Projekt 1 [beendet]

Zelluläre Plastizität bei hochfrequenter Stimulation im Nucleus subthalamicus von Parkinson-Mäusen

Die tiefe Hirnstimulation (THS) induziert in den Basalganglien Umstellungen, die als System gekoppelter Plastizitätsmechanismen verstanden werden können. Auf Erfahrungen bei der Erforschung von Entwicklungsplastizität in sensorischen Systemen aufbauend, untersuchen wir eine relativ weit gefasste Palette von möglichen Veränderungen während und nach hochfrequenter Stimulation des Nucl. subthalamicus (STN-THS).

Der Schwerpunkt liegt bei Veränderungen im Bereich der intrinsischen Eigenschaften von Neuronen und Astrozyten und der glutamatergen und GABAergen synaptischen Transmission. Wir verwenden Schnittpräparate, in denen die Konnektivität der Basalganglien weitgehend erhalten ist und analysieren die uns interessierenden Prozesse auf mehreren Ebenen, d.h. subzellulär, in einzelnen Zellen, in Zellpaaren, im Netzwerk und auf der funktionellen Ebene. Zum Einsatz kommen elektrophysiologische und bildgebende Techniken sowie morphometrische Verfahren. Im Moment stehen akute Veränderungen in der Substantia nigra pars reticulata (SNr) während und unmittelbar nach STN-THS im Vordergrund.

Die ersten Ergebnisse wiesen auf zwei Mechanismen hin, die eine Suppression der STN-Funktion reflektieren: i) failure in der Generierung von Aktionspotentialen und ii) Vesikeldepletion in den Axonen der glutamatergen Fasern der STN-Neurone. Letzterer Mechanismus, d.h. die reduzierte Glutamatfreisetzung ist eine Veränderung nicht nur im STN selbst, sondern auch in der Zielregion. Bisher gibt es jedoch keine Anzeichen für eine dauerhafte Abregulation der STN-Ausgangssignale im Sinne einer Langzeitdepression der synaptischen Übertragung.

Prof. Dr. Rosemarie Grantyn, Projektleiterin
Charité – Campus Mitte
Cluster of Excellence NeuroCure & Experimentelle Neurologie
Synaptic Dysfunction Group
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