Intermittency properties in a temporal lobe epilepsy model

Autor(es)

Borges, F. S. ; Gabrickc, E. C. ; Protachevicz, P. R. ; Higa, G. S. V. ; Lameu, E. L. ; Rodriguez, P. X. R. ; Ferraz, M. S. A. ; Szezech Jr, J. D. ; Batista, A. M. ; Kihara, A. H.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Epilepsy & Behavior; v. 139, p. 9-pg., 2023-01-16.

Resumo

Neuronal synchronization is important for communication between brain regions and plays a key role in learning. However, changes in connectivity can lead to hyper-synchronized states related to epileptic sei-zures that occur intermittently with asynchronous states. The activity-regulated cytoskeleton-associated protein (ARC) is related to synaptic alterations which can lead to epilepsy. Induction of status epilepticus in rodent models causes the appearance of intense ARC immunoreactive neurons (IAINs), which present a higher number of connections and conductance intensity than non-IAINs. This alteration might con-tribute to abnormal epileptic seizure activity. In this work, we investigated how IAINs connectivity influ-ences the firing pattern and synchronization in neural networks. Firstly, we showed the appearance of synchronized burst patterns due to the emergence of IAINs. Second, we described how the increase of IAINs connectivity favors the appearance of intermittent up and down activities associated with syn-chronous bursts and asynchronous spikes, respectively. Once the intermittent activity was properly char-acterized, we applied the optogenetics control of the high synchronous activities in the intermittent regime. To do this, we considered that 1% of neurons were transfected and became photosensitive. We observed that optogenetics methods to control synchronized burst patterns are effective when IAINs are chosen as photosensitive, but not effective in non-IAINs. Therefore, our analyses suggest that IAINs play a pivotal role in both the generation and suppression of highly synchronized activities.(c) 2022 Elsevier Inc. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 22/09277-4 - Plasticidade patológica hipocampal na anóxia neonatal
• Beneficiário: Guilherme Shigueto Vilar Higa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/16148-5 - Comportamento síncrono e plasticidade sináptica em redes complexas
• Beneficiário: Kelly Cristiane Iarosz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/13761-9 - Dinâmica de Sistemas Complexos
• Beneficiário: Iberê Luiz Caldas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Brasil
• Processo FAPESP: 19/17892-8 - Degeneração e desenvolvimento do sistema nervoso: o papel de processos epigenéticos
• Beneficiário: Alexandre Hiroaki Kihara
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/18977-1 - Análise da Contribuição das Sinapses Elétricas na Sicronização Neuronal
• Beneficiário: Fernando da Silva Borges
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/15024-9 - Fluxo de informação em rede de redes neuronais: oscilações, criticalidade e sinapses elétricas
• Beneficiário: Mariana Sacrini Ayres Ferraz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/04624-2 - Plasticidade sináptica em redes neuronais
• Beneficiário: Paulo Ricardo Protachevicz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 11/19296-1 - Dinâmica não linear
• Beneficiário: Iberê Luiz Caldas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 15/07311-7 - Comportamento dinâmico de redes neurais
• Beneficiário: Kelly Cristiane Iarosz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado