摘要：同步神经元活动是发育中小鼠初级躯体感觉皮层的一个特征，这种同步活动对于神经回路的形成和功能成熟至关重要。但2/3层活动的来源仍不清楚，究竟是哪些神经元或神经回路驱动了这种强烈的同步活动，仍然是一个未解之谜。基于此，2025年2月3日美国耶鲁大学医学院精神病学系
同步神经元活动是发育中小鼠初级躯体感觉皮层的一个特征，这种同步活动对于神经回路的形成和功能成熟至关重要。但2/3层活动的来源仍不清楚，究竟是哪些神经元或神经回路驱动了这种强烈的同步活动，仍然是一个未解之谜。基于此，2025年2月3日美国耶鲁大学医学院精神病学系Alicia Che研究团队在Nature communications杂志发表了“Translaminar synchronous neuronal activity is required for columnar synaptic strengthening in the mouse neocortex”揭示了跨层同步神经元活动是小鼠新皮质柱状突触增强所必需的。
图三 急性化学遗传抑制L5输出在第1 PNW时减弱SNA作者通过体内成像、狂犬病毒示踪以及电生理记录实验获得的数据均表明，在出生后第二周和第三周L4的输入建立之前，出生后第一周内，L5会向L2/3的锥体神经元提供大量输入。这些结果表明，L5的突触输入在驱动L2/3的同步神经元活动方面可能发挥着在发育过程中短暂却至关重要的作用。为了在体内直接比较出生后第一周与第二周期间，L5-L2/3输入对SNA的贡献差异，采用了化学遗传学方法来急性降低L5的激活程度。将靶向L5锥体神经元的Rbp4-Cre品系与表达依赖于Cre的Gi DREADD和mCitrine（ROSALSL.hM4Di-mCitrine）的小鼠品系进行杂交，并在出生后第0天注射AAV1-Syn-jRGECO1a。在脑切片实验中，10 μM的CNO激活会使L5锥体神经元产生外向电流，并适度降低其放电频率，但不会完全消除其活动。作者在P6植入颅窗，并于P7-8或P14注射生理盐水或CNO后，对L2/3的SNA进行成像。与注射生理盐水相比，在P7-8时，CNO显著降低了L2/3的SNA频率和幅度。在P14时，CNO对SNA频率没有影响。由于L5神经元还为皮层下区域（包括丘脑网状核，TRN）提供大部分皮层输出，SNA幅度的增加可能反映了这些回路中由于L5输出减少而导致的皮层-丘脑反馈变化。另外，SNA幅度的增加也可能是双突触抑制减弱的结果。总结本文围绕小鼠新皮质中跨层同步神经元活动对柱状突触增强的作用展开研究，同步神经元活动是发育中小鼠初级躯体感觉皮层的特征。在发育中的初级体感皮层（S1）中，早期的同步神经元活动是以桶柱形式组织的，并且这种跨层激活主要由第5层锥体神经元驱动。这种短暂的L5到L2/3的连接在协调柱状组织中起着关键作用。这些发现为理解神经发育障碍的回路机制提供了洞见，表明单个细胞类型或连接的改变可能会对发育中的大脑后续回路组装产生长期影响。文章来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-55783-w阅读原文 来源：科学小桃仙
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