Az agykérgi szenzoros válaszok állapot függő változásainak vizsgálata.
Title in English
Investigation of the state dependent changes of cortical sensory responses.
Keywords in Hungarian
agykéreg, szenzoros inger, elektrofiziológia, anatómia, lokális anyag adás
Keywords in English
cortex, sensory stimulus, electrophysiology, anatomy, local drug delivery
Discipline
Molecular and cellular neuroscience (Council of Medical and Biological Sciences)
50 %
Ortelius classification: Neurobiology
Neuroanatomy and neurophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)
50 %
Panel
Neurosciences
Department or equivalent
Institute for Psychology, HAS
Participants
Csercsa, Richárd Dombovári, Balázs Gábor Fiáth, Richárd Grand, László Háden, Gábor Péter Karmos, György Tóth, Dénes Wittner, Lucia
Starting date
2010-02-01
Closing date
2013-12-31
Funding (in million HUF)
11.499
FTE (full time equivalent)
10.66
state
closed project
Summary in Hungarian
A szakirodalomban ellentmondó hipotézisek jelentek meg a kérgi oszcillációs állapotoknak valamint az éberségi szintnek a szenzoros kérgi feldolgozást kontrolláló hatásairól. A klasszikus thalamikus kapuzási hipotézis szerint alvásban a szenzoros feldolgozás a relé magvak szintjén gátlás alá kerül, így a kéreg nem kap bemenetet a thalamuszból. Ezzel szemben, napjainkban kimutatták, hogy a patkány szomatoszenzoros rendszerében narkózis, illetve alacsony éberségi szint alatt mind a kérgi szinaptikus, mind a sejt tüzelési aktivitás megnő az ébrenléti állapothoz viszonyítva. Az akusztikus kéreg idegsejt aktivitásában pedig olyan különbségeket találtak alvás illetve az ébrenléti állapotok között, mely valószínűleg nem a thalamikus kapuzási folyamaton keresztül érvényesül. Humán kísérletek is rámutatnak arra, hogy az alvási lassú oszcilláció fázisa modulálja - akár növelheti is - a kiváltott válaszok amplitúdóját. Előzetes eredményeink alapján felállítottunk egy hipotézist, mely szerint a thalamikus kapu mellet egy igen jelentős kérgi kapu is modulálja a szenzoros információ feldolgozását. Hipotézisünk szerint a kapuzási folyamat nem más, mint a lassú oszcilláció down-state fázisa. Kutatásaink során ezt a hipotézist kívánjuk tesztelni, valamint pontosabban meg szeretnénk ismerni a kiváltott down-state tulajdonságait. Eredményeink az információ feldolgozás kérgi szintű leírását segítik, melyeket a szenzoros protézisek fejlesztésénél lehet a jövőben felhasználni.
Summary
How cortical oscillatory and vigilance states control cortical sensory information processing is quite controversial. According to the classical thalamic gating hypothesis, relay nuclei in sleep are inhibited, thus the information does not reach cortical structures. In contrast with this view, recent results in rodents show that indeed, somatosensory input reaches the cortex in sleep, moreover the synaptic and cellular firing response is bigger during quiescent states than in wakefulness. Cortical acoustic responses during the sleep-wake cycle are not compatible with a thalamic gating mechanism. Experimental findings obtained in the human somatosensory system revealed, that during sleep, the phase of the cortical slow oscillation when sensory stimulus is presented, highly determines the amplitude of the evoked responses, which can be even bigger during sleep, than awake. Based on our previous results we hypothesize that besides the thalamic gate, there is a powerful cortical gating mechanism. According to this hypothesis the gating mechanism is similar to the down-state of the cortical slow oscillation. Wee plan to test this hypothesis in the present application and we would like to explore the detailed neuronal mechanisms of the evoked down-state. Our results will further elucidate the mechanisms of cortical information processing and aid the development of sensory prosthetics in the future.
