Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Sensitivity of coherent oscillations in rat hippocampus to AC electric fields. med./bio.

[Empfindlichkeit der kohärenten Oszillationen im Hippokampus der Ratte gegenüber elektrischen Wechselfeldern].

Veröffentlicht in: J Physiol 2007; 583 Pt 2: 555-565

Ziel der Studie (lt. Autor)

Diese Studie wurde durchgeführt, um die Wirkungen elektrischer Felder mit unterschiedlichen Frequenzen auf Membranpotenziale und kohärente Netzwerk-Oszillationen im Gehirn von Ratten zu untersuchen.

Hintergrund/weitere Details

Die Gehirne wurden adulten, männlichen Sprague-Dawley-Ratten (150-250 g) entnommen. Kainsäure (pflanzlicher, Glutamin-ähnlicher Wirkstoff) wurde verwendet, um kohärente Netzwerk-Oszillationen im Frequenzbereich der Betawelle und Gammawelle (15-100 Hz) zu induzieren.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 5–100 Hz
Expositionsdauer: intermittierend, 1 s an/1 s aus, 5 mal wiederholt
Exposition 2: 5–100 Hz
Expositionsdauer: intermittierend, 10 s an/30 s aus, 5 oder 20 mal wiederholt
Exposition 3: 16–50 Hz
Expositionsdauer: nicht klar beschrieben

Allgemeine Informationen

Previous experiments on DC fields [Bikson et al., 2004] were repeated and extended to AC fields.

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 5–100 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer intermittierend, 1 s an/1 s aus, 5 mal wiederholt
Zusatzinfo intracellular recordings
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • konduktive Kopplung
  • electrodes, constant current stimulator
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle 6 mm
Aufbau Brain slices were placed in an interface recording chamber, perfused with artificial cerebrospinal fluid (aCSF), with the pyramidal layer perpendicular and the axis of the pyramidal cells' dendrites parallel to the electric field that was generated by chlorided silver electrodes, 2 mm in diameter and 45 mm long, located at the sides of the well, about 6 mm from the slice and parallel to the aCSF flow.
Zusatzinfo Measurements were averaged over five repeats at each frequency and field strength.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 16 V/m Spitze-Spitze-Wert Kalibrierung - 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 16 V/m
elektrische Feldstärke 5,65 V/m Effektivwert Kalibrierung - 0,177; 0,354; 0,708; 1,41; 2,12; 3,54; 5,65 V/m

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 5–100 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer intermittierend, 10 s an/30 s aus, 5 oder 20 mal wiederholt
Zusatzinfo network oscillations
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Zusatzinfo Measurements were averaged over five repeats at each frequency and field strength (20 repeats for fields up to 2 V/m).
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 16 V/m Spitze-Spitze-Wert Kalibrierung - 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 16 V/m
elektrische Feldstärke 5,65 V/m Effektivwert Kalibrierung - 0,177; 0,354; 0,708; 1,41; 2,12; 3,54; 5,65 V/m

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 16–50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer nicht klar beschrieben
Zusatzinfo optical recordings at DC, 16, and 50 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • konduktive Kopplung
  • electrodes, constant current stimulator
Aufbau The somato-dendritic axis was parallel to the electric field that was generated by sintered Ag-AgCl cylindrical pellet electrodes, 1 mm in diameter and 12 mm long, placed 4 mm apart.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 150 V/m Spitze-Spitze-Wert Kalibrierung - -
elektrische Feldstärke 75 V/m Spitzenwert Kalibrierung - DC

Referenzartikel

  • Bikson M et al. (2004): Effects of uniform extracellular DC electric fields on excitability in rat hippocampal slices in vitro.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die verwendeten elektrischen Gleichstrom-Felder veränderten das Ruhepotenzial der Hippokampus-Neuronen-Somata um 0,18 mV pro applizierten V/m. Sinusförmige Wechselfelder zeigten geringere Wirkungen auf das Ruhepotenzial. Unter ansteigender Frequenz nahm das Ruhepotenzial exponentiell ab. Bezüglich der Oszillationen des neuronalen Netzes verlagerten elektrische Wechselfelder größer oder gleich 6 V/m peak to peak die Gamma-Spitze der spektralen Leistungsdichte auf die verwendete Feld-Frequenz oder darunter. Die Fähigkeit des verwendeten Wechselfeldes, die Gamma-Oszillationen zu verändern, zeigte klar definierte Schwellenwerte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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