Neural basis of time perception: The effect of optogenetic modulation of Substantia Nigra Pars Compacta on time production in mice
Zaman algısının sinirsel tabanı: Substantia Nigra Pars Kompakta'nın optogenetik modülasyonunun farelerde zaman üretimi üzerine etkisi
- Tez No: 837335
- Danışmanlar: PROF. DR. FUAT BALCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Psikoloji, Psychology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nörobilim Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Saniye-dakika aralığındaki olay sürelerinin neredeyse aynı psikofiziksel özellikler ile algılanması (aralık zamanlama) birçok omurgalı türünde gözlenmektedir. Bu örtüşme zamanı takip etmek için canlı türlerinde paylaşılan potansiyel olarak iyi korunmuş bir iç kronometre mekanizmasını önermektedir. Zaman için özelleşmiş bir duyusal system olmadığından, bu mekanizmanın çalışması büyük ölçüde beyindeki dinamiklere dayanmalı ve bunlar tarafından kısıtlanmalıdır. Zaman algısının sinirsel temelini açıklamak için birçok etkili model kullanılmasına ragmen, bu modeller formüllerinde nöral bağlantıları gözden kaçırmıştır. Yeni bir hesaplamalı model (TopDDM), zaman algısının eksitatör (uyarıcı) Poisson girdisinin sinirsel entegrasyonundan ve sabit bir eşik değerine kadar orantılı bir inhibitor (baskılayıcı) Poisson girdisinden ortaya çıkabileceğini göstererek uzun süredir mevcut olan boşluğu gidermiştir. Bu tez nigrostriatal dopaminerjik aktivite modülasyonunun eksitatör ve inhibitor girdiler arasındaki orantıyı etkileyerek saat hızını modüle edip etmeyeceğini test etmeyi amaçlamıştır. Tirozin hidroksilaz-Cre (TH::Cre) fareler, ödül almak için minimum bir süre kolu bastırmak (zaman üretimi) üzere eğitildi. İki farklı grupta (uyarım ve baskılama) substantia nigra pars kompakta bölgesindeki dopaminerjik nöronların aktivitesi (viral enfeksiyon ve optik stimulasyon aracılığı ile) arttırıldı ve azaltıldı. Bu amaçla, 36 TH::Cre erkek fare (8-10 haftalık) deneye alındı. Bu fareler viral enfeksiyona göre üç gruba ayrıldılar; baskılama (n = 12), uyarım (n = 12) ve kontrol (n = 12). Baskılama ve uyarım gruplarından 4 hayvana da elektrofizyolojik kayıtlar için mikroelektrot dizisi implant edildi. Uyarım grubunda aralık zamanlama yanıtlarında sağa doğru bir kayma ve baskılama grubunda ise sola doğru bir kayma vardı (grup içi karşılaştırma). Zamanlama hassasiyeti indekslerinde ise anlamlı bir fark yoktu. Elektrofizyolojik kayıtlar, uyarım grubunda aksiyon potansiyelerrinin sıklığının arttığını (mPFK'de) ve baskılama grubunda ise aksiyon potansiyellerinin sıklığının azaldığını (mPFK'de) doğrulamıştır. Verilerin TopDDM çerçevesinde modellenmesi, nigrostriatal yolağın karar eşiği düzeyinde aralık zamanlamadaki rolünü göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Perception of event durations in seconds-to-minutes range (interval timing) is observed in many vertebrate species with near identical psychophysical features. This overlap suggests a potentially well-preserved shared internal stopwatch mechanism for keeping track of time. Since there is not a sensory system specialized for time, the operation of this mechanism should heavily rely on and would be constrained by the neural processing dynamics in the brain. Many influential models of interval timing have overlooked the neural plausibility of their formulations even though they have been widely utilized as theoretical tools for the elucidation of the neural basis of time perception. A recent computational model (TopDDM) has overcome this long-standing gap by demonstrating that time perception can emerge from the neural integration of excitatory Poisson input and a proportional inhibitory Poisson input up to a constant threshold. This thesis aimed to test whether the modulation of nigrostriatal dopaminergic activity would modulate the clock speed presumably by affecting the proportionality between the excitatory and inhibitory input. Tyrosine hydroxylase-Cre (TH::Cre) mice were trained to depress the lever for a minimum amount of time to receive reward (time production). The dopaminergic neurons in the SNc region were inhibited and excited in two different groups (by viral infection and optical stimulation). Toward this end, 36 TH::Cre male mice (8–10-week-old) were taken to the experiment. These mice were divided into three groups according to their viral injections: inhibition (n = 12), excitation (n = 12), and control (n = 12). Four animals from the inhibition and excitation groups were also implanted with a microwire electrode array for electrophysiological recordings. There was a rightward shift in timed responses in the excitation group and a leftward shift in the inhibition group (between session within-group comparisons). There was no significant difference in the timing precision indices. Electrophysiological recordings confirmed increased frequency of action potentials (in mPFC) in the excitation group and reduced frequency of action potentials (in mPFC) in the inhibition group. Modeling the data in light of TopDDM suggests the role of the nigrostriatal pathway in interval timing at the level of decision-threshold setting.
Benzer Tezler
- Hareket başlatma ve derin beyin uyarımına ilişkin bir bazal çekirdek devresi hesaplamalı modeli
A computational model of basal ganglia for action initiation and deep brain stimulation
MUSTAFA YASİR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. NESLİHAN SERAP ŞENGÖR
- Tüp içinde tüp sistemli bir yapının yatay yükler altındaki davranışının araştırılması
Başlık çevirisi yok
HASAN BORA KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAHİT KUMBASAR
- Kamusal açık alanlarda değişen mikro iklim koşulları ve dış mekân termal konfor: Taksim Meydanı ve Gezi Parkı örnekleri
Changing microclimatic conditions and outdoor thermal comfort in public open spaces: Examples of Taksim Square and gezi park
EDA HAFIZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLDEN DEMET ORUÇ ERTEKİN
- Yere nüfuz eden radarlarda öğrenme tabanlı yeni kargaşa giderme yöntemleri
New learning-based clutter removal methods in ground penetrating radar
EYYUP TEMLİOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIN ERER
- Benlik algısının motor korteks uyarılabilirliği üzerindeki etkisi
The effect of the body-ownership on the motor cortex excitability
HALİL CAN ALAYDIN