Nucleo che contiene numerosi neuroni multipolari contenenti neuromelanina (in rapporto con la composizione aminergica di molti neuroni reticolari del mesencefalo) e che si estende tra il peduncolo cerebrale e il tegmento per tutta la lunghezza del mesencefalo. In sezione trasversa ha forma semilunare, con la concavità diretta dorsalmente. È divisa in una parte dorsale, compatta, con cellule di dimensioni medie, molte delle quali sono pigmentate, e una parte ventrale reticolare, che manda prolungamenti tra le fibre del piede e che contiene un numero minore di cellule di cui solo alcune contengono pigmento. Lateralmente, si trova una parte filogeneticamente più antica. I neuroni della parte compatta sono caratterizzati da lunghi dendriti e un assone ascendente privo di collaterali. Essi sono disposti in due strati: (a) ventrale, costituito da cellule piramidali con dendriti varicosi che si estendono nella sostanza reticolare e con assoni che proiettano allo striato ipsilaterale (via nigro-striata); (b) dorsale, costituito da cellule fusiformi con dendriti che si estendono nella sostanza nera compatta e con assoni che proiettano al nucleo accumbens e al tubercolo olfattorio, al complesso amigdaloideo e alla corteccia frontale. I neuroni della sostanza nera reticolare, GABAergici, proiettano al talamo, al collicolo superiore e al nucleo del peduncolo pontino (vie nigro-tegmentali), per terminare probabilmente su cellule della formazione reticolare da cui gli impulsi vengono ritrasmessi alle cellule della colonna grigia anteriore del midollo spinale. Dalla circonvoluzione precentrale e, probabilmente, dalla postcentrale, originano fibre corticonigre, ma poche terminano su cellule della zona reticolare poiché molte sono in transito, dirette al nucleo rosso e alla formazione reticolare.

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