The alterations of neurophysiological parameters of the anterior cingulate cortex in the experimental depressive syndrome of different genesis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The rostral anterior cingulate cortex (ACC) is important unit of the brain default mode network. An operation of this network is overset in depressive disorders of different genesis. A hyperactivity of ACC marks this overset. Neurophysiological nature of ACC hyperactivity do not elucidate. It was reproduced a behavioral depression in experiments on the rats evoke by either chronic inflammation of back skin or depletion of level of the monoamines in the brain administration of reserpine. The level of rat depression behavior estimated on the data of scores of forced swimming test. It was ascertained in electrophysi-ological researches on brain slices comprising ACC that depressogenic procedures evoked appearance of pathological synaptic plasticity (analog of the long-term potentiation) in superficial II/III layers pyramidal neurons. This pathological plasticity appeared by increasing of the amplitudes of field EPSPs and their AMPA and NMDA components; it was due by gain of the presynaptic glutamate releasing and possible rising of the postsynaptic receptors chemosensitivity. Pathological synaptic plasticity occluded tetanus-induced longterm potentiation in these layers of ACC. The neurophysiological changes in deep V layer of ACC were inconsiderable, however it was ascertained inhibition of tetanus-induced long-term potentiation expression.

References

  1. Devinsky O., Morrell M.J., Vogt B.A. Contributions of anterior cingulate cortex to behavior // Brain. 1995. Vol. 118, Pt 1. P. 279-306.
  2. Buckner R.L., Andrews-Hanna J.R., Schacter D.L. The brain's default nrtwork: anatomy, function, and relevance to disease // Ann. NY Acad. Sci. 2008. Vol. 1124, № 1. P. 1-38.
  3. Raichle M.E., MacLeod A.M., Snyder A.Z., Gusnard D.A., Raichle M.E. A default mode of brain function // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2001. Vol. 98, № 1. P. 676-682.
  4. Margulies D.S., Kelly A.M., Uddin L.Q., Biswal B.B., Castellanos F.X., Milham M.P. Mapping the functional connectivity of anterior cingulate cortex // Neuroimage. 2007. Vol. 37, № 2. P. 579-588.
  5. Cullen K.R., Klimes-Dougan B., Muetzel R., Mueller B.A., Camchong J., Hoursi A. et al. Altered white matter microstructure in adolescents with major depression: a preliminary study // J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. 2010. Vol. 49, № 2. P. 173-183.
  6. Yoshimura S., Okamoto Y., Onoda K., Matsunaga M., Ueda K., Suzuki S. et al. Rostral anterior cingulate cortex activity mediates the relationship between the depressive symptoms and the medial prefrontal cortex activity // J. Affect. Disord. 2010. Vol. 122, № 1. P. 76-85.
  7. Pizzagalli D.A. Frontocingulate dysfunction in depression: toward biomarkers of treatment response // Neuropsychopharmacol. Rev. 2011. Vol. 36. P. 183-206. doi: 10.1038/npp.2010.166.
  8. Тринус Ф.П., Мохорт H.A. Нестероидные противовоспалительные средства. Киев: Здоровье, 1975. 218 с.
  9. Porsolt RD, Bertin A, Jalfre M. “Behavioural despair” in rats and mice: strain differences and effects of imipramine // Eur. J. Pharmacol. 1978. Vol. 51, № 2. P. 291-294.
  10. Foster T.C., McNaughton B.L. Long-term enhancement of CA1 synaptic transmissions due to increased quantal size, not quantal content // Hippocampus. 1991. Vol. 1, № 1. P. 79-91.
  11. Xu H., Wu L.-J., Wang H., Zhang X., Vadakkan K.I., Kim S.S. et al. Presynaptic and postsynaptic amplifications of neuropathic pain in the anterior cingulate cortex // J. Neurosci. 2008. Vol. 28, № 29. P. 7445-7453.
  12. Tanaka E., North R.A. Actions of 5-hydroxytryptamine on neurons of the cingulate cortex // J. Neurophysiol. 1993. Vol. 69, № 5. P. 1749-1757.
  13. Abramets I.I., Evdokimov D.V., Talalayenko A.N. Alterations of plastic qualities and metaplasticity of the glutamatergic synapses at the rat cortex and hippocampus against the background reserpine behavioral depression // Neurophysiology. 2007. Vol. 39, № 2. P. 214-221.
  14. Sowa J., Bobula B., Glombik K., Slusarczyk J., Basta A., Hess G. Prenatal stress enhances excitatory synaptic transmission and impairs long-term potentiation in the frontal cortex of adult offspring rats // PLoS ONE. 2015. Vol. 10, № 3. P. e0119407. doi 10. 1371.
  15. Ji G., Sun H., Fu Y., Li Z., Paus-Viera M., Galhardo V. et al. Cognitive impairment in pain through amygdala-driven prefrontal cortical deactivation // J. Neurosci. 2010. Vol. 30, № 15. P. 5451-5465.
  16. Kotecha S.A., MacDonald J.F. Signaling molecules and receptor transduction cascades that regulate NMDA receptor-mediated synaptic transmission // Int. Rev. Neurobiol. 2003. Vol. 54, № 1. P. 51-106.
  17. Bellinger F.P., Modamba S., Siggins G.R. Interleukin-1b inhibit synaptic strength and long-term potentiation in the rat CA1 hippocampus // Brain Res. 1993. Vol. 628, № 2. P. 227-234.
  18. Popoli M., Jan Z., McEwen B.S., Sanacora G. The stressed synapse: the impact of stress and glucocorticoids on glutamate transmission // Nat. Rev. Neurosci. 2012. Vol. 13, № 1. P. 22-37.
  19. Frankland P.W., Teixeira C.M. A pain in the ACC // Mol. Pain. 2005. Vol. 1, № 1. P. 14.
  20. Frye M.A., Watzl J., Banacar S., O’Neill J., Mintz J., Devanzo P. et al. Increased anterior cingulate/medial prefrontal cortical glutamate and creatine in bipolar depression // Neuropsychopharmacol. 2007. Vol. 32, № 12. P. 2490-2499.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2016 Abramets I.I., Evdokimov D.V., Zayka T.O.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».