A mozgató működésekért felelős gerincvelői neuronhálózatok morfológiai, fiziológiai vizsgálata és számítógépes szimulációja = Morphological, physiological investigations and computer simulation of spinal neuronal network involved in locomotion.

Abstract

1. Fiziológiai kísérletekben jelentős különbségeket találtak propriospinalis axon - motoneuron (MN) kapcsolatokban a MN-ból elvezetett EPSP amplitúdójában a béka gerincvelőben. Modellkísérletekkel bizonyítottuk, hogy a kapcsolatok között mért eltéréseket több tényező magyarázhatja: a szinapszisok elhelyezkedése, a dendrit kitüremkedések, nem-lineáris PSP szummáció illetve a PSP-ok szómára érkezéséhez szükséges késési idők eltérései. 2. A Xenopus embrió úszómozgásáért felelős központi ritmusgeneráló hálózatában azt vizsgáltuk, hogyan vezethet egy rövid inger hosszú ideig tartó úszó mozgáshoz. Az utóagy-gerincvelő határának populációs modelljében azt találtuk, hogy az utóagyi neuronok közötti reciprok serkentő kapcsolatok felelősek lehetnek az említett jelenségért. Elképzelésünket a kísérletes eredmények megerősítik. 3. Patkány gerincvelőben vizsgáltuk a cink kolokalizációját gátló aminosavakkal. Eredményeink azt mutatták, hogy a gerincvelőben a cink tartalmú terminálisok elsősorban gátló karakterűek, amelyekben a GABA és glicin is megtalálható. 4. Újszülött patkány gerincvelőben elemeztük a commissuralis interneuronok (CIN) neurokémiai sajátságait és szinaptikus kapcsolatait. A jelölt CIN terminálisok több mint fele tartalmazott gátló aminosavat, míg a glutamátot tartalmazó terminálisok aránya 27% volt. A jelölt CIN terminálisok közvetlen kapcsolatot képeztek az ellenoldali motoneuronokkal és CIN-okkal. | 1. We investigated the postsynaptic factors that may contribute the high variability of synaptic efficacy in monosynaptically connected propriospinal axon-motoneuron pairs in the spinal cord of frog. We proved that differences in location of these synapses, dendritic protrusions, non-linear summation of PSPs, sizes of time windows for effective temporal summation and differences in delays of arrivals of PSPs to soma are all factors that may differentiate between high and low efficacy single fiber propriospinal connections found experimentally. 2. The central pattern generator for swimming in the Xenopus tadpole was investigated to find out how a brief stimulus can lead to prolonged swimming. By using large-scale population model of the hindbrain-spinal cord junction we found that reciprocal excitatory connections among hindbrain neurons may be responsible for this phenomenon. Our proposal has strong experimental support. 3. Colocalization of zinc with inhibitory neurotrasmitters was investigated in the rat spinal cord. 70% of zinc-containing terminals showed immunoreactivity for GABA and glycine. 4. In neonatal rats we investigated the axonal projection and neurotransmitter properties of spinal commissural interneurons (CIN). About half of the labelled CIN terminals contained GABA or glycine and one third proved to be excitatory. Many of CIN terminals made close appositions with motor neurons and also with CINs on the opposite side of the spinal cord