A különböző gátlósejttípusok hozzájárulása a hippokampális éleshullámok kialakulásához. = Contribution by distinct types of GABAergic interneuron to hippocampal sharp wave/ripple oscillations.

Hájos, Norbert and Barsy, Boglárka and Szabó, Gergely and Zemankovics, Rita (2011) A különböző gátlósejttípusok hozzájárulása a hippokampális éleshullámok kialakulásához. = Contribution by distinct types of GABAergic interneuron to hippocampal sharp wave/ripple oscillations. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 78917_ZJ1.pdf Download (2MB) | Preview

Abstract

A hippokampusz neuronhálózatában spontán keletkeznek az éleshullámok, amelyek kulcsszerepet játszanak a memóriafolyamatokban. Egy in vitro modellt használva feltérképeztük az egyes idegsejttípusok bemeneti és kimeneti tulajdonságait az éleshullámok alatt. Az találtuk, hogy a legaktívabb gátlósejtek parvalbumint tartalmaztak, míg a piramissejtek többsége nem tüzelt. Meghatároztuk, hogy az éleshullámok alatti tüzelési aktivitás korrelált a serkentő szinaptikus bemenettel. Farmakológiai kísérletekkel kiderítettük, hogy a parvalbumin tartalmú gátlósejtek nagyfrekvenciás kisüléséből eredő periszomatikus gátló áramok generálják a lokális mezőpotenciálban mérhető éleshullámokat. Hasonlóan, ezek a gátlósejtek felelősek a gamma oszcillációk létrehozásáért is a hippokampális agyszeletekben. Ezen túlmenően megállapítottuk, hogy a kolinerg receptorok aktivációja, amely növeli a serkenthetőséget, de csökkenti a szinaptikus kommunikáció hatékonyságát, képes a hippokampusz alapműködését, az éleshullám-aktivitást átkapcsolni gamma oszcillációvá. Az eredményeink azt mutatják, hogy az éber állatra jellemző hálózati aktivitásokat, az éleshullámokat és a gamma oszcillációt ugyan az a hippokampális neuronhálózat generálja, amely a piramissejtek és a parvalbumin tartamú gátlósejtekből áll. | Sharp wave/ripple oscillations (SPW-Rs), that play a crucial role in memory formation, are spontaneously emerging synchronous network events in the hippocampal circuitry. Using an in vitro model, we uncovered that the input-output properties of distinct types of neurons during SPW-Rs. We found that the most active GABAergic cells were parvalbumin containing interneurons, while the vast majority of pyramidal cells was silent. Our analysis revealed that in all cell types the firing during SPW-Rs was driven by excitatory synaptic input. Pharmacological manipulations uncovered that perisomatic inhibitory currents predominantly originated from the high frequency discharge of parvalbumin containing interneurons generate the majority of the field potential that is seen as a sharp wave. Similarly, these GABAergic cells were found to generate the gamma oscillations in hippocampal slices as well. In addition, we elucidated that by cholinergic receptor activation, which increases the excitability, but reduces the efficiency of synaptic communication, the default mode of the hippocampal operation, the SPW-R state can be readily switched to gamma oscillation. Our results propose that the behaviorally relevant network activities, SPW-Rs and gamma oscillations are generated by the same neuronal circuitries in the hippocampus, comprised of pyramidal cells and parvalbumin containing interneurons.

Actions (login required)

Edit Item