EEG correlates of an early stage of a Parkinson illness in experiment on mice of the strain C57BL/6
Abstract
We tested electroencephalographic characteristics of cerebral electrobiological activity in C57BL/6 mice, which received a small dose (12,5 mg/kg) of subcutaneous 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine; this induced early Parkinson illness. We showed that MPTP injection at the dose of 12,5 mg/kg did not cause extrapyramidal impairments but led to changes in the power spectrum of electrobiological activity in substantia nigra, caudate nucleus and sensorimotor cortex. We demonstrated that the most consistent feature of changes in cerebral electrobiological activity in mice with early Parkinson illness is power spectrum amplification in the range of beta frequencies. In the first twenty-four hours changes were the greatest in beta 2 band; subsequently beta 1 band became involved, the changes being particularly typical of substantia nigra and caudate nucleus. Observable EEG changes can serve as an important prognostic indicator for early diagnosis of Parkinson illness.
About the Authors
I. G. Kapitsa
ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН, Москва
Russian Federation
Russian Federation
L. N. Nerobkova
ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН, Москва
Russian Federation
Russian Federation
T. A. Voronina
ФГБУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова» РАМН, Москва
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Аракелян Р.К., Неробкова Л.Н., Катунина Е.А., Вальдман Е.А., Капица И.Г., Воронина Т.А., Авакян Г.Н. Особенности функциональной активности головного мозга у больных болезнью Паркинсона на фоне лечении амантадин-сульфатом // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2005. № 4. С. 17-21.
2. Воронина Т.А., Неробкова Л.Н. Методические указания по изучению антипаркинсонической активности фармакологических веществ // В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: Ремедиум. 2005. С. 295-307.
3. Жирмунская Е.А., Попелянский Я.Ю. Электрическая активность мозга при различных формах паркинсонизма // Журнал неврологии и психиатрии. 1954. т. 54. № 3. С. 254-259.
4. Иллариошкин С.Н. Ранняя диагностика нейродегенеративных заболеваний // Нервы. 2008. №1. С. 11-13.
5. Митрофанов А.А. Компьютерная система анализа и топографического картирования электрической активности мозга с нейрометрическим банком ЭЭГ данных «BrainSys». М.: СТТК 0.020.001.ПС. 2007. 72 с.
6. Неробкова Л.Н., Воронина Т.А., Катунина Е.А., Аракелян Р.К., Вальдман Е.А., Авакян Г.Н. Особенности эффектов амантадина на пространственную организацию биопотенциалов мозга больных паркинсонизмом // Психофармакология и биологическая наркология. 2002. Т. 2. № 3-4. 429 с.
7. Calabresi P., Centonze D., Bernardi G. Electrophysiology of dopamine in normal and denervated striatal neurons // Trends Neurosci. 2000. v. 10. Р. 57-63.
8. Dauer W. Przedborski S. Parkinson's disease: mechanisms and models // Neuron. 2003. № 39. Р. 889-909.
9. Franklin K.B.J., Paxinos G. The mouse brain in stereotaxic coordinates. - 2nd edition. New York: Elsevier Science & Technology Books. 1997.120 р.
10. Galvan A., Wichmann T. Pathophysiology of Parkinsonism // Clin. Neurophysiol. 2008. v. 119. № 7. Р. 1459-1474.
11. Georgiev V., Kambourova T. Behavioural effects of angiotensin II in the mouse following MPTP administration // Gen. Pharmacol. 1991. v. 22. № 4. Р. 625-630.
12. Hornykiewicz O. Chemical neuroanatomy of the basal ganglia-normal and in Parkinson’s disease // Journal of Chemical Neuroanatomy. 2001. v. 22. № 1-2. Р. 3-12.
13. Jurkowlaniec E., Trojniar W., Tokarski J. Daily pattern of EEG activity in rats with lateral hypothalamic lesions // Journal of physiology and pharmacology. 1994. v. 45. № 3. Р. 399-411.
14. Langston J.W., Forno L.S., Tetrud J., Reeves A.G., Kaplan J.A., Karluk D. Evidence of active nerve cell degeneration in the substantia nigra of humans years after 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine exposure. Ann. Neurol. 1999. v. 46. № 4. Р. 598-605.
15. Lehmkuhle M.J., Bhangoo S.S., Kipke D.R. The electrocorticogram signal can be modulated with deep brain stimulation of the subthalamic nucleus in the hemiparkinsonian rat // J. Neurophysiol. 2009. v. 102. № 3. Р. 1811-1820.
16. Luchtman D.W., Shao Di., Song Cai. Behavior, neurotransmitters and inflammation in three regimens of the MPTP mouse model of Parkinson's disease // Physiology & Behavior. 2009. № 98. Р. 130-138.
17. McCarthy M.M., Moore-Kochlacs Gu.X., Boyden E.S., Han X., Kopell N. Striatal origin of the pathologic beta oscillations in Parkinson’s disease // PNAS. 2011. v. 108. № 28. P. 11620-11625.
18. Meredith G.E., Rademacher D.J. MPTP mouse models of Parkinson’s Disease: an update // Journal of Parkinson’s Disease. 2011. № 1. Р. 19-33.
19. Pahwa R., Lyons K.E. Handbook of Parkinson’s disease. - New York: Informa Healthcare USA. Inc. 2007. 501 р.
20. Perez V., Unzeta M. PF 9601N [N-(2-propynyl)-2-(5-benzyloxy-indolyl) methylamine], a new MAO-B inhibitor, attenuates MPTP-induced depletion of striatal dopamine levels in C57/BL6 mice // Neurochem. Int., 2003. v. 42. № 3. P. 221-229.
21. Plowman E.K., Tomas N.J., Kleim J.A. Striatal dopamine depletion induces forelimb motor impairments and disrupts forelimb movements representations within the motor cortex // Journal of Parkinson’s Disease. 2011. № 1. Р. 93-100.
22. Sriram K., Matheson J.M., Benkovic S.A., Miller D.B., Luster M.I., O’Callaghan J.P. Deficiency of TNF receptors suppresses microglial activation and alters the susceptibility of brain regions to MPTP-induced neurotoxicity: role of TNF // The FASEB Journal. 2006. v. 20. Р. 670-682.
23. Weinberger M., Mahant N., Hutchison W.D., Lozano A.M., Moro E., Hodaie M., Lang A.E., Dostrovsky J.O. Beta oscillatory activity in the subthalamic nucleus and its relation to dopaminergic response in Parkinson's disease // J. Neurophysiol. 2006. v. 96. № 6. Р. 3248-3256.
Review
For citations:
Kapitsa I.G., Nerobkova L.N., Voronina T.A. EEG correlates of an early stage of a Parkinson illness in experiment on mice of the strain C57BL/6. Journal Biomed. 2014;1(1):54-60. (In Russ.)
Views:
297
Email this article 
