تأثير اعمال مزمن تحريك مغناطيسي با فركانس پايين بر تقويّت سيناپسي ناشي از تحريكات الكتريكي در ناحيه شكنج دندانه اي موش صحرايي

The effect of chronic low Frequency magnetic stimulation on synaptic potentiation induced by electrical stimulation in the rat's dentate gyrus

زمينه و هدف: امروزه تحريك مغناطيسي از طريق جمجمه (rTMS) در درمان بعضي از اختلالات عصبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد؛امّا، تأثيرآن بر فعّاليّت نوروني و شكل‌پذيري سيناپسي به خوبي مشخص نشده است. هدف از اين تحقيق بررسي اثر اعمال مزمن rTMS بر توانايي شكل‌پذيري سيناپسي مي‌باشد. مواد و روش‌ها: rTMS به مدّت 14 روز به ناحيه هيپوكمپ اعمال شد. يك هفته پس از پايان اعمال rTMS ميزان تقويّت سيناپسي طولاني مدّت (LTP) در حيوانات بررسي و با گروه كنترل مقايسه گرديد. براي القاي LTP، تحريك با فركانس بالا (HFS) در مسير پرفورنتاعمال شد و از لايه گرانولار شكنج دندانه‌دار پتانسيل‌هاي ميداني ثبت شد. در هر حيوان ثبت پتانسيل‌هاي ميداني پايه به مدّت 10 دقيقه قبل از اعمال HFS انجام شد. دامنه اسپايك تقويّت به عنوان شاخص قدرت سيناپسي اندازه‌گيري گرديد. افزايش اين كميّت پس از اعمال HFSبه ميزان حدّاقل 20 درصد به عنوان شاخص تقويّت سيناپسي در نظر گرفته شد. براي مقايسه اثرات rTMS بر كميّت‌هاي اندازه گيري شده از آزمون‌تي و يا آزمونآنوا دو طرفه و آزمون متعاقب بونفروني(Bonferroni) (نرم افزار پريزم 8 ) استفاده كرديم. يافته‌ها: داده‌هاي به دست آمده نشان داد كه اعمال rTMS به مدّت 14 روز باعث كاهش دامنه اسپايك تقويّت در مقايسه با گروه كنترل مي‌شود (P<0/05). علاوه بر اين، توانايي نورون ها در ايجاد LTP نسبت به گروه كنترل كاهش مي يابد (P<0/001). اندازه گيري شاخص زوج پالس نيز نشان داد كه به دنبال ايجاد تقويت سيناپسي ميزان تسهيل زوج پالس در حيواناتي كه rTMS دريافت كردند تفاوت معني داري با حالت قبل از آن (ثبت پايه) ندارد؛ اما در گروه كنترل اين شاخص كاهش معني داري پيدا مي كند. نتيجه گيري: اعمال rTMS به صورت مزمن باعث كاهش ميزان تقويت سيناپسي مي شود. با در نظر گرفتن نقش مهم LTP در وقوع فرايندهاي شناختي، بايد به دنبال يافتن الگوهايي از rTMS بود كه تاثير كمتري بر توانايي شكل پذيري سناپسي باشند.

Background and purpose: Nowadays repeated transcranial magnetic stimulation (rTMS) is being used as a treatment for some neurological disorders, but its effect on neuronal activity and synaptic plasticity has not been completely determined. The purpose of this study was to evaluate the effect of chronic rTMS on the ability of synaptic plasticity. Materials and Methods: rTMS was applied to the hippocampal region for 14 days. One week following termination of rTMS, the amount of synaptic long-term potentiation (LTP) in animals was investigated and compared with control group. High-frequency stimulation (HFS) was applied to the perforant path for LTP induction, andfield potentials were recorded from granular layer of the dentate gyrus. Baseline field potential was recorded 10 minutes before HFS. An increase of at least 20% in population spike amplitude was measured as an index of synaptic potentiation.To compare the effects of rTMS on measured parameters, we used t-test and two way ANOVA followed by Benferroni test (Prism 8 software). Results: Obtained data showed that, following 14 days of rTMS application causeda reduction in population spike amplitude compared to the control group (P<0.05).In addition, the ability of neurons generating LTP was reduced compared to the control group (P<0.001). Paired pulse index measurement also showed thatthe paired-pulse facilitationdid not change following LTP induction in animals whom had received rTMS. However, there was a decrease in paired pulse facilitation in control group. Conclusion: Chronic rTMS application reducesthe amount of synaptic potentiation. Considering the important role of LTP in the occurrence of cognitive processes, patterns of rTMS that have less effects on the ability of synaptic plasticity should be found.