Témakiírások
A szinkron idegi tevékenység in vitro elektrofiziológiai vizsgálata
témakiírás címe
A szinkron idegi tevékenység in vitro elektrofiziológiai vizsgálata
intézmény
doktori iskola
témakiíró
tudományág
témakiírás leírása
A kérgi neuronhálózatok működésére jellemző, hogy bizonyos időszakokban számos idegsejt egyidejűleg tüzel, amely ritmikus aktivitást eredményezhet. Ezek a ritmikus aktivitások extracellulárisan mint oszcillatorikus mezőpotenciálok regisztrálhatók. Számos jól ismert ritmikus idegi tevékenységet ismerünk, mint pl. az alvás alatt az EEG-n megjelenő delta hullámok, vagy a szenzoros információ feldolgozásakor elvezethető théta aktivitás. A kutatásunk a 30-100 Hz frekvenciájú, ún. gamma oszcillációk vizsgálatára fókuszál. Ezek az oszcillációk elsősorban a figyelem fokozódásakor, emléknyomok felidézésekor válnak szembetűnővé mind a neokortikális, mind a hippokampális EEG-n. Az eddigi eredmények azt mutatják, hogy a gamma oszcillációk lokálisan alakulnak ki nem túl nagyszámú idegsejt szinkron tevékenységének a következményeként.
A kutatásunk célja a hippokampális ideghálózatokban megfigyelhető gamma aktivitások sejtszintű mechanizmusainak megértése, kialakulásuk sajátságainak megfejtése.
Ezen célok eléréséhez túlélő agyszövet-szeletekben hozunk létre gamma oszcillációkat pl. metabotrópos receptorok tónikus ingerlésével. A hippokampuszban kialakuló ritmikus aktivitást extracellulárisan regisztráljuk, és hogy megértsük a szinkron tevékenység mögött meghúzódó sejtszintű mechanizmusokat, a mezőpotenciál-elvezetéseket egysejt elvezetésekkel kombináljuk. Ez utóbbi módszer lehetővé teszi, hogy egyidejűleg mérjük az adott idegsejt tüzelési sajátosságait, ill. a ráérkező szinaptikus bemenetek tulajdonságait a sejtek populációs aktivitásából fakadó mezőpotenciál-változásokkal. Az egyes sejteket a mérés közben intracellulárisan megjelöljük, és a fiziológiai kísérletek befejezése után anatómiailag azonosítjuk az elvezetett sejtek típusát (Hájos et al., 2004; Oren et al., 2006). Az adott módszer kombinálható képalkotó eljárásokkal, amely tovább segít megérteni a hálózati oszcillációk mechanizmusait (Mann et al., 2005).
Az eddigi eredményeink alapján megállapíthattuk, hogy a hippokampusz CA3 régiójában két, számos tulajdonságaiban eltérő gamma oszcilláció hozható létre acetilkolin ill. metabotrópos glutamát receptorok ingerlésével (Pálhalmi et al., 2004). A vizsgálataink további részében a kolinerg receptorok ingerlésével létrehozott szinkronizáció mechanizmusait vizsgáltuk. Kiderítettük a különböző hippokampális sejttípusok tüzelési sajátságait a gamma oszcilláció során (Hájos et al., 2004), majd meghatároztuk a sejtekre érkező szinaptikus bemenetek tulajdonságait, ami jól magyarázza a sejttípusok közti tüzelési különbségeket (Oren et al., 2006). Az Oxfordi Egyetemen Dr. Ole Paulsen munkacsoportjával kollaborációban megállapítottuk, hogy a kolinerg receptorok aktiválásával létrehozott oszcillációkban az aktív folyamatok a piramissejtek periszomatikus régiójára szorítkoznak. Röviden összefoglalva az eredményeink alapján megállapíthatjuk, a hippokampális CA3 régióban a gamma oszcilláció kialakításáért a piramissejtek és a periszomatikus gátlósejtek időben összerendezett tüzelése a felelős (Mann et al., 2005).
További vizsgálatainkban célul tűztük ki, hogy meghatározzuk a periszomatikus gátlósejtek típusát, amelyek kulcsszerepet játszanak a gamma oszcillációk kialakításában. Ezen túlmenően szeretnénk körüljárni, hogy a CA3 régióban ill. az entorhinális kéregben keletkezett gamma oszcillációk milyen mechanizmusokon keresztül alakítják ki az eltérő frekvenciájú gamma oszcillációkat a hippokampusz CA1 régiójában. A gamma oszcillációk sajátságai mellett szeretnénk felderíteni a CA3 régióban spontán kialakuló ún. éleshullám-aktivitások sejtszintű mechanizmusait is (Hájos et al., 2008).
A kutatásunk célja a hippokampális ideghálózatokban megfigyelhető gamma aktivitások sejtszintű mechanizmusainak megértése, kialakulásuk sajátságainak megfejtése.
Ezen célok eléréséhez túlélő agyszövet-szeletekben hozunk létre gamma oszcillációkat pl. metabotrópos receptorok tónikus ingerlésével. A hippokampuszban kialakuló ritmikus aktivitást extracellulárisan regisztráljuk, és hogy megértsük a szinkron tevékenység mögött meghúzódó sejtszintű mechanizmusokat, a mezőpotenciál-elvezetéseket egysejt elvezetésekkel kombináljuk. Ez utóbbi módszer lehetővé teszi, hogy egyidejűleg mérjük az adott idegsejt tüzelési sajátosságait, ill. a ráérkező szinaptikus bemenetek tulajdonságait a sejtek populációs aktivitásából fakadó mezőpotenciál-változásokkal. Az egyes sejteket a mérés közben intracellulárisan megjelöljük, és a fiziológiai kísérletek befejezése után anatómiailag azonosítjuk az elvezetett sejtek típusát (Hájos et al., 2004; Oren et al., 2006). Az adott módszer kombinálható képalkotó eljárásokkal, amely tovább segít megérteni a hálózati oszcillációk mechanizmusait (Mann et al., 2005).
Az eddigi eredményeink alapján megállapíthattuk, hogy a hippokampusz CA3 régiójában két, számos tulajdonságaiban eltérő gamma oszcilláció hozható létre acetilkolin ill. metabotrópos glutamát receptorok ingerlésével (Pálhalmi et al., 2004). A vizsgálataink további részében a kolinerg receptorok ingerlésével létrehozott szinkronizáció mechanizmusait vizsgáltuk. Kiderítettük a különböző hippokampális sejttípusok tüzelési sajátságait a gamma oszcilláció során (Hájos et al., 2004), majd meghatároztuk a sejtekre érkező szinaptikus bemenetek tulajdonságait, ami jól magyarázza a sejttípusok közti tüzelési különbségeket (Oren et al., 2006). Az Oxfordi Egyetemen Dr. Ole Paulsen munkacsoportjával kollaborációban megállapítottuk, hogy a kolinerg receptorok aktiválásával létrehozott oszcillációkban az aktív folyamatok a piramissejtek periszomatikus régiójára szorítkoznak. Röviden összefoglalva az eredményeink alapján megállapíthatjuk, a hippokampális CA3 régióban a gamma oszcilláció kialakításáért a piramissejtek és a periszomatikus gátlósejtek időben összerendezett tüzelése a felelős (Mann et al., 2005).
További vizsgálatainkban célul tűztük ki, hogy meghatározzuk a periszomatikus gátlósejtek típusát, amelyek kulcsszerepet játszanak a gamma oszcillációk kialakításában. Ezen túlmenően szeretnénk körüljárni, hogy a CA3 régióban ill. az entorhinális kéregben keletkezett gamma oszcillációk milyen mechanizmusokon keresztül alakítják ki az eltérő frekvenciájú gamma oszcillációkat a hippokampusz CA1 régiójában. A gamma oszcillációk sajátságai mellett szeretnénk felderíteni a CA3 régióban spontán kialakuló ún. éleshullám-aktivitások sejtszintű mechanizmusait is (Hájos et al., 2008).
felvehető hallgatók száma
1 fő
jelentkezési határidő
2009-05-29