Nat Commun:上海生科院揭示视皮层神经元在调控反应可靠性中的作用

2015-04-17 佚名 上海生命科学研究院

4月14日,中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所姚海珊研究组在Nature Communications在线发表了题为《视皮层小清蛋白阳性中间神经元对反应可靠性的调控》的研究论文。论文报道了小鼠初级视皮层(Primary visual cortex,V1)中小清蛋白(Parvalbumin,PV)阳性的抑制性中间神经元在调控反应可靠性中的重要作用。以往在视皮层、听皮层、体表感觉皮层和海马的研

4月14日,中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所姚海珊研究组在Nature Communications在线发表了题为《视皮层小清蛋白阳性中间神经元对反应可靠性的调控》的研究论文。论文报道了小鼠初级视皮层(Primary visual cortex,V1)中小清蛋白(Parvalbumin,PV)阳性的抑制性中间神经元在调控反应可靠性中的重要作用。

以往在视皮层、听皮层、体表感觉皮层和海马的研究均提示,抑制性神经元环路参与调节神经元的反应可靠性。但是,抑制性神经元有多种类型,特定类型的抑制性神经元在调控反应可靠性中的作用并不清楚。

在这项研究中,姚海珊研究组通过光遗传技术操纵视皮层的特定类型抑制性神经元,发现PV阳性的抑制性神经元在调控皮层反应可靠性中有重要作用。研究者利用Cre-Loxp遗传操作系统,特异性地在小鼠V1的PV或Somatostatin(生长激素抑制素,SOM)阳性的神经元表达光敏感质子泵ArchT。使用绿色激光照射V1,可以抑制PV或SOM阳性神经元的反应。对小鼠给予自然图像刺激,用多道电极记录V1神经元对多次图像刺激的反应,比较神经元在有无激光照射下的反应。在麻醉和清醒小鼠均发现,抑制PV神经元会降低视皮层兴奋性神经元的反应可靠性,而抑制SOM神经元不影响反应可靠性。进一步的分析发现,抑制PV神经元以后,兴奋性神经元低放电率成分的反应幅度增加,而高放电率成分的反应幅度降低,从而使反应信噪比降低。抑制SOM神经元以后,兴奋性神经元的不同放电率水平的反应幅度均增加,对信噪比没有影响。解码分析表明,抑制PV神经元的活动使得兴奋性神经元分辨不同自然图像的能力降低。这些结果提示,PV阳性的抑制性神经元在视皮层可靠编码视觉信息的过程中起重要作用。

该课题由博士生朱英杰、乔文慧(共同第一作者)、刘克飞和工作人员钟辉苑在研究员姚海珊指导下完成。这一工作得到了科技部“973”项目和神经科学国家重点实验室资助。

该图显示,通过光敏感质子泵ArchT来抑制PV阳性的中间神经元,使得兴奋性神经元对自然图像刺激的反应可靠性降低。红色的spikes为对照反应,绿色的spikes为抑制PV神经元后的反应。

原始出处:

Yingjie Zhu,Wenhui Qiao,Kefei Liu,Huiyuan Zhong & Haishan Yao.Control of response reliability by parvalbumin-expressing interneurons in visual cortex.Nature Communications. April 14, 2015; doi:10.1038/ncomms7802

作者:佚名



版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (4)
#插入话题

相关资讯

Nature Neurosci:疼痒神经元培养成功

研究某一生理现象和疾病可能需要特殊的细胞,如研究疼痛和外周感觉就需要研究感觉神经元,为深入研究这些细胞功能,最好能体外培养这种细胞,但是这些神经元过去一直无法体外培养,最近有两个美国科学家小组通过诱导成纤维细胞,解决了这一困难。 两篇论文11月24日同期发表在《自然神经科学》,两个美国科学家小组分别采用不同的技术培养出小老鼠和人类的感觉神经元,这是历史上第一次成功体外培养出感觉神经元,给这一

Cell:美研究揭示疼痛传导关键元件

来自美国哈佛大学医学院,Dana-Farbar癌症研究所等处的研究人员通过交叉遗传操作来确定疼痛传导过程中的关键元件,指出外围的机械感受器和Aβ 感受器,能与脊髓SOM+兴奋性和Dyn+抑制性神经元协同作用,一起形成传递机械疼痛,并确定机械疼痛的阈值。 这一研究成果公布在Cell杂志在线版上。 现在医学认为疼痛是一种复杂的生理心理活动,是临床上最常见的症状之一。它包括伤害性刺激作

Cell:瘦素和胰岛素作用于POMC神经元促进白色脂肪棕色化

                             近日,来自澳大利亚莫纳什大学的Tony Tigani

Nature:探寻脑中的渴觉“开关”

设想你远征沙漠,出发前只有一次喝水机会。想到大漠的干燥,你大概会想喝得再撑也得忍着再多喝些。要是在沙漠中遭遇了口渴难耐却无水可喝的紧急局面,你又会多么希望能“掐灭”自己的口渴感,专心赶往补给点?渴了想喝水是人人有的感受,但控制渴不渴的“开关”在哪里? 近日,来自哥伦比亚大学神经科学系教授查尔斯·朱克(Charles S. Zuker)的团队在小鼠中发现了两套不同的

Brain:Duang!年轻人也会患老年痴呆!

近日,刊登在国际著名杂志Brain上的一篇研究论文中,来自美国西北大学的研究人员通过研究首次在20岁的年轻人大脑中的神经元中发现了淀粉样蛋白的积累,淀粉样蛋白是一种积累在大脑中的异常蛋白,其也是阿尔兹海默氏症发病的主要标志。 研究者认为,这项研究首次揭示了在年轻人的大脑中也会存在淀粉样蛋白的积累,而科学界长期以来一直认为这种蛋白仅会在老年人或阿尔兹海默氏症患者大脑神经元的外部进行积累;研究者Cha

Cell:肠道菌为何能影响我们的健康

尽管众所周知血清素(又称5-羟色胺)是一种大脑神经递质,但据估计人体90%的血清素都是在消化道中生成。实际上,血清素调控了我们的各种生理功能,外周血清素的水平改变与肠激惹综合征、心血管疾病和骨质疏松症等许多疾病相关联。加州理工学院在4月9日《细胞》(Cell)杂志上发表的一项新研究,证实了肠道中的某些细菌对于外周血清素的生成极为重要。论文的资深作者、生物学和生物工程系助理教授Elaine Hsia