Τα φυσικά προϊόντα αποτελούν σημαντική πηγή βιοδραστικών ενώσεων με ποικίλο φαρμακολογικό ενδιαφέρον. Παρά την τεράστια πρόοδο που έχει συντελεστεί στη χημική σύνθεση φαρμάκων, ακόμα και σήμερα το ¼ των φαρμάκων που διατίθεται στην αγορά προέρχεται από φυσικές πηγές. Η σύγχρονη ανακάλυψη φαρμάκων βασίζεται πλέον στην εστιασμένη δράση ενώσεων έναντι συγκεκριμένων μοριακών στόχων που εμπλέκονται στην εμφάνιση και εξέλιξη της κάθε νόσου. Μοριακοί στόχοι με ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι και οι κυκλινο-εξαρτώμενες κινάσες (CDKs). Οι CDKs είναι μια κατηγορία πρωτεϊνικών κινασών οι οποίες μεταξύ άλλων διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση και ομαλή εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, διασφαλίζοντας τον φυσιολογικό πολλαπλασιασμό των κυττάρων. Η απορρύθμιση της λειτουργίας τους έχει ως επακόλουθο την εμφάνιση διαφόρων παθολογικών καταστάσεων μεταξύ των οποίων και διαφόρων καρκινικών όγκων. Μέχρι σήμερα πληθώρα φυσικών και συνθετικών ενώσεων έχουν εμφανίσει ανασταλτική δράση έναντι των CDKs και αρκετές από αυτές βρίσκονται σε προχωρημένα στάδια κλινικών δοκιμών. Πρόσφατα πειραματικά δεδομένα έδειξαν ότι η CDK1, ελλείψει των υπολοίπων CDKs της μεσόφασης (2, 4, 6), επαρκεί για την ομαλή ολοκλήρωση του κυτταρικού κύκλου. Τα αποτελέσματα αυτά έγιναν αφορμή ώστε πολλές ερευνητικές προσπάθειες να στραφούν και προς την ανάπτυξη ενώσεων με εκλεκτική δράση έναντι της CDK1. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο σχεδιασμός και η σύνθεση νέων μικρών ετεροκυκλικών μορίων με πιθανή ανασταλτική δράση έναντι του ενζύμου CDK1. Συγκεκριμένα, σχεδιάσθηκαν νέα παράγωγα που θα έφεραν δύο νέους ισομερείς τετρακυκλικούς ινδολοαζεπινικούς σκελετούς. Ο σχεδιασμός των ενώσεων αυτών βασίστηκε σε δομικά χαρακτηριστικά φυσικών ή συνθετικών ενώσεων που έχουν μελετηθεί και έχουν εμφανίσει ανασταλτική δράση έναντι τόσο της CDK1 όσο και άλλων CDKs. Βασικό δομικό χαρακτηριστικό των τελικών μορίων, που έχει αποδειχθεί κρίσιμο για την εκδήλωση CDK ανασταλτικής δράσης σε συγγενείς ενώσεις, είναι ένας επταμελής λακταμικός δακτύλιος ο οποίος συμπυκνώνεται σε κατάλληλες θέσεις με έναν ινδολικό και έναν πυρρολικό δακτύλιο. Η υποκατάσταση του πυρρολικού δακτυλίου με μία καρβοξυαιθυλ-ομάδα στη θέση-2, σε συνδυασμό με την εισαγωγή κατάλληλων υποκαταστατών στον ινδολικό δακτύλιο, δύναται να οδηγήσει σε βιβλιοθήκες αναλόγων. Η προσέγγιση που ακολουθήθηκε για την σύνθεση των τελικών μορίων περιελάμβανε αμιδική σύζευξη κατάλληλων ινδολικών και πυρρολικών πρόδρομων ενώσεων και Pd-καταλυόμενη ενδομοριακή κυκλοποίηση (σύζευξη Heck) για τον σχηματισμό του βασικού τετρακυκλικού ινδολοαζεπινικού σκελετού. Στα πλαίσια της μελέτης, αρχικά μελετήθηκε η συνθετική πορεία παραλαβής αναλόγων ενός εκ των δύο αρχικά σχεδιασθέντων σκελετών. Η διερεύνηση και βελτιστοποίηση των ενδιάμεσων συνθετικών σταδίων οδήγησε στην σύνθεση 59 νέων ενδιάμεσων μορίων και 4 νέων τετρακυκλικών ινδολοαζεπινονικών τελικών προϊόντων. Τα τελικά προϊόντα έφεραν προστατευμένα τόσο το άζωτο του ινδολίου όσο και του πυρρολίου με την ίδια προστατευτική ομάδα, ενώ η προσπάθεια παραλαβής αναλόγων του μη προστατευμένου σκελετού δεν ήταν επιτυχής. Τέλος, η διερεύνηση της συνθετικής πορείας που θα απέδιδε ανάλογα του δεύτερου σκελετού δεν απέδωσε τα αναμενόμενα αποτελέσματα. / Natural products constitute an important source of bioactive compounds with a pharmacological interest. 25% of the drugs that are nowadays available in the market come from natural sources, despite the great progress in the field of chemical composition. Drugs’ development is currently based upon the focused action of certain compounds towards a specific molecular target which is involved in the appearance and evolution of each disease. Some such molecular targets of particular interest are the Cyclin-dependent kinases (CDKs). CDKs are a subfamily of protein kinases that regulate a number of cellular processes, including the cell cycle, ensuring the normality of cell division. The deregulation of their function leads to several diseases, including human tumour. To this day a large number of natural and chemical compounds have been characterized as CDK inhibitors and some of them are already in the late phases of clinical trials. Recent genetic studies have indicated that CDK1 is sufficient to drive the cell cycle in absence of other CDKs (2, 4, 6). These results have led researchers to develop compounds with selective inhibitory activity against CDK1. The current research aims at the development of new compounds with possible inhibitory activity against CDK1. The scientific process was more specifically based on the design and synthesis of new small heterocyclic, tetracyclic indoloazepino compounds. The design of the above compounds was based on structural features that exist in other already known natural or chemical CDK inhibitors. The biological results of similar compounds have indicated that the seven-member lactamic ring of structure has an important role in the inhibitory CDK activity. The basic structural component of the designed compounds, proven to be crucial for the manifestation of the CDK inhibitory function, is a seven member lactamic ring among a pyrrole and indole nuclei. The substitution of the pyrrole with a 2-ethyl-carboxylic substitute along with the introduction of substitutes on specific positions of the indole nuclei are expected to lead to the development of library compounds. The selected procedure includes amide coupling between specific indole and pyrrole compounds and finally C-C intermolecular coupling with Heck reaction. The final aim is to form the basic tetracyclic indoloazepino structure. The current research was primarily directed to the synthesis of one of the two already designed structures. The intermediate reactions of the above structure’s synthetic process were examined and optimized, leading to the isolation of 60 intermediate compounds and 4 new tetracyclic indoloazepino derivatives. In the final derivatives, the pyrrole and indole nitrogen appeared to be protected under the same protective group while an effort to remove these protective groups, through certain reactions, was unsuccessful. Finally, a research into a synthetic process that would provide corresponding derivatives with the second main structure, did not yield the expected results.

Η αντιπονεκτίνη και οι υποδοχείς αντιπονεκτίνης, AdipoR1 και AdipoR2, αποτελούν συστατικά στοιχεία των ενεργειακών ομοιοστατικών μηχανισμών στους περιφερικούς ιστούς. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, η αντιπονεκτίνη φαίνεται, επιδρώντας σε κεντρικά νευρωνικά κυκλώματα, να συμμετέχει στη ρύθμισης πρόσληψης τροφής και κατανάλωσης ενέργειας. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της πιθανής έκφρασης και της κατανομής της αντιπονεκτίνης και των υποδοχέων της στην ανθρώπινη υπόφυση, στον υποθάλαμο και σε άλλες περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου. Τομές υπόφυσης, υποθαλάμου και της παρακείμενης βασικής τηλεγκεφαλικής περιοχής, εγκεφαλικού φλοιού και παρεγκεφαλίδας μονιμοποιημένες σε ουδέτερη φορμόλη και εγκλεισμένες σε παραφίνη, από σαράντα περιστατικά, μελετήθηκαν ιστολογικά με τη χρήση ηωσίνης-αιματοξυλίνης, και των ειδικών χρώσεων PAS-orange G και luxol fast blue-cresyl violet. Εν συνεχεία, εφαρμόσθηκε απλή και διπλή ανοσοϊστοχημική μέθοδος, χρησιμοποιώντας ειδικά αντισώματα έναντι της αντιπονεκτίνης, του AdipoR1 και AdipoR2, της ακετυλομεταφοράσης της χολίνης, της FSH, LH, TSH, GH, ACTH και προλακτίνης. Ο μέσος όρος (± SD) ηλικίας και δείκτη μάζας σώματος (ΒΜΙ) των υπό εξέταση περιπτώσεων ήταν 56 (±18) έτη και 27 (±5) kg/m2, αντίστοιχα. Έντονη έκφραση της αντιπονεκτίνης παρατηρήθηκε στον πρόσθιο λοβό (pars distalis/PD) της υπόφυσης και στο χοανικό δακτύλιο (pars tuberalis/PT). Ειδικότερα, ισχυρή ανοσοϊστοχημική χρώση για την αντιπονεκτίνη παρατηρήθηκε στα κύτταρα που παράγουν GH, FSH, LH , TSH και FSH, LH, TSH, στον πρόσθιο λοβό και στο χοανικό δακτύλιο αντίστοιχα.. Στο PD, ισχυρή έως μέτρια έκφραση του AdipoR1 και AdipoR2 ανιχνεύθηκε στους ίδιους κυτταρικούς τύπους στους οποίους εντοπίσθηκε και η αντιπονεκτίνη. Δεν παρατηρήθηκε ανοσοθετικότητα για τους υποδοχείς της αντιπονεκτίνης στα κύτταρα του ΡT. Έντονη ανοσοϊστοχημική χρώση για τον AdipoR1 παρουσίασαν οι νευρώνες της πλάγιας υποθαλαμικής περιοχής και του βασικού πυρήνα του Meynert (NBM). Η έκφραση της αντιπονεκτίνης και των υποδοχέων της στην ανθρώπινη υπόφυση ενδεχομένως αποτελεί μία ένδειξη της ύπαρξης ενός τοπικού ρυθμιστικού συστήματος, το οποίο ασκεί τροποποιητικές δράσεις στους ενδοκρινικούς άξονες. Επιπρόσθετα, η παρουσία του AdipoR1 στον υποθάλαμο και στο NBM υποδεικνύει ότι η αντιπονεκτίνη μπορεί να 118 συμμετέχει σε κεντρικά νευρωνικά σηματοδοτικά μονοπάτια, ελέγχοντας την ενεργειακή ομοιόσταση και άλλες εγκεφαλικές λειτουργίες. / Adiponectin and its receptors, AdipoR1 and AdipoR2, constitute integral components of energy homeostatic mechanism, in peripheral tissues. Recent studies have implicated adiponectin in central neural networks regulating food intake and energy expenditure. The present study aimed at investigating the possible expression and distribution of adiponectin and its receptors in human pituitary gland, hypothalamus and different brain areas. Sections of the pituitary gland, hypothalamus and adjacent basal forebrain area, cerebrum and cerebellum from forty autopsy cases, were examined using H&E, PAS-Orange G, luxol fast blue/cresyl violet stains and single and double immunohistochemistry using adiponectin, AdipoR1, AdipoR2, choline acetyltransferase, FSH, LH, TSH, GH, ACTH and prolactinspecific antibodies. Age and BMI mean values ± SD of the autopsy cases were 56±18 years and 27±5 kg/m2, respectively. Strong adiponectin expression was observed in pituitary gland. In pars distalis (PD), adiponectin localized in GH, FSH, LH and TSH-producing cells and in pars tuberalis (PT) in FSH, LH and TSH-producing cells. Strong to moderate expression of AdipoR1 and AdipoR2 was observed in PD by the same cell types as adiponectin. No immunoreactivity for adiponectin receptors was noted in cells of PT. Intense AdipoR1 immunostaining was observed in neurons of lateral hypothalamic area and of nucleus basalis of Meynert (NBM). Adiponectin and its receptors expression in human pituitary might indicate the existence of a local system, modulating endocrine axes. Furthermore, the presence of AdipoR1 in hypothalamus and NBM suggests that adiponectin may participate in central neural signaling pathways controlling energy homeostasis and higher brain functions.

Η αθηροσκλήρυνση είναι μια παθολογική διαδικασία η οποία λαμβάνει χώρα στις μεγάλες αρτηρίες και αποτελεί την υποκείμενη αιτία καρδιαγγειακών συμβαμάτων, εγκεφαλικών επεισοδίων και περιφερικής αρτηριακής νόσου. Η τυπική αθηροσκληρυντική βλάβη αποτελείται από έναν λιπιδικό πυρήνα που καλύπτεται από ινώδες περίβλημα. Ορισμένοι «ευάλωτοι» ασθενείς εμφανίζουν σε μεγάλο ποσοστό τις λεγόμενες «ασταθείς» βλάβες. Αυτές είναι αλλοιώσεις που έχουν την τάση να ρήγνυνται με αποτέλεσμα το σχηματισμό θρόμβου ο οποίος μερικά ή ολικά αποφράσσει την κυκλοφορία. Στην εργασία αυτή μελετώνται η παθοφυσιολογία του φαινομένου και οι παράγοντες που σχετίζονται με την τοπική και συστηματική βιολογία και συμμετέχουν στην αστάθεια και ρήξη της πλάκας. / Atherosclerosis is a pathological process that takes place in the large arteries and constitutes the amenable cause of cardiovascular events, cerebrovascular accidents and peripheral arterial disease. The typical atherosclerotic lesion is constituted by ljpid core that is covered by fibrous cap. Certain \"sensitive\" patients have the predisposition to develop the so - called \"unstable\" lesions. These are alterations that have the tendency to rupture resulting to the formation of clot which occludes the vessel partially or totally. This work studies the pathophysiology of phenomenon and the factors that are related with the local and systematic biology and participate in the instability and rupture of plaque.

Στην παρούσα εργασία μελετάμε τη μοντελοποίηση του υποθαλαμικού πυρήνα των βασικών γαγγλίων με χρήση του μαθηματικού νευρωνικού μοντέλου Izhikevich. Βάση της μελέτης μας αποτελούν μικροηλεκτροδιακές καταγραφές, που έχουν ληφθεί κατά τη διάρκεια νευροχειρουργικών επεμβάσεων εν τω βάθει εγκεφαλικής διέγερσης, για τη συμπτωματική θεραπεία της νόσου Πάρκινσον. Θα ξεκινήσουμε με μια εισαγωγή στην φυσιολογία του νευρικού κυττάρου και στην ανατομία των βασικών γαγγλίων. Θα αναλύσουμε τα βασικά ποιοτικά μοντέλα που ερμηνεύουν τη συμμετοχή των τελευταίων σε κινητικές διεργασίες, αλλά και την εμπλοκή τους στη νόσο Πάρκινσον. Μετά από μια σύντομη αναφορά στη μέθοδο της εν τω βάθει διέγερσης και στις μικροηλεκτροδιακές καταγραφές, θα εστιάσουμε στα δυναμικά τοπικού πεδίου και στη νευροφυσιολογική σημασία τους. Συνεχίζοντας, θα κάνουμε μια περιεκτική ανασκόπηση των βασικότερων μαθηματικών μοντέλων νευρώνων και ύστερα θα επικεντρωθούμε στον υποθαλαμικό πυρήνα, περιγράφοντας δύο πρόσφατα μοντέλα που έχουν κατασκευαστεί για την προσομοίωση των νευρώνων αυτού. Έπειτα, θα περάσουμε στην περιγραφή του μοντέλου Izhikevich και στην τροποποίησή του για την αναπαραγωγή των χαρακτηριστικών του νευρώνα του υποθαλαμικού πυρήνα. Κατόπιν, θα αναλύσουμε τη μεθοδολογία που ακολουθήσαμε στην παρούσα υλοποίηση και τις βασικές θεωρήσεις της μοντελοποίησης μας. Θα ολοκληρώσουμε με την παρουσίαση των αποτελεσμάτων, το σχολιασμό αυτών και τις ιδέες για μελλοντική επέκταση της μεθόδου μας. / The main objective of this MSc thesis is the study of subthalamic nucleus, by using the Izhikevich neuron model. Microelectrode recordings, taken during deep brain stimulation operations for Parkinson’s disease, have been used for that purpose. In chapters 1-2, there is an introduction to the physiology of the neuron and the basal ganglia anatomy. In the two following chapters, we are analyzing the basic qualitative models that describe the involvement of the basal ganglia in movements and the pathophysiology of Parkinson’s disease. We are briefly discussing the method of deep brain stimulation, microelectrode recordings processing and the extraction of local field potentials. In chapter 5, the basic mathematical neuron models are discussed. We are focusing on the subthalamic nucleus and we are describing two recently developed mathematical models of the subthalamic neuron. In chapter 6, we are outlining Izhikevich neuron model and its modification in order to describe the subthalamic neuron. In addition, we are analyzing the methodology developed for the implementation of the modeling process and our basic considerations. In chapter 7, the results of the simulation are presented and discussed, so that our conclusions provide ideas for further research.

Αντικείμενο της διατριβής είναι η επίλυση των προβλημάτων της σκέδασης επιπέδων ακουστικών κυμάτων χαμηλών συχνοτήτων από ένα διαπερατό σφαιρικό κέλυφος με έκκεντρο μαλακό, σκληρό ή διαπερατό πυρήνα και από μια μαλακή σφαίρα κάτω από ένα διαπερατό επίπεδο. Η λύση των προβλημάτων σκέδασης στην περιοχή χαμηλών συχνοτήτων επιδέχεται ανάπτυγμα Taylor σε δυνάμεις του κυματικού αριθμού k, όπου οι συντελεστές του αναπτύγματος (προσεγγίσεις χαμηλής συχνότητας) συνιστούν ακολουθία λύσεων στάσιμων προβλημάτων της θεωρίας δυναμικού. Ένα πρόβλημα σκέδασης μπορεί να δεχθεί προσέγγιση χαμηλών συχνοτήτων όταν το μήκος κύματος της κυματικής διαταραχής είναι πολύ μεγαλύτερο από την ακτίνα της ελάχιστης περιγεγραμμένης σφαίρας του σκεδαστή. Το δισφαιρικό σύστημα συντεταγμένων παρέχει κατάλληλο περιβάλλον για την επίλυση προβλημάτων πολλαπλής σκέδασης από δύο σφαίρες Αυτό ισχύει μόνο στη περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων δεδομένου ότι η εξίσωση Laplace επιδέχεται διαμορφωμένο χωρισμό στις δισφαιρικές συντεταγμένες, ενώ δεν συμβαίνει το ίδιο στην εξίσωση Helmholtz. Προσαρμόζοντας το δισφαιρικό σύστημα συντεταγμένων στην δεδομένη γεωμετρία του κάθε προβλήματος απλουστεύεται η περιγραφή των χώρων που ορίζονται από το έκκεντρο σφαιρικό κέλυφος και οι σφαιρικές επιφάνειες του προβλήματός μας περιγράφονται από διαφορετικές τιμές της ίδιας συντεταγμένης μεταβλητής, ενώ ο απομακρυσμένος χώρος περιγράφεται από μια γειτονιά της αρχής των συντεταγμένων στο παραμετρικό χώρο των μεταβλητών η, θ. Επιλύοντας τα αντίστοιχα προβλήματα συνοριακών συνθηκών για μηδενική και πρώτης τάξεως προσεγγίσεις, καταλήγουμε σε αντίστοιχες αναγωγικές εξισώσεις ακολουθιών των συντελεστών ή αντίστοιχα συστήματα αναγωγικών εξισώσεων. Δεδομένου ότι οι ακολουθίες των συντελεστών συγκλείνουν ταχύτατα, περιοριζόμαστε στους πρώτους όρους συντελεστών και οι αναδρομικές εξισώσεις ή τα συστήματα αναγωγικών εξισώσεων ανάγονται σε εξισώσεις πινάκων ή γραμμικά συστήματα εξισώσεων με άγνωστους πίνακες στήλες και συντελεστές των αγνώστων τριδιαγώνιοι πίνακες. Με την πρωτότυπη αυτή μέθοδο προσδιορίζονται ακριβώς οι πρώτοι όροι χαμηλών συχνοτήτων των δύο προσεγγίσεων μηδενικής και οι πρώτης τάξεως, και στη συνέχεια οι προσεγγίσεις του πλάτους σκέδασης και των ενεργειακών διατομών σκέδασης. Μειώνοντας την απόσταση d των κέντρων συμπεραίνουμε ότι το πρόβλημα της σκέδασης ομόκεντρου σφαιρικού φλοιού δεν μπορεί να θεωρηθεί ειδική περίπτωση του προαναφερθέντος προβλήματος. / A plane wave is scattered by an acoustically soft, hard or penetrable sphere, covered by a penetrable non-concentric spherical lossless shell which disturbs the propagation of the incident plane wave field. There is exactly one bispherical coordinate system that fits the given two-sphere obstacle. If the wavelength of the incident field is much larger than the radius of the exterior sphere, Low Frequency Theory reduces the scattering problem to a sequence of potential problems which can be solved iteratively Applying the corresponding boundary value problem for each case, a set of two equations results as well as a recurrence equation with three unknown sequence of coefficients for zero-th order, and the first-order approximation is obtained, by solving two sets of two equations and a recurrence equation with three unknown sequence coefficients each for the soft core or the calculation of the zero–th order coefficients of the hard or penetrable core, leads to a solution of a linear system of two equations with two unknown columns and tri-diagonal square matrices are coefficients of the unknown columns, while the first-order approximation is obtained, by solving two linear systems of two equations with four unknown columns and eight tri-diagonal matrices as coefficients of the unknown columns. Applying the cut-off method for soft, hard and penetrable sphere, the low-frequency coefficients of the zero-th and first-order for the near field as well as the first and second-order coefficients are obtained for the normalized scattering amplitude and cross section. Decreasing the distance d of the centres we conclude that the problem of scattering concentric cell cannot be considered special case of mentioned before problem. A plane wave is scattered by an acoustical soft acoustic sphere embedded into an acoustically lossless half space, which disturbs the propagation of the incident wave field. In the first step, the problem of sound diffraction by only a penetrable plane is solved, were the amplitudes of reflective and diffractive acoustical waves are calculated. In the second step the diffractive as an incident wave is scattered by the embedded acoustical soft sphere. The low frequency zero-th and first order coefficients of the near field are calculated for the soft scatterer and finally the scattering amplitude and cross-section are determined.

Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η βιβλιογραφική αναζήτηση, παράθεση και επιβεβαίωση παλαιότερων τεχνικών που έχουν χρησιμοποιηθεί κατά καιρούς για τη βέλτιστη στόχευση και ηλεκτρικό ερεθισμό δομών των βασικών γαγγλίων και του θαλάμου, αλλά και η αναζήτηση νέων τεχνικών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν τόσο κατά τη διάρκεια του χειρουργείου όσο και μετά από αυτό. Το κύριο μέρος της εργασίας είναι η εύρεση νέων συνδυαστικών τεχνικών οι οποίες επηρεάζουν τη στόχευση των εν τω βάθει πυρήνων, και πιο συγκεκριμένα την διεγχειρητική στόχευση του υποθαλάμιου πυρήνα κατά την διάρκεια στερεοτακτικής και λειτουργικής νευροχειρουργικής Παρκινσονικών ασθενών, καθώς και ο καθορισμός συγκεκριμένων τροχιών μικρο/μακροηλεκτροδίων οι οποίες να μπορούν να εγγυηθούν μακροχρόνια θετικά κλινικά αποτελέσματα. Προτού αναφέρουμε λεπτομερώς αυτές τις τεχνικές, αναλύουμε τον τρόπο λειτουργίας του εν τω βάθει εγκεφαλικού διεγέρτη, αναφέρουμε κάποια ιστορικά ορόσημα στην ανάπτυξη της στερεοτακτικής και λειτουργικής νευροχειρουργικής και αναφέρουμε τους διαφόρους πυρήνες που έχουν διεγερθεί κατά καιρούς για την αντιμετώπιση των συμπτωμάτων διαφόρων νευρολογικών παθήσεων. Επίσης αναφέρουμε αρκετά ανατομικά στοιχεία (συνοδεία σχεδίων) των υπό διέγερση περιοχών καθώς και τη φυσιολογία που εμπλέκεται έτσι ώστε να έχουμε μείωση ή και εξάλειψη των διαφόρων νευρολογικών/ψυχιατρικών συμπτωμάτων. Αναφερόμαστε στη γενικότερη εφαρμογή του ηλεκτρισμού στην ιατρική καλύπτοντας τόσο το κεντρικό όσο και το περιφερειακό νευρικό σύστημα, σε ασθένειες οι οποίες παρουσιάζουν νευρολογικές και ψυχιατρικές εκφάνσεις, ενώ αναλύουμε και διεξοδικά τον μηχανισμό δράσης νευρολογικών ασθενειών από μοριακό επίπεδο μέχρι των αλλαγών που παρατηρούνται στα μετρήσιμα ηλεκτρικά πεδία τόσο των εν τω βάθει δομών όσο και του φλοιού. Στο τελευταίο κεφάλαιο αυτής της εργασίας αναλύουμε τις μετρήσεις μας που ελήφθησαν από 7 Παρκινσονικούς ασθενείς κατά τη διάρκεια χειρουργείου για την στόχευση και ερεθισμό του υποθαλάμιου πυρήνα, και αναφέρουμε πως με τη χρήση μη γραμμικής δυναμικής και χάους μπορούμε να επιτύχουμε το βέλτιστο κλινικό αποτέλεσμα. / The objective of the present thesis is the bibliographical research, instantiation and confirmation of various techniques that have been occasionally used for the most optimal targeting and electric stimulation of basal ganglia nuclei and thalamus, as well as the finding of new innovative techniques that can be used so much intraoperatively as much postoperatively. The main part of this thesis is the finding of new combined techniques that influence the targeting of deep brain nuclei, and more specifically the targeting of subthalamic nucleus during functional neurosurgery in parkinsonian patients, as well as the determination of specific trajectories of micro/macroelectrodes which can guarantee long-lasting positive clinical results. Before we report in detail these techniques, we analyze the function of the deep brain stimulator, we report certain historical landmarks in the growth of stereotactic and functional neurosurgery and we report the various nuclei that they occasionally have been stimulated for the amelioration of symptoms of various neurological diseases. Also we report many anatomical information (accompanied by drawings) of the areas under stimulation as well as the physiology that is involved so as to induce amelioration of various neurological/psychiatric symptoms. We have analyzed the more general application of electricity in the medicine covering so much the central as much the peripheral nervous system, the symptoms of diseases that present neurological and psychiatric manifestations, while we have analyzed in depth the mechanism of action of neurological diseases from molecular level up to the changes that are observed in the measurable electric fields from both deep brain nuclei and the cerebral cortex. In the last chapter of this thesis we analyze the electric activity that was measured intraoperatively from scalp and deep brain electrodes of 7 parkinsonian patients during targeting and stimulation of the subthalamic nucleus, and we report that with the use of non linear dynamics and chaos we can achieve the most optimal clinical result.