Péter Szűcs

Publications of Péter Szűcs

• A mozgató működésekért felelős gerincvelői neuronhálózatok morfológiai, fiziológiai vizsgálata és számítógépes szimulációja = Morphological, physiological investigations and computer simulation of spinal neuronal network involved in locomotion.

  Authors: András Birinyi, Miklós Antal, Zoltán Király, Zita Puskár, György Székely, Péter Szűcs, Ildikó Wéber, Ervin Wolf

  1. Fiziológiai kísérletekben jelentős különbségeket találtak propriospinalis axon - motoneuron (MN) kapcsolatokban a MN-ból elvezetett EPSP amplitúdójában a béka gerincvelőben. Modellkísérletekkel1. Fiziológiai kísérletekben jelentős különbségeket találtak propriospinalis axon - motoneuron (MN) kapcsolatokban a MN-ból elvezetett EPSP amplitúdójában a béka gerincvelőben. Modellkísérletekkel bizonyítottuk, hogy a kapcsolatok között mért eltéréseket több tényező magyarázhatja: a szinapszisok elhelyezkedése, a dendrit kitüremkedések, nem-lineáris PSP szummáció illetve a PSP-ok szómára érkezéséhez szükséges késési idők eltérései. 2. A Xenopus embrió úszómozgásáért felelős központi ritmusgeneráló hálózatában azt vizsgáltuk, hogyan vezethet egy rövid inger hosszú ideig tartó úszó mozgáshoz. Az utóagy-gerincvelő határának populációs modelljében azt találtuk, hogy az utóagyi neuronok közötti reciprok serkentő kapcsolatok felelősek lehetnek az említett jelenségért. Elképzelésünket a kísérletes eredmények megerősítik. 3. Patkány gerincvelőben vizsgáltuk a cink kolokalizációját gátló aminosavakkal. Eredményeink azt mutatták, hogy a gerincvelőben a cink tartalmú terminálisok elsősorban gátló karakterűek, amelyekben a GABA és glicin is megtalálható. 4. Újszülött patkány gerincvelőben elemeztük a commissuralis interneuronok (CIN) neurokémiai sajátságait és szinaptikus kapcsolatait. A jelölt CIN terminálisok több mint fele tartalmazott gátló aminosavat, míg a glutamátot tartalmazó terminálisok aránya 27% volt. A jelölt CIN terminálisok közvetlen kapcsolatot képeztek az ellenoldali motoneuronokkal és CIN-okkal. | 1. We investigated the postsynaptic factors that may contribute the high variability of synaptic efficacy in monosynaptically connected propriospinal axon-motoneuron pairs in the spinal cord of frog. We proved that differences in location of these synapses, dendritic protrusions, non-linear summation of PSPs, sizes of time windows for effective temporal summation and differences in delays of arrivals of PSPs to soma are all factors that may differentiate between high and low efficacy single fiber propriospinal connections found experimentally. 2. The central pattern generator for swimming in the Xenopus tadpole was investigated to find out how a brief stimulus can lead to prolonged swimming. By using large-scale population model of the hindbrain-spinal cord junction we found that reciprocal excitatory connections among hindbrain neurons may be responsible for this phenomenon. Our proposal has strong experimental support. 3. Colocalization of zinc with inhibitory neurotrasmitters was investigated in the rat spinal cord. 70% of zinc-containing terminals showed immunoreactivity for GABA and glycine. 4. In neonatal rats we investigated the axonal projection and neurotransmitter properties of spinal commissural interneurons (CIN). About half of the labelled CIN terminals contained GABA or glycine and one third proved to be excitatory. Many of CIN terminals made close appositions with motor neurons and also with CINs on the opposite side of the spinal cord.

• Gerincvelői neuronhálózatok szerveződése, pre- és posztnatális fejlődése, és plasztikus változásai neuropátiás és gyulladásos fájdalom modellekben = Organization, pre- and postnatal development of spinal neural circuits, and their plasticity in neuropathic and inflammatory pain states

  Authors: Miklós Antal, Mária Eördögh, Dóra Muszil, Ildikó Papp, Mihály Petkó, Zoltán Szabó, Karolina Szokol, Péter Szűcs, Gábor Veress

  A pályázat célul tűzte ki a gerincvelői nociceptív ingerületfeldolgozást végző és a gerincvelői szintű motoros működéseket irányító neuronhálózatok szerveződésének, kémiai tulajdonságainak, ésA pályázat célul tűzte ki a gerincvelői nociceptív ingerületfeldolgozást végző és a gerincvelői szintű motoros működéseket irányító neuronhálózatok szerveződésének, kémiai tulajdonságainak, és fájdalom modellekben mutatott plaszticitásának vizsgálatát. Ennek megfelelően vizsgáltuk a nociceptív primer afferensek és a gerincvelői hátsó szarvi másodlagos érző neuronok közötti szinaptikus kapcsolatok molekuláris anatómiáját; a gerincvelő hátsó szarvi propriospinalis neuronok szinaptikus kapcsolatait, fiziológiai és neurokémiai tulajdonságait; a gerincvelő hátsó szarvi neuronhálózatok plaszticitását gyulladásos fájdalom modellben; és a gerincvelői motoros működések szabályozásában résztvevő premotor interneuronok neurokémiai tulajdoságait. Eredményeink jelentős mértékben hozzájárultak a gerincvelői neuronok morfológia, fiziológiai és neurokémiai tulajdonságainak pontosabb megértéséhez, és ezen keresztül ahhoz, hogy pontosabb képet alkothassunk a gerincvelői neuronoknak a nociceptív és motoros feladatok kivitelezésében betöltött szerepéről. Eredményeink hozzájárultak a fájdalomérzet kiváltásában szerepet játszó gerincvelői szintű szenzoros ingerület feldolgozási folyamatok pontosabb megértéséhez. Rávilágítottuk a figyelmet olyan molekulákra, amelyek eddig nem kaptak megfelelő figyelmet a fájdalomkutatásban. Eredeti megfigyeléseink kiindulópontul szolgálhatnak újabb, az eddigieknél hatékonyabb és kevésbe addiktív fájdalomcsillapító eljárások kidolgozásához. | The aim of the project was to investigate the organization and neurochemical properties of spinal neural circuits underlying nociceptive information processing and motor control. In addition, we also intended to study the plasticity of sensory neural microcircuits of the superficial spinal dorsal horn evoked by inflammatory chronic pain. Thus, we investigated the molecular anatomy of synaptic contacts between axon terminals of nociceptive primary afferents and secondary sensory spinal neurons; synaptic interconnectivity, physiological and neurochemical properties of propriospinal neuron in the superficial spinal dorsal horn; plasticity of spinal neural microcircuits evoked by chronic subcutaneous inflammation; and the chemical properties of premotor interneurons participating in the coordination of spinal motor activities. Our results provided a substantial contribution to the understanding of the morphological, physiological and neurochemical properties of spinal neurons, and also enabled us to obtain a better understanding about nociceptive and motor activities at the level of the spinal cord. We provided new insights into the organization of pain processing spinal microcircuits, fundamental mechanisms of activity-evoked neural plasticity. We have described molecular mechanisms that have not received enough attention in pain research till now. Our original observations may assist in developing effective therapeutic strategies for chronic pain syndromes.