Basal forebrain cholinergic system
Bazal önbeyin kolinerjik sistemi
- Tez No: 782755
- Danışmanlar: PROF. DR. LASZLO ZABORSZKY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Psikoloji, Psychology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Rutgers, The State Unıversıty Of New Jersey-Newark Campus
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bazal önbeyin, memeli beyninin ventromedyal kısmında yer alan bir grup çekirdeği tanımlar. Bu çekirdeklerdeki kolinerjik kortikopetal nöronla, temel bilişsel işlevlerdeki özel işlevlerinden ötürü özel bir dikkati üzerilerine çekmektedir. Bu nöronlar bazal önbeyin sistemi oluşturan, bazal önbeyin kolinerjik (BFc) nöronlarıdır. Bu tez, BFc ile ilgili üç soruya cevap aramaktadır. İlk soru (Amaç 1) bu sistemi oluşturan nöronların elektrofizyolojik özellikleri ile ilgilidir. İkinci soru (Amaç 2) bu nöronların birbirleri arasındaki etkileşimle ilgilenmektedir. Son soru (Amaç 3) bu nöronların hedefledikleri nöronlardaki hücresel özellikleri nasıl modüle ettiğine cevap aramaktadır. Bu amaçla hedeflenen nöronlar için bazolateral amigdala düzenli ateşleyen (DA) hücreleri bir model olarak kullanılmıştır. Bunları cevaplamak içim transgenik farelerden elde edilen akut beyin kesitlerinden yama kıskacı kayıtları yapılmıştır. Kolinerjik nöronların, diğer kolinerjik nöronlar üzerine ve bazolateral DA hücreleri üzerine olan etkileri kolinerjik hücreleri optogenetik olarak uyararak çalışılmıştır. Amaç 1, BFc nöronlarının elektrofizyolojik olarak“erken ateşleyen”ve“geç ateşleyen”olmak üzere iki ayrışan grupta toplanabileceğini göstermiştir. Erken ateşleyen nöronlar (% 70) daha uyarılabilirdir ve belirgin aksiyon potansiyeli frekansı adaptasyonu gösterir. Ancak bu nöronlar aynı zamanda nöronların aksiyon potansiyeli deşarjından sonra bir süre tamamen suskunlaşması olarak tanımlanan depolarizasyon bloğu olgusuna daha duyarlıdır. Geç ateşleyen nöronlar (%30) daha az uyarılabilir olsa da düşük frekanslarda tonik ateşlemeyi devam ettirebilir. Amaç 2'de, BFc nöronları arasında etkileşimin ketleyici nitelikte olduğu in vitro elektrofizyolojik yaklaşımı, kolinerjik agonist ve antagonist uygulamaları, tam hücre ikili kayıtlar ve bir grup BFc nöron kümesinin optogenetik uyarılması gibi yöntemlerde çeşitlendirilerek gösterilmiştir. Bu mekanizmalar ve bunların muhtemel işlevsel çıkarımları daha ileride tartışılmaktadır. Amaç 3 için yapılan deneyler BFc nöronları tarafından salınan asetilkolinin bazolateral amigdala DA hücreleri üzerine etkisini araştırmıştır. Sonuçlar kolinerjik etkinin sinaptik olarak hedeflenen nöronun aktivite geçmişine göre değiştiğini göstermektedir: hemen öncesinde yüksek frekansta aktivite sergileyen hücrelerde kolinerjik etki uyarıcı iken, daha düşük aktivite sergileyen hücrelerde kolinerjik etkide muskarinik ketleme baskındır. Bu sonuçlar canlılarda asetilkolinin bir aktivite eşiği belirleme işlevi olduğuna işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
The term basal forebrain (BF) refers to a collection of nuclei found in the ventromedial aspects of the mammalian forebrain. The cholinergic corticopetal neurons in these nuclei received particular attention due to the intricate involvement of acetylcholine in cardinal cognitive functions. These neurons are referred to as the basal forebrain cholinergic (BFc) neurons and constitute the BFc system. This thesis asks three questions regarding the BFc system. The first question (Aim 1) pertains to the electrophysiological properties of its constituent neurons. Second question (Aim 2) deals with their interactions. The final question (Aim 3) is aimed at answering how these neurons modulate cellular properties in target neurons, considering the regular-spiking (RS) basolateral amygdala (BLA) neurons as a model system. To answer these questions, patch-clamp recordings in acute brain slices obtained from transgenic mice were done. The cholinergic effects on BFc neurons themselves and RS-BLA neurons were studied via optogenetically stimulating BFc neurons. Aim 1 revealed that BFc neurons can be differentiated into two electrophysiologically identifiable subtypes: early and late firing neurons. Early firing neurons (70%) are more excitable, show prominent spike frequency adaptation and are more susceptible to depolarization blockade, a phenomenon characterized by complete silencing of the neuron following an initial discharge of action potentials. Late firing neurons (30%), albeit being less excitable, could maintain a tonic discharge at low frequencies. In Aim 2, the inhibitory nature of BFc interactions were revealed using different approaches of slice electrophysiology that include the application of cholinergic agonists/antagonists, paired whole-cell recordings, and optogenetic activation of a subset of BFc neurons while recording the postsynaptic responses in others. The mechanisms and potential functional implications of these inhibitory actions are discussed in detail later. Experiments in Aim 3 were concerned with the effects of endogeneously released acetylcholine on RS-BLA neurons. The results reveal that cholinergic action depends on the recent history of RS-BLA neurons: It is excitatory following high frequency prior spiking while muscarinic inhibition dominates during lower firing frequencies. These results might point out to a thresholding function of acetylcholine in vivo.
Benzer Tezler
- Effects of enhanced TrkA signaling in mouse embryonic stem cell-derived basal forebrain cholinergic neurons against the in vitro neurodegenerative process of Alzheimer's disease
Fare embryonik kök hücrelerinden başkalaştırılmış bazal ön beyin kolinerjik nöronlarda TrkA sinyalinin upregüle edilmesinin in vitro Alzheimer hastalığı nörodejeneratif sürecine karşı etkisinin araştırılması
SENA EZGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN KİRİŞ
- Effects of basal forebrain stimulation on the distribution of cholinergic receptors in the sensorimotor cortex of rat brain
Bazal önbeyin uyarımının sıçan beyni sensorimotor korteksteki kolinerjik reseptör dağılımına etkisi
BEGÜM DEVLET
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Histoloji ve EmbriyolojiBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK GÜÇLÜ
- Effect of intracerebroventricular NGF infusion on spatial memory in adult rats
İntraserebroventriküler NGF infüzyonunun yetişkin sıçanların mekansal bellek yetileri üzerindeki etkisi
ORÇUN GÜZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EWA DOĞRU
- Effects of chronic intracerebroventricular administration of rat recombinant NGF on spatial working memory in adult memory-deficient rats
İntraserebroventriküler NGF infüzyonunun yetişkin hafıza sorunlu sıçanların mekansal kısa süreli bellek yetileri üzerindeki etkileri
UMUT GÜMÜŞBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EWA JAKUBOWSKA DOĞRU
- Contribution of Ventral pallidal cholinergic neurons to behavioral despair and fear learning
Ventral pallidal kolinerjik nöronların davranışsal çaresizlik ve korku öğrenmeye katkısı
SAHAR HALIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
PsikolojiBoğaziçi ÜniversitesiBilişsel Bilimler Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. GÜNEŞ ÜNAL
DOÇ. DR. DANIELA DR SCHULZ