Влијание на социјалното искуство во раното детство врз функционалното созревање на предниот мембрана
Влијание на социјалното искуство во раното детство врз функционалното созревање на кортексот на предниот цингулат на грмушкото стаорец (Octodon degus) Д тврдење за добивање на академски степен лекар rerum naturalium (д-р ре. Нат.), Одобрено од ПМФ на Универзитетот Ото фон Гуерике Магдебург од Дипл.-Биол. Карина Хелмеке родена на 3 ноември 1973 година во Еберсвалде-Финов Рецензент: проф. Катарина Браун ПД Др. Бруно Бауман Проф. Др. Герд Поггел Поднесено на: 14 март 2003 година Одбрана на: 24.07.2003 година
Декларација Со ова изјавувам дека ја напишав дисертацијата што ја поднесов со темата: Влијание на социјалното искуство во раното детство врз функционалното созревање на кортексот на предниот цингулат на грмушка стаорец (Octodon degus), дека веќе не сум го користел како дисертација и ги наведов целосно изворите и помагалата што се користат . Понатаму, изјавувам дека не сум ја доставил оваа или каква било друга работа до други институции за да се здобијам со академска диплома лекар rerum naturalium. Магдебург, 14 март 2003 година Карина Хелмеке
Благодарност Би сакал да им се заблагодарам на сите колеги за нивната постојана подготвеност да помогнат и да дискутираат. Посебна благодарност упатувам на проф. Браун и проф. Поггел за научниот надзор на оваа работа и нивните вредни совети. Посебна благодарност упатувам и на моето семејство за нивната морална и финансиска поддршка.
VIII. Додаток Спроведување на боење со Голги-Кокс имунохистохемија Мерење на ACTH и кортизол во крвната плазма Табели 121 123 125 128
Иницијацијата се карактеризира со широки реципрочни врски со МД на таламусот (Гроневеген 1988) и се сметаат за делови од PFC (Uylings & Van Eden, 1990). PrCm ACd M1 PL IL AI Сл. 1. Шематски приказ на хемисфера (фронтален пресек, рострална од корпус калозум во прегениална рамнина): обоените под-региони ги претставуваат областите што биле испитани во оваа работа. ACd = кортекс на предниот cingulate, AI = агрануларен изоларен кортекс, IL = инфралимбичен кортекс, M1 = премоторен кортекс, PL = предлимбичен кортекс, PrCm = прецентрален медијален кортекс. (Изменето од Гроневеген 1988) 5.1. Лимбичкиот систем Во 1939 година, Папез ја претставил невроанатомската основа на емоциите во таканаречениот круг на Папез (кружна близина на структурите на лимбичкиот систем) (слика 2). Веројатно најважната структура за емотивните компоненти е амигдалата, додека хипокампусот, телата на млечните жлезди и предните таламусни јадра очигледно повеќе им е доверено складирање на когнитивната меморија. Централното јадро на амигдалата се проектира во кортексот на орбитофронталниот дел и во гингисот на прстите. Овој пат е за свесниот 12-ти
Иницијација на настани за емотивно учење по породувањето. Експериментите со 2-флуоро-деоксиглукоза покажаа висока метаболичка активност во аудитивниот кортекс, како и во средниот префронтален кортекс и тука особено во предниот кортекс, за време на презентацијата на мајчиниот повик (Поггел и Браун, 1996). Во ACd, ова активирање беше значително поголемо кај момчињата со мајки кои вокализираа вообичаено во споредба со мајките кои молчеа (Поггел и Браун, 1996). Овие опсервации подразбираат дека ACd е вклучен не само во препознавање на звук, туку и во придружниот процес на емоционално учење (Поггел и Браун, 1996; Браун и Шеих, 1997). Јас веќе истакнав дека функционалното созревање на PFC се одвива релативно доцна во постнаталната онтогенеза. Затоа може да се претпостави дека овој регион е особено ранлив на емоционални влијанија и дека на пр. Родителското повлекување, одделувањето од семејството и други работи, емоционалното учење и процесите на искуство во раното детство треба да имаат особено влијание врз функционалното созревање на овој лимбичен мозочен регион. Сл. 4. Октодон дегус, родители со млади во птичарникот. Дигитално снимање (SONY Cyber-shot). 15-ти
Вовед Покрај ACd, беа оценети и другите подрегиони на PFC, имено прецентралната медијална област (PrCm), прелимбичкиот (PL) и инфралимбичкиот (IL) регион. 2. Влијание на повторено краткорочно повлекување на родителите врз развојот на неврони кои изразуваат CRH во медијалниот префронтален кортекс (PFC) Дали повтореното одвојување од родителите и браќата и сестрите влијае на развојот на невроните кои изразуваат CRH во префронталниот кортекс? Дали CRH е изразен со инхибиторни интерневрони во Pod на октодон degus? Колокализацијата на ЦРХ со еден од протеините кои се врзуваат за калциум беше испитана со двојно боење на флуоресценција. 19-ти
Материјал и методи II. Материјал и методи 1. Одгледување и чување на експериментални животни Експерименталните животни беа машки кутриња од јужноамериканскиот грмушки стаорец Октодон дегус, кои беа одгледувани во колонија на Институтот за невробиологија во Лајбниц. Семејствата, кои се состојат од родителски животни и нивните потомци, живееле во стандардни кафези (висина x ширина x длабочина: 24 x 53 x 32 cm) или во птичарникот што го следел природниот нагон на животните да се искачат (висина x ширина x длабочина: 70 x 53 x 43 см). Свежа вода за пиење, доволно пелети од стаорци, зеленчук и овошје беа достапни како храна. Климатизираните простории имаа просечна температура од 22 C и светло-темно циклус од 12/12 часа. Експеримент А - Постнатален развој на возбудните системи и како тие се под влијание на процесите на искуство во раното детство 1.1. Постнатален развој на дендритични 'рбетници во предниот кортекс на кортексот (ACd) Четири експериментални групи на социјално одгледани животни, кои пораснале нерасположени со своите семејства во стандардни кафези, биле споредувани во оваа студија: P0 (постнатален ден 0), ден на раѓање (n = 4) P14 (зад = 4) P21, (n = 3) P45 (n = 4) 20
Материјали и методи Б Сл. 5. Октодон дегус (А) куќиште во кафез, (Б) куќиште во птичарникот. Дигитално снимање (SONY Cyber-shot). 1.3. Влијание на повторено краткорочно повлекување на родителите врз развојот на дендритични 'рбетници во кортексот на предниот кинглатор (ACd) Две експериментални групи одгледувани во птичарникот беа споредувани едни со други на P21: социјално одгледувани животни кои останаа непречено во семејството до 21-от ден од животот (n = 4) и 22
Материјал и методи Анализа на цели дрвја на дендрит, материјалот за податоци содржан во квантификациите е поголем (Bock 1998, дисертација). Со помош на овој систем за анализа на слика, беа оценети густините на дендритичните боцки на невроните избрани за проценка и нивните должини на дендритите. За пирамидална клетка, програмата Neurolucida ја пресметува просечната фреквенција на центрифугирање или должината на дендритот на целиот апикален и базален дендрит и таа од секој редослед на гранка (слика 7), така што за неврон со четири дендрити од 2-ри ред, на пример, може да се добие средна вредност на вртежите на центрифугирање ова прима четири делови од дендрит. Просечната фреквенција на 'рбетот или должината на сегментот за секој од првите пет реда и целото дрво од дендрит на неврон, поделено на апикални и базални дендрити, беше вклучено во статистичката анализа на десет проценети клетки на животно. Пресметката на фреквенциите на центрифугирање и должините на дендритите се одвиваше само откако беа оценети сите животни во тест групата. Сл. 6. Трага од пирамидална клетка со Neurolucida системот. 'Рбетниците беа обележани со точки на базалниот дендрит и апикалниот дендрит. 28
Материјал и методи 5 4 4 5 3 2 2 3 3 1 Сл. 7. Модел дендрит со гранки до 5-ти ред. 2.4. Избор на пирамидални клетки Само добро и целосно импрегнирани пирамидални клетки од слојот II/III на ACd со следниве квалитативни карактеристики (слика 8): конусен перикарион, чија надолжна оска е скоро нормално на површината на мозокот, произлегува од апикалната точка на клеточното тело Главен дендрит (апикален дендрит), кој има најголем калибар од сите дендрити и се протега нормално на површината на мозокот, во клетките избрани за оваа работа, апикалниот дендрит се дели на две подеднакво силни гранки, од кои потоа се појавуваат апикални странични дендрити, оставајќи ги базалните дендрити и аксонот сома опашката, во насока на јамата, дендритските дрвја на апикалните и базалните дендрити се добро развиени и, доколку е можно, целосно зачувани во пресек. 29
Материјал и методи A B 5 μm Сл. 8. (А) Голџи-Кокс импрегнирана хемисфера на предниот мозок кај маж од видот Octodon degus. Нацртано со црна боја се границите на областа на ACd од која се избрани пирамидалните клетки за анализа. Мерна лента = 400 μm, d = грбна, m = медијална. (Б) Фотомонтажа на пирамидална клетка II/III на Голџи-Кокс импрегнирана на ACd со своите апикални и базални дендрити (стрели), како и зголемување на сегментот на дендрит. Мерна лента = 18 µm. (Од Хелмеке и сор., 2001б) 2.5. Квантификација и статистичка проценка За квантификација, испитани се пет пирамидални клетки од слојот II/III во секоја од двете хемисфери по животно. Статистичката анализа не открила значителни разлики помеѓу хемисферите во ниту еден експеримент. Затоа, вредностите од десната и левата хемисфера беа обединети. Следниве вредности на десет клетки од секое животно беа вклучени во статистичката споредба помеѓу тест-групи (n = број на клетки по тест група): средна апикална и базална густина на центрифугирање за секој од првите пет степени на разгранување, 30
Материјали и методи значат просечна апикална и базална должина на сегментот за секој од првите пет степени на разгранување, средна апикална и базална густина на вртење на сите дрвја дендрити, средна апикална и базална должина на сите дендритни дрвја. Апикалниот дендрит и барем еден целосно следен базален дендрит по ќелија беа оценети во сите нивни гранки до последниот степен на разгранување. Во статистичката анализа, поради ретката појава на повисоки редови на разгранување од 5-тиот ред, беа прикажани само првите пет реда (Слика 7) и целото дрво на дендритот на невронот, поделено на апикално и базално. Ако бројот на тест групи во тест серија бил повеќе од два, вредностите на овие тест групи најпрво биле проверени за значителни разлики со употреба на Kruskal-Wallis еднонасочна ANOVA. Ако овој тест покажа значителна разлика од стр