Cellular and network mechanism of high-frequency oscillatory brain activity and pathologically-interconnected neuronal clusters.
Project goals
Alterations of brain oscillations or de novo occurrence of pathological oscillations characterize various brain disorders. High-frequency oscillations (HFOs; 80-600 Hz) and ultra-fast HFOs (uHFOs; 600-2000 Hz) are new biomarkers of tissue with an endogenous propensity to seize. How the brain is able to generate oscillations with frequencies >300 Hz represents an enigma and a challenge for contemporary neuroscience. Computational and experimental studies to which we have substantially contributed suggest that HFOs emerge from a specific interplay between principal cells within a spatially limited population of epileptic neurons and interneurons. Theories about uHFOs are non-existent. Using the latest optogenetic and voltage imaging techniques, we aim to dissect the dynamics of neuronal circuits generating HFOs and determine the causal role of perisomatic and dendritic inhibition in HFO genesis. The results of the project will address multiple yet unresolved questions about the mechanisms of HFOs, uHFOs and their close relationship with seizure initiation.
Keywords
high-frequency oscillationsepilepsyripplesfast ripplesseizures
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202000001
Main participants
Univerzita Karlova / 2. lékařská fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
20-25298S
Alternative language
Project name in Czech
Buněčné mechanizmy vysokofrekvenčních mozkových oscilací a patologicky propojených neuronálních shluků.
Annotation in Czech
Porucha fyziologických oscilací a vznik patologických oscilací je příčinou řady onemocnění mozku. Vysokofrekvenční oscilace (VFO; 80-600 Hz) a ultrarychlé oscilace (UVFO; 600-2000 Hz) jsou specifické pro mozkovou tkáň, která má endogenní dispozici generovat záchvaty. Přesné mechanizmy, jakými je mozek schopný vytvářet oscilace s milisekundovou přesností, nejsou plně objasněné. Simulace a experimentální data naznačují, že VFO vznikají v důsledku složitých mezibuněčných interakcí na úrovni populace neuronů, které jsou významně ovlivňovány interneurony. Teorie vzniku UVFO oscilací nejsou důvěryhodné, neboť tyto oscilace se frekvenčně pohybují za hranicí známých mechanizmů neuronální aktivity. V projektu plánujeme využít nejmodernější metody optické kontroly aktivity neuronů a záznamu změn v membránovém napětí v neuronální populaci za účelem pochopení mechanizmů vzniku VFO a UVFO. Výsledky přinesou inovativní poznatky o doposud nepopsaných dějích v mozkové aktivitě, které se na vzniku oscilací podílí, a ozřejmí i kauzální úlohu těchto dějů v patogenezi epilepsie a záchvatů.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2020
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 8, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GA-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
6,983 thou. CZK
Public financial support
6,983 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 983 CZK thou.
Public support
6 983 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Clinical neurology
Solution period
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022