Vliv optogenetických manipulací parvalbumin-pozitivních interneuronů na chování

Abstract

Tato práce se zabývá změnami v excitačně-inhibiční (E/I) rovnováze mezi parvalbumin- pozitivními interneurony (PV) a pyramidálními buňkami jako možným mechanismem vzniku úzkostných poruch. Pomocí optogenetických metod byla aktivita PV interneuronů inhibována při frekvenci osvitu 4 Hz a 20 Hz. Chování podobné úzkosti bylo hodnoceno a pozorováno ve čtyřech etologických testech - test vyvýšeného křížového bludiště (elevated plus maze; EPM), test otevřeného pole (open field test; OFT), test světlého a tmavého pole (dark-light box; DLB) a test s pachem predátora (corticosterone; CORT). Zjistila jsem, že inhibice 4 Hz je příliš slabá, aby měla na interneurony a následné chování vůbec nějaký vliv. Naopak inhibice při 20 Hz pravděpodobně změnila E/I rovnováhu ve prospěch excitace, což se projevilo delší ušlou vzdáleností v OFT. U ostatních testů se vliv stimulace neprokázal. Tato práce by mohla posloužit jako pilotní studie pro další zkoumání vzniku úzkostných stavů. Klíčová slova: E/I rovnováha, parvalbuminové interneurony, pyramidálními buňky, optogenetika, EPM, OFT, DLB, CORT

This work aims to changes in the excitatory-inhibitory balance between parvalbumin-positive interneurons and pyramidal cells as a potential mechanism underlying anxiety disorders. Using optogenetic methods, the activity of PV interneurons was stimulated at frequencies of 4 Hz and 20 Hz. Anxiety-like behavior was observed in four ethological tests - elevated plus maze (EPM), open-field Test (OFT), dark-light box (DLB), and predator odor test (CORT). I found that stimulation at 4 Hz had minimal effect on interneurons and subsequent behavior. Conversely, stimulation at 20 Hz likely shifted the E/I balance towards excitation, reflected in increased distance traveled in the OFT. No significant effects of stimulation were observed in the other tests. This work could serve as a pilot study for further research in the field of pathophysiology of anxiety disorders. Key words: E/I balance, parvalbumin interneurons, pyramidal cells, optogenetics, EPM, OFT, DLB, CORT