network is associated with cognitive impairment and brain anatomical changes in Parkinson’s disease. Parkinsonism Relat. Disord. 2016. 33: 58–64. https://doi.org/10.1016/j.parkreldis.2016.09.012

  73. McKenna J.T., Vertes R.P. Afferent projections to nucleus reuniens of the thalamus. J. Comp. Neurol. 2004. 480 (2): 115–142. https://doi.org/10.1002/cne.20342

  74. Melchitzky D.S., Lewis D.A. Dopamine transporter-immunoreactive axons in the mediodorsal thalamic nucleus of the macaque monkey. Neuroscience. 2001. 103 (4): 1033–1042. https://doi.org/10.1016/s0306-4522(01)00021-5

  75. Meoni S., Cury R.G., Moro E. New players in basal ganglia dysfunction in Parkinson’s disease. Prog. Brain Res. 2020. 252: 307–327. https://doi.org/10.1016/bs.pbr.2020.01.001

  76. Mirdamadi J.L. Cerebellar role in Parkinson’s disease. J. Neurophysiol. 2016. 116 (3): 917–919. https://doi.org/10.1152/jn.01132.2015

  77. Mišić B., Goñi J., Betzel R.F., Sporns O., McIntosh A.R. A network convergence zone in the hippocampus. PLoS Comput. Biol. 2014. 10 (12): e1003982. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1003982

  78. Miyashita T., Rockland K.S. GABAergic projections from the hippocampus to the retrosplenial cortex in the rat. Eur. J. Neurosci. 2007. 26: 1193–1204. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2007.05745.x

  79. Mori F., Okada K.I., Nomura T., Kobayashi Y. The pedunculopontine tegmental nucleus as a motor and cognitive interface between the cerebellum and basal ganglia. Front. Neuroanat. 2016. 10: Article 109. https://doi.org/10.3389/fnana.2016.00109

  80. Mukherjee P., Sabharwal A., Kotov R., Szekely A., Parsey R., Barch D.M., Mohanty A. Disconnection between amygdala and medial prefrontal cortex in psychotic disorders. Schizophr. Bull. 2016. 42 (4): 1056–1067. https://doi.org/10.1093/schbul/sbw012

  81. Onofrj M., Taylor J.P., Monaco D., Franciotti R., Anzellotti F., Bonanni L., Onofrj V., Thomas A. Visual hallucinations in PD and Lewy body dementias: old and new hypotheses. Behav. Neurol. 2013. 27(4): 479–493. https://doi.org/10.3233/BEN-129022

  82. Philippens I.H.C.H.M., Wubben J.A., Franke S.K., Hofman S., Langermans J.A.M. Involvement of the red nucleus in the compensation of Parkinsonism may explain why primates can develop stable Parkinson’s Disease. Sci. Rep. 2019. 9 (1): 880. https://doi.org/10.1038/s41598-018-37381-1

  83. Pong M., Horn K.M., Gibson A.R. Pathways for control of face and neck musculature by the basal ganglia and cerebellum. Brain Res. Rev. 2008. 58 (2): 249–264. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2007.11.006

  84. Quartarone A., Cacciola A., Milardi D., Ghilardi M.F., Calamuneri A., Chillemi G., Anastasi G., Rothwell J. New insights into cortico-basal-cerebellar connectome: clinical and physiological considerations. Brain. 2020. 143 (2): 396–406. https://doi.org/10.1093/brain/awz310

  85. Raichle M.E. The Brain’s Default Mode Network. Annual Review of Neuroscience. 2015. 38: 433–447. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-071013-014030

  86. Ricardo J.A. Efferent connections of the subthalamic region in the rat. I. The subthalamic nucleus of Luys. Brain Res. 1980. 202 (2): 257–271. https://doi.org/10.1016/0006-8993(80)90140-7

  87. Rochefort C., Lefort J.M., Rondi-Reig L. The cerebellum: a new key structure in the navigation system. Front. Neural Circuits. 2013. 7: Article 35. https://doi.org/10.3389/fncir.2013.00035

  88. Rogers T.D., Dickson P.E., Heck D.H., Goldowitz D., Mittleman G., Blaha C.D. Connecting the dots of the cerebro-cerebellar role in cognitive function: neuronal pathways for cerebellar modulation of dopamine release in the prefrontal cortex. Synapse. 2011. 65 (11): 1204–1212. https://doi.org/10.1002/syn.20960

  89. Rogers T.D., Dickson P.E., McKimm E., Heck D.H., Goldowitz D., Blaha C.D., Mittleman G. Reorganization of circuits underlying cerebellar modulation of prefrontal cortical dopamine in mouse models of autism spectrum disorder. Cerebellum. 2013. 12 (4): 547–556. https://doi.org/10.1007/s12311-013-0462-2

  90. Romano V., De Propris L., Bosman L.W., Warnaar P., Ten Brinke M.M., Lindeman S., Ju C., Velauthapillai A., Spanke J.K., Middendorp Guerra E., Hoogland T.M., Negrello M., D’Angelo E., De Zeeuw C. Potentiation of cerebellar Purkinje cells facilitates whisker reflex adaptation through increased simple spike activity. Elife. 2018. 7: e38852. https://doi.org/10.7554/eLife.38852

  91. Santhouse A.M., Howard R.J., Ffytche D.H. Visual hallucinatory syndromes and the anatomy of the visual brain. Brain. 2000. 123 (Pt. 10):.2055–2064. https://doi.org/10.1093/brain/123.10.2055

  92. Schonewille M., Gao Z., Boele H.J., Veloz M.F., Amerika W.E., Simek A.A., De Jeu M.T., Steinberg J.P., Takamiya K., Hoebeek F.E., Linden D.J., Huganir R.L., De Zeeuw C.I. Reevaluating the role of LTD in cerebellar motor learning. Neuron. 2011. 70 (1): 43–50. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2011.02.044

  93. Schwabe L. Memory under stress: from single systems to network changes. Eur. J. Neurosci. 2017. 45 (4): 478–489. https://doi.org/10.1111/ejn.13478

  94. Sha Z., Edmiston E.K., Versace A., Fournier J.C., Graur S., Greenberg T., Lima Santos J.P., Chase H.W., Stiffler R.S., Bonar L., Hudak R., Yendiki A., Greenberg B.D., Rasmussen S., Liu H., Quirk G., Haber S., Phillips M.L. Functional disruption of cerebello-thalamo-cortical networks in obsessive-compulsive disorder. Biol. Psychiatry Cogn. Neurosci. Neuroimaging. 2020a. 5 (4): 438–447. https://doi.org/10.1016/j.bpsc.2019.12.002

  95. Sha Z., Versace A., Edmiston E.K., Fournier J., Graur S., Greenberg T., Santos J.P.L., Chase H.W., Stiffler R.S., Bonar L., Hudak R., Yendiki A., Greenberg B.D., Rasmussen S., Liu H., Quirk G., Haber S., Phillips M.L. Functional disruption in prefrontal-striatal network in obsessive-compulsive disorder. Psychiatry. Res. Neuroimaging. 2020b. 300: 111081. https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2020.111081

  96. Silkis I.G. The unitary modification rules for neural networks with excitatory and inhibitory synaptic plasticity. Biosystems. 1998. 48 (1–3): 205–213. https://doi.org/10.1016/s0303-2647(98)00067-7

  97. Silkis I. Interrelated modification of excitatory and inhibitory synapses in three-layer olivary-cerebellar neural network. Biosystems. 2000. 54 (3): 141–149. https://doi.org/10.1016/s0303-2647(99)00075-1

  98. Silkis I. The cortico-basal ganglia-thalamocortical circuit with synaptic plasticity. II. Mechanism of synergistic modulation of thalamic activity via the direct and indirect pathways through the basal ganglia. Biosystems. 2001. 59 (1): 7–14. https://doi.org/10.1016/s0303-2647(00)00135-0

  99. Silkis I. A hypothetical role of cortico-basal ganglia-thalamocortical loops in visual processing. Biosystems, 2007. 89 (1–3): 227–235. https://doi.org/10.1016/j.biosystems.2006.04.020

  100. Snider R.S., Maiti A. Cerebellar contributions to the Papez circuit. J. Neurosci. Res. 1976. 2 (2): 133–146. https://doi.org/10.1002/jnr.490020204

  101. Stoerig P. The neuroanatomy of phenomenal vision: a psychological perspective. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2001. 929: 176–194. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2001.tb05716.x

  102. Tecuapetla F., Jin X., Lima S.Q., Costa R.M. Complementary contributions of striatal projection pathways to action initiation and execution. Cell. 2016. 166 (3): 703–715. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.032

  103. van den Heuvel M.P., Sporns O. Rich-club organization of the human connectome. J. Neurosci. 2011. 31 (44): 15775–15786. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3539-11.2011

  104. van Es D.M., van der Zwaag W., Knapen T. Topographic maps of visual space in the human cerebellum. Curr. Biol. 2019. 29 (10): 1689–1694.e3. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.04.012

  105. Van Groen T., Wyss J.M. Connections of the retrosplenial granular b cortex in the rat. J. Comp. Neurol. 2003. 463 (3): 249–263. https://doi.org/10.1002/cne.10757

  106. Vatansever D., Menon D.K., Manktelow A.E., Sahakian B.J., Stamatakis E.A. Default mode dynamics for global functional integration. J. Neurosci. 2015. 35 (46): 15254–15262. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2135-15.2015

  107. Vatansever D., Manktelow A.E., Sahakian B.J., Menon D.K., Stamatakis E.A. Cognitive flexibility: A default network and basal ganglia connectivity perspective. Brain Connect. 2016. 6 (3): 201–207. https://doi.org/10.1089/brain.2015.0388

  108. Vatansever D., Manktelow A.E., Sahakian B.J., Menon D.K., Stamatakis E.A. Angular default mode network connectivity across working memory load. Hum. Brain Mapp. 2017. 38 (1): 41–52. https://doi.org/10.1002/hbm.23341

  109. Vitale F., Mattei C., Capozzo A., Pietrantoni I., Mazzone P., Scarnati E. Cholinergic excitation from the pedunculopontine tegmental nucleus to the dentate nucleus in the rat. Neuroscience. 2016. 317: 12–22. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.12.055

  110. Wang Z-M., Wei P-H., Shan Y., Han M., Zhang M., Liu H., Gao J-H., Lu J. Identifying and characterizing projections from the subthalamic nucleus to the cerebellum in humans. Neuroimage. 2020. 210: 116573. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116573

  111. Wang X., Xu M., Song Y., Li X., Zhen Z., Yang Z., Liu J. The network property of the thalamus in the default mode network is correlated with trait mindfulness. Neuroscience. 2014. 278: 291–301. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2014.08.006

  112. Watson T.C., Obiang P., Torres-Herraez A., Watilliaux A., Coulon P., Rochefort C., Rondi-Reig L. Anatomical and physiological foundations of cerebello-hippocampal interaction. Elife. 2019. 8: e41896. https://doi.org/10.7554/eLife.41896

  113. Wichmann T. Changing views of the pathophysiology of Parkinsonism. Mov Disord. 2019. 34 (8): 1130–1143. https://doi.org/10.1002/mds.27741

  114. Wikgren J., Nokia M.S., Penttonen M. Hippocampo-cerebellar theta band phase synchrony in rabbits. Neuroscience. 2010. 165 (4): 1538–1545. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2009.11.044

  115. Wu T., Hallett M. The cerebellum in Parkinson’s disease. Brain. 2013. 136 (Pt. 3): 696–709. https://doi.org/10.1093/brain/aws360

  116. Wyss J.M., Van Groen T. Connections between the retrosplenial cortex and the hippocampal formation in the rat: a review. Hippocampus. 1992. 2 (1): 1–11. https://doi.org/10.1002/hipo.450020102

  117. Xu X.M., Jiao Y., Tang T.Y., Zhang J., Lu C.Q., Luan Y., Salvi R., Teng G.J. Dissociation between cerebellar and cerebral neural activities in humans with long-term bilateral sensorineural hearing loss. Neural. Plast. 2019. 2019: 8354849. https://doi.org/10.1155/2019/8354849

  118. Xu T.X., Ma Q., Spealman R.D., Yao W.D. Amphetamine modulation of long-term potentiation in the prefrontal cortex: dose dependency, monoaminergic contributions, and paradoxical rescue in hyperdopaminergic mutant. J. Neurochem. 2010. 115 (6): 1643–1654. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2010.07073.x

  119. Yin Y., Hou Z., Wang X., Sui Y., Yuan Y. Association between altered resting-state cortico-cerebellar functional connectivity networks and mood/cognition dysfunction in late-onset depression. J. Neural. Transm. (Vienna). 2015. 122 (6): 887–896. https://doi.org/10.1007/s00702-014-1347-3

  120. Yu W., Krook-Magnuson E. Cognitive collaborations: bidirectional functional connectivity between the cerebellum and the hippocampus. Front. Syst. Neurosci. 2015. 9: 177. https://doi.org/10.3389/fnsys.2015.00177

  121. Zhang Y., Mao Z., Feng S., Liu X., Lan L., Zhang J., Yu X. Altered functional networks in long-term unilateral hearing loss: A connectome analysis. Brain Behav. 2018. 8 (2): e00912. https://doi.org/10.1002/brb3.912

Дополнительные материалы отсутствуют.