Padrões de descarga neuronal na região de CA1 do hipocampo de pacientes com epilepsia do lobo temporal e de ratos com epilepsia induzida pela pilocarpina : um estudo comparativo

Abstract

O presente estudo teve como objetivo caracterizar e comparar os diferentes padrões de disparo dos neurônios de CA1 de ratos (controles e com epilepsia induzida pela pilocarpina) e de hipocampo humano cirurgicamente removido para o tratamento da epilepsia do lobo temporal refratária. Em nosso estudo, identificamos os padrões RS (do inglês “regular-spiking”), IB (do inglês “intrinsic bursting”), ROB (do inglês “repetitive oscillatory bursting”) e FS (do inglês “fastspiking”). O padrão FS foi observado somente no tecido humano. De acordo com a freqüência instantânea, observamos diferentes graus de acomodação nos padrões RS, IB e ROB: 1- neurônios que apresentaram acomodação rápida, FRS, FROB (F-do inglês fast), 2- acomodação lenta, SRS, SROB (S-do inglês slow), 3- com acomodação, aIB (a- do inglês accommodation); 4- neurônios sem acomodação WROB e WIB (W-do inglês without) e 5- com latência para o primeiro disparo, LRS (L- do inglês late). O padrão WROB foi observado em ratos controles e tecido humano. O padrão WIB foi observado em ratos epilépticos e tecido humano. O padrão LRS foi encontrado exclusivamente no tecido humano. O estudo comparativo das propriedades elétricas passivas revelou alterações nas propriedades do padrão SRS, entre controles e tecido epiléptico. Além disso, foi observado que a população de neurônios IB estava elevada em ratos tratados com pilocarpina com relação aos controles. Já no tecido humano, esta população estava reduzida. Nossos resultados sugerem que no modelo de epilepsia da pilocarpina e na epilepsia temporal humana ocorram processos de seletividade neuronal distintos. Além disso, este trabalho é pioneiro na caracterização criteriosa dos padrões de disparo neuronal não só em CA1 de roedores, mas principalmente no tecido RESUMO 172 humano. Identificar e caracterizar os disparos neuronais de CA1 humano pode ser a chave para a compreensão da interação entre os neurônios na formação dos circuitos neuronais e maior conhecimento da epileptogênese temporal.

The aim of the present study was to characterize and compare the firing patterns of neurons from the CA1 region of rats (control and pilocarpine-treated) and patients submitted to the surgical removal of part of the hippocampus to treat refractory temporal lobe epilepsy. We identified the following patterns: RS (regular-spiking), IB (intrinsic bursting), ROB (repetitive oscillatory bursting) and FS (fast-spiking). FS was observed only in human tissue. Based on the instantaneous frequency, we found different degrees of accommodation in patterns RS, IB and ROB. 1- neurons with fast accommodation: FRS, FROB (Ffast), 2- slow accommodation: SRS, SROB (S-slow,) 3-with accommodation: aIB (a-accommodation); 4- without accommodation: WROB and WIB (W- without) and 5-latency for the first spike: LRS (L- late). WROB cells were observed in control animals and human tissue. WIB neurons were detected in pilocarpinetreated animals and human tissue. LRS neurons were only found in human tissue. Comparison of passive electrical properties revealed alterations in the properties of SRS neurons between control and pilocarpine-treated animals. In addition, we observed that the population of neurons presenting activity bursts was increased in pilocarpine-treated rats when compared to controls. In human tissue, this population was reduced. Our results suggest that different processes of neuronal selection occur in the pilocarpine epilepsy model and in human temporal epilepsy. Furthermore, this study is the first to characterize in detail the firing patterns not only in rodent CA1 but, particularly, in human tissue. Identifying and characterizing firing patterns in human CA1 might be the key to understand the way neurons interact to form neuronal circuits, something that surely will enlarge our knowledge about the pathophysiology of epilepsy.