Investigation the effect of perisomatic innervation in the generation of spontaneous synchronous population activity in the neocortical tissue of epileptic and non-epileptic tumor patients, in vitro.  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
121123
Type PD
Principal investigator Tóth, Kinga
Title in Hungarian A periszomatikus beidegzés szerepe a spontán szinkron populációs aktivitások kialakulásában epilepsziás és nem epilepsziás (tumoros) betegek neocortikális szeletpreparátumaiban.
Title in English Investigation the effect of perisomatic innervation in the generation of spontaneous synchronous population activity in the neocortical tissue of epileptic and non-epileptic tumor patients, in vitro.
Keywords in Hungarian epilepszia, humán, agykéreg, szinkronitás, periszomatikus beidegzés, sokcsatornás elvezetés, áramforrás sűrűség
Keywords in English epilepsy, human, neocortex, synchrony, perisomatic innervetion, multielectrode, current source density
Discipline
Neuroanatomy and neurophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)40 %
Neuroanatomy and neurophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)40 %
Biological basis of neurological and psychiatric disorders (Council of Medical and Biological Sciences)20 %
Panel Neurosciences
Department or equivalent Institute of Cognitive Neuroscience and Psychology (Research Center of Natural Sciences)
Participants Wittner, Lucia
Starting date 2016-10-01
Closing date 2019-09-30
Funding (in million HUF) 15.087
FTE (full time equivalent) 2.40
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Epilepsziás és nem-epilepsziás betegek sebészeti úton eltávolított agykérgében kimutatható spontán szinkron populációs aktivitást (SPA) vizsgáltuk, in vitro. Az epilepsziás mintákban több szelet generálta az aktivitást, melyek mezőpotenciál amplitúdója nagyobb volt; több intracellulárisan mért piramissejt kapott depolarizáló bemenetet vagy tüzelt az SPA-k alatt és a serkentő szinaptikus kapcsolatok denzitása nagyobb volt. A GABA(A) receptorok blokkolása az SPA-k keletkezését megszüntette, viszont egy spontán epileptiform aktivitás jelent meg, mind a nem-epilepsziás, mind az epilepsziás mintákban. Ezeknek az időbeli és a térbeli komplexitása is nagyobb volt epilepsziás esetben. Az egyes sejtek aktivitásának vizsgálatával kimutattuk, hogy a tüzelő neuronok felének az aktivitása volt kapcsolatban az SPA-val, míg az epileptiform események esetében ez 90% volt és a gátló sejtek intenzív tüzelésével kezdődött. Megvizsgáltuk a piramis sejtek periszomatikus beidegzését azon agykérgi területeken, ahol SPA volt kimutatható. A nem-epilepsziás mintákban a periszomatikus szinaptikus borítottságot egyforma arányban képezték parvalbumin-pozitív- és 1-es típusú cannabinoid receptort hordozó axon terminálisok. Az epilepsziás szövetekben a borítottság nagy részét az utóbbi típus adta, ami hozzájárulhat az agykérgi serkentő sejtek nagyobb fokú szinkronizációjához. Eredményeink hozzájárulhatnak ahhoz, hogy megértsük, hogyan alakul ki a patológiás szinkronitás az epilepsziás agykéregben.
Results in English
We studied the spontaneously occurring population activity (SPA) in post-surgical epileptic and non-epileptic human neocortical slice preparations. In epileptic tissues the emergence rate of the events and the amplitude of the local field potential gradient were higher. More intracellularly recorded neurons received depolarizing synaptic potentials, discharging more reliably during the events. Higher density of excitatory synaptic contacts was found. SPAs were suppressed by the blockade of GABA(A) receptors both in non-epileptic and epileptic tissues, however a spontaneous epileptiform activity emerged. Both the temporal and the spatial complexity of these events were higher in epileptic cases. Half of the clustered single neurons participated with an elevated firing rate in SPAs. In contrast, more than 90% of them contributed to the epileptiform events, and an intense discharge of inhibitory neurons was associated to the start of this activity. We analyzed the perisomatic innervation of principal cells in neocortical regions generating SPA. In non-epileptic cases, similar amount of the synaptic coverage was provided by parvalbumin-positive- and type 1 cannabinoid receptor-expressing terminals. In the epileptic samples the majority of the synaptic input was provided by the latter ones, which may contribute to the elevated synchronization of the neocortical excitatory cells. Our results may shed light on how pathological synchrony is recruited in the epileptic neocortex.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=121123
Decision
Yes





 

List of publications

 
Richárd Fiáth, Adrienn Lilla Márton, Ferenc Mátyás, Domonkos Pinke, Gergely Márton, Kinga Tóth, István Ulbert: Slow insertion of silicon probes improves the quality of acute neuronal recordings, Sci Rep. 2019 Jan 14;9(1):111., 2019
Kandrács Á, Hofer KT, Tóth K, Tóth EZ, Entz L, Bagó AG, Erőss L, Jordán Z, Nagy G, Fabó D, Ulbert I, Wittner L: Presence of synchrony-generating hubs in the human epileptic neocortex, J Physiol. 2019 Sep 15., 2019
Tóth K, Hofer KT, Kandrács Á, Entz L, Bagó A, Erőss L, Jordán Z, Nagy G, Sólyom A, Fabó D, Ulbert I, Wittner L: Hyperexcitability of the network contributes to synchronization processes in the human epileptic neocortex, J Physiol. 2018 Jan 15;596(2):317-342. doi: 10.1113/JP275413, 2018
Bors L, Tóth K, Tóth EZ, Bajza Á, Csorba A, Szigeti K, Máthé D, Perlaki G, Orsi G, Tóth GK, Erdő F: Age-dependent changes at the blood-brain barrier. A Comparative structural and functional study in young adult and middle aged rats, Brain Res Bull. 2018 May;139:269-277. doi: 10.1016/j.brainresbull.2018.03.001, 2018
Fiáth R, Hofer KT, Csikós V, Horváth D, Nánási T, Tóth K, Pothof F, Böhler C, Asplund M, Ruther P, Ulbert I: Long-term recording performance and biocompatibility of chronically implanted cylindrically-shaped, polymer-based neural interfaces, Biomed Tech (Berl). 2018 Jun 27;63(3):301-315. doi: 10.1515/bmt-2017-0154, 2018




Back »