Eigenrauschen in Kultivierten Hippocampus-Neuronen: Experiment Und Modellierung

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Oct, 2004  |  Pubmed ID: 15509761

Unterschwellige Spannung Lärm Der Ratte Neokortikalen Pyramidalen Neuronen

The Journal of Physiology. Apr, 2005  |  Pubmed ID: 15695244

Spitze Vermehrung, Dendriten Mit Stochastischen Ionenkanäle

Journal of Computational Neuroscience. Feb, 2006  |  Pubmed ID: 16649068

Wir untersuchen die Auswirkungen der stochastischen Natur von Ionenkanälen für Treue, Präzision und Reproduzierbarkeit der elektrische Signalübertragung im schwach aktive, Dendritische Membran unter in-vitro-Bedingungen. Die Eigenschaften der vorwärts- und Backpropagating Aktionspotentiale (BPAPs) in der dendritischen Struktur der Pyramidenzellen sind Gegenstand intensiver empirische Arbeit und theoretische Spekulation (Larkum Et Al., 1999; Zhu, 2000; Larkum Et Al., 2001; Larkum und Zhu, 2002; Schaefer Et Al., 2003; Williams, 2004; Waters Et Al., 2005). Numerisch simulieren wir die Auswirkungen der stochastischen Ionenkanäle auf die vorwärts- und Rückwärtsbewegung Ausbreitung der dendritischen Spitzen in Monte-Carlo-Simulationen auf einem rekonstruierten Schicht 5 pyramidale Neuron. Wir berichten, dass in den meisten Fällen gibt es wenig Variation in ihrer Fälligkeit oder ihrer Amplitude für eine einzelne BPAP, während Variable Backpropagation für Züge der Aktionspotentiale auftreten kann. Darüber hinaus finden wir, dass die Generierung und forward Vermehrung dendritische Ca(2+) Spikes Kanal Variabilität anfällig sind. Dies zeigt die Einschränkungen auf Berechnungen, die abhängig von den genauen Zeitpunkt der Ca(2+) Spitzen.

Weiterleiten Und Reverse-hippocampal Ortszelle Sequenzen Während Wellen

Nature Neuroscience. Oct, 2007  |  Pubmed ID: 17828259

Wir berichten, dass zeitliche Spitze Reihenfolgen von hippocampal Ort Neuronen von Ratten auf einer erhöhten Strecke in umgekehrter Reihenfolge am Ende des Laufs, aber in forward Reihenfolge im Vorgriff auf der Flucht, wiederkehrten, zeitgleich mit scharfen Wellen. Vektor-Entfernungen zwischen den Feldern Ort spiegelten sich in der zeitlichen Struktur dieser Sequenzen. Diese bidirektionale Nachstellen des zeitlichen Sequenzen kann zu der Gründung von höherer Ordnung Vereinigungen im episodischen Gedächtnis beitragen.

Hippocampal Netzwerk Dynamik Einschränken, Die Zeitspanne Zwischen Pyramidenzellen in Veränderter Umgebungen

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Dec, 2008  |  Pubmed ID: 19074018

Hippocampus bietet eine räumliche Karte der Umgebung. Veränderungen in der Umwelt verändern die Muster Feuern von Neuronen, sondern werden vermutlich durch Elemente der Netzwerk-Dynamik eingeschränkt. Wir verglichen die neuronale Aktivität in Regionen CA1 und CA3 des Hippocampus bei Ratten unter Wasser Belohnung eine lineare Strecke, bevor und nachdem die Länge verkürzt wurde. Ein Bruch der Zellen verloren ihren Platz-Feldern und neue Gruppen von Zellen mit Feldern entstanden, angibt, die unterschiedliche Darstellung der zwei Spuren. Zellen, die in beiden Umgebungen aktiv verlagerte ihren Platz-Feldern auf standortbezogene Weise, vor allem am Anfang und Ende der Schiene. Darüber hinaus sanken Spitze schießen Preise und Ort-Feldgrößen, während Platz-Feld Überlappung und Coactivity gestiegen. Macht im Theta-Frequenzbereich von Potentialen lokales Feld nahm auch in CA1 und CA3, zusammen mit der Kohärenz zwischen beiden Strukturen. Im Gegensatz dazu die Theta-Skala (0-150 ms) Zeitverzögerungen zwischen Zelle-Paaren, die Entfernungen auf den Gleisen wurden konserviert, und die Aktivität der Bevölkerung hemmenden Neuron über Umgebungen hinweg beibehalten wurde. Wir interpretieren diese Beobachtungen widerspiegelt Freiheiten und Einschränkungen der hippocampal Netzwerk-Dynamik. Die Freiheiten ermöglichen die notwendige Flexibilität für das Netzwerk, einzigartige Muster, deutlich zu vertreten, während die Dynamik die Geschwindigkeit mit der Aktivität vermehrt zwischen den Zelle-Assemblys beschränkt, die die Muster darstellt.

Einem Durchlauf Phasenverschiebung Im Hippocampus

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Oct, 2009  |  Pubmed ID: 19846711

Während der Überfahrt des Feldes Ort einer pyramidenförmigen Zelle im Ratte Hippocampus verringert die Brand-Phase der Zelle in Bezug auf den lokalen Theta-Rhythmus. Diese Phasenverschiebung ist in der Regel auf der Grundlage der Daten studierte viele in dem Feld platzieren, die Traversalen zusammen gebündelt sind. Hier untersuchen wir die Eigenschaften der Phasenverschiebung in einzelnen Studien. Wir fanden, dass einem Durchlauf und gebündelt-Testversion Phasenverschiebung waren unterschiedlich in Bezug auf die Phasenlage Korrelation, Phase-Zeit Korrelation und Phase-Bereich. Während gebündelt-Testversion Phasenverschiebung 360 Grad umfassen kann, war der häufigste einem Durchlauf Phase-Bereich nur etwa 180 Grad. Im zusammengefassten Studien, die Korrelation zwischen Phase und Position (R =-0.58) war stärker als die Korrelation zwischen Phase und Zeit (R = 0,27), während in einzelne Studien diese Korrelationen (R = 0.61 für beide) waren nicht signifikant unterschiedlich. Als nächstes nachweislich wir Phasenverschiebung eine große Variabilität der Testversion-Testversion-ausgestellt. Insgesamt konnte nur ein Bruchteil der Testversion-Testversion-Variabilität in Maßnahmen der Phasenverschiebung (z. B. "Hang" oder "Offset") von anderen einem Durchlauf-Eigenschaften (z. B. laufende Geschwindigkeit oder feuern Rate), erklärt werden, während der größere Teil der Variabilität bleibt noch um zu erklären. Endlich, wir fanden, dass Ersatz einzelner Studien, erstellt von zufällig Zeichnung Stacheln aus den zusammengefassten Daten, experimentelle einzelnen Studien nicht entsprechen: Bündelung über Studien daher grundlegende Maßnahmen der Phasenverschiebung ändert. Diese Befunde zeigen, dass einzelne Studien möglicherweise besser geeignet für die Codierung zeitlich strukturierte Ereignisse, als durch die gepoolten Daten vorgeschlagen wird.

Zeitliche Verzögerungen Unter Ortszellen Bestimmen Die Häufigkeit Der Bevölkerung Theta Schwingungen Im Hippocampus

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20375279

Angetrieben durch externe Wahrzeichen oder durch interne Dynamik, bilden Neuronen Sequenzen der Zelle Assemblys. Die koordinierte Entlassung dieser aktiven Zellen wird durch die prominenten "Theta" Schwingungen im lokalen Bereich potenziellen (LFP) organisiert: setzen Sie Zellen Entlastung an schrittweise früher Theta-Phasen, wie die Ratte im jeweiligen Feld ("Phasenverschiebung") durchquert. Die schnellere Schwingungsfrequenz der aktiven Neuronen und die langsameren Theta LFP, zugrunde liegenden Phasenverschiebung, erstellt ein Paradoxon. Wie können schneller oszillierende Neuronen eine langsamere Bevölkerung-Oszillation umfassen, LFP deutlich zum Ausdruck kommt? Wir bauten ein mathematisches Modell, das uns erlaubt, die Bevölkerung Aktivität analytisch aus experimentell abgeleiteten Parametern von der Schwingungsfrequenz einzelnes Neuron berechnen feuern Feldgröße (Dauer) und die Beziehung zwischen in-Theta Verzögerungen der Ort Zelle Paare und ihre Entfernung Vertretungen ("Komprimierung"). Die geeignete Kombination dieser Parameter generiert einen konstanter Frequenz Bevölkerung Rhythmus entlang der Septo-zeitliche Achse des Hippocampus, wobei einzelne Neuronen ihre Schwingung Frequenz und Feld Größe variieren. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die schneller als Theta-Schwingungen der Pyramidenzellen sind und diese Phasenverschiebung ein Ergebnis der koordinierten Aktivität zeitlich verschobene Zelle Assemblys, im Verhältnis zu der Bevölkerung-Aktivität von LFP reflektiert ist.

Beziehungen Zwischen Hippocampal Scharfe Wellen, Wellen Und Schnellen Gamma Schwingung: Einfluss Der Gyrus Und Entorhinalen Kortikale Aktivität

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Jun, 2011  |  Pubmed ID: 21653864

Hippocampal scharfe Wellen (SPWs) und damit verbundenen schnelle ("Zacken") Schwingungen (SPW-Rs) in der CA1-Region gehören die meisten synchrone physiologische Muster im Gehirn von Säugetieren. Mit zweidimensionalen Arrays von Elektroden zur Aufnahme von lokalen Bereich Potentiale und Einheit Einleitungen Ratten frei zu bewegen, wir untersucht die Entstehung der Welligkeit Schwingungen (140-220 Hz) und ihre Herkunft und zellular-synaptische Mechanismen mit schnellen Gamma Schwingungen (90-140 Hz) verglichen. Wir zeigen, dass (1) hippocampal SPW-Rs und schnelle Gamma Schwingungen quantitativ unterschiedliche Muster sind aber die gleichen Netzwerke beinhalten und ähnliche Mechanismen zu teilen; (2) sowohl die Häufigkeit als auch die Größe der schnellen Schwingungen sind mit dem Ausmaß der SPWs positiv korreliert; (3) während der Wellen und schnellen Gamma Schwingungen ist die Frequenz der Schwingung Netzwerk in CA1 als in CA3 höher; und (4) das Auftauchen von CA3 Bevölkerung platzt, Voraussetzung für SPW-Rs, begünstigt durch Aktivitätsmuster in den Gyrus dentatus und entorhinalen Kortex, mit der höchsten Wahrscheinlichkeit der Wellen, die ein "Optimum" der Gyrus Gamma macht zugeordnet. Wir vermuten, dass jedes hippocampal Subnetzwerk unterschiedliche resonant, optimiert durch das Ausmaß des exzitatorischen Laufwerks besitzt.

Hippocampale CA1 Pyramidenzellen Bilden Funktional Unterschiedliche Unterebenen

Nature Neuroscience. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21822270

CA1 pyramidale Neuronen wurden häufig als eine homogene Zellpopulation in Modellierung, biophysikalischen und pharmakologische Studien angesehen. Wir fanden die robuste Unterschiede zwischen pyramidale Neuronen wohnten in den tiefen und oberflächlichen CA1-Unterfolien bei Ratten. Verglichen mit Gleichaltrigen oberflächlichen, tief Pyramidenzellen gefeuert zu höheren Sätzen, häufiger platzen, waren eher Ort Felder haben und wurden stärker moduliert durch langsame Schwingungen des Schlafes. Sowohl Tiefe als auch oberflächliche Pyramidenzellen feuerte bevorzugt an den Trog der Theta-Schwingungen beim Labyrinth erkunden, während tief Pyramidenzellen ihre bevorzugte Phase vom Feuern auf den Gipfel des Theta während der REM-Schlaf (REM) Schlaf verlagert. Obwohl die Mehrheit der REM Theta Phasenverschiebung Zellen in der aufsteigenden Phase der Gamma-Oszillationen während wachen gefeuert, bevorzugt nonshifting Zellen darüber hinaus den Trog. Somit können CA1 Pyramidenzellen in angrenzenden Unterebenen ihre Ziele gemeinsam oder differentiell, je nach Gehirn-Staaten gerecht.

Aktivität Dynamik Und Verhaltens Korreliert Der CA3 Und CA1 Pyramidale Neuronen

Hippocampus. Feb, 2012  |  Pubmed ID: 22367959

Die CA3 und CA1 pyramidalen Neuronen sind die wichtigsten wichtigsten Zelltypen des richtigen Hippocampus. Das stark wiederkehrende Sicherheiten System der CA3-Zellen und die weitgehend Parallel organisierten CA1-Neuronen schlagen vor, daß diese Regionen unterschiedliche Berechnungen durchzuführen. Ein umfassender Vergleich zwischen CA1 und CA3 Pyramidenzellen im Hinblick auf die Entlassung von Eigenschaften, Netzwerk-Dynamik und Verhaltens-Korrelationen ist jedoch spärlich in den intakten Tier. Wir spielten großflächige Aufnahmen in der dorsalen Hippocampus von Ratten, die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen CA1 zu quantifizieren (n > 3.600) und CA3 (n > 2.200) Pyramidenzellen während Schlaf und Exploration in Umgebungen mit mehreren. CA1 und CA3 Neuronen unterschieden sich signifikant in feuern Preise, spike Platzen Neigung, spike Mitnahme von den Theta-Rhythmus und andere Aspekte der spiking Dynamik Gehirn Zustand-abhängigen Weise. Ein kleiner Teil der CA3 als CA1 Zellen an prominenter Stelle Felder angezeigt, aber Platz CA3 Neuronen kompakter waren, stabiler, und weitere räumlichen Informationen pro Spitze als die der CA1 Pyramidenzellen durchgeführt. Weitere Features der zwei Zelltypen wurden speziell für die Testumgebung. CA3 Neuronen zeigte, dass weniger ausgeprägt Phasenverschiebung und einer schwächeren Position gegenüber Spike-Phase Beziehung als CA1-Zellen. Unsere Forschungsergebnisse legen nahe, dass diese unterschiedliche Aktivität Dynamik der CA1 und CA3 Pyramidenzellen ihrer computational Rollen unterstützen. © 2012 Wiley Periodika, Inc.