Characteristics of cortico-thalamic functional connections in mice ASD models

Jednym z najczęściej doświadczanych symptomów u osób na spektrum zaburzeń autystycznych jest nadwrażliwość na nadchodzące powtarzające się bodźce. Taka wrażliwość może być skutkiem nieprawidłowego bramkowania sensorycznego mającego miejsce m.in. w pętli korowo-wzgórzowej mózgu, która pełni istotną rolę w przetwarzaniu i dystrybuowaniu nadchodzących informacji aferentnych do wielu struktur korowych i limbicznych. W tym badaniu pilotażowym podjęto próbę zbadana aktywności głównego jądra podwzgórzowego biorącego udział w modulacji przetwarzania informacji dotykowych – warstwy niepewnej (Zona Incerta) oraz aktywności regionu baryłkowego w pierwszorzędowej korze somatosensorycznej. Wykorzystano mysi model autyzmu BTBR T+ Itpr3tf/J. Jako grupę kontrolną wykorzystano szczep C57BL/6. Pomiary lokalnych potencjałów polowych in vivo podczas stymulacji w paradygmatacie badania depresji potencjału zależnej od częstości (frequency-dependent depression – FDD) posłużyły do zbadania charakterystyk dynamicznych odpowiedzi neuronalnych. Bezwzględne amplitudy odpowiedzi polowych były istotnie mniejsze w grupie BTBR dla obu rozpatrywanych regionów. Zjawisko FDD zaszło zarówno w jednej i drugiej grupie. Tłumienie odpowiedzi związane z FDD rosło wraz ze wzrastającą częstotliwością prezentowania bodźców w sekwencji do momentu osiągnięcia wartości 16.9 Hz. Niespodziewanie, intensywność FDD nie była różna pomiędzy badanymi grupami.

One of the most prevalent symptoms experienced by individuals with autism spectrum disorder is hypersensitivity to incoming repetitive stimuli. This sensitivity might be caused by abnormal sensory gating mechanisms occurring in the thalamocortical system, which is known to play an influential role in processing and distributing incoming afferent information to cortical and limbic structures. In this pilot study, the activity of the major subthalamic nucleus taking part in the tactile pathway – Zona Incerta (ZI), and the barrel region of the primary somatosensory cortex were investigated. BTBR T+ Itpr3tf/J mouse model of autism was used, while the C57BL/6 strain served as a control group. Implementing in vivo local field potentials registration, the activity of these structures was examined during the stimulation paradigm commonly employed for investigating dynamic neural response characteristics: frequency-dependent depression (FDD) with five consecutive strong stimuli. Absolute response amplitudes were found to be smaller for BTBR strain in both relevant regions. FDD occurred in C57 and BTBR populations. The attenuation rate increased with growing stimulation frequency until reaching 16.9 Hz. Surprisingly, the FDD effect was found invariant between groups.