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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

来源:中国科学院 作者:无城 人气: 发布时间:2015-04-17
摘要: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《自然通讯》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

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《自然·通讯》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。

作者:无城

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