Hipokampal nörogenez ile üretilen yetişkin doğumlu granül hücrelerin dentat girüsteki nöron topluluğunun dinamik ve doğrusal yanıtlarına katkısı.
The contribution of adult-born granule cells generated by hippocampal neurogenesis on the linear and dynamic response of dentate gyrus neural ensembles.
Yazar: ATIL ANDAÇ AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. PINAR ÖZ
Üsküdar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Nörobilim Ana Bilim Dalı / Nörobilim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Biyoloji = Biology
Dizin: Granüloza hücreleri = Granulosa cells ; Hipokampus = Hippocampus ; Hücreler = Cells ; Nörogenez = Neurogenesis ; Yetişkinler = Adults

Özet:
Yetişkin nörogenezi, memelilerin yetişkin yaşamları boyunda nöral kök hücrelerden yeni nöronların üretimi ile karakterize bir süreçtir. Dentat girüsün subgranüler bölgesi nöral kök hücrelerin bulunduğu beyindeki nadir nörogenik nişlerden biridir. Dentat girüs çoğunlukla granüler hücrelerinden oluşur ve subgranüler bölgede üretilen yenidoğan nöronlarla aralarında elektrofizyolojik farklılıklar vardır. Genç yetişkin-kökenli granül hücreleri daha uyarılabilirdir ve daha fazla aralıklı aktivite gösterir.
Literatürde yalnızca birkaç çalışma her iki hücrenin hesaplamalı modellerini geliştirerek deneysel sonuçları nümerik simülasyonlarda yeniden üretmeye çalışmıştır. Olgun granül hücresi birkaç modelle uyum göstermesine rağmen literatürde henüz genç yetişkin-kökenli granül hücrelerinin elektrofizyolojik karakterizasyonunu tam anlamıyla üretebilen bir model mevcut değildir. Bu çalışmada, genel anlamda Aradi ve Holmes (1999) modelinde tanımlanan kanal geçitleme kinetiklerini kullanarak yeni bir genç yetişkin-kökenli granülün hücre modelinin oluşturulması ve bu modelin doğrusal yanıtlarına göre karakterizasyonun gösterilmesi hedeflemiştir. Bu modelin amaçlarından biri de M-tipi kanal geçitleme kinetiklerini kullanarak genç yetişkin-kökenli granül hücrelerin aralıklı aktivitesini üretmektir. Model hücre doğrusal yanıtlarına göre karakterize edilmiştir. Genç yetişkin-kökenli granül hücre modeli minimum akıma karşılık verdiği doğrusal nöral yanıtlar literatürle genel olarak bir uyum gösterse de akım artırıldığında literatürle benzer sonuçları üretememiştir. Bunun yanında M-kanal kinetiği, yetişkin-kökenli granül hücreleri için aralıklı ateşleme aktivitesini replike edebilmiştir.

Abstract:
Adult-neurogenesis is a process characterized by generating new neurons derived from neural stem cells throughout the adult life of mammals. The subgranular  zone of dentate gyrus is one of the rare neurogenic niches in the adult brain,in which neural stem cells reside. Dentate gyrus consists of excitatory granule cells. The newborn cells differentiated from the neural precursor in subgranular zone migrates and integrates into the already existing networks in the granule cell layer. These immature cells display important electrophysiological differences compared to the mature granüle cells: They are highly excitable and show sparse activity.
Only a few studies have tried to reproduce experimental results in silico by building computational models of both  immature and mature granule cells. Although several models are considered to be a good fit for the mature granule cell, the literature still lacks an efficient model for the adult-born granule cell. 
This study aims to show the predictive value of a new young adult-born granule cell model derived from the Aradi and Holmes (1999) model for mature granule cell. One of the main objectives of the model is using the M-type channel gating kinetics to mimic sparse activity in adult-born granule cells.  The model has been constructed by using both NEURON's hoc language and Phyton language in a Phyton script that ran by NEURON's simulation engine. In silico experiments also ran with this engine which uses CVODE adaptive integrator for its simulations. Model cells are characterized based on their linear response. The young adult-born granule cell model was able to reproduce some of the data in the literature when the minimum current was applied but failed to reproduce experimental data when the current is varied. Sparse activity of the young-adult born granule cell has been reproduced.