Zmiany elektroencefalograficzne po uszkodzeniach

Transkrypt

P R A C A OR YGIN A L NA
ISSN 1641–6007
Sen 2001, Tom 1, Nr 1, 13–31
SEN
Zmiany elektroencefalograficzne
po uszk
odzeniach bocznego podwzgórza
uszkodzeniach
u szczura
Electroencephalography in the rat with lesions of the lateral hypothalamus
Jolanta Orzeł-Gryglewska
Katedra Fizjologii Zwierząt Uniwersytetu Gdańskiego
n Abstract
EEG after lateral hypothalamic lesions in the rat
Introduction. Bilateral electrolytic lesions of the lateral hypothalamus (LH) in the rat results in sleeplessness. The study was aimed to analyze a possible anatomical substrate of
the LH hyposomnia within the hypothalamus.
Material and methods. In a group of electrolytically lesioned LH rats the intensity of sleep
disturbances was confronted with the localization and the extend of destruction of LH area
and with topography of known fiber systems of the medial forebrain bundle (MFB). Selective
destruction of LH cell bodies by means of bilateral ibotenic acid (IBO) injections (0.3 mg/
/side) and transient inhibition of LH neurons by bilateral microinjections of muscimol (MSC)
(0, 25, 50 and 100 ng/side) were performed in separate experiments to evaluate a possible
involvement of LH neuronal pericaria as an anatomical substrate of hyposomnia. Waking
and sleep were monitored by EEG recorded from the hippocampal and cortical electrodes
(one-hour morning sessions in LH and IBO group and 6-hour daily session in MSC group).
Percentage amounts of waking, SWS and PS as well as the number and duration of episodes
of particular EEG patterns and a latency to fall asleep were calculated in each record.
Adres do korespondencji:
Katedra Fizjologii Zwierząt
Uniwersytetu Gdańskiego
ul. Kładki 24
80-822 Gdańsk
tel.: (0 58) 301 22 41 wew. 369
faks: (0 58) 301 40 85
Results. It was found that pronounced hyposomnia can follow lesions of LH/MFB area at
every level of its antero-posterior axis, from the preoptic area up to the posterior hypothalamus. The most effective lesions transsected projections descending from the preoptic/anterior hypothalamic area (supposedly GABA-ergic projections from the anterior hypothalamus
to the posterior hypothalamic and brainstem waking-promoting centers), olfactory structures, ventral striatum and the central amygdaloid nucleus as well as fibers connecting LH
with the brainstem reticular formation. No marked effect of IBO lesions on waking-sleep
relationship was found. On the other hand, MSC injections caused a dose-dependent increase in waking time, most pronounced at a dose of 50 ng. This effect was blocked by
bicuculline.
Conclusions. The obtained results suggest that the damage to the intrahypothalamic neurons is not responsible for LH hyposomnia and indicate involvement of fiber system(s) rather than a localized group of neuronal pericaria. Moreover this data give evidence for an
involvement of GABA-ergic transmission in the hypothalamus in waking-sleep regulation.
Key words: lateral hypothalamus, EEG, sleep regulation
www.sen.viamedica.pl
13
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
n Wstęp
Udział podwzgórza w systemie struktur
organizujących cykl snu i czuwania
Sen i czuwanie kontrolowane są przez złożony system regulacyjny obejmujący szereg struktur ośrodkowego układu nerwowego. Szczególną rolę w tym systemie
odgrywa podwzgórze. Obecnie pojawia się coraz więcej
dowodów potwierdzających klasyczną koncepcję Nauty
[1] według której w obrębie podwzgórza istnieją dwa
ośrodki neuronalne zaangażowane w regulację cyklu senczuwanie: okolica przedwzrokowa/przednie podwzgórze
(POAH, preoptic/anterior hypothalamic area) oraz okolica tylnego podwzgórza (PH, posterior hypothalamic area).
Pozostają one ze sobą w relacji ujemnego sprzężenia
zwrotnego i wywierają wpływ zarówno na wyżej, jak i niżej leżące okolice mózgu, otrzymując jednocześnie
zwrotną impulsację z tych struktur [2].
W POAH i w całym podstawnym przodomózgowiu
(istota bezimienna, brzuszne pallidum, ramię poziome
pęczka przekątnego Broca) zidentyfikowano neurony selektywnie aktywne we śnie wolnofalowym [2]. Obustronne mechaniczne [1], elektrolityczne [4] lub cytotoksyczne [5] zniszczenie tej okolicy powoduje drastyczną redukcję ilości snu wolnofalowego (SWS, slow wave sleep)
i snu paradoksalnego (PS) u szczurów i kotów. Elektryczna i chemiczna stymulacja tych struktur wywołuje synchronizację korową i sen behawioralny [6–8]. Ponadto,
po długim epizodzie snu wolnofalowego wzrasta ekspresja protoonkogenu c-fos w brzuszno-bocznej okolicy
przedwzrokowej, co tłumaczy się wzmożoną aktywnością neuronów tej okolicy, wywołaną samym faktem snu
(a nie potrzebą snu) [9].
Przednie podwzgórze jest jednocześnie głównym termoczułym obszarem mózgu ssaków odpowiedzialnym za
mechanizm rozpraszania ciepła [10]. Jego uszkodzenie
powoduje wzrost temperatury ciała, a stymulacja elektryczna wywołuje wegetatywne i behawioralne reakcje
chłodzenia. W opinii Mc Gintego i Szymusiaka [11] zaburzenia snu wywołane przez uszkodzenia okolicy
przedniego podwzgórza i podstawnego przodomózgowia
mogą być wtórne do zaburzeń termoregulacyjnych powstałych na skutek uszkodzenia. Dostarczono wielu dowodów
doświadczalnych na poparcie tej tezy. Wykazano, że
w SWS wzrasta aktywność ciepłoczułych neuronów
POAH i pęczka przekątnego Broca, natomiast wrażliwe
na zimno neurony tych okolic są aktywniejsze w czasie
czuwania [12]. Stwierdzono, że ogrzewanie POAH powoduje podczas czuwania zmniejszenie spontanicznych wyładowań neuronów termowrażliwych PH, które w SWS
wykazują istotnie niższą aktywność niż podczas czuwania [13]. Również termoczułe neurony podstawnego przodomózgowia na ogrzewanie POAH reagują wzrostem lub
zmniejszeniem wyładowań, przy czym większość komó-
14
rek hamowanych w wyniku ogrzewania POAH w warunkach kontrolnych wyładowuje się częściej podczas czuwania niż w SWS [14]. Wykazano, że wzrost temperatury otoczenia i ciała powodują wzrost SWS [15], natomiast
supresja PS występująca po podaniu atropiny nie zachodzi przy wzroście temperatury otoczenia [16]. Insomnia,
która powstaje po zniszczeniu POAH, cofa się po umieszczeniu zwierzęcia w ciepłym pomieszczeniu [17], zaś lokalne ogrzewanie POAH powoduje sen u zwierząt doświadczalnych [18], a w zapisie EEG powoduje zwiększenie mocy fal delta w czasie SWS [19]. Możliwe więc,
że ciepłoczułe elementy przyśrodkowego POAH działają
torująco zarówno na mechanizmy ośrodkowe promujące sen, jak i regulujące utratę ciepła.
Jednocześnie istnieje wiele wątpliwości dotyczących
bezpośredniego związku funkcjonalnego mechanizmów
snu i termoregulacji. Chociaż występują one w jednym
obszarze anatomicznym, to okazało się, że można je rozdzielić, stosując odpowiednie zabiegi eksperymentalne.
Na przykład iniekcje soli fizjologicznej lub samo wprowadzenie igły iniekcyjnej do POAH powoduje ośrodkową
hipertermię bez wpływu na cykl sen-czuwanie [20].
Podobny efekt występuje w wyniku niewielkich uszkodzeń POAH. W adrenergiczną regulację temperatury ciała na poziomie POAH zaangażowane są receptory a1,
podczas gdy w regulacji snu i czuwania uczestniczą receptory a2 i b [8].
Innym mechanizmem wpływu POAH na cykl sen-czuwanie może być bezpośrednie oddziaływanie tej okolicy na struktury/ośrodki desynchronizacji pnia mózgu
zarówno na poziomie układu siatkowatego śródmózgowia, wzgórza, jak i tylnego podwzgórza. W wielu doświadczeniach stwierdzono, że elektryczna stymulacja POAH
i jego okolic hamuje wyładowania w neuronach śródmózgowia, aktywnych podczas czuwania i snu paradoksalnego. Wiele neuronów POAH, wykazujących swoisty
wzrost aktywności we śnie, można aktywować antydromowo z tworu siatkowatego śródmózgowia. Całe podstawne przodomózgowie zawiera neurony GABA-ergiczne [21], mogące hamować czynność śródmózgowia. Neurony śródmózgowia, znajdujące się pod wpływem POAH
i struktur okolicznych, same wysyłają projekcje do wzgórza i w ten sposób regulują aktywność projekcji wzgórzowo-korowych [2]. Ewentualny toniczny wpływ hamujący POAH na tak zwany „ośrodek desynchronizacji”
w tylnym podwzgórzu/przednim śródmózgowiu wydają
się potwierdzać wyniki badań, w których udało się znieść
insomnię po lezjach POAH przez obniżenie aktywności
neuronów tylnopodwzgórzowych za pomocą bezpośredniej iniekcji muscimolu [22]. Stymulacja POAH i okolicy
pęczka przekątnego Broca wywołuje potencjał IPSP (inhibitory postsynaptic potentials) w okolicy guzowej i suteczkowej tylnego podwzgórza, który można zablokować
podaniem bikukuliny i pikrotoksyny [23].
Jolanta Orzeł-Gryglewska, EEG po uszkodzeniach podwzgórza u szczura
Oprócz udowodnionego udziału POAH w procesach
synchronizacyjnych istnieją też dane wskazujące na
związki neuronów tej okolicy z mechanizmami snu paradoksalnego. Lokalne ogrzewanie bądź oziębianie podwzgórza wpływa nie tylko na ilość SWS, ale i PS [18].
W POAH szczurów znaleziono neurony selektywnie aktywne w PS [23] oraz populację neuronów podwzgórzowych, które podczas snu paradoksalnego zmniejszają
swoje wyładowania [24] i wrażliwość na temperaturę [25].
Nie wiadomo jednak, czy zmiany aktywności tych komórek wpływają na mechanizmy wykonawcze PS, czy
też są wtórne w stosunku do spadku wydzielania noradrenaliny i serotoniny w trakcie snu paradoksalnego [8].
O ile okolica POAH wywiera znamienny wpływ na
procesy synchronizacji EEG, to od czasu znanych obserwacji klinicznych von Economo [26] nad encephalitis
letargica wiadomo, że okolica tylnego podwzgórza odgrywa ważną rolę w aktywacji korowej i procesach desynchronizacyjnych. Późniejsze, szeroko zakrojone badania przy zastosowaniu transsekcji mózgu i zlokalizowanych uszkodzeń mózgu u kotów, szczurów i małp,
potwierdziły wpływ tylnego podwzgórza na desynchronizację EEG i wzbudzenie behawioralne. Jest to zrozumiałe, ponieważ część tylna guzowa i suteczkowata podwzgórza mają topograficznie zorganizowane projekcje do
wszystkich okolic kory [27]. W PH zlokalizowano populację neuronów „aktywnych w czuwaniu” [28]. Pewne
wątpliwości w stosunku do istotnego znaczenia „ośrodka podwzgórzowego” powstały z chwilą pojawienia się
możliwości wybiórczego zniszczenia ciał neuronalnych
(w przeciwieństwie do włókien nerwowych) zlokalizowanych w tej okolicy. Po iniekcji kwasu ibotenowego do
części guzowej i tylnej podwzgórza u kotów obserwowano bowiem tylko krótkotrwałą (ok. 2 dni) hipersomnię
[29, 30]. Jednakże iniekcje muscimolu, traktowanego jako
silny inhibitor wszelkiej aktywności neuronalnej, do
przedniej i środkowej części tylnego podwzgórza powodowały u kotów długotrwały sen zarejestrowany zarówno w zapisach EEG, jak i określony na podstawie przejawów behawioralnych [31]. Insomnię wywołaną cytotoksyczną lezją POAH lub podaniem inhibitora syntezy serotoniny można odwrócić mikroiniekcją muscimolu do
PH [22, 31]. Tylne podwzgórze wpływa również pobudzająco na mechanizmy termogenezy, co w cyklu snu
i czuwania objawia się wzrostem temperatury mózgu
podczas epizodów PS [32].
W ostatnim 10-leciu zwrócono uwagę na neurony
histaminergiczne tylnego podwzgórza jako potencjalne
źródło wzbudzenia korowego. Od dawna wiadomo, że
leki przeciwhistaminowe mają działanie sedatywne. Również w doświadczeniach przeprowadzonych na zwierzętach stwierdzono, że systemowe lub domózgowe podawanie środków histaminergicznych wywołuje stan wzbudzenia, a przeciwhistaminowych — senność; efekt ten
SEN
zależy od receptorów H1 [33]. Jednocześnie okazało się,
że w ośrodkowym układzie nerwowym neurony histaminergiczne są obecne wyłącznie w tylnym podwzgórzu, w miejscu lokalizacji „ośrodka desynchronizacji”
[33]. U szczura i kota największe zagęszczenie tych neuronów znajduje się w brzuszno-bocznym tylnym podwzgórzu (jądro guzowo-suteczkowe i okolica około- i nadsuteczkowa). Pochodzą z nich długie i rozgałęzione wstępujące i zstępujące projekcje do wielu okolic starej i nowej kory, POAH, nowego prążkowia (neostriatum), grzbietowego jądra szwu, pasma samotnego i rdzenia kręgowego [33, 34]. Obecnie sugeruje się, że właśnie neurony histaminowe są anatomicznym substratem wpływu tylnego podwzgórza na mechanizm czuwania i wpływ ten
może się realizować na wielu poziomach układu siatkowatego pnia mózgu [34].
Okolice PH mogą wpływać również na występowanie rytmu theta w zapisie EEG (szczególnie w odprowadzeniach hipokampalnych), powstającego podczas aktywnych ruchów zwierzęcia lub podczas PS [35]. W PH
znaleziono neurony wyładowujące z częstotliwością właściwą dla rytmu theta [36], niezależnie od wpływu przegrody [37] lub ośrodków nakrywki i mostu [38], co stało
się podstawą przypuszczeń [39], że tylne podwzgórze,
a zwłaszcza jądro nadsuteczkowate (nucleus supramamillaris), jest fundamentalnym programatorem częstotliwości tego rytmu, chociaż jego działanie podczas czuwania
i PS modulują różne struktury (jądro przednie siatkowate mostu i jądro konarowo-mostowe) [38].
Okolice przedniego i tylnego podwzgórza pozostają
we wzajemnej relacji ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Lokalne ogrzewanie POAH zmniejsza aktywność neuronów bocznego PH [13], a insomnię przedniopodwzgórzową można przerwać przez domózgową iniekcję muscimolu do podwzgórza brzuszno-bocznego tylnego [22].
Zapoczątkowanie snu może być więc rezultatem zablokowania funkcjonalnego PH przez przyśrodkowo-podstawne pole przedwzrokowe [1, 22]. Badania Sherina
i wsp. [9] dostarczyły ostatnio anatomicznego dowodu
istnienia bezpośrednich aksonalnych połączeń neuronów
POAH aktywnych we śnie z histaminergicznymi komórkami jądra guzowo-suteczkowatego podwzgórza. Nie jest
jeszcze pewne, który z systemów mediatorowych uczestniczy w kontroli tylnego podwzgórza przez pole przedwzrokowe, ale wiele dowodów wskazuje, że istotne znaczenie dla tej regulacji ma kwas g-aminomasłowy (GABA).
U szczurów znaleziono monosynaptyczne połączenia
GABA-ergiczne POAH z PH [40]. Nitz i Siegel [41] stwierdzili w tylnym podwzgórzu wzrost stężenia GABA w płynie pozakomórkowym w czasie snu. Iniekcje muscimolu
(agonisty GABA) do PH przywracają sen po doświadczalnej insomnii [22, 31], a u kotów stwierdzono wiele GABAimmunoreaktywnych komórek w przednim podwzgórzu
i gęste unerwienie GABA-ergiczne tylnego podwzgórza
15
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
[42]. Zauważono zmniejszenie ilości SWS po lokalnej
iniekcji histaminy do POAH, działającej przez aktywację
receptora H2 [20]. Znaczne projekcje z neuronów histaminowych PH do POAH wskazują, że histaminoergiczne
i histaminoceptywne neurony tylnego podwzgórza odgrywają istotną rolę w indukcji i utrzymaniu czuwania,
działając na struktury POAH [20, 34]. Jednak niezależnie od hamującego wpływu PH na POAH uważa się powszechnie, że to połączenia tylnego podwzgórza ze śródmózgowiowym układem siatkowatym [34, 43] są źródłem
tonicznego oddziaływania na neurony pnia mózgu, włączone w utrzymywanie aktywacji wzgórzowo-korowej [44].
n Założenia i cel pracy
Drogi komunikacji między omawianymi funkcjonalnie różnymi częściami podwzgórza są właściwie nieznane. Z anatomicznego punktu widzenia prawdopodobnie
boczne podwzgórze (LH, lateral hypothalamus) mogłoby pełnić funkcję takiego kanału komunikacyjnego. Jest
ono częścią pętli zwrotnych połączeń między okolicami
limbicznymi przodomózgowia i śródmózgowia, a także
miejscem przebiegu jednego z głównych systemów integracyjnych mózgu — pęczka przyśrodkowego przodomózgowia. Pęczek ten zawiera obukierunkowe włókna łączące ze sobą struktury korowe i podkorowe (głównie limbiczne) przodomózgowia, poszczególne jądra podwzgórza oraz jądra limbiczne nakrywki śródmózgowia [45],
a także liczne projekcje podwzgórza do pnia mózgu. Boczne podwzgórze jest relatywnie ubogie w komórki, jednak prawdopodobnie większość składowych pęczka przyśrodkowego przodomózgowia, jeżeli nie wszystkie, wchodzi w kontakt z neuronami bocznopodwzgórzowymi [46].
Uszkodzenia LH, poza dobrze opisanymi objawami
depresji behawioralnej, łącznie z całkowitą afagią i adipsją
[48], powodują również zaburzenia cyklu sen-czuwanie.
Duże lezje elektrolityczne, niszczące całkowicie lub prawie całkowicie tę okolicę, przy jednoczesnym zajęciu
okolicznych struktur, wywołują trwałą synchronizację
korową, której nie przerywa nawet aktywność ruchowa
zwierzęcia [47–49]. Tym zaburzeniom najczęściej towarzyszy somnolencja. Lezje bardziej ograniczone mogą
powodować odmienne skutki — nasilenie procesów desynchronizacyjnych [49–51], które zaobserwowano również w przebiegu zdrowienia po dużych lezjach LH [52].
Celem podjętej pracy było bliższe poznanie roli LH
w regulacji cyklu sen-czuwanie, przez zbadanie zmian
elektroencefalograficznego obrazu snu i czuwania po
ograniczonych uszkodzeniach lub okresowej inaktywacji różnych okolic tej struktury, zlokalizowanych wzdłuż
osi przednio-tylnej mózgu pomiędzy przednim a tylnym
podwzgórzem. Badania te są rozwinięciem wcześniejszych doniesień z pracowni autorki [50, 51], w których
opisano wzrost ilości czuwania i spadek ilości snu po
ograniczonych lezjach elektrolitycznych LH. Szczególną
16
uwagę poświęcono zbadaniu zależności między lokalizacją uszkodzenia a rodzajem i nasileniem zmian elektroencefalograficznych w przebiegu snu i czuwania (doświadczenie I).
Relatywny udział neuronów i włókien badanej okolicy można rozróżnić, stosując bezpośrednie iniekcje neurotoksyny, wybiórczo niszczącej ciała neuronów i oszczędzającej aksony przechodzące przez miejsce iniekcji. Stosunkowo skutecznym środkiem o zminimalizowanych
skutkach ubocznych, takich jak napady epileptyczne lub
uszkodzenia w miejscach odległych od iniekcji, jest kwas
ibotenowy [53]. Innym środkiem farmakologicznym mogącym naśladować okresową lezję chemiczną, a pod pewnymi względami lepszym od neurotoksyn, jest muscimol
— neuronalny inhibitor hiperpolaryzujący błony komórkowe poprzez zwiększenie dokomórkowego prądu chlorkowego. Jest on agonistą receptorów GABA A, ale działa
dłużej od endogennego GABA, nie wpływa na włókna
przechodzące przez miejsce iniekcji, a skutki jego działania są odwracalne. Środek ten zastosowali Lin i wsp.
[31] w badaniach przeprowadzonych na kotach, aby ocenić wpływ inaktywacji różnych okolic podwzgórza na
cykl sen-czuwanie.
W niniejszej pracy posłużono się metodą lezji cytotoksycznych (ibotenowych) (doświadczenie II) oraz
okresowej inaktywacji neuronów LH (dopodwzgórzowa
iniekcja muscimolu) (doświadczenie III) w celu poznania relatywnego udziału ciał komórkowych i włókien
pęczka przyśrodkowego przodomózgowia w mechanizmie hiposomnii bocznopodwzgórzowej. Są to pierwsze
tego rodzaju badania dotyczące udziału LH w regulacji
cyklu sen-czuwanie u szczura.
Jak już wspomniano, uszkodzenia bocznopodwzgórzowe łączą się ze znacznymi zaburzeniami behawioralnymi, między innymi całkowitą afagią i adipsją, areaktywnością na bodźce i somnolencją, co mimo sztucznego karmienia i nawadniania w krótkim czasie prowadzi
do znacznego wyniszczenia zwierzęcia. Zwierzęta takie
są mało odporne na wszelkiego rodzaju obciążenia i dlatego istotne jest w doświadczeniach chronicznych związanych z codziennym niepokojeniem zwierzęcia zastosowanie takiej procedury, która pozwalałaby utrzymać
je przy życiu w stosunkowo dobrej kondycji przez możliwie najdłuższy czas. Jak wykazały wcześniejsze badania wykonane w pracowni autorki [54], całodobowe zapisy EEG w celu zdiagnozowania obecności zaburzeń snu
u szczurów bocznopodwzgórzowych, można zastąpić
analizą jednogodzinnych próbek EEG, pobranych w jasnej fazie cyklu okołodobowego. Procentowy rozkład
czasu czuwania, SWS i PS w próbkach pobranych w godzinach przedpołudniowych jest zbliżony do analogicznego rozkładu w zapisach 12-godzinnych, a także w zapisach 24-godzinnych po uszkodzeniu LH [52]. Dlatego
w niniejszej pracy, poświęconej analizie anatomicznej
zmian cyklu sen-czuwanie po uszkodzeniach LH, zastosowano oszczędzającą szczury doświadczalne metodę
„próbkowania” EEG. Przez okres 2 tygodni po elektrolitycznym i cytotoksycznym uszkodzeniu LH w jednogodzinnych próbkach zapisów dziennego EEG sumowano
ilość czuwania, SWS i PS oraz porównywano z zapisami
kontrolnymi. Po iniekcji muscimolu badano rozkład snu
i czuwania przez 6 godzin, czyli przez cały potencjalny
okres działania tego środka.
n Materiał i metody
Zwierzęta
Badania przeprowadzono na 60 szczurach, samcach
szczepu Wistar (masa ciała w dniu operacji: 244–384 g).
U 31 zwierząt wykonano obustronną elektrolityczną lezję LH, natomiast 11 szczurów poddano lezji pozornej.
Obustronną dopodwzgórzową iniekcję kwasu ibotenowego otrzymało 10 szczurów, zaś 8 szczurów — obustronną
iniekcję muscimolu. Podczas całego cyklu doświadczalnego zwierzęta przebywały w oddzielnych klatkach, w warunkach sztucznego oświetlenia (12:12 h) i otrzymywały
standardowy pokarm dla szczurów oraz wodę.
Operacja
U każdego szczura implantowano w dootrzewnowej
narkozie nembutalowej w dawce 50 mg/kg obustronnie
elektrody rejestrujące EEG okolicy potylicznej kory
mózgowej (śrubki jubilerskie wkręcone w powierzchnię
czaszki) i jednobiegunowe elektrody rejestrujące zapis
EEG z okolicy hipokampa (drut ze stali nierdzewnej
o średnicy 0,2 mm, izolowany na całej długości za wyjątkiem płasko ściętego końca), a także elektrodę rejestrującą EMG mięśni karku, elektrodę odniesienia, przeprowadzoną pod skórą na kościach czaszki w okolicy opuszki
węchowej oraz elektrodę stanowiącą uziemienie. Ponadto, u 42 szczurów implantowano obustronne elektrody
uszkadzające (drut ze stali nierdzewnej o średnicy 0,3 mm,
izolowany na całej długości za wyjątkiem płasko ściętego
końca) w różnych punktach przednio-tylnej osi LH, a u 18
zwierząt obustronne kaniule (igły iniekcyjne o długości
15 mm i średnicy 0,6 mm) w guzowej części LH. Przyjęto
następujące koordynaty stereotaktyczne: elektrody rejestrujące czynność hipokampa: 2,4–3,8 mm do tyłu od bregmy, 2,4–3,0 mm na boki od linii szwu strzałkowego, 2,5–
–4,0 mm w dół od powierzchni czaszki; elektrody rejestrujące czynność kory mózgowej: 6,0–7,0 mm do tyłu od
bregmy, 2,5–3,5 mm na boki od linii szwu strzałkowego,
1,0 mm w dół od powierzchni czaszki; elektrody uszkadzające w obrębie LH: 1,2–4,5 mm do tyłu od bregmy, 1,0–
–2,0 mm na boki od linii szwu strzałkowego, 7,7–9,0 mm
w dół od powierzchni czaszki; kaniule iniekcyjne: 2,8 mm
do tyłu od bregmy, 2,0 mm na boki od linii szwu strzałkowego, 8,0 mm w dół od powierzchni czaszki.
SEN
Rejestracje EEG
Pierwszy tydzień po operacji był okresem adaptacji
do warunków doświadczalnych. Szczury przebywały
przez 2 godziny dziennie o tej samej porze w klatkach
rejestracyjnych (260 x 260 x 400 mm) umieszczonych
w pomieszczeniu o ograniczonym dopływie dźwięków
i kontrolowanej temperaturze i poddawano je procedurze
podłączenia do aparatury. Następnie przez 3 kolejne dni
prowadzono rejestracje kontrolne EEG, na podstawie których oceniano późniejsze zmiany po lezjach. Zapisy kontrolne przed lezją cytotoksyczną wykonano po iniekcji
rozpuszczalnika (bufor fosforanowy). Zapis EEG rejestrowano na 16-kanałowym elektroencefalografie firmy Medicor (szybkość przesuwu papieru 7,5 mm/s, filtry górnoprzepustowe 0,3 Hz dla odprowadzeń EEG i 0,03 Hz
dla odprowadzeń z mięśni oraz filtry dolnoprzepustowe
— 30 Hz). Zachowanie zwierząt obserwowano przez kamerę połączoną z monitorem, a obserwacje odnotowywano w odpowiednich miejscach zapisu EEG.
Zapis EEG rejestrowano po lezjach elektrolitycznych,
zawsze w tych samych godzinach przedpołudniowych,
w 5–7 dniach pierwszego tygodnia i 2–3 wybranych
dniach drugiego tygodnia po uszkodzeniu. Po iniekcji
kwasu ibotenowego prowadzono badania codziennie
przez 14 dni. Po iniekcjach muscimolu EEG rejestrowano jednorazowo po każdej dawce, przez 6 godzin (10.00–
–16.00), a pomiędzy iniekcjami kolejnych dawek stosowano tygodniowe przerwy.
Lezje elektrolityczne i iniekcje domózgowe
Po kontrolnych rejestracjach EEG u 31 szczurów wykonano (w lekkiej narkozie eterowej) elektrolityczne lezje LH prądem anodowym o natężeniu 1–2 mA i czasie
trwania 15–20 sekund. Lezji pozornej poddano 11 zwierząt (identyczne postępowanie chirurgiczne i doświadczalne za wyjątkiem elektrolizy tkanki mózgowej).
W drugiej grupie podawano szczurom (n = 6) obustronnie do guzowej części LH najpierw 0,5 ml buforu
fosforanowego (pH 7,4) (iniekcja kontrolna), a po okresie
3 dni rejestracji kontrolnych — kwas ibotenowy (Ibotenic acid, RBI, 3 mg/0,5 ml) (n = 10), rozpuszczony w buforze fosforanowym. Użyto strzykawki Hamiltona, połączonej z wykalibrowanym kataterem, zakończonym wewnętrzną kaniulą iniekcyjną (igła iniekcyjna o długości
15,4 mm i średnicy zewnętrznej 0,3 mm). Kaniulę tę
umieszczano wewnątrz chronicznie implantowanej kaniuli prowadzącej. Czas trwania iniekcji wynosił około
1 minuty. Kaniulę wraz z całym zestawem odłączano po
upływie kolejnej minuty od zakończenia iniekcji. W czasie trwania całego zabiegu szczur znajdował się pod wpływem narkozy ketaminowej (50 mg/kg).
Muscimol (Muscimol Hbr, RBI) podawano według
identycznej jak poprzednio procedury w dawkach 0 ng
(Aqua pro iniectione, Polfa), 25 ng, 50 ng i 100 ng (n = 8).
17
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
U 5 szczurów dawkę 25 ng muscimolu poprzedzono domózgową iniekcją 50 ng bikukuliny (Bicucculline methiodide, Sigma). Odstęp między iniekcjami wynosił 10–
–15 minut.
Weryfikacja histologiczna
Po zakończeniu doświadczeń szczury usypiano nembutalem i przez lewą komorę serca wykonywano perfuzję kolejno solą fizjologiczną oraz 10-procentowym roztworem formaliny. Mózgi wyjmowano z czaszki i umieszczano w 10-procentowym roztworze formaliny. Po utrwaleniu cięto je mikrotomem mrożeniowym na skrawki grubości 75 mm i barwiono standardową metodą Nissla przy
użyciu fioletu krezylowego. Lokalizację i wielkość uszkodzeń oraz miejsca iniekcji porównywano z tablicami
w atlasie mózgu szczura Paxinosa i Watsona [56]. Do
przedniej części podwzgórza zaliczono skrawki o koordynatach od –0,80 do –2,12 mm do tyłu od bregmy, do
części guzowej skrawki od –2,30 do –3,30 mm do tyłu od
bregmy, a do części tylnej skrawki od –3,60 do –4,52 mm
do tyłu od bregmy. Obszar uszkodzeń cytotoksycznych
(ibotenowych) LH oceniano na podstawie degeneracji
neuronów i występowania gliozy, natomiast miejsce
iniekcji muscimolu przez lokalizację śladu zakończenia
kaniuli iniekcyjnej.
Opracowanie wyników i analiza statystyczna
Zapisy EEG oceniano wzrokowo i mierzono czas
trwania epizodów czuwania, snu wolnofalowego i paradoksalnego, które następnie sumowano, by otrzymać
całkowity czas ich trwania w okresie rejestracji. Wyróżniono 4 typy zapisu EEG: 1) desynchronizację EEG
w korze, połączoną z szybką aktywnością hipokampa,
gdy czuwający szczur pozostawał w bezruchu lub wykonywał ruchy automatyczne, na przykład czyszczenie
ciała (W); 2) desynchronizację korową z jednoczesnym
rytmem theta w hipokampie w czasie wykonywania
przez szczura ruchów typu dowolnego, na przykład eksploracyjnych (WT); 3) wysoko amplitudową, nieregularną aktywność w korze i hipokampie charakterystyczną
dla snu wolnofalowego (SWS) u szczura; 4) rytm theta
w hipokampie oraz korze, któremu towarzyszył spadek
napięcia mięśni karku cechujący sen paradoksalny (PS).
Sumując oba (wymienione w punkcie 1 i 2) rodzaje aktywności występujące w czuwaniu, otrzymano całkowity czas czuwania. Relatywny czas trwania poszczególnych typów aktywności EEG przedstawiono w procentach całkowitego czasu rejestracji. Analizowano również liczbę i czas trwania epizodów W, WT, SWS, PS
oraz latencję SWS i latencję PS w kolejnych sesjach doświadczalnych.
Statystyczne opracowanie wyników przeprowadzono za pomocą analizy wariancji (ANOVA). W analizie
2-czynnikowej badano wpływ lezji lub iniekcji oraz cza-
18
su, jaki upłynął od manipulacji doświadczalnej, na procentowy rozkład snu i czuwania, liczbę oraz czas trwania
epizodów snu i czuwania, a także latencję snu. Porównania postwariancyjne wykonano za pomocą testu Tukeya
(p £ 0,05). Przed lezją porównano grupy doświadczalną
i kontrolną, stosując 1-czynnikową analizę wariancji.
n Wyniki
Zmiany wzorca EEG po elektrolitycznych
lezjach bocznego podwzgórza
Przed lezją średni procentowy rozkład wzorców aktywności EEG w analizowanych próbkach był następujący — czuwanie: 44,1 ± 1,9%; SWS: 45,5 ± 1,5%;
PS: 10,4 ± 0,7% i nie różnił się istotnie (1-czynnikowa
analiza wariancji) od analogicznych wartości w grupie kontrolnej poddanej lezji pozornej — czuwanie: 49,8 ± 3,3%;
SWS: 42,1 ± 2,6%; PS: 8,1 ± 0,9%. W grupie doświadczalnej lezje powodowały wzrost czasu czuwania (głównie kosztem SWS). Wyniki po lezji były uśredniane
w okresach tygodniowych (ryc. 1A). Rozkład czasu snu
i czuwania w grupie doświadczalnej w 1. i 2. tygodniu
po lezji był następujący — czuwanie: 61,7 ± 2,0 i 56,0 ±
± 3,2%; SWS: 31,2 ± 1,6 i 36,0 ± 2,7%; PS: 7,1 ± 0,5
i 8,1 ± 0,7%. W 2-czynnikowej analizie wariancji (grupa
x czas po lezji) stwierdzono istotną zależność czasu czuwania od przynależności do grupy (F(1,450) = 8,86;
p < 0,01) i SWS (F(1,450) = 14,15; p < 0,0001). Dla PS
nie było takiej zależności (F(1,450) = 0,34, p < 0,6).
Stwierdzono istotną zależność badanych parametrów od
czasu (w tygodniach), jaki upłynął od lezji (czuwanie,
F(2,450) = 11,43, p < 0,0001; SWS, F(2,450) = 11,66,
p < 0,0001; PS, F(2,450) = 6,06, p < 0,002). Stwierdzono interakcję „grupa x czas” (czuwanie, F(2,450) = 7,14,
p < 0,001; SWS, F(2,450) = 7,23, p < 0,001; PS,
F(2,450) = 3,97, p < 0,02). W teście Tukeya zaobserwowano istotny wzrost czasu czuwania i istotne zmniejszenie ilości SWS w stosunku do wartości wyjściowych
w obu tygodniach po lezji. Zmniejszenie ilości PS było
istotne tylko w 1. tygodniu po lezji (ryc. 1A). Analogiczna analiza wyników otrzymanych w grupie poddanej lezji pozornej nie wykazała żadnych istotnych zmian.
Uszkodzenie LH spowodowało istotny wzrost liczby
epizodów czuwania z rytmem theta w 1. tygodniu po lezji
i zmniejszenie liczby epizodów snu wolnofalowego oraz
paradoksalnego w 1. i 2. tygodniu po lezji (ryc. 1B). Taki
efekt nie wystąpił w grupie poddanej lezji pozornej. Przed
lezją elektrolityczną średnia liczba epizodów poszczególnych wzorców aktywności EEG w analizowanych próbkach wynosiła — W: 38,3 ± 1,2; WT: 17,6 ± 1,1; SWS:
25,9 ± 0,9; PS: 4,8 ± 0,3, i nie różniła się istotnie (1-czynnikowa analiza wariancji) od liczby epizodów W i WT
w grupie kontrolnej poddanej lezji pozornej (W: 38,5 ±
70
Lezje elektrolityczne
*
60
Czas rejestracji (%)
Lezje pozorne
*
40
*
x
*
30
20
0
1 tydz.
1 tydz.
60
40
0
40
1800
35
1600
x
*
x
*
*
15
1 tydz.
2 tydz.
WT
K
1 tydz.
2 tydz.
PS
SWS
x
*
1400
1200
1000
800
x
*
*
600
10
400
5
0
K
W
D. 2000
20
x
*
PS
SWS
45
25
*
80
2 tydz.
Latencja snu [s]
Liczba epizodów
K
2 tydz.
Czuwanie
30
Lezje pozorne
20
*
K
Lezje elektrolityczne
100
50
10
B.
C. 120
x
Czas trwania epizodu [s]
A.
SEN
K
*
*
1 tydz.
2 tydz.
W
WT
200
K
SWS
1 tydz.
0
2 tydz.
PS
K
1 tydz.
2 tydz.
SWS
K
1 tydz.
2 tydz.
PS
Tygodnie po lezji
Rycina 1. Wpływ lezji elektrolitycznych bocznego podwzgórza na elektroencefalograficzny obraz snu i czuwania; A. Procentowy rozkład
snu i czuwania w całkowitym czasie rejestracji; B. Liczba epizodów poszczególnych typów aktywności EEG; C. Czas trwania epizodów
poszczególnych typów aktywności EEG; D. Latencja snu wolnofalowego i paradoksalnego; * — istotność różnic w porównaniu z kontrolą
przed lezją; x — istotność różnic w porównaniu z grupą kontrolną (z lezją pozorną) (test Tukeya, p £ 0,05); W — spokojne czuwanie;
WT — czuwanie z rytmem theta; SWS — sen wolnofalowy (slow wave sleep); PS — sen paradoksalny; K — kontrola przed lezją
± 1,7; WT: 18,1 ± 1,4), natomiast między grupami występowały pewne różnice w liczbie epizodów SWS (F(1,122)
= 6,23, p < 0,02) i PS (F(1,122) = 5,25, p < 0,05) (grupa
kontrolna — SWS: 21,9 ± 1,1; PS: 3,7 ± 0,3). Po lezji
elektrolitycznej liczba epizodów snu i czuwania w 1. i 2.
tygodniu była następująca — W: 39,9 ± 1,4 i 35,1 ± 1,9;
WT: 25,8 ± 1,5 i 21,8 ± 2,2; SWS: 18,5 ± 1,0 i 17,3 ± 1,4;
PS: 3,0 ± 0,2 i 3,6 ± 0,4. W 2-czynnikowej analizie wariancji (grupa x czas po lezji) stwierdzono istotną zależność liczby epizodów WT od przynależności do grupy,
F(1,450) = 5,94; p < 0,02. Efekt tygodnia po lezji był
istotny dla WT, (F(2,450) = 6,34, p < 0,002), SWS,
(F(2,450) = 13,42, p < 0,0001), i PS, (F(2,450) = 9,13,
p < 0,0001). Stwierdzono interakcję „grupa x czas” dla
liczby epizodów SWS, F(2,450) = 5,56, p < 0,005 i PS,
F(2,450) = 4,97, p < 0,01). W teście Tukeya wzrost liczby epizodów WT w stosunku do wartości wyjściowych
był istotny w 1. tygodniu, a zmniejszenie liczby epizodów
SWS i PS — w obu tygodniach po lezji (ryc. 1B).
Po lezjach LH nastąpił istotny wzrost czasu trwania
epizodów WT w 1. tygodniu po lezji i wydłużenie epizodów SWS w 2. tygodniu po lezji (ryc. 1C). Przed lezją
średni czas trwania epizodów poszczególnych typów
wzorców aktywności EEG w analizowanych próbkach był
następujący — W: 34,7 ± 2,4 s; WT: 19,3 ± 0,8 s; SWS:
68,5 ± 2,8 s; PS: 74,9 ± 4,3 s, i nie różnił się istotnie
(1-czynnikowa analiza wariancji) od analogicznych wartości w grupie kontrolnej poddanej lezji pozornej (W:
39,6 ± 1,9 s; WT: 17,2 ± 1,2 s; SWS: 77,8 ± 6,8 s; PS:
77,5 ± 7,8 s). Długości epizodów snu i czuwania w gru-
19
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
pie doświadczalnej w 1. i 2. tygodniu po lezji były następujące — W: 50,0 ± 5,3 i 56,3 ± 9,9 s; WT: 28,7 ± 2,3
i 25,5 ± 3,2 s; SWS: 66,3 ± 3,9 i 91,1 ± 11,9 s; PS: 65,1 ±
± 4,7 i 73,3 ± 6,8 s. W 2-czynnikowej analizie wariancji
(grupa x czas po lezji) stwierdzono istotną zależność czasu
trwania epizodów WT od przynależności do grupy
(F(1,450) = 16,07; p < 0,0001). Zależność od okresu (w tygodniach), jaki upłynął od lezji stwierdzana była dla
czasu trwania epizodów WT, F(2,450) = 3,78, p < 0,05
i SWS, F(2,450) = 3,43, p < 0,05. W teście Tukeya wydłużenie epizodów WT w 1. tygodniu i wydłużenie epizodów SWS w 2. tygodniu po lezji elektrolitycznej było istotne w porównaniu z wartościami wyjściowymi (ryc. 1C).
Latencję SWS i PS w kolejnych dniach po lezji elektrolitycznej i pozornej przedstawiono na rycinie 1D.
Uszkodzenie LH spowodowało wzrost latencji snu wolnofalowego oraz paradoksalnego, efekt taki nie wystąpił
natomiast w grupie zwierząt poddanych lezji pozornej.
Stwierdzono istotną statystycznie zależność latencji SWS
od przynależności do grupy (F(1,435) = 15,03, p £ 0,0001)
oraz wpływ tygodnia po lezji na wartość latencji SWS:
F(2,435) = 5,07; p £ 0,01 i PS: F(2,440) = 3,54; p £ 0,05.
Interakcję „grupa x czas” stwierdzono dla latencji PS
(F(2,440) = 7,35, p £ 0,01). Postwariancyjny test Tukeya
(p £ 0,05) wykazał istotny wzrost latencji SWS w 1. i 2.
tygodniu po lezji (odpowiednio 622,4 ± 73,4 i 704,1 ±
± 141,6 s) w porównaniu z grupą kontrolną (274,0 ±
± 52,9 s). Natomiast latencja PS okazała się istotnie dłuższa tylko w 1. tygodniu po lezji (1787,0 ± 107,7 s) w porównaniu z grupą kontrolną (1097,6 ± 100,9 s).
Zwierzęta w grupie doświadczalnej różniły się stopniem
hiposomnii. Rycina 2 przedstawia zmiany procentowego
udziału czuwania po lezji u wszystkich badanych zwierząt. Dane z kolejnych dni rejestracji uśredniono w tygodniowych przedziałach i przedstawiono jako procentową
zmianę w stosunku do wartości kontrolnych. Po lezji
u większości szczurów zaobserwowano wzrost czasu czuwania. U połowy zwierząt (n = 15) średni wzrost czasu
czuwania przekraczał 20%, sięgając nawet 52,5%,
u 5 szczurów wyniósł 10–19%, a u 11 nie przekraczał
± 10% w 1. tygodniu po lezji. W 2. tygodniu ponad
20-procentowy wzrost czasu czuwania wystąpił u 7 zwierząt. W grupie kontrolnej średnia zmiana czasu czuwania
wynosiła –2,4 ± 4,3% w 1. i 2,5 ± 4,3% w 2. tygodniu po
lezji, choć indywidualne fluktuacje w poszczególnych
dniach doświadczenia mogły osiągać –23,3% i 19,0%.
Anatomiczna weryfikacja uszkodzeń
elektrolitycznych
Wszystkie zwierzęta miały uszkodzenia w okolicy
bocznego podwzgórza — pęczka przyśrodkowego przodomózgowia. Lezje można było zlokalizować na jednym
z trzech poziomów w wymiarze przednio-tylnym podwzgórza (przednim podwzgórzu z okolicą przedwzro-
20
kową, części guzowej podwzgórza i tylnym podwzgórzu)
lub na granicy dwóch z wymienionych stref. Mogły one
zachodzić na struktury sąsiadujące z bocznym podwzgórzem: torebkę wewnętrzną, warstwę niepewną, brzuszne jądra wzgórza, przyśrodkową okolicę przedwzrokową,
kolumny sklepienia i pola Forela.
Na podstawie intensywności hiposomnii (ryc. 2)
szczury podzielono na dwie grupy: w pierwszej znalazły
się zwierzęta, u których wzrost czuwania był większy
niż 20%, w drugiej te, u których zmiany ilości czuwania
nie przekroczyły fluktuacji zanotowanych w grupie kontrolnej. Największy wzrost czasu czuwania z jednoczesną
redukcją snu towarzyszył lezjom zlokalizowanym w części przedniej i guzowej LH, często na granicy obu stref.
Efektywne lezje mogły też znajdować się całkowicie w tylnym podwzgórzu.
Rycina 3 przedstawia przykładowe lokalizacje lezji
u zwierząt wykazujących największe zaburzenia. Na rycinie 4A przedstawiono sumarycznie rozkład uszkodzeń
w wymiarze przednio-tylnym bocznego podwzgórza
u szczurów z grupy wykazującej największe wydłużenie
czasu czuwania. Jak widać, lezje zlokalizowane w każdej z wyróżnionych stref podwzgórza od okolicy przedwzrokowej do granicy ze śródmózgowiem mogły powodować znaczną hiposomnię. Lokalizacja uszkodzeń
u zwierząt, u których po lezji wystąpiły zmiany ilości czuwania poniżej 20% w stosunku do wartości przedlezyjnej zasadniczo się nie różniła. Lezje te były rozproszone
w całym wymiarze przednio-tylnym LH, jednak zwykle
były małe lub jednostronne.
W celu określenia roli różnych systemów włókien
pęczka przyśrodkowego przodomózgowia w powstawaniu insomnii bocznopodwzgórzowej powierzchnię każdego czołowego przekroju LH podzielono szacunkowo
na kwadranty (górny boczny, górny przyśrodkowy, dolny boczny i dolny przyśrodkowy (ryc. 4B), a następnie
określono rozmiar uszkodzeń poszczególnych kwadrantów u wszystkich zwierząt. U 9 szczurów uszkodzenia
obejmowały do 100% czołowych przekrojów lewego
i prawego LH, u 7 zwierząt stwierdzono uszkodzenie
około 75% powierzchni przekroju LH, u 11 zwierząt —
średnio 50% powierzchni przekroju, a u 4 zwierząt
uszkodzenia LH wynosiły około 25%. Niektóre lezje były
asymetryczne w wymiarze przednio-tylnym lub w wielkości powierzchni przekroju uszkodzenia. U 9 spośród
15 szczurów, u których wystąpiły duże zaburzenia, lezje uszkadzały 75–100% czołowego przekroju LH. W dalszym etapie badań oceniano częstość uszkodzeń poszczególnych kwadrantów w grupie zwierząt o dużych
(wzrost czuwania powyżej 20% kontroli) i małych (analogiczny wzrost poniżej 20%) zaburzeniach. W tym celu
zliczono liczbę uszkodzonych kwadrantów przy tych
samych koordynatach stereotaktycznych (wymiar przednio-tylny) według atlasu Paxinosa i Watsona [56].
SEN
Grupa doœwiadczalna
60
Zmiana iloœci czuwania (%)
50
40
30
20
10
0
–10
–20
b2 3j 2j 45 26 a7 5 a6 a9 42 8
9 29 48 8j 46 7 28 4j 7j 6j 16 44 b9 10 5j c0 25 32 b1 43
Numer szczura
Grupa kontrolna
30
Zmiana iloœci czuwania(%)
20
10
0
–10
–20
–30
115
117
102
101
105
113
110
114
118
116
103
Numer szczura
1. tydzieñ po lezji
2. tydzieñ po lezji
Rycina 2. Zmiany ilości czuwania w 1. i 2. tygodniu po lezji elektrolitycznej (góra) i pozornej (dół) bocznego podwzgórza u poszczególnych osobników. U części zwierząt rejestracje EEG przeprowadzono tylko w 1. tygodniu po lezji
21
22
0,8 mm
1,3 mm
1,8 mm
2,3 mm
2,8 mm
Czêæ guzowa podwzgórza
3,3 mm
3,8mm
Tylne podwzgórze
4,3 mm
które naniesiono na tablice z atlasu mózgu szczura Paxinosa i Watsona (1986)
Rycina 3. Przykładowe lokalizacje najbardziej efektywnych uszkodzeń elektrolitycznych powodujących wzrost czuwania o ponad 20% wartości kontrolnych. Pola zakreskowane oznaczają miejsca lezji,
26
45
2j
3j
b2
AP
Nr
szczura
Okolica przedwzrokowa i przednie podwzgórze
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
SEN
A.
Numer
szczura
Czêœæ guzowa podwzgórza
Okolica przedwzrokowa i przednie podwzgórze
Tylne podwzgórze
b2
3j
2j
45
26
a7
5
a6
a9
42
8
9
29
48
8j
AP:
B.
–0,80
–0,92
–1,30
–1,40
–1,80
Czêœæ przednia
–2,12
–2,30
–2,56
–2,80
Czêœæ guzowa
–3,14
–3,30
–3,60
–3,80
–4,16
–4,30
–4,52
Czêœæ tylna
Rycina 4. Rozkład uszkodzeń w wymiarze przednio-tylnym (A) i czołowym (B) bocznego podwzgórza u szczurów wykazujących po lezji
elektrolitycznej największy wzrost czasu czuwania. Efektywne lezje mogły wystąpić w każdej z wyróżnionych stref bocznego podwzgórza od
okolicy przedwzrokowej do granicy ze śródmózgowiem; AP — wymiar przednio-tylny w odniesieniu do bregmy według atlasu mózgu szczura
Paxinosa i Watsona (1986). Zacieniowane pola na rycinie B oznaczają kwadranty lewego bocznego podwzgórza (górny boczny, górny przyśrodkowy, dolny boczny i dolny przyśrodkowy) o istotnie większej częstości uszkodzeń w grupie szczurów o dużym wzroście czasu czuwania
W analizie wariancji ze zmienną niezależną, czyli wymiar przednio-tylny podwzgórza i nasilenie zaburzeń,
stwierdzono, że w obu grupach najwięcej uszkodzeń wystąpiło w przednim LH, jednak uszkodzenia tej okolicy
w grupie o dużym wzroście czuwania były liczniejsze
(F(5,218) = 49,45; p £ 0,0001). W grupie ze znacznym
wzrostem czasu czuwania częstość uszkodzeń była niejednakowa w poszczególnych kwadrantach (F(3,100) =
= 3,37; p £ 0,05) i stwierdzono interakcję kwadrant ¥
¥ odległość przednio-tylna od bregmy (F(6,100) = 2,91;
p £ 0,02). W grupie szczurów o niewielkich zaburzeniach takie zależności nie występowały. W grupie
o dużym wzroście czuwania częściej niż w grupie,
w której nastąpiły mniejsze zmiany, uszkodzeniu ulegał kwadrant górny boczny (p £ 0,01) i dolny boczny
(p £ 0,02) w podwzgórzu przednim, kwadrant górny
boczny (p £ 0,005) w podwzgórzu guzowym oraz kwadrant dolny boczny (p £ 0,001) i dolny przyśrodkowy
(p £ 0,01) w podwzgórzu tylnym (ryc. 4B). Okolice te
odpowiadają strefom pęczka przyśrodkowego przodomózgowia według atlasu Nieuwenhuysa i wsp. [45] oraz
Veeninga i wsp. [57] oznaczonym jako: a, a1, e i d (przednie podwzgórze), e, e1 i e2 (podwzgórze guzowe) i a,
d i g (podwzgórze tylne).
Wpływ cytotoksycznych lezji bocznego
podwzgórza na elektroencefalograficzny
wzorzec snu i czuwania
Procentowy rozkład czuwania, snu wolnofalowego
i snu paradoksalnego w kolejnych tygodniach po podaniu kwasu ibotenowego przedstawiono na rycinie 5A.
Jednoczynnikowa analiza wariancji z faktorem „iniekcja” (bufor/kwas ibotenowy) wykazała brak wpływu na
procentowy rozkład czuwania, SWS i PS (czuwanie:
F(1,99) = 1,19, p £ 0,3; SWS: F(1,99) = 1,53, p £ 0,2; PS:
F(1,99) = 0,03, p £ 0,9). Jednoczynnikowa analiza wa-
23
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
A.
B.
Lezje cytotoksyczne
60
–1,80 mm
50
Czas rejestracji (%)
Bregma
40
–2,12 mm
30
–2,30 mm
20
–2,56 mm
10
0
–2,80 mm
K
1. tydzieñ
Czuwanie
SWS
2. tydzieñ
PS
–3,14 mm
Tygodnie po lezji
Rycina 5. Efekty iniekcji kwasu ibotenowego do okolicy bocznego podwzgórza; A. Procentowy rozkład snu i czuwania w 1. i 2. tygodniu po lezji
cytotoksycznej w zestawieniu z efektem kontrolnej iniekcji buforu fosforanowego (K); B. Łączna lokalizacja uszkodzeń mózgowych w grupie
zwierząt po lezji cytotoksycznej bocznego podwzgórza, naniesiona na tablice mózgu szczura według atlasu Paxinosa i Watsona (1986)
riancji dla czynnika czasu (dnia) po iniekcji cytotoksycznej nie wykazała zmian w procentowym rozkładzie czuwania, SWS i PS (czuwanie: F(10,90) = 1,14, p £ 0,4;
SWS: F(10,90) = 1,10, p £ 0,4; PS: F(10,90) = 1,21,
p £ 0,3). Po pogrupowaniu wyników w tygodniowych
przedziałach czasowych analiza wariancji również nie
wykazała istotnych zmian (czuwanie: F(2,98) = 1,02,
p £ 0,4; SWS: F(2,98) = 1,67, p £ 0,2; PS: F(2,98) = 0,17,
p £ 0,8). Jedynym istotnym efektem iniekcji kwasu ibotenowego był niewielki wzrost czasu czuwania z rytmem
theta (WT) w 2. tygodniu po lezji oraz zwiększenie liczby epizodów WT i skrócenie epizodów spokojnego czuwania w całym okresie po lezji.
W weryfikacji histologicznej stwierdzono zmiany
degeneracyjne i obecność gliozy w przedniej i guzowej
części LH, które często zajmowały różne części okolicznych struktur (warstwa niepewna, brzuszne jądra wzgórza). W miejscu iniekcji występowały ślady ciemno zabarwionej tkanki nekrotycznej lub małe jamy. Lezje były
usytuowane na ogół symetrycznie w obu półkulach, bocznie w stosunku do torebki wewnętrznej. Lokalizację
uszkodzeń mózgowych sumarycznie dla wszystkich osobników pokazano na rycinie 5B.
Wpływ mikroiniekcji muscimolu do bocznego
podwzgórza na wzorzec snu i czuwania
w zapisie EEG
Obustronne iniekcje muscimolu do LH spowodowały
wzrost czasu czuwania przy jednoczesnym zmniejszeniu czasu SWS i PS. Efekt ten zależał od wielkości daw-
24
ki muscimolu. Dwuczynnikowa analiza wariancji wykazała istotny wzrost czasu czuwania w zależności od
dawki (F(3,198) = 11,40; p £ 0,001) i godziny po iniekcji (F(5,168) = 30,13; p £ 0,001). Istotna statystycznie
okazała się interakcja „dawka ¥ godzina rejestracji”
(F(15,168) = 2,88; p £ 0,001). Zmniejszenie czasu SWS
również istotnie zależało od dawki (F(3,168) = 7,98;
p £ 0,001) i godziny po iniekcji (F(5,168) = 20,76;
p £ 0,001). Istotna była interakcja „dawka ¥ godzina”
(F(15,168) = 2,54; p £ 0,002). Zmniejszenie czasu PS
było istotnie zależne od dawki muscimolu (F(3,168) =
= 7,25; p £ 0,001) i od godziny po iniekcji (F(5,168) =
= 22,19; p £ 0,001), nieistotna zaś była interakcja
„dawka ¥ godzina”.
Na rycinie 6 przedstawiono procentowe zmiany czasu czuwania w kolejnych godzinach po iniekcji muscimolu. Po iniekcji kontrolnej 0 ng w 1. godzinie obserwowano wysoki poziom czuwania (64,1 ± 3,0%), związany
z pobudzającym efektem procedury iniekcyjnej, który
w następnych godzinach osiągnął (z pewną zmiennością)
prawie 2-krotnie niższy poziom. Najbardziej efektywna
okazała się dawka 50 ng muscimolu. Wzrost czuwania
obserwowano przez 4 godziny po iniekcji, w ciągu 3
pierwszych godzin był on istotny statystycznie.
Wzrostowi ilości czuwania towarzyszyło zmniejszenie ilości SWS, które było istotne w 1., 2., i 3., godzinie
po iniekcji dawki 50 ng oraz w 2. godzinie po dawkach
25 i 100 ng muscimolu. Istotnemu zmniejszeniu uległa
również ilość PS w okresie pierwszych 3 godzin po iniekcji 50 ng i w 1. godzinie po 100 ng muscimolu (ryc. 6).
Czuwanie
100
Wpływ muscimolu blokowała uprzednio podana bikukulina (50 ng bikukuliny przy 25 ng muscimolu). W żadnym przypadku efekt łącznego podania agonisty i antagonisty receptorów GABAA nie był istotnie różny od efektu
kontrolnej iniekcji wody (ryc. 6).
Wzrost czasu czuwania wynikał ze znacznego, zależnego od dawki (F(3,168) = 7,34, p £ 0,001) i czasu po
iniekcji (F(5,168) = 16,56, p £ 0,001); „dawka x czas”:
F(15,168) = 2,21, p £ 0,01) wydłużenia epizodów W, istotnego dla dawki 50 ng muscimolu (test Tukeya). Dwuczynnikowa analiza wariancji wykazała również istotny
wpływ dawki muscimolu na liczbę epizodów SWS
(F(3,168) = 5,33, p £ 0,002) i PS (F(3,168) = 8,23, p £
£ 0,001) oraz na czas trwania epizodów PS (F(3,168) =
= 12,04, p £ 0,001). Efekt godziny po iniekcji był istotny
dla liczby epizodów W (F(5,168) = 2,67, p£0,05), SWS
(F(5,168) = 7,04, p £ 0,001) i PS (F(5,168) = 21,14, p £
£ 0,001) oraz dla czasu trwania epizodów PS (F(5,168) =
= 15,27, p £ 0,001). Zmniejszenie liczby epizodów SWS
i PS oraz skrócenie epizodów PS było istotne po iniekcji
50 ng muscimolu. Latencję snu analizowano tylko w zależności od dawki i okazała się ona istotnie dłuższa
(F(3,28) = 5,23, p £ 0,005) jedynie dla PS po dawce 50 ng
muscimolu.
W weryfikacji histologicznej stwierdzono, że u większości zwierząt miejsce iniekcji muscimolu znajdowało
się w przedniej oraz w guzowej części LH. W polu dyfuzji muscimolu (promień ok. 1 mm od końca kaniuli)
oprócz obszaru bocznego podwzgórza mogła znajdować
się warstwa niepewna, brzuszne jądra wzgórza i przyśrodkowa część istoty bezimiennej.
*
80
*
*
*
*
60
40
20
0
Sen wolnofalowy
60
40
*
*
*
20
*
*
0
Sen paradoksalny
20
SEN
n Dyskusja
Wyniki uzyskane w tej pracy można
podsumować następująco:
10
0
0
**
*
1
2
*
3
4
5
6
Godziny po iniekcji
0 ng
25 ng
50 ng
100 ng
MB
Rycina 6. Procentowe zmiany snu i czuwania w kolejnych godzinach po iniekcjach różnych dawek muscimolu do bocznego podwzgórza; MB — dawka 50 ng bikukuliny i 25 ng muscimolu;
* — istotność różnic (test Tukeya, p £ 0,05) w stosunku do kontroli (dawka 0 ng)
1. Obustronne, elektrolityczne uszkodzenia okolicy
bocznego podwzgórza/pęczka przyśrodkowego przodomózgowia, na każdym poziomie jej osi przedniotylnej, od okolicy przedwzrokowej do tylnego podwzgórza powodowały zwiększenie czasu czuwania
i zmniejszenie czasu SWS i PS (hiposomnia). Wzrost
czasu czuwania wynikał ze wzrostu liczby epizodów
WT w hipokampie, jak również z wydłużenia czasu
trwania epizodów W i WT. Zmniejszenie czasu snu
(SWS i PS) wynikało ze zmniejszonej liczby epizodów snu. Wydłużeniu uległa także latencja SWS i PS.
Chociaż efektywne uszkodzenia występowały najczęściej w przednim podwzgórzu, to znaczna hiposomnia ujawniła się również po lezjach usytuowanych
w guzowym i tylnym LH.
2. Cytotoksyczna destrukcja ciał neuronalnych w LH
(głównie w części guzowej) nie zmieniała zależności
sen-czuwanie i w tym aspekcie były one różne od efektów elektrolitycznych lezji tej samej okolicy.
25
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
3. Obustronne iniekcje muscimolu powodowały dawkozależną, blokowaną bikukuliną, 3–4-godzinną hiposomnię, podobną do efektów lezji elektrolitycznej tej
okolicy. Wzrost ilości czuwania wynikał z wydłużenia
epizodów W, a zmniejszenie czasu SWS powstało na
skutek spadku liczby epizodów SWS. Zmniejszenie
ilości PS wynikało ze zmniejszenia częstości epizodów
oraz ich skrócenia. Wzrosła również latencja PS.
W doświadczeniach I i II analizowano jednogodzinne
próbki EEG szczurów pobrane między 3. a 6. godziną jasnego, nieaktywnego [58] okresu cyklu dobowego. Przy
doborze pory dnia i czasu trwania pobranych próbek zapisu kierowano się doniesieniami, w których stwierdzono, że zaburzenia snu po lezjach LH [54], deprywacji cholinowej [59] lub zmianie temperatury otoczenia [60] występowały u szczura jedynie w okresie jasnym cyklu okołodobowego. Próbki jedno- i 12-godzinnego dziennego
zapisu EEG w zakresie procentowego rozkładu snu i czuwania wykazują podobieństwo zarówno w warunkach
kontrolnych, jak i po lezjach LH [55]. Procentowy rozkład
snu i czuwania w zanotowanych przez autorkę jednogodzinnych rejestracjach kontrolnych jest prawie identyczny z 12-godzinnym rozkładem snu i czuwania w fazie jasnej, opisanym przez Li i Satinoff [58]. W poprzednich
pracach jednogodzinne próbki zapisu okazały się reprezentatywne dla dziennej fazy cyklu sen-czuwanie szczura [47, 49, 50, 54] i wystarczające dla diagnozowania obecności hiposomnii bocznopodwzgórzowej [55].
Stwierdzone w niniejszej pracy zaburzenia cyklu senczuwanie polegały na zwiększeniu ilości czuwania (aktywności desynchronizacyjnej) przy jednoczesnej redukcji snu wolnofalowego i paradoksalnego. Pierwsze doniesienia na temat hiposomnii bocznopodwzgórzowej
dotyczyły okresu zdrowienia po dużych uszkodzeniach
elektrolitycznych [52]. Następnie w pracowni autorki [47,
49, 50, 54, 55] opisano hiposomnię w ostrym okresie po
ograniczonych lezjach LH, a niniejsza praca jest rozwinięciem tych badań. Zanim ukazały się powyższe publikacje, panowało przekonanie, ugruntowane między innymi przez De Rycka i Teitelbauma [48], że uszkodzenia
LH powodują trwałą synchronizację korową przebiegającą z lub bez behawioralnych objawów somnolencji.
Trojniar i wsp. [49] wykazali, że taka hipersynchronizacja korowa dotyczy tylko dużych uszkodzeń, obejmujących także okoliczne struktury. Lezje małe lub średnich
rozmiarów nie powodują zmian w obrazie aktywności
elektrycznej kory, lecz redukują ilość snu oraz powodują
wzrost ilości hipokampalnego rytmu theta w okresie czuwania i zmniejszenie częstotliwości tego rytmu [54]. Zatem relacje ilościowe między snem a czuwaniem są bardzo wrażliwe na uszkodzenia LH i pojawiają się już po
relatywnie małych lezjach, natomiast zaburzenia desynchronizacji korowej występują dopiero po dużych uszkodzeniach niszczących znaczne obszary międzymózgowia.
26
Zmiany ilości snu i czuwania mogą wystąpić [11] na
skutek uszkodzeń podwzgórzowych ośrodków termoregulacyjnych [10], zwłaszcza jeśli lezje zlokalizowane są
w przednim podwzgórzu. Stwierdzono jednak, że LH nie
jest niezbędne do integracji behawioralnych odpowiedzi
termoregulacyjnych [61], a stosowane w pracowni autorki lezje bocznopodwzgórzowe nie powodowały zaburzeń temperatury ciała [54]. Ponieważ w niniejszej pracy
niektóre z wykonanych lezji uszkadzały również przednie podwzgórze, mogły się one przyczynić do powstania
zaburzeń termoregulacji. Zaburzeń tych nie można uznać
jednak za przyczynę przedstawionych tu zmian ilości
czuwania i snu, gdyż lezje usytuowane w guzowym i tylnym podwzgórzu wywoływały podobne efekty.
Cytotoksyczne uszkodzenia okolicy guzowej LH nie
powodowały istotnych zmian relacji ilościowych między
snem a czuwaniem. Skutki lezji cytotoksycznych różniły się więc zdecydowanie od efektów lezji elektrolitycznych, mimo że lokalizacja uszkodzeń ibotenowych przynajmniej częściowo pokrywała się z lokalizacją najbardziej efektywnych lezji elektrolitycznych. Udział neuronów LH w powstawaniu hiposomnii po elektrolitycznych
uszkodzeniach tej struktury jest więc wątpliwy. Raczej
należy sądzić, że to przerwanie pewnych systemów włókien tworzących pęczek przyśrodkowy przodomózgowia,
który na poziomie podwzgórza przebiega przez jego
boczną okolicę, jest odpowiedzialne za ten efekt, tym
bardziej, że hiposomnię stwierdzono po zniszczeniu LH
na każdym poziomie jego wymiaru przednio-tylnego.
Analiza elektrolitycznych uszkodzeń kwadrantów przekroju czołowego LH wykazała związek nasilenia zmian
EEG z destrukcją bocznej części pęczka przyśrodkowego
przodomózgowia w podwzgórzu przednim, grzbietowobocznej części w podwzgórzu guzowym i brzusznej części w podwzgórzu tylnym.
Pęczek przyśrodkowy przodomózgowia zawiera około
50 wstępujących bądź zstępujących systemów włókien
i około 13 różnych układów transmiterowych [45]. Trudno więc dokładnie określić, które z jego włókien mogą brać
udział w procesie regulacji snu i czuwania. Najbardziej
efektywne uszkodzenia obejmowały okolice odpowiadające strefom pęczka przyśrodkowego przodomózgowia
według atlasu Nieuwenhuysa i wsp. [45] oznaczonym
następująco: a, a1, e i d (przednie podwzgórze), e, e1 i e2
(podwzgórze guzowe) i a, d i g (tylne podwzgórze). Z dotychczasowych doniesień wynika [57], że strefa a zawiera
głównie włókna zstępujące z części wielkokomórkowej
okolicy przedwzrokowej i z drogi węchowej. Sektory d i e
obejmują włókna eferentne z ciała migdałowatego i kory
gruszkowatej, z jądra półleżącego i kompleksu jądro ogoniaste-skorupa oraz z kory czołowej. Brzuszna połowa
pęczka przyśrodkowego przodomózgowia (odpowiadająca strefom a, d i g) prowadzi większość obustronnych włókien łączących przednie i tylne podwzgórze.
Spośród specyficznych dróg, które mogły ulec uszkodzeniu przy efektywnych lezjach, na uwagę zasługują
drogi serotonergiczne biegnące przez LH, ponieważ ich
rolę w synchronizacji korowej i wpływie na pojawienie
się snu (promowanie snu) dowiedziono w wielu doświadczeniach [62, 63]. Włókna serotoninowe rozpoczynają się
w komórkach zlokalizowanych w jądrach szwu. Biegną
one w przeważającej większości ipsilateralnie, jako zwarty
pęczek, początkowo przez brzuszne pole nakrywkowe
śródmózgowia, a od poziomu tylnej części LH jako brzuszna składowa pęczka przyśrodkowego przodomózgowia
[64], w sektorach a, d i g według atlasu Nieuwenhuysa
i wsp. [45]. W części guzowej podwzgórza włókna te mają
częściowo przebieg pozapęczkowy (strefy a, a1, d, e, e1,
e2 oraz f1), w części przedniej zajmują boczną część LH
(sektory a, a1, c, c1), a na poziomie skrzyżowania wzrokowego skupiają się w brzusznie położony zwarty pęczek (a, a1). Niewątpliwie część tych włókien uległa
uszkodzeniu przy lezjach elektrolitycznych, ponieważ
w istotnie częściej uszkadzanych kwadrantach LH znajdują się między innymi sektory a i a1 podwzgórza przedniego, e, e1, i e2 podwzgórza guzowego oraz a i d podwzgórza tylnego. Uważa się jednak [65], że wstępujące
projekcje serotonergiczne nie mają bezpośredniego znaczenia w kontrolowaniu snu, ponieważ neurotoksyczne
lezje jąder szwu nie zaburzały wzorca SWS.
Godne uwagi, z punktu widzenia wyników uzyskanych
w niniejszej pracy, jest założenie przyjęte po raz pierwszy
przez Nautę [1] i potwierdzone w badaniach Sallanona
i wsp. [22], że regulacja cyklu sen-czuwanie może się odbywać przez zwrotne hamujące połączenia pomiędzy
POAH (wywołującym SWS) i utrzymującym stan czuwania tylnym podwzgórzem. Mogą one przebiegać przez
obszar LH, a ich zniszczenie w wyniku elektrokoagulacji
znosiłoby hamujący wpływ POAH na tylne podwzgórze
i powodowało przewagę stanu czuwania. Jak sugerują uzyskane przez autorkę wyniki, mimo wzajemnych zwrotnych
wpływów przedniego i tylnego podwzgórza relacja w kierunku od POAH do PH wydaje się istotniejsza dla utrzymania równowagi między snem a czuwaniem niż relacja
o kierunku przeciwnym. Przerwanie ciągłości pęczka przyśrodkowego przodomózgowia na którymkolwiek jego poziomie spowodowało bowiem takie same efekty jak uszkodzenie POAH, najprawdopodobniej na skutek zniesienia
wpływów hamujących z POAH nie tylko na PH, ale i na
układ siatkowaty śródmózgowia [2, 66] oraz na cholinergiczny kompleks LDTg/PPTg [67]. Chociaż po lezji LH
zniszczeniu ulega prawdopodobnie również promująca
czuwanie droga z PH do POAH, to pozostają nietknięte
aktywujące połączenia PH z układem siatkowatym śródmózgowia [43], który, jak dobrze wiadomo, stanowi jeden
z podstawowych elementów systemu struktur związanych
z utrzymywaniem stanu czuwania i ma wstępujący przebieg pozapodwzgórzowy.
SEN
Niewiele dotąd wiadomo o podłożu mediatorowym
przypuszczalnych obustronnych połączeń między POAH
a PH biegnących przez LH. Istnieją dowody, że połączenia
wstępujące mogą być histaminergiczne. Włókna takie, biorące prawdopodobnie udział w procesie wzbudzenia, mogą
wysyłać również projekcje do innych okolic mózgu [31].
Według Lina i wsp. [20] histaminergiczne neurony w PH
poprzez receptory H1 aktywują sąsiadujące z nimi histaminoceptywne komórki o nieznanym transmiterze. Te
komórki z kolei bezpośrednio lub pośrednio (przez istotę
bezimienną i cholinergiczne neurony wielkokomórkowe
podstawnego przodomózgowia) aktywują neurony korowe i wywołują czuwanie oraz desynchronizację EEG. Histaminergiczne komórki PH, poprzez swoje projekcje do
POAH, mogą wpływać hamująco na przedniopodwzgórzowe ośrodki indukujące sen, co jest realizowane poprzez
receptory H1 lub H2 w zależności od mikroobwodów nerwowych w obrębie POAH. Tak więc zaproponowany przez
Nautę [1] hipotetyczny obwód wzajemnych zwrotnych
wpływów podwzgórzowych ośrodków snu i czuwania
(w jego części wstępującej) mógłby być przynajmniej
w części histaminergiczny. Analiza przebiegu wstępujących włókien histaminergicznych [68] wykazuje jednak,
że projekcje te w większości przechodzą przez przyśrodkową część podwzgórza, a tylko nieznaczna część tych
włókien wchodzi w skład pęczka przyśrodkowego przodomózgowia. Wydaje się więc, że w niniejszej pracy,
w większości przypadków lezje nie naruszały systemu histaminergicznego i nie należy go brać pod uwagę w interpretacji przyczyn hiposomnii bocznopodwzgórzowej,
zwłaszcza że po uszkodzeniach tego układu należałoby
się raczej spodziewać hipersomnii.
Wiele danych wskazuje na GABA-ergiczny charakter
transmisji zstępującej między POAH a PH. Z wielkokomórkowego jądra przedwzrokowego, istoty bezimiennej
oraz bocznej i przyśrodkowej okolicy przedwzrokowej,
a także z przedniej części bocznego podwzgórza pochodzą
GABA-ergiczne neurony okolicy POAH z bezpośrednimi
projekcjami do bocznego PH [40]. Uszkodzenia przedniopodwzgórzowe w badaniu przeprowadzonym przez
autorkę niszczyły z pewnością przynajmniej część tych
komórek lub początkowe odcinki ich aksonów. W dalszym przebiegu projekcje te wykazują dyfuzyjny rozkład
na poprzecznym przekroju pęczka przyśrodkowego przodomózgowia i dlatego musiały być w mniejszym lub
większym stopniu uszkodzone przez wszystkie wykonane w czasie doświadczeń lezje. Stwierdzono, że komórki
POAH o takich projekcjach są wysoce aktywne we śnie
[9]. Natomiast podczas snu w PH znacznie zwiększa się
wydzielanie GABA [41], co świadczy o udziale tego neuroprzekaźnika w okresowym hamowaniu aktywnych
w czuwaniu neuronów tylnego podwzgórza.
Iniekcje muscimolu do PH powodują u kotów sen,
nawet po uprzednio wywołanej doświadczalnej insom-
27
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
nii [22, 31]. W badaniach autorki po podaniu muscimolu do LH zanotowano wzrost czuwania przy jednoczesnej hiposomnii, który wystąpił w pierwszych godzinach
po iniekcji. Bikukulina w większości przypadków znosiła objawy wywołane przez muscimol, co wskazuje, że
obszar iniekcji zawiera GABA-ceptywne neurony, których
inaktywacja powoduje wzrost czasu czuwania. Interpretacja zmian wzorca sen-czuwanie po iniekcji muscimolu
wobec braku efektu kwasu ibotenowego podanego do analogicznych okolic LH jest utrudniona, ponieważ prawdopodobnie zniszczenie i okresowa inaktywacja neuronów danej okolicy powinny przynosić podobne rezultaty, zwłaszcza że u kilku zwierząt podawano w to samo
miejsce najpierw muscimol, a potem kwas ibotenowy.
U tych szczurów, podobnie jak w całej grupie doświadczalnej, efekty obu iniekcji były przeciwstawne, nie jest
więc możliwe, by wynikały one z przypadkowych odchyleń implantowanych kaniul. Być może regulacja snu
i czuwania na poziomie podwzgórza w równym stopniu
zależy od wzajemnych zwrotnych wpływów POAH i PH,
jak i od sieci neuronalnej bocznego i tylnego podwzgórza, zawierającej neurony o różnych mediatorach i receptorach i różnym stopniu wrażliwości na stosowane
środki farmakologiczne. Wiadomo, że muscimol wiąże
się z receptorami GABAA [69], natomiast kwas ibotenowy działa przez receptory aminokwasów pobudzających,
na przykład receptor NMDA1 [70] i uszkadza w większym
stopniu neurony cholinergiczne. Nie rozstrzygnięto, do jakiego stopnia różnice te mogą wpływać na obserwowane
zmiany wzorca snu i czuwania. Inną przyczyną odmiennych efektów inaktywacji lub destrukcji neuronów LH
może być różny czas obserwacji tych zmian. Pierwszej rejestracji po iniekcji kwasu ibotenowego dokonano 24 godziny po zabiegu, natomiast efekty działania muscimolu
badano w czasie pierwszych 6 godzin po iniekcji. Wiadomo [70], że iniekcja kwasu ibotenowego do podstawnego
przodomózgowia powoduje po przeminięciu narkozy około
6-godzinne zaburzenia postawy i lokomocji oraz pobudzenie ruchowe lub drgawki. Po tym okresie zaburzenia te
trwale ustępują. Zatem w czasie degeneracji uszkodzonych
neuronów pewne ich funkcje mogą przejmować inne elementy rozległego układu kontroli snu i czuwania.
Na uwagę zasługuje fakt, że w pracach Jouveta dotyczących kotów również nie stwierdzono żadnych znaczących
zmian cyklu sen-czuwanie po dopodwzgórzowych iniekcjach kwasu ibotenowego, podczas gdy muscimol podany
do tej samej struktury wywoływał wyraźny efekt [22, 29–
–31]. Być może na poziomie LH muscimol działa nie tylko
na neurony, lecz także na hamujące synapsy GABA-ergiczne pochodzące z neuronów pozapodwzgórzowych. W warunkach naturalnych taka GABAA-ergiczna inhibicja LH
może pochodzić z niespecyficznych jąder wzgórza [71] lub
też z innych okolic. Synapsy o takim działaniu mogą się
znajdować na aksonach GABA-ergicznych, łączących przed-
28
nie i tylne podwzgórze (będących podłożem wpływów hamujących POAH na neurony desynchronizujące w PH).
Zwiększenie aktywności tych synaps po podaniu muscimolu może prowadzić więc do odhamowania tylnego podwzgórza i w rezultacie do wzrostu ilości czuwania.
Weryfikacja histologiczna miejsca iniekcji muscimolu przeprowadzona w niniejszej pracy wykazała, że kaniule znajdowały się u większości zwierząt na granicy
podwzgórza przedniego i guzowego. W przypadku takiej
lokalizacji Lin i wsp. [31] zaobserwowali u kota hipersomnię. Aby wyjaśnić te odmienności, można brać pod
uwagę różnice gatunkowe, zauważalne na przykład w lokalizacji i funkcjonowaniu cholinergicznych mechanizmów sterujących snem paradoksalnym [72]. Przykładowo wzrost ilości PS, następujący po iniekcji karbacholu
do okolicy przedniego mostu u szczurów, przejawia się
wzrostem liczby epizodów PS, natomiast u kotów wydłuża się czas trwania poszczególnych epizodów. Efekty
inaktywacji LH u kota mogą być więc inne od efektów
analogicznej inaktywacji u szczura.
Zmiany dotyczące liczby i czasu trwania epizodów
czuwania po lezjach wiązały się najczęściej z przesunięciem proporcji między W i WT (wzrost liczby epizodów
WT kosztem czasu trwania epizodów W). Wyniki te są
zgodne z doniesieniami Jurkowlaniec i wsp. [54], w których stwierdzono, że po uszkodzeniach bocznopodwzgórzowych, hipokampalny EEG szczura jest zdominowany
przez rytm theta, który traci swój związek z behawiorem
zwierzęcia, co może wskazywać, że przez LH biegnie
system neuronalny, tłumiący synchroniczną aktywność
hipokampa. Z analizy zmian liczby i czasu trwania epizodów snu wolnofalowego i paradoksalnego wynika, że
lezje lub inaktywacja LH utrudniają rozpoczęcie epizodu SWS, o czym świadczy zmniejszenie się liczby jego
epizodów przy braku istotnego wpływu na czas trwania
pojedynczego epizodu. Zatem system utrzymywania rozpoczętego epizodu SWS po lezjach LH prawdopodobnie
nie jest uszkodzony. Natomiast lezja lub iniekcja muscimolu do guzowej części LH zaburzają liczbę i czas trwania epizodów PS, co sugeruje, że został naruszony zarówno system inicjowania, jak i utrzymywania tej fazy
snu [73]. Na zaburzenia w obrębie układów inicjujących
sen wskazuje również wydłużenie latencji SWS i PS.
Na uwagę zasługuje fakt, że lezje elektrolityczne i iniekcje muscimolu do LH powodują nie tylko zmiany proporcji
między snem a czuwaniem, ale również zaburzają fazę snu
paradoksalnego. W klasycznej neurofizjologii przyznawano podwzgórzu udział w regulacji SWS, zaś powstanie
i utrzymanie fazy PS łączono przede wszystkim ze strukturami tyłomózgowia [72] oraz aktywującym układem siatkowatym [74]. Wyniki otrzymane w niniejszej pracy są zgodne z doniesieniami Lina i wsp. [31] oraz Denoyera i wsp.
[30] wskazującymi, że za supresję PS może odpowiadać
pewna populacja neuronów tylnego podwzgórza. Natomiast
Sallanon i wsp. [22] uważają, że uszkodzenia przyśrodkowo-brzusznej części podwzgórza przedwzrokowego wpływają na zaburzenia snu paradoksalnego.
Celem tej pracy było poznanie roli LH w systemie regulacji cyklu snu i czuwania poprzez charakterystykę zaburzeń tego cyklu po uszkodzeniach lub okresowej inaktywacji LH oraz analizę podłoża morfologicznego stwierdzonych zmian. Okazało się, że dominującym efektem
uszkodzeń elektrolitycznych oraz aktywacji GABA-ergicznej (muscimol) tej okolicy jest hiposomnia. Bocznopodwzgórzowe zaburzenia snu zależą najprawdopodobniej od
włókien pęczka przyśrodkowego przodomózgowia, ponieważ efekt hiposomnii był niezależny od miejsca przerwania tego pęczka i nie wystąpił po zniszczeniu cytotoksycznym ciał neuronalnych LH. Topografia najbardziej efektywnych uszkodzeń w korelacji z przebiegiem poznanych
dotąd składowych pęczka przyśrodkowego przodomózgowia pozwala stwierdzić, że najistotniejsze mogą być zwrotne połączenia między POAH a PH, a w szczególności hamujące wpływy zstępujące z POAH do tylnego podwzgórza. Paradoksalny efekt muscimolu można ewentualnie
tłumaczyć specyficzną budową wewnątrzpodwzgórzowych obwodów neuronalnych u szczura.
SEN
n Wnioski
1. Uzyskane wyniki wskazują, że boczne podwzgórze
należy do układu czynnościowego, który wiąże się
z regulacją cyklu snu i czuwania, gdyż naruszenie integralności tej struktury powoduje zaburzenia relacji
sen-czuwanie w kierunku wzrostu ilości czuwania
z towarzyszącym zmniejszeniem ilości snu wolnofalowego i paradoksalnego.
2. Lezje elektrolityczne bocznego podwzgórza wywołują
hiposomnię. Efekt ten zależy prawdopodobnie od
przerwania włókien pęczka przyśrodkowego przodomózgowia, przebiegającego przez boczne podwzgórze, ponieważ selektywna destrukcja ciał komórkowych tej okolicy nie wywołała zaburzeń relacji ilościowych między snem a czuwaniem, a wystąpienie
hiposomnii nie zależało od poziomu przednio-tylnego przerwania pęczka.
3. Aktywacja elementów GABA-ergicznych bocznego
podwzgórza wywołuje również hiposomnię, być może
przez oddziaływanie na synapsy kontrolujące zwrotne połączenia między ośrodkami przedniego (wywoływanie snu wolnofalowego) i tylnego (desynchronizacja) podwzgórza.
n Streszczenie
Badanie EEG po uszkodzeniu bocznego podwzgórza u szczura
Wstęp. Obustronne elektrolityczne uszkodzenia bocznego podwzgórza (LH) u szczura powodują znaczne zmniejszenie czasu
snu. Celem pracy jest określenie anatomicznego podłoża hiposomnii bocznopodwzgórzowej.
Materiał i metody. W grupie szczurów z elektrolitycznymi lezjami LH badano zależność pomiędzy nasileniem zaburzeń snu
a rozległością uszkodzenia i jego lokalizacją (zwłaszcza w obrębie włókien pęczka przyśrodkowego przodomózgowia (MFB,
medial forebrain bundle). W kolejnych doświadczeniach dokonano selektywnej destrukcji komórek bocznego podwzgórza
poprzez obustronne iniekcje kwasu ibotenowego (IBO) w dawce 0,3 mg i okresowego zahamowania neuronów LH poprzez
obustronne iniekcje muscimolu (MSC) w dawkach: 0, 25, 50 i 100 ng. Sen i czuwanie monitorowano za pomocą zapisu EEG
z elektrod rejestrujących czynność hipokampa i kory mózgowej (jednogodzinne, poranne rejestracje w grupach LH i IB0 do
14 dnia po lezji; 6-godzinne, jednorazowe badania w grupie MSC). W każdym zapisie określano procentowy udział czuwania,
snu wolnofalowego i paradoksalnego, liczbę i czas trwania epizodów poszczególnych typów aktywności EEG oraz latencję snu.
Wyniki. Stwierdzono, że znaczna hiposomnia występuje wskutek uszkodzenia struktur LH/MFB na każdym poziomie jego osi
przednio-tylnej, od okolicy przedwzrokowej do tylnego podwzgórza. Najbardziej efektywne uszkodzenia przerywały zstępujące
projekcje z okolicy przedwzrokowej/przedniego podwzgórza (prawdopodobnie GABA-ergiczne projekcje z przedniego do tylnego podwzgórza i „ośrodków czuwania” pnia mózgu), struktur węchowych, brzusznego prążkowia, ciała migdałowatego, jak
również włókna łączące LH z tworem siatkowatym pnia mózgu. Nie stwierdzono żadnej wyraźnej zależności pomiędzy uszkodzeniami wywołanymi przez IBO a rytmem snu i czuwania. Natomiast iniekcje MSC wywoływały zależne od dawki wydłużenie czasu czuwania, najbardziej nasilone przy dawce 50 ng. Zjawisko to było blokowane przez bikukulinę.
Wnioski. Można sądzić, że bocznopodwzgórzowe zaburzenia snu wiążą się raczej z przerwaniem pewnego systemu(ów) włókien nerwowych przechodzących przez LH niż ze zniszczeniem zlokalizowanej grupy neuronów. Otrzymane wyniki wskazują
także na zaangażowanie układu GABA-ergicznego w regulację cyklu sen-czuwanie.
Słowa kluczowe: boczne podwzgórze, EEG, regulacja snu
29
SEN
2001, Tom 1, Nr 1
Piśmiennictwo
1. Nauta W.J.H. Hypothalamic regulation of sleep in rats: an experimental study. J. Neurophysiol. 1946; 9: 285–316.
2. Szymusiak R. McGinty D. Effects of basal forebrain stimulation
on the waking discharge of neurons in the midbrain reticular
formation of cats. Brain Res. 1989; 498: 355–359.
3. Szymusiak R. McGinty D. Sleep-related neuronal discharge in
the basal forebrain of cats. Brain Res. 1986; 370: 82–92.
4. Mc Ginty D.J., Sterman M.B. Sleep suppression after basal forebrain lesions in the cat. Science 1968; 160: 1253–1255.
5. Szymusiak R. McGinty D. Sleep suppression following kainic
acid-induced lesions of the basal forebrain. Exp. Neurol. 1986;
94: 598–614.
6. Sterman M.B., Clemente C.D. Forebrain inhibitory mechanisms:
cortical synchronization induced by basal forebrain stimulation.
Exp. Neurol. 1962; 6: 91–102.
7. Sterman M.B., Clemente C.D. Forebrain inhibitory mechanisms:
sleep patterns induced by basal forebrain stimulation in the behaving cat. Exp. Neurol. 1962; 6: 103–117.
8. Mallick B.N., Alam M.N. Different types of norepinephrinergic
receptors are involved in preoptic area mediated independent
modulation of sleep-wakefulness and body temperature. Brain
Res. 1992; 591: 8–19.
9. Sherin J.E., Shiromani P.J., McCarley R.W., Saper C.B. Activation
of ventrolateral preoptic neurons during sleep. Science 1996; 271:
216–219.
10. Cooper K.E. Temperature regulation and the hypothalamus. Br.
Med. Bull. 1966; 22: 238–242.
11. Mc Ginty D., Szymusiak R. Keeping cool: a hypothesis about the
mechanisms and functions of slow wave sleep. Trends Neurosci.
1990; 13: 480–487.
12. Alam M.N., McGinty D., Szymusiak R. Thermosensitive neurons
of the diagonal band in rats: relation to wakefulness and nonrapid eye movement sleep. Brain Res. 1997; 752: 81–89.
13. Krilowicz B.L., Szymusiak R., McGinty D. Regulation of posterior
lateral hypothalamic arousal related neuronal discharge by preoptic anterior hypothalamic warming. Brain Res. 1994; 668: 30–38.
14. Alam M.N., Szymusiak R., McGinty D. Local preoptic/anterior
hypothalamic warming alters spontaneous and evoked neuronal
activity in the magno-cellular basal forebrain. Brain Res. 1995;
696: 221–230.
15. Morairty S.R., Szymusiak R., Thomson D., Mc Ginty D. Selective
increases in non-rapid eye movement sleep following whole body
heating in rats. Brain Res. 1993; 617: 10–16.
16. Szymusiak R., Danowski J., McGinty D. REM sleep-suppressing
effects of atropine in cats vary with environmental temperature.
Brain Res. 1994; 636: 115–118.
17. Szymusiak R., Danowski J., Mc Ginty D. Exposure to heat restores sleep in cats with preoptic/anterior hypothalamic cell loss.
Brain Res. 1991; 541: 134–138.
18. Sakaguchi S., Glotzbach S.F., Heller H.C. Influence of hypothalamic and ambient temperatures on sleep in kangaroo rats. Am. J.
Physiol. 1979; 237: R80–R88.
19. Mc Ginty D., Szymusiak R., Thomson D. Preoptic/anterior hypothalamic warming increases EEG delta frequency activity within
non-rapid eye movement sleep. Brain Res. 1994; 667: 273–277.
20. Lin J.S., Sakai K., Jouvet M. Hypothalamo-preoptic histaminergic projections in sleep-wake control in the cat. Eur. J. Neurosci.
1994; 6: 618–625.
21. Fisher R.S., Buchwald N.A., Hull C.D., Levine M.S. GABAergic
basal forebrain neurons project to neocortex: the localization of
glutamic acid decarboxylase and choline acetyltransferase in feline corticopetal neurons. J. Comp. Neurol. 1988; 272: 489–502.
22. Sallanon M., Denoyer M., Kitahama K., Aubert C., Gay N., Jouvet
M. Long-lasting insomnia induced by preoptic neuron lesions
and its transient reversal by muscimol injection into the posterior hypothalamus in the cat. Neuroscience 1989; 32: 669–683.
30
23. Koyama Y., Hayaishi O. Firing of neurons in the preoptic/anterior
hypothalamic areas in rat: its possible involvement in slow wave
sleep and paradoxical sleep. Neurosci. Res. 1994; 19: 31–38.
23. Yang Q.Z., Hatton G.I. Excitatory and inhibitory inputs to histaminergic tuberomammillary nucleus (TM) neurons in rat. Soc.
Neurosci. Abstr. 1994; 20: 150–155.
24. Glotzbach S.F., Cornett C.M., Heller H.C. Activity of suprachiasmatic and hypothalamic neurons during sleep and wakefulness
in the rat. Brain Res. 1987; 419: 279–286.
25. Alam M.N., Mc Ginty D., Szymusiak R. Preoptic/anterior hypothalamic neurons: thermosensitivity in rapid eye movement sleep. Am. J. Physiol. 1995; 269: R1250–R1257.
26. Economo von C. Die Pathologie der Schlafes. W: Bethe A., Bergmann von G., Embden G., Ellinger A. red. Handbuch der normalen und pathologischen physiologie. Springe, Berlin 1926;
17: 591–610.
27. Saper C.B. Organization of cerebral cortical afferent systems in
the rat. II. Hypothalamocortical projections. J. Comp. Neurol. 1985;
237: 21–46.
28. Sakai K., El Mansari M., Lin J.S., Zhang J.G., Vanni-Mercier G.
The posterior hypothalamus in the regulation of wakefulness and
paradoxical sleep. W: Mancia M., Marini G. red. The diencephalon and sleep. Raven Press, New York 1990; 171–198.
29. Sallanon M., Sakai K., Buda C., Puymartin M., Jouvet M. Increase of paradoxical sleep induced by microinjections of ibotenic
acid into the ventrolateral part of the posterior hypothalamus in
the cat. Arch. Ital. Biol. 1988; 126: 87–97.
30. Denoyer M., Sallanon M., Buda C., Kitahama K., Jouvet M. Neurotoxic lesion of the mesencephalic reticular formation and/or
the posterior hypothalamus does not alter waking in the cat. Brain Res. 1991; 539: 287–303.
31. Lin J.S., Sakai K., Vanni-Mercier G., Jouvet M. A critical role of
the posterior hypothalamus in the mechanisms of wakefulness
determined by microinjection of muscimol in freely moving cats.
Brain Res. 1989; 479: 225–240.
32. Denoyer M., Sallanon M., Buda C., Delhomme G., Dittmar A.,
Jouvet M. The posterior hypothalamus is responsible for the increase of brain temperature during paradoxical sleep. Exp. Brain
Res. 1991; 84: 326–334.
33. Lin J.S., Sakai K., Jouvet M. Evidence for histaminergic arousal
mechanisms in the hypothalamus of cat. Neuropharmacol. 1988;
27: 111–122.
34. Lin, J.S., Hou Y., Sakai K., Jouvet M. Histaminergic descending
inputs to the mesopontine tegmentum and their role in the control of cortical activation and wakefulness in the cat. J. Neurosci.
1996; 16: 1523–1537.
35. Vanderwolf C.H. Hippocampal electrical activity and voluntary
movement in the rat. Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 1969;
26: 407–418.
36. Kocsis B., Vertes R.P. Characterization of neurons of the supramammillary nucleus and mammillary body that discharge rhythmically with the hippocampal theta rhythm in the rat. J. Neurosci. 1994; 14: 7040–7052.
37. Kirk I., McNaughton M. Supramammillary cell firing and hippocampal rhytmical slow activity. Neuroreport 1991; 2: 723–725.
38. Vertes R.P., Colom L.V., Fortin W.J., Bland B.H. Brainstem sites
for the carbachol elicitation of the hippocampal theta rhythm in
the rat. Exp. Brain Res. 1993; 96: 419–429.
39. Gottesmann C. The transition from slow-wave sleep to paradoxical sleep: evolving facts and concepts of the neurophysiological
processes underlying the intermediate stage of sleep. Neurosci.
Biobehav. Rev. 1996; 20: 367–387.
40. Gritti I., Mainville L., Jones B.E. Projections of GABAergic and
cholinergic basal forebrain and GABAergic preoptic-anterior hypothalamic neurons to the posterior lateral hypothalamus of the
rat. J. Comp. Neurol. 1994; 339: 251–268.
41. Nitz D., Siegel J.M. GABA release in posterior hypothalamus
across sleep-wake cycle. Am. J. Physiol. 1996; 271: R1707–R1712.
42. Kitahama K., Sallanon M., Okamura H., Geffard M., Jouvet M.
Cells presenting GABA immunoreactivity in the hypothalamus
of the cat. C. R. Acad. Sci. III, 1989; 308: 507–511.
43. Vertes R.P., Crane A.M. Descending projections of the posterior
nucleus of the hypothalamus: Phaseolus vulgaris leucoagglutinin analysis in the rat. J. Comp. Neurol. 1996; 374: 607–631.
44. Steriade M., McCarley R.W. Brainstem control of wakefulness
and sleep. Plenum Press, New York, 1990, 15–21.
45. Nieuwenhuys R., Geeraedts L.M.C., Veening J.G. The medial forebrain bundle of the rat. General introduction. J. Comp. Neurol.
1982; 206: 49–81.
46. Barone F.C., Wayner M.J., Scharoun S.L., Guevara-Aguilar R.,
Agilar-Baturoni H.V. Afferent connections to the lateral hypothalamus: a horseradish peroxidase study in the rat. Brain Res. Bull.
1981; 7: 75–88.
47. Trojniar W. Analiza podłoża morfologicznego wybranych objawów zespołu bocznego podwzgórza u szczura. Wydawnictwo
Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk 1991.
48. DeRyck M., Teitelbaum P. Neocortical and hippocampal EEG in
normal and lateral hypothalamic-damaged rats. Physiol. Behav.
1978; 20: 400–409.
49. Trojniar W., Jurkowlaniec E., Ozorowska T. Disturbances in sleep-waking pattern and cortical desynchronization after lateral
hypothalamic damage: effect of the size of the lesion. Acta Neurobiol. Exp. 1990; 50: 81–91.
50. Trojniar W., Jurkowlaniec E., Orzeł-Gryglewska J., Tokarski J. The
effect of lateral hypothalamic lesions on spontaneous EEG pattern in rats. Acta Neurobiol. Exp. 1987; 47: 27–43.
51. Trojniar W., Jurkowlaniec E., Tokarski J. Enhanced electroencephalographic waking coexists with behavioral somnolence in
lateral hypothalamic rats. Neuroscience 1987; 22 (supl.) 493: 147.
52. Danguir J., Nicolaidis S. Cortical activity and sleep in the rat lateral hypothalamic syndrome. Brain Res., 1980; 185: 305–321.
53. Winn P., Stone T.W., Latimer M., Hastings M.H., Clark A.J. A comparison of excitotoxic lesions of the basal forebrain by kainate,
quinolinate, ibotenate, N-methyl-D-aspartate or qusiqualate, and
the effects on toxicity of 2-amino-5-phosphonovaleric and kynurenic acid in the rat. Br. J. Pharmacol. 1991; 102: 904–908.
54. Jurkowlaniec E., Trojniar W., Ozorowska T., Tokarski J. Differential effect of damage to the lateral hypothalamic area on hippocampal theta rhythm during waking and paradoxical sleep. Acta
Neurobiol. Exp. 1989; 49: 153–169.
55. Jurkowlaniec E., Trojniar W., Tokarski J. Daily pattern of EEG activity in rats with lateral hypothalamic lesions. J. Physiol. Pharmacol. 1994; 45: 399–411.
56. Paxinos G., Watson Ch. The rat brain in stereotaxic coordinates.
Academic Press Inc, San Diego, California 1986.
57. Veening J.G., Swanson L.W., Cowan W.M., Nieuwenhuys R., Geeraedts L.M.G. The medial forebrain bundle of the rat. II. An autoradiographic study of the topography of the major descending and
ascending components. J. Comp. Neurol. 1982; 206: 82–108.
SEN
58. Li H., Satinoff E. Changes in circadian rhythms of body temperature and sleep in old rats. Am. J. Physiol. 1995; 269: R208–R214.
59. Szymusiak R., Mc Ginty D., Fairchild M.D., Jenden D.J. Sleepwake disturbances in an animal model of chronic cholinergic
insufficiency. Brain Res. 1993; 629: 141–145.
60. Gao, B., P. Franken, I. Tobler, A.A. Borbély. Effect of elevated ambient temperature on sleep, EEG spectra, and brain temperature
in the rat. Am. J. Physiol. 1995; 268: R1365–R1373.
61. Refinetti R., Carlisle H.J. Effect of lateral hypothalamic lesions
on thermoregulation in the rat. Physiol. Behav. 1986; 38: 219–
–228.
62. Jouvet M. The role of monoamines and acetylocholine-containing
neurons in the regulation of sleep-waking cycle. Ergeb. Physiol.,
Biol. Chem. Exp. Pharmacol. 1972; 64: 166–307.
63. Houdouin F., Cespuglio R., Jouvet M. Effects induced by the electrical stimulation of the nucleus raphe dorsalis upon hypothalamic release of 5-hydroxyindole compounds and sleep parameters in the rat. Brain Res. 1991; 565: 48–56.
64. Ungerstedt U. Stereotaxic mapping of the monoamine pathways
in the rat brain. Acta Physiol. Scand. 1971; (supl.) 367: 1–48.
65. Vanderwolf C.H., Leung L.W.S., Baker G.B., Steward D.J. The role
of serotonin in the control of cerebral activity: studies with intracerebral 5,7-dihydroxytryptamine. Brain Res. 1989; 504: 181–191.
66. Bremer F. Existence of mutual tonic inhibitory interaction between the preoptic hypnogenic structure and the midbrain reticular formation. Brain Res. 1975; 96: 71–75.
67. Webster H.H., Jones B.E. Neurotoxic lesions of the dorsolateral
mesencephalic tegmentum cholinergic cell area in the cat: effects upon sleep-waking states. Brain Res. 1988; 458: 285–302.
68. Watanabe,T. Taguchi Y., Shiosaka S., Tanaka J., Kubota H., Terano Y., Tohyama M., Wada H. Distribution of the histaminergic
neuron system in the central nervous system of rats: a fluorescent immunohistochemical analysis with histidine decarboxylase as a marker. Brain Res. 1984; 295: 13–25.
69. Bowery N.G., Price G.W., Hudson D.R., Hill D.P., Wilkin G.P., Turnbull M.J. GABA receptor multiplicity, visualization of different
receptor types in the mammalian CSN. Neuropharmacol. 1984;
23: 219–231.
70. Winn P. Exicitotoxins as tools for producing brain lesions. Meth.
Neurosci. 1991; 7: 16–27.
71. Barone F.C., Cheng J.T., Wayner M.J. GABA inhibition of lateral
hypothalamic neurons: role of reticular thalamic afferents. Brain
Res. Bull. 1994; 33: 699–708.
72. Gnadt J.W., Pegram G.V. Cholinergic brainstem mechanisms of
REM sleep in the rat. Brain Res. 1986; 384: 29–41.
73. Gandolfo G., Gauthier P., Arnaud C., Gottesmann C. Influence of
paradoxical sleep deprivation on the intermediate stage of sleep
in the rat. Neurosci. Res. 1996; 25: 123–127.
74. Mc Ginty D.J. Somnolence, recovery and hyposomnia following
ventromedial diencephalic lesions in the rat. Electroenceph. Clin.
Neurophysiol. 1969; 26: 70–79.
31

Zmiany elektroencefalograficzne po uszkodzeniach

Transkrypt

Podobne dokumenty

Dzienniczek snu graficzny

Telefon myPhone Halo 2 biały

Stowarzyszenie Wolnego Słowa - Stowarzyszenie Dziennikarzy

Zaburzenia pamięci

ar1361-03 | FREEMOUSE

sws426 - fajka wodna szklana h:32 cm

KIOTO W DOMU

Jak śpi Twoje dziecko? - Projektor Jagielloński

W ramach realizacji prac dyplomowych w Katedrze i Zakładzie