<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML xmlns:o = "urn:schemas-microsoft-com:office:office"><HEAD><META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=UTF-8"></HEAD>
<BODY id=role_body style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: Arial"   bottomMargin=7 leftMargin=7 topMargin=7 rightMargin=7><FONT id=role_document   face=Arial color=#000000 size=2>
<DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Courier New">The 
vagal nerve's role in enteric processes, cardiac operation, speech, and hearing 
have grabbed my attention.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>A single 
nerve connecting the gut, the heart, and the speaker and listener we call the 
self?<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>It's potentially an amazing 
social integrator.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>I've been 
searching for the social centers of the brain for years and these seem to be a 
part of that complex. Howard</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">---</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Courier New">vagus 
nerve</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">n.</FONT></P>
<P class=bullets--quadrafoil style="MARGIN: 0in 0in auto"><FONT face=Verdana   size=1>Either of the tenth and longest of the cranial nerves, passing through 
the neck and thorax into the abdomen and supplying sensation to part of the ear, 
the tongue, the larynx, and the pharynx, motor impulses to the vocal cords, and 
motor and secretory impulses to the abdominal and thoracic viscera. Also called 
pneumogastric nerve.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN><U>The 
American Heritage® Dictionary of the English Language, Fourth Edition</U> 
Copyright © 2004, 2000 by </FONT><A href="http://www.eref-trade.hmco.com/"   target=GuruWnd><FONT face=Verdana size=1>Houghton Mifflin 
Company</FONT></A><FONT face=Verdana size=1>. Published by Houghton Mifflin 
Company. All rights reserved. </FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">----------</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">Retrieved May 26, 2005, from the World Wide Web </FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">http://www.stressrelease.info/polyvagal_eng.html <SPAN   style="mso-tab-count: 1">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </SPAN><SPAN   style="mso-spacerun: yes">&nbsp;</SPAN>The polyvagal theory: phylogenetic 
substrates of a social nervous system<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>Stephen W. Porges, Ph.D.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>Abstract<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The evolution of 
the autonomic nervous system provides an organizing principle to interpret the 
adaptive<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>significance of 
physiological responses in promoting social behavior. According to <B>the 
polyvagal theory</B>, the<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>well-documented phylogenetic shift in neural regulation of <B>the 
autonomic nervous system passes through three</B><SPAN   style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>global <B>stages</B>, each with an 
associated behavioral strategy. <B>The first stage is characterized by a 
primitive unmyelinated<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>visceral 
vagus that fosters digestion and responds to threat by depressing metabolic 
activity.</B> Behaviorally, the first<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>stage is associated with immobilization behaviors. <B>The second stage is 
characterized by the sympathetic nervous<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>system</B> that is capable of <B>increasing metabolic output and 
inhibiting the visceral vagus to foster mobilization</B><SPAN   style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>behaviors necessary for ‘fight or 
flight’. <B>The third stage, unique to mammals, is characterized by a myelinated 
vagus<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>that can rapidly regulate 
cardiac output to foster engagement and disengagement with the environment.</B> 
<B>The<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>mammalian vagus is 
neuroanatomically linked to the cranial nerves that regulate social engagement 
via facial<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>expression and 
vocalization.</B> As the autonomic nervous system changed through the process of 
evolution, so did the<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>interplay 
between the autonomic nervous system and the other physiological systems that 
respond to stress, <B>including<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>the 
cortex, the hypothalamic-pituitary-adrenal axis, the neuropeptides of oxytocin 
and vasopressin, and the immune<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>system.</B> From this phylogenetic orientation, the polyvagal theory 
proposes a biological basis for social behavior and<SPAN   style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>an intervention strategy to enhance 
positive social behavior. Copyright 2001 Elsevier Science B.V. All rights 
reserved.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Keywords: Vagus; 
Respiratory sinus arrhythmia; Evolution; Autonomic nervous system; Cortisol; 
Oxytocin; Vasopressin; Polyvagal theory; Social behavior<SPAN   style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Read the entire paper: PDF file (470 Kb) 
<SPAN style="mso-tab-count: 1">&nbsp;&nbsp; </SPAN><SPAN   style="mso-spacerun: yes">&nbsp;&nbsp;</SPAN>Stanley Rosenberg Institut · Nygade 
22 B II, 8600 Silkeborg · Tel: +45 86 82 04 00 · Fax: +45 86 82 03 44 · E-mail: 
institut@stanleyrosenberg.com</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">________</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">&nbsp;</FONT><FONT face="Courier New">Retrieved April 11, 
2005, from the World Wide Web </FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT   face="Courier New">http://www.hosppract.com/issues/1999/07/gershon.htm</FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="WIDTH: 412.5pt; mso-cellspacing: 0in" cellSpacing=0 cellPadding=0   width=550 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0.75pt; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0.75pt; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=2><FONT         face="Courier New">&nbsp;<IMG SRC="cid:X.MA1.1117084148@aol.com"  height=37 alt="HOSPITAL PRACTICE" width=327         border=0 v:shapes="_x0000_i1027" DATASIZE="2712" ID="MA1.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></FONT></P></TD></TR>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0.75pt; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0.75pt; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 12pt"><A         href="http://www.hosppract.com/index.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA2.1117084148@aol.com"  height=45 width=46 border=0         v:shapes="_x0000_i1028" DATASIZE="644" ID="MA2.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/toc.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA3.1117084148@aol.com"  height=45 width=56 border=0         v:shapes="_x0000_i1029" DATASIZE="658" ID="MA3.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/past.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA4.1117084148@aol.com"  height=45 width=52 border=0         v:shapes="_x0000_i1030" DATASIZE="646" ID="MA4.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/past.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA5.1117084148@aol.com"  height=45 width=47 border=0         v:shapes="_x0000_i1031" DATASIZE="522" ID="MA5.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/genetics.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA6.1117084148@aol.com"  height=45 width=62 border=0         v:shapes="_x0000_i1032" DATASIZE="735" ID="MA6.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/cc.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA7.1117084148@aol.com"  height=45 width=72 border=0         v:shapes="_x0000_i1033" DATASIZE="846" ID="MA7.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/cme.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA8.1117084148@aol.com"  height=45 width=41 border=0         v:shapes="_x0000_i1034" DATASIZE="438" ID="MA8.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/adver.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA9.1117084148@aol.com"  height=45 width=72 border=0         v:shapes="_x0000_i1035" DATASIZE="821" ID="MA9.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><A         href="http://www.hosppract.com/about.htm"><SPAN         style="TEXT-DECORATION: none; text-underline: none"><FONT         face="Courier New" size=2><IMG SRC="cid:X.MA10.1117084148@aol.com"  height=45 width=56 border=0         v:shapes="_x0000_i1036" DATASIZE="826" ID="MA10.1117084148"         ></FONT></SPAN></A><BR         style="mso-special-character: line-break"><BR         style="mso-special-character: line-break"><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><SPAN style="DISPLAY: none; mso-hide: all"><FONT   face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN class=title1><B><FONT         face="Courier New" size=2>The Enteric Nervous 
      System:</FONT></B></SPAN><B><BR><SPAN class=title1><FONT         face="Courier New" size=2>A Second Brain</FONT></SPAN></B><BR><BR><FONT         face="Courier New" size=2>MICHAEL D. GERSHON<BR>Columbia University 
      </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman"><SPAN class=title2><B>Once dismissed as a 
      simple collection of relay ganglia, the enteric nervous system is now 
      recognized as a complex, integrative brain in its own right. Although we 
      still are unable to relate complex behaviors such as gut motility and 
      secretion to the activity of individual neurons, work in that area is 
      proceeding briskly--and will lead to rapid advances in the management of 
      functional bowel disease.</B></SPAN> </FONT></P>
      <DIV class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"         align=center><FONT face="Times New Roman">
      <HR align=center width="100%" SIZE=2>
      </FONT></DIV>
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><BR><FONT         face="Courier New" size=2>Dr. Gershon is Professor and Chair, Department 
      of Anatomy and Cell Biology, Columbia University College of Physicians and 
      Surgeons, New York. In addition to numerous scientific publications, he is 
      the author of <I>The Second Brain</I> (Harper Collins, New York, 1998). 
      </FONT></P>
      <DIV class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"         align=center><FONT face="Courier New" size=2>
      <HR align=center width="100%" SIZE=2>
      </FONT></DIV>
      <P><FONT face="Times New Roman">Structurally and neurochemically, the 
      enteric nervous system (ENS) is a brain unto itself. Within those yards of 
      tubing lies a complex web of microcircuitry driven by more 
      neurotransmitters and neuromodulators than can be found anywhere else in 
      the peripheral nervous system. These allow the ENS to perform many of its 
      tasks in the absence of central nervous system (CNS) control--a unique 
      endowment that has permitted enteric neurobiologists to investigate nerve 
      cell ontogeny and chemical mediation of reflex behavior in a laboratory 
      setting. Recognition of the importance of this work as a basis for 
      developing effective therapies for functional bowel disease, coupled with 
      the recent, unexpected discovery of major enteric defects following the 
      knockout of murine genes not previously known to affect the gut, has 
      produced a groundswell of interest that has attracted some of the best 
      investigators to the field. Add to this that the ENS provides the closest 
      thing we have to a window on the brain, and one begins to understand why 
      the bowel--the second brain--is finally receiving the attention it 
      deserves. </FONT></P>
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">Discovery of 
      the ENS</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">The field of 
      neurogastroenterology dates back to the nineteenth-century English 
      investigators William M. Bayliss and Ernest H. Starling, who demonstrated 
      that application of pressure to the intestinal lumen of anesthetized dogs 
      resulted in oral contraction and anal relaxation, followed by a propulsive 
      wave (which they referred to as the "law of the intestine" and we now call 
      the peristaltic reflex) of sufficient strength to propel food through the 
      digestive tract. Because the reflex persisted even after all of the 
      extrinsic nerves to the gut had been severed, Bayliss and Starling 
      deduced--correctly--that the ENS was a self-contained hub of neuronal 
      activity that operated largely independent of CNS input. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Eighteen years 
      later, the German scientist Paul Trendelenburg confirmed these findings by 
      demonstrating that the peristaltic reflex could be elicited in vitro in 
      the isolated gut of a guinea pig, without participation of the brain, 
      spinal cord, dorsal root, or cranial ganglia. Trendelenburg knew this 
      finding was unique; no other peripheral organ had such a highly developed 
      intrinsic neural apparatus. Cut the connection linking the bladder or the 
      skeletal muscles to the CNS, and all motor activity ceases. Cut the 
      connection to the gut, however, and function persists. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT         face="Times New Roman">Trendelenburg's results were published in 1917. 
      That they were accepted by at least some of his contemporaries is evident 
      from the description of the ENS contained in John N. Langley's classic 
      textbook, <I>The Autonomic Nervous System, </I>published in 1921. Like 
      Trendelenburg, Langley knew that intestinal function must involve not only 
      excitatory and inhibitory motor neurons to innervate the smooth muscle, 
      glands, and blood vessels but also primary afferent neurons to detect 
      increases in pressure, as well as interneurons to coordinate the wave of 
      activity down the length of the bowel. The brain could not perform these 
      complex functions alone, he reasoned, because the gut is innervated by 
      only a few thousand motor fibers. Logic dictated that the nerve cells in 
      the bowel--which Langley suspected, and we now know, number in the 
      millions--had to have their own separate innervation. Thus, when he 
      described the autonomic nervous system, it was as three distinct parts: 
      the sympathetic, the parasympathetic, and the enteric. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Unfortunately, 
      Langley, who was owner and editor of the <I>Journal of Physiology, 
      </I>alienated many of his colleagues. After his death, editorship of the 
      <I>Journal </I>passed to the Physiological Society, whose members 
      <B>reclassified the enteric neurons as parasympathetic relay ganglia, part 
      of the vagal supply that directs gut motility.</B> To an extent, of 
      course, they were right. <B>The vagus nerve <I>is </I>normally responsible 
      for commanding the vast microcircuits of the ENS to carry out their 
      appointed tasks. What it cannot do, as Langley and his predecessors 
      intuitively grasped, is tell them <I>how</I> to carry them out. That is 
      strictly an inside job</B>, and one that the gut is marvelously capable of 
      performing. <B>In addition to propulsion, the ENS bears primary 
      responsibility for self-cleaning, regulating the luminal environment, 
      working with the immune system to defend the bowel, and modifying the rate 
      of proliferation and growth of mucosal cells. Neurons emanating from the 
      gut also innervate ganglia in neighboring organs, such as the gallbladder 
      and pancreas (Figure 1). </B></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><SPAN   style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'">&nbsp;<o:p></o:p></SPAN></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><IMG SRC="cid:X.MA11.1117084148@aol.com"  height=220 width=470         border=0 v:shapes="_x0000_i1037" DATASIZE="34017" ID="MA11.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Courier New"         size=2>After Langley's death, however, the concept of an independent ENS 
      fell by the wayside, as investigators turned their attention to new 
      developments in chemical neurotransmission.<B> Epinephrine and 
      acetylcholine had been identified as the sympathetic and parasympathetic 
      transmitters, respectively (although the true sympathetic transmitter was 
      later revealed to be norepinephrine), and neuroscientists were taken with 
      the idea of a neatly matched set of chemical modulators, one for each 
      pathway. The "two neurotransmitters, two pathways" theory remained 
      essentially unchallenged until 1965-1967, when I proposed in a series of 
      papers in <I>Science </I>and the <I>Journal of Physiology </I>that there 
      existed a third neurotransmitter, namely <SPAN         style="BACKGROUND: yellow; mso-highlight: yellow">serotonin 
      (5-hydroxytryptamine, 5-HT), that was both produced in and targeted to the 
      ENS.</SPAN></B> </FONT></P>
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">A Third 
      Neurotransmitter</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Since 
      serotonin was already known to possess neurotransmitterlike qualities, the 
      storm of protest that greeted this suggestion came as quite a shock to me. 
      At the time, of course, there was no scientific proof that enteric neurons 
      contain endogenous serotonin or can synthesize it from its amino acid 
      precursor, L-tryptophan. By the early 1980s, however, enough evidence had 
      accumulated--not only about serotonin but also about dozens of other 
      previously unknown neurotransmitters--that <B>most investigators agreed 
      that the old "two and two" hypothesis no longer seemed credible. It is now 
      generally recognized that at least 30 chemicals of different classes 
      transmit instructions in the brain, and that all of these classes are also 
      represented in the ENS.</B> </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Recent 
      attempts to determine which peptides and small-molecule neurotransmitters 
      are stored (often collectively) in various enteric neurons have begun to 
      shed light on this remarkable confluence and have provided a more detailed 
      picture of the functional anatomy of the bowel. By assigning a chemical 
      code to each combination of neurotransmitters and then matching the code 
      with the placement of lesions in animal models, investigators have been 
      able to determine the location of specific, chemically defined subsets of 
      enteric neurons. This work provides ample evidence that the ENS is no 
      simple collection of relay ganglia but rather a complex integrative brain 
      in its own right. However, a number of serious questions must be addressed 
      before we can state with assurance that we understand how the neurons of 
      the gut mediate behavior. Species differences have been found in the 
      chemical coding of enteric nerve cells, so observations made in guinea 
      pigs cannot be directly applied to rodents and certainly not to humans. 
      This is somewhat baffling, because if there are patterns of enteric 
      behavior that are common to all mammalian species, then the neurons 
      responsible for those behavior patterns ought to be fairly uniform. 
      </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Another issue 
      concerns the degree to which the various neurotransmitters identified in 
      the bowel are physiologically relevant. The criteria are stringent: in 
      addition to being present in the appropriate cells and synapses, the 
      substance being tested should 1) have demonstrable biosynthesis, 2) be 
      released on nerve stimulation, 3) mimic the activities of the endogenously 
      secreted transmitter, 4) have an adequate means of endogenous 
      inactivation, and 5) be antagonized by the same drugs in the laboratory 
      and in vivo. Acetylcholine, norepinephrine, nitric oxide, serotonin, and 
      vasoactive intestinal peptide meet the criteria, but less is known about 
      other candidate molecules. </FONT></P>
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">Anatomy of the 
      ENS</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">The ENS is 
      remarkably brainlike, both structurally and functionally. Its neuronal 
      elements are not supported by collagen and Schwann cells, like those in 
      the rest of the peripheral nervous system, but by glia that resemble the 
      astrocytes of the CNS (Figure 2). These qlia do not wrap individual axons 
      in single membranous invaginations; rather, entire bundles of axons are 
      fitted into the invaginations of enteric glia. The axons thus abut one 
      another in much the same manner as those of the olfactory nerve. The ENS 
      is also vulnerable to what are generally thought of as brain lesions: Both 
      the Lewy bodies associated with Parkinson's disease and the amyloid 
      plaques and neurofibrillary tangles identified with Alzheimer's disease 
      have been found in the bowels of patients with these conditions. It is 
      conceivable that Alzheimer's disease, so difficult to diagnose in the 
      absence of autopsy data, may some day be routinely identified by rectal 
      biopsy. </FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT         face="Courier New"><IMG SRC="cid:X.MA12.1117084148@aol.com"  height=409 width=474 border=0         v:shapes="_x0000_i1038" DATASIZE="62178" ID="MA12.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Courier New"         size=2>In addition to the neurons and glia of the ENS, the gut contains 
      interstitial cells of Cajal (ICC), which do not display neural and glial 
      markers such as neurofilaments or glial fibrillary acidic proteins and are 
      therefore believed to be a distinct cell type. Because ICC tend to be 
      located between nerve terminals and smooth muscle cells, Ramón y Cajal 
      believed that they were intermediaries that transmitted signals from nerve 
      fibers to smooth muscle. For a while, this concept was abandoned, because 
      it was thought that no intermediaries were required. Now, however, Cajal's 
      concept is being reconsidered. </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman">ICC are also thought to act as pacemakers, 
      establishing the rhythm of bowel contractions through their influence on 
      electrical slow-wave activity. This assumption is supported by 1) the 
      location of ICC in regions of smooth muscle where electrical slow waves 
      are generated, 2) the spontaneous pacemakerlike activity displayed by ICC 
      when they are isolated from the colon, and 3) the disappearance or 
      disruption of electrical slow-wave activity when ICC are removed or 
      uncoupled from gut smooth muscle. </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman">The entire structure of the ENS is 
      arranged into two ganglionated plexuses (Figure 3). The larger, myenteric 
      (Auerbach's) plexus, situated between the muscle layers of the muscularis 
      externa, contains the neurons responsible for motility and for mediating 
      the enzyme output of adjacent organs. The smaller, submucosal (Meissner's) 
      plexus contains sensory cells that "talk" to the neurons of the myenteric 
      plexus, as well as motor fibers that stimulate secretion from epithelial 
      crypt cells into the gut lumen. The submucosal plexus contains fewer 
      neurons and thinner interganglionic connectives than does the myenteric 
      plexus, and has fewer neurons per ganglion. Electrical coupling between 
      smooth muscle cells enables signals to rapidly alter the membrane 
      potential of even those cells that have no direct contact with neurons and 
      ensures that large regions of bowel--rather than small groups of muscle 
      cells--will respond to nerve stimulation. 
</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT         face="Courier New"><IMG SRC="cid:X.MA13.1117084148@aol.com"  height=502 width=470 border=0         v:shapes="_x0000_i1039" DATASIZE="64757" ID="MA13.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">The Serotonin 
      Model</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Some sensory 
      neurons are directly activated by the stimuli to which they respond, 
      making them both sensory receptors and primary afferent neurons. Other 
      sensory neurons, such as the auditory and vestibular ganglia, do not 
      respond to sensory stimuli but are driven by other, nonneuronal cells that 
      act as sensory receptors. It has not yet been conclusively shown to which 
      of these categories the primary afferent neurons of the submucosal plexus 
      belong. They could be mechanoreceptors that become excited when their 
      processes in the intestinal mucosa are deformed. Or they could be 
      stimulated secondarily to the activation of a mechanosensitive mucosal 
      cell. Such cells do exist in the gut--they are the enterochromaffin cells 
      of the gastrointestinal epithelium, and they contain over 95% of the 
      serotonin found in the body. (A small amount of serotonin is also secreted 
      by ENS interneurons.) </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">The serotonin 
      in enterochromaffin cells is stored in subcellular granules that 
      spontaneously release the amine into the adjacent lamina propria, which is 
      endowed with at least 15 distinct serotonin receptor subtypes (Figure 4). 
      Additional serotonin is released when the cells are stimulated either by 
      increased intraluminal pressure, vagal stimulation, anaphylaxis, 
      acidification of the duodenal lumen, or exposure to norepinephrine, 
      acetylcholine, cholera toxin, or a variety of other chemical substances. 
      In a patient receiving radiation therapy for cancer, for example, excess 
      serotonin leaking out of enterochromaffin cells activates receptor subtype 
      5-HT<SUB>3</SUB>, located on the extrinsic nerves, rapidly leading to 
      nausea and vomiting. The symptoms can be blocked by giving an antagonist 
      like ondansetron that is specific for 5-HT<SUB>3</SUB> receptors. The 
      antagonist does not interfere with other serotonin-mediated functions, 
      such as peristalsis or self-cleaning activities, because they involve 
      other 5-HT receptor subtypes. </FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT         face="Courier New"><IMG SRC="cid:X.MA14.1117084148@aol.com"  height=560 width=464 border=0         v:shapes="_x0000_i1040" DATASIZE="63536" ID="MA14.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=2><FONT         face="Courier New">We now have extensive data (from studies of the 
      serotonin antagonist 5-HTP-DP and anti-idiotypic antibodies that recognize 
      5-HT receptors) confirming that 1) serotonin stimulates the peristaltic 
      reflex when it is applied to the mucosal surface of the bowel, 2) 
      serotonin is released whenever the peristaltic reflex is initiated, and 3) 
      the reflex is diminished when the mucosal source of serotonin is removed. 
      Consequently, there is wide support for the hypothesis, first proposed by 
      Edith Bülbring in 1958, that enterochromaffin cells act as pressure 
      transducers and that the serotonin they secrete acts as a mediator to 
      excite the mucosal afferent nerves, initiating the peristaltic reflex 
      (Figure 5). <SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT         face="Courier New"><IMG SRC="cid:X.MA15.1117084148@aol.com"  height=296 width=466 border=0         v:shapes="_x0000_i1041" DATASIZE="48264" ID="MA15.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Courier New"         size=2>The serotonergic neurons of the ENS probably inactivate the amine 
      by a rapid reuptake process similar to that described for the CNS. A 
      specific 5-HT plasma membrane transporter protein has recently been 
      cloned; it is expressed in epithelial cells scattered throughout the gut 
      as well as in the brain. Serotonin blockade can also be achieved by other 
      means, such as removal of acetylcholine or calcitonin gene-related 
      peptide. </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman">Uptake of serotonin can be blocked in both 
      the ENS and CNS by antidepressant drugs such as chlorimipramine, 
      fluoxetine, and zimelidine that have an affinity for the transporter. In 
      the absence of rapid uptake, serotonin continues to flow outward in the 
      direction of neighboring nerve cells, which become excited in turn. 
      Eventually, however, desensitization takes place, and the process grinds 
      to a halt. In the guinea pig model, insertion of an artificial fecal 
      pellet into the distal colon was followed by rapid proximal-to-distal 
      propulsion. The same effect was achieved even when the experiment was 
      repeated for eight hours. Addition of a low dose of fluoxetine accelerated 
      propulsion, while at higher doses the 5-HT receptors became desensitized 
      and intestinal motility slowed and eventually stopped. </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman"><B>Clinical Implications.</B> Obviously, 
      these data have important implications for physicians who regularly 
      prescribe mood-altering drugs. Because the neurotransmitters and 
      neuromodulators present in the brain are nearly always present in the 
      bowel as well, drugs designed to act at central synapses are likely to 
      have enteric effects. Early in the course of antidepressant therapy, about 
      25% of patients report some nausea or diarrhea. With higher dosages or 
      longer duration of therapy, serotonin receptors become desensitized, and 
      constipation may occur. (Presumably, the 75% of patients who do not 
      complain of gastrointestinal disturbance either are not taking enough of 
      the antidepressant or have compensatory mechanisms that reduce the impact 
      of prolonged serotonin availability.) If these effects--which are not side 
      effects per se but predictable consequences of transporter protein 
      blockade--are not anticipated and carefully explained to the patient, they 
      are likely to reduce adherence and limit the value of treatment. 
      </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman">On the other hand, the same drugs that 
      tend to cause difficulty for patients who take them for emotional illness 
      may be a godsend to those with functional bowel disease. Moreover, because 
      the ENS reacts promptly to changes in serotonin availability, patients 
      with chronic bowel problems often find their symptoms relieved at 
      pharmacologic concentrations far below those used in conventional 
      antidepressant therapy. </FONT></P>
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">More About the 
      Brain-Gut Connection</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Provided that 
      the vagus nerve is intact, a steady stream of messages flows back and 
      forth between the brain and the gut. We all experience situations in which 
      our brains cause our bowels to go into overdrive. But in fact, messages 
      departing the gut outnumber the opposing traffic on the order of about 
      nine to one. Satiety, nausea, the urge to vomit, abdominal pain--all are 
      the gut's way of warning the brain of danger from ingested food or 
      infectious pathogens. And while the brain normally responds with 
      appropriate signals, the ENS can take over when necessary, as for example 
      when vagal input has been surgically severed. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Naturally, the 
      balance of power between the two nervous systems is a topic of 
      considerable scientific interest. It has been proposed that vagal motor 
      axons innervate specialized command neurons in the myenteric plexus, which 
      are responsible for regulating the intrinsic microcircuits of the ENS. In 
      favor of this concept is the observation that vagal motor fibers appear to 
      synapse preferentially on certain types of enteric neuron (Figure 6). For 
      example, vagal efferent axons preferentially innervate neurons in the 
      myenteric plexus of the stomach that express serotonin or vasoactive 
      intestinal peptide. Other recent studies have suggested that vagal input 
      may be more widely dispersed than the command-neuron hypothesis would 
      imply, especially in the stomach. The interplay between the two systems is 
      thus still a bit unclear. </FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P></DIV>
<DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT         face="Courier New"><IMG SRC="cid:X.MA16.1117084148@aol.com"  height=201 width=464 v:shapes="_x0000_i1025"         DATASIZE="21852" ID="MA16.1117084148" ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;<o:p></o:p></FONT></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=2><FONT         face="Courier New"><B>Correlation or Causation?</B> Whatever the exact 
      connection, the relationship between the cerebral and enteric brains is so 
      close that it is easy to become confused about which is doing the talking. 
      Until peptic ulcer was found to be an infectious disease, for example, 
      physicians regarded anxiety as the chief cause. Now that we recognize 
      <I>Helicobacter pylori </I>as the cause, it seems clear that the physical 
      sensation of burning epigastric pain is generally responsible for the 
      emotional symptoms, rather than the other way around. But because most 
      ulcer patients, if questioned, will admit to feeling anxious, the 
      misunderstanding persisted for decades. Another illustration is ulcerative 
      colitis, which was considered the prototypic psychosomatic disease when I 
      was in medical school. There were even lectures on the "ulcerative colitis 
      personality." The ulcerative colitis personality, if indeed there is one, 
      is a consequence of living with a disabling autoimmune disease that 
      prevents patients from feeling relaxed and comfortable in social 
      situations. It is altogether possible that with passage of time, many of 
      the ailments currently labeled as functional bowel diseases will prove to 
      have similarly identifiable physiologic causes. </FONT></FONT></P>
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">Embryonic 
      Development: New Insights</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">In order to 
      better appreciate ENS functioning, it is helpful to know something about 
      its embryonic development. Which sites in the embryo give rise to the 
      precursors of enteric neurons and glia? What impels these precursors to 
      migrate to the bowel? And what features of the enteric microenvironment 
      ultimately cause these incipient nerve cells to arrest their journey and 
      undergo phenotypic differentiation? </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">The neural and 
      glial precursor cells of the ENS are the descendants of émigrés from the 
      vagal, rostral-truncal, and sacral levels of the neural crest. Of these 
      three, the vagal crest is the most influential, because its cells colonize 
      the entire gut. The rostral-truncal crest colonizes only the esophagus and 
      adjacent stomach, whereas the sacral crest colonizes the postumbilical 
      bowel. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">It might be 
      assumed that premigratory cells in each of these regions are already 
      programmed to locate their appropriate portion of the gut and 
      differentiate as enteric neurons or glia. However, that idea has been 
      shown to be incorrect. The premigratory crest population is 
      multipotent--so much so that whole regions of the crest can be 
      interchanged in avian embryos without interfering with ENS formation. 
      Furthermore, even the group of crest-derived cells that are destined to 
      colonize the bowel contains pluripotent precursors with a number of 
      "career" options. Terminal differentiation does not take place until the 
      émigrés have reached the gut wall and interacted with the enteric 
      microenvironment via a number of specific chemical growth factor-receptor 
      combinations. If these molecules are unavailable, the migration of the 
      crest-derived cells will be cut short, and aganglionosis of the remaining 
      bowel will result. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Nerve cell 
      lineages are defined by their common dependence on particular growth 
      factors or genes. For example, there is a very large lineage defined by 
      dependence on stimulation of the Ret receptor by glial cell-derived 
      neurotrophin factor (GDNF) and its binding molecule, GFR-alpha1. This 
      so-called first precursor gives rise to essentially all of the neurons of 
      the bowel, with the exception of those of the rostral foregut. Partial 
      loss of GDNF-Ret may result in a precursor pool that is too small to 
      colonize the entire gut, while complete loss of either GDNF or Ret 
      eliminates the possibility of nerve cells below the level of the 
      esophagus. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">A second 
      lineage depends on <I>Mash-1</I>, a member of the basic helix-loop-helix 
      family of transcriptional regulators. These neurons, which include those 
      of the rostral foregut as well as a subset of cells in the remainder of 
      the bowel, are transiently catechola-minergic, develop early (enteric 
      neurons develop in successive waves), and generate the entire set of 
      enteric serotonergic neurons. A third lineage is independent of 
      <I>Mash-1,</I> develops later, and gives rise to peptidergic neurons such 
      as those that contain calcitonin gene-related peptide. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Sublineages of 
      enteric neurons include those dependent on neurotrophin 3 (NT-3) and 
      endothelin 3 (ET-3). The peptide-receptor combination ET-3-ET<SUB>B</SUB> 
      is particularly interesting because it appears to act as a brake that 
      prevents migrating cells from differentiating prematurely--before 
      colonization of the gastrointestinal tract has been completed. Absence of 
      ET-3 results in loss of nerve cells in the terminal portion of the bowel. 
      In humans, this condition, known as Hirsch-sprung's disease (congenital 
      megacolon), occurs in roughly one in 5,000 live births. Without 
      innervation, intestinal traffic is blocked, and the colon becomes 
      enormously dilated above the blockage. Surgery is extremely difficult 
      because the aganglionic portion of the infant's intestine must be removed 
      without damaging functioning ganglionic tissue. One experimental model for 
      this disease, the lethal spotted mouse, lacks ET-3, while another 
      laboratory strain, the piebald mouse, lacks the endothelin receptor 
      ET<SUB>B</SUB>. In either case, the result is a mouse with the equivalent 
      of Hirschsprung's disease. (The link between ET-3 deficiency and 
      aganglionosis was discovered quite by accident, when Masashi Yanagisawa 
      knocked out genes coding for ET-3 and ET<SUB>B</SUB> to study their effect 
      on blood pressure regulation. The animals had such severe bowel 
      abnormalities that they did not live long enough to manifest 
      cardiovascular problems.) </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Our laboratory 
      is currently attempting to define exactly where the endothelins are 
      expressed, as well as to clarify the role of another putative factor in 
      the pathogenesis of Hirschsprung's disease, laminin-1. This is an 
      extracellular matrix protein excreted by smooth muscle precursors that 
      both encourages adhesion of migrating cells and promotes their 
      differentiation into neurons (Figure 7). We are trying to produce a 
      transgenic mouse that overexpresses laminin in the gut, and anticipate 
      that Hirschsprung's disease equivalent will result. 
  </FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center><FONT face="Courier New">&nbsp;</P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center>&nbsp;<o:p></o:p></P>
<DIV align=center>
<TABLE style="mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><IMG SRC="cid:X.MA17.1117084148@aol.com"  height=200 width=464         v:shapes="_x0000_i1027" DATASIZE="27242" ID="MA17.1117084148"         ><SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"   align=center>&nbsp;<o:p></o:p></P>
<DIV align=center>
<TABLE   style="WIDTH: 300pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"   cellSpacing=0 cellPadding=0 width=400 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD       style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; BACKGROUND-COLOR: transparent">
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=2>We also are 
      studying an interesting group of molecules called netrins, which are 
      expressed in both gut epithelium and the CNS. Netrins are attraction 
      molecules that appear to guide migrating axons in the developing CNS and 
      neuronal precursors in the bowel and may be especially important in 
      forming the submucosal plexus. The attraction they create is so powerful 
      that if netrin-expressing cells are placed next to the gut, neuronal 
      precursors will migrate out of the bowel in search of the 
      netrin-expressing cells. Two potential receptors for the netrins have been 
      identified, neogenin and DCC (deleted in colorectal cancer). Antibodies to 
      DCC will counter the attraction of netrins and cause nerve cell precursors 
      to suspend their migration. Other teams are studying avoidance molecules 
      called sema-phorins that are the opposite of the attraction molecules 
      (i.e., they repel the enteric precursors). </FONT></P>
      <P><FONT face="Times New Roman">Mention should also be made of the 
      important role that technology has played in accelerating scientific 
      progress in this area. In particular, the ability to isolate crest-derived 
      cell populations by magnetic immunoselection and then to culture them in 
      defined media has made it possible to test the direct effects of putative 
      growth factors on the precursors of neurons and glia, as well as to 
      analyze cell receptors, transcription factors, and other developmentally 
      relevant molecules (Figure 8). The alternative--carrying out experiments 
      with mixed populations of enteric precursor cells or cells cultured in 
      serum-containing media--would have produced unreliable results because of 
      the uncontrolled interaction of crest-derived and non-crest-derived cells 
      in media of unknown content. </FONT></P>
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"         align=center><FONT face="Times New Roman"><IMG SRC="cid:X.MA18.1117084148@aol.com"  height=560 width=308         v:shapes="_x0000_i1028" DATASIZE="41361" ID="MA18.1117084148"         ></FONT></P>
      <H3 style="MARGIN: auto 0in"><FONT face="Arial Unicode MS">Future 
      Directions</FONT></H3>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Clearly, much 
      has been accomplished since the days when the ENS was dismissed as an 
      inconsequential collection of relay ganglia. Although we still are unable 
      to relate such complex behaviors as gut motility and secretion to the 
      activity of individual neurons, work in that area is proceeding briskly. 
      Similarly, we are moving toward an overarching picture of how the CNS 
      interacts with the microcircuits of the bowel to produce coordinated 
      responses. Finally, it seems inevitable that advancement of basic 
      knowledge about the ENS will be followed by related clinical applications, 
      so that the next generation of medical practitioners and patients will 
      find fewer ailments listed under the catch-all heading of functional bowel 
      disease. </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman"><B>Selected 
      Reading</B> </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Costa M et al: 
      Neurochemical classification of myenteric neurons in the guinea-pig ileum. 
      Neuroscience 75:949, 1996 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Furness JB et 
      al: Intrinsic primary afferent neurons of the intestine. Prog Neurobiol 
      54:1, 1998 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Gershon MD: 
      Genes, lineages, and tissue interactions in the development of the enteric 
      nervous system. Am J Physiol 275:G869, 1998 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Gershon MD: 
      The Second Brain. Harper Collins, New York, 1998 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Gershon MD, 
      Chalazonitis A, Rothman TP: From neural crest to bowel: Development of the 
      enteric nervous system. J Neurobiol 24:199, 1993 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Gershon MD, 
      Erde SM: The nervous system of the gut. Gastroenterology 80:1571, 1981 
      </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Gershon MD, 
      Kirchgessner AL, Wade PR: Functional anatomy of the enteric nervous 
      system. <I>In </I>Physiology of the Gastrointestinal Tract, 3rd ed, vol 1, 
      Johnson LR et al (Eds). Raven Press, New York, 1994, pp 381-422 
</FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Kirchgessner 
      AL, Gershon MD: Identification of vagal efferent fibers and putative 
      target neurons in the enteric nervous system of the rat. J Comp Neurol 
      285:38, 1989 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Kirchgessner 
      AL, Gershon MD: Innervation of the pancreas by neurons in the gut. J 
      Neurosci 10:1626, 1990 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Pomeranz HD et 
      al: Expression of a neurally related laminin binding protein by neural 
      crest-derived cells that colonize the gut: Relationship to the formation 
      of enteric ganglia. J Comp Neurol 313:625, 1991 </FONT></P>
      <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">Rosenthal A: 
      The GDNF protein family: Gene ablation studies reveal what they really do 
      and how. Neuron 22:201, 1999 </FONT></P>
      <DIV class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"         align=center><FONT face="Times New Roman">
      <HR align=center width="100%" SIZE=2>
      </FONT></DIV>
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"         align=center><A href="http://www.hosppract.com/index.htm"><FONT         size=2>HOME</FONT></A><FONT size=2> | </FONT><A         href="http://www.hosppract.com/toc.htm"><FONT size=2>CURRENT 
      ISSUE</FONT></A><FONT size=2> | </FONT><A         href="http://www.hosppract.com/past.htm"><FONT size=2>PAST 
      ARTICLES</FONT></A><FONT size=2> | </FONT><A         href="http://www.hosppract.com/past.htm"><FONT         size=2>SEARCH</FONT></A><FONT size=2> | </FONT><A         href="http://www.hosppract.com/genetics.htm"><FONT size=2>GENETICS 
      SERIES</FONT></A><BR><A href="http://www.hosppract.com/cc.htm"><FONT         size=2>CAPSULE &amp; COMMENT</FONT></A><FONT size=2> | </FONT><A         href="http://www.hosppract.com/cme.htm"><FONT size=2>CME</FONT></A><FONT         size=2> | </FONT><A href="http://www.hosppract.com/adver.htm"><FONT         size=2>ADVERTISER SERVICES</FONT></A><FONT size=2> | </FONT><A         href="http://www.hosppract.com/about.htm"><FONT size=2>ABOUT 
      US</FONT></A><FONT size=2> </FONT></P>
      <DIV class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: center"         align=center><FONT size=2>
      <HR align=center width="100%" SIZE=2>
      </FONT></DIV>
      <TABLE         style="BACKGROUND: red; WIDTH: 438pt; mso-cellspacing: 0in; mso-padding-alt: 0in 0in 0in 0in"         cellSpacing=0 cellPadding=0 width=584 bgColor=red border=0>
        <TBODY>
        <TR style="HEIGHT: 16.5pt">
          <TD             style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent">
            <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=2><IMG SRC="cid:X.MA19.1117084148@aol.com"                height=22 width=248 border=0 v:shapes="_x0000_i1029" DATASIZE="1141"               ID="MA19.1117084148" ><SPAN               style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD>
          <TD             style="BORDER-RIGHT: #e0dfe3; PADDING-RIGHT: 0in; BORDER-TOP: #e0dfe3; PADDING-LEFT: 0in; PADDING-BOTTOM: 0in; BORDER-LEFT: #e0dfe3; PADDING-TOP: 0in; BORDER-BOTTOM: #e0dfe3; HEIGHT: 16.5pt; BACKGROUND-COLOR: transparent">
            <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt; TEXT-ALIGN: right"               align=right><FONT size=2><IMG SRC="cid:X.MA20.1117084148@aol.com"  height=22               alt="The McGraw-Hill Companies Gradient" width=336 border=0               v:shapes="_x0000_i1030" DATASIZE="795" ID="MA20.1117084148"               ><SPAN               style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE>
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><BR><FONT size=2><SPAN         class=v10>Copyright (C) 2001. The McGraw-Hill Companies. All Rights 
      Reserved</SPAN><BR><SPAN class=v10><A         href="http://www.mcgraw-hill.com/privacy.html">Privacy 
      Policy.</A>&nbsp;&nbsp;&nbsp;<A         href="http://www.physsportsmed.com/eprivacy.htm">Privacy 
      Notice.</A></SPAN> <SPAN         style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Arial Unicode MS'"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV><o:p></o:p></FONT></DIV>
<DIV><FONT lang=0 face=Arial size=2 FAMILY="SANSSERIF"   PTSIZE="10">----------<BR>Howard Bloom<BR>Author of The Lucifer Principle: A 
Scientific Expedition Into the Forces of History and Global Brain: The Evolution 
of Mass Mind From The Big Bang to the 21st Century<BR>Visiting Scholar-Graduate 
Psychology Department, New York University; Core Faculty Member, The Graduate 
Institute<BR>www.howardbloom.net<BR>www.bigbangtango.net<BR>Founder: 
International Paleopsychology Project; founding board member: Epic of Evolution 
Society; founding board member, The Darwin Project; founder: The Big Bang Tango 
Media Lab; member: New York Academy of Sciences, American Association for the 
Advancement of Science, American Psychological Society, Academy of Political 
Science, Human Behavior and Evolution Society, International Society for Human 
Ethology; advisory board member: Youthactivism.org; executive editor -- New 
Paradigm book series.<BR>For information on The International Paleopsychology 
Project, see: www.paleopsych.org<BR>for two chapters from <BR>The Lucifer 
Principle: A Scientific Expedition Into the Forces of History, see 
www.howardbloom.net/lucifer<BR>For information on Global Brain: The Evolution of 
Mass Mind from the Big Bang to the 21st Century, see 
www.howardbloom.net<BR></FONT></DIV></FONT></BODY></HTML>