Ascending Reticular Activating System of the Brain

Abstract

KEYWORDS ascending reticular activating system; brain There were two stages in the history of the studies on ascending reticular activating system of the brain (ARAS). The first stage began with the ARAS discovery by Magoun and Moruzzi and the following investigations using the methods of stimulation and lesion at that time mainly in acute cats. These studies led to the hypothesis of a "diffuse" and "unspecific" ARAS of the brain stem. The second stage was associated with using more precise neurophysiological and histochemical methods mainly in chronically operated free-moving cats and rats. By 2010, the idea of the ARAS as an organized hierarchy of the cerebral "waking centers" distributed along the entire cerebral axis and releasing all the known neuromediators of low molecular weight together with the most important neuropeptides was formulated. To date, the aforementioned hypothesis has been revised again. The glutamatergic activating system has been discovered and described in detail. Presumably, this system is responsible for the appearance of electroencephalogram (EEG) arousal reaction and maintenance of the neocortex in the state of tonic depolarization during wakefulness and rapid eye movement (REM) sleep. Its destruction results in a deep comatose-like state. At the same time, the activity of all other "waking centers" is probably the result of the cortical activation.Citation Kovalzon VM. Ascending reticular activating system of the brain. Transl. Neurosci. Clin. 2016, 2(4): 275-285.

Encephalitis lethargica epidemic milestones in early sleep neurobiology researches

“…Regarding the “sleep center” of von Economo, located at the anterior hypothalamus, it was later recognized and localized as ventrolateral and median preoptic areas (VLPO/MnPO), at the end of 1980s–beginning of 1990s [ 32 ]. However, far ahead, it was confirmed that there are many medullary and hypothalamic non-REM and REM “sleep centers” [ 32 ].…”

“…In this way, Moruzzi and Magoun's discoveries represent at the end of the 1940s, the upper level of the studies initiated by von Economo and followed by Bremer, and many others. Indeed, the ARAS discovery by Magoun and Moruzzi led to the hypothesis of a “diffuse” and “unspecific” ARAS of the brain stem [ 32 ]. These researchers contradicted the simplified deafferentation theory of sleep as Moruzzi et al.…”

Anxiety and sleep in experiment and clinic

“…Гипоталамус связан с миндалиной посредством терминальной полоски и амигдалофугального пучка волокон, а с фронтальными частями обонятельного мозга -с помощью медиального пучка переднего мозга. Со средним и промежуточным мозгом, а также с расположенными ниже образованиями мезенцефалической и находящимися выше структурами таламической ретикулярной формации лимбическая система взаимодействует через гипоталамус, мамиллярные тела и другие образования головного мозга [17,18].…”

“…Два гена, кодирующие ГАМК Б , Б1-и Б2-единицы, расположены на двух других хромосомах. По данным мутагенеза, гены, кодирующие 7 единиц ГАМК А -рецепторов, связываются с выраженностью тревожности [3,18]. Так полиморфизм ГАМК А -ергических генов человека связывается с тревожными расстройствами [2,21].…”

“…Тормозное состояние в медленноволновом сне наступает за счет переднего гипоталамуса, а также неспецифического таламуса и части черного вещества, образующих импульсы, которые приводят к гиперполяризации мембран большинства корковых нейронов и синхронным колебаниям постсинаптических потенциалов на обширных регионах коры больших полушарий. Основными медиаторами медленного сна являются ГАМК и серотонин, а также аденозин и простагландин D 2 в древней тормозной системе оболочек мозга и хорального сплетения [17,18]. Медленный сон издавна связывали с репаративными функциями, накоплением макроергических связей.…”