BAZAL ÖNBEYİN KOLİNERJİK HÜCRELERİNİN PREFRONTAL KONTROLÜ
ÇAĞRI TEMUÇİN ÜNAL 1
Bazal önbeyin kolinerjik hücrelerinin aktivitelerinin kortikal aktivasyonla pozitif ilişkili olduğu bilinmektedir. Ancak bu aktiviteyi kontrol eden sinaptik arka plan hakkındaki bilgi sınırlıdır. Bazal önbeyine olan kortikal girdinin ağırlıklı olarak prefrontal korteksten kaynaklanması ve daha önceki anatomik verilerin prefrontal kortikal girdinin kolinerjik olmayan nöronlara iletildiğinin bilinmesi, kolinerjik hücrelerin kontrolünün anlaşılmasını daha da elzem hale getirmiştir.
Kolin-asetiltransferaz promotoru kontrolü altında yeşil flörasan proteini (İng.: Green fluorescent protein, GFP) ekspres eden 4-6 hafta yaş aralığında olan transgenik farelerin prefrontal kortekslerine CaMKII veya sinapsin promotoru kontrolü altında channelrhodopsin 2 (ChR2) kanalı ekpres eden adeno-assosiye virüsler enjekte edilmiştir. Bu sayede, ChR2 ekspresyonu prefrontal kortikal piramidal hücrelerde ve bunların aksonlarında sağlanmıştır. Virüs enjeksiyonundan 4-6 hafta sonra bu farelerden bazal önbeyini içeren akut beyin dilimleri alınmış ve bu dilimlerden GFP pozitif hücreler yama kıskacı yöntemiyle kaydedilmiştir. Prefrontal girdiyi aktive etmek için bu dilimler mavi LED ile 5 milisaniyelik sürelerle, her 30 saniyede bir aydınlatılmış ve sinaptik girdiler test edilmiştir.
Anatomik verilerle uyumlu olarak, kolinerjik hücrelerin direkt prefrontal girdi almadığı tespit edilmiştir. Prefrontal korteks girdilerinin optogenetik uyarılmasını takiben gelen eksitatör postsinaptik olayların başlangıç zamanlarındaki varyans bu girdilerin polisinaptik olduğunu göstermektedir. İki kolinerjik hücreden alınan simultane kayıtlarda ise polisinaptik girdilerin zamanlamalarının senkronize olduğu görülmüştür.
Bazal önbeyin kolinerjik hücrelerinin prefrontal kontrolü lokal glutamaterjik hücreler tarafından gerçekleştirilmektedir. Birbirine yakın kolinerjik hücrelerin eş zamanlı aldıkları girdiler ise bu kontrolün anatomik bir topografisi olduğuna delil olarak gösterilebilir.