Functional Role of Parvalbumin Interneurons in Prefrontal and Hippocampal Circuits: Implications from Rodent Models of Psychiatric and Neurodegenerativ disorders

Abstract

Parvalbumin-positive interneurons (PV-INs) are inhibitory neurons widely distributed across hippocampal and prefrontal circuits, where they provide inhibition that regulates excitability and network oscillations. As the dysfunction of PV-INs has been implicated in psychiatric and neurodegenerative disorders, this thesis examines PV-IN involvement in a pharmacological model of schizophrenia-relevant NMDA receptor hypofunction induced by MK-801 and in the transgenic Alzheimer's disease model TgF344-AD, with emphasis on spontaneous behavior, cognitive flexibility, and social behavior, according to the specific behavioral manifestations of both models. In the MK- 801 model, the aim was to mitigate behavioral disruptions such as hyperlocomotion and impaired cognitive flexibility. We first tested the co-administration of the mGlu2/3 receptor agonist LY379268, which reduces glutamatergic transmission in spontaneous behavior (open field test (OFT)) and in a cognitive flexibility task (rotating arena). The OFT experiment was accompanied by local field potential (LFP) recordings from the medial prefrontal cortex (mPFC) to characterize the effects of MK-801 on neuronal oscillations. LY379268 did not normalize the oscillatory abnormalities and even exacerbated cognitive inflexibility, while only partially...

Parvalbumin-pozitivní interneurony (PV-IN) jsou inhibiční neurony nacházející se v hipokampálních a prefrontálních okruzích, kde zajišťují inhibici, která reguluje neuronální oscilace. Narušení funkce PV-IN je spojena s řadou psychiatrických a neurodegenerativních poruch. Tato práce zkoumá roli PV-IN ve dvou animálních modelech neuropsychiatrických onemocnění: ve farmakologickém modelu hypofunkce NMDA receptorů (za pomoci MK-801), způsobujícím schizofrenii podobné chování, a v transgenním modelu Alzheimerovy choroby (TgF344-AD) využitím specifických behaviorálních testů spontánního chování, kognitivní flexibility a sociálního chování, relevantních v obou modelech. V modelu MK-801 bylo cílem zmírnit vybrané poruchy chování - hyperlokomoci a zhoršenou kognitivní flexibilitu. Nejprve jsme testovali současné podávání agonisty mGlu2/3 receptoru LY379268, který snižuje glutamatergní transmisi, ve spontánním chování (v testu otevřeného pole (OFT)) a v testu kognitivní flexibility (rotující aréna). OFT experiment byl doprovázen nahráváním potenciálů lokálních polí (LFP) z mediální prefrontální kůry (mPFC) za účelem charakterizace účinků MK-801 na neuronální oscilace. Koaplikace LY379268 však nesnížila vliv MK-801 na neurální oscilace, a navíc zhoršila kognitivní flexibilitu a pouze částečně snížila...