Genç sıçan hipokampüslerinde 0.5 ve 5 Hz 'lik priming stimulation sonrası yüksek frekanslı ve düşük frekanslı uyarı ile gelişen plastisitenin karşılaştırılması
Comparison of plasticity emerging with high frequency and low frequency warning after 0.5 and 5 Hz communication results in young rat hippocampuses
Yazar: AYŞENUR ÇİMEN
Danışman: PROF. DR. NURCAN DURSUN
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Derin beyin stimülasyonu = Deep brain stimulation ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Hipokampus = Hippocampus ; Plastisite = Plasticity ; Sinaptik iletişim = Synaptic transmission ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Sinaptik plastisite, öğrenme ve belleğin temelini oluşturur. Sinaptik plastisitenin formlarından olan uzun dönemli güçlenme (UDG) ve baskılanma (UDB), sinaptik gücün uyarım sıklığına bağlı bir değişim olarak düşünülebilir. Çalışmalar priming uyarımların UDG ya da UDB cevaplarında değişikliğe neden olabileceğini bildirmektedir. Çalışmanın amacı iki farklı uyarım frekansı (0.5 ve 5 Hz) kullanılarak düşük frekanslı uyarının (DFU) sonraki UDG büyüklüğüne etkisini araştırmaktır.
Wistar albino erkek 2 aylık sıçanlar iki grup olarak kullanılmıştır (n=8) . Elektrotlar hipokampuse yerleştirildikten sonra artan şiddetlerde uyarılarak input/output eğrileri elde edilmiştir. Metaplastisite yanıtları perforant yola 0.5 ve 5 Hz priming stimülasyon protokolü uygulanarak hipokampusten kaydedilmiştir. Priming stümülasyondan 5 dakika sonra yüksek frekanslı uyarı (YFU) ile UDG indüklenmiştir. Eksitatör postsinaptik potansiyel (EPSP) eğimi ve populasyon spike (PS) genliği için, UDG indüksiyonundan sonraki ilk 5 dakika ve son 5 dakika değerlendirilmiştir. Tek örneklem t-testi, tekrarlayan ölçümlerle ANOVA testi ve non-parametrik Mann-Whitney U testi kullanılarak istatistiksel analizi yapılmıştır.
Uyaran şiddeti ve frekans arasında gözlenen anlamlı olmayan etkileşim, grupların input-output eğrilerinin farklı olmadığını göstermiştir. 0.5 ve 5 Hz ile prime edilen sinapslarda populasyon spike genliğinde istatistiksel anlamda fark bulunmuştur (p<0,001). 5 Hz priming stimulasyon uygulanan sinapslarda EPSP eğimlerinde potansiyalizasyon gözlenirken (p<0,001), 0.5 Hz priming stimülasyon uygulanan sinapslarda post tetanik potansiyalizasyon döneminde potansiyalizasyon gözlenmemiştir. Çalışma bulguları, sinaptik olmayan uzun dönemli plastisite genliğinin, UDG öncesi verilen uyarımın frekansına bağımlı olduğunu göstermektedir. UDG'nin bu inhibisyonunun sinaptik aktivitenin daha düşük frekanslarında görülmesi, bu metaplastisite formunun, tekrarlanan nöronal aktivite sonrasında UDG eksprese etme kapasitesini değiştirebileceğini ve böylece bellek oluşumunu etkileyebileceğini düşündürmektedir.
Anahtar kelimeler: Priming stimülasyon, depotansiyasyon, hipokampus, plastisite, sıçan

Abstract:
Synaptic plasticity is the basis of learning and memory. Long-term potentiation (LTP) and depression (LTD), forms of synaptic plasticity, can be considered as a change in synaptic strength due to the frequency of stimulation. Studies have reported that priming stimulation may change LTP or LTD responses. The aim of the study is to investigate the effect of low frequency stimulation (LFS) on the following details LTP magnitude by using two different excitation frequencies (0.5 and 5 Hz). 
2 months old Wistar albino male rats were used as two groups (n = 8). After placing the electrodes in the hippocampus, the input / output curves were stimulated by increasing intensity. Metaplasticity responses were recorded from hippocampus by inducing perforant pathway with two different priming stimulation protocols including 0.5 Hz and 5 Hz. LTP induced by high frequency stimulation (HFS) 5 minutes after priming stimulation. For the stimulus postsynaptic potential (EPSP) slope and population amplitude (PS), the first 5 minutes and the last 5 minutes after LTP induction were evaluated.Statistical analysis was performed with single sample t-test, ANOVA test with repetitive measurements, and non-parametric Mann-Whitney U test.
The non-significant interaction observed between stimulus intensity and frequency showed that the input-output curves of the groups were not different. There was a significant difference in population spike amplitude in the synapses primed with 0.5 and 5 Hz (p<0,001). Potentialization was observed in the EPSP slope in post-tetanic potentialization period where 5 Hz priming stimulation synapse (p<0,001), whereas not in the synapses where 0.5 Hz priming stimulation was applied. The study findings show that the amplitude of non-synaptic long-term plasticity is dependent on the frequency of stimulation given before LTP. Seeing this inhibition of LTP at lower frequencies of synaptic activity suggests that this form of metaplasticity may alter the capacity to express LTP after repeated neuronal activity, thereby affecting memory formation.
Keywords: Priming stimulation, depotentiation ,hippocampus, plasticity, rats