Magasabbrendű talamikus magvak serkentő és gátló kontrollja
Title in English
Excitatory and inhibitory control of higher order thalamic nuclei
Panel
Neurosciences
Department or equivalent
Laboratory of Thalamus Research (Institute of Experimental Medicine)
Participants
Barthó, Péter Bodor, Ágnes Lívia Bokor, Hajnalka Lüthi, Anita Slézia, Andrea Ulbert, István
Starting date
2005-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
17.550
FTE (full time equivalent)
20.38
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Az OTKA pályázat során leírtunk és karakterizáltunk egy új gátlás-típust a talamuszban. E gátlórendszer axonvégződései és az általuk közvetített gátlás különbözött a talamuszban jól ismert gátlórendszerek tulajdonságaitól. Az axonterminálisok ultrastruktúrája és az általuk beidegzett célelemek hatékony gátlásra utaltak. Élettani kísérletek igazolták az anatómiai predikciókat és kimutatták, hogy ez a gátlás típus hatékony információ átvitelre képes magas frekvenciás impulzusok esetén is, mikor az ismert gátlópálya hatékonysága jelentősen csökken. Az új gátlás-típus képes megakadályozni a beidegzett talamikus sejtek működését, illetve képes kiváltani a karaterisztikus visszacsapó választ. Az új gátlás-típust sikerült azonosítani több pálya esetén, köztük főemlősökben a Parkinson-kórban érintett talamikus bemenetek esetében is. A pályázat során részletesen vizsgáltuk az új gátló pálya eredő sejtjeinek szerkezetét és működését.
Egy új gátlópálya leírása, melyet egyedi működési mechanizmusok jellemeznek felveti a lehetőségét e pálya szelektív modulációjának. Olyan drogok, melyek ezen a speciális gátlóterminálison hatnak segíthetnek azon tünetek enyhítésén, melyeket e pályák aberráns aktivitása okoz (pl. Parkinson-kór, krónikus fájdalom).
Results in English
During the OTKA project we discovered and characterized a novel inhibitory element in the thalamus. The structure of the nerve endings, their mode of action and the activity of the nerve cells were all different from the previously described inhibitory pathways in this brain centre. The anatomy of the nerve terminals and the nerve elements they contacted indicated powerful inhibitory action. Physiological measurements verified the anatomical predictions and demonstrated that these connections faithfully transfer inhibitory signals even at very high frequency, when the effectiveness of other inhibitory pathways is much reduced. We demonstrated that these inhibitory inputs are indeed able to silence thalamic neurons or induce strong, so-called, “postinhibitory rebound” activity. The morhology and the actvity of the parent cells of these pathways has also been extensively characterized. We described several of these pathways in different thalamic nuclei most importantly in those known to be involved in Parkinson’s disease.
Discovering a separate class of inhibitory pathways in the thalamus with distinct mode of action raises the hope for their selective modulation. Drugs which acts on these terminals can help to alleviate the symptoms linked to the aberrant activity of these specialized inhibitory pathways.
Acsády L: A talamokortikális rendszer és a tudat, In: Halász Péter (szerk) Tudat és tudatzavarok. Melinda Kiadó, Budapest, nyomdában., 2007
Acsády L and Káli S: Models, structure, function: the transformation of cortical signals in the dentate gyrus, Prog Brain Res. 163:577-99, 2007
Bokor H, Frère SGA, Eyre MD, Slézia A, Ulbert I , Lüthi A and Acsády L: Selective GABAergic Control of Higher Order Thalamic Relays, Neuron 45:929-940, 2005
Lavallée P, Urbain N, Dufresne C, Bokor H, Acsády L, Deschênes M: Feedforward inhibitory control of sensory information in higher order thalamic nuclei, J. Neurosci. 25:7489-7498, 2005
Pinault D, Slezia A, Acsády L: Corticothalamic 5-9 Hz Oscillations are More Pro-EpileptogenicThan Sleep Spindles in Rats, J. Physiol 574:209-224., 2006
Barthó P., Slézia A., Varga V., Bokor H., Pinault D., Buzsáki G, Acsády L: Cortical control of zona incerta, J. Neurosci. 27:1670-81, 2007
Bodor A. L., Giber K., Rovó Z., Ulbert I. & Acsady L.: Structural correlates of efficient GABAergic transmission in the basal ganglia-thalamus pathway, J. Neurosci. 28:3090-102, 2008
Bokor H, Acsády L, Deschênes M: Vibrissal responses of thalamic cells that project to the septal columns of the barrel cortex and to the second somatosensory area., J Neurosci. 28:5169-77, 2008
Wanaberbecq N, Bodor AL, Bokor H, Slézia A, Lüthi A and Acsády L: Contrasting the Functional Properties of GABAergic Axon Terminals with Single and Multiple Synapses in the Thalamus, J. Neurosci. 28:11848-11861, 2008
Giber K., Slézia A., Bokor H., Bodor AL, Ludányi A, Katona I, Acsády L: Heterogeneous output pathways link the anterior pretectal nucleus with the zona incerta and the thalamus in rat., J. Comp. Neurol. 506:122-40., 2008
