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