Infraslow oscillations in neuronal networks of rat's brain - wave interference phenomenon.

Charakterystyczną cechą żywego organizmu jest jego rytmiczność, objawiająca się na różnych poziomach jego organizacji. Rytmy biologiczne stanowią jeden z głównych elementów w mechanizmie adaptacyjnym zwierząt do zmieniających się warunków środowiskowych.Celem niniejszej pracy było sprawdzenie, czy oscylujące parametry fizjologiczne w różnych stanach behawioralnych mogą powstawać w wyniku interferencji oscylacji generowanych w sieciach neuronalnych w mózgu. W badaniach skoncentrowano się na mechanizmie zmian pola powierzchni źrenicy oka zwierzęcia podczas narkozy uretanowej. W oparciu o znaną anatomię obwodów neuronalnych, poprzez które jądra przedpokrywowe oliwki (OPN) kontrolują średnicę źrenicy oka wysunięto hipotezę, która zakładała, że infrawolne oscylacje generowane w lewym i prawym OPN powinny się sumować (interferować) w każdym z jąder Edingera Westphala (EW), a następnie wynik tego sumowania powinien być widoczny na poziomie średnicy źrenicy.Eksperymenty przeprowadzone były na szczurach szczepu Wistar metodą zewnątrzkomórkowej rejestracji potencjałów czynnościowych in vivo, połączoną z jednoczesną rejestracją sygnału video lewego i prawego oka zwierzęcia. Szczur pozostawał pod narkozą uretanową.Zgodnie z hipotezą badawczą uzyskane wyniki pokazały, że oscylacje pola powierzchni źrenicy są wynikiem interferencji infrawolnych oscylacji generowanych w OPN oraz cyklicznej zmiany faz snu.Wyniki sugerują zatem, że niektóre z oscylacji parametrów fizjologicznych lub zachowania organizmów mogą być wynikiem zachodzenia zjawiska interferencji sygnałów oscylacyjnych w mózgu zwierząt.

Rhythmicity is the characteristic feature of every living organism, it appears in different levels of its organization. Biological rhythms are one of the major parts of environmental adaptation mechanism.The aim of this thesis was to investigate whether oscillations of physiological parameters in different behavioral states could be an effect of interference between oscillations generated in neural networks of brain.The research was focused on pupil diameter alteration mechanism during urethane anesthesia. Basing on knowledge about neural tracts, through which olivary pretectal nucleus (OPN) controls pupil diameter we made a hypothesis, which assume that infra-slow oscillations generated in left and right OPN should sum (interfere) in both Edinger Westphal nucleus and that the result of this sum is visible in pupil diameter oscillations.Experiments were performed on Whistar rats using extracellular field potentials recording in vivo with image of the left and right eye of animal recorded simultaneously. During recordings the rat remained in urethane anesthesia.According to the research hypothesis the results show that oscillations of the pupil diameter are result of interference of infra-slow rhythms generated in OPN and also cyclic alterations of sleep phase. These results namely suggest that, some physiological or behavioral parameters oscillations may be consequence of interference of some rhythmical signals in brain.