Please use this identifier to cite or link to this item:https://hdl.handle.net/20.500.12259/57546
Type of publication: Straipsnis Clarivate Analytics Web of Science Master Journal List / Article in Clarivate Analytics Web of Science Master Journal List (S2)
Field of Science: Biologija / Biology (N010)
Author(s): Jackevičius, Rokas;Graham, Bruce P;Saudargienė, Aušra
Title: Influence of NMDA and GABA synaptic dysfunction on the evoked gamma oscillations in a computational model of schizophrenia
Other Title: NMDA ir GABA sinapsių disfunkcijos poveikis gama dažnio osciliacijoms šizofrenijos ligos atveju: Kompiuterinis modeliavimas
Is part of: Biologija = Biology. Vilnius : Lietuvos mokslų akademijos leidykla, 2017, vol. 63, no. 2
Extent: p. 202-210
Date: 2017
Keywords: Šizofrenija;Veikimo potencialą generuojantis neuroninis tinklas;Gama svyravimai;NMDA receptoriai;GABA receptoriai;Schizophrenia;Receptors, N-Methyl-D-Aspartate;Receptors, GABA
Abstract: Šizofrenija – tai psichikos liga, pasireiškianti suvokimo, mąstymo bei elgesio ir emocijų pokyčiais. Šizofrenija sergančiųjų smegenyse neuronų nykimas nėra aptinkamas, tačiau smegenų žievėje pastebimi patologiniai signalų perdavimo pokyčiai, t. y. pakitęs EEG gama dažnis (30–80 Hz), kuris yra ypač svarbus tokiems procesams kaip pojūčiai, suvokimas, atmintis ir dėmesys. Pastaruoju metu manoma, kad NMDA ir GABA sinapsių disfunkcija yra vienas iš galimų priežastinių mechanizmų, sukeliančių gama ritmo sutrikimus sergant šizofrenija. Šiame darbe taikant kompiuterinio modeliavimo metodą siekiama ištirti NMDA ir GABA sinapsių disfunkcijos poveikį gama dažnio pokyčiams smegenų žievėje. Tyrimo metu nustatyta, kad mažesnis NMDA receptorių valdomų kanalų laidumas padidino gama svyravimų galią, o ilgesnė GABA receptorių valdomų kanalų gesimo laiko konstanta ją sumažino. GABA sinapsių savybių pokyčių įtaka yra ryškesnė. NMDA ir GABA sinapsių disfunkcija lemia pakitusius gama dažnio svyravimus smegenų žievės neuronų tinkle. Kompiuterinio modeliavimo metodas yra galingas įrankis, leidžiantis tirti sudėtingas netiesines dinamines sistemas, aprašančias vidinius neuroninio tinklo aktyvumą palaikančius mechanizmus sveikose ir pažeistose smegenyse
Background. Schizophrenia is a psychiatric disorder which is characterized by delusions and hallucinations, and affects thoughts, behaviour and emotions. Major neuronal degeneration is not observed in schizophrenic patients, but abnormalities in cortical circuits are present. These abnormalities are reflected in impaired EEG gamma frequency (30–80 Hz), being crucial for many processes including sensation, perception, working memory, and attention. NMDA and GABA synaptic dysfunction is proposed as one of the possible mechanisms underlying the gamma oscillatory deficits in schizophrenia. Materials and Methods. We used a computational modeling approach to investigate the joint influence of NMDA and GABA synaptic dysfunction on gamma oscillations in cortex. We employed a computational model of a spiking neural network composed of 800 pyramidal neurons, 150 regular-spiking interneurons, and 50 fast-spiking interneurons. All cells were randomly interconnected. Network neurons received independent Poisson noise input at 4 Hz and 40 Hz drive excitatory stimulation. Fast-spiking interneuron GABA receptor-gated channel time constant was increased and NMDA receptor-gated channel synaptic conductance was decreased to represent synaptic dysfunction in schizophrenia. Results. Reducing NMDA conductance enhanced gamma power, and increasing decay time constant of GABA receptor-gated channel attenuated gamma generation in a network. The effect of synaptic GABA alteration was more profound. Conclusions. NMDA and GABA synaptic dysfunction leads to the impaired gamma frequency oscillations in a spiking neural network of cortex. Computational modeling approach is a powerful tool to understand complex non-linear dynamical systems and intrinsic mechanisms of neuronal network activity in healthy and diseased brain
Internet: http://www.lmaleidykla.lt/ojs/index.php/biologija/article/download/3532/2331
Affiliation(s): Gamtos mokslų fakultetas
Lietuvos sveikatos mokslų universitetas. Medicinos akademija. Neuromokslų institutas
Vytauto Didžiojo universitetas
Appears in Collections:Universiteto mokslo publikacijos / University Research Publications

Files in This Item:
marc.xml11.76 kBXMLView/Open

MARC21 XML metadata

Show full item record
Export via OAI-PMH Interface in XML Formats
Export to Other Non-XML Formats


CORE Recommender

Page view(s)

150
checked on Mar 30, 2020

Download(s)

12
checked on Mar 30, 2020

Google ScholarTM

Check

Altmetric


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.