Functional alterations of glutamatergic and GABAergic neurotransmission in the cortical networks surrounding a focal laser lesion in rat visual cortex

  • The present study focused on changes in synaptic transmission occurring in the first week following an \(\textit {ex vivo-}\)\(\textit {in vitro}\) model of focal laser lesion in the rat visual cortex. An enhanced long-term potentiation (LTP) and a reduced long-term depression (LTD) were observed at horizontal fibers in cortical layers 2/3, at 2-4 mm lateral from the lesion. This metaplastic shift toward synaptic strengthening could be essential to guarantee a proper cortical rewiring post-lesion. The GABAergic transmission was found to be impaired in the visual cortex ipsilateral as well as contralateral to the lesion while the glutamatergic transmission was only slightly affected. These circumstances can cause a shift in the excitation/inhibition balance in favor of excitation which may promote cortical neurons to respond to previously subthreshold stimuli. Together, these findings provide new insights into the cellular mechanisms underlying processes of functional reorganization after cortical injuries.
  • Die vorliegende Arbeit untersuchte funktionelle Veränderungen des neuronalen Netzwerks im visuellen Kortex der Ratten \(\textit {in vitro}\), nach der Induktion chronischer, fokaler Laser-Läsionen \(\textit {in vivo}\). Nach Überlebenszeiten von 2-6 Tagen post-Läsion war eine erhöhte synaptische Plastizität an den synaptischen Kontakten in der Kortexschicht 2/3 zu beobachten. Es wurde eine Reduktion in der GABAergen, synaptischen Hemmung im Bereich des visuellen Kortex ipsilateral zur Läsion, sowie im kontralateralen Areal des visuellen Kortex beobachtet. Gleichzeitig hatte die Läsion keinen Einfluss auf die Funktion des glutamatergen Systems, was auf ein verändertes Gleichgewicht zwischen neuronaler Erregung und Hemmung im kortikalen Netzwerk post-Läsion schließen lässt. Zusammengefasst deuten diese Ergebnisse auf spezifische Veränderungen im post-läsionalen kortikalen Netzwerk des visuellen Kortex hin, die eine wichtige Rolle für die funktionelle Reorganisation nach fokalen Gehirnverletzungen spielen können.

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Metadaten
Author:Barbara ImbrosciORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-33822
Referee:Ulf EyselGND, Dirk JanckeORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2012/02/22
Date of first Publication:2012/02/22
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, International Graduate School of Neuroscience
Date of final exam:2010/12/01
Creating Corporation:International Graduate School of Neuroscience
GND-Keyword:Sehrinde; GABA-Rezeptor; Patch-Clamp-Methode; Plastizität; Stimulation
Institutes/Facilities:Medizinische Fakultät, Abteilung für Neurophysiologie
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Biowissenschaften, Biologie, Biochemie
faculties:International Graduate School of Neuroscience (IGSN)
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht