Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự làm giảm synapse do một nền tảng của dẫn xuất synapse điều chỉnh phản ứng đối với các trận đánh vào đầu vào ức chế trong các tế bào Purkinje của tiểu não
Tóm tắt
Khi xử lý đầu vào synapse trong điều kiện in vivo, các neuron lớn trong não phải đối phó với hàng ngàn sự kiện mỗi giây. Nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc xử lý cụ thể các đợt đầu vào kích thích đồng bộ, cả trong nghiên cứu tiểu não và vỏ não. Ở đây, chúng tôi theo đuổi câu hỏi về cách mà một nền tảng liên tục của các đầu vào 'tiếng ồn' đang diễn ra tương tác với việc xử lý các đợt đầu vào ức chế đồng bộ. Cụ thể, chúng tôi xem xét việc xử lý các xung đầu vào ức chế trong các tế bào Purkinje của tiểu não, việc này có thể tạo ra các khoảng dừng trong hoạt động phát xung của tế bào Purkinje, có thể dẫn đến sự giảm ức chế của các nhân tiểu não sâu và do đó dẫn đến tín hiệu lệnh vận động của tiểu não. Chúng tôi sử dụng kỹ thuật ghép động in vitro để mô phỏng các mẫu đầu vào nền kiểm soát như trong điều kiện in vivo. Chúng tôi sử dụng kích thích điện các tế bào nội tiết ức chế trong lớp phân tử sâu hoặc lớp phân tử trên để tạo ra các xung đầu vào ức chế dẫn đến các khoảng dừng phát xung trong hoạt động của tế bào Purkinje. Những khoảng dừng này thì dài hơn nhiều khi không có các đầu vào nền so với khi có các đầu vào nền áp dụng bằng ghép động. Chúng tôi phát hiện rằng một lượng đáng kể dòng synapse được kích thích bởi kích thích điện đã bị giảm nhờ các đầu vào nền. Tổng lượng dẫn xuất nền cũng như mẫu đầu vào nền đã điều chỉnh thời gian các khoảng dừng phát xung theo cách đặc biệt. Sự điều chỉnh này do việc làm giảm có thể được áp dụng in vivo để đánh giá tầm quan trọng của các đầu vào cảm giác cụ thể nhận được bởi vỏ tiểu não.
Từ khóa
#tiểu não #tế bào Purkinje #đầu vào ức chế #ghép động #dòng synapseTài liệu tham khảo
Bernander O, Douglas RJ, Martin KAC, Koch C. Synaptic background activity influences spatiotemporal integration in single pyramidal cells. Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1991; 88: 11569–11573.
Paré D, Shink E, Gaudreau H, Destexhe A, Lang EJ. Impact of spontaneous synaptic activity on the resting poperties of cat neocortical pyramidal neurons in vivo. J Neurophysiol. 1998; 79: 1450–1460.
Ulrich D, Huguenard JR. Gaba(a)-receptor-mediated rebound burst firing and burst shunting in thalamus. J Neurophysiol 1997; 78:1748–1751.
Borg-Graham LJ, Monier C, Frégnac Y. Visual input evokes transient and strong shunting inhibition in visual cortical neurons. Nature 1998; 393: 369–372.
Jaeger D, Bower JM. Synaptic control of spiking in cerebellar Purkinje cells: dynamic current clamp based on model conductances. J Neurosci 1999; 19: 6090–6101.
Gauck V, Jaeger D. The control of rate and timing of spikes in the deep cerebellar nuclei by inhibition. J Neurosci. 2000; 20: 3006–3016.
Rudolph M, Destexhe A. A fast-conducting, stochastic integrative mode for neocortical neurons in vivo. J Neurosci 2003; 23: 2466–2476.
Chance FS, Abbott LF, Reyes AD. Gain modulation from background synaptic input. Neuron 2002; 35: 773–782.
Mitchell SJ, Silver RA. Shunting inhibition modulates neuronal gain during synaptic excitation. Neuron 2003; 38: 433–445.
Häusser M, Clark BA. Tonic synaptic inhibition modulates neuronal output pattern and spatiotemporal synaptic integration. Neuron 1997; 19: 665–678.
Hartmann MJ, Bower JM. Tactile responses in the granule cell layer of cerebellar folium Crus IIa of freely behaving rats. J Neurosci 2001; 21: 3549–3563.
Bower JM. Control of sensory data acquisition. Int Rev Neurobiol 1997; 41: 489–513.
Albus JS. A theory of cerebellar function. Math Biosci 1971; 10: 25–61.
Medina JF, Mauk MD. Computer simulation of cerebellar information processing. Nat Neurosci. 2000; 3: 1205–1211.
Sharp AA, O’Neil MB, Abbott LF, Marder E. Dynamic clamp: computer-generated conductances in real neurons. J Neurophysiol 1993; 69: 992–995.
Robinson HPC, Kawai N. Injection of digitally synthesized synaptic conductance transients to measure the integrative properties of neurons. J Neurosci Methods 1993; 49: 157–165.
Hanson JE, Jaeger D. Short-term plasticity shapes the response to simulated normal and parkinsonian input patterns in the globus pallidus. J Neurosci 2002; 22: 5164–5172.
Sultan F, Bower JM. Quantitative Golgi study of the rat cerebellar molecular layer interneurons using principal component analysis. J Comp Neurol 1998; 393: 353–373.
Palay SL, Chan-Palay V. Cerebellar Cortex: Cytology and Organization. Berlin,: Springer, 1974.
Llano I, Marty A, Armstrong CM, Konnerth A. Synaptic and agonist-induced excitatory currents of Purkinje cells in rat cerebellar slices. J Physiol (Lond) 1991; 434: 183–213.
Konnerth A, Llano I, Armstrong CM. Synaptic currents in cerebellar Purkinje cells. Proc Natl Acad Sci USA 1990; 87: 2662–2665.
Vincent P, Armstrong CM, Marty A. Inhibitory synaptic currents in rat cerebellar Purkinje cells: Modulation by postsynaptic depolarizations. J Physiol (Lond) 1992; 456: 453–471.
Barbour B. Synaptic currents evoked in Purkinje cells by stimulating individual granule cells. Neuron 1993; 11: 759–769.
Isope P, Barbour B. Properties of unitary granule cell — Purkinje cell synapses in adult rat cerebellar slices. J Neurosci 2002; 22: 9668–9678.
Huang C-M, Mu H, Hsiao C-F. Identification of cell types from action potential waveforms: cerebellar granule cells. Brain Res 1993; 619: 313–318.
Vincent P, Marty A. Fluctuations of inhibitory postsynaptic currents in Purkinje cells from rat cerebellar slices. J Physiol (Lond) 1996; 494: 183–199.
Suter KJ, Jaeger D. Reliable control of spike rate and spike timing by rapid input transients in cerebellar stellate cells. Neuroscience 2004; 124: 305–317.
Williams SR, Christensen SR, Stuart GJ, Hausser M. Membrane potential bistability is controlled by the hyperpolarization-activated current I(H) in rat cerebellar Purkinje neurons in vitro. J Physiol 2002; 539: 469–483.
Jaeger D, De Schutter E, Bower JM. The role of synaptic and voltage-gated currents in the control of Purkinje cell spiking: a modeling study. J Neurosci 1997; 17: 91–106.
Jaeger D, Bower JM. Prolonged responses in rat cerebellar Purkinje cells following activation of the granule cell layer: an intracellular in vitro and in vivo investigation. Exp Brain Res 1994; 100: 200–214.
Hansel C, Linden DJ, D’Angelo E. Beyond parallel fiber LTD: the diversity of synaptic and non-synaptic plasticity in the cerebellum. Nat Neurosci 2001; 4: 467–475.
Jorntell H, Ekerot CF. Reciprocal bidirectional plasticity of parallel fiber receptive fields in cerebellar purkinje cells and their afferent interneurons. Neuron 2002; 34: 797–806.
Hiss E, Leicht R, Schmidt RF. Cutaneous receptive fields of cerebellar Purkinje cells of unanesthetized cats. Exp Brain Res 1977; 27: 319–333.
Bower JM, Woolston DC. Congruence of spatial organization of tactile projections to granule cell and Purkinje cell layers of cerebellar hemispheres of the albino rat: vertical organization of cerebellar cortex. J Neurophysiol 1983; 49: 745–766.
Woody CD, et al. Differences in responses to 70 dB clicks of cerebellar units with simple versus complex spike activity: (i) in medial and lateral ansiform lobes and flocculus; and (ii) before and after conditioning blink conditioned responses with clicks as conditioned stimuli. Neuroscience 1999; 90: 1227–1241.
Lisberger SG, Pavelko TA, Bronte-Stewart HM, Stone LS. Neural basis for motor learning in the vestibuloocular reflex of primates. II. Changes in the responses of horizontal gaze velocity Purkinje cells in the cerebellar flocculus and ventral paraflocculus. J Neurophysiol 1994; 72: 954–973.
Santamaria F, Jaeger D, De Schutter E, Bower JM. Modulatory effects of parallel fibers and stellate cell synaptic activity on Purkinje cell responses to ascending segment input: a modeling study. J Comput Neurosci 2002; 13: 217–235.
Destexhe A, Pare D. Impact of network activity on the integrative properties of neocortical pyramidal neurons in vivo. J Neurophysiol 1999; 81: 1531–1547.
Johnston D, Wu SMS. Foundations of Cellular Neurophysiology. MIT Press, 1995.
De Schutter E, Bower JM. An active membrane model of the cerebellar Purkinje cell I. Simulation of current clamp in slice. J Neurophysiol 1994a; 71: 375–400.
Jaeger D. Synaptic shunting of membrane currents in different neural morphologies. Soc Neurosci Abstr 27. Program No. 501.3.2001.