Нарушение баланса возбуждения и торможения во время фокальной эпилептической активности в соматосенсорной коре развивающейся крысы in vivo

Область применения Нейробиология

Правовая защита Патент зарегистрирован

Фундаментальные исследования

Нарушение баланса возбуждения и торможения во время фокальной эпилептической активности в соматосенсорной коре развивающейся крысы in vivo

Область применения Нейробиология

Правовая защита Патент зарегистрирован

Авторы и разработчики Шумкова В.В. Ситдикова В.Р. Силаева В.М. Сучков Д.С. Захарова Ю.П. Минлебаев М.Г.

Проверка гипотезы нарушения баланса возбуждения и торможения в in vivo условиях и ее роль в этиологии и патогенезе неонатальной эпилепсии.

1) Разработана 3D-печатная суперфузионная камера для внеклеточной и внутриклеточной и нейровизуализационной регистрации коры головного мозга in vivo. Устройство состоит из набора независимых частей, которые служат для стабильных, унифицированных и хорошо контролируемых экспериментальных манипуляций на живой крысе. Использование данного устройства позволяет проводить множественный скрининг фармакологических агентов на живом объекте.

2) Проведена оценка возрастного профиля баланса возбуждения/торможения в соматосенсорном неокортексе 2х групп ювенильных крыс, чье развитие соответствует неонатальному и грудному периоду развития человека.

3) Также мы показали, что кортикальная активность модулируется дыханием, что подтверждается результатами других исследовательских групп. Однако в нашей работе мы продемонстрировали, что кортикальная активность модулируется дыханием во время глубокой анестезии животного, то есть в тот период, когда неокортекс находится в сенсорно депривированном состоянии.

Рисунок 1 – Электрофизиологические внеклеточные записи с использованием суперфузионной камеры.

Рисунок 2 – Способ оценки потенциала синаптической реверсии в период активности у 2 групп ювенильных крыс.

Рисунок 3 – Модуляция медленных осцилляций, зарегистрированных во время глубокой анестезии, дыханием.

Конкурентные преимущества перед аналогами

Впервые получен ответ на актуальный вопрос современной нейробиологии о доминирующей роли нарушения баланса возбуждения и торможения в генерации неонатальной эпилепсии. Используемые нами подходы для одновременной регистрации вне- и внутриклеточной активности in vivo с помощью суперфузионной камеры никогда до этого не использовались.

Основные публикации

Suchkov D., Shumkova V., Sitdikova V., Minlebaev M. Simple and efficient 3D-printed superfusion chamber for electrophysiological and neuroimaging recordings in vivo. // eNeuro. - 2022. – V. 9(5). – P. 1-11. doi: 10.1523/eNeuro.0305-22.2022 Шумкова В., Ситдикова В., Силаева В., Сучков Д., Минлебаев М. Модуляция сетевой кортикальной активности дыханием у ювенильных анестезированных крыс // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2022. – T. 108. – P. 1–15. doi: 10.31857/S0869813922120123 Shumkova V., Sitdikova V., Zaharova J., Minlebaev M. Reinforcement of excitatory input at the single cell level during evoked focal epileptic activity in the adult rat somatosensory cortex // European Journal of Clinical Investigation: 56th annual scientific meeting, 8–10 June 2022, Bari, Italy. – 2022. – V. 52. – P. 116. doi: 10.1111/eci.13796 V. Shumkova; V. Sitdikova; V. Silaeva; J. Zaharova; M. Minlebaev // The role of gabaergic transmission during epileptiform activity in the adult rat brain in vivo rat // European Journal of Clinical Investigation: 56th annual scientific meeting, 8–10 June 2022, Bari, Italy. – 2022. – V. 52. – P. 115. doi: 10.1111/eci.13796 Шумкова В., Ситдикова В., Минлебаев М. Изменение возбуждающего входа на нервную клетку во время вызванной фокальной эпилептической активности в неокортексе крысы // III объединенный научный форум физиологов, биохимиков и молекулярных биологов, 3-7 октября 2022, Сочи, Россия. – 2022. – T. 3. – C. 87.