Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phẫu thuật nhãn cầu đơn bên làm biến đổi sóng võng mạc ở mắt còn lại
Tóm tắt
Hoạt động trong các neuron thúc đẩy sự cạnh tranh tiếp nhận (afferent competition) mà có vai trò quan trọng trong việc tinh chỉnh các mạch thần kinh còn non nớt. Ở lửng, khi một mắt bị mất trong giai đoạn phát triển sớm, các afferent từ võng mạc đến đồi thị còn sống sót từ mắt còn lại lan tỏa khắp vùng đồi thị một cách phụ thuộc vào hoạt động võng mạc tự phát. Tuy nhiên, cách thức mà hoạt động tự phát này, còn được gọi là sóng võng mạc, có thể điều chỉnh động địa điểm của các đầu tận afferent vẫn chưa được biết đến. Chúng tôi đã ghi lại sóng võng mạc từ võng mạc ex vivo bằng cách sử dụng các mảng điện cực đa kênh. Các võng mạc được lấy từ những con lửng có hai mắt hoặc những con có một mắt bị cắt bỏ phẫu thuật ngay từ lúc sinh. Các mô hình hiệu ứng hỗn hợp tuyến tính đã được sử dụng để điều tra tác động của việc cắt bỏ mắt đơn bên sớm lên hoạt động sóng võng mạc. Khi một mắt bị lấy ra ngay từ lúc sinh, các đợt phóng điện tự phát của các tế bào hạch võng mạc (RGCs) trong mắt còn lại có thời gian ngắn hơn. Sự rút ngắn thời gian phóng điện của RGC dẫn đến giảm tương quan RGC theo cặp trên toàn võng mạc và có liên quan đến sự lan tỏa của các afferent retinogeniculate phụ thuộc vào sóng võng mạc đã được báo cáo trước đây ở những con bị cắt bỏ mắt. Các phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng việc loại bỏ mắt cạnh tranh điều chỉnh sóng võng mạc và có thể là cơ sở cho sự điều chỉnh động các quá trình tinh chỉnh dựa trên sự cạnh tranh trong quá trình phát triển retinogeniculate.
Từ khóa
#sóng võng mạc #cắt bỏ mắt đơn bên #tế bào hạch võng mạc #phát triển retinogeniculate #cạnh tranh tiếp nhậnTài liệu tham khảo
Huberman AD, Feller MB, Chapman B. Mechanisms underlying development of visual maps and receptive fields. Annu Rev Neurosci. 2008;31:479–509.
Espinosa JS, Stryker MP. Development and plasticity of the primary visual cortex. Neuron. 2012;75:230–49.
Levelt CN, Hübener M. Critical-period plasticity in the visual cortex. Annu Rev Neurosci. 2012;35:309–30.
Kirkby LA, Sack GS, Firl A, Feller MB. A role for correlated spontaneous activity in the assembly of neural circuits. Neuron. 2013;80:1129–44.
Cang J, Feldheim DA. Developmental mechanisms of topographic map formation and alignment. Annu Rev Neurosci. 2013;36:51–77.
Ackman JB, Crair MC. Role of emergent neural activity in visual map development. Curr Opin Neurobiol. 2014;24:166–75.
Penn AA, Riquelme PA, Feller MB, Shatz CJ. Competition in retinogeniculate patterning driven by spontaneous activity. Science (New York, NY). 1998;279:2108–12.
Failor S, Chapman B, Cheng HJ. Retinal waves regulate afferent terminal targeting in the early visual pathway. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(22):E2957–66.
Butts DA, Kanold PO, Shatz CJ. A burst-based “Hebbian” learning rule at retinogeniculate synapses links retinal waves to activity-dependent refinement. PLoS Biol. 2007;5(3):e61.
Maffei L, Galli-Resta L. Correlation in the discharges of neighboring rat retinal ganglion cells during prenatal life. Proc Natl Acad Sci U S A. 1990;87:2861–4.
Warland DK, Huberman AD, Chalupa LM. Dynamics of spontaneous activity in the fetal macaque retina during development of retinogeniculate pathways. J Neurosci. 2006;26:5190–7.
Ackman JB, Burbridge TJ, Crair MC. Retinal waves coordinate patterned activity throughout the developing visual system. Nature. 2012;490(7419):219–25.
Meister M, Wong RO, Baylor DA, Shatz CJ. Synchronous bursts of action potentials in ganglion cells of the developing mammalian retina. Science. 1991;252(5008):939–43.
Chapman B. Necessity for afferent activity to maintain eye-specific segregation in ferret lateral geniculate nucleus. Science. 2000;287:2479–82.
Rossi FM, Pizzorusso T, Porciatti V, Marubio LM, Maffei L, Changeux JP. Requirement of the nicotinic acetylcholine receptor beta 2 subunit for the anatomical and functional development of the visual system. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001;98:6453–8.
Huberman AD, Stellwagen D, Chapman B. Decoupling eye-specific segregation from lamination in the lateral geniculate nucleus. J Neurosci. 2002;22:9419–29.
Torborg CL, Hansen KA, Feller MB. High frequency, synchronized bursting drives eye-specific segregation of retinogeniculate projections. Nat Neurosci. 2005;8:72–8.
H-p X, Furman M, Mineur YS, Chen H, King SL, Zenisek D, Zhou ZJ, Butts DA, Tian N, Picciotto MR, et al. An instructive role for patterned spontaneous retinal activity in mouse visual map development. Neuron. 2011;70:1115–27.
Zhang J, Ackman JB, Xu H-P, Crair MC. Visual map development depends on the temporal pattern of binocular activity in mice. Nat Neurosci. 2012;15:298–307.
Burbridge TJ, Xu HP, Ackman JB, Ge X, Zhang Y, Ye MJ, Zhou ZJ, Xu J, Contractor A, Crair MC. Visual circuit development requires patterned activity mediated by retinal acetylcholine receptors. Neuron. 2014;84(5):1049–64.
Grubb MS, Rossi FM, Changeux JP, Thompson ID. Abnormal functional organization in the dorsal lateral geniculate nucleus of mice lacking the beta 2 subunit of the nicotinic acetylcholine receptor. Neuron. 2003;40:1161–72.
Davis ZW, Chapman B, Cheng HJ. Increasing spontaneous retinal activity before eye opening accelerates the development of geniculate receptive fields. J Neurosci. 2015;35(43):14612–23.
Chandrasekaran AR, Plas DT, Gonzalez E, Crair MC. Evidence for an instructive role of retinal activity in retinotopic map refinement in the superior colliculus of the mouse. J Neurosci. 2005;25(29):6929–38.
Shoham S, Fellows MR, Normann RA. Robust, automatic spike sorting using mixtures of multivariate t-distributions. J Neurosci Methods. 2003;127(2):111–22.
Warland DK, Huberman AD, Chalupa LM. Dynamics of spontaneous activity in the fetal macaque retina during development of retinogeniculate pathways. J Neurosci. 2006;26(19):5190–7.
Stafford BK, Sher A, Litke AM, Feldheim DA. Spatial-temporal patterns of retinal waves underlying activity-dependent refinement of retinofugal projections. Neuron. 2009;64:200–12.
Cutts CS, Eglen SJ. Detecting pairwise correlations in spike trains: an objective comparison of methods and application to the study of retinal waves. J Neurosci. 2014;34(43):14288–303.
Butts DA, Rokhsar DS. The information content of spontaneous retinal waves. J Neurosci. 2001;21:961–73.
Gjorgjieva J, Toyoizumi T, Eglen SJ. Burst-time-dependent plasticity robustly guides ON/OFF segregation in the lateral geniculate nucleus. PLoS Comput Biol. 2009;5:e1000618.
Wong RO, Meister M, Shatz CJ. Transient period of correlated bursting activity during development of the mammalian retina. Neuron. 1993;11:923–38.
Chandrasekaran AR, Plas DT, Gonzalez E, Crair MC. Evidence for an instructive role of retinal activity in retinotopic map refinement in the superior colliculus of the mouse. J Neurosci. 2005;25:6929–38.
Lupien SJ, McEwen BS, Gunnar MR, Heim C. Effects of stress throughout the lifespan on the brain, behaviour and cognition. Nat Rev Neurosci. 2009;10(6):434–45.
Xu HP, Burbridge TJ, Chen MG, Ge X, Zhang Y, Zhou ZJ, Crair MC. Spatial pattern of spontaneous retinal waves instructs retinotopic map refinement more than activity frequency. Dev Neurobiol. 2015;75(6):621–40.
Xu HP, Burbridge TJ, Ye M, Chen M, Ge X, Zhou ZJ, Crair MC. Retinal wave patterns are governed by mutual excitation among starburst Amacrine cells and drive the refinement and maintenance of visual circuits. J Neurosci. 2016;36(13):3871–86.
Sun C, Speer CM, Wang G-Y, Chapman B, Chalupa LM. Epibatidine application in vitro blocks retinal waves without silencing all retinal ganglion cell action potentials in developing retina of the mouse and ferret. J Neurophysiol. 2008;100:3253–63.
Speer CM, Sun C, Liets LC, Stafford BK, Chapman B, Cheng HJ. Eye-specific retinogeniculate segregation proceeds normally following disruption of patterned spontaneous retinal activity. Neural Dev. 2014;9:25.
Thompson ID, Morgan JE, Henderson Z. The effects of monocular enucleation on ganglion cell number and terminal distribution in the ferret's retinal pathway. Eur J Neurosci. 1993;5(4):357–67.
Marder E. Neuromodulation of neuronal circuits: back to the future. Neuron. 2012;76(1):1–11.
Muller M, Hollander H. A small population of retinal ganglion cells projecting to the retina of the other eye. Exp Brain Res. 1988;71:611–7.
Bunt SM, Lund RD. Development of a transient retino-retinal pathway in hooded and albino rats. Brain Res. 1981;211(2):399–404.
Toth P, Straznicky C. Retino-retinal projections in three anuran species. Neurosci Lett. 1989;104(1–2):43–7.