Dokument: Entwicklung von striatalen Neuronen zu funktionellen Netzwerken in vitro

Titel:	Entwicklung von striatalen Neuronen zu funktionellen Netzwerken in vitro
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3562
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20101130-103920-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Fleischer, Wiebke [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 10,39 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Siebler, Mario [Gutachter] Prof. Dr. Mehlhorn, Hans-Peter Heinz [Gutachter]
Stichwörter:	Neurophysiologie, Mikroelektroden Arrays, Zellkultur, Striatum, MEA, neuronales Netzwerk, Netzwerkaktivität, Oszillationenneurophysiology, microelektrode arrays, cell culture, striatum, MEA, neuronal network, network activity, oscillations
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Oszillationen neuronaler Netzwerke sind Kennzeichen neurologischer Erkrankungen wie Epilepsie oder Parkinson. Mit der Kultivierung von dissoziierten Neuronen auf Mikroelektroden-Arrays (MEAs) ist es erstmals möglich geworden, die funktionelle Entwicklung eines neuronalen Netzes in vitro über einen langen Zeitraum zu verfolgen. Bisherige Untersuchungen mit Neuronen aus dem Cortex, Hippocampus und Rückenmark zeigten, dass sie nach ausreichender Kultivierungszeit spontan synchrone und rhythmisch oszillierende Spike-Bursts feuerten, die stark glutamaterg getrieben waren. Im adulten Corpus Striatum schütten 90 – 95 % der Neurone den inhibitorischen Neurotransmitter GABA aus, während exzitatorischer Input allein durch glutamaterge Afferenzen anderer Hirnareale vermittelt wird. In der folgenden Arbeit sollte geklärt werden, ob striatale Neurone auf MEAs spontan aktive und oszillierende Netzwerke bilden. Histiotypische Eigenschaften sollten bestimmt und ihr Einfluss auf die neuronale Netzwerkaktivität untersucht werden. Sowohl Zellen des embryonalen (eStriatum) als auch des postnatalen Striatums (pStriatum) der Ratte ließen sich auf MEAs kultivieren. In starker Abhängigkeit von der Zelldichte entwickelten sie entweder seltene und nur unkorrelierte spontane Spike-Aktivität (≤ 2.5 x 104 / cm2) oder aber regelmäßig oszillierende Spike-Bursts (> 5 x 105 / cm2). In dünnen Kulturen ließ sich lediglich ein Anteil von 20 % (eStriatum) bis 50 % (pStriatum) GABAerger Neurone bestimmen, in dichten Kulturen lag er deutlich höher. Dort verdoppelte der GABA-Antagonist Bicucullin (50 µM) die Spikerate beider striataler Zelltypen durch eine Verlängerung der Burstdauer, hatte aber keinen Effekt auf die Aktivität corticaler Zellen. Blockade des NMDA-Rezeptors durch APV (20 µM) bewirkte eine deutliche Reduktion der elektrischen Aktivität, was auf eine Ausschüttung des exzitatorischen Neurotransmitters Glutamat innerhalb der striatalen Netzwerke schließen lässt. Dass sich elektrophysiologische Parameter striataler Neurone während der embryonalen Entwicklung verändern, konnte durch die Applikation des Kaliumkanal-Blockers Bariumchlorid (500 µM) gezeigt werden: Während es die Spikerate von pStriatum durch eine erhöhte Burstfrequenz aktivierte, schwächte und desynchronisierte es die Netzwerkaktivität von eStriatum. Histiotypische Eigenschaften striataler Neurone spiegeln sich in ihrer elektrischen Aktivität auf MEAs wider. Als oszillierende Netzwerke stellen sie Modellsysteme dar für Oszillationen in vivo und könnten Ausgangspunkt sein für die Entwicklung neuer Therapieansätze.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	13.12.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	13.11.2006
Datum der Promotion:	13.11.2006