ITEM METADATA RECORD
Title: Molecular activity during cortical map reorganization in the visual cortex of the cat (Felis catus).
Other Titles: Moleculaire activiteit tijdens corticale reorganisatie in de visuele cortex van de kat (Felis Catus).
Authors: Hu, Tjing-Tjing
Issue Date: 18-Dec-2009
Abstract: Het is een vaststaand feit dat volwassen zoogdierhersenen zich structure el en functioneel aanpassen in antwoord op sensorische veranderingen. Zo lokken centrale retinale letsels een plasticiteitsafhankelijke retinoto pische reorganisatie uit in de primaire visuele cortex. Deze functionele reorganisatie lijkt op meerdere tijdsafhankelijke mechanismen gebaseerd te zijn. Wij hebben de korte- en lange-termijn effecten op de volledige omvang van de primaire evenals vijf hogere orde visuele areas onderzoch t. Dit onderzoek heeft bijgedragen tot een beter inzicht in adulte plastici teit-gemedieerde mechanismen binnen de hersenen van zoogdieren. Wij hebb en onbetwistbaar bewezen dat de ervaringsafhankelijke topografische reor ganisatie gepaard gaat met spatio-temporeel gereguleerde veranderingen i n activiteitsbalans en in eiwitexpressie. Een eerste belangrijk deel van onze studie bestond uit de analyse van de gewijzigde neuronale activiteit in de visuele cortex na het aanbrengen van binoculaire retinale letsels. Wij hebben verscheidene technieken toe gepast om de expressie van de moleculaire activiteitsmerkers c-fos en zi f268 te bepalen en deze aanpak leverde een betrouwbaar beeld van het cor ticale activiteitsniveau. De verschillende datasets kwamen goed met elka ar overeen. De resultaten toonden systematisch aan dat het induceren van de retinale letsels initieel een activiteitsdaling veroorzaakt in de pr imaire corticale letselprojectie zone (LPZ), wat gevolgd wordt door een tijdsafhankelijk herstel ter hoogte van de rand van de LPZ. Bovendien we rd de perifere visuele cortex mee beïnvloed door de centrale retinale le tsels. We hebben dus bewezen dat perifere cortex niet als normale cortex kan beschouwd worden. In area 17 hebben wij respectievelijk langs de dorso-ventrale en de post erior-anterior as van de hersenen een reorganisatie over 2.5 tot 6 mm op gemeten. Het corticale reorganisatie proces trad proportioneel op vermit s langs de twee hersenenassen het corticale herstel in functie van visue le graden gelijke afmetingen behelsde. Door middel van immuncytochemie hebben wij voorts getoond wat het effect is van binoculaire retinale letsels op de cellulaire en laminaire distr ibutie van Fos. Wij namen waar dat de verschillende corticale lagen diff erentieel bijdroegen aan het reorganisatie proces. En de veranderingen i n Fos-expressie konden voornamelijk worden toegeschreven aan laag-specif ieke wijzigingen in Fos eiwitproductie van individuele neuronen en minde r aan modificaties in het percentage Fos-immunopositieve kernen. Parallel aan de activiteitsveranderingen in primaire visuele area 17, ve rtoonden vijf hogere orde visuele areas, als reactie op de visuele depri vatie, ook een gewijzigd corticaal activiteitsniveau. Vooral, area PMLS en area 7 bleken cruciaal te zijn bij de plasticiteitsafhankelijke reorg anisatie, gezien deze twee visuele areas een duidelijke hyperactiviteit vertoonden. De real-time PCR resultaten wezen er dus op dat naast intra- corticale ook inter-corticale interacties een essentiële rol zouden kunn en spelen in de corticale reorganisatie. Een ander hoofdstuk van dit werk was gericht op het effect van de centra le retinale letsels op de eiwitexpressie in gans area 17. Dieren met cen trale retinale letsels vertoonden onmiskenbaar zowel regio-specifieke al s overlevingstijd-afhankelijke veranderingen van de proteine expressis i n de primaire visuele cortex. Dankzij het gebruik van twee-dimensionale differentiële gelelektroforese hebben wij met succes 103 differentiële e iwitten geïdentificeerd, die als potentiële moleculaire plasticiteitsmed iators zouden kunnen functioneren. Analoog aan de veranderingen in corticale activiteit, was perifere area 17 op proteïne niveau wederom te onderscheiden van normale cortex. Wij h ebben de bevestigingsexperimenten op perifere area 17 geconcentreerd, om deze bevinding extra kracht bij te zetten. Western blotting voor ‘Heat shock cognate protein 70’ and ‘Protein phosphatase 1b’ heeft inderdaad b evestigd dat de expressie van deze twee proteïnen in perifere area 17 do or de inductie van centrale retinale letsels specifiek werd beïnvloed. De verkregen resultaten wezen erop dat ervaringsafhankelijke corticale r eorganisatie gebaseerd is op verschillende mechanismen en gekenmerkt wor dt door een complex netwerk van verscheidene, interagerende proteïnen, d ie betrokken zijn bij diverse signaaltransductiecascades. Gezien het fei t dat endocytose/exocytose processen sterk gecorreleerd zijn met LTP en neuriet-uitgroei, suggereren wij dat de regulatie van deze enocytose/exo cytose balans mogelijk een van de hoofdmechanismen is voor de topografis che map reorganisatie. Tenslotte kaartten we aan hoe de plasticiteitsafhankelijke cortica le reorganisatie uiteindelijk niet tot normalizatie leidt maar eerder de meest optimale reactivatiepatronen in de visuele cortex teweeg brengt d ie de nieuwe functionaliteit helpen ondersteunen. Op lange termijn konde n wij inderdaad nog aanhoudende veranderingen in corticale activiteit en proteïne expressie onderscheiden. Wij suggereren dat de sensorische man ipulatie in eerste instantie een onevenwicht in de corticale processen v eroorzaakt. Omwille van dit onevenwicht zouden processen die betrekking hebben op plasticiteit aanleiding geven tot corticale reorganisatie. Uit eindelijk zal de sensorische cortex een nieuw stabiele balans introducer en om via de lange-termijn aanpassingen het behoud van de nieuw verworve n eigenschappen te garanderen.
ISBN: ISBN 978-90-8649-300-5
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Research Group Neuroplasticity and Neuroproteomics (-)
Animal Physiology and Neurobiology Section - miscellaneous

Files in This Item:
File Status SizeFormat
FINAL.pdf Published 5412KbAdobe PDFView/Open Request a copy

These files are only available to some KU Leuven Association staff members

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.