750 likes | 989 Views
modulator. Hjernens store transmittersystemer 1. Acetylkolin. Noradrenalin. Serotonin. Dopamin. Gade. Gade. Kanyler implanteret i n. caudatus Dopamin : agonist og antagonist Acetylkolin : agonist og antagonist. Ivan Divac 1972. Gade. To modi : Fasisk (hurtig; information) og
E N D
modulator Hjernens store transmittersystemer 1 Acetylkolin Noradrenalin Serotonin Dopamin Gade
Kanyler implanteret i n. caudatus Dopamin: agonist og antagonistAcetylkolin: agonist og antagonist Ivan Divac 1972 Gade
To modi: Fasisk(hurtig; information) og tonisk(langsom; vedvarende;modulering) + en tredje: fasiskmodulerende Gade
Dopamin Gade
Hjernestammens modulerende transmittersystemer Locus coeruleus (A6, A4) Spredte neuroner i laterale tegmentum (A1-A3, A5, A7) Raphe kerner (DR, MR) Dorsolaterale tegmentumkerne Pedunkulopontine kerne Ch1-Ch4 i den basale forhjerne Gade
Kemisk struktur ”oxidering” Gade
Otto Loewis eksperiment, 1921 Vagus-nerven R: Modtager D: Donor S: Stimulation af vagus T: Tid i 5-sek. intervaller Gade
Acetylkolin er transmitter idet autonome nervesystem(parasympatisk del) • i muskel-endepladen- og i ca. 10-15 % af hjernens • neuroner - og med tonisk virkning i omtrent hele kortex Gade
Acetylkolin - fra den kolinerge hukommelseshypotese til opmærksomhed Gade Shinotoh et al., 2000 AG# d417a
Den basale forhjerne - tværsnit fra accumbens(A) til kaudalamygdala (D) Gul: Den udvidede amygdala Rød: Kolinerge cellegrupper Gade
Nukleus basalis(Meynert) 6: Septum (Ch1)10: Brocas diagonale bånd (Ch2) Juliano, Science 1998, 279: 1653-4
Kronesnit med nukleus basalis neuroner Saper & Chelimsky, 1984 #3115b Gade
Nukleus basalis (Meynert) Nissl og histokemisk farvning for acetylkolinesterase Saper & Chelimsky, 1984 #3115b Gade
Saper & Chelimsky, 1984 #3115b Gade
Kolinerg projektion til kortex Selden et al., 1998, Brain 121:2249-57 #a511a Gade
Kolinerg projektion til kortex Selden et al., 1998, Brain 121:2249-57 #a511a Gade
Nukleus basalis: Fra den ”kolinerge demenshypotese” til aricept Krav til kolinerge hypotese (Bartus et al., 1982): Bl.a.: kolinerg blokade hos unge skal ligne * Skopolamin giver hukommelsesdefekter * Fysostigmin reducerer skopolamindefekten Drachman & L., 1974 Gade
Problemerne med den ”kolinerge demenshypotese” som forklaring på hukommelsesdefekter ved Alzheimers sygdom 1. Ikke specifik for Alzheimers sygdom Acetylkolin-esterase (PET)(gennemsnit for kortex) letAD PD+dem PD-dem -9% -20% -12% MMSE22 23 27 Bohnen et al., 2003#d417c Gade
Problemerne med den ”kolinerge demenshypotese” som forklaring på hukommelsesdefekter ved Alzheimers sygdom 1. Ikke specifik for Alzheimers sygdom 2. Dyremodeller tydede snarere på opmærksomhed 3. Andre neurotransmitter-systemer også involveret 4. nbM er blot ét af adskillige områder med degeneration 5. Bedre alternativ forklaring: Tidlig affektion af hippocampus og kortex entorhinalis Gade
Alzheimers sygdom: Topografien i neuropatologiske forandringer Neurofibrillære tangler Gade Van Hoesen & Solodkin, Ann.N.Y.Acad.Sci. 1994,747:12-35
Nukleus basalis Hvad er de kolinerge projektioners funktion ? To eksperimenter og en oversigt Gade
Aktivitet i nukleus basalis faciliterer reorganisering af kortikale repræsentationskort Gade (Kilgard & Merzenich, Science 1998, 279:1714-8)
Aktivitet i nukleus basalis faciliterer reorganisering af kortikale repræsentationskort Representative map in rat auditory cortex before and after NB stimulation paired with pure tones (300-500/d for ab. 20 days) Kilgard & M., 1998 Gade (Kilgard & Merzenich, Science 1998, 279:1714-8)
Aktivitet i nukleus basalis faciliterer reorganisering af kortikale repræsentationskort Representative map in rat auditory cortex before and after NB stimulation paired with pure tones (300-500/d for ab. 20 days) Kilgard et al., 1998 Gade (Kilgard & Merzenich, Science 1998, 279:1714-8)
Arbejdshukommelse for ansigter fMRI design Furey et al., 2000, Science 290:2315-8 #d418c Ungerleider et al., 1998, Proc.Natl.Acad.USA, 95:883-90; Haxby et a., 2000, NeuroImage 11: 380-391; Furey 1999, 2000
Kolinerg stimulation og arbejdshukommelse: Konklusion Øgning af kolinerg aktivitet synes at forbedre arbejdshukommelse ved at fokusere perception på de relevante stimuli, især ved indkodning. Aktiviteten i præfrontal kortex er nedsat, fordi behovet for eksekutiv kontrol er mindsket Furey et al., 2000, Science 290:2315-8 #d418c Ungerleider et al., 1998, Proc.Natl.Acad.USA, 95:883-90; Haxby et a., 2000, NeuroImage 11: 380-391; Furey 1999, 2000 Gade
Hasselmo & Sarter (2011), Neuropsychopharmacology, 36, 52-73#d410f Gade
Muskarinerg opretholdelse af vedvarende neuron-aktivitet Hasselmo & Sarter (2011), Neuropsychopharmacology, 36, 52-73#d410f Gade
Nukleus basalis input Amygdala Dopamin-systemet Kortex – især præfrontal kortex o.a. Gade
Noradrenalin (norepinefrin) Gade
Kemisk struktur: NA og DA ligner hinanden ”oxidering” Gade
Noradrenalin • er transmitter i detautonome nervesystem; • sympatisk del - med funktioneri bl.a. stress-respons Gade
Noradrenalin Locus coeruleus - og transmitter i hjernen udløst fra locus coeruleus Gade
Noradrenalin Locus coeruleus projektion til cerebrum, cerebellum, midthjerne etc. (men ikke striatum) * Få axoner - mange afgreninger * Projektionen er størst til områder med roller i opmærksomhed: fx parietallap, pulvinar, colliculus, frontallap * Både tonisk og fasisk virkning * Tre ”familier” af receptorer Alfa1, alfa2, beta-receptorer Gade
Noradrenalin * Både tonisk og fasisk virkning Regulering af balancemellem fokuseret ogfleksibel adfærd (Sammen med DA) Gade
Noradrenalin * Både tonisk og fasisk virkning * stress-reaktivitet Alfa 2 receptor: Høj affinitet for NAAlfa 1 receptor: Lav affinitet for NA Gade
* Rolle i langtidspotentiering Noradrenalin - ogemotionelhukommelse Gade
Noradrenalin * Både tonisk og fasisk virkning * Arousal og søvnregulering Søvn: - nedsat fyring i SWS - ophør af fyring i REM-søvn * Teori: ”Netværks-resetting” – ved vigtige stimuli:Afbrydelse af aktivitet i eksisterende netværk; Facilitering af reorganisering til ny hurtig tilpasning Sara, 2005 Gade
Noradrenalin ogemotionel hukommelse Amygdala …… Dyreforsøg ….. Strange, Hurlemann, & Dolan, 2003; Strange & Dolan, 2004: Amygdala-modulering af hippocampus er via noradrenerge mekanismer (modvirkes af antagonist - propranolol - – i event-relateret fMRI) Gade AG# a691i
- også retentionen er NA-afhængig fMRI Neutrale ansigterpå baggrundaf neutraleeller aversivebilleder 5 min.senere Sterpenich et al. (2006) J.Neurosci., 26: 7416-23 Gade AG# a691-1a
Sammenhænge ved genkendelsemellem amygdala-aktivering(ved indkodning), autonom arousal (pupiludvidelse),og aktivering af NA-systemet(locus coeruleus) 30 forsøgspersoner skannet - 16 brugt i analyserne - De andre 14 viste ikke emotionel modulering af hukommelse Individuelle forskelleCahill og Hamann Sterpenich et al. (2006) J.Neurosci., 26: 7416-23AG# a691-1a Gade
De Quervain et al. (2007) Nat.Neurosci., 10: 1137-9 Gade AG# a691-1b
435 unge svejtsere med hukommelsesprøve InternationalAffectivePictureSystem 10 neutrale 10 positive 10 negative billeder Genkaldelse efter 10 min.;store individuelle forskelle De Quervain et al. (2007) Nat.Neurosci., 10: 1137-9 Gade AG# a691-1b
435 unge med hukommelsesprøve og gen-bestemmelse ADRA2B-genet: koder for én af noradrenalin-receptorerne. Polymorfi: 2 varianter (”alleler”): med 209 og med 200 basepar (”deletions-varianten”). Del-varianten optræder hos ca. 30% af hvide;ca. 12% af sorte De Quervain et al. (2007) Nat.Neurosci., 10: 1137-9 Gade AG# a691-1b
Noradrenalin Kliniske tilstande: ADHD Depression Angst PTSD Bedste oversigtsartikel: Sara, S.J. (2009). The locus coeruleus and noradrenergic modulation of cognition. Nature Reviews Neuroscience, 10, 211-223 Bedste artikler om NA og frontallapsfunktion: A.F.Arnsten (men svære!) AG# t200b Gade
Serotonin (5-HT) Gade