AMAÇ: Bu çalışmanın amacı, kas iğciği aferent lifleri ile tibialis anterior kasını innerve eden motor nöronlar
arasındaki sinaptik bağlantının incelenmesidir.
GEREÇ ve YÖNTEM: Aalborg Üniversitesi Center for Sensory-Motor Interaction laboratuvarlarında gerekli etik
raporlar alındıktan sonra yapılan deneylerde sağ bacak tibialis anterior kasından üç iğne elektrot ve bir yüzeyel
elektrot yardımı ile EMG kaydı alındı. Her bir iğne elektrottan bir ya da en fazla 2 motor ünite verisi elde edildi.
İstemli dorsi-fleksiyon sırasında devreye giren motor ünitelerin sesleri geribildirim olarak deneklere verildi ve
sese göre kasılmalarının kontrolü deneklerden istendi. Bu sırada kasta uzama refleksi oluşturmak için sağ
ayağa plantar-fleksiyon uygulanarak tibialis anterior kası hızlı bir şekilde uzatıldı.
BULGULAR: Motor ünitelerin germe refleksi cevaplarından ilki olan kısa latanslı (yaklaşık 47 ms) eksitatör M1
cevabı, peristimulus time histogram (PSTH) yöntemi ile analiz edildi ve aynı anda aktif olan çeşitli
büyüklüklerdeki motor ünitelerde oluşan M1 yanıtlarının genlikleri karşılaştırıldı. Büyük ve küçük motor
nöronlar birbirlerinden göreceli olarak o anki boşalma hızına bakılarak (büyük: 8.1 Hz ve küçük: 10 Hz) ayrıldı.
M1 yanıtının büyük ve küçük motor nöronlara dağılımı eşleştirilmiş t-testi ile karşılaştırıldı. 56 motor ünite çifti
üzerindeki deneylerimizin sonucu olarak büyük motor nöronların üzerine küçüklere göre daha yoğun kas iğciği
sinaptik girdisi olduğu bulundu (p<0.00).
SONUÇ: Bu buluş deney hayvanlarından elde edilen ve motor nöronların kasılma sırasında devreye girme
prensibi olan büyüklük prensibine ters düşmektedir. Bilinçli deneklerde yaptığımız bu çalışma belki de insanda
kas iğciği sinaptik dağılımının büyüklük prensibine aykırı olarak çalıştığını göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: Kas iğciği, Germe refleksi, Motor ünite, Refleks yanıt, Gönüllü denek
M. B. Ünver, O. Sebik ve Ş. U. Yavuz Danimarka Hükümet Bursu 2010/11 tarafından desteklenmiştir.
Distribution of muscle spindle afferent input to motoneurons of different sizes
OBJECTIVES: The aim of this study is to discover the connection between the spindle afferent fibres and the
motoneurons that innervate the tibialis anterior muscle.
MATERIALS & METHODS: After getting ethics approval from the Aalborg University Center for Sensory-Motor
Interaction laboratories, EMGs were recorded using one surface and three needle electrodes over the tibialis
anterior muscle of the right leg. Each needle electrode recorded one or two motor unit potentials. Subjects
asked to voluntarily dorsiflex the muscle and recruit one or two motor unit potentials in each needle electrode.
Discharge rate of one of the units was given as auditory feedback to the subject to keep the level of contraction
constant. During this procedure, plantar flexion force was applied to the subject’s right leg and hence stretch
reflex (M1) was obtained.
RESULTS: The M1 response, the very first reflex response of motor units to the stretch stimulus (latency
around 47ms), was analysed using peristimulus time histograms (PSTH). Amplitudes of M1 responses which
occurred simultaneously at active motoneurons of various sizes are compared. Relative sizes of motoneurons
are determined according to their instantaneous discharge rates. While larger motoneurons discharged around
8.1 Hz, smaller motoneurons fired around 10 Hz. Size of the M1 response on large and small motoneurons were
compared in 56 unit pairs using paired t-test and found that the larger motoneurons received significantly
larger spindle afferent inputs compared with the smaller motoneurons (p<0.00).
CONCLUSION: This finding is contrary to the classical knowledge, the size principle, which governs the
recruitment order of motoneurons in the reduced animal subjects. It is therefore put forward that, unlike in
reduced animal preparations; the recruitment order of motoneurons may not follow the size principle in
conscious human subjects.
Keywords: Muscle fibre, Stretch reflex, Motor unit, Reflex response, Volunteer subject.
M. B. Ünver, O. Sebik and Ş. U. Yavuz are supported by Danish Government Scholarship 2010/11.
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
58
S03
Mongolian gerbillerde (meriones unguicularus) melatonin hormonunun
lokomotor aktivite üzerine etkileri
Gözde Gülşin, Nursel Hasanoğlu, Zübeyde Güneş, Bülent Gündüz
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Çanakkale
Çanakkale Onsekiz Mart University, Faculty of Arts and Sciences, Department of Biology, Çanakkale, Turkey
AMAÇ: Memelilerde; endojen sirkadiyen ritimler hipotalamusta suprakiyazmatik nucleus (SCN)’da bulunan
sirkadiyen osilatör tarafından oluşturulur ve kontrol edilirler. Çevresel periyotlara uyum, doğal aydınlık-karanlık
döngüsü gibi dışsal uyarılar yoluyla sağlanır. Mongolian gerbiller gittikçe artan bir şekilde yaygın laboratuvar
hayvanları olmalarına rağmen, bu türlerin önemli kronobiyolojik özellikleri (free running sirkadiyen ritim gibi)
hala tam açık değildir. Bu çalışmanın amacı Mongolian gerbillerde melatonin hormonunun farklı uygulanışı
altında, uygun ve üretilebilir aktivitenin eldesini sağlayacak koşulların toplanacağı verileri elde etmektir.
GEREÇ ve YÖNTEM : Etik kuruldan izin alınarak oluşturulan bu çalışmada melatoninin etkisini anlamak için 3
grup kuruldu; kontrol (n=8), melatonin enjekte edilmiş (n=8) (1µg) ve melatonin implante (n=8) edilmiş
gerbiller. Tüm gruplarda lokomotor aktiviteler bir hafta boyunca kaydedildi, normal aktivite ritmi gösteren
hayvanlara melatonin enjeksiyonları ve melatonin implantasyonları uygulandı. Bu şekilde bir hafta daha
aktiviteler kaydedildi ve double-plot aktogram yapıldı.
BULGULAR: Kontrol grubundaki gerbiller 14L fotoperiyoduna uygun aktiviteler gösterdi; tüm aktiviteler
karanlık fazda gerçekleşti. Melatonin enjeksiyon grubundaki gerbiller lokomotor aktivitede faz ilerlemesi
gösterdi (p<0.05). Bu faz ilerleme ritmi melatonin enjeksiyonundan hemen sonra (16:00’da) başladı. Melatonin
implantasyonu yapılmış gerbiller aritmik lokomotor aktivite gösterdi (p<0.001).
SONUÇ: Tüm bu veriler melatoninin veriliş şekline bağlı olarak Mongolian gerbillerin aktivite ritimleri üzerine
etkili olduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: Gerbil, SCN, Fotoperiyod, Melatonin
Effects of melatonin on the locomotor activities of mongolian gerbils (meriones
unguiculatus)
OBJECTIVES: In mammals, endogenous circadian rhythms are generated and controlled by a circadian
oscillator, located in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus (SCN). The entrainment to environmental
periodicities is realized via exogenous zeitgebers, mainly the natural light-dark (LD) cycle. Although Mongolian
gerbils are becoming common laboratory animals, important chronobiological features of this species, like free-
running circadian rhythms, are still unclarified. The aim of our study was to identify suitable conditions to
receive stable and reproducible running rhythm of activities under different hormonal effects (melatonin), giving
further evidence on the definite type of the Mongolian gerbils.
MATERIALS & METHODS : This study was approved by the Institutional Ethical Committee. To understand
the effects of melatonin, 3 groups were established; control, melatonin injected (1µg) and melatonin implanted
gerbils. The first week of the experiment, locomotor activities of 3 groups were recorded and the melatonin
injections and melatonin implantations were applied and then double-plot actograms were made.
RESULTS : Gerbils in control group showed light-dark cycle entrained locomotor activity in 14L. Gerbils in
melatonin injected group showed a phase advance locomotor activity (p<0.05). This phase advance rhythm
started just after melatonin injection (16:00 h). Gerbils in melatonin implanted group showed arrhythmic
locomotor activity (p<0.001).
CONCLUSION: These data suggest that melatonin injection at 16:00 h and constant release melatonin
hormone is effective on the activity rhythm of the Mongolian gerbils.
Keywords: Gerbil, SCN, Photoperiod, Melatonin
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
59
S04
Belirlenmiş Drosophila larva motonöronlarındaki gelişimle değişen iyon kanallarının
bilgisayar modeli ile analizi
Cengiz Günay
1
, Logesh Dharmar
1
, Fred Sieling
2
, Richard Baines
3
, Astrid A Prinz
1
1
Emory Üniversitesi, Biyoloji Bölümü, Atlanta, Georgia, ABD
2
Georgia Teknoloji Enstitüsü ve Emory Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Atlanta, Georgia, ABD
3
Manchester Üniversitesi, Yaşam Bilimleri, Manchester, İngiltere
1
Emory University, Department of Biology,Atlanta, Georgia, USA
2
Georgia Institute of Technology and Emory University, Biomedical Engineering Department, Atlanta, Georgia, USA
3
University of Manchester, Life Sciences, Manchester, UK
AMAÇ: Sirke sineği Drosophila, sinirsel işlevleri araştırmak için güçlü bir genetik modeldir. Drosophila sinir
hücrelerinde RNA alternatif uçbirleştirmesi sonucu birçok iyon kanalı türevleri saptanmış, fakat bunların işlevleri
bilinmemektedir. Bu türevlerin izole olarak ifade edilmesindeki deneysel zorluklardan dolayı, sinirsel elektrik
hareketleri üzerindeki etkilerini incelemek için bilgisayar modellemesi tekniğini kullanıyoruz.
GEREÇ ve YÖNTEM: Model inşasında, varolan iyon kanallarının parametrelerine gerek duyulur. Bu
parametrelerin Drosophila literatüründeki değerleri farklı tipte sinir hücleri ve ifade sistemlerinden
toplandığından çok değişkendir. Bunları kullanmak yerine, kendimiz gerilim tutumu elektrofizyoloji yöntemiyle
aCC ve RP2 adı verilmiş belirlenmiş karın bölgesinde bulunup, sırt kaslarına uyaran larva motor sinir
hücrelerinden ölçümler alarak, parametrelerin tahminlerini yapıyoruz.
BULGULAR: İyon kanallarından, sadece hızla kapanan ile açık kalan sodyum kanallarını ve gecikmeli doğrultucu
ile A-tipi potasyum kanallarını kullanarak, öncelikle basit ve izopotansiyel bir sinir hücresi modeli ile doğala
benzer ateş etme ve akım uyarısına cevaplar elde ettik. Bu model hücre sayesinde hücrenin gelişimi ve gövde
konumuna göre değişen iki önemli A-tipi iyon akım kanalı Shal ve Shaker'in toplam akıma farklı katkılarını
inceledik. Shal kanalı özelliklerini 1. ve 3. larva gelişim aşamalarında araştırdık ve elektrik hareketlerine
etkilerini inceledik. Bundan sonra kalsiyum ve bunun hücreye girişine bağlı olan potasyum kanallarını model
hücresine ekleyeceğiz.
SONUÇ: Genel olarak, bu yeni inşa ettiğimiz model hücre gerçek hücrelerin elektrik hareketlerine benzer
davranmaktadır. Dolayısıyla bu model, parametreleri değiştirilerek, iyon kanalı türevlerinin de elektrik
hareketleri üzerindeki işlevsel etkilerini incelemek için kullanılabilecektir.
Anahtar Kelimeler: Drosophila, Motor nöron, İyon kanalları, Uçbirleştirme türevleri, Bilgisayar modeli
Burroughs Wellcome Fund'dan Career Award at the Scientific Interface (CASI) AAP'ye verilmiştir. Elektrofizyoloji
verilerinin ölçümü University of Manchester'den Dr. Verena Wolfram ve Dr. Richard Marley ile Arizona University, AZ,
ABD'deki Dr. Richard Levine'in laboratuarından Dr. Jason Worrell tarafından yapılmıştır. Dr. Robert Clewley ve Dr.
Marco Herrera-Valdez modellemeye yardımcı olmuşlardır.
Computational modeling of identified larval Drosophila motoneurons for
investigating ion channels during development
OBJECTIVES: Drosophila is a powerful genetic model system for investigating neuronal function. Recently in
Drosophila neurons, ion channel splice variants have been found, whose functional roles are unknown. Because
of the experimental difficulties in isolated expression of these splice variants, we use computational modeling to
assess their effects on neuronal activity
MATERIALS & METHODS: For constructing a model neuron, parameters for individual ion channels are
required. Previous literature on Drosophila ion channel parameters are highly variable because they were
collected from different neuronal types and preparations. We are thus fitting channel parameters to
experimental voltage-clamp data from identified larval aCC and RP2 abdominal dorsomedial motoneurons,
which innervate the dorsal muscles.
RESULTS: We first present a minimal, isopotential spiking model neuron with transient and persistent sodium,
delayed-rectifier, and A-type potassium channels. This model allows us to investigate the contributions of the
two major types of A-type currents Shal and Shaker that are different in spatial expression over the neuron and
in terms of electrophysiological and activity-related characteristics. We show the Shal channel properties at the
larval developmental stages of 1st and 3rd instar, and we show the effect of this change on neuronal activity
characteristics. We then aim to add the calcium channel and potassium channels that are dependent on it.
CONCLUSION: Overall, our novel neuron model matches the functional activity characteristics of real
motoneurons. This model can be taken to address the effects of other ion channel splice variants by channel
parameters.
Keywords: Drosophila, Motoneuron, Ion channels, Splice variants, Computational model
Career Award at the Scientific Interface (CASI) from the Burroughs Wellcome Fund awarded to AAP. Experimental data
was collected by Dr. Verena Wolfram and Dr. Richard Marley at University of Manchester, Manchester, U.K., and by Dr.
Jason Worrell in Dr. Richard Levine's lab at Arizona University, AZ, U.S.A. Dr. Robert Clewley and Dr. Marco Herrera-
Valdez helped with modeling.
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
60
S05
Uyarım alanı ve uzaklığının sıçan tüysüz derisindeki çabuk-alışan
mekanoreseptör yanıtına etkisi
İsmail Devecioğlu, Burak Güçlü
Boğaziçi Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü, İstanbul
Boğaziçi University, Institute of Biomedical Engineering, Istanbul, Turkey
AMAÇ: Parmak ucuna doğru sinir yoğunluğunun artmasına rağmen, önceki veriler pisikofiziksel algılama
eşiğinin artmadığını göstermektedir. Bu çalışmada mekanoreseptör yanıtının proksimo-distal eksende simetrik
olmadığı varsayılmıştır. Bu varsayımı test etmek için, çabuk-alışan (RA) mekanoreseptörlerinin uyarım genliğine
bağlı yanıtlarının (uyarım-yanıt fonksiyonları) uyarım noktasına ve alanına bağlı olarak değişimi incelenmiştir.
GEREÇ ve YÖNTEM: Sıçan arka bacağındaki tüysüz deride RA sinirlerinden tekil aksiyon potansiyel kayıtları
yapılmıştır. Duyar alan merkezleri von Frey tüyleri ile haritalanmıştır. 40-Hz sinüzoidal mekanik titreşimler
birbirinden 0.5 mm uzaklıktaki 5 farklı noktaya (2 distal, 1 merkez, 2 proksimal) uygulanmıştır. 3 farklı
büyüklükte uyarım alanı (0.39 mm
2
, 1.63 mm
2
, 2.96 mm
2
) kullanılmıştır. Her koşul 10 genlik seviyesinde ve 4
tekrarla test edilmiştir. Her RA için ortalama aksiyon potansiyeli sayısına bağlı bir uyarım-yanıt fonksiyonu
oluşturulmuştur. Her veri kümesine regresyon yöntemiyle parçalı doğrusal fonksiyonlar uydurulmuştur. Uyarım-
yanıt fonksiyonlarından elde edilen parametreler (mutlak aksiyon potansiyeli eşiği ve senkron atım eşiği) uyarım
alanı ve duyar alan merkezi ile uyarım noktası arasındaki uzaklığa karşı grafik olarak çizilmiştir.
BULGULAR: Pilot deneylerimize göre proksimal uyarım noktalarında distal uyarım noktalarına nazaran mutlak
aksiyon potansiyeli eşiğinde bir artış görülmektedir. Uyarım alanı büyüklüğünü arttırmak çoğu durumda mutlak
aksiyon potansiyeli eşiğini yükseltmiştir. Senkron atım eşiği küçük uyarım alanı kullanıldığında benzer bir
davranış gösterirken, büyük uyarım alanı büyüklüğünde merkeze nazaran her iki yönde de azalmıştır.
SONUÇ: Uyarım-yanıt fonksiyonlarının proksimal-distal eksendeki asimetrisi mekanik uyarımın bir yöne doğru
daha iyi iletildiği hipotezini desteklemektedir (eşik seviyelerinin proksimal uyarımlarda artması sebebi ile). Bu
durumun sinir yoğunluğu etkilerini dengelerken parmakta sabit bir pisikofiziksel algılama eşiği yarattığı
düşünülmektedir. Sonuçları doğrulmak üzere daha fazla veri toplamaktayız.
Anahtar Kelimeler: Beden duyusu, Dokunsal lifler, Uyarım-cevap fonksiyonu, Dokunsal titreşim uyarımı
Boğaziçi Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri tarafından desteklenmiştir (Proje numarası: 5069).
Effects of contactor size and stimulation distance on the responses of rapidly-
adapting mechanoreceptive fibers innervating the rat glabrous skin
OBJECTIVES: Although innervation density increases towards the fingertip, previous data show that
psychophysical detection thresholds do not improve. Here, it was hypothesized that responses of
mechanoreceptive fibers are not symmetric along the proximo-distal axis. To test this, rate-intensity functions
of rapidly-adapting (RA) mechanoreceptive fibers were studied as a function of stimulus location and contactor
size.
MATERIALS & METHODS: Single-unit spikes were recorded from RA fibers innervating the glabrous skin of
the rat's hind paw. Receptive-field centers were mapped with von Frey hairs. 40-Hz sinusoidal mechanical
vibrations were applied at 5 different locations (2 distal, 1 center, 2 proximal) 0.5 mm apart from each other.
Three different contactor sizes (area: 0.39 mm
2
, 1.63 mm
2
, 2.96 mm
2
) were used. Each condition was tested
with 10 amplitude levels and 4 repetitions. Rate-intensity functions were constructed for each RA based on
average firing rates. Each rate-intensity data set was fitted by piecewise linear functions by regression. The
parameters (absolute spike threshold and entrainment threshold) obtained from fitted rate-intensity functions
were plotted against the contactor size and the distance between receptive-field center and stimulus location.
RESULTS: Preliminary results indicate an increase in absolute spike threshold at proximal locations as
compared to distal locations relative to the receptive field center. Increasing the contactor size elevated
absolute spike threshold in most conditions. Entrainment threshold showed a similar trend with smaller
contactors, but it decreased as the distance increased in both directions relative to receptive field center for the
largest contactor.
CONCLUSION: The asymmetry of rate-intensity functions along the proximo-distal axis supports the
hypothesis that the mechanical stimulus is transmitted better to one direction (as shown by the increase of
thresholds at proximal stimulation). This may counterbalance the effects of innervation density and cause
uniform psychophysical detection thresholds in the finger. We are currently collecting more data to finalize our
statistical analyses.
Keywords: Somatosensation, Tactile fiber, Rate-intensity function, Vibrotactile stimulus
Supported by Boğaziçi University, Research Fund (Project number: 5069).
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
61
S06
Sağlıklı gönüllülerde elektriksel duyu eşiği ölçümü
Ezgi Tuna-Erdoğan, Adnan Kurt, Sacit Karamürsel
İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Makelab, İstanbul
Istanbul University,
Istanbul Faculty of Medicine , Department of Physiology, Makelab, Istanbul, Turkey
AMAÇ: Bu ön çalışmadaki amacımız laboratuvarımızda tasarladığımız elektriksel sinir uyarım cihazını
kullanarak, yeni bir uyarım parametresi ile sağlıklı gönüllülerde duyu eşiği ölçümünü gerçekleştirmektir.
GEREÇ ve YÖNTEM: Çalışmaya 10 erkek 10 kadın, 23-49 yaş arası 20 sağlıklı gönüllü katıldı. Duyu eşiği
ölçümü katılımcının sağ veya sol el sırtından 2 adet tek kullanımlık kendiliğinden yapışan ve iletken jelli
elektrodlar ile sabit akım uygulanarak gerçekleştirildi. Uyarı, frekansı 300 Hz, uyaran genişliği 100 µs, uyarı
süresi 470ms olacak şekilde ayarlandı. Akım sıfır miliamperden başlayarak kişinin her uyaranı hissettiğini
belirttiği yere kadar düzenli olarak çıkarıldı. Katılımcının uyaranı hissettiği en düşük akım elektriksel duyu eşiği
(EPT) olarak kaydedildi.
BULGULAR: Eşik değerler istatistiksel olarak (t-test) değerlendirildiğinde sağ el ve sol el arasında bir fark
bulunamadı. Ortalama duyu eşiği 3.64 mA bulundu. Kadın ve erkekler arasında anlamlı fark saptandı
(p=0.005). Kadınların ortalama duyu eşiği 3.03 ±0.4mA , erkeklerin ortalama duyu eşiği 4.25±1 mA olarak
ölçüldü.
S ONUÇ: Günümüze kadar yapılmış olan elektriksel duyu eşiği ölçümü çalışmalarında cinsiyet farkı ile ilgili
olarak değişik sonuçlar elde edilmiştir. Bazı çalışmalar erişkinlerde kadın erkek arasında fark bulamazken
bazıları ise kadın erkek arasında minimal bir fark bulduklarını belirtmektedirler. Ancak son yıllardaki çalışmalar
genç yaşta kadınların eşiğinin erkeklerden daha düşük olduğuna dair sonuçlar bildirmektedir. Çalışmamızın
sonucu da kadınlar ve erkekler arasında böyle bir farkın bulunduğunu desteklemektedir.
Dostları ilə paylaş: |