Zmiany hipokampalnego rytmu theta po inaktyw acji
brzusznego pola nakrywkow ego (VTA) u szczura w narkozie
uretanowej
Jolanta Orzeł-Gryglewska, Edyta Jurkowlaniec, Weronika Trojniar Katedra Fizjologii Zwierząt Uniwersytetu G dańskiego
Streszczenie
W stęp. Brzuszne pole nakrywkowe śródm ózgowia (V TA), kluczowa
struktura układu m ezolim bicznego jest anatom icznie pow iązana z form acją hipokampa. Stwierdzono rów nież zaangażowanie tej okolicy w regulację korowej i hipokam palnej aktywności EEG u czuw ających szczurów podczas takich zachowań (np. eksploracyjne węszenie), które są z łatw ością wywoływane przez stym ulację VTA i zwykle towarzyszy im rytm theta. Obecne dośw iadczenia miały na celu poznanie przypuszczalnej roli VTA w kontroli
tego rytmu. M ateriał i m etody. Dośw iadczenia przeprow adzono na
uretanizow anych szczurach, u których rytm theta w yw oływ ano poprzez ucisk nasady ogona. Badano efekty jednostronnej lezji elektrolitycznej (1 mA, 10 s) lub m ikroiniekcji prokainy (20% roztwór/0,5 ц1) do VTA. Analizowano 60-sekundowe zapisy wykonane przed i podczas stym ulow anego sensorycznie rytmu theta. Określano maksimum mocy i odpow iadającą mu częstotliwość osobno dla pasm o częstotliwości theta (3-6, 6-9 i 9-12 Hz) i dla pasm a delta (1-3 Hz). W yniki. Jednostronna, czasowa inaktyw acja VTA po mikroiniekcji prokainy spow odowała dw ustronny zanik hipokam palnego rytmu theta, co przejawiało się osłabieniem synchronicznej czynności hipokam palnego EEG i odp ow iedn ią reduk cją mocy w paśm ie 3-6 Hz. Trw ałe uszkodzenie VTA poprzez jed nostro nną lezję elektrolityczną wywołało długotrw ałe, głównie ipsilateralne zm niejszenie mocy rytmu theta, z pewnym i zmianami jego częstotliwości w paśm ie 6-9 Hz. Jednocześnie w ystąpił wzrost mocy w wyższych pasmach częstotliw ościow ych, co w skazuje na zm niejszenie synchroniczności hipokam palnej aktywności EEG. W nioski. VTA należy do systemu struktur pnia mózgu włączonych w synchronizację aktywności polowej hipokampa.
Wstęp
Hipokam palna aktyw ność połowa (EEG) jest kontrolow ana poprzez wielosynaptyczny system obejm ujący struktury pnia mózgu, śródmózgow ia i m iędzym ózgow ia [2, 17]. Rytm theta, który jest wysoce synchroniczną aktyw nością elektryczną hipokampa o częstotliw ości 3-12 Hz u swobodnie poruszających się gryzoni, zależny jest od integralności dróg w stępujących, które rozpoczynają się w układzie siatkowatym pnia mózgu (jądro siatkowate przednie mostu, RPO [11, 18] i jąd ro konarowo-m ostowe, PPN [10, 18]), biegną następnie przez tylne podwzgórze, PH [2, 6, 19], przyśrodkowe i boczne ciała
suteczkowate [7], jądro nadsuteczkowate, SuM [5, 6, 13],
grzbietowoprzyśrodkowe podwzgórze [19], a także przez boczne podwzgórze [4] do przyśrodkow ej przegrody i z tej okolicy do cierają do formacji hipokampa. O statnio stwierdziliśm y [3], że brzuszne pole nakrywkowe śródm ózgowia (V TA) je st zaangażowane w regulację korowej i hipokanipalnej
aktywności EEG u czuw ających szczurów podczas takich zachowań
(np. eksploracyjne w ęszenie) które są z łatwością wywoływ ane przez stymulację VTA i zw ykle towarzyszy im rytm theta. Obecne badania miały na celu dokładniejsze określenie przypuszczalnej roli VTA w regulacji elektrycznej aktyw ności hipokam pa, szczególnie w zakresie częstotliwości theta. Do badań
użyto standardow ego modelu dośw iadczalnego, w którym rytm theta
rejestrowany z grzbietowego hipokampa jest wywoływany sensorycznie u szczura w narkozie uretanowej. W takiej narkozie pozostaje tylko atropinooporny (cholinergiczny) tzw. theta 2, który u szczura w ystępuje podczas snu paradoksalnego [15, 16] oraz w czuwaniu w bezruchu ze w zm ożoną uwagą [8, 16]. Ten pow szechnie przyjęty model um ożliwia analizę zdolności synchronizacyjnych hipokam pa w ściśle kontrolowanych warunkach, które są trudne do otrzym ania u czuwającego, swobodnie chodzącego zw ierzęcia u którego rytm theta jest często przem ieszany z innymi typami fal EEG. W iele doniesień [1, 6, 9, 10, 12] świadczy, że je st to odpow iedni model do dem onstrow ania wpływu różnych okolic mózgu na regulację theta.
W obecnych badaniach analizowano sensorycznie w yw oływ any rytm theta pochodzący z hipokam palnego EEG przed i po jednostronnej iniekcji prokainy do VTA lub przed i po uszkodzeniu tkanki VTA poprzez elektrokoagulację.
Materiał i metody
Dośw iadczenia przeprowadzono w narkozie uretanow ej (1,5 g/kg, i.p.) na 13 szczurach szczepu W istar o początkowej masie ciała 270-450 g, podzielonych na dw ie grupy:
I - grupa PRO, n=5, otrzym ała jedn ostro nną m ikroiniekcję prokainy (20%
roztw ór/0,5 ц |) do okolicy VTA, poprzedzoną kontrolną iniekcją
rozpuszczalnika (woda destylowana);
II - grupa ELE, n=8, poddana została jednostronnej lezji elektrolitycznej (1 mA, 10 s) VTA, której efekty badano w 1. godzinie po uszkodzeniu oraz na 5. dzień po lezji.
Im plantacja elektrod
Po um ieszczeniu w aparacie stereotaktycznym , każdem u szczurowi implantowano dw ustronnie elektrody rejestrujące EEG z okolicy grzbietowego hipokampa, a także elektrodę uziem iającą i elektrodę odniesienia um ieszczone nad opuszką w ęchow ą. Jednobiegunowe elektrody hipokam palne wykonane były z drutu stalowego o średnicy 0,2 mm izolowanego na całej długości lakierem epoksydow ym za wyjątkiem płasko ściętego końca. Elektrodę uziem iającą i elektrodę odniesienia stanowiły śrubki ju bilerskie wkręcone w kości czaszki. W szystkie elektrody, uprzednio przylutowane do pozłacanych złączy, m ocowano na powierzchni czaszki za pom ocą durakrylu. Nad VTA w ykonyw ano otwór w kości dla w prow adzenia kaniuli iniekcyjnej lub elektrody do lezji. Przyjęto następujące koordynaty stereotaktyczne VTA: 4,8-5,1 mm do tyłu od bregmy, 0,9-1,0 mm na boki od linii pośrodkowej i 7,8-8,1 mm poniżej powierzchni czaszki [14]. Do iniekcji użyto igły (o średnicy 0,4 mm i płasko
ściętym końcu) strzykawki Hamiltona um ieszczonej w m anipulatorze
stereotaktycznym z pom pą infuzyjną. Elektrody lezyjne wykonane były z drutu stalowego o średnicy 0,3 mm izolowanego na całej długości lakierem epoksydowym za w yjątkiem płasko ściętego końca.
Procedura dośw iadczalna
Rytm theta u szczurów w narkozie uretanowej wywoływano stym ulacją sensoryczną przez silny ucisk nasady ogona za pom ocą klamerki (1-min. stym ulacje oddzielone 10-min. odstępami):
I. w grupie PRO: kilka razy przed i 6 razy (w ciągu 1. godziny) po iniekcji domózgowej
II. w grupie ELE: 5-6 razy przed i 6 razy bezpośrednio po lezji VTA oraz 5-7 razy podczas drugiej sesji doświadczalnej na 5. dzień po lezji
Iniekcja prokainy
Po w ykonaniu rejestracji kontrolnych do VTA w prow adzano kaniulę iniekcyjn ą przez którą podaw ano wodę destylowaną, a po 10 min. odstępie
i kontrolnej stym ulacji sensorycznej (w celu oceny wpływu iniekcji
i rozpuszczalnika na rytm theta) dokonywano iniekcji roztworu prokainy. Objętość każdej iniekcji wynosiła 0,5 ц1, a czas je j trwania około 3 minut.
Lezja elektrolityczna
Po jednogodzinnej kontrolnej rejestracji EEG (zawierającej 6-7 epizodów sensorycznie stym ulowanego rytmu theta) wykonywano elektrokoagulację
okolicy VTA (I mA, 10 s) przez uprzednio im plantow ane elektrody.
Bezpośrednio po lezji następow ała druga sesja rejestracyjna, przeprowadzona analogicznie do sesji kontrolnej. Po zakończeniu rejestracji każde zwierzę um ieszczano osobno w klatce z dostępem do pokarmu (peletki) i wody. Trzecia sesja rejestracyjna przeprowadzona była 5. dnia po lezji w warunkach narkozy uretanowej, według uprzednio stosowanej procedury.
Analiza danych
EEG rejestrow ano na dysku kom puterowym , przy użyciu programu EEG
Digi Track (ELM IKO ). Spektralną analizę hipokam palnego EEG
przeprow adzono obliczając za pom ocą algorytmu Chirp-Z (przedział
częstotliwości 1 - 30 Hz, próbkowany co 0 ,0 1 H z) dyskretn ą transform atę Fouriera (DFT) z 5-sekundowych odcinków, na które został podzielony 60-sekundowy zapis rytmu theta (typ II, IRSA) wyw oływ any stym ulacją sensoryczną jak również 60-s zapis EEG z okresu tuż przed rozpoczęciem stymulacji. Określono maksimum mocy Р т а х (w jxV2) i odpow iadającą mu częstotliw ość Fmax osobno dla pasm o częstotliw ości theta ( 3 .0 0 - 5.99 Hz, 6.00 - 8.99 Hz i 9.00 - 11.99 Hz) oraz dodatkow o dla pasm a delta (1.00 - 2.99 Hz). Aby wyelim inow ać zm ienność m iędzyosobniczą Р т а х norm alizowano w obrębie każdego pasm a częstotliw ościow ego w stosunku do zapisu po kontrolnej iniekcji wody (grupa PRO) lub do uśrednionych w artości Р т а х z okresu zapisu kontrolnego przed lezją VTA (grupa ELE). Częstotliw ość była norm alizow ana do 4,0 Hz, ponieważ wstępne analizy maksim um amplitudy w zakresie pasm a theta u wszystkich szczurów wykazały, że w warunkach kontrolnych średnia częstotliw ość odpowiadająca Р т а х w ynosiła 4,0±0,07 Hz i m iała rozkład norm alny. Miary te poddano analizie statystycznej (testy: One Way Anowa i Scheffe'a). Po zakończeniu dośw iadczeń przeprow adzono
weryfikację m iejsc iniekcji i lezji za pom ocą standardow ych metod
histologicznych.
Wyniki
W w arunkach kontrolnych spoczynkowe hipokam palne EEG
charakteryzowało się wysokoam plitudową, nieregularną aktyw nością (LIA) o dom inującej częstotliwości w zakresie pasma delta. Sensoryczna stymulacja
(ucisk ogona) zm ieniała ten wzorzec aktywności na regularne
Prokaina
Po jednostronnej iniekcji prokainy do okolicy VTA następuje obustronna supresja sensorycznie wyw oływ anego rytmu theta, co przejawia się jako:
• zanik rytmu theta w hipokampalnym EEG 10 min. po iniekcji prokainy (ryc. 1)
• zm niejszenie m ocy D FT w paśm ie theta z jednoczesnym w zrostem mocy w paśm ie delta (ryc. 1 - przykładowy szczur, ryc. 2 - wartości średnie, n=5)
kontra A
EEG przed rozpoczęciem stymulacji stymulacja przed iniekcją prokainy
łp$l
ipol Kontra
W
400 /W /cm
R y c. 1. W pływ je dn o s tro n n ej iniekcji prok ainy do V T A n a hip ok am pa lny zap is E E G i je g o w idm o m ocy w półku li ipsi- i ko ntralateraln ej do iniekcji (przykład). G órna część ryciny przedstaw ia pró bkę spo n tan ic zne go zapis u E E G ora z w yw ołanego sens orycznie rytm u th eta i ich w idm a m ocy. D o lna cz ęść ryc iny p rz eds ta w ia zapis hipokam palny i od pow ia dając e m u w idm a m ocy 10 m in. po iniekcji pro kain y (efekt m aksym alny - zanik stym ulow anego rytm u theta).
istotne zm niejszenie (10 min. po prokainie) średnich wartości maksim um mocy ( Р т а х ) w paśm ie 3-6 Hz podczas stym ulacji do 29±5% (p<0,001) ipsilateralnie i do 41±7% (p<0,05) kontralateralnie do strony iniekcji oraz istotne zm niejszenie (9 min. po iniekcji) Р т а х w paśm ie 3-6 Hz w w arunkach spoczynkowych przed stym ulacją do 50±7% (p<0,001) ipsilateralnie i do 47±5% (p<0,05) kontralateralnie do strony iniekcji (ryc. 2)
EEG przed stymulac ją
ip s ilat e ra ln ie k o n tra la te raln je
o с o U Ш UJ -3-e Hz —O - 6-9 Hz 5 tz D 6 o E E woda 9 19 29 39 49 59 woda 9 19 29 39 49 59
EEG podczas stymulacji
1000
100
woda 10 20 30 40 50 60 woda 10 20 30 40 50 60
czas po iniekcji prokainy [min]
R y c. 2. W pływ je dn o s tro n n ej iniekcji proka iny do V T A na m aksim um m ocy D FT hipok am pa lne go sygna łu E E G przed i pod cza s sen soryczne j sty m ulac ji. Z m ia ny m ocy p rze dstaw ion o w od niesie niu do kontrolnej iniekcji wody. Sygnał E E G an alizo w a no oso bno w paśm ie 1-3 Hz, ora z w 3 pasm ach składając ych się n a zakres rytm u th e ta (R SA ): 3 -6 H z, 6-9 Hz i 9-1 2 Hz. Prze ds taw io no w artości śre dnie+S.E .; * - p< 0.05 (tes t S ch effe’a).
• jedno czesny w zrost Р та х w paśmie delta zarówno podczas stym ulacji (do 853±124% , (p<0,001) ipsi- i do 499190% , (p<0,05) kontralateralnie) jak i przed stym ulacją (do 257±40% , (p<0,001) ipsi- i do 200+27% , (NS) kontralateralnie) (ryc. 2)
A. PROKAINA
ips ilate ralnie kontralatera lnie
czas po iniekcji [min] 1-3 Hz pasmo 3-6 Hz 6-9 Hz 9-12 Hz 1-3 Hz pasmo 3-6 Hz 6-9 Hz 9-12 Hz
EEG sponta niczny
woda 1,8 ±0,07 3.9 ±0,08 7,2 ±0,11 10.2 ±0.10 1.6 ±0,06 3,8 ±0.06 7,2 ±0.12 10,2 ii) ,11 9 1,6 ±0,07 3,8 di),09 7,0 ±0,11 10,2 ±0,11 1,6 ±3,06 3,6 ±0,08 7,2 ±0,10 10,3 ±0,10 19 1,5 ±0,06 3,8 ±0,10 7,1 ±0,10 10,4 ±0.11 1,5 ±0,06 3,8 ±0,09 7,2 ±0,11 10.2 ±0,10 29 1,7 ±0,06 3,7 ±0,05 7,3 ±0,12 10.4 ±0,12 1,5 ±0,05 3,7 ±0,06 7,4 ±0,10 10.2 ±0.12 39 1,6 ±0,07 3,7 ±0,06 7,0 ±0,10 10,2 ±0,12 1,5 ±0,05 3,8 ±0,07 7,2 ±0,11 10.4 ±0.11 49 1,8 ±0,08 3,7 ±0,06 6,8 ±.0,11 10.5 ±0.15 1.5 ±0.06 3,7 ±0,05 7,1 ±0,12 10.3 ±0.12 59 1,8 ±0,07 3,7 ±0,06 6,9 ±0,08 10,3 ±0.12 1,7 ±0,07 3,7 ±0.06 7,2 ±0,11 10.3 ±0.12
EEG podczas stym ulacji sensorycznej
woda 1,9 ±0,07 4,0 ±0.03 7,6 ±0,12 10.4 ±0,13 1,7 ±0.06 4.0 ±0,03 7,6 ±0,12 10.3 ±0,11 10 1,6 ±0,07 3,7 ±0,09 7,0 ±0,12* 10,3 ±0.14 1.6 ±0.06 3,6 ±0,06* 7,0 ±0,10* 10,1 ±0,10 20 1,7 ±0,07 3,7 ±0,07 7,0 ±0,10* 10.5 ±0.13 1.9 ±0,08 3.7 ±0,05 7,1 ±0,09* 10,2 ±0,12 30 2,1 ±0,09 3,8 ±0,04 7,3 ±0,12 10,3 ±0,12 1.9 ±0.08 3,7 ±0.04 7,2 ±0,11 10,3 ±0,12 40 2,1 ±0,09 3,9 ±0,03 7,1 ±0,11* 10,5 ±0,12 1,9 ±0.08 3,8 ±0,05 7,2 ±0,11 10,4 ±0,11 50 1,9 ±0,07 3,9 ±0,03 7.4 ±0,12 10,2 ±0,13 2,0 ±0.07 3.8 ±0,04 7,2 ±0.11 10.5 ±0.13 60 2.0 ±0,07 3.9 ±0,04 7,0 ±0,12* 10,3 ±0.11 1.8 ±0,06 3.9 ±0,05 7,3 ±0,11 10,2 ±0.11
* p<0,05 - test Scheffe'a. zmiany >0,4 Hz
B. LEZJA ipsilateralnie k ontralateralnie pasmo pasmo czas po lezji 1-3 Hz 3-6 Hz 6-9 Hz 9-12 Hz 1-3 Hz 3-6 Hz 6-9 Hz 9-12 Hz EEG spontaniczny kontrola 1,48 ±3.02 3,68 ±0,03 7,10 ±0,04 10.22 ±0.04 1,49 ±0,02 3,72 ±3.03 7.10 ±0,04 10,27 ±0.04 lezja 1,65 ±0.02 3,88 ±0,03 7,01 ±0,04 10,11 ±0.04 1.69 ±0,02 4,01 ±0,02 7.35 ±0.05 9.97 ±0.04 5.dnia 1.45 ±0.02 3.77 ±0.03 7.02 ±0.04 10.30 ±0,04 1.48 ±0,02 3,80 ±3,03 7,12 ±0.04 10,14 ±0.04
EEG podczas stym ulacji sensorycznej
kontrola 1,73 ±0.02 4,09 ±0.01 7,58 ±0,04 10,32 ±0,04 1,81 ±0,02 4,08 ±0,01 7,50 ±0,04 10,25 ±0.04 lezja 1,77 ±0.02 4.20 ±0,02 7,11 ±0,04* 9,97 ±0,04 1,84 ±0,02 4,22 ±3.01 7.45 ±3,05 9,98 ±0,04 5.dnia 1.70 ±3,02 3,99 ±3,02 7,26 ±0.05 10.23 ±0,05 1.75 ±0.02 4,00 ±0.02 7,29 ±0,05 10,15 ±0,04
* p<0,05 - test Scheffe'a, zmiany 2:0,4 Hz
T a b . 1. C zęs to tliw oś ć o dp o w iad ająca m aksim um m ocy hipo kam p aln eg o E E G prz ed i podczas stym ulacji se nsoryczn ej po iniekcji pro kain y (A) i lezji ele ktrolitycz nej (B) VT A.
• istotne zm niejszenie, jedynie podczas stym ulacji, średnich wartości częstotliwości odpowiadających maksimum mocy (Fm ax) w paśm ie 3-6 Hz z 4,00±0,03 do 3,6+0,06 Hz (p<0,05, 10 min. po prokainie) kontralateralnie do strony iniekcji oraz w paśm ie 6-9 Hz ipsilateralnie z 7,6±0,12 do 7,0±0,12 Hz (p<0,05, 10 min. po prokainie) i kontralateralnie z 7 ,6 ± 0 ,12 do 7,0±0,10 Hz (p<0,05, 10 min. po iniekcji) (tab. IA).
Lczja elektrolityczna
Po jednostronnej elektrolizie VTA następuje supresja sensorycznie wywoływanego rytmu theta, co przejawia się podczas sensorycznej stym ulacji: А/ bezpośrednio (10-60 m in.) po lezji:
• ipsilateralną desynchronizacją hipokam palnego EEG i zm niejszeniem mocy DFT w paśm ie theta (ryc. 3 - przykładowy szczur i ryc. 4 - wartości średnie, n=6)
• istotnym zm niejszeniem średnich wartości Р т а х w paśm ie theta 3-6 Hz: ipsilateralnie o 59±2% (p<0,001) i kontralateralnie o 21±4% (p<0,001) (ryc. 4)
• istotnym ipsilateralnym zmniejszeniem średnich wartości Р т а х w paśmie 6-9 Hz o 24±4% (p<0,001) i kontralateralnym ich zw iększeniem o 24±6% (NS) (ryc. 4)
• istotnym zwiększeniem średnich wartości Р т а х w paśm ie theta 9-12 Hz: kontralateralnie o 38±5% (p<0,001) (ryc. 4)
• istotnym ipsilateralnym zmniejszeniem Fmax w paśm ie 6-9 Hz z 7,58±0,04 Hz do 7,11 ±0,04 Hz (p<0,01) (tab. IB)
W zapisie spontanicznym nastąpiło ipsilateralne zm niejszenie Р т а х w pasmach 6-9 Hz (o 23,9±3,4% , p<0,01) i 9-12 Hz (o 29,8±2,8% , p<0,01) oraz kontralateralny wzrost Р т а х w paśmie 3-6 Hz (o 20,4±6,3% , p<0,01) (ryc. 4). В/ na 5. dzień po lezji:
• istotnym zm niejszeniem Р т а х w paśmie theta 3-6 Hz: ipsilateralnie o 62±2% (p<0,001) i kontralateralnie o 34±4% (p<0,001) (ryc. 4)
• istotnym zwiększeniem średnich wartości Р т а х w paśm ie theta 6-9 Hz: ipsilateralnie o 35±9% (p<0,001) i kontralateralnie o 205+25% (p<0,001) (ryc. 4)
• istotnym zwiększeniem średnich wartości Р т а х w paśm ie theta 9-12 Hz: ipsilateralnie o 92+8% (p<0,001) i kontralateralnie o 178±15% (p<0,001) (ryc. 4)
500 juV/cm 0,1 mV2/cm
R yc . 3. W pływ je d n o stro n n e j lezji V T A na hipok am p alny zap is E E G i je g o w idm o m ocy w półku li ipsi- i ko ntralate ralne j do lezji (przykład). G órna częś ć rycin y przed staw ia próbkę spo ntan icz ne go syg nału E EG i w yw ołanego sensorycznie rytm u th e ta o raz ich w idm a m ocy w w arunkac h kon troln ych . Śro dko w a część ryciny przedstaw ia E E G i je g o w idm o m ocy przed i pod cza s stym ulac ji sens oryczne j po lezji VTA. D oln a część ryciny przed sta w ia ana logiczn e fragm enty zapisu i ich w idm a m ocy otrzym ane 5. dnia po lezji.
S I 200 К о * Ï 150 k f S'? 100 §1 SPONTANICZNY EEG ipsilateralnie kontralateralnie * 250 150 100 E o .Я ■ E N o- 50 -50 -100
lezja 5.dnla lezja czas po lezji
EEG PODCZAS STYMULACJI SENSORYCZNEJ * ipsilateralnie kontralateralnie
i
lezja 5.dnia lezja 5.dnia czas po lezji
R y c. 4. W pływ jed n o stro n ne j lezji V T A na m aksim um m ocy D F T hipo k am pa lne go sygnału E E G w półkuli ipsi- i ko ntralate ralne j do lezji prz ed i podc zas sensoryc zn ej stym u la cji. W artości Р т а х otrzym ane po d cza s 1-go dzin nyc h rejestracji: przed lezją, be zpo ś red nio po lezji i 5. dn ia po lezji u śre dn ion o w 3 gru pa ch danych. Z m iany m ocy przeds taw ion o w od nies ien iu do średniego poziom u przed lez yjn ego. Sygnał EE G analizow a no os ob no w paśm ie 1-3 H z, ora z w 3 pasm ach składający ch się n a zakre s rytm u th eta (R SA ): 3-6 Hz, 6-9 Hz i 9-12 Hz. Prze ds taw io no w artości śre dnie+S .E .; * - p< 0.0 5 (tes t Scheffe'a).
W zapisie spontanicznym nastąpił obustronny wzrost Р т а х (odpow iednio ipsi- i kontraiateralny): w paśm ie 3-6 Hz (o 85,9±10,2% , p<0,001 oraz 147,4±17,1%, p < 0,0 1 ), w paśm ie 6-9 Hz (o 141,0±11,6%, p<0,01 oraz 162,9114,8% , p<0,05) i w paśmie 9-12 Hz (o 108,4±10,6%, p<0,01 oraz 142,6+13,4% , p<0,01), a także kontraiateralny w zrost Р т а х w paśmie 1-3 Hz (o 51,5±7,4% , p<0,05) (ryc. 4).
W eryfikacja histologiczna m iejsc iniekcji i przykładowa lezja VTA przedstawione zostały na ryc. 5 A i B.
R yc. 5. L oka liz acja z ako ń cze ń ka niul iniekc yjn ych (A) i p rzy kła dow a lezja elek tro lityc zn a V T A (B).
Podsumowanie i wnioski
Wyniki otrzym ane w niniejszej pracy można podsum ować następująco: 1/ zarówno po przejściowej inaktywacji jak i po definitywnym uszkodzeniu okolicy VTA obserw owane są zaburzenia w generacji hipokam palnego rytmu
theta, 2/ zaburzenia te polegają na zmniejszeniu maksim um mocy w zakresie pasma theta i zm ianie częstotliwości, przy której w ystępuje to maksim um mocy, 3/ pomimo jednostro nnej ingerencji zmiany m ają charakter dwustronny, choć po uszkodzeniu (szczególnie we wczesnym okresie po lezji) wyrażone są silniej po stronie ipsi lateral nej.
Otrzym ane wyniki sugerują, że VTA: 1/ należy do system u ośrodków pnia mózgu włączonych w synchronizację rytmu theta, 2/ wywiera wpływ na
aktywność hipokam pa poprzez m odulację am plitudy i synchronizację
częstotliwości sygnału.
Piśm iennictwo
1. B land В .H., K onopa cki J., Kirk I.J., O ddie S.D., Dickson C .T . (1 995 ) D ischa rg e patterns o f hippocam pal the ta -relate d cells in the caudal diencep halo n o f the urethan e a nes the tize d rat. J.
N eu roph ysio l. 74: 32 2-33 3.
2. B land B .H ., O dd ie S.D . (1998) A natom ical, e lectroph ysio logic al and p harm aco logical stud ies o f as cen d ing brain stem hippo ca m pal syn chronizing pathw ays. N eu rosci. B iobeh. Rev. 22: 259 -27 3.
3. Ju rko w lan iec E ., T okars ki J., T rojn ia r W. (20 03) E ffect o f unilatera l ib ote nate le sion s o f the ventral tegm e ntal a rea on c ortical and hippocam pal E EG in freely b eh av in g rats. A cta
N eurob iol. Exp. 63: 369-37 5.
4. Ju rko w lan ie c E, T ro jn ia r W ., O z orow s ka T., T okarski J. (1 989 ) D ifferentia l effe ct o f the dam age to the lateral h ypo thalam ic area on hippoca m pal th eta rhythm d urin g w aking and pa rado xica l sleep. A cta N eu rob iol. Exp. 49: 153-169.
5. K irk I.J., M cN au ghton N. (1 993) M a pping the differen tial e ffects o f p ro ca in e o n frequency an d am p litu de o f re ticula rly e licited hip pocam pal rhythm ical slow activity. H ip po ca m pu s 3: 517-526.
6. Kirk I.J., O dd ie S.D ., K onopacki J., B land B.H. (1996) E viden ce for differentia l control o f p osterio r h ypo thala m ic, supram am m illary, and m edial m am m illary th eta -re latcd c ellula r d isch arg e by a scen din g a nd d esc ending p a th w a y s ../. N eurosci. 16: 55 47-555 4.
7. K ocsis B., V e rtes R.P. (19 94) C ha rac teriz atio n o f ne urons in the su pra m a m m illary nucleus a nd m am m illary bo dy tha t disc harge rhythm ically w ith the h ipp oca m p al th eta rhythm in the rat. J. N eurosci. 14: 704 0-7 052 .
8. K ram is R., V a n de rw olf C .H ., B land B.H. (1 975) T w o types o f h ippo cam pal rhy thm ical slow activity in b oth the rab b it and the rat: re lations to b eh avior a nd effec ts o f a trop ine, diethyl ether, u retha ne a nd p ento ba rbita l. Exp. N eurol. 49: 5 8 -8 5 .
9. M c N aughton N „ L ogan B., Panickar K.S., Kirk I.J., Pan W .X ., B rown N.T., Heenan A. (1 995) C o ntrib ution o f syna pses in the m edial supra m am m illary nu cle us to the frequen cy o f h ippo cam pal theta rh yth m in freely m oving rats. H ipp oc am p us 5: 534-54 5.
10. N ow ac ka A., Ju rk ow la nie c E., T rojniar W. M ic roin jectio n o f procaine into the p e d un cu lo po ntin e tegm enta] nu cleus su ppresses h ippo cam pal theta rhy th m in u retha ne- a nes the tiz ed rats. B ra in Res. Bull. 58: 377-384.
11. N une z A., de A ndre as I., G arcia-A ustl E. (1991) R e la tions hip o f nuc leu s reticularis pontis ora lis neu ron al d isc ha rge w ith sen sory and carbachol evoked hip poc am pa l th eta rhythm . Exp.
Drain Res. 87: 303-30 8.
12. O a des R .D ., H alliday G .M . (1987) V entral tegm ental (A 10) system : nc urobio logy. 1. A na tom y a nd c on nec tivity. B rain Res. 434: 117-65.
13. Pan W .X ., M cN au ghton N. (200 2) T he role o f the m edial s upram am m illa ry n ucleus in the co ntro l o f hippo cam pa l th eta activity and be hav iou r in rats. Eur. J. N eurosci. 16: 1797-1809. 14. P a xino s G., W atson C. (w yd.) (1 986) The rat br ain in stere o tax ic co ordinate s, 2th edition.
A ca de m ic P ress, Sa n D iego.
15. San o K., Iw ahara S., Sem b a S., Sano A., Yam azaki S. (19 73) E ye m ovem ents and hippo cam p al th eta activ ity in rats. E le ctr oenceph. Clin. N eur oph ysio l. 35: 621-625.
16. V a n de rw o lf C .H . (1 969 ) H ippoc am pal electrical activity and vo lu ntary m ov em en ts in the rat.
E le ctro encep h. Clin. N e urop hysiol. 26: 407 -415.
17. V ertes R .P., K oc sis B. (199 7) B ra ins tem -die nce phalo -se pto hipp oca m p al system s c ontrollin g the th eta rhythm o f the hippocam pus. N e uroscienc e 81: 893-926.
18. V e rtes R. P., C olom L .V ., Fortin W .J., B land B.H. (1 993) B rain stem sites for ca rbachol e lic itation o f the h ippoca m pal th eta rhythm in the rat, Exp. B rain Res. 96. 41 9-42 9.
19. W ood north M .A., K yd R .J., L ogan B.J., L ong M .A., M c N aug hto n N. (2 003 ) M ultiple hy po th ala m ic sites c ontrol the frequency o f hippo ca m pal th eta rhythm . H ip po ca m pu s 13: 361-374 .
A dres do k ore sp on de nc ji: J o l a n ta O rz e l-G ry g ie w s k a
K a tedra Fizjolog ii Z w ierz ąt U niw ersytet Gdański ul. K ładki 24 80 -822 G dańsk tel. 05 8-30 1-9 4 -34 e-m ail: jo la @ b io tec h .un iv .g da .pl
