2. ارائه دهنده: پرویز شهابی اساتید راهنما: دکتر علی گرجی
Interrelation of spreading depression and epileptiform burst discharges in amygdala, hippocampus
Tarbiat Modares
University
ارائه دهنده: پرویز شهابی
اساتید راهنما: دکتر علی گرجی
دکتر یعقوب فتح اللهی

3. مهار منتشر شونده قشري CSD
Leao, Journal of Nourophysiology, 1944

4. transient suppression of neuronal activity
Spreading depression
Horizontal propagation
Front of excitation
Zone of depression I II
III IV V VI
KCl
10 s
DC4
DC3
DC2
DC1
2 mV
Vertical propagation
SD is a self-propagating front of depolarisation with characteristic ionic, metabolic,
and hemodynamic changes accompanied by short hyperexcitation phase followed by
transient suppression of neuronal activity

5. هومئوستاز یونی

6. نقش K+ در ايجاد CSD
تجمع پتاسيم در فضاي خارج سلول توسط سيكل هاي مكرر دپولاريزاسيون و رپولاريزاسيون نورون هاي قشري تحريك پذير مي باشد
يك افزايش دو تا سه برابري در پتاسيم خارج سلولي، پتانسيل غشاء نورون را به mv30 + شيفت مي دهد
تحقيقات نشان مي دهد كه مهار موقت كانال هاي پتاسيمي توسط تترا اتيل آمونيوم، آستانه براي شروع CSD را افزايش مي دهد

8. نقش Ca2+ در ايجاد CSD
CSD با اقزايش داخل سلولي و كاهش خارج سلولي Ca2+ مرتبط است
CSD بعد از دستكاري Ca2+ حمام بافتي با شلاتور كلسيمي مثلEDTA يا مهار كننده كانال كلسيمي نوع L (Verapamil) ايجاد مي شود
مهار كننده كانال كلسيمي نوع T (NiCl2) و آميلورايد همچنين مي تواند CSD را در بافت نئوكورتيكال انسان و برش هاي هيپوكمپ خوكچه هندي ايجاد كند
از سوي ديگر CSD توسط كادميم كلرايد يك مهار كننده كانال كلسيمي غير اختصاصي مهار مي شود.

9. نقش گيرنده هاي گلوتامات در ايجاد CSD
سه نوع گيرنده يونوتروپيك گلوتامات وجود دارد: 1)NMDA 2)AMPA 3) KA
فعاليت گيرنده هاي KA وAMPA براي گسترش يا شروع CSD مهم نمي باشند.
MK 801 آنتاگونيست غير رقابتي انتخابي NMDA، CSD ايجاد شده به صورت مكانيكي در قشر گربه در حالت in vivo و CSD ايجاد شده توسط KCl در حالت in vitro در قشر مغز و نمونه شبكيه جوجه را مهار مي كند
SKF آنتاگونيست غير رقابتي ضعيف NMDA همچنين CSD را مهار مي كند

10. Changes of glutamate receptor binding sites in late excitation phase of SD
Haghir et al., Neuroscience, 2009

11. مکانیسم های القاء
K+ با غلظت بالا
Spreading Depression

12. مکانیسم های القاء
K+ با غلظت بالا
Spreading Depression
مکانیکی

13. مکانیسم های القاء Spreading Depression مکانیکی شیمیایی K+ با غلظت بالا
تسهیل/تحریک SD
opiods (meta, leu-enk)
oubain
veratrine
theophylline
ethanol
تعویق/مهار SD
naloxine
4AP
octanol
heptanol
conotoxins
مکانیکی
شیمیایی

14. Spreading Depression مکانیکی شیمیایی نوروترانسمیترها تسهیل/تحریک SD
glutamatergic agonists
proline
cholonergic modulators
e.g., ach, prostigmine,
nicotine
D1 agonists
تعویق/مهار SD
proline
D2 agonists
5HT modulators
e.g., d-fen, sumatriptan
K+ با غلظت بالا
Spreading Depression
مکانیکی
شیمیایی
نوروترانسمیترها

15. Spreading Depression مکانیکی هیپوکسی شیمیایی نوروترانسمیترها
K+ با غلظت بالا
Spreading Depression
مکانیکی
هیپوکسی
شیمیایی
نوروترانسمیترها

16. Spreading Depression فعالیت الکتریکی شدید مکانیکی هیپوکسی شیمیایی
با غلظت بالا K+
Spreading Depression
مکانیکی
هیپوکسی
شیمیایی
نوروترانسمیترها

17. بيماري هاي انساني مرتبط با CSD
میگرن همراه با اورا
بیماری های مغزی عروقی
اختلالات طناب نخاعی
آمنزیا
صرع

18. هيپوكمپ
در انسان تشنج عمدتا از هيپوكمپ و نواحي مجاور آن در لوب گيجگاهي منشأ مي گيرد. تمايل هيپوكمپ به شروع تشنج به دليل توانايي آن در ايجاد تقويت سيناپسي طولاني مدت Long Term Potentiation مي باشد.

19. آميگدال
كمپلكس آميگدال در بخش قدامي مياني لوب تمپورال قرار دارد كه از چندين هسته تشكيل شده است كه به طور مشخصي با نواحي قشري و زير قشري ارتباط دارند
هسته قاعده اي جانبي كانون عمده ارزيابي هاي الكتروفيزيولوژيك در صرع TLE بوده است
مكانيسم هاي متعددي مسئول تحريك پذيري فوق العاده شبكه هاي نوروني هسته قاعده اي جانبي مي باشند كه از جمله؛ فقدان وقوع خود به خودي IPSP، مهار feedforward و افزايش گيرنده هاي NMDA مي باشد

20. وقوع همزمان CSD و تشنجات صرعي در مدل هاي حيواني و انسان
چندين مسير رايج براي القاء Epileptiform Burst Discharge از CSD در مطالعات آزمايشگاهي وجود دارد كه عبارتند از: كاهش غلظت Mg2+ خارج سلولي، مهار كانالهاي K+ وCa2+، افزايش غلظت K+ خارج سلولي، مهار پمپ سديم و پتاسيم و مهار گيرنده هاي GABA

21. Spreading depression and spontaneous sharp waves in epileptic human brainDC
0.1 mV
1 s DC
1 min
KCl
200
150 SD
Frequency of spontaneous epileptic activity/min
100 50
Gorji and Speckmann, EJN
(2004) 30 60 90
time (min)

22. SD triggers epileptiform activities at the presence of
subepileptic concentrations of bicuculline in all neocortical slices
obtained during epilepsy surgery
(5 µM)

23. تحت شرایطی که شبکه مهاری شکسته شود SD قادر به شلیک فعالیت انفجاری تشنجی در آمیگدال وهیپوکمپ می باشد.

24. بیان سوالات تحقیق
ویژگی های وقایع شبه تشنجی ایجاد شده با غلظت پايين bicuculline وCSD در نواحیCA1 هيپوكمپ و آميگدال جانبي در برش هاي زنده مغزي چيست؟
تأثير گيرنده هاي گلوتاماترژيك (NMDA, AMPA) و كانال هاي K+ و Ca2+ بر وقايع شبه تشنجي چيست؟
اين وقايع شبه تشنجي چه اثري بر ويژگيهاي الكتروفيزيولوژيك نواحي مهم در ايجاد تشنج (CA1 هيپوكمپ و آميگدال جانبي) دارد؟

25. روش انجام آزمايش ها موش هاي نر بالغ ( gr300-250)
بيهوشي عميق با متوهگزيتال
اسلايس تركيبي از قشر-هيپوكمپ-آميگدال
اسلايس ها در°c 28 در ACSF كه با O2 95٪ اكسيژنه شده و با CO2 5٪ بيشتر از يك ساعت ذخيره مي شود.
اسلايس ها به صورت منفرد به يك چمبر ثبت Interface منتقل مي شوند
روي يك غشاء ترانسپرنت قرار داده مي شود و به طور مداوم با ACSF كربوژنه در در 0c32 پرفيوژ مي شود ml/min) 2-1(. مخلوط گازي O2 95٪ و CO2 5٪ مرطوب و گرم بر روي اسلايس تنظيم مي شود

26. 124 4 1.24 1.3 26 1 10 2 Name NaCl (mmol/L) KCl (mmol/L)
NaH2PO4(mmol/L)
MgSO4 (mmol/L)
NaHCO3 (mmol/L)
CaCl2 (mmol/L)
Glucose (mmol/L)
Yamamoto I
124 4
1.24
1.3 26 1 10
Yamamoto II 2

27. KCl

28. مطالعه اول ثبت داخل سلولي فعاليت نوروني در ناحيه آميگدال جانبي و CA1 هيپوكمپ قبل و بعد از از القاء فعاليت انفجاري تشنجي ايجاد شده توسط دپولاريزاسيون گسترش يابنده قشري مي باشد.
نگهداری در دمای 28°C به مدت یک ساعت
Bic (1.25 µm)
شستشو با ACSF
30 min
Ictal burst activity
برش گیری
زمان صفر
CaCl2
KCl 2M
CSDایجاد

29. LA intracellular Extracellular recording Intracellular recording 20 µm
1 s
20 mV
-50 mV

30. Intracellular recording of amygdala

31. پارامترهای اندازه گیری شده

32. پارامترهای اندازه گیری شده

33. پارامترهای اندازه گیری شده

34. RMP

37. Depo

42. 0.2 nA

43. 0.3 nA

44. 0.4 nA

45. Intracellular recording of hippocampus

46. RMP in Hip

47. Resting
RMP (mV)
Thr of AP(mV)
Amp of AP(mV)
t AP( ms)
Amp of AHP(mV)
Duration of
AHP(ms)
Freq/min
Pre SD
Mean±SE
- 52,8
± 0,4
3,9
± 0,1
62,0
± 1,0
14,1
± 0,9
3,5
± 0,2
81,7
± 4,7
349
± 61,7
Post SD
-51,4
± 0,5
3,2
58,0
10,5
3,8
81,8
± 3,9
530
± 70,4
P value
0,020
0,0009
0,006
0,004
0,138
0,988
0,032

48. Depo in Amyg
-40 mV

49. Depo
RMP (mV)
Thr of AP(mV)
Amp of AP(mV)
t AP( ms)
Amp of AHP(mV)
Duration of
AHP(ms)
Freq min-1
Pre SD
Mean±SE
-39,8
± 0,6
3,6
± 0,2
58,3
± 1,2
11,4
± 0,8
14,7
± 0,7
78,9
± 2,9
430,6
± 92,6
Post SD
- 36,1
± 0,4
4,6
55,7
± 2,4
14,9
98,2
± 5,8
291,0
± 189,0
P value =
0,001
0,002
0,298
0,024
0,24
0,520

51. 0,2 nA 0,3 nA 0,4 nA AD Amp ISI Pre SD Mean±SE Post SD P value
13,4± 2,4
50,0± 3,1
59,4± 3,0
20,0± 8,9
54,7± 3,4
24,3± 0,9
33,3± 3,5
47,3± 3,6
35,6± 9,4
Post SD
18,1± 0,8
62,7± 2,7
44,2± 5,8
27,8±6,5
52,5± 0,63
13,0± 0,8
36,2± 3,1
73,5± 2,6
18,9± 2,7
P value
0,031
0,010
0,259
0,654
0,665
0,002
0,56
0,0001
0,044

52. مطالعه دوم ارزيابي فعاليت وقدرت سيناپسي در ناحيه آميگدال جانبي و CA1 هيپوكمپ قبل و بعد از از القاء فعاليت انفجاري تشنجي ايجاد شده توسط دپولاريزاسيون گسترش يابنده قشري مي باشد
نگهداری در دمای 28°C به مدت یک ساعت
Bic (1.25 µm)
ACSF
Pre LTP
Post LTP
40 min
15 min
40 min
30 min
fEPSP, PPD, PPF
fEPSP,PPD,PPF
fEPSP,PPD,PPF
برش گیری
زمان صفر
CaCl2
KCl 2M
LTP
CSDایجاد
0.02 Hzانتقال به محفظه ثبت واعمال پالس با فرکانس

53. مطالعه سوم تأثير گيرنده هاي گلوتاماتي (NMDA,AMPA) و كانالهاي Ca2+ و K+ در ناحيه آميگدال جانبي و CA1 هيپوكمپ در فعاليت انفجاري تشنجي ايجاد شده توسط دپولاريزاسيون گسترش يابنده قشري مورد بررسي قرار مي گيرد
تزریق آنتاگونیست گیرنده ها و کنالها
نگهداری در دمای 28°C به مدت یک ساعت
Bic (1.25 µm)
ACSF
Pre LTP
Post LTP
40 min
15 min
40 min
30 min
fEPSP, PPD, PPF
fEPSP,PPD,PPF
fEPSP,PPD,PPF
برش گیری
زمان صفر
CaCl2
LTP
KCl 2M
CSDایجاد
0.02 Hzانتقال به محفظه ثبت واعمال پالس با فرکانس

54. Hip-CSD-LTP-Verapamil

55. Hip-CSD-LTP-AP5

56. Hip-CSD-LTP-TEA

57. Hip-CSD-LTP-CNQX

58. Amygdala-CSD-LTP-AP5

59. Amygdala-CSD-LTP-Verapamil

60. Amygdala-CSD-LTP-TEA

61. Amygdala-CSD-LTP-CNQX

62. نتيجه گيری
مهار منتشر شونده قشری تحریک پذیری بافت نورونی را احتمالا با تغییر در فعالیت شبکه سیناپسی ایجاد می کند.
گسترش مهار منتشر شونده در نواحی صرع زای مغز ممکن است حملات تشنجی در بعضی از بیماران ایجاد کند.
مطالعه حاضر نشان می دهد که دانش ما درباره ارتباط مهار منتشر شونده و صرع در مدل های حیوانی کاربردی برای پاتولوژی مغز انسان می باشد.

63. In vivo ثبت داخل سلولی Role of intralaminar thalamic neurons during spike and wave discharges in a genetic rat model of absence epilepsy

64. Absence Epilepsy: intracellular recordings in intralaminar thalamic nuclei neurons during spontaneous spike and wave discharges

65. Absence epilepsy is a form of generalized epilepsy commonly seen in young-children. Absence seizures manifest clinically with sudden loss of consciousness with unresponsiveness, eye rolling or blinking, and at times automatisms.

66. Activity modes in the thalamocortical system
scheme of the thalamocortical network
EEG
TC neuron
in vitro
sleep
oscillatory
burst activity
-65 mV
in vivo
hyperpolarization
depolarization
wakefulness
tonic activity
1 s
20 mV
250 ms
-55 mV
ACh, 5-HT, NA
cortex
RT nucleus + TC
dorsal
thalamus -

67. The idea that the neuronal elements of thalamocortical loop are crucial to the full expression of SWDs is supported by:
Single-photon emission tomography studies in children with absence epilepsy, revealed hypermetabolism in cortical and thalamic areas during absence seizures (Prevett et al., 1995).
Experimental data and models indicate that paroxysmal discharges and oscillations generated by thalamocortical loops can only display the large-scale synchrony and the 3 Hz spike-and-wave patterns typical of absence seizures (Destexhe, 1998) .
The basis of this mechanism is that oscillations are organized and synchronized through thalamocortical loops with "inhibitory-dominant" of corticothalamic feedback

68. Corticothalamic projections can control the frequency and synchrony of thalamic oscillations
modified from Destexhe, J. Neurosci., 1998 and Bal et al., J. Neurosci., 2000

70. All studies of SWDs focused on the nucleus reticularis or the specific nuclei of the thalamus: The role of unspecific intralaminar thalamic nuclei (ILTN) in SWDs?

71. Methods

73. Extracellular correlates of SWDs

74. 5 mm

75. ILTN Intracellular correlates of SWDs
0.5 mV 20 mV
–56 mV
100 ms

76. Intracellular correlates of SWDs

78. -54 mV
-63 mV
-72 mV

79. Reversal potential of SWD related activity- 1 2 3 4 50 75 70 65 60 80 V m ( ) Vm
(mV)
GABA A T
type Ca 2+
burst 5 55
(B?)
afterhyperpolarization
62 mV
10 ms
before
EEG
spike
peak
79 mV
25 ms
after B
A: T-type Ca2+-burst and GABA contribute to ILTN activity during early phases of the
SWD (10 ms before the EEG spike peak).
B: Ca2+-burst afterhyperpolarization and possibly GABAB contribute to ILTN activity
during late phases of the SWD (25 ms after the EEG spike peak).

80. ILTN stimulation alter neuronal activity an EEG

81. Conclusion
Intracellular activity in ILTN cells depends on the membrane-potential with tonic-firing and Ca2+-mediated burst firing at potentials positive and negative from rest, respectively.
SWDs are correlated with an inhibition of tonic firing or induction of burst-firing in ILTN neurons.
SWD-related activity of ILTN cells depends on GABAergic mechanisms.
PC- and CL-cells could have functional difference.
Depression or recruitment of ILTN cells can depress or recruit SWDs on the EEG.
These results are difficult to reconcile with a role of ILTN neurons as pacemakers of SWD, but rather indicate that ILTN activity has to be suppressed to allow occurrence of SWDs.

83. معرفی کشور آلمان جمهوری فدرال دموکراتیک پارلمانی- 16 فدراسیون
نژاد ژرمن
جنگ جهانی دوم
آلمان فدرال 1949

85. مقایسه شرایط آب وهوایی با ایران

87. جایگاه مذهب

88. مقاطع تحصیلات دانشگاهی
Magister (در چند رشته ادامه تحصیل می دهند)
Diplom
Promotion
Doktor (Dr.)
Doktor Ingenieur (Dr.Ing.)

89. سیستم حمل و نقل

115. In vitro ثبت داخل سلولی