استرادیول استروئید نورواکتیوی است که در بسیاری از نواحی مغزی از جمله هسته لوکوس سرولئوس (lc) یافت می شود. استرادیول درک درد را نه تنها با اتصال به گیرنده های استروژنی تعدیل می نماید بلکه از طریق واکنش آلوستریک با گیرنده های غشایی دیگر مثل گیرنده های گلوتاماتی و gabaa نیز درک درد را تعدیل می کند. lc در تعدیل نزولی و نورآدرنرژیک درد نقش دارد. برای مطالعه اثر ?17- استرادیول در تعدیل درد حاد و مداوم و مکانیسم اثر آن، از آزمون فرمالین استفاده شد. پاسخ های القا شده با فرمالین شامل مدت زمان لیسیدن و خم کردن پای ملتهب و فرکانس تکان دادن پای مذکور به مدت 60 دقیقه پس از تزریق 50 میکرولیتر فرمالین 2? ثبت شد. برش های مغزی حاوی lc از ناحیه ساقه مغز موش های صحرایی نر تهیه شد و در سراسر آزمایش تحت پرفیوژن محلول acsf قرار داشت. تحت این شرایط، جریانات پس سیناپسی خودبه خودی تحریکی (sepsc) نورون های lc با کمک تکنیکwhole-cell patch-clamp ثبت شد. همچنین، بیان ژن های زیرواحدهای ?2 و ?1 گیرنده gabaa با استفاده از تکنیک rt-pcr بررسی گردید. نتایج مطالعه اخیر نشان داد که تزریق ?17- استرادیول به داخل lc، فاز دوم درد القا شده با فرمالین را کاهش داد ولی اثری روی فاز اول آن نداشت (p< 0.05). آنتاگونیست های گیرنده های استروژن، ampa و gabaa (ici 182,780، cnqx و بیکوکولین) اثری روی تعدیل درد با واسطه ?17- استرادیول نداشتند؛ ولی آنتاگونیست گیرنده های nmda - ap5- بی دردی القا شده با ?17- استرادیول روی رفتارهای تکان دادن و خم کردن پای ملتهب را خنثی نمود (به ترتیب p< 0.05 و p<0.01). ?17- استرادیول دامنه جریانات پس سیناپسی خودبه خودی تحریکی را تغییر نداد ولی فرکانس آنها را به شدت افزایش داده و تقویت کرد. ici 182,780 و بیکوکولین نتوانستند از اثر تسهیلی ?17- استرادیول جلوگیری نمایند. هرچند که cnqx و ap5 اثر تحریکی ?17- استرادیول را بلوکه کردند، ap5 اثر آنتاگونیستی قوی تری را نشان داد. همچنین بیان ژن زیرواحدهای ?2 و ?1 گیرنده gabaa تغییر معنی داری را نشان نداد. بی دردی القا شده توسط ?17- استرادیول در درد التهابی ممکن است از طریق واکنش با گیرنده های غشایی و احتمالا گیرنده های nmda وساطت شود. براساس یافته های مطالعه اخیر می توان فرض کرد که فعال شدن گیرنده های nmda توسط ?17- استرادیول سبب رهایش مولکول سیگنالی می شود که سبب افزایش رهایش خودبخودی گلوتامات از تارهای عصبی آوران، روی نورون های lc می گردد.

مقدمه: در طب سنتی ایران از چندین گیاه دارویی از جمله بادیان رومی یا آنیسون pimpinella anisum l. در درمان بیماری صرع استفاده می شد، اگرچه اخیراً اثر ضدصرعی این گیاه گزارش شده است. این اثرات آنیسون می تواند ناشی از آنتول، ترکیب اصلی سازنده آن، باشد. بنابراین پژوهش حاضر به بررسی اثرات الکتروفیزیولوژیک آنتول بر تحریک پذیری و برخی ویژگی های پتانسیل عمل در نورون حلزون باغی پرداخته است. روش تحقیق: ثبت های داخل سلولی تحت شرایط کلمپ جریان بر روی سلول f1 حلزون باغی انجام گرفت. تاثیر آنتول (5/0% و 2%) به تنهایی و در ترکیب با دیلتیازم و میفرادیل، بلوک کننده های کانال های نوع l و t کلسیمی، بر الگوی شلیک و ویژگی های پتانسیل عمل در حضور رینگر نرمال و رینگر کلسیمی در مقایسه با شرایط کنترل بررسی شد. یافته ها: در رینگر نرمال هر دو غلظت آنتول در مقایسه با شرایط کنترل موجب افزایش دامنه پتانسیل عمل و کاهش مدت زمان حداکثر دامنه ولتاژی و سطح زیر منحنی در ناحیه ی قله شدند (001/0p?). آنتول 5/0% منجر به کاهش معنی دار دامنه پتانسیل متعاقب هیپرپلاریزاسیون (ahp) و افزایش معنی دار فرکانس شلیک پتانسیل عمل شد(001/0p?)? اما آنتول 2% باعث افزایش قابل توجه دامنه ahp (01/0p?) و فرکانس شلیک پتانسیل عمل گردید (001/0p?). در رینگر کلسیمی، آنتول سبب افزایش طول مدت اسپایک های کلسیمی شد.آنتول 5/0% دامنه ی ahp را افزایش و فرکانس شلیک اسپایک های کلسیمی را کاهش داد (001/0p?). ولی آنتول 2% موجب افزایش قابل توجه تحریک پذیری نورونی و کاهش دامنه ahp شد (001/0p?). بلوک کانال های کلسیمی در حضور آنتول، موجب دپلاریزه شدن پتانسیل غشا و کاهش قابل توجه در فرکانس شلیک اسپایک های کلسیمی گردید (001/0p?). همچنین در این شرایط و در حضور آنتول 5/0% دامنه ahp بشدت کاهش یافت (001/0p?). نتیجه گیری: آنتول دارای اثری دوگانه و وابسته به دوز بر روی فعالیت الکتریکی نورون f1 حلزون است. همچنین مطالعه ی ویژگی های پتانسل عمل در حضور آنتول نشان داد که احتمالاً آنتول بر عملکرد کانال های یونی از جمله، کانال های کلسیمی یا کانال های پتاسیمی وابسته به کلسیم اثر می گذارد.

اختلال در عملکرد فیزیولوژیکی سلول های پورکنژ ایجاد بیماری نورولوژیکی بنام آتاکسی مخچه ای می کند که با عدم هماهنگی در حرکات همراه است. امروزه استفاده از مواد نوروپروتکتیو به عنوان یکی از راه های کاهش و یا جلوگیری از بروز بیماری های مخرب عصبی از جمله آتاکسی مطرح است. در مطالعه های اخیر نقش نوروپروتکتیو ریلوزول در سطح رفتار حرکتی حیوان و الکتروفیزیولوژی سلول های پورکنژ در یک مدل آتاکسیک مخچه ای در موش بزرگ آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحقیق ها نشان داده اند که استفاده از ریلوزول سبب بهبود نسبی در فعالیت ها و هماهنگی حرکتی گشته است. اما این موضوع که ریلوزول چه تغییراتی در خصوصیات الکتروفیزیولوژیکی سلول ایجاد می کند که باعث بهبود در رفتار حرکتی حیوان می شود کاملا روشن نیست، نتایج برخی یافته ها پیشنهاد می کنند که ممکن است افزایش فعالیت کانال های پتاسیمی وابسته به کلسیم (bk) دخیل باشد. از آنجا که روش های محاسباتی و شبیه سازی در علوم عصبی مکمل آزمایش است، در مطالعه حاضر با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری اثر ریلوزول بر خواص الکتروفیزیولوژی سلول پورکنژ بررسی شده است. هدف تحقیق حاضر این است که با استفاده از نتایج آزمایش های انجام شده و تکنیک های شبیه سازی کامپیوتری، مکانیزم اثر احتمالی ریلوزول بر روی سلول پورکنژ آتاکسیک تعیین شود. به این منظور مدل مناسب برای شبیه سازی سلول پورکنژ نرمال و آتاکسیک تعیین شده و با توجه به نتایج آزمایش های موجود تعدیل شده اند، سلول پورکنژ نرمال و آتاکسیک شبیه سازی شده اند و در نهایت مکانیزم عمل ریلوزول بر روی سلول آتاکسیک بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که آثار نوروپروتکتیو ریلوزول در شرایط آتاکسی مربوط به یک کانال تنها نیست و افزایش فعالیت کانال bk به تنهایی نمی تواند خواص الکتروفیزیولوژی سلول آتاکسیک را به شرایط نرمال باز گرداند، بلکه آثار نوروپروتکتیو ریلوزول در شرایط آتاکسی ناشی از برهم کنش برخی کانال ها است، نقش نوروپروتکتیو ریلوزول در شرایط آتاکسی می تواند ناشی از برهم کنش کانال های bk، kv1، kv4 و احتمالا ih باشد.

مقدمه: تحریک عمقی مغز به وسیله تحریک با فرکانس پایین (lfs) به عنوان یک روش درمانی احتمالی برای بیماران صرعی مقاوم به دارو مطرح شده است. اما در رابطه با نحوه تأثیر lfs بر فعالیت نورونی اطلاعات کمی در دست است. بنابراین هدف از تحقیق حاضر بررسی ویژگی های الکتروفیزیولوژیک نورون های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ به دنبال اثرات ضد تشنجی lfs در طی روند کیندلینگ آمیگدال موش های صحرایی است. مواد و روش ها: حیوانات با اعمال تحریکات کیندلینگ (12 تحریک در روز) به آمیگدال کیندل شدند. در گروهی از حیوانات بلافاصله بعد از تحریکات کیندلینگ lfs اعمال شد. 24 ساعت پس از نشان دادن مرحله 5 تشنج، برش های زنده مغزی از ناحیه هیپوکمپ تهیه گردید. تعداد تحریکات کیندلینگ در حیواناتی که lfs هم دریافت می کردند، مشابه با حیوانات گروه کیندل بود. سپس با روش whole-cell patch clamp خصوصیات الکتروفیزیولوژیک فعال و غیر فعال نورون های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: یافته ها نشان داد که کیندلینگ آمیگدال باعث افزایش تحریک پذیری نورون های هرمی ca1 هیپوکمپ به شکل کاهش پتانسیل استراحت غشا، اندکس سازش، ولتاژ ناشی از جریان ih، شدت و زمان رسیدن به آستانه و افزایش جریان رو به داخل کلسیمی، فرکانس و ضریب تغییرات شلیک شد و اعمال lfs به کانون تشنج باعث جلوگیری از ایجاد این تغییرات شد به گونه ای که خصوصیات الکتروفیزیولوژیک نورون های ca1 هیپوکمپ حیواناتی که به دنبال تحریکات کیندلینگ lfs دریافت کردند مشابه با حیوانات گروه کنترل که هیچ گونه تحریکی دریافت نکردند، بود. نتیجه گیری: این نتایج نشان می دهند که کیندلینگ آمیگدال می تواند باعث افزایش تحریک پذیری و تغییر ویژگی های الکتریکی نورون های هرمی ca1 شود و اعمال lfs در طی روند کیندلینگ از این تغییرات الکتروفیزیولوژیک متعاقب کیندلینگ جلوگیری می کند.

هدف از این تحقیق بهبود قابلیت انتخاب در تحریک الکتریکی سیستم اعصاب مرکزی بوده است. رویکرد ما در فراهم کردن تحریک انتخابی، بهره گیری از ابزارهای مناسب برای کار با سیستم های پیچیده بود و بطور خاص نقش کارکردی دینامیک غیرخطی نورون ها و شبکه های نورونی مورد توجه قرار گرفته است. ابتدا با بررسی مکانیزم اثر تحریک الکتریکی بر سیستم اعصاب مرکزی، و با بهره گیری از رویکرد کل نگر، مفهوم انتخابی بودن تحریک در سطوح مختلف توصیف شد، که می تواند مرجع خوبی برای تحقیقات آینده باشد. در این رساله روشی نوین با عنوان روش "همپوشانی حداقل - حداکثر" بمنظور ارزیابی و تنظیم قابلیت انتخاب فضایی تحریک تدوین شده است در محیط شبیه سازی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این شبیه سازی ها روش پیشنهادی امکان تخمین گستره فعال شدن نورون ها را با خطای مطلق کمتر از 19 میکرومتر (خطای نسبی کمتر از 11%) و پارامترهای رابطه آستانه - گستره را با خطای متوسطی کمتر از 20% فراهم کرد. همچنین مجموعه ای از روشهای مشابه که پیش از این بدون پشتوانه کافی در مورد صحت و کارآیی، پیشنهاد و استفاده شده بودند، از نظر صحت عملکرد و مقاوم بودن نسبت به نقض فرض ها و عدم قطعیت نسبت به سیستم زنده مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهاد شده در این رساله نتایج دقیق تری را در مقایسه با روشهای پیشین ارائه می کند. در شبیه سازی های دیگری نشان داده شد که صحت این روش با وجود تعاملات بین نورونی و مستقل از نوع این تعاملات تا حد زیادی حفظ می شود. این روش بصورت تجربی در تحریک شاخه ای از عصب سیاتیک مورد استفاده قرار گفت که سازگاری نتایج حاصل ، تایید کننده کارآیی این روش و درستی نتایج بدست آمده بود.

اعمال تحریکات مکرر مغناطیسی مغز (rtms) با فرکانس پایین اثر مهاری بر روند کیندلینگ آمیگدال در موش های صحرایی داشته و باعث ممانعت از توسعه و انتشار تشنج از طریق ساختارهای مغزی نظیر ناحیه ca1 هیپوکمپ می شود. در این مطالعه اثر rtms در طی روند کیندلینگ آمیگدال بر ویژگی های الکتروفیزیولوژیک نورون های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ و جریان های گلوتاماترژیک این ناحیه مورد بررسی قرار گرفت. یک الکترود سه قطبی در هسته قاعده ای-جانبی آمیگدال موش های صحرایی نر نژاد ویستار کار گذاشته شد. پس از طی دوره بهبودی، حیوانات تحریکات کیندلینگ را روزانه تا هنگام نشان دادن مرحله پنج تشنج دریافت کردند. در گروهی از حیوانات هر روز 5 دقیقه پس از پایان تحریکات کیندلینگ، rtms با فرکانس 1 هرتز به ناحیه هیپوکمپ اعمال می شد. 24 ساعت پس از اعمال آخرین تحریک کیندلینگ، ویژگی های الکتروفیزیولوژیک و جریان های گلوتاماترژیک نورون های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ با روش whole cell patch clamp مورد بررسی قرار گرفت. اعمال rtms از تغییرات ناشی از کیندلینگ آمیگدال در ویژگی های الکتروفیزیولوژیک نورون های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ شامل دپلاریزه شدن پتانسیل استراحتی غشا، افزایش مقاومت غشای نورون ها، افزایش رخداد پتانسیل های عمل خودبه خودی، کاهش دامنه، کاهش حداکثر شیب فاز صعودی، کاهش حداکثر شیب فاز نزولی و مدت زمان پتانسیل های عمل، افزایش تعداد پتانسیل های عمل برانگیخته و کاهش تأخیر در ایجاد اولین پتانسیل عمل برانگیخته جلوگیری کرد. اعمال rtms همچنین بر افزایش جریان های سیناپسی ناشی از گیرنده های ampa و nmda و همچنین افزایش نسبت جریان های nmda به ampa به دنبال کیندلینگ آمیگدال در نورون های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ اثر مهاری معنی داری داشت. نتایج به دست آمده پیشنهاد می کند که rtms حداقل بخشی از اثر ضد تشنجی خود را با جلوگیری از اثرات کیندلینگ آمیگدال بر افزایش تحریک پذیری و افزایش جریان های گلوتاماترژیک گیرنده های ampa و nmda سلول های هرمی ناحیه ca1 هیپوکمپ اعمال می نماید.