Ioncsatornák, modulációs mechanizmusok és szinaptikus kapcsolatok jelentősége a patkány nucleus cochlearis jelfeldolgozó működésében = Roles of ion channels, modulatory mechanisms and synaptic connections in the signal processing of the rat cochlear nucleus

摘要

A projekt célja a nucleus cochlearis jelfeldolgozó tevékenységében jelentős ioncsatornák, modulációs mechanizmusok és szinaptikus kapcsolatok elemzése volt. A munka legfontosabb eredményei a következők: (a) Azonosítottuk a nucleus cochlearisban expresszált HCN-csatornaalegységeket. Feltártuk a h-áram jelentőségét az óriássejtek elektromos sajátságaiban és szinaptikus kapcsolataik finomhangolásában. (b) Leírtuk a kolinerg ingerlés hatását az óriássejtek elektrofiziológiai sajátságaira és a rajtuk kialakuló posztszinaptikus áramokra. Azonosítottuk a hatást közvetítő receptor-altípusokat. (c) Elemeztük a szemcsesejtek aktivitásfüggő intracelluláris kalciumkoncentráció-változásait. Kifejlesztettünk egy olyan félautomatikus kiértékelési eljárást, ami alkalmas a neuronális kalciumtranziensek felismerésére és analízisére. (d) Feltártuk egyes muszkarinerg receptorok szerepét sejttenyészeti körülmények között fenntartott astrocyták intracelluláris kalciumkoncentráció-változásaiban. (e) Képalkotó és elektrofiziológiai módszereket alkalmazva leírtuk a nucleus cochlearisban található Purkinje-szerű neuronok sajátságait. (f) Kvantitatív morfometriai analízis segítségével azonosítottuk a pyramis- és az óriássejtek elkülönítésére legalkalmasabb paramétereket. (f) Leírtuk a tacrolimus hatását a pyramis-sejteken kialakuló posztszinaptikus áramok tulajdonságaira. (g) Feltártuk a protein-foszfatáz-1M és a Rho-kináz szerepét a bushy-sejtek és az acusticus rostok közötti szinapszis működésében. | Our aim was to assess the roles of ionic channels, modulatory mechanisms, and synaptic connections in regulating the activity of the cochlear nucleus (CN). The most important results are as follows. (a) We identified all HCN channel subunits expressed in the CN. We revealed the significance of the h-current in shaping the electrical properties and fine-tunig the synaptic connections of the giant cells. (b) We described the effects of cholinergic stimulation on the membrane properties and postsynaptic currents of the giant cells along with the identification of the receptor subtypes mediating the effects. (c) We investigated activity-related cytoplasmic calcium concentration changes of the granule neurones, and developed a semiautomatic method for the identification and evaluation of neuronal calcium transients. (d) We assessed the involvement of various muscarinergic receptors in the regulation of intracellular calcium concentration changes of cultured astrocytes. (e) Using imaging and electrophysiological techniques, we described the properties of Purkinje-like cells of the CN. (f) We identified morphological parameters that are suitable for the unambiguous discrimination between pyramidal and giant neurones. (f) We documented the effects of tacrolimus on the postsynaptic currents recorded from pyramidal neurones. (g) We revealed and described the roles of the protein-phosphatase-1M and Rho-kinase in the synaptic transmission between the bushy cells and acoustic fibers.