·.
Bilaga 1 -Mall/Rubriker för den populärvetenskapliga sammanfattningen
Titel
lModulering av rytmisk elektrisk aktivitet i hjärnans neurala nätverk i hälsa och i hjärnsjukdomar
Sökord (key words, max 5
loscillationer, neuronala synkronisering, Alzheimer sjukdom, schizofreni, epilepsi
'
l
Syftet med förs()ket (enligra'rtik:el 'S'Oii·ektiv' 2010/63/EU)
yftet med djurförsöket är att utnyttja in vitro·preparationer av hjärnsnitt från Jimbiska, kortikala och
neokortikala strukturer för att studera modulering av den rytmiska elektrisk~ aktiviteten i deras neuronala
ätverk genom att göra elaktrofysiologiska avledningar från enskilda neuron och av nätverksaktiviteten.
ytmisk elektrisk aktivitet är vanligt förekommande i hjärnan och spelar viktiga roller i många av dess
rocesser som t.ex. inlärning, minne, kognition, rörelsekontroll, kroppsorientering etc. Modulering av sådan
tmisk aktivitet kommer att studeras på cellulär nivå, synaptisk nivå och i nätverk vilket täcker de olika
rganisationsnivåerna för neuronaJa nätverk.
Beskriv försökets mål (de vetenskapliga frågorna, eller de vetenskapliga, kliniska behoven som ska mötas)
lzheimers sjukdom är den vanliga.~te ·formen av demens och har svår konsekvenserna för patienterna
ch deras familjer. Kostnaderna för.'demens i Sverige år 2000 beräknades va,ra 38 miljarder SEK, där den
törsta kostnaden låg på kommunerna (ca 80%). Att det inte finns något bra läkemedel mot Alzheimers
jukdom återspeglas i kostnaderna för läkemedel som låg på 180 miljoner år 2000.
rsaken och utvecklingen av Alzheimers sjukdom är inte väl förstådd. Forskning visar att sjukdomen är
ssocierad med plack och tangels i hjärnvävnaden. Bevis har hittats som tyder på att proteinet beta·
myloid anrikas i plack lokaliserade till cortex i storhjärnan, där även intellektuella centra finns.
Hjärnan är det mest komplexa organet i vår kropp. Den består av miljarder nervceller, vilka hänger ihop i
tt komplicerat nätverk. Nervcellernas viktigaste egenskap är deras förmåga att producera elektriska
ignaler. Med hjälp av dessa elektriska signaler kan de kommunicera med varandra genom sina
ontaktpunkter, synapserna. Eftersom den elektriska aktiviteten uppträder på. ett koordinerat vis och inte
lumpartat, kan vi lära oss saker, minnas och tolka informationen som våra sinnen upptar från
mgivningen. De synkrona .signalerna kallas också för oscillationer.
Oscillationer i neurala nätverk uppträder i olika frekvensområden. Man kan observera dem med EEG
vledningar hos människor och med direkta avledningar i hjärnvävnad från djur. Ett viktigt faktum är att
scillationer i olika frekvensområden är kopplade till olika specifika processer i nervsystemet och specifika
eteendemönster. Väl studerade exempel är oscillationerna i det så kallade gamma·frekvensbandet (20.
O Hz) och i theta-frekvensbandet (4-12Hz). Gammaoscillationer kan man observera samtidigt i olika
elar av hjärnan. Man tror att de är viktiga för samverkan inom och mellan olika delar av hjärnan när det
äller nervinformationens bearbetning samt inlärnings- och minnesprocesser. Thetaoscillationer däremot
· r kopplade till rumsligt minne och orientering.
Många nervsjukdomar, till example Alzheimers sjukdom, schizofreni och epilepsi, kan förändra och även
örhindra oscillationer, vilket kan leda till beteendeförändringar, perceptionsstörningar och minnesproblem.
tt exempel på förändrade oscillationer i en insjuknad hjärna är de onormalt starka elektriska urladdningar
om leder till epileptiska anfall. Ett annat exempel är starkt förminskade gammaoscillationer vid sjukdomar
om Alzheimers, vilken leder till minskad förmåga att forma minnesbilder. O~cillationernas egenskaper
beror på de olika neuronaJa nätverkens organisation och aktivitet. Ett neuronalt nätverk är organiserat i
era olika nivåer. Nervcellerna är grundbyggstenarna med relativt låg komplexitet, medan hela nätverket
r sammansatt av tusentals nervceller och deras specifika förbindelser. Det betyder att oscillationerna kan
åverkas, moduleras, på olika nivåer. Målet med min forskning är att undersöka sådana
oduleringsprocesser på cellulär, synaptisk och nätverksnivå. Kunskapen om dessa processer är viktig för
tt förstå hur förändrin ar av oscillationerna åverkar inlärnin sförmå a och minnes rocesser i h'ärnan .
2(11)
Denna kunskap ökar också förståelsen för hur oscillationerna skiljer sig i en frisk och en insjuknad hjärna,
ilket är vikti t förutvecklin en av effektiva bahandlin sstrate ier mot olika nervs'ukdomar.
Vilka potentiella nyttorförväntas komma ur försöket (vilka vetenskapliga framsteg kommer att nås, hur kan människor
eller djur dra nytta av försöket)?
Målet med min forskning är att undersöka moduleringsprocesser av hjärnans gamma- och
theraoscillationer på cellulär, synaptisk och nätverksnivå. Kunskapen om dessa processer är viktig för att
förstå hur förändringar av oscillationerna påverkar inlärningsförmåga och minnesprocesser i hjärnan.
Vi ska undersöka hur man kan förhindra de negative konsekvens av amyloid-beta peptide på neuronala
synkronisering och gammaltheta oscillationer i djur modeller av Alzheimer sjukdom . Hopningsvis detta
preventiv strategier med olika peptider och aktivering av TrpV1 receptorer med capsaicin ska ockSå ha en
positiv effekt på kognitiv förmåga in djurmodellerna.
Vi ska undersöka den gemensam neuronala mekanism av olika schizofreni hypoteser viktig för hjärnans
förmögenhet att modulera styrka av gammoscillationer. Förhoppningsvis var resultat kan ge bidrag till
terapier som kan korrigera felaktigt modulering av oscillationer i schizofreni patienter och ha en positiv
effekt å ko nitiv förmå a.
Vilka arter ska användas, och hur många djur?
Vi ska använda mus och råtta. Båda är etablerad modeller för hjärnforsking. För den 5-år period av den
här ansökan och för var laboratoriet med s·u forskare vi ro'ektera 1500 mus och 1000 råtta.
Vilka är de förväntade negativa effekterna på djuren och vilken är den förväntade svårhetsgraden?
lVåra experiment är terminalt och därför negativa effekterna på djuren är minimalt.
3R-aspekter
Beskriv varför djur måste användas och varför djurfria alternativ inte kan användas
Det finns inga andra experimentella eller modelleringsmetoder som kan ersätta elaktrofysiologiska studier
i hjärnsnitts~preparat. studier av heldjurspreparationer (in vivo) ger inte möjlighet att registrera från
enskilda neuron i djupt belägna limbiska strukturer och de är även betydligt mer påfrestande för djuret.
Cellkulturer saknar alla de specifika nervcellsförbindelser som kännetecknar ett neuronalt nätverk och är
således inte lämpade för studier av nätverksfunktioner. Matematisk modellering förmår inte att fullständigt
simulera neuronala nätverk med all dess komplexitet och kan enbart komplettera men inte ersätta
elektrof siolo iska ex eriment.
Förklara hur man har försakrat sig om att använda så få djur som möjligt.
Vi dela hjärn och h"ärnsnitt från ett djur mellan flera forskare för att reducera antal av djur vi behöver.
Förklara valet av art och varför den valda djunnodellen ar den mest förfinade. Beskriv de insatser som gjorts för att minimera välfärdskostnaderna
för djuren.
Det finns inga andra experimentella eller modelleringsmetoder som kan ersätta elektrofysiologiska studier
i hjärnsnitts-preparat studier av heldjurspreparationer (in vivo) ger inte möjlighet att registrera från
enskilda neuron i djupt belägna limbiska strukturer och de är även betydligt mer påfrestande för djuret.
Cellkulturer saknar alla de specifika nervcellsförbindelser som kännetecknar ett neuronalt nätverk och är·
således inte lämpade för studier av nätverksfunktioner. Matematisk modellering förmår inte att fullständigt
simulera neuronara nätverk med all dess komplexitet och kan enbart komplettera men inte ersåtta
elektro siolo iska ex eriment.
Följande ska fy llas i av nämnden
Försöket ska utvä rderas i efterhand
O Ja
O Nej
l
Diarienummer
Eventuella tillägg eller ändringar som namnden har beslutat
3(11)
