در این پژوهش ما به کمک یک تکنیک حساس و هیستوشیمیایی ache اثرات تخریب سیستم سروتونرژیک را بر فعالیت ache مطالعه نمودیم. در اولین مرحله با بکارگیری توام تخریب داخل بافتی یا داخل بطنی سیستم سروتونرژیک و تکنیک ردیابی hrp به تعیین میزان آوراتهای سروتونرژیک هسته های رافه به مناطق مجزای کورتکس میانی پیشانی پرداختیم. در مرحله دوم به اثرات تخریبی داخل بافتی و داخل بطنی سیستم سروتونینی بر فعالیت ache پرداختیم. ابن نتابج پیشنهاد می کنند که تخریب سیستم سروتونرژیک ممکن است سبب افزایش متابولیسم استیل کولین استراز در سلولها و فیبرهای کولینرژیک شود. وهمچنین ممکن است که سروتونین اثرات تنظیمی خود را بر مدارهای آناتومیک کولینرژیک از طریق ارتباطات پیش سیناپسی اعمال کند. تخریب سیستم سروتونرژیک در بیماری آلزایمر ممکن است که دارای اثرات تخریبی اولیه بر روی سیستم کولینرژیک باشد. این یافته ها می توانند در بدست آوردن راههای درمانی و پیشگیری در بیماری آلزایمر مورد نظر قرار گیرند.

هورمونهای تیروئید برای تکوین طبیعی کورتکس ضروری اند. در انسان و مدلهای حیوانی اختلالات هورمون تیروئید در طی دوره بحرانی تکوین مغز، منجر به تغییرات نروآناتومیکی و نروشیمیایی در کورتکس مغز و نیز اثرات پایدار بر اعمال ذهنی و سیستمهای حسی حرکتی می گردد. در طی تکوین، برخی از نرونهای کوتکس حاوی آنزیم nitric oxide synthase (nos) و قادر به تولید نیتریک اکسید (no) می باشند. no علاوه برنقش های شناخته شده اش در اتساع رگی و پلاستی سیتی سیناپسی، با تاثیر بر بیان ژنی و نیز روند آپاپتوزیس ، در بلوغ نرونها و لایه بندی کورتکس نقش دارد. ما در تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر احتمالی هیپوتیروئیدیسم پس از تولد بر نرونهای حاوی آنزیم سنتزکننده نیتریک اکسید، نوحی مختلف کورتکس را در نوزادان کنترل و تیمار شده با داروی گواتروژن تیواوراسیل (ptu) مورد مطالعه قرار دادیم. پس از زایمان راتهای شیرده را به دو گروه تقسیم کردیم: گروه کنترل که آب شهر دریافت می کردند و گروه تیمار، که محلول ptu%0/1 (w/v) دریافت می کردند. در روزهای مختلف پس از تولد (30، 23، 15، 10، 7، 4) نوزادان هر دو گروه وزن شده و شاخص های رشدشان ثبت می گردید. همچنین در این روزها، نوزادانی از هر گروه را بیهوش کرده و پس از پرفیوژن و فیکساسیون با محلول پارافرمالدئید، مغزشان را خارج می کردیم. مغزها پس از توزین، بوسیله ویبراتوم برشگیری می شدند. سپس تکنین nadph-diaphoras (nd) بر روی برشها انجام می شد تا نرونهای حاوی آنزیم nnos نشاندار شوند. براساس نتایج بدست آمده میانگین وزن بدن نوزادان گروه تیمار در روز 7 پس از تولد 17 درصد کمتر از گروه کنترل است که این اختلاف در طی دوره پس از تولد افزایش می یابد و به 63 درصد در روز 30 پس از تولد می رسد. وزن مغز نیز در مقایسه با گروه کنترل بطور آهسته تری افزایش می یابد. در روز 7 میانگین وزن مغز نوزادان گزوه تیمار 12 درصد کمتر از گروه کنترل است که این اختلاف تا روز 30 پس از تولد به 24 درصد می رسد. مطالعه میکروسکوپی نشان می دهد، الگوی توزیع و فراوانی نرونهای nd+ در نواحی مختلف مغز تغییر می کند بطوری که در روزهای نخست مطالعه عمدتا در لایه های عمقی (iv,v) قرار دارند و با افزایش سن تراکم لایه های سطحی ii و iii بیشتر می شود. در گروه تیمرا افزایش قابل توجهی در تعداد نرونهای nd+ مشاهده می شود که میزان افزایش با توجه به ناحیه کورتکس و سن نوزاد مورد مطالعه تغییر می کند. تجویز ptu همچنین رشد دندریتی و واسکولاریزاسیون کورتکس را کاهش می دهد که این اثر در روزهای 23 و 30 پس از تولد آشکارتر است . نتایج بدست آمده نشان می دهد الگوی تغییرات نرونهای nd+ با روندهای تکوین ولامیناسیون کورتکس مرتبط است . افزایش سریع و قابل توجه نرونهای nd+ در گروه تیمار نشان می دهد نرونهای حاوی آنزیم حاوی آنزیم سنتز کننده نیتریک اکسید شدیدا به هیپوتیروئیدیسم حساسند و این احتمال وجود دارد که این نرونها با تولید نیتریک اکسید، در القاء اثرات هیپوتیروئیدیسم بر کورتکس نقش داشته باشند.

نورونهای دوپامینرژیک نیگرواستریال، نه تنها دوپامین را از پایانه های اکسونی خود در استریاتوم آزاد می کنند، بلکه از طریق رهایش دوپامین، از طریق مهار جانبی،بیان ژن th را در تعدادی از نورونهای -snr نورونهای th inducible که به ماتریکس استریاتوم وارد می شوند- کاهش می دهد. مواد گاباارژیک و دوپامینرژیک ، مانند دیازپام و هاپرویدل، قادرند با کاهش دادن رهایش سوماتودندریتی دوپامین در جسم سیاه وˆیا با افزایش فعالیت نورونهای th inducible، بیان ژن th را در این نورونها فعال کنند و باعث افزایش تعداد سلولهای th-positive در snr گردند. در این تحقیق ما برآن شدیم تا با استفاده از مدل تجربی بیماری پارکینسون، توانایی و میزان پلاستسستیی سیستم دوپامینی را با بررسی روند بهبود رفتارهای حرکتی در ارتباط با افزایش تعداد نورونهای th-positive در snr ارزیابی کنیم. در ایجاد مدل تجربی بیماری پارکسیون، از تزریق دو طرفه (8/g/2/l)6-ohda بداخل استریاتوم استفاده شد که باعث تخریب حدود 70درصد از نورونهای دوپامیزگی نیگرواستریاتال شده و کندی فعالیتهای حرکتی (bradykinesia)را بهمراه دارد سنجش فعالیتهای حرکتی حیوانات با استفاده از دستگاه کامپیوتری اکتیویتی مونتورینگ میسر بود. تزریق داخل صفاتی داروهای دیازپام و هالوپریدوت یک روز پس از عمل جراحی صورت گرفته و فعالیتهای حرکتی حیوانات ، 5 و 8 روز پس از عمل جراحی سنجش و با فعالیتهای حرکتی گروه کنترل مقایسه گردید.پس از آن مغز حیوانات با پرفیوژن مواد آلدئیدی فیلکس شده و مقاطع 50 میکرونی توسط و یبراتوم از نواحی استریاتوم و sn تهیه گردید و با استفاده از رنگ آمیزی نیسل (کرزیل ویوله) و تکنیک ایمونوهیستوشیمی th، مقاطع رنگ آمیزی شد. مطالعه میکروسکوپی و شمارش سلولی انجام و با گروه کنترل مقایسه گردید. از نمونه های انتخابی توسط میکروسکوپ zeiss عکسبرداری شد. نتایج نشان داد که میزان فعالیتهای حرکتی حیوان، حدود یک هفته پس از تخریب بطور معنی داری کاهش می یابد و تیمار با دیازپام، فعالیتهای حرکتی شامل مسافت طی شده، زمان حرکات کلیشه ای و زمان حرکات چرخشی را به ترتیب 52 درصد، 49درصد، 42درصد نسبت به گروه تخریب افزایش می دهد. هالو پریدول هم باعث افزایش فعالیتهای حرکتی به میزان 73 درصد، 65 درصد و 69 درصد می گردد. نتایج بررسیهای هیستولوژیک نشان داد که دیازپام تعداد سلولهای th-positive را در snr بمیزان 39 درصد و هالوپریدول 45 درصد افزایش می دهد. بنابراین بنظر می رسد که توانایی پلاستیسیتی فیزیولوژیک یا بازگشت فعالیتهای حرکتی در ارتباط با افزایش سلولهای th-positive را در snr پس از تیمار با دیازپام و هالوپریدول باشد.

محرومیت از خواب یک استراتژی بالقوه سودمند برای مطالعه عمل خواب می باشد. دستاوردهای متعدد نشان می دهند ک تولید ناهمزمانی الکتروانسفالوگرام (eeg) قشری، حاصل مشارکت گروههای متعدد نورونی است . تغییرات eeg قشری طی خواب rem و محرومیت از خواب rem ممکن است روی فعالیت آنزیمها و مکانیسمهای سنتز آنها اثر بگذارد. در سالهای اخیر اهمیت بیولوژیک ارتباط بین نیتریک اکسید (no) و فیزیولوژی خواب روشن شده است . دستاوردهای قبلی نشان می دهند که no ممکن است در تنظیم الگوی خواب - بیداری ایفای نقش بکند. (nd) nadph-diaphorase آنزیم اکسیداتیو لازم در سنتز no، طی واکنش هیستو شیمیایی تبدیل نمک محلول تترازولیوم به یک واکنش غیرقابل انحلال آبی ارغوانی رنگ مشخص می شود و این واکنش هیستوشیمیایی به طور اختصاصی جمعیتهایی از نورون های مغزی را نشان دار می کند. به منظور بررسی اثرات محرومیت از خواب متناقض (psd) روی الگوی خواب شش راس موش صحرایی نر (200-250 گرم) تحت 48 ساعت psd قرار گرفتند. در این مطالعه الکترودهای ثبت به طور استریوتاکسیک روی مغز موشهایی که با مخلوط کتامینˆرومپان بیهوش شده بودند مستقر شدند. پس از گذشت یک هفته از تشنج جراحی ثبت پایه از فعالیتهای eeg/emg طی سه روز متولی (ساعت 11-15) به عمل آمد. سپس موشها به روش دیسک روی آب از خواب rem محروم شدند و بعد سه مرحله چهار ساعتی ثبت پس از psd از آنها گرفته شد. بعد از psd، الگوی خواب با امواج آهسته در مقایسه با ثبت پایه تغییر نمی کند اما الگوی خوای rem میزان 149/9 درصد افزایش در زمان کل 48/7 درصد کاهش معنی دار در زمان تاخیر rem و 52 درصد افزایش در فرکانس پریودهای rem نشان می دهد. در بخشی دیگر مراحل خواب به سه دوره 80 دقیقهای تقسیم شدند. خواب rem در موشهای محروم از خواب به طور کمی در هر 80 دقیقه متوالی کاهش می یابد. به تعبیر دیگر افزایش تجمعی در ارزش تقریبا با سطح پایه برابر می شود. این اطلاعات نشان می دهند که مغز قادر به جبران اثرات محرومیت از خواب متناقض می باشد. در مطالعات نوروهیستو شیمیایی از مغز موشهای نر گروه کنترل (n6) و (n6) psd پس از بیهوشی و پرفیوژن با پارافرمالدئید (4 درصد) در بافرفسفات (0/1m) مقاطع 50 میکرومتری تهیه شد و پس از واکنش nd و شستشو، برای مطالعات میکروسکوپی آماده شدند. اطلاعات بدست آمده نشان می دهد که تعداد نورون های nd+ در کورتکس پری فرونتال میانی (p<0/05, 35) درصد و آهیانه (p<0/01, 20) درصد در گروه psd به طور معنی داری افزایش یافته است . برخی نورون های nd+ موشهای گروه psd دچار بی نظمی و پیچاپیچ شدن در زوائد خود شدند. همچین تجمع بیشتری از نورون های nd+ در کنار رگهای کورتکس در گروه psd مشاهده شد که خود می تواند نشانه ای بر دخالت احتمالی no در کنترل جریان خون مغزی در مغز موشهای محروم از خواب rem باشد. افزایش تعداد نورون های nd+ نشان می دهد که آنزیم nadph-d و به دنبال آن نیتریک اکسید تولید شده احتمالا با اثرات تخریبی ناشی از بیخوابی بر روی فعالیت الکتروفیزیولوژیک نورون های کورتکس مقابله می کند.

وابرانهای صعودی هسته های مدیان و دورسال رافه به دورسال و ونترال استریاتوم، سپتوم جانبی و هیپوکامپ در 29 موش با استفاده از ردیاب رتروگراد hrp مطالعه شد. hrp به کمک دستگاه استریوتاکس به نواحی مورد نظر تزریق شد 48 تا 72 ساعت پس از جراحی، حیوان با بیهوشی عمیق از طریق قلب توسط محلولهای فیکساتیو پرفیوز شده و سپس مغز حیوان از جمجمه خارج شد. توسط میکروتوم انجمادی مقاطع 40 میکرومتری از مغز تهیه گردید. سپس بر روی تمام مقاطع واکنش هیستوشیمیایی tmb یا dab به منظور نشان دادن آنزیم در نورونهای ردیابی شده، انجام شد. با قرار دادن مقاطع بر روی لامهای ژلاتینه شده توسط رنگ قرمز خنثی و یا کریزیل و یوله رنگ آمیزی انجام شده و توسط میکروسکوپ نوری مطالعهء توپوگرافی نورونهای نشاندار انجام شد. مقاطع انتخابی توسط میکروپروژکتور ترسیم شدند و برای آنالیز اطلاعات و ترسیم هیستوگرامها از برنامه کامپیوتری هاروارد گرافیک استفاده شد. پس از تزریق hrp به دورسال استریاتوم، ونترال استریاتوم و سپتوم جانبی دیده شد که تعداد نورونهای نشاندار در هسته دورسال رافه در جهت سری - دمی کاهش می یابد. در حالیکه پس از تزریق به هیپوکامپ ، تعداد نورونهای نشاندار در هسته دورسال رافه افزایش می یابد. پس از تزریق hrp به دورسال استریاتوم، هیپوکامپ و سپتوم جانبی در بخش میانی هستهء مدیان رافه بیشترین نورون نشاندار دیده شد و هرچه در جهت سری یادمی هسته پیش رفتیم تعداد نورونهای نشاندار کاهش یافت . در نهایت استریاتوم بعنوان ساختمانی که بیشتر با هسته دورسال رافه مرتبط است ، هیپوکامپ بعنوان ساختمانی که بیشتر با هسته مدیان رافه مرتبط است و سپتوم جانبی بعنوان ساختمانی که با هر دو هسته مزانسفالیک رافه ارتباط دارد شناخته شدند.

فرآیند یادگیری منجر به تغییرات بیوشیمیایی، بیوفیزیکی و فراساختاری سیناپس های عصبی در نواحی خاصی از دستگاه اعصاب مرکزی موجودات زنده می شود. در پروژه حاضر، تاثیر یادگیری احترازی فعال دو طرفه بر شکل پذیری سیناپسی ساختاری در یک سوم میانی لایه مولکولی تیغه فوق هرمی در شکنج دندانه ای پشتی مورد مطالعه قرار گرفته است. این ناحیه مهمترین ورودی های حسی را از قشر انتورینال داخلی و از طریق مسیر نفوذی داخلی دریافت می کند. اکثر سیناپس هایی که از این وردی های آکسونی حاصل می شود، سیناپس های آکسون-خاری ونامتقارن می باشند که 90 درصد از سیناپس های ناحیه مورد نظر را شکل می دهند. مورفولوژی سیناپس های خاری در ناحیه فوق الذکر در سه گروه از موش های صحرایی با میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد مطالعه قرار گرفت:1- موش هایی که پس از آموزش احترازی فعال دو طرفه در روز سوم آموزش، به حداقل 90 درصد پاسخ شرطی در 20 تست موزشی آخر از 40 تست آموزشی دست می یافتند (گروه تجربی).2- موش هایی که پس از آموزش احترازی فعال دوطرفه تا روز سوم، پاسخ شرطی ایجاد نمی نمودند (گروه شرطی شده کاذب)3- موش هایی که عمل آموزش احترازی فعال دو طرفه به روی آنها اعمال نمی شد و تنها به منظور سازگاری، به مدت سه جلسه 20 دقیقه ای در جعبه آموزش قرار داده می شدند (گروه کنترل)در مطالعات فراساختاری، پارامترهایی از سیناپس های خاری مورد ارزیابی قرار گرفت که در مقاطع منفرد بافتی قابل تفسیر بود. در گروه تجربی، ناحیه اتصال سیناپسی و سر خارهای دندریتی در مقایسه با سایر گروه ها به اشکال مقعر، کاشه ای، دو شاخه و نامنظم درآمده بود و مراحل اولیه شکل گیری اسپینول ملاحظه می شد. تراکم وزیکل های سیناپسی کاهش یافته بود و ناحیه متراکم پس سیناپسی نیز در مقایسه با سایر گروه ها تحلیل رفته بود. اما در موش هایی که به صورت کاذب شرطی شده بودند تغییری در شکل ناحیه اتصال سیناپسی و سر خارهای دندریتی، در مقایسه با گروه کنترل رخ نداده بود. ضخامت ناحیه متراکم پس سیناپسی به طور قابل توجهی نسبت به گروه کنترل افزایش نشان می داد و مهاجرت وزیکل های سیناپسی به سمت غشا پس سیناپسی ملاحظه می گردید. نتایج این پروژه بیانگر این است که آموزش احترازی فعال دو طرفه بر فراساختار سیناپس های 3/1 میانی لایه مولکولی تیغه فوق هرمی در شکنج دندانه ای پشتی، موثر واقع می شود.