540f65333f57f89e2b954bc4_top_coatofarms_v2.png
540f65135b848513272c60bb_top_ornament_v2.png
2009
543aaffd1b4ea3f7344afcba_1st_prize.png
biológia
Fiáth Richárd Balázs
Kortikális lassú oszcillációk és a bajuszingerlés kapcsolata altatott patkányban
Témavezető:
Dombovári Balázs - Dr. Ulbert István
Összefoglaló
Mély alvási fázis során (lassú hullámú alvás, slow wave sleep, SWS), illetve altatásban az agykéreg szinte egész területén egy kb. 0.5-2 Hz-es lassú oszcilláció figyelhető meg. Ez alatt a kérgi neuronok membránpotenciálja két állapot között oszcillál. A hiperpolarizált állapotot „down state”-nek nevezzük: a neuronok ekkor egyáltalán nem, vagy alig tüzelnek és az agykéreg felszíni rétegeiben negatív polaritású, mélyebb rétegeiben pedig pozitív polaritású lokális mezőpotenciál jellemzi. A depolarizált állapotot „up state”-nek hívjuk: fokozott tüzelési aktivitás figyelhető meg, lokális mezőpotenciáljának polaritása pedig ellentétes a “down state”-nél ismertetettel.
A bajuszszőrök a patkányok legfontosabb érzékszervei közé tartoznak, melyre tájékozódás során nagymértékben támaszkodnak. Korábbi kutatásokban intracelluláris elvezetések vizsgálatával, altatott patkány elsődleges szomatoszenzoros kérgében (barrel kéreg) kimutatták, hogy rövid idejű periódikus bajuszingerek hatására a lassú oszcilláció aktuális állapota megváltozhat: „up state”-ből „down state” illetve „down state”-ből „up state” váltás mehet végbe az aktuális állapottól függően.
Célom altatott patkány parietális asszociációs kérgéből elvezetett lokális mezőpotenciál és a többsejt-aktivitás elemzésével választ adni a következő kérdésekre: van-e kapcsolat a szenzoros ingerléssel kiváltott válaszok és a lassú oszcilláció állapotai között altatás alatt? Vajon a szenzoros ingerlés válthat-e ki „up state”-eket illetve „down state”-eket? Képes-e a bajuszingerlés a lassú oszcilláció vezérlésére, szinkronizálására?
A kísérleteket ketamin-xylazinnal altatott patkányokon végeztük. A műtétek során egy 24 csatornás multielektródot implantáltunk az állatok agyának parietális asszociációs kérgi részébe, mely a különféle szenzoros jelek integrációjáért felel. Az akut elvezetések során a lassú kérgi oszcillációkat vizsgáltuk, miközben - egy léptető-motorból kialakított készülék segítségével - ingereltük az altatott állat bajuszszőreit. A bajuszingerléseket eltérő frekvenciákkal, ingerhosszakkal és ingererősségekkel megismételtük. Többféle számítógépes elemző módszerrel megvizsgáltam a bajuszingerlés által befolyásolt agyi jeleket, valamint a spontán lassú oszcillációkat tartalmazó, ingerlésmentes elvezetéseket is.
Eredményként azt kaptam, hogy az ingerek jelentős része röviddel (kb. 50-100 ms) az „up state” illetve „down state” kezdetek előtt volt jelen, vagyis a szenzoros ingerlés képes megváltoztatni a lassú oszcilláció aktuális állapotát a parietális asszociációs kéregben. Ezen kívül megfigyeltem, hogy az ingerlés képes volt hosszabb-rövidebb ideig szinkronizálni a lassú oszcillációt. A kapott eredmények alapján látható, hogy szenzoros ingerléssel nem csak az elsődleges szomatoszenzoros kéregben, hanem a parietális asszociációs kéregben is befolyásolhatóak a lassú oszcilláció állapotai
Fiáth Richárd Balázs
Fiáth Richárd Balázs
Az MTA Pszichológiai Kutatóintézetének Összehasonlító Pszichofiziológiai Csoportjában elkezdett TDK munkám meghatározó pontja volt az életemnek. Azon kívül, hogy közelről is megismerkedhettem az idegrendszer csodálatos világával, rengeteg hasznos gyakorlati tudásra is szert tettem a választott szakterületen témavezetőm és konzulensem jóvoltából. A kutatócsoportban szerzett tapasztalatok hatására döntöttem véglegesen a kutatói pálya mellett, melynek sikeres elindulásában az OTDK-n elért helyezésem is jelentős szerepet játszott. Az azóta eltelt évek távlatából visszanézve csak ajánlani tudom a tudományos diákkörben való részvételt minden olyan jelenlegi és jövőbeli hallgatónak, akit érdekel a tudomány, a legújabb technológiai fejlesztések vagy a felfedezés öröme.
Curriculum Vitae
Tanulmányok:
2000-2004 Leőwey Klára Gimnázium, Pécs
2004-2009 Műszaki informatikai képzés, Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információs Technológiai Kar, Budapest
Diplomamunka címe: Kortikális lassú oszcillációk és a bajuszingerlés kapcsolata altatott patkányban
2009- Semmelweis Egyetem, Szentágothai János Idegtudományi Doktori Iskola, Budapest
Doktori munka címe: Ketamin-xylazin indukálta thalamokortikális lassú hullámú aktivitás in vivo elektrofiziológiai vizsgálata patkányban
2009 Állatkísérletek – kísérleti állatok kurzus, Semmelweis Egyetem
2010-2012 Bionikus számítástechnika - szakirányú továbbképzés, Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információs Technológiai Kar, Budapest
Diplomamunka címe: Az áramforrás-sűrűség megbecslésére használt módszerek összehasonlítása mesterséges és agykéregből elvezett bioelektromos jeleken
Szakmai gyakorlat
2007-2009 TDK hallgató: Magyar Tudományos Akadémia Pszichológiai Kutatóintézete, Összehasonlító Pszichofiziológiai Csoport, Budapest
Munkahelyek
2010-2011 Tudományos segédmunkatárs: Magyar Tudományos Akadémia Pszichológiai Kutatóintézete, Összehasonlító Pszichofiziológiai Csoport, Budapest
2012- Tudományos segédmunkatárs: Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont, Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézet, Összehasonlító Pszichofiziológiai Csoport, Budapest
Dombovári Balázs
Dombovári Balázs
Adatok feltöltés alatt
Dr. Ulbert István
Dr. Ulbert István
Adatok feltöltés alatt