Udział synaps elektrycznych w generowaniu hipokampalnego rytmu theta in vivo

Henryk Gołebiewski; Barbara Eckersdorf; Jan Konopacki

doi:10.18778/1730-2366.03.15

Authors

Henryk Gołebiewski Uniwersytet Łódzki, Katedra Neurobiologii
Barbara Eckersdorf Uniwersytet Łódzki, Katedra Neurobiologii
Jan Konopacki Uniwersytet Łódzki, Katedra Neurobiologii

DOI:

https://doi.org/10.18778/1730-2366.03.15

Keywords:

rytm theta, synapsy elektryczne, in vivo

Abstract

W obecnych doświadczeniach badano rol. synaps elektrycznych formacji hipokampa w generowaniu lokalnie rejestrowanego rytmu theta u swobodnie poruszających się kotów. Dohipokampalne mikroiniekcje karbenoksolonu oraz chininy (30|ag/l „ 1) odwracalnie obniżały amplitudę i moc hipokampalnego rytmu theta występującego spontanicznie, jak i wywołanego drażnieniem czuciowym czy elektrycznym formacji siatkowatej śródmózgowia. Hamujący wpływ ujawnił się w 30 minut po mikroiniekcji i obserwowany był przez około 9 godzin od podania każdego z zastosowanych środków farmakologicznych. Następnie oba parametry aktywności rytmicznej stopniowo wracały do wartości kontrolnych. Częstotliwość rytmu nie ulegała zmianom przez cały czas doświadczeń. Wyniki uzyskane w obecnych badaniach dostarczają pierwszych bezpośrednich dowodów wskazujących na istotny udział synaps elektrycznych formacji hipokampa w mechanizmach synchronizacji leżących u podstaw generowania rytmu theta w warunkach in vivo.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Bennett M .V .L. (1997) Gap junctions as electrical synapses. J. Neurocytology. 26: 349-466. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1018560803261

Bland В. H. (2000) The medial septum: node of the ascending brainstem hippocampal synchronizing pathways. W: Numan R. (ed). The behavioral neuroscience of the septal region. Springer-Verlag, New York, s. 115-145. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1302-4_6

Bland B.H. (1986) The physiology and pharmacology of hippocampal theta rhythm s. Prog. Neurobiol. 26: 1-54. DOI: https://doi.org/10.1016/0301-0082(86)90019-5

Bland В .H., Oddie S.D. (2001) Theta band oscillation and synchrony in the hippocampal formation and associated structures: the case for its role in sensorimotor integration. Behav. Brain Res. 127: 119-136. DOI: https://doi.org/10.1016/S0166-4328(01)00358-8

Bland B. H., Colom L.V. (1993) Extrinsic and intrinsic properties underlying oscillation and synchrony in limbic cortex. Prog. Neurobiol. 41: 157-208. DOI: https://doi.org/10.1016/0301-0082(93)90007-F

Carlen P .L., Skinner F., Z hang L., Naus C., Koshnir M., Velasquez J.L .P. (2000) The role of gap junctions in seizures. Brain Res. Rev. 32: 235-241. DOI: https://doi.org/10.1016/S0165-0173(99)00084-3

Cascio W .E., Yang H., Muller-Borer B.J., Johnson T.A. (2005) Ischemia-induced arrhythmia: the role of connexins, gap junctions, and attendant changes in impulse propagation. J. Electrocardiol. 38: 55-59. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jelectrocard.2005.06.019

Draguhn A., Traub R.D., Shmilz D., Jefferys G.R. (1998) Electrical coupling underlies high- frequency oscillations in the hippocampus in vitro. Nature 394: 189-192. DOI: https://doi.org/10.1038/28184

Gołębiewski H. (2005) Rola przegrody w generowaniu hipokampalnego rytmu theta u kota. Wydawnictw o Uniwersytetu Łódzkiego, s. 7-43.

Gołębiewski H., Eckersdor B., Konopacki J. (2005) The effect of gap junction blockage on hippocampal theta activity. Acta Neurobiol. Exp. 65: 325.

Gołębiewski H., Eckersdor ß„ Konopacki J. (2002) Septal cholinergic mediation of hippocampal theta in the cat. Brain Res. Bull. 49: 407-412. DOI: https://doi.org/10.1016/S0361-9230(99)00068-4

Jahrom i S.S., Wentland K., Piran S., Carlen P.L. (2002) Anticonvulsant actions of gap junctional blockers in an in vitro seizure model. J. Neurophysiol. 88: 1893-1902. DOI: https://doi.org/10.1152/jn.2002.88.4.1893

Jasper H., Ajmone-Marsan C. A. (1954) A stereotaxic atlas of the diencephalon of the cat. National Research Council of Canada, Ottawa.

Jellinck P. H., Monder C., McEwan В. S., Sakai R.R. (1993) Differential inhibition of beta- hydroxysteroid dehydrogenase by carbenoxolone in rat brain regions and peripheral tissues. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol. 46: 209-213. DOI: https://doi.org/10.1016/0960-0760(93)90296-9

Konopacki J. (1998) Theta-like activity in the limbic cortex in vitro. Neurosci. Biobehav. Rev.22: 311-323. DOI: https://doi.org/10.1016/S0149-7634(97)00017-1

Konopacki J., Bland B.H., Dyck R. (2003) Intracellular recording and labeling of neurons in midline structures of the rat brain in vivo using sharp electrodes. J. Neurosci. Meth. 127: 85-93. DOI: https://doi.org/10.1016/S0165-0270(03)00126-2

Konopacki J., Kowalczyk T., Gołębiewski II. (2004) Electrical coupling underlies theta oscillations recorded in hippocampal formation slices. Brain Res. 1019: 270-274. DOI: https://doi.org/10.1016/j.brainres.2004.05.083

Kumar N.M ., Gilula N.B. (1986) Cloning and characterisation of hum an and rat liver cDNAs encoding for a gap junction protein. J. Cell Biol. 103: 767-776. DOI: https://doi.org/10.1083/jcb.103.3.767

MacVicar B.A., Dudek F.E. (1981) Electronic coupling between pyram idal cells: A direct demonstration in rat hippocampal slices. Science 213: 782-785. DOI: https://doi.org/10.1126/science.6266013

Miller R. (1991) W: Braitenberg V., Barlow H. B., Bullock T. H., Florey E., Grusser O. J., Peters A.(eds.). Cortico-hippocampal interplay and the representation of contexsts in the brain. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, s. 35-127.

Nowacka A., Jurkowlaniec E., Trojniar W. (2002) Microinjection of procaine into the pedunculopontine tegmental nucleus suppresses hippocampal theta rhythm in urethane- anesthetized rats. Brain Res. Bull., 58: 377-384. DOI: https://doi.org/10.1016/S0361-9230(02)00801-8

Robertson J.D. (1963) The occurrence of the subunit pattern in the unit membrane of club endings in the Mauthner cell synapses in gold fish brains. J. Cell Biol. 19: 201-221 DOI: https://doi.org/10.1083/jcb.19.1.201

Rodriguez-Sinovas A., Garcia-Dorado D., uiz-Meana M., Soler-Soler J. (2004) Enhanced effect of gap junction uncouplers on m acroscopic electrical properties of reperfused myocardium ../. Physiol. 15;559: 245-257. DOI: https://doi.org/10.1113/jphysiol.2004.065144

Ross F.M, Gwyn P., Spanswiek D., Davies S.N. (2000) Carbenoxolone depresses spontaneous epileptiform activity in the CA1 region of rat hippocampal slices. Neuroscience 100: 789-796. DOI: https://doi.org/10.1016/S0306-4522(00)00346-8

Spray D. C., Rosental R., Srinivas M. (2002) Prospects of rational development of pharmacological gap junction channcl blockers. Curr. Drug Targ. 3: 455-464. DOI: https://doi.org/10.2174/1389450023347353

Stcriade M., Gloor P., Linas R. R., Lopes Da Silva F. H., M esulam M. M. (1990) Basic mechanism s of cerebral rhythmic activities. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 61: 982-993.

Traub R.D., Bibbing A., Fisahn A., LeBeau F.E.N., Whittington M. Buhl A.E.H. (2000) A model of gamma frequency network oscillations induced in the rat CA3 region by carbachol in vitro. Europ. J. Neurosci. 12: 4093-4106. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1460-9568.2000.00300.x

Traub R.D., Draguhn A., Whittington M.A., Baldeweg T., Bibbing A., Buhl E.H., Schmitz D. (2002) Axonal gap junctions between principal neurons: A novel source of network oscillations, and perhaps epileptogenesis. Rev. Neurosci. 13: 1-30. DOI: https://doi.org/10.1515/REVNEURO.2002.13.1.1

Traub R.D., Whittington M.A., Buhl E.H., LeBeau F.E.N., Bibbing A., Boyd S., Cross H„ Baldeweg T. (2001) A possible role for gap junction in generation of very fast EEG oscillations preceding the onset of, and perhaps initiating, seizures, Epilepsia 42: 153-170. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1528-1157.2001.4220153.x