Микросхема для сабвуфера: Схема мощного УНЧ для сабвуфера на микросхеме TDA1562Q, даташит (+14В, 70Ватт)

Содержание

Усилитель для сабвуфера | Микросхема

Недавно попалась очередная, можно сказать, классическая схема транзисторного биполярного усилителя для сабвуфера. Он интересен простотой, легкостью сборки и монтажа даже для начинающего радиолюбителя.

Преимущества предлагаемой схемы усилителя для сабвуфера

Но все же основным и несомненным достоинством представленного усилителя для сабвуфера является гибкость выходной мощности и стабильность работы. Так, без изменения схемы и печатной платы, можно получить номинальную выходную мощность в 50 или 100 ватт. Отлично, не правда ли? Это достигается всего лишь заменой двух оконечных транзисторов. При 2N3055 в одном плече и MJ2955 в другом долгоиграющая мощность составляет 50 ватт, максимальная – 75 Вт. При замене указанных транзисторов на MJ802 и MJ4502 соответственно номинальная выходная мощность усилителя для сабвуфера увеличивается до 100 ватт, максимальная – до 125 Вт. Номиналы всех применяемых в усилителе радиодеталей указаны на схеме.

Обратите также внимание на мощности используемых резисторов R7 и R8, которые должны быть не менее 2 Вт. Напряжение питания сабвуферного усилителя двуполярное по 35 вольт в плечо. Работает схема стабильно. Факт, что приведенный усилитель для сабвуфера транзисторного типа, говорит о низком уровне искажений и шумов. Топология печатной платы показана ниже.

Для радиолюбителей это также является весомым аргументом в пользу сборки усилителя. Ну и, конечно же, выходные транзисторы усилителя для сабвуфера необходимо посадить на теплоотвод.

Транзисторы выходного каскада усилителя для сабвуфера

Транзистор 2N3055 уже не раз упоминался нами. К примеру, в статье усилитель с выходной мощностью 50 Вт. Там же приведена его характеристика. Отечественный аналог КТ819ГМ и КТ729А.

MJ2955 также используется в схеме транзисторного усилителя на 15 ватт. Однако подробно не рассматривался. Транзистор является своего рода зеркальным отражением предыдущего, т.е. характеристика идентична, только структура p-n-p. Такие транзисторы называются комплементарными, т.е. взаимно дополняющими. Аналог КТ818ГМ.

Характеристика и фото MJ4502 ниже. Аналогом MJ4502 является КТ827А.

Характеристика и фото MJ802 — биполярного низкочастотного n-p-n — ниже. Аналогом MJ802 служит КТ819ВМ.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: УНЧ

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

TDA1517 — простой усилитель звуковой частоты
УНЧ на 50 Вт

УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ САБВУФЕРА

   Вот недавно задумал сделать для себя мощный одноканальный усилитель для питания сабвуферного канала. Поскольку сабвуфер планировался сделать для дома, то было решено поставить недорогой усилитель с высокой мощностью и простой схемой включения. К счастью имелась плата усилителя на микросхеме 2030, а из той серии самым мощным усилителем является микросхема 2051 с выходной мощностью 50 ватт!

   Пробовал также запитать данный усилитель от 40 вольт, работает нормально, мощность достигает до 60 ватт (чистых), но рисковать не стоит, поскольку усилитель жутко греется.  

   Усилитель на микросхеме TDA2051 предназначен для использования в бытовой аудио аппаратуре HI-FI класса, во основном для домашних сабвуферных комплексов 5:1, усилитель класса АВ, микросхема имеет тепловую защиту, защиту от короткого замыкания выхода на корпус и шину питания. Схема подключения была дополнена несколькими деталями и в итоге получился такой усилитель.


   Усилитель на TDA2051 имеет следующие параметры

— Напряжение питания двухполярное — от +/-6 до +/-25В при номинальном +/-18В
— Ток покоя при номинальном напряжении 40 мА
— Выходная мощность на нагрузке 4 Ом при напряжении питания +/-18В равна 32 Вт
— Скорость нарастания выходного сигнала 5 В/мкс
— Температура срабатывания тепловой защиты 145°С
— Пороговое напряжение PLAY 2,7В (при номинальном напряжении питания). 

   При коротком замыкании выхода на корпус или шину питания микросхема автоматическим образом отключается, то же самое происходит при превышении температуры кристалла микросхемы более 155°С, а при температуре 145°С микросхема переходит в режим MUTE.

   Максимальная выходная мощность при максимальном питании 50 ватт! Готовый усилитель прикреплен к теплоотводу. Источником питания служит торроидный трансформатор (у таких трансформаторов очень маленькие тепловые потери и большой кпд.

   Конденсаторы фильтрации питания на 35 вольт 3300 микрофарад (использовал заводские), емкости конденсаторов чем больше, тем лучше фильтрация питания, помехов будет меньше.

   Номинал входного конденсатора не критичен, можно ставить от 0,1 до 1 микрофарада, чем больше емкость входного конденсатора, тем лучше усилитель воспроизводит низкие частоты (басы). Вот и все! Наш усилитель для сабвуфера готов, осталось найти качественный низкочастотный динамик для саба! Надеюсь скоро достану…


Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ САБВУФЕРА В МАШИНУ

Здесь мы рассмотрим классический качественный 100-ваттный усилитель для сабвуфера для авто. Этот автомобильный усилитель для саба гораздо мощнее, чем всем известные на TDA1562, которые с трудом дают 50 ватт. Основа – проверенная многими очень достойная микросхема ТДА7294 плюс преобразователь 12 – 2х40 В. Имеется встроенный НЧ фильтр, причём все разместилось на одной односторонней печатной плате 75 х 125 мм. Вот рисунки. Схема состоит из трех блоков:

Преобразователь питания УМЗЧ сабвуфера

Этот конвертер на основе TL494 (KA7500) драйвера. Есть защита от перенапряжения – отключение, если напряжение превышает 15 вольт на вход. Защита от недонапряжения будет беречь от сильного разряда батареи – драйвер будет отключен, если напряжение упадает до 9 В. Токовая защита заботиться о транзисторах выхода и общей безопасности всей схемы. Зеленый диод означает нормальную работу, красный диод – одна из защит отключила драйвер. Схема плавного пуска позволяет медленно запустить преобразователь несмотря на большие емкости на выходе.

   Трансформатор вы можете сделать свой собственный или взять один из блока ATX (в блоке питания компьютера). Используйте 5V и 12V линии, будет коэфициент трансформации – 2,4x. Это означает, что, если мы подадим 14 В аккумуляторного напряжения по 5 В линии, мы получаем в 2,4x больше напряжения на 12 В линии – примерно +/-33 В, чтобы питать микросхему усилителя. Это очень хорошее и простое решение. Частота переключения – 50 кГц. Изменить её можно путем установки конденсатора на pin5 TL494. Например 1nF даст частоту около 50 кГц, 1,5nF – 30 кГц.

   Вы можете заменить полевые IRFZ44N на другие транзисторы, нужно только обеспечить более 100 Вт выходной мощности, а IRFZ44N до 300 ватт.

Предварительный усилитель и фильтр низких частот

Это простая схема с одним операционным усилителем TL072. Питается от симметричного двухполярного напряжения +12V/-12V, формируемых стабилитронами на 12 В из основных.

Усилитель мощности на микросхеме

Микросхема TDA7294 в типовом включении, ничего особенного. Контакты MUTE и ST-BY постоянно подключены к плюсу через нужные цепочки R-C.

Советы по сборке схемы

  1. Используйте толстые провода в силовых цепях. Входной конденсатор С4 должен иметь, по крайней мере, 4700uF ёмкости, от его эффективности зависит выходная мощность. Обязательно используйте 10 А предохранитель на аккумуляторной линии. Предупреждаем – схема не для начинающих, запуск инвертора требует некоторых знаний и оборудования. Когда делаете первый запуск, используйте питание с ограничением тока.
  2. Масса разведена удачно – опасались, что появится фон, шум, самовозбуждение, но оказалось, что всё нормально. В начале были проблемы с лёгким гулом в фильтре, но оказалось, что виновата была LM358 – эта микросхема совершенно не подходит для качественного аудио. Обычная TL072 или NE5532 гораздо лучше.
  3. Преобразователь устойчив к короткому замыканию во вторичной обмотке и выходных линиях питания – мгновенно отключается, так что не бойтесь его сжечь при случайных КЗ на плате УМЗЧ. Про корпус УНЧ для автомобильного сабвуфера сказать нечего – кто какой хочет, такой и применит – главное грамотно настроить саму схему, а дальше дело фантазии…

Форум по автосабвуферам

САБВУФЕР НА МИКРОСХЕМЕ

Автомобильный сабвуфер — вещь хорошая, но качественный сабвуфер сегодня стоит немало, поэтому многие предпочитают изготовить его в домашних условиях. Но во время проектирования, сталкиваются с серьезной проблемой, которая называется преобразователь напряжения, ведь для мощного усилителя портовые 12 вольт автомобиля явно маловаты, поэтому приходится повышать напряжение для питания канала УНЧ. Именно преобразователь напряжения становится причиной, что многие любители отказываются от мощных усилителей. Вот тут на помощь приходит микросхема ТДА1562, самая мощная из 12 вольтовых. Это достаточно качественная одноканальная микросхема с выходной мощностью в 70 ватт, может использоваться для питания маломощного сабвуфера от 12 вольт.

Схема подключения микросхемы

Микросхема с успехом может качать такие головки, как 50 и 75ГДН отечественного производства. Конструкция не так уж и сложна, из схемы можно убрать некоторые компоненты, в частности светодиоды с ограничительными резисторами, они служат индикаторами напряжения. Фильтр помех состоит из дросселя, который фильтрует ВЧ помехи, и конденсатора или бока конденсаторов, которые предназначены для подавления низкочастотных помех. Из схемы УМЗЧ также можно исключить диод от переплюсовки питания и предохранитель, в качестве диода подойдет буквально любой выпрямительный с током от 5 ампер.

 

Саму микросхему необходимо установить на теплоотвод, последний желательно большой, поскольку микросхема будет греться и достаточно сильно,при маленьких радиаторах нужно дополнительно поставить кулер для охлаждения. Входной конденсатор (С15) от 0,1 до 1 мкф, от него зависит чувствительность усилителя к низким частотам. Питание подается напрямую от автомобильного аккумулятора.

Микросхема ТДА1562 — действительно отличный вариант для тех, кто хочет иметь в своей машине приятные и глубокие басы и не хочет опустошать свой кошелек на пару сотен зеленых, так как микросхема стоит менее 8 долларов. Более подробно о сборке этого устройства читайте здесь.

Originally posted 2018-10-27 20:29:31. Republished by Blog Post Promoter

⚡️Усилитель для сабвуфера собран на микросхемах

На чтение 4 мин Опубликовано Обновлено

Высококачественный усилитель собран на микросхемах КА2250, LM3914N, TDA1514A.

Несложный усилитель для сабвуфера своими руками изготовлен. Стереоусилитель для сабвуфера собран всего на трех микросхемах и пяти транзисторах представлен на нашем сайте. Условно его можно разделить на четыре узла: узел регулировки громкости на импортной микросхеме DA1; усилитель индикации, выполненный на интегральной микросхеме DA2 и транзисторе VT5, с линейкой светодиодов VD5-VD14; активный фильтр на транзисторах VT1-VT4 и усилитель мощности на микросхеме DA3.

Интегральная микросхема DA1 КА2250 представляет собой стереофонический цифроаналоговый регулятор громкости. В цифровую часть этой микросхемы входят тактовый генератор, 13-разрядный реверсивный регистр сдвига и дешифратор состояния регистра сдвига.

С помощью электронных ключей, которыми управляет дешифратор, через аттенюаторы пропускается входной сигнал. Аттенюаторы определяют величину усиления или ослабления сигнала. Увеличение громкости происходит при нажатии кнопки UP, а уменьшение при нажатии кнопки DOWN.

Интегральная микросхема КА2250 имеет относительно низкий уровень собственных шумов, о ее коэффициент гармоник на частоте 1 кГц при выходном сигнале 1 В не превышает 0,005%. К выводу 8 этой микросхемы предусмотрено подключение индикатора уровня сигнала. В данной конструкции индикатор уровня выполнен на ИМС LM3914N (можно применить также LM3915N и LM3916N).

На транзисторе VT5 построен предварительный усилитель. Чувствительность индикатора регулируется резистором R5. В этом усилителе индикатор уровня играет больше эстетическую, чем информационную роль, поэтому проводить или не проводить регулировку по точной установке 0 дБ, решать радиолюбителям, которые возьмутся за повторение этой конструкции. В качестве светодиодной шкалы можно использовать линейку ультра ярких светодиодов.

С выхода микросхемы регулятора громкости звуковой сигнал через конденсаторы С11 и С12 поступает на активный фильтр для сабвуфера, выполненный на транзисторах VT1-VT4. Разработчиком схемы этого фильтра является фирма «Витан» (г. Запорожье). Конструкция, которая предлагается этой фирмой, немного доработана путем изменения коэффициента усиления фильтра и замены всех электролитических конденсаторов неполярными.

Коэффициент усиления этого фильтра 1,5; частота среза 300 Гц; коэффициент гармоник не более 0,05%; коэффициент ослабления на частоте 10 кГц около -20 дБ. Выход фильтра подключен к резистору R24, с движка которого низкочастотный сигнал поступает на вход ИМС УМЗЧ TDA1514A, включенной по типовой схеме. Об этой микросхеме сказано и написано очень много.

Она обеспечивает выходную мощность сабвуфера 40 Вт на нагрузке 8 Ом при уровне нелинейных искажений не более 0,01%. В принципе, в качестве усилителя мощности низкой частоты можно использовать усилитель TDA7294, но предпочтение все же следует отдать TDA1514A. Реально TDA7294, имеет больший Кни (хотя и большую выходную мощность), да и стоит дороже.

В крайнем случае, если необходимо большая выходная мощность, можно включить два корпуса TDA1514A по мостовой схеме. Микросхему УМЗЧ следует установить на радиатор площадью не менее 500 см?. Можно также применить принудительное охлаждение с помощью вентилятора.


Несколько слов о блоке питания (рис.2). Трансформатор должен иметь две вторичные обмотки: для усилителя и регулятора громкости (20 В при токе 2,5 А), а также для фильтра и индикатора уровня (12 В при токе 0,4 А). Для питания ИМС УМЗЧ применяется нестабилизированное напряжение ±27,5 В, для питания микросхемы регулятора громкости на транзисторах VT1 и VT2 собраны два стабилизатора но напряжение ±5 В.

Схема однополярного блока питания для фильтра и индикатора уровня объяснений не требует. В качестве собственно сабвуфера можно использовать заводскую (готовую) низкочастотную АС или изготовить ее самому. Найти соответствующую литературу не составляет труда. Рекомендую использовать конструкцию акустической системы, описанную в [3], как наиболее подходящую под рассмотренный усилитель.

Самый лучший вариант – объединить в одном корпусе сабвуфер и усилитель для него (рис.З), но тогда надо следить за прочностью пайки и соединений, так как при работе усилителя будут присутствовать вибрации. Рассмотренный усилитель для сабвуфера не следует считать единственно возможной конструкцией, хотя он действительно способен обеспечить хороший звук.

При его повторении можно применить транзисторы и микросхемы других типов (например, активный фильтр можно выполнить на импортных аналогах транзисторов, индикатор уровня на отечественных ИМС, а в качестве УМЗЧ применить TDA7294 и т.п.). Исходя из высоких технических характеристик усилителя, хочется верить, что сабвуфер с усилителем, описанным в данной статье, займет достойное место в аудио- комплексе настоящих ценителей качественного звукового воспроизведения.

Читайте также статьи:

Схема 40 Вт усилителя сабвуфера на TDA8563 с низковольтным питанием

40 ватт выходной мощности при 14,4 вольтах питания и 2-омной нагрузке.
Схема усилителя автомобильного сабвуфера и для кучи — как я модифицировал
подаренный музыкальный центр.

«Только в свой день рождения узнаёшь сколько на свете ненужных вещей…». Эта народная мудрость, имеющая законченный, но унылый смысл, знакома каждому, кто имел счастье однажды родиться на свет и неосторожность собрать гостей на свой ДР.
Однако в данной истории — всё обстояло не так, чтобы совсем уж и плохо. И вместо категорически не рекомендованного мной перечня всякой бесполезной мелкой хрени, коллектив напрягся, собрался с мыслями и подарил мне… одну большую тяжёлую хрень, сдобрив её оригинальными, добрыми и искромётными пожеланиями.

Большая и тяжёлая… вещь оказалась винтажным стерео-проигрывателем винила, кассет, CD, USB и радио. А в описании гордо уточнялось, что это — не какой-нибудь там член моржовый, а оригинальное изделие от известной швейцарской компании, выпол- ненное в деревянном корпусе в ретро стилистике 60 — 70 гг.

На поверку изделие швейцарских мастеров оказалось выструганным в городе Шэньчжэнь, что раскинулся в дельте Жемчужной реки, и не из дерева, а из МДФ, покрытого шпоном.

При этом нареканий к качеству самого продукта никаких не возникало: приёмник хорошо ловил ФМ станции, CD и USB исправно работали, музыка звучала громко и относительно чисто.

Хорошая вещь на дачу! — сказал я жене.
Единственный нюанс — низкие частоты. И не сказать, чтобы они были плохие. Заморочка состояла в том, что их не было…, а конкретнее — НЕ БЫЛО ВООБЩЕ! Как класса!!!
Ну, ничего, — подумал я, — вертушка винила (в столь примитивном исполнении) мне ни разу не нужна, а на её место нормально встанет приличного размера низкочастотник. Акустика, само собой, выйдет не по учебнику, но басить с хорошим динамиком — должна.
На место без сомнений выдранной вертушки так и просился 8-дюймовый динамик. Однако глубина большинства низкочастотников была чрезмерно высокой для того, чтобы вместить его в чрево конструкции. Поэтому выбор пал на динамик с малой монтажной глубиной — Audison APBMW S8-2. К плюсам громкоговорителя также можно отнести и его низкое номинальное сопротивление — 2 Ома.

Итак, что мы имеем в сухом остатке?
Радикальное нежелание ковыряться в схеме и конструкции подаренного изделия!
Поэтому — входной сигнал для сабвуфера будем снимать с клеммы штатного динамика.
Методом тыканья щупом мультиметра в разные точки ящика было выяснено, что усилитель внутри музцентра — мостовой и питается от 12 В, что выдаёт нам на-гора около 15Вт выходной мощности, а также постоянное напряжение на обоих выходах, а соответственно, и на обеих клеммах встроенных динамиков +6В.
В результате собранной информации получилась очень простая схема усилителя для сабвуфера, которая за счёт низковольтного (8…18 В) питания окажется весьма полезной и для автомобильных аудио-инсталляций.

Рис.1

На самом деле, довольно сложно найти микросхему УНЧ, которая в штатном режиме готова работать на 2-омную нагрузку. Поэтому недорогие и не сильно дефицитные мостовые ИМС TDA8560Q и TDA8563Q меня весьма порадовали, оказавшись в поле моего зрения.
При минимальном внешнем обвесе они обладают приличными звуковыми параметрами, не требуют на выходе цепочек Буше-Цобеля (что говорит о хорошей устойчивости схемы и отсутствии глубоких ООС), а также выдают при 14,4 вольтах однополярного и 2-омной нагрузке — 40 ватт выходной мощности.
Кроме того, выходной каскад усилителя работает в режиме мягкого ограничения (Soft Klipping). А это значит, что при достижении выходным сигналом максимальных значений, пики сигнала срезаются не резко, а наступает мягкая компрессия, что, в итоге, даёт мощное, неискажённое звучание.

На схеме Рис.1 микросхема TDA8563 (вернее один из 2-х её каналов) включена в штатном режиме, рекомендованном производителем, и никаких пояснений не требует.

На транзисторе Т1 выполнен фильтр нижних частот (ФНЧ) третьего порядка, жизненно необходимый для нормальной работы любого сабвуфера. Спад АЧХ за пределами высшей частоты полосы пропускания составляет 18дБ/октаву, а сама частота среза ФНЧ плавно перестраивается посредством переменного или подстроечного резистора R6. Коэффициент передачи фильтра близок единице.
Выбор полевого транзистора в фильтре обусловлен: как его высоким входным сопротивлением, так и возможностью достижения максимального значения размаха выходного напряжения, практически равного Up. Входное напряжение может достигать таких же величин.
Резисторы R1 и R2 задают режим работы полевика по постоянному току. Номинал R1 подбирается при настройке схемы с целью — получить на истоке Т1 уровень постоянного напряжения, равный Up/2.

Ввиду того, что низкочастотная составляющая звукового спектра у оригинального изделия полностью отсутствовала и, собственно говоря, сабвуферу не с чем было вступать в фазовые (временные) конфликты — от регулировки фазового сдвига также было решено отказаться.
В иной ситуации я бы посоветовал остановиться на схеме фильтра, снабжённого регулировкой фазового сдвига. Именно такую схему мы рассмотрели на странице (ссылка на страницу).

 

Усилитель сабвуфера с использованием микросхемы TDA2003

Усилитель сабвуфера можно рассматривать как громкоговоритель, который формирует низкочастотные аудио сигналы. Это специально сконфигурированные электронные схемы, которые используются для повышения мощности сигнала и качества низких частот любого входного аудио сигнала.

Как сделать усилитель сабвуфера самостоятельно

Усилители сабвуфера находят свое применение в основном в сфере музыкальных мероприятий и развлечений, где качество звука имеет первостепенное значение в таких процессах, как создание и запись живой музыки. Итак, в этом руководстве мы рассмотрим пошаговые действия создания схемы усилителя сабвуфера с использованием популярной микросхемы аудио усилителя TDA2003.

Основным компонентом этой схемы является ИС усилителя звука TDA2003 мощностью 10 Вт. Данный прибор является усилителем мощности общего назначения, который используется в схемах проектирования стерео или моно аудио. TDA2003 может гарантированно обеспечить звуковые колонки заявленной мощностью при выходном токе до 3,5 А, а также способен выдерживать токи более высокого значения, вплоть до 5 А в течение короткого времени без каких-либо повреждений.

Сборка простой схемы усилителя сабвуфера на TDA2003

Компоненты оборудования

Для сборки этого проекта вам потребуются следующие детали:

КОМПОНЕНТ ЗНАЧЕНИЕ КОЛИЧЕСТВО
1 Усилитель звука IC TDA2003 1
2 Динамик 16 Ом 1
3 Аудиоразъем (штекер) 3,5 мм 1
4 Плата усилителя сабвуфера 1
5 Потенциометр 100 кОм 1
6 Конденсаторы 470 мкФ, 2,2 мкФ, 250 пФ 3
7 Пленочный конденсатор 1,8 мкФ/250 В 1
8 Паяльник 45 Вт — 65 Вт 1
9 Паяльная проволока с флюсом 1
10 Резистор 2.2 Ом, 220 Ом 2
11 Батарея постоянного тока 12 В 1
12 Крепление батареи 1
13 Смартфон / ПК 1

Распиновка микросхемы TDA2003

Усилитель сабвуфера — принципиальная схема

Заключение

Усилитель сабвуфера работает по следующему принципу. Аудиовход берется с такого устройства, как смартфон. Здесь конденсатор развязки 2,2 мкФ (C3) используется для блокировки любого сигнала постоянного тока, пропуская к микросхеме только переменный ток поступающий к входному контакту IN + IC усилителя TDA2003.

Выходной сигнал аудио усилителя IC затем проходит через фильтрующий конденсатор (C2), чтобы отфильтровать любой остаточный шум из выходного сигнала IC, прежде чем позволить ему перейти к выходу. Выходной аудио сигнал можно принимать на любой громкоговоритель с соответствующим сопротивлением.

Примечание. Подключите пленочный конденсатор 1,8 пФ 250 В, на случай появления сильного шума в выходной цепи динамика.

Обычно такой усилитель используется в таких устройствах, как системы домашнего кинотеатра, чтобы динамики могли воспроизводить музыку с высокими басами без шума и в высоком качестве.

Скачать: Даташит

Точная связь между микросхемами дальнего действия соединяет лобную и сенсорную кору головного мозга млекопитающих

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.06.028Get rights and content

сенсорные возбуждающие нейронные клоны получают определенные длинноатрицейные пресинаптические входы

пресинаптические нейроны в лобной зоне организованы в дискретные радиальные кластеры

пресинаптических нейронов в фронтальной зоне Выборочно формируют синапсы друг с другом

Взаимная связь между микросхемами соединяет лобную и сенсорную кору

Резюме

Фронтальная область коры головного мозга обеспечивает дальнодействующие входы в сенсорные области для модуляции активности нейронов и обработки информации.Эти цепи дальнего действия имеют решающее значение для точного сенсорного восприятия и сложного поведенческого контроля; однако мало что известно об их точной организации цепи. Здесь мы специально идентифицировали пресинаптические входные нейроны для отдельных клонов возбуждающих нейронов как единицу, которая составляет функциональные микросхемы в сенсорной коре мыши. Интересно, что дальнодействующие входные нейроны во фронтальной, но не в контралатеральной сенсорной области пространственно организованы в дискретные вертикальные кластеры и предпочтительно образуют синапсы друг с другом по сравнению с соседними невходными нейронами.Кроме того, сборка отдаленных пресинаптических микросхем в лобной области зависит от селективной синаптической связи клонов возбуждающих нейронов в сенсорной области, которые обеспечивают входы в лобную область. Эти данные свидетельствуют о том, что высокоточная дальнодействующая взаимная связь между микросхемами опосредует взаимодействие лобных и сенсорных областей в коре головного мозга млекопитающих.

Ключевые слова

Ключевые слова

Корский Схема

Модуляция сверху вниз

Экгитационный нейрон клон

Кобеярный микросхемы

Columnar Clone

схема длительного расстояния

в UTROO ретровирусную маркировку

бешенство Rabus Tracing

Четырехместный четырехлетняя запись

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0)

© 2019 Elsevier Inc.

Рекомендованные статьи

Ссылки на статьи

Дополнительный усилитель для домашнего кинотеатра на TDA1555Q (TDA1554Q). Доп усилитель для домашнего кинотеатра на TDA1555Q (TDA1554Q) Установка и подключение

  • 04.10.2019

    Ранее, на странице https://сайт/? P=57658, был рассмотрен пример использования аудиопроцессора TDA7419 на платформе Arduino с использованием ЖК-дисплея TFT 2.4 (SPFD5408), на этой странице будет рассмотрен пример использования ЖК-дисплея LCD1602 на базе контроллера HD44780.Основной задачей при разработке регулятора тембра и громкости на TDA7419 была простота и удобство управления. Аудиопроцессор содержит множество настроек…

  • 02.10.2014

    Схема преобразователя представлена ​​на рис. Основой устройства является однотактный автогенератор с трансформаторной связью и обратным включением диода. Генератор преобразователя выполнен на VT2. Германиевый транзистор имеет низкое сопротивление насыщения, что обеспечивает легкий пуск и нормальную работу преобразователя при низком напряжении питания.На VT1 собран стабилизатор тока базы транзистора VT2, предназначен для…

  • 29.09.2014

    Дальность действия радиомикрофона более 300 метров на открытом воздухе. Несмотря на низкое напряжение питания 3В, радиомикрофон достаточно мощный, сигнал с него уверенно поступает на радиоприемник через 3 этажа здания. Диапазон частот радиомикрофона от 87 до 108 МГц. Прием радиосигнала возможен на любой FM-радиоприемник.Катушка (L1) диаметром 3мм, имеет 5…

  • 04.10.2014

    На миниатюрной (2*2*0,75мм) микросхеме LTC4069 (скачать ltc4069) можно сделать малогабаритное зарядное устройство. Порт USB может использоваться как источник питания (3,75…5,5В). Максимальный зарядный ток не более 750мА, погрешность выходного напряжения не более 0,5%. В режиме ожидания зарядное устройство потребляет ток не более 20 мкА. В схеме используется терморезистор (R4), требуется…

Размеры микросхемы TDA1554Q показаны на рисунке 8.

Чертеж 8 — размер микросхемы TDA 1554Q Описание схемы включения микросхемы TDA 1554Q: 1- неинвертированный вход 1; 2- инверсный вход 1; 3- общий сигнал; 4- земля; 5, 13 и 14 — подключены к резервному выключателю; 6- ВЫХ1; 7.11 — общее питание; 8- ВЫХ2; 10 — ВЫХ3; 12 — ВЫХ4; 16 — инверсный вход 2; 17 — неинвертированный вход 2

Схема включения микросхемы TDA 1554Q представлена ​​на рисунке 9.

Рисунок 9 – схема подключения

УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA1554Q, которая содержит четыре одинаковых УНЧ по 11Вт.Для удвоения выходной мощности при той же нагрузке и на том же напряжении питания (вариант 2х22 Вт) усилители включаются попарно по мостовой схеме. Размеры устройства специально рассчитаны на использование совместно с компьютерным радиатором от процессоров Pentium. Радиатор устанавливается перпендикулярно плате. Электрическая принципиальная схема сделанного мной усилителя показана на рисунке 10.


Рисунок 10 – электрическая принципиальная схема усилителя на микросхеме TDA1554Q

Конденсаторы С1 и С2 блокировочные, служат для предотвращения прямого тока от источника питания в нагрузку.Конденсаторы С3 и С4- фильтр и сглаживание напряжения во время баса.

На входы Х1 и Х2 подается звуковой сигнал, в моем случае беру сигнал с mp3-плеера. Затем сигнал поступает на два стабилизирующих конденсатора емкостью 0,22 мкФ. Конденсатор С2 идет на ножки 1 и 2 микросхемы TDA1554Q, а С1 на ножки 17, 18. Ноги 3, 7 и 11 микросхемы TDA1554Q идут на общий провод. Входное напряжение Х5 поступает на стабилизирующий конденсатор емкостью 0,1 мкФ и электролитический конденсатор емкостью 2200.0 мкФ/25В. Минус электролитического конденсатора выходит на общий провод и заземляется. Плюсовой вывод электролитического конденсатора идет на выводы 5, 13 и 14. Выходной сигнал для левого динамика снимаем с выводов 6 и 8 микросхемы TDA1554Q. С ног 10, 12 выводим сигнал на правый динамик.

Переключатель SW1 используется для выбора режимов работы усилителя:

Рабочий режим — SW1 замкнут;

Режим ожидания — SW1 разомкнут.

Усилители низкой частоты являются неотъемлемой частью практически любой аудиосистемы, независимо от уровня ее сложности и области применения.Существует множество факторов, позволяющих охарактеризовать и классифицировать УНЧ по способу действия и эксплуатационным свойствам. К ним относятся тип используемых усилительных элементов (полупроводники или лампы), коэффициент передачи (обычно по напряжению в дБ), диапазон воспроизводимых частот, уровень нелинейных искажений, КПД, величина потребляемого тока и напряжения питания. , собственный уровень шума, входные/выходные параметры, максимально допустимые режимы работы и многие другие.Кроме того, усилители мощности можно классифицировать по назначению, а именно автомобильные УНЧ, УНЧ для использования дома и на улице.

Традиционно при построении УНЧ используется дискретная элементная база и множество проверенных схемных решений.

На сегодняшний день уровень развития интегральной полупроводниковой техники позволяет создавать УНЧ в интегральном исполнении с характеристиками, в большинстве случаев эквивалентными дискретным усилителям мощности, а иногда даже на порядок лучше.Такие интегральные УНЧ имеют ряд неоспоримых преимуществ: они несравненно меньше по размерам и значительно дешевле своих дискретных аналогов. К тому же, как показывает практика, такие УНЧ удовлетворяют потребности практически любого пользователя.


В данной статье будет описан усилитель на интегральных микросхемах TDA1554q TDA1555q TDA1558q. Усилитель можно собрать как для озвучивания помещения, так и для использования в автомобиле. Также, в зависимости от схемы подключения, это может быть счетверенный усилитель (4 канала), трехканальный усилитель (левый правый и сабвуфер) и двухканальный (подключение двух мод с разной выходной мощностью).
Усилитель на этих микросхемах обеспечивает защиту выходного каскада от короткого замыкания, режим включения/выключения входного сигнала (Mute), а также защиту от «щелчков» при включении/выключении питания.

Характеристики микросхем TDA1554, 1555, 1558 серий, с индексом Q

Фраб. …………….. 30-16000 Гц
Фраб. (для тда 1558q) ……..20-15000 Гц
Упит. ………………………… 6-15В
Харм. (Не более) ….. 0,1%
Иконки. (без усиливающего сигнала) 30мА
Rн (не менее) ………………….. 2 Ом
Pвых. для нагрузки 2 Ом
Pвых. (Rн = 4 Ом) ………………… 4х11 Вт
Pвых. (Rн = 4 Ом) ………………… 2×22 Вт
Pвых. (Rн = 4 Ом) ……………1х22 и 2х11 Вт
Uвх (чувствительность) ……………500мВ
Rвх.. ………………………… 60 кОм
Корпус микросхемы ……. DBS 17 P

Рис. 1 Внешний вид микросхемы (ножки микросхемы расположены параллельно в два ряда.
1 ряд к вам сбоку если смотреть на маркировку имеет нечетную маркировку ножек слева направо.
Ряд 2 имеет ровную маркировку слева направо, если смотреть на обозначение микросхемы)

Потребляемый ток микросхемы 3-4 А, это необходимо учитывать при выборе сечения питающего провода, оно должно быть не менее 0,75 мм2. Микросхему необходимо установить на радиатор с развитой площадью около 500 кв.см. Все провода входных сигналов должны быть экранированы. Не прокладывайте провода входных сигналов рядом с проводами питания.
Правильно собранные схемы не требуют наладки.

Схема двухканального усилителя на микросхемах TDA1554Q, TDA1555Q, TDA1558Q

Эта схема показана для двухканального подключения. Следует отметить, что поскольку независимые усилители (4 отдельных в микросхеме) работают в противофазе, то при подключении микросхемы выходная мощность будет максимальной, то есть 22 Вт, в отличие от того, если подключить каждый отдельный канал к земле .То есть при подключении 6-заземляющих и 12-заземляющих динамиков мы получаем двухканальный усилитель мощностью 11 Вт.

Рис. 2 Схема двухканального усилителя

Схема трехканального усилителя на микросхемах TDA1554Q, TDA1555Q, TDA1558Q (левый правый канал и сабвуфер)

Эта схема интересна тем, что кроме двухканального усилителя мы получаем еще и усилитель НЧ, с мощностью в два раза большей мощности на каналах.То есть левый, правый каналы по 11 ватт и по 22 ватта на сабвуфер. Следует отметить, что динамики в каналах должны быть включены встречно, то есть при установке их полярность должна быть разной. Если BA1 соединен с землей плюсом, то BA2 должен быть подключен к минусу.

Рис. 3 Схема трехканального усилителя

Схема четырехканального усилителя на микросхемах TDA1554Q, TDA1555Q, TDA1558Q (счетверка)

Эта схема раскрывает весь потенциал микросхемы.Четыре усилителя работают каждый на свой канал. Это классическая автомобильная аудиосистема с двумя фронтальными колонками и двумя на задней полке.

Рис. 4 Схема четырехканального усилителя с 4 каналами на выходе и 2 входами

Рис. 5 Монтажная плата для схемы на рисунке 4. Незначительные модификации платы позволят использовать ее для любой из схем, опубликованных в этой статье. Размер доски 85*47 мм.

Это решение повторяет схему на рисунке 4, за тем исключением, что для каждого отдельного канала также подключается свой входной канал.Для такого использования микросхемы потребуется определенный звуковой носитель (четверка), иначе вы не сможете воспользоваться всеми преимуществами такого подключения.

Рис. 6 «Чистый» четырехканальный усилитель на микросхемах TDA1554Q, TDA1555Q, TDA1558Q

Дополнительно: Выше было сказано, что микросхема может работать в режиме Mute (временно отключать звук), эту функцию можно реализовать, отключив вывод 14 от питания (как показано на рисунке 6).При этом ток потребления микросхемы снижается до 100 мкА. «Эта микросхема представляет собой моноусилитель НЧ.

Принципиальная схема простого самодельного усилителя мощности на микросхеме TDA1555Q (TDA1554Q), мостовой режим — 22Вт, раздельный режим — 11Вт. В простейшем случае домашний кинотеатр состоит из DVD-проигрывателя, телевизора и УНЧ.

В то же время многие современные DVD-проигрыватели могут выполнять функции цифровой ТВ-приставки и предварительного УНЧ, так как имеют встроенный цифровой ТВ-тюнер, позволяющий записывать телепередачи на «флешку», и предварительный УНЧ со всеми регулировками с пульта.В этом случае к этому DVD-проигрывателю подключается антенна, а сигналы от него подаются через НЧ на телевизор и на дополнительный УНЧ.

Принципиальная схема

Вот схема этого дополнительного УНЧ, который может работать на продвинутую акустическую систему, состоящую из четырех средне-высокочастотных динамиков и двух низкочастотных. Однако количество акустических систем может быть меньше, например, всего две широкополосные.

Рис. 1. Принципиальная схема УМЗЧ на микросхеме TDA1555Q (TDA1554Q).

Схема построена на одной микросхеме TDA1555Q (или TDA1554Q, что в принципе одно и то же). В микросхеме четыре УМЗЧ, два из них прямые, два инвертирующие. Если подать сигнал одновременно на вход прямого и на вход инвертирующего усилителя, то между выходами можно включить акустическую систему без конденсатора — будет мостовая схема.

Дополнительно с каждого из выходов четырех УНЧ можно снять сигнал через конденсатор на дополнительные средне-высокочастотные динамики.Что, собственно, и сделано.

На схеме показано подключение питания и динамиков через выводы с 1 по 14. На выводы 1 и 2 подается питание 12В. Для включения микросхемы в рабочий режим необходимо подать логическую единицу на вывод 14. Это может через разъем Х1 от внешнего устройства управления, либо через переключатель или перемычкой подключить «+» разъема Х1 к +12В.

Установка и подключение

Мощные динамики, низкочастотные или широкополосные, подключаются к клеммам 5-6 и 9-10.К остальным клеммам подключаются дополнительные СЧ-ВЧ-АС.

Выходная мощность на мостовых выходах (клеммы 5-6 и 9-10) 22 Вт. Остальные выходы по 11 Вт. Сопротивление динамиков не менее 4 Ом каждый. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже источника питания. Напряжение блока питания может быть от 6 до 16В, соответственно изменяется и выходная мощность.

Сборка производится без печатной платы. Микросхема закреплена на массивном радиаторе, который является задней стенкой корпуса УНЧ.И установка производится прямо на его выводы. Электролитические конденсаторы дополнительно фиксируются в корпусе с помощью клея «Момент».

Предназначен для работы в каскадах, включенных по мостовой схеме, и имеет следующие технические характеристики (согласно данным производителя микросхемы и результатам измерений): чувствительность — 0,5 В, входное сопротивление — 600 Ом, номинальное сопротивление нагрузки — 4 Ом, номинальное (максимальное ) выходная мощность 4х15 (4х22) Вт) при коэффициенте нелинейных искажений 0.25 и 10% соответственно, воспроизводимая полоса частот 30…16000 и 15…25000 Гц с неравномерностью АЧХ соответственно -1 и -3 дБ., напряжение питания — 14,4 В, максимальный ток потребления — 14 А, ток покоя — 0,3 А, ток потребления в дежурном режиме — 0,001 А, готовность к работе при включении — 5 с.

Схема левого канала усилителя показана на рис. 6. Правый канал полностью ему идентичен. Элементы C1-C5 и R1-R5 образуют кроссоверные фильтры.Усилитель включается при подаче управляющего напряжения 12 В с магнитолы. При отключении от магнитолы усилитель переходит в дежурный режим. Основное напряжение питания не переключается, так как ток, потребляемый усилителем в дежурном режиме, меньше тока саморазряда автомобильного аккумулятора. Цепь R6C9 обеспечивает задержку включения. LC-фильтры служат для фильтрации помех в цепях питания микросхем. Большой конденсатор С10 в фильтре блока питания предотвращает понижение напряжения при пиках мощности и устанавливается непосредственно в корпусе усилителя.Сигнал на вход подается по экранированному кабелю с разъемом BNC.

Усилитель мощности собран на печатной плате, фильтры выполнены методом поверхностного монтажа. Микросхемы и плата размещены на дюралюминиевом уголке — теплоотводе. Охлаждение микросхем усилителя принудительное с помощью вентилятора от блока питания компьютера. Усилитель установлен в передней части салона на полке под бардачком.

Если усилитель будет подключаться напрямую вместо динамических головок магнитолы, уровень его сигнала следует регулировать очень аккуратно, начиная с нуля, чтобы не перегружать входы микросхемы.

В случае, когда устройство, с которым предполагается использовать усилитель, имеет выходной каскад, выполненный по мостовой схеме, между его выходом и платой фильтра должны быть включены оксидные конденсаторы емкостью 10 мкФ, а их положительные выводы должны быть подключены к входным разъемам.

При установке усилителя можно использовать постоянные резисторы МЛТ-0,25 и переменные резисторы СП3-12а. Оксидные конденсаторы усилителя К50-18 (С10) и К50-24 (С7-С9), остальные любые керамические.Катушка фильтра питания Л1 намотана на кольцевом магнитопроводе размерами 20х10х8 мм из феррита 2000НН и содержит 5 витков монтажного провода с внутренним сечением проводника (изоляции) 1…1,5 мм2.

Катушка L1 акустической системы намотана на ферритовом стержне 2000НН диаметром 8 и длиной 20 мм и содержит 15 витков провода ПЭВ-1 1,0. Конденсаторы С1-С2 — КБГ-МН, С3.С4 — К50-24, резисторы ПЭВ — 5 Вт.

Субпопуляции спинальных интернейронов V3 образуют фокальные модули многослойных премоторных микросхем

.2018 2 октября; 25(1):146-156.e3. doi: 10.1016/j.celrep.2018.08.095.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Кафедра медицинской неврологии, медицинский факультет, Университет Далхаузи, Галифакс, NS B3H 4R2, Канада; Отделение нервно-мышечных заболеваний Собелла, Институт неврологии, Университетский колледж Лондона, Лондон, WC1N 3BG, Великобритания.
  • 2 Кафедра неврологии, физиологии и фармакологии, Университетский колледж Лондона, Лондон WC1E 6BT, Великобритания.
  • 3 Sobell Отделение нервно-мышечных заболеваний, Институт неврологии, Университетский колледж Лондона, Лондон WC1N 3BG, Великобритания. Электронный адрес: [email protected]
  • 4 Кафедра медицинской неврологии, медицинский факультет, Университет Далхаузи, Галифакс, NS B3H 4R2, Канада.Электронный адрес: [email protected]
Бесплатная статья ЧВК

Элемент в буфере обмена

Джереми В. Чопек и соавт. Сотовый представитель .

Бесплатная статья ЧВК Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.2018 2 октября; 25(1):146-156.e3. doi: 10.1016/j.celrep.2018.08.095.

Принадлежности

  • 1 Кафедра медицинской неврологии, медицинский факультет, Университет Далхаузи, Галифакс, NS B3H 4R2, Канада; Отделение нервно-мышечных заболеваний Собелла, Институт неврологии, Университетский колледж Лондона, Лондон, WC1N 3BG, Великобритания.
  • 2 Кафедра неврологии, физиологии и фармакологии, Университетский колледж Лондона, Лондон WC1E 6BT, Великобритания.
  • 3 Sobell Отделение нервно-мышечных заболеваний, Институт неврологии, Университетский колледж Лондона, Лондон WC1N 3BG, Великобритания. Электронный адрес: [email protected]
  • 4 Кафедра медицинской неврологии, медицинский факультет, Университет Далхаузи, Галифакс, NS B3H 4R2, Канада.Электронный адрес: [email protected]

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Параметры отображения цитирования

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Наслоение нейронных цепей облегчает отделение нейронов с высокой пространственной чувствительностью от тех, которые играют интегративные временные роли.Хотя анатомические слои легко различимы в головном мозге, в спинном мозге слои структурно не очевидны. Но компьютерные исследования моторного поведения привели к концепции многоуровневой обработки в спинном мозге. Было высказано предположение, что спинальные интернейроны V3 (INs) играют несколько ролей в передвижении, что побудило нас исследовать, образуют ли они слоистые микросхемы. Используя записи пэтч-кламп в сочетании с голографическим освобождением глутамата, мы демонстрируем фокальные, слоистые модули, в которых вентромедиальные ИН V3 образуют синапсы друг с другом и с вентролатеральными ИН V3, которые, в свою очередь, образуют синапсы с ипсилатеральными мотонейронами.Мотонейроны, в свою очередь, обеспечивают повторяющийся возбуждающий глутаматергический вход в V3 IN. Таким образом, вентральные интернейроны V3 образуют слоистые микросхемы, которые могут функционировать для обеспечения своевременных, пространственно специфичных движений.

Ключевые слова: глутамат в клетке; голографическая фотостимуляция; субпопуляции интернейронов; микросхемы; мотонейроны; периодическое возбуждение; пространственный модулятор света; интернейроны спинного мозга.

Copyright © 2018 Автор(ы). Опубликовано Elsevier Inc. Все права защищены.

Цифры

графическая абстракция

Рисунок 1

V3 VLat INs Excite Ipsilateral…

Рисунок 1

V3 VLat IN Возбуждают ипсилатеральные MN (A) V3 INs фотостимулировали во время записи…

Рисунок 1

V3 VLat INs Возбуждают ипсилатеральные MN (A) V3 INs фотостимулировали во время записи от ипсилатеральных MN.(B) Прямая фотостимуляция заплатанных MN вызывала один потенциал действия на стимул. (C и D) Фотостимуляция двух разных IN V3 VLat вызывала потенциалы действия (C) или ВПСП (D) в одном и том же MN. (E) Запись фиксации напряжения от MN в ответ на прямую (светло-зеленый) и V3 VLat IN (темно-зеленый) фотостимуляцию. (F и G) Амплитуда ответа была значительно снижена (n = 9, p = 0,004, t-критерий Стьюдента) (F) и латентность ответа увеличилась (n = 9, p = 0,0001, t-критерий Стьюдента) (G) после V3 VLat Фотостимуляция IN (темно-зеленый) по сравнению с прямой фотостимуляцией MN (светло-зеленый).Показанные данные представляют собой среднее значение и диапазон квартилей, а кружки обозначают индивидуальные ответы. (H) Ответы в ипсилатеральном MN на стимуляцию V3 VLat IN (пять разверток с частотой 1 Гц; зеленые оттенки) со средним наложением (черный), демонстрирующие минимальное дрожание задержки ответа. (I) Поперечный срез поясничного отдела спинного мозга L2, показывающий распределение tdTom-положительных вентральных IN V3 (красный) и MN (зеленый). Пунктирный прямоугольник и кружок относятся к субпопуляциям V3 VMed и V3 VLat IN соответственно.Масштабная линейка, 100 мкм. (J) Репрезентативный пример биотиновых наполнителей V3 VMed и V3 VLat IN. Обратите внимание на большую сому и дендритное разветвление V3 VLat по сравнению с V3 VMed IN. Масштабная линейка, 20 мкм. (Ki) Срез, показывающий расположение V3 VLat IN (красный), который стимулировался в конфигурации рыхлого участка, в то время как постсинаптические ответы были зарегистрированы во всей прикрепленной к клетке MN (зеленый). (Kii) Повторная стимуляция (30 импульсов) V3 Vlat IN (красный, вверху) вызывала постсинаптические ответы в зарегистрированных МН (зеленый, внизу).Толстая зеленая линия представляет средний ответ. Обратите внимание, что артефакт стимуляции был усечен и вычтен (путем подбора двойной экспоненты). См. также рисунок S1.

Рисунок 2

V3 VLat INs Проект Оба…

Рисунок 2

V3 VLat INs Проекция как ипсилатерально, так и контралатерально в спинной мозг (A)…

Фигура 2

V3 VLat INs Project Ипсилатерально и контралатерально в спинном мозге (A) Зеленый флуоресцентный декстран применяли односторонне на L3 для маркировки контралатеральных L2 вентральных V3 IN.Затем MN регистрировали в срезах L2 при фотостимулировании декстран-позитивных V3 VLat IN (оранжевый). (B) Репрезентативные изображения меченого декстраном участка спинного мозга, используемого для записи. (B1) Односторонняя аппликация декстрана с контралатеральной маркировкой нейронов. Масштабная линейка, 100 мкм. (B2) Контралатеральные декстран-позитивные нейроны. (B3) экспрессирующие tdTom V3 IN (красные). (B4) Наложение (B2) и (B3). Белые и черные стрелки обозначают декстран-положительные ИН V3 VLat и ИН V3 VMed соответственно.Белой пунктирной линией очерчен вентральный рог спинного мозга. Масштабная линейка, 20 мкм. (C) Фотостимуляция декстран-позитивных V3 VLat IN продуцировала EPSP в заплатированных MN.

Рисунок 3

Связь между V3 VLat INs…

Рисунок 3

Связь между V3 VLat IN и ипсилатеральными MN является двунаправленной (A) Фотостимуляция…

Рисунок 3

Связность между V3 VLat IN и ипсилатеральными MN является двунаправленной (A) Фотостимуляция V3 VLat IN с делецией vGluT2 вызывает ВПСП, но не потенциалы действия в ипсилатеральных MN.(B) Запись фиксации напряжения от MN в ответ на прямую (светло-зеленый) и фотостимуляцию V3 VLat IN с удаленным vGluT2 (темно-зеленый). (Ci) Ответ на прямую фотостимуляцию V3 VLat IN (Sim1 Cre ; Rosa26 tdTom ). (Cii) Фотостимуляция подключенных MN вызвала EPSP в V3 VLat IN со свободной заплатой. (D) V3 Vlat IN-вызванные EPSC в MN до (светло-зеленый) и во время применения CBX (темно-зеленый).(E) CBX значительно уменьшил амплитуду ответа (n = 3, p = 0,008, попарное сравнение), но не задержку ответа (n = 3, p = 0,053, попарное сравнение).

Рисунок 4

Рекуррентное глутаматергическое возбуждение V3…

Рисунок 4

Рекуррентное глутаматергическое возбуждение ИН V3 мотонейронами (А) Подготовка косых срезов в…

Рисунок 4

Рекуррентное глутаматергическое возбуждение НП V3 мотонейронами (A) Препарат косых срезов, в котором для стимуляции вентрального корешка использовался всасывающий электрод при записи от ИН V3.(B) Составная диаграмма из семи срезов, показывающая расположение IN V3, зарегистрированных во время стимуляции вентрального корешка, включая те, которые реагировали моносинаптическими EPSC (кружки), и те, у которых не было ответов (X) на стимуляцию. Цвет указывает на размер EPSC в IN V3 в ответ на стимуляцию вентрального корешка. Черная стрелка указывает на расположение V3 IN, описанного в (C). (C) Репрезентативные ответы, зарегистрированные в V3 IN в ответ на вентральную стимуляцию в контроле (верхний след) и в присутствии глутаматергических антагонистов (нижний след).Артефакты стимула были усечены и вычтены (путем подбора двойной экспоненты). Толстая красная линия указывает на средний отклик. См. также рисунок S2.

Рисунок 5

V3 VMed IN формирует синапсы…

Рисунок 5

V3 VMed IN формирует синапсы с V3 VLat IN и другими V3 VMed…

Рисунок 5

V3 VMed IN формируют синапсы с V3 VLat IN и другими V3 VMed IN (A) V3 VMed IN подвергались фотостимуляции во время записи V3 VLat IN (n = 13).(B) Прямая фотостимуляция патчированных V3 VLat IN вызывала один потенциал действия на стимуляцию. (C) Запись фиксации напряжения от V3 VLat IN в ответ на прямую (светло-красный) и V3 VMed IN (темно-красный) фотостимуляцию. (D) Фотостимуляция двух разных ИН V3 VMed вызывала ВПСП или потенциалы действия в одном и том же зарегистрированном ИН V3 VLat . (E) Увеличенная задержка ответа при фотостимуляции V3 VMed IN (темно-красный) по сравнению с прямой фотостимуляцией V3 VLat IN (светло-красный; n = 9, p <0.0001, t-критерий Стьюдента), но нет разницы в амплитуде ответа (n = 9, p = 0,4, t-критерий Стьюдента). Показанные данные представляют собой среднее значение и диапазон квартилей, а кружки обозначают индивидуальные ответы. (F) V3 VMed IN были фотостимулированы при записи других V3 VMed IN. (G) Прямая фотостимуляция заплаты V3 VMed вызвала потенциалы действия. (H) Фотостимуляция V3 VMed IN вызывала ВПСП в зарегистрированных V3 VMed IN. См. также рисунок S5.

Рисунок 6

Локальные спинномозговые слои между V3…

Рисунок 6

Локальные спинномозговые слои между INs и MN V3 (A) Систематическое исследование V3…

Рисунок 6

Локальные спинномозговые слои между V3 IN и MN (A) Систематическое исследование V3 VMed → V3 VLat → MN.Изображение, полученное во время записи патч-клэмп. Буквы B – D обозначают порядок, в котором нейроны были исправлены и стимулированы, чтобы продемонстрировать многоуровневую связь в срезе (n = 3). М, медиальный; Л, боковой; Д, спинной; В, вентральный. (B) Прямая фотостимуляция заплаты MN вызывала один потенциал действия на стимул. (C) Фотостимуляция V3 VLat IN вызывала один потенциал действия на стимул в зарегистрированных MN. (D) Фотостимуляция V3 VMed IN вызывала ВПСП в V3 VLat IN со свободной заплатой, которая стимулировалась в (C).Масштабные линейки, 100 мкм.

Рисунок 7

Локальные многоуровневые микросхемы V3 IN…

Рисунок 7

Локальные многоуровневые микросхемы V3 IN, включающие V3 VMed IN (синий), V3 VLat IN…

Рисунок 7

Локальные многоуровневые микросхемы V3 IN с участием V3 VMed IN (синий), V3 VLat IN (красный) и MN (зеленый) Синаптическая обработка происходит в медиально-латеральных модулях с глутаматергическими синапсами между соседними V3 VMed IN, от V3 VMed IN до V3 VLat IN, от V3 VLat IN до ипсилатеральных MN и глутаматергическое рекуррентное возбуждение V3 INs ипсилатеральными MN.

Все фигурки (8)

Похожие статьи

  • Временное формирование паттерна нейрогенеза спинальных интернейронов p3-V3 в дивергентные сборки субпопуляций.

    Деска-Готье Д., Боровска-Филдинг Дж., Джонс С.Т., Чжан Ю. Деска-Готье Д. и соавт.Дж. Нейроски. 2020 12 февраля; 40 (7): 1440-1452. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1518-19.2019. Epub 2019 11 декабря. Дж. Нейроски. 2020. PMID: 31826942 Бесплатная статья ЧВК.

  • Субпопуляции интернейронов V3 в спинном мозге мышей претерпевают характерные процессы постнатального созревания.

    Боровска Дж., Джонс С.Т., Деска-Готье Д., Чжан Ю. Боровска Дж. и др. Неврология. 2015 4 июня; 295: 221-8.doi: 10.1016/j.neuroscience.2015.03.024. Epub 2015 21 марта. Неврология. 2015. PMID: 25800308

  • Sim1 необходим для миграции и проекции аксонов интернейронов V3 в развивающемся спинном мозге мышей.

    Блэклоуз Дж., Деска-Готье Д., Джонс К.Т., Петракка Ю.Л., Лю М., Чжан Х., Фосетт Д.П., Гловер Д.С., Лануза Г.М., Чжан И. Блэклоус Дж. и др. Дев Нейробиол.2015 сен; 75 (9): 1003-17. doi: 10.1002/dneu.22266. Epub 2015 18 февраля. Дев Нейробиол. 2015. PMID: 25652362

  • Положительная обратная связь как общий механизм поддержания ритмической и неритмической активности.

    Робертс А, Перринс Р. Робертс А. и др. J Физиол Париж. 1995;89(4-6):241-8. doi: 10.1016/0928-4257(96)83640-0. J Физиол Париж. 1995. PMID: 8861822 Обзор.

  • Спинальные ингибирующие интернейроны: привратники сенсомоторных путей.

    Стаховски Н.Дж., Догерти К.Дж. Стаховски Н.Дж. и соавт. Int J Mol Sci. 2021 6 марта; 22 (5): 2667. дои: 10.3390/ijms22052667. Int J Mol Sci. 2021. PMID: 33800863 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Цитируется

19 статьи
  • Компьютерное моделирование локомоторных цепей позвоночника в эпоху молекулярной генетики.

    Осборн Дж., Шевцова Н.А., Даннер С.М. Осборн Дж. и др. Int J Mol Sci. 2021 25 июня; 22 (13): 6835. дои: 10.3390/ijms22136835. Int J Mol Sci. 2021. PMID: 34202085 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Недавние взгляды на ритмогенное ядро ​​локомоторной CPG.

    Ранчич В., Госгнак С. Ранчич В. и др. Int J Mol Sci. 2021 30 января; 22 (3): 1394.дои: 10.3390/ijms22031394. Int J Mol Sci. 2021. PMID: 33573259 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Относительный вклад проприоцептивных и вестибулярных сенсорных систем в передвижение: возможности для открытий в эпоху молекулярной науки.

    Акей Т., Мюррей А.Дж. Акей Т. и др. Int J Mol Sci. 2021 февраль 2;22(3):1467. дои: 10.3390/ijms22031467. Int J Mol Sci.2021. PMID: 33540567 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Нейронные взаимодействия в развитии ритмогенных спинальных сетей: выводы из компьютерного моделирования.

    Шевцова Н.А., Ха Н.Т., Рыбак И.А., Догерти К.Дж. Шевцова Н.А. и соавт. Передние нейронные цепи. 2020 23 декабря; 14:614615. doi: 10.3389/fncir.2020.614615. Электронная коллекция 2020. Передние нейронные цепи. 2020. PMID: 33424558 Бесплатная статья ЧВК.

  • Вентральный корешок вызывал вовлечение вспышек растормаживания в раннем постнатальном развитии у мышей.

    Нагараджа С. Нагараджа С. Представитель IBRO, 27 октября 2020 г .; 9: 310-318. doi: 10.1016/j.ibror.2020.10.005. Электронная коллекция 2020 декабрь. Представитель IBRO 2020. PMID: 33294722 Бесплатная статья ЧВК.

использованная литература

    1. Аль-Мосави А., Уилсон Дж.М., Браунстоун Р.М. Гетерогенность интернейронов, происходящих из V2, в спинном мозге взрослых мышей. Евро. Дж. Нейроски. 2007; 26:3003–3015. — пабмед
    1. Альварес Ф.Дж., Файфф Р.Э.В. Продолжающееся дело о ячейке Реншоу. Дж. Физиол.2007; 584:31–45. — ЧВК — пабмед
    1. Анден Н.Э., Юкес М.Г.М., Лундберг А., Выклицкий Л.Новый спинальный сгибательный рефлекс. Природа. 1964; 202: 1344–1345. — пабмед
    1. Анден Н.-Э., Юкс М.Г.М., Лундберг А., Выклицкий Л. Влияние ДОФА на спинной мозг. 1. Влияние на передачу от первичных афферентов. Акта Физиол. Сканд.1966; 67: 373–386. — пабмед
    1. Андерссон Л.С., Лархаммар М., Мемик Ф., Вутц Х., Швохов Д., Рубин С.Дж., Патра К., Арнасон Т., Веллбринг Л., Хьельм Г. Мутации в DMRT3 влияют на двигательную активность у лошадей и функцию спинного мозга у мышей .Природа. 2012; 488: 642–646. — ЧВК — пабмед

Показать все 64 ссылки

Типы публикаций

  • Поддержка исследований, не-U.С. Правительство

термины MeSH

  • Интернейроны / физиология*
  • Моторные нейроны / физиология*
  • Спинной мозг / физиология*

LinkOut — больше ресурсов

  • Полнотекстовые источники

  • Базы данных молекулярной биологии

  • Разное

[Икс]

Укажите

Копировать

Формат: ААД АПА МДА НЛМ

К «канонической» агранулярной кортикальной микросхеме

Фронт Нейроанат.2014; 8: 165.

Sarah F. Beul

1 Отделение вычислительной неврологии, Университетский медицинский центр Гамбург-Эппендорф, Гамбург, Германия

Claus C. Hilgetag

1 Отделение вычислительной неврологии -Eppendorf, Гамбург, Германия

2 Департамент медицинских наук, Бостонский университет, Бостон, Массачусетс, США

1 Департамент вычислительной неврологии, Университетский медицинский центр Гамбург-Эппендорф, Гамбург, Германия

2 Департамент наук о здоровье, Бостонский университет, Бостон, Массачусетс, США

Под редакцией: Патрика Кригера, Рурский университет Бохума, Германия

Рецензент: Джорджио Инноченти, Каролинский институт, Швеция; Кэтлин С.Рокленд, Медицинский факультет Бостонского университета, США

*Переписка: Сара Ф. Бёул, отделение вычислительной неврологии, университетский медицинский центр Гамбург-Эппендорф, Martinistrasse 52, 20246 Гамбург, Германия e-mail: [email protected]

Эта статья был представлен в журнал Frontiers in Neuroanatomy.

Поступила в редакцию 15 июля 2014 г .; Принято 19 декабря 2014 г.

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY). Использование, распространение и воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора(ов) или лицензиара оригинала и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой.Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.

Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

На основе закономерностей внутренних микросхем областей коры были предложены и получили широкое распространение варианты «канонической» корковой микросхемы, в частности, в вычислительной нейробиологии и нейроинформатике. Однако эта цепь основана на стриарной коре, которая демонстрирует, пожалуй, самый крайний случай корковой организации с точки зрения очень высокой плотности клеток в высокодифференцированных слоях коры.Большинство других областей коры имеют менее дифференцированную архитектуру, простирающуюся по градиенту от очень плотных эуламиновых первичных областей коры до другой крайности дисгранулярных и агранулярных областей низкой плотности и слабой ламинарной дифференциации. Маловероятно, чтобы паттерны меж- и внутрипластинчатых связей были однородными, несмотря на сильные вариации их структурного субстрата. Это предположение подтверждается сообщениями о расхождениях во внутренних схемах коры.Следовательно, важной задачей остается определение локальных микросхем для различных типов коры, в частности, агранулярных областей коры. В качестве контрапункта к полосатой микросхеме, которая может быть закреплена в исключительной цитоархитектуре, мы здесь намечаем предварительную микросхему для агранулярной коры. Схема основана на обобщении доступной литературы по локальным микросхемам в агранулярных областях коры головного мозга грызунов, исследованных анатомическим и электрофизиологическим подходами.Центральным наблюдением этих исследований является ослабление интерламинарного торможения по мере того, как корковая цитоархитектоника становится менее отчетливой. Таким образом, наше исследование агранулярной микросхемы выявило отклонения от хорошо известной «канонической» микросхемы, установленной для стриарной коры, что свидетельствует о различиях во внутренней схеме коры, которые могут быть функционально значимыми.

Ключевые слова: цитоархитектура, внутренняя схема, межламинарная связь, стриарная кора, структурная вариация

Введение

Кора головного мозга, возможно, является одной из самых сложных физических систем.Распутывание сложных взаимосвязей мириадов элементов серого вещества является одной из сложнейших задач науки, как уже сказал Сантьяго Рамон-и-Кахаль:

«Преданность полушариям головного мозга, загадка из загадок, была во мне давней… Высшая хитрость строения серого вещества настолько сложна, что бросает вызов и будет бросать вызов на протяжении многих столетий упорному любопытству исследователей. Этот кажущийся беспорядок мозговых джунглей, столь отличающийся от регулярности и симметрии спинного мозга и мозжечка, скрывает глубокую организацию чрезвычайно тонкой, которая в настоящее время недоступна.(Cajal, 1937)

Десятилетия спустя картина стала более четкой, но всестороннее понимание корковой микроархитектуры по-прежнему остается фундаментальной научной задачей. Важным шагом стало признание того, что кора головного мозга локально структурирована на горизонтальные отсеки («слои»), а также вертикальные единицы («столбцы»), которые могут иметь функциональное значение. Традиционно изокортекс характеризовался шестислойной схемой (Brodmann, 1909; Vogt, 1910; von Economo, 2009), в отличие от трехслойной аллокортекса.Эта схема, однако, подвержена существенным вариациям относительной значимости слоев и нарушена в значительном числе областей коры. Тем не менее, несмотря на его признание того, что «различение шести слоев может быть как произвольным, так и условным» (фон Экономо, 2009), уже сам фон Экономо утверждал, что «на практических основаниях мы сохраняем деление на шесть слоев» (фон Экономо, 2009). Экономо, 2009). Действительно, преобладала и стала общепринятой упрощенная концепция однородно шестислойной изокортекса (Zilles, Amunts, 2012).

Радиальная организация коры стала предметом интереса, когда было высказано предположение о существовании вертикальных колонок, охватывающих все слои коры (Lorente de Nó, 1949; Mountcastle, 1957), с однородными колонками, повторяющимися по всей коре, образующими нейроны промежуточного уровня. субстрат для обработки информации. Внутри этих колонок связь между слоями коры оказалась стереотипной (Szentagothai, 1978; Gilbert and Wiesel, 1983). Хотя до сих пор ведутся серьезные споры о существовании, точном определении и степени гетерогенности клеточного состава корковых колонок (Rakic, 2008; da Costa and Martin, 2010; Rockland, 2010; Smith, 2010a,b,c,d; Карло и Стивенс, 2013 г., Herculano-Houzel et al., 2013), концепция радиальной корковой организации позже была расширена до понятия «канонической» микросхемы (Douglas et al., 1989; Douglas and Martin, 1991, 2004) как общего шаблона внутренней корковой схемы. Считается, что вычисления, выполняемые такой фундаментальной нейронной схемой, предписываются внутренней схемой кортикального столбца с функциональной специфичностью, добавленной паттернами аксональных входов и выходов в столбец и из него. Существенная работа была посвящена вычислительной производительности и теоретическим свойствам «канонической» микросхемы (т.г., Дуглас и др., 1989, 1995; Хауслер и Маасс, 2007 г.; Джордж и Хокинс, 2009 г.; Haeusler и др., 2009 г.; Вагацума и др., 2011 г.; Бастос и др., 2012; Хабеншусс и др., 2013). Было показано, что в префронтальной коре приматов «каноническая» микросхема подвержена модификациям из полосатой цепи (Heinzle et al., 2007; Godlove et al., 2014). В более общем плане имеются многочисленные данные о вариантах внутренней связности в областях коры, таких как префронтальная кора (Melchitzky et al., 2001), соматосенсорная кора (Lübke and Feldmeyer, 2007; Petersen, 2007; Lefort et al., 2009; Feldmeyer et al., 2013) или слуховой коры (Barbour, Callaway, 2008; Oviedo et al., 2010; Watkins et al., 2014). Тем не менее понятие «канонической» микросхемы, которое приобрело популярность, особенно в сообществе вычислительной нейробиологии, а также вдохновило нейроинженерные решения (например, Merolla et al., 2014), по-прежнему в значительной степени основано на работе в одной конкретной области коры головного мозга. стриарная кора. Более того, большая часть этой работы была сосредоточена на мозге кошек и нечеловеческих приматов (Douglas and Martin, 2007a).Полосатая кора уникальна не только по объему зондирования, которому она подверглась, но и по своей цитоархитектонической дифференциации. Полосатая кора — это область коры с самой высокой плотностью нейронов, в которой количество нейронов значительно выше, чем в остальной части коры (Schüz and Palm, 1989; Collins et al., 2010; Cahalane et al., 2012; Herculano-Houzel et al., 2013). Количество (под)слоев, которые можно идентифицировать, также больше в стриарной коре, чем в других областях коры.Вместо того, чтобы все части коры дифференцировались равномерно, цитоархитектоническая дифференциация постепенно меняется по всей коре (Sanides, 1970; von Economo, 2009; Zilles and Amunts, 2012), как показано на рисунке для человеческого мозга. Спектр дифференцировки колеблется от стриарной коры, наиболее отчетливо эуламинированной области, до агранулярных областей, в которых отсутствует внутренний зернистый слой (L4), мало идентифицируемых подслоев, а также очень низкая плотность нейронов. Между этими двумя крайностями можно найти области, которые все еще эуламинированы, но без замечательной четкости дифференцировки или плотной упаковки нейронов, характерной для стриарной коры, такой как престриативная кора, а также дисгранулярные области с более низкой плотностью нейронов, растворение внутреннего зернистого слоя и меньшего количества идентифицируемых подслоев.Были широко продемонстрированы количественные различия во многих аспектах структурной организации корковой ткани (например, Beaulieu and Colonnier, 1989; Defelipe et al., 1999; Dombrowski et al., 2001; Yáñez et al., 2005; Collins et al. , 2010).

(A) Цитоархитектоническая дифференцировка различается по коре. Этот боковой вид человеческого мозга показывает широкие вариации присутствия клеток-зерен, как описано фон Экономо (2009). (B) Паттерны ламинарного происхождения и окончания внешних корково-корковых соединений варьируются в зависимости от относительной архитектонической дифференциации связанных областей.Начало (окончание) проекции смещается от инфрагранулярных к супрагранулярным слоям по мере того, как область источника (мишени) становится более четко дифференцированной. Это правило приводит к однослойным профилям для проекций между областями, неодинаковыми по своей дифференциации, и многослойным профилям для областей с более сходной дифференциацией. (A) адаптировано из фон Экономо (2009), (B) адаптировано из Barbas and Rempel-Clower (1997).

При описании «канонической» микросхемы необходимо учитывать вариативность локальной структуры коры, поскольку маловероятно, чтобы паттерны меж- и внутриламинарных связей были однородными, несмотря на сильные вариации их структурного субстрата.Действительно, экспериментальные результаты, например, на коре головного мозга грызунов, демонстрируют, что внутренняя связность неоднородна по всей коре (Sato et al., 2008; Meyer et al., 2013; Reyes-Puerta et al., 2014). Было показано, что гетерогенность в цитоархитектонической дифференциации имеет последствия для других аспектов структурной связи в головном мозге. Ламинарные паттерны внешних связей, которые связывают области мозга вдоль проводящих путей белого вещества, тесно связаны с относительной цитоархитектонической дифференциацией связанных областей (Barbas, 1986; Barbas and Rempel-Clower, 1997; Medalla and Barbas, 2006; Hilgetag and Grant, 2010). ; Бьюл и др., 2014). Стереотипные ламинарные паттерны, которые были обнаружены в коре головного мозга приматов и кошек (рис. 1), отчетливо демонстрируют инфра- и супрагранулярное происхождение и окончания проекций между областями слабой дифференциации и областями сильной дифференциации, в то время как эти паттерны постепенно изменяются в сторону мультиламинарного происхождения и профили завершения, так как разница в дифференциации между связанными областями становится менее выраженной.

Поскольку изменение цитоархитектонической дифференциации является аспектом корковой организации, который недостаточно учитывается при обсуждении внутренних цепей, мы здесь хотим привлечь внимание к важности архитектонических различий, предоставив первое приближение общих черт внутренних цепей в агранулярных клетках. области коры головного мозга.Мы делаем это, усваивая информацию из доступной литературы о меж- и внутриламинарных связях в агранулярной лобной коре головного мозга грызунов, чтобы представить предварительную модель внутренних цепей в областях коры на противоположном конце спектра дифференцировки, чем ранее. преимущественно рассматривались именно такие модели. Это изменение имеет решающее значение для реалистичного применения идей, полученных из таких модельных схем, например, в экспериментах по биологическому заземлению in silico (например,г., Меролла и др., 2014).

В следующем обзоре мы кратко представим текущие сведения о «канонической» микросхеме, а затем выделим отчет об экспериментальных результатах, которые выявляют различия в межламинарном торможении в корковых областях с различной цитоархитектурой (Kätzel et al., 2011). Впоследствии мы представляем результаты проведенного нами обзора литературы относительно данных, которые могут пролить свет на внутренние микросхемы агранулярной коры. Мы решили сосредоточиться на мозге грызунов, извлекая выгоду из относительного изобилия экспериментальных данных, доступных для этой популярной модели животных.Для сравнения, в меньшем количестве исследований сообщается о внутренних схемах у приматов, кроме человека, и лишь о небольшой доле тех, которые считаются агранулярными областями коры, которые относительно редко встречаются в мозгу приматов. Таким образом, сосредоточив внимание на мозге грызунов, мы можем предоставить более подробный набросок внутренней схемы агранулярной коры без необходимости включения данных по широкому кругу видов, что было бы более неопределенным подходом.

Внутренние схемы в зернистой коре

За последние десятилетия общие черты внутренних схем в стриарной коре выявили в результате исследований на кошках и нечеловеческих приматах.Предполагается, что связи формируют петлю обработки через слои коры, где рекуррентное возбуждение и торможение взаимосвязаны, что приводит к усилению входов в корковый столб и соответствующей модуляции последующей активности (Markram et al., 2004; Douglas and Martin, 2004). , 2007a; Bannister, 2005; Lübke and Feldmeyer, 2007). Для зондирования локальной микросхемы использовались разнообразные экспериментальные методы с разной степенью чувствительности и достоверности. В двух исследованиях, предоставивших наиболее полные данные о полосатой коре кошек, использовались соответственно электрофизиологический и морфологический подходы.Томсон и др. (2002) использовали двойные внутриклеточные записи для характеристики синаптических связей между слоями коры. Бинцеггер и др. (2004) реконструировали морфологию нейронов стриарной коры в трех измерениях и оценили количество синаптических контактов между различными типами клеток. Оба набора данных были адаптированы и использованы в различных исследованиях, например, при построении вычислительных моделей (например, Haeusler and Maass, 2007; Haeusler et al., 2009; Bastos et al., 2012; Du et al., 2012; Potjans and Diesmann, 2014). Но хотя в этих исследованиях рассматривалась одна и та же модельная система — полосатая кора кошек, в настоящее время не существует определенной схемы внутренних цепей этой области. Существуют, например, расходящиеся данные о том, возникает ли периодическое возбуждение между L3 и L5 или между L4 и L3 (ср. Thomson et al., 2002; Thomson and Bannister, 2003 и Binzegger et al., 2004; Douglas and Martin, 2004). ).

Такие расхождения могут быть устранены будущими экспериментальными данными.Напротив, сообщения о различиях в паттернах межламинарной активации в разных областях коры указывают на существование подлинных различий во внутренних схемах мозга. Кетцель и др. (2011) использовали генетически направленную фотостимуляцию, чтобы всесторонне сопоставить ингибирующие и возбуждающие связи в трех различных областях коры головного мозга мышей. Они оценили внутри- и межламинарную связность в стриарной коре, первичной соматосенсорной и первичной моторной коре. Как упоминалось ранее, стриарная кора является наиболее дифференцированной областью коры, даже в мозге грызунов (Herculano-Houzel et al., 2013), где он менее дифференцирован, чем, например, у приматов. Первичная соматосенсорная кора, хотя еще явно эуламинированная, уже гораздо менее плотная и содержит меньше различимых подслоев, в то время как первичная моторная кора еще менее цитоархитектонически дифференцирована (Collins et al., 2010; Herculano-Houzel et al., 2013). Таким образом, первичная моторная кора находится в нижней части спектра дифференцировки с дисгранулярными областями коры, хотя иногда ее классифицируют как агранулярную (без внутреннего зернистого слоя, L4): см. Shipp (2005) и García-Cabezas and Barbas (2014) для широкое обсуждение этого вопроса.Таким образом, помимо исследования связи в трех областях коры, обрабатывающих различные модальности, это исследование может быть использовано для демонстрации потенциальных различий в отношении внутренних схем в трех областях, занимающих разные позиции в спектре дифференциации. В то время как Кетцель и соавт. (2011) сообщают об относительно одинаковых паттернах интраламинарного торможения в этих трех областях коры, интерламинарная взаимосвязь между торможением и возбуждением существенно различалась (рис. 1). В стриарной коре значительное межламинарное торможение наблюдалось между всеми слоями (L2/3, L4, L5/6).В первичной соматосенсорной коре сообщалось об аналогичном паттерне интерламинарного торможения, но без торможения между L2/3 и L5/6. Напротив, в первичной моторной коре существенного торможения между L2/3, L4 и L5/6 не наблюдалось. Таким образом, в трех выбранных областях межламинарная ингибирующая и возбуждающая связь была прогрессивно слабее в менее цитоархитектонически дифференцированных областях. Интерпретируя результаты таким образом, мы предполагаем, что они отражают подлинную изменчивость при наличии межламинарного торможения, а не влияние других аспектов структурной изменчивости в исследуемых областях.Например, систематические различия в клеточной морфологии в отобранных областях могут привести к искаженным результатам из-за применения одного и того же подхода к измерению во всех областях. Тем не менее, эти наблюдения подтверждают представление о том, что внутренняя схема не может быть единообразной перед лицом значительных вариаций структурного субстрата, как это имеет место в областях коры головного мозга с глубоко различающейся цитоархитектонической дифференцировкой.

Интерламинарное торможение варьируется в зависимости от коры головного мозга мыши .По мере ослабления цитоархитектонической дифференциации обилие межламинарной тормозно-возбуждающей связи уменьшается. Напротив, интраламинарная связь, включая интраламинарное ингибирование, кажется относительно неизменной (внутриламинарная связь, которая является взаимной, не показана). Цвета столбцов соответствуют цветовой кодировке цитоархитектонической дифференциации на рисунке: от желтой слабо дифференцированной коры до темно-зеленой сильно дифференцированной коры. Адаптировано с разрешения Macmillan Publishers Ltd: Kätzel et al.(2011).

Предварительная внутренняя схема агранулярной коры

На рисунке обобщается наш обзор доступной литературы по внутренней интерламинарной схеме агранулярной лобной коры головного мозга грызунов и проводится сравнение с недавней визуализацией внутренней схемы стриарной коры. Возбуждающие связи от L2/3 до L5 были четко продемонстрированы в агранулярной лобной коре крыс путем измерения возбуждающих постсинаптических токов (EPSC) в моносинаптически связанных пирамидных нейронах в L5, индуцированных стимуляцией в L2/3 (Kang, 1995; Otsuka). и Kawaguchi, 2008, 2009, 2011; Hirai et al., 2012). Одно из этих парных исследований (Otsuka and Kawaguchi, 2009) дополнительно продемонстрировало существование связей возбуждения и торможения от L2/3 до L5, о чем также сообщил Apicella et al. (2012) в моторной коре мыши. Эксперименты Hirai et al. (2012) показали, что реципрокные связи с возбуждающими связями от L2/3 до L5 существуют от пирамидных клеток L5 до пирамидных клеток L2/3. Это наблюдение подтверждается в медиальной энторинальной коре крысы (van Haeften et al., 2003), который можно считать агранулярным, так как его слой IV («lamina dissecans») преимущественно бесклеточный (Andersen et al., 2007). Исследование микроскопии van Haeften et al. (2003) проследили отростки пирамидных клеток в глубоких слоях, разветвляющиеся в поверхностных слоях, и определили синаптические контакты, образуемые этими нейронами. Анализ выявил возбудительно-возбуждающие, а также возбудительно-тормозные связи от глубоких слоев к поверхностным.

(A) Внутренняя схема в зернистой полосатой коре кошки.Адаптировано из Potjans and Diesmann (2014), которые в значительной степени основывали свою диаграмму на Binzegger et al. (2004). (B) Предварительная схема внутренней цепи в агранулярной лобной коре грызунов. Внутриламинарная связь в агранулярной коре сходна с таковой в гранулярной коре, но межламинарная связь отличается. Цвета столбцов соответствуют цветовой кодировке цитоархитектонической дифференциации на рисунке: от желтой слабо дифференцированной коры до темно-зеленой сильно дифференцированной коры.

Принимая во внимание тенденцию к ослаблению тормозной и возбуждающей связи в цитоархитектонически менее дифференцированных областях (Kätzel et al., 2011, см. выше), мы считаем вероятным отсутствие существенного интерламинарного торможения возбуждающих нейронов в агранулярной лобной коре грызунов, что отражено в нашей примерной схеме. В исследовании van Haeften et al. (2003) в медиальной энторинальной коре, которые сообщают об отсутствии тормозных-возбуждающих синапсов от глубоких до поверхностных слоев, подтверждают тот же вывод. Ван Хафтен и др. кроме того, сообщают, что только небольшой процент наблюдаемых синапсов потенциально может быть классифицирован как тормозящий к тормозному, что дает мало доказательств такой связи от глубоких к поверхностным слоям.Учитывая реципрокную тормозно-тормозную связь от поверхностных слоев к глубоким, мы не смогли найти работ, сообщающих об отсутствии или наличии такой связи. В принципиальную схему (рис. ) мы не включили соединения, о которых можно было бы судить только по исключительно морфологическим результатам (например, Kawaguchi, 1993, 1995; Kawaguchi, Kubota, 1997; Kubota et al., 2011), поскольку не рассматривали данные о пространственном распространении коллатералей аксонов достаточно надежны, чтобы продемонстрировать функциональную связь, учитывая, что образование синапсов, как было показано, является высокоспецифичным (например,г., Козлоски и др., 2001; Браун и Хестрин, 2009 г.). По этим причинам на рисунке не показаны ингибирующие межламинарные связи, хотя достоверность этой оценки, конечно, зависит от дальнейших экспериментальных данных.

Напротив, имеется множество свидетельств богатой внутриламинарной связи, включая связи между возбуждающими и тормозными и тормозными и возбуждающими связями (Kang, 1995; Somogyi et al., 1998; Kawaguchi and Kondo, 2002; Barthó et al., 2004). ; Оцука и Кавагути, 2009 г.; Фино и Юсте, 2011 г.; Кетцель и др., 2011). Поэтому мы предположили стереотипный образец связности в глубоких и поверхностных слоях, как показано на рисунке.

Внутренняя схема, которую мы набросали здесь, таким образом, включает межламинарные возбуждающие связи, которые соединяют популяции нейронов как из верхних, так и из нижних слоев с популяциями возбуждающих, а также тормозных нейронов в комплементарных слоях коры. Внутри верхних и нижних слоев интраламинарные связи реципрокно соединяют популяции возбуждающих и тормозных нейронов.Эта внутренняя межламинарная схема поразительно похожа на упрощенную исходную схему для стриарной коры Дугласа и др. (1989), и допускает периодическое возбуждение и торможение. Предполагается, что эти физиологические взаимодействия лежат в основе основных вычислительных механизмов в стриарной коре (Douglas et al., 1995; Douglas and Martin, 2007b, 2009). Микросхема, как мы ее набросали здесь, должна соответственно поддерживать элементарные нейронные функции, такие как усиление слабых входных сигналов посредством положительной обратной связи или управление усилением и нормализация сигнала посредством отрицательной обратной связи.

Обсуждение

Начальный вопрос этого обзора заключался в том, существует ли общий шаблон внутренней микросхемы в коре, несмотря на выраженные региональные различия в цитоархитектонической организации. Ответ сильно зависит от того, насколько широко сформулировано понятие стереотипии (Silberberg et al., 2002), но даже для области коры, наиболее интенсивно изучаемой в этом контексте, стриарной коры, до сих пор не существует единого мнения о подробном «каноническом» микросхема.Более того, сообщалось о различиях в схемах коры, которые согласуются с изменениями в структурном субстрате, в котором заложена внутренняя связь. Чтобы объяснить эти структурные различия, мы предлагаем предварительную схему агранулярной лобной коры головного мозга грызунов, агранулярной области, которая по своей цитоархитектонической организации резко противоположна стриарной коре. Наш обзор существующей литературы указывает на внутреннюю цепь, которая включает связи возбуждения с возбуждением и возбуждения с торможением от верхних слоев к нижним слоям, а также от нижних слоев к верхним слоям (рис. ), но не показывает межламинарных тормозных связей. -тормозные или тормозно-возбуждающие связи.Эта схема основана на нескольких подходах к исследованию структурных и функциональных цепей (таких как электрофизиологические парные записи с использованием микростимуляции, эксперименты по отслеживанию анатомических структур или изучение морфологических особенностей с помощью световой и электронной микроскопии) с различными оговорками и разным уровнем надежности. Важно, что информация была получена из исследований, основной целью которых не обязательно была характеристика межламинарной схемы. Поэтому наша принципиальная схема подлежит обсуждению и должна быть изменена в свете будущей информации.При составлении принципиальной схемы мы пошли на некоторые общие упрощения, касающиеся анатомической подложки, в которой размещены соединения. При изучении внутренних схем часто схлопываются отдельные подслои, как, например, когда слои 5А, 5В и 6 рассматриваются вместе как «внутригранулярные» слои. Такая трактовка может ввести в заблуждение, поскольку было показано, что разные (под)уровни участвуют в различных схемах обработки (например, Любке и Фельдмейер, 2007). То же самое относится и к слиянию различных типов нейронов в два основных класса тормозных и возбуждающих нейронов.Он отбрасывает большое количество функционально значимой информации о морфологических и физиологических различиях между типами нейронов, а также о связях, специфичных для типов клеток (Kozloski et al., 2001; Silberberg et al., 2002; Thomson and Bannister, 2003; Kampa et al. , 2006; Otsuka and Kawaguchi, 2008, 2009, 2011; Brown and Hestrin, 2009; Xu and Callaway, 2009; Apicella et al., 2012; Hirai et al., 2012). Неустранение неоднозначности таких важных анатомических особенностей вводит дополнительную неопределенность в отношении достоверности любой схемы внутренней цепи.Более того, обратите внимание, что описание общей связи между слоями внутри столбца, как мы предлагаем здесь, не обязательно отражает синаптические цепи, образованные отдельными нейронами в разных слоях, как, например, Binzegger et al. (2004) оценили. Таким образом, могут существовать функционально значимые различия между описанными здесь средними ламинарными взаимосвязями и конкретными ламинарными микросхемами, сформированными в рамках этих средних паттернов. Еще одним параметром, который отсутствует во многих описаниях локальных микросхем, является оценка силы соединения.Однако при современных технологиях структурные показатели силы, такие как частота соединений одного типа клеток с другим или количество вовлеченных синапсов и их морфология, могут быть получены только тяжелым ручным трудом. Более того, перевод структурной силы в функциональную, выраженную амплитудой вызванных постсинаптических токов, непрозрачен: имеют значение количество, размер, морфология и положение синапсов, равно как и многочисленные молекулярные механизмы, регулирующие синаптические функции как в пре-, так и в постсинаптических участках. .Кроме того, влияние вызванных токов на функцию постсинаптических клеток зависит от многих других факторов. Все эти аспекты не статичны, а потенциально могут изменяться в короткие промежутки времени (Squire et al., 2008; Buonomano and Maass, 2009; Dityatev et al., 2010; Eroglu and Barres, 2010; Silver, 2010; Ribrault et al. , 2011 г.; Арнстен и др., 2012 г.; Камире и Топольник, 2012 г.; Карони и др., 2012 г.; Кортес-Мендоса и др., 2013 г.; Даллерак и др., 2013 г.; Витурейра и Года, 2013 г.; Шевалейр и Писковски, 2014 г. ).

Хотя предлагаемая внутренняя схема агранулярной коры все еще остается спекулятивной, проблема, которую мы рассматриваем, остается важной (Marcus et al., 2014). Должны быть различия во внутренних схемах коры головного мозга, потому что состав коры не является однородным, а сильно различается по ряду измерений. Мы убеждены, что лучшее понимание внутренней корковой схемы необходимо для лучшего понимания ее физиологии и должно учитывать различия в корковом структурном субстрате.Мы надеемся, что предоставили отправную точку для обсуждения, которое приведет к синтезу новых идей на основе доступных данных или дальнейшим экспериментальным усилиям по выяснению схем за пределами стриарной коры с учетом структурных вариаций.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Поддерживается грантом DFG SFB 936/A1.Мы благодарим К.А.С. Мартину и Х. Барбасу за полезные комментарии к рукописи.

Ссылки

  • Andersen P., Morris R., Amaral D.G. eds. (2007). Книга Гиппокамп. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. [Google Scholar]
  • Apicella A.J., Wickersham I.R., Seung H.S., Shepherd G.M.G. (2012). Ламинарно-ортогональное возбуждение интернейронов с быстрыми и низкопороговыми импульсами в моторной коре мыши. Дж. Нейроски. 32, 7021–7033. 10.1523/JNEUROSCI.0011-12.2012 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Арнстен А.FT, Wang MJ, Paspalas CD (2012). Нейромодуляция мысли: гибкость и уязвимость синапсов префронтальной коры головного мозга. Нейрон 76, 223–239. 10.1016/j.neuron.2012.08.038 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Bannister AP (2005). Меж- и внутриламинарные связи пирамидных клеток неокортекса. Неврологи. Рез. 53, 95–103. 10.1016/j.neures.2005.06.019 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Барбас Х. (1986). Паттерн ламинарного происхождения корково-корковых связей.Дж. Комп. Нейрол. 252, 415–422. 10.1002/cne.

    0310 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

  • Barbas H., Rempel-Clower NL (1997). Структура коры предсказывает структуру корково-корковых связей. Церебр. кора 7, 635–646. 10.1093/cercor/7.7.635 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Barbour DL, Callaway EM (2008). Возбудительные локальные связи поверхностных нейронов слуховой коры крысы. Дж. Нейроски. 28, 11174–11185. 10.1523/JNEUROSCI.2093-08.2008 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Barthó P., Хирасе Х., Монкондуит Л., Зугаро М., Харрис К.Д., Бужаки Г. (2004). Характеристика основных клеток и интернейронов неокортекса с помощью сетевых взаимодействий и внеклеточных особенностей. Дж. Нейрофизиол. 92, 600–608. 10.1152/jn.01170.2003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Бастос А. М., Усрей В. М., Адамс Р. А., Мангун Г. Р., Фрайс П., Фристон К. Дж. (2012). Канонические микросхемы для предиктивного кодирования. Нейрон 76, 695–711. 10.1016/j.neuron.2012.10.038 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Beaulieu C., Колоньер М. (1989). Количество нейронов в отдельных пластинках областей 3В, 4 гамма и 6а альфа коры головного мозга кошки: сравнение с основными зрительными областями. Дж. Комп. Нейрол. 279, 228–234. 10.1002/cne.9027

    [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

  • Beul S. F., Grant S., Hilgetag CC (2014). Прогностическая модель коркового коннектома кошки, основанная на цитоархитектуре и расстоянии. Структура мозга. Функц. [Epub перед печатью]. 10.1007/s00429-014-0849-y [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Binzegger T., Дуглас Р.Дж., Мартин К.А.С. (2004). Количественная карта цепи первичной зрительной коры кошки. Дж. Нейроски. 24, 8441–8453. 10.1523/jneurosci.1400-04.2004 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Бродманн К. (1909). Vergleichende Lokalisationslehre der Groβhirnrinde in ihren Prinzipien Dargestellt auf Grund des Zellenbaues. Лейпциг: Йоханнес Амброзиус Барт Верлаг. [Google Scholar]
  • Браун С. П., Хестрин С. (2009). Внутрикорковые цепи пирамидных нейронов отражают их дальние аксоны-мишени.Природа 457, 1133–1136. 10.1038/nature07658 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Буономано Д. В., Маасс В. (2009). Вычисления, зависящие от состояния: пространственно-временная обработка в корковых сетях. Нац. Преподобный Нейроски. 10, 113–125. 10.1038/nrn2558 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Cahalane D.J., Charvet C.J., Finlay B.L. (2012). Систематические уравновешивающие градиенты плотности и количества нейронов в изокортексе приматов. Фронт. Нейроанат. 6:28. 10.3389/фнана.2012.00028 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Cajal S.R.Y. (1937). Воспоминания о моей жизни. Филадельфия, Пенсильвания: Американское философское общество. [Google Scholar]
  • Камире О., Топольник Л. (2012). Функциональная компартментализация и регуляция постсинаптических переходов Ca2+ в тормозных интернейронах. Клеточный кальций 52, 339–346. 10.1016/j.ceca.2012.05.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Carlo CN, Stevens CF (2013). Повторное рассмотрение структурного единообразия неокортекса.проц. Натл. акад. науч. США 110, 1488–1493. 10.1073/pnas.1221398110 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Карони П., Донато Ф., Мюллер Д. (2012). Структурная пластичность при обучении: регуляция и функции. Нац. Преподобный Нейроски. 13, 478–490. 10.1038/nrn3258 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Chevaleyre V., Piskorowski R. A. (2014). Модулирование возбуждения за счет пластичности тормозных синапсов. Фронт. Клетка. Неврологи. 8:93. 10.3389/fncel.2014.00093 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Collins C.Э., Эйри Д. К., Янг Н. А., Лейтч Д. Б., Каас Дж. Х. (2010). Плотность нейронов различается в разных областях коры и внутри них у приматов. проц. Натл. акад. науч. США 107, 15927–15932. 10.1073/pnas.1010356107 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Кортес-Мендоса Дж., Диас де Леон-Герреро С., Педраса-Альва Г., Перес-Мартинес Л. (2013) . Формирование синаптической пластичности: роль опосредованной активностью эпигенетической регуляции транскрипции генов. Междунар. Дж. Дев. Неврологи. 31, 359–369. 10.1016/j.ijdevneu.2013.04.003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • da Costa N.M., Martin KAC (2010). Чья это корковая колонка? Фронт. Нейроанат. 4:16. 10.3389/fnana.2010.00016 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Dallérac G., Chever O., Rouach N. (2013). Как астроциты формируют синаптическую передачу? Взгляды из электрофизиологии. Фронт. Клетка. Неврологи. 7:159. 10.3389/fncel.2013.00159 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Defelipe J., Гонсалес-Альбо М.С., Дель Рио М.Р., Элстон Г.Н. (1999). Распределение и характер связности интернейронов, содержащих кальбиндин, кальретинин и парвальбумин, в зрительных областях затылочной и височной долей макаки. Дж. Комп. Нейрол. 412, 515–526. 10.1002/(sici)1096-9861(199
  • )412:3<515::aid-cne10>3.0.co;2-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дитятев А., Шахнер М., Зондереггер П. (2010). Двойная роль внеклеточного матрикса в синаптической пластичности и гомеостазе.Нац. Преподобный Нейроски. 11, 735–746. 10.1038/nrn2898 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Домбровски С. М., Хильгетаг С. С., Барбас Х. (2001). Количественная архитектура отличает системы префронтальной коры у макак-резусов. Церебр. кора 11, 975–988. 10.1093/cercor/11.10.975 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дуглас Р. Дж., Кох К., Маховальд М., Мартин К. А., Суарес Х. Х. (1995). Периодическое возбуждение в неокортикальных цепях. Наука 269, 981–985. 10.1126/science.7638624 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дуглас Р.J., Мартин KAC (1991). Функциональная микросхема зрительной коры кошки. Дж. Физиол. 440, 735–769. 10.1113/jphysiol.1991.sp018733 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Douglas RJ, Martin KAC (2004). Нейронные цепи неокортекса. Анну. Преподобный Нейроски. 27, 419–451. 10.1146/annurev.neuro.27.070203.144152 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дуглас Р. Дж., Мартин К. А. С. (2007a). Рекуррентные нейронные цепи в неокортексе. Курс. биол. 17, Р496–Р500.10.1016/j.cub.2007.04.024 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дуглас Р. Дж., Мартин К. А. С. (2007b). Бабочка и ткацкий станок. Мозг Res. преп. 55, 314–328. 10.1016/j.brainresrev.2007.04.011 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дуглас Р. Дж., Мартин К. А. С. (2009). Торможение в корковых цепях. Курс. биол. 19, Р398–Р402. 10.1016/j.cub.2009.03.003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Дуглас Р. Дж., Мартин К. А. С., Уиттеридж Д. (1989). Каноническая микросхема для неокортекса.Нейронные вычисления. 1, 480–488 10.1162/neco.1989.1.4.480 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Du J., Vegh V., Reutens D.C. (2012). Модель ламинарной коры: новая континуальная модель коры, включающая ламинарную архитектуру. PLoS-компьютер. биол. 8:e1002733. 10.1371/journal.pcbi.1002733 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Eroglu C., Barres B.A. (2010). Регуляция синаптической связи глией. Природа 468, 223–231. 10.1038/nature09612 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Feldmeyer D., Brecht M., Helmchen F., Petersen C.C.H., Poulet J.F.A., Staiger J.F., et al. . (2013). Функция стволовой коры. прог. Нейробиол. 103, 3–27. 10.1016/j.pneurobio.2012.11.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Fino E., Yuste R. (2011). Плотные тормозные связи в неокортексе. Нейрон 69, 1188–1203. 10.1016/j.neuron.2011.02.025 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • García-Cabezas M. Á., Barbas H. (2014). Область 4 имеет слой IV у взрослых приматов. Евро.Дж. Нейроски. 39, 1824–1834 гг. 10.1111/ejn.12585 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Джордж Д., Хокинс Дж. (2009). К математической теории корковых микросхем. PLoS-компьютер. биол. 5:e1000532. 10.1371/journal.pcbi.1000532 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Gilbert C.D., Wiesel T.N. (1983). Функциональная организация зрительной коры. прог. Мозг Res. 58, 209–218 10.1016/S0079-6123(08)60022-9 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Годлав Д.К., Майер А., Вудман Г. Ф., Шалл Дж. Д. (2014). Микросхема агранулярной лобной коры: проверка общности канонической корковой микросхемы. Дж. Нейроски. 34, 5355–5369. 10.1523/JNEUROSCI.5127-13.2014 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Habenschuss S., Jonke Z., Maass W. (2013). Стохастические вычисления в моделях корковых микросхем. PLoS-компьютер. биол. 9:e1003311. 10.1371/journal.pcbi.1003311 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Haeusler S., Маасс В. (2007). Статистический анализ свойств обработки информации моделями микросхем коры, специфичных для пластинок. Церебр. кора 17, 149–162. 10.1093/cercor/bhj132 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Haeusler S., Schuch K., Maass W. (2009). Распределение мотивов, динамические свойства и вычислительная производительность двух шаблонов корковых микросхем на основе данных. Дж. Физиол. Париж 103, 73–87. 10.1016/j.jphysparis.2009.05.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Heinzle J., Хепп К., Мартин К.А.С. (2007). Микросхемная модель лобных полей глаза. Дж. Нейроски. 27, 9341–9353. 10.1523/jneurosci.0974-07.2007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Herculano-Houzel S., Watson C., Paxinos G. (2013). Распределение нейронов по функциональным областям коры головного мозга мыши выявляет количественно различающиеся зоны коры. Фронт. Нейроанат. 7:35. 10.3389/fnana.2013.00035 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Hilgetag C.К., Грант С. (2010). Цитоархитектурные различия являются ключевым фактором, определяющим происхождение ламинарной проекции в зрительной коре. Нейроизображение 51, 1006–1017. 10.1016/j.neuroimage.2010.03.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Hirai Y., Morishima M., Karube F., Kawaguchi Y. (2012). Специализированные корковые подсети по-разному соединяют лобную кору с парагиппокампальными областями. Дж. Нейроски. 32, 1898–1913 гг. 10.1523/JNEUROSCI.2810-11.2012 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Кампа Б.М., Летцкус Дж. Дж., Стюарт Дж. Дж. (2006). Корковые сети прямой связи для связывания различных потоков сенсорной информации. Нац. Неврологи. 9, 1472–1473. 10.1038/nn1798 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Кан Ю. (1995). Дифференциальная парная импульсная депрессия не-NMDA- и NMDA-токов в пирамидных клетках лобной коры крысы. Дж. Нейроски. 15, 8268–8280. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kätzel D., Zemelman B.V., Buetfering C., Wölfel M., Miesenböck G.(2011). Столбчатая и ламинарная организация тормозных связей с возбуждающими клетками неокортекса. Нац. Неврологи. 14, 100–107. 10.1038/nn.2687 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Kawaguchi Y. (1993). Группировки непирамидных и пирамидных клеток со специфическими физиологическими и морфологическими характеристиками в лобной коре крысы. Дж. Нейрофизиол. 69, 416–431. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кавагути Ю. (1995). Физиологические подгруппы непирамидных клеток со специфическими морфологическими характеристиками в слое II/III лобной коры крысы.Дж. Нейроски. 15, 2638–2655. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kawaguchi Y., Kondo S. (2002). Парвальбумин, соматостатин и холецистокинин как химические маркеры специфических типов ГАМКергических интернейронов в лобной коре крыс. Дж. Нейроцитол. 31, 277–287. 10.1023/A:1024126110356 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Kawaguchi Y., Kubota Y. (1997). Подтипы ГАМКергических клеток и их синаптические связи в лобной коре крыс. Церебр. кора 7, 476–486. 10.1093/cercor/7.6.476 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Kozloski J., Hamzei-Sichani F., Yuste R. (2001). Стереотипное положение локальных синаптических мишеней в неокортексе. Наука 293, 868–872. 10.1126/science.293.5531.868 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Kubota Y., Shigematsu N., Karube F., Sekigawa A., Kato S., Yamaguchi N., et al. . (2011). Селективная коэкспрессия нескольких химических маркеров определяет дискретные популяции ГАМКергических нейронов неокортекса. Церебр. кора 21, 1803–1817 гг. 10.1093/cercor/bhq252 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Лефорт С., Томм С., Флойд Сарриа Дж.-К., Петерсен С.Ч.Х. (2009). Возбуждающая нейронная сеть столбца ствола C2 в первичной соматосенсорной коре мыши. Нейрон 61, 301–316. 10.1016/j.neuron.2008.12.020 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Лоренте де Но Р. (1949). «Кора головного мозга: архитектура, внутрикорковые связи, двигательные проекции», в «Физиологии нервной системы», изд. Фултон Дж. Ф. (Оксфорд: Oxford University Press;), 288–330.[Google Scholar]
  • Любке Й., Фельдмейер Д. (2007). Поток возбуждающих сигналов и связность в коре головного мозга: внимание на ствольную кору. Структура мозга. Функц. 212, 3–17. 10.1007/s00429-007-0144-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Маркус Г., Марблстоун А., Дин Т. (2014). Атомы нейронных вычислений. Наука 346, 551–552. 10.1126/science.1261661 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Markram H., Toledo-Rodriguez M., Wang Y., Gupta A., Silberberg G., Wu C. (2004).Интернейроны тормозной системы неокортекса. Нац. Преподобный Нейроски. 5, 793–807. 10.1038/nrn1519 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Medalla M., Barbas H. (2006). Разнообразие ламинарных связей, связывающих околодуговые и латеральные внутритеменные области, зависит от строения коры. Евро. Дж. Нейроски. 23, 161–179. 10.1111/j.1460-9568.2005.04522.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Мельчицкий Д. С., Гонсалес-Бургос Г., Баррионуево Г., Льюис Д. А. (2001). Синаптические мишени собственных коллатералей аксонов супрагранулярных пирамидных нейронов в префронтальной коре обезьян.Дж. Комп. Нейрол. 430, 209–221. 10.1002/1096-9861(20010205)430:2<209::aid-cne1026>3.0.co;2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Merolla PA, Arthur JV, Alvarez-Icaza R., Cassidy AS , Савада Дж., Акопян Ф. и др. . (2014). Интегральная схема с миллионом импульсных нейронов с масштабируемой коммуникационной сетью и интерфейсом. Наука 345, 668–673. 10.1126/science.1254642 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Мейер Х. С., Эггер Р., Гест Дж. М., Ферстер Р., Рейсл С., Оберлендер М.(2013). Клеточная организация столбцов кортикальных стволов специфична для усов. проц. Натл. акад. науч. США 110, 19113–19118. 10.1073/pnas.13126 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Mountcastle VB (1957). Модальность и топографические свойства одиночных нейронов соматосенсорной коры кошек. Дж. Нейрофизиол. 20, 408–434. [PubMed] [Google Scholar]
  • Оцука Т., Кавагути Ю. (2008). Зависимая от паттерна возбуждения специфичность корковых возбуждающих подсетей прямой связи.Дж. Нейроски. 28, 11186–11195. 10.1523/JNEUROSCI.1921-08.2008 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Оцука Т., Кавагути Ю. (2009). Типы кортикальных тормозных клеток по-разному образуют интраламинарную и интерламинарную подсети с возбуждающими нейронами. Дж. Нейроски. 29, 10533–10540. 10.1523/JNEUROSCI.2219-09.2009 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Otsuka T., Kawaguchi Y. (2011). Разнообразие клеток и специфичность связей между каллозальными проекционными нейронами в лобной коре.Дж. Нейроски. 31, 3862–3870. 10.1523/JNEUROSCI.5795-10.2011 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Овьедо Х. В., Бюро I., Свобода К., Задор А. М. (2010). Функциональная асимметрия слуховой коры отражается на организации локальных корковых цепей. Нац. Неврологи. 13, 1413–1420. 10.1038/nn.2659 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Petersen CCH (2007). Функциональная организация коры ствола. Нейрон 56, 339–355.10.1016/j.neuron.2007.09.017 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Potjans T.C., Diesmann M. (2014). Микросхема коры, специфичная для клеточного типа: взаимосвязь структуры и активности в полномасштабной модели спайковой сети. Церебр. кора 24, 785–806. 10.1093/cercor/bhs358 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Rakic ​​P. (2008). Спутанные корковые столбцы. проц. Натл. акад. науч. США 105, 12099–12100. 10.1073/pnas.0807271105 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Reyes-Puerta V., Сан Дж.-Дж., Ким С., Килб В., Луманн Х.Дж. (2014). Ламинарная и столбчатая структура мультинейрональных спайковых последовательностей, вызванных сенсорами, в коре головного мозга взрослых крыс in vivo. Церебр. Cortex [Epub перед печатью]. 10.1093/cercor/bhu007 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ribrault C., Sekimoto K., Triller A. (2011). От стохастичности молекулярных процессов к изменчивости синаптической передачи. Нац. Преподобный Нейроски. 12, 375–387. 10.1038/nrn3025 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Rockland K.С. (2010). Пять точек на столбцах. Фронт. Нейроанат. 4:22. 10.3389/fnana.2010.00022 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Sanides F. (1970). «Функциональная архитектура моторной и сенсорной коры у приматов в свете новой концепции эволюции неокортекса», в книге «Мозг приматов», ред. Noback CR, Montagna W. (New York: Appleton-Century-Crofts;), 137–208. [Google Scholar]
  • Сато Х., Шимануки Ю., Сайто М., Тойода Х., Нокуби Т., Маэда Ю. и др. . (2008).Дифференциальная столбчатая обработка в локальных цепях ствола и островковой коры. Дж. Нейроски. 28, 3076–3089. 10.1523/JNEUROSCI.0172-08.2008 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Schüz A., Palm G. (1989). Плотность нейронов и синапсов в коре головного мозга мыши. Дж. Комп. Нейрол. 286, 442–455. 10.1002/cne.0404 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Шипп С. (2005). Важность агранулярности: сравнительный анализ зрительной и моторной коры.Филос. Транс. Р. Соц. Лонд. Б биол. науч. 360, 797–814. 10.1098/rstb.2005.1630 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Зильберберг Г., Гупта А., Маркрам Х. (2002). Стереотипия в микросхемах неокортекса. Тренды Нейроси. 25, 227–230. 10.1016/s0166-2236(02)02151-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Silver RA (2010). Нейронная арифметика. Нац. Преподобный Нейроски. 11, 474–489. 10.1038/nrn2864 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Smith C.УМ (2010а). История повторяется? Корковые колонки 1. Введение. кора 46, 279–280. 10.1016/j.cortex.2008.12.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Smith CUM (2010b). История повторяется? Корковые колонки 2. От цитоархитектоники к колонкам. кора 46, 591–592. 10.1016/j.cortex.2008.12.003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Smith CUM (2010c). История повторяется? Корковые столбы 3. Кора столбцов. кора 46, 713–714. 10.1016/Дж.cortex.2008.12.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Smith CUM (2010d). История повторяется? Кортикальные колонки 4. Дежа вю? кора 46, 947–948. 10.1016/j.cortex.2009.02.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Somogyi P., Tamás G., Lujan R., Buhl E.H. (1998). Особенности синаптической организации коры головного мозга. Мозг Res. преп. 26, 113–135. 10.1016/s0165-0173(97)00061-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Сквайр Л. Р., Берг Д., Блум Ф.Э., дю Лак С., Гош А., Спитцер Н., ред. (2008). Фундаментальная неврология. 3-е изд. Лондон: Elsevier Academic Press. [Google Scholar]
  • Сентаготай Дж. (1978). Лекция Ферье, 1977: нейронная сеть коры головного мозга: функциональная интерпретация. проц. Р. Соц. Лонд. Б 201, 219–248. 10.1098/rspb.1978.0043 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Томсон А. М., Баннистер А. П. (2003). Межламинарные связи в неокортексе. Церебр. кора 13, 5–14. 10.1093/cercor/13.1.5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Томсон А. М., Западный округ Колумбия, Ван Ю., Баннистер А. П. (2002). Синаптические связи и небольшие цепи с участием возбуждающих и тормозных нейронов в слоях 2–5 неокортекса взрослых крыс и кошек: тройные внутриклеточные записи и маркировка биоцитином in vitro. Церебр. кора 12, 936–953. 10.1093/cercor/12.9.936 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • van Haeften T., Baks-te-Bulte L., Goede P.H., Wouterlood F.G., Witter M.P. (2003). Морфологический и численный анализ синаптических взаимодействий между нейронами в глубоких и поверхностных слоях энторинальной коры крысы.Гиппокамп 13, 943–952. 10.1002/hipo.10144 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Витурейра Н., Года Ю. (2013). Взаимодействие между Хеббианской и гомеостатической синаптической пластичностью. Дж. Клеточная биология. 203, 175–186. 10.1083/jcb.201306030 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Vogt O. (1910). Die myeloarchitektonische Felderung des menschlichen Stirnhirns. Дж. Психол. Нейрол. 15, 221–232. [Google Scholar]
  • фон Экономо К. (2009). Клеточная структура коры головного мозга человека, под ред. Триарху Л.C. (Базель: Karger Medical and Scientific Publishers;). [Google Scholar]
  • Вагацума Н., Потянс Т. К., Дисманн М., Фукаи Т. (2011). Зависимая от слоя обработка внимания нисходящими сигналами в модели микросхемы зрительной коры. Фронт. вычисл. Неврологи. 5:31. 10.3389/fncom.2011.00031 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Watkins P.V., Kao JPY, Kanold P.O. (2014). Пространственный паттерн внутриламинарной связи в супрагранулярной слуховой коре мыши.Фронт. Нейронный. Схемы 8:15. 10.3389/fncir.2014.00015 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Xu X., Callaway EM (2009). Ламинарная специфичность функционального входа к различным типам тормозных нейронов коры. Дж. Нейроски. 29, 70–85. 10.1523/JNEUROSCI.4104-08.2009 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Яньес И.Б., Муньос А., Контрерас Дж., Гонсалес Дж., Родригес-Вейга Э., ДеФелипе Дж. (2005 ). Клетки двойного букета в коре головного мозга человека и сравнение с другими млекопитающими.Дж. Комп. Нейрол. 486, 344–360. 10.1002/cne.20533 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zilles K., Amunts K. (2012). «Архитектура коры головного мозга», в «Нервной системе человека», ред. Май Дж. К., Паксинос Г. (Сан-Диего: Academic Press;), 836–895. Доступно в Интернете по адресу: http://www.sciencedirect.com/science/article. /pii/B9780123742360100239 По состоянию на 3 июня 2014 г. [Google Scholar]

Соматостатиновые нейроны контролируют прелимбическую микросхему алкогольного опьянения у мышей

Для изучения индуцированной DID пластичности нейронов PL SST, SST IRES-CRE::Ai9 самцов и самок мышей подвергли DID в течение четырех циклов (рис.1А для репрезентативного выражения и экспериментальной временной шкалы). Как и в предыдущих отчетах, мыши-самки потребляли больше алкоголя, чем мыши-самцы (дополнительная рис. 1). Через 24 часа после последнего сеанса запоя с алкоголем мы провели электрофизиологию патч-кламп цельных клеток в нейронах PL SST, чтобы изучить вызванные DID изменения внутренней возбудимости и синаптической передачи в этих нейронах. Во-первых, эксперименты с зажимом напряжения показали, что чрезмерное употребление алкоголя нарушает динамику возбуждения / торможения на нейронах PL SST.Как самцы, так и самки, подвергшиеся DID-облучению, SST-нейроны показали ослабление частоты sEPSC по сравнению с их контрольными аналогами (контрольный самец: n  = 11 клеток/5 мышей, DID-самец: n  = 11 клеток/6 мышей, контрольные самки: n  = 10 клеток/5 мышей, DID самки: n  = 11 клеток/5 мышей, F секс (1,39) = 2,1, p  = 0,155; F 9  = 0,155; F 9 ,39) = 18,6, p  < 0,001, F секс x переедание (1,39) = 2,4, p  = 0.123; Рис. 1Б, В), без изменений амплитуды сВПСТ (F секс (1,38) = 0,0, p  = 0,8763; F выпивка (1,39) = 0,06, p  = 0,798, F секс x переедание (1,39) = 1,7, p  = 0,199; рис. 1D). В то время как мы не обнаружили изменений в частоте sIPSC в зависимости от пола и групп употребления алкоголя (контрольные мужчины: n  = 11 клеток, DID-мужчины: n  = 10 клеток, контрольные женщины: n  = 9 клеток, DID-женщины: n = 11 клеток; F пол (1,37) = 0.0, р  = 0,884; F запой (1,37) = 0,1, p  = 0,698, F секс x запой (1,37) = 3,2, p  = 0,080; Рис. 1E), DID вызывал противоположные адаптации в амплитуде sIPSC нейронов PL SST между полами (F секс (1,37) = 0,2, p   =  0,62; F переедание (1,37) = 0,0, p  = 0,932, F секс x переедание (1,37) = 14,1, p  < 0,001; рис. 1F). В то время как запойное употребление алкоголя снижало амплитуду sIPSC в нейронах PL SST самцов ( p  = 0.018), в противном случае он увеличивал амплитуду sIPSC в женских нейронах SST ( p  = 0,029). Примечательно, что у контрольных мышей также наблюдались базальные половые различия, у которых SST-нейроны самцов демонстрировали большее количество событий sIPSC, чем SST-нейроны самок ( p  = 0,014), что свидетельствует о значительной вариабельности постсинаптической экспрессии рецептора GABA A между полами, которая могла быть дифференцированно изменены историей запойного пьянства.

Рис. 1: Выпивка, похожая на употребление алкоголя, ослабляет внутреннюю возбудимость и возбуждение нейронов SST в PL.

A Слева: PL SST нейроны под флуоресценцией tdTomato. Справа: схема экспериментальной временной шкалы. B Репрезентативные следы sEPSC (четыре верхних) и следы sIPSC (четыре нижних) в клетках SST в PL. C Пьянство снижает частоту сВПСТ в клетках SST у обоих полов. D Пьянство не изменяет амплитуду сВПСТ в клетках SST. E Употребление алкоголя не изменяет частоту sIPSC в клетках SST. F Амплитуда sIPSC в SST-клетках демонстрирует базальные половые различия, при которых мужские SST-нейроны имеют большую амплитуду тормозного тока, чем женские SST-нейроны.Пьянство в зависимости от пола изменяет амплитуду sIPSC в клетках SST, при этом амплитуда sIPSC была снижена у мужчин, но увеличена у женщин. G Репрезентативные следы записи реобазы и VI в клетках SST в PL. H Пьянство деполяризует мембранный потенциал покоя в женских SST PL нейронах, но не в мужских. I Порог потенциала действия в нейронах SST PL у разных полов не изменился после запоя. J Пьянство увеличивало минимальный ток, необходимый для возбуждения потенциала действия в женских SST PL нейронах, но не у мужчин. K Индуцированные током всплески уменьшались в нейронах SST PL самцов после пьянства. L Пьянство уменьшало вызванные током всплески в женских SST PL нейронах. * р  < 0,05. ** р  < 0,01. *** р  < 0,001. Апостериорный тест Бонферрони.

Кроме того, текущие эксперименты с зажимом показали, что нейроны PL SST демонстрируют заметные изменения внутренней возбудимости после чрезмерного употребления алкоголя. В то время как не было никаких изменений в RMP нейронов SST у мужчин, подвергшихся DID, нейроны SST у женщин, подвергшихся DID, демонстрировали деполяризованный RMP по сравнению с контрольными женщинами (p  = 0.014) (контрольный самец: n  = 11 клеток/6 мышей; DID-самцы: 9 клеток/5 мышей; контрольные самки: 11 клеток/5 мышей; DID-самки: 11 клеток/5 мышей; F пол (1, 38) = 2,7, p  = 0,105; F запой (1,38) = 2,5, p  = 0,119, F секс x запой (1,38) = 7,8, p; . 1G, Н). Различий в пороге потенциала действия SST-нейронов у обоих полов не обнаружено (F пол (1,34) = 1,1, p  = 0,3; F переедание (1,34) = 0.0, p  = 0,894, F секс x выпивка (1,34) = 1,3, p  = 0,256; Рис. 1I). Реобаза была увеличена в нейронах SST самок, подвергшихся ДИД ( p  = 0,018), по сравнению с контролем, но не у самцов, подвергшихся ДИД (контрольный самец: n  = 11 клеток/6 мышей; самцы с ДИД: n  = 9 клеток/5 мышей контроль самки: n  = 8 клеток/5 мышей DID самки: n  = 10 клеток/5 мышей F пол (1,34) = 0,0, p  = 0,941; F запой (1,34) = 4.9, p  = 0,032, F секс x выпивка (1,34) = 3,0, p  = 0,087; Рис. 1J).

В нейронах SST самцов, подвергшихся ДИД, количество спайков на текущий шаг было уменьшено по сравнению с контрольной группой (контрольный самец: n  = 10 клеток/6 мышей; самцы с ДРИ: n  = 9 клеток/5 мышей; F Текущий (20,340) = 71,1, P <0,001; F Binge (1,17) = 3.8, P = 0,061, F Текущий X Binge (20,340) = 1,7, p = 0.026; Рис. 1K), с аналогичными результатами, наблюдаемыми у самок, подвергшихся воздействию DID (контрольная самка: n  = 9 клеток/5 мышей, самка DID: n  = 12 клеток/5 мышей, F current (20380) = 39,3 , p  < 0,001; F запой (1,19) = 5,7, p  = 0,027, F текущий x запой (20,380) = 0,9, p ).

В совокупности эти данные продемонстрировали, что повторяющиеся циклы запоев с алкоголем приводят к состоянию пониженной возбудимости в нейронах PL SST за счет снижения как возбуждающей синаптической передачи на эти нейроны, так и внутренней возбудимости этих нейронов, что в конечном итоге может привести к растормаживанию соседних популяций. .

Как хемогенетическая активация, так и ингибирование активности нейронов SST снижают приступы пьянства за счет прямого и косвенного ингибирования пирамидных нейронов наблюдая снижение возбудимости нейронов SST после пьянства, мы исследовали способность хемогенетических манипуляций нейронов PL SST изменять употребление алкоголя. Мы инъецировали самцам и самкам мышей SST-IRES-Cre смесь AAV, кодирующих возбуждающий Gq-связанный hM3Dq и ингибирующий Gi-связанный производный от каппа-опиоида DREADD (KORD) в PL, что позволяло двунаправленное манипулирование одним и тем же Нейроны SST во время DID [31] (график эксперимента см.2A, репрезентативные вирусные инъекции, рис. 2B и дополнительная фигура 1 для количественной оценки перекрытия между hM3Dq и KORD

) .

Рис. 2: Двунаправленный контроль нейронов PL SST уменьшает пьянство.

A Схема экспериментального проекта. В этом эксперименте использовали как самцов, так и самок мышей SST-IRES-Cre. B Репрезентативные изображения нейронов SST, экспрессирующих hM3Dq и KORD, при большом увеличении [40x]. Белые стрелки: клетки mCitrine + /mCherry+.Черные стрелки: только ячейки mCherry+. Масштабная линейка 50 мкМ. (Справа) Процент от общего числа инфицированных нейронов SST в PL, экспрессирующих только KORD, помеченный mCitrine (зеленый), только hM3Dq, помеченный mCherry (красный), или оба вируса (желтый). C Активация, индуцированная CNO, и индуцированное SalB замалчивание нейронов SST PL снижали количество запоев у мышей, экспрессирующих hM3Dq и KORD, но не у контрольных мышей, экспрессирующих mCherry. D У мышей, экспрессирующих hM3Dq и KORD, самки и самцы были одинаково восприимчивы к активации и молчанию нейронов SST PL. E Манипуляции с нейронами SST PL не повлияли на запойное употребление сахарозы. F Схема электрофизиологических записей в нейронах SST, экспрессирующих DREADD, и репрезентативные следы RMP нейронов SST, экспрессирующих hM3Dq и KORD, во время аппликации в ванну с 10 мкМ CNO (вверху) и 1 мкМ SalB (внизу). G CNO деполяризованный и SalB гиперполяризованный мембранный потенциал покоя нейронов SST, экспрессирующих KORD и hM3Dq. H Схема электрофизиологических записей в пирамидных нейронах L2/3 и репрезентативные следы записей sIPSC в aCSF, содержащем блокатор глутаматных рецепторов (3 мМ кинуреновая кислота), до и после применения ванны с 10 мкМ CNO и 1 мкМ SalB. I CNO-индуцированная активация нейронов PL SST увеличивала частоту sIPSC на пирамидных нейронах без изменения амплитуды. SalB-индуцированное ингибирование нейронов PL SST в противном случае вызывало снижение частоты sIPSC и увеличение амплитуды sIPSC. * р  < 0,05. ** р  < 0,01, *** р  < 0,001, **** р  < 0,0001. Апостериорные тесты Бонферрони.

Как активация, так и ингибирование нейронов PL SST (посредством системного введения CNO и SalB, соответственно) снижали потребление алкоголя во время сеансов переедания у мышей, экспрессирующих hM3Dq/KORD ( N  = 24; 12 самцов и 12 самок) (носитель против .CNO: p  < 0,001; Носитель по сравнению с SalB: p  < 0,001; F препарат (2,80) = 17,1, p  < 0,001, F вирус (1,40) = 0,3, p  = 0,593, вирус F x препарат , (2,808) = 11,808) p  < 0,001, рис. 2C), без изменений в употреблении алкоголя у мышей, которым вводили вирусный контроль ( N  = 19; 10 самцов и 9 самок). Этот эффект наблюдался у мышей, экспрессирующих hM3Dq/KORD обоих полов. (F препарат (1,22) = 0,4, p  = 0.494, F пол (2,44) = 49,1, p  < 0,001, F пол x лекарство (2,44) = 1,8, p  = 0,168; Рис. 2D). Потребление 10% сахарозы DID (рис. 2E) не изменилось у DREADD-экспрессирующих и контрольных мышей (препарат F (2,46) = 0,1, p   =   0,85, вирус F (1,23) = 0,1 и нельзя обобщить на другие полезные жидкости.

Затем мы выполнили фиксацию цельных клеток на экспрессирующих hM3Dq/KORD нейронах SST, визуализированных с помощью флуоресценции mCherry и mCitrine соответственно, чтобы проверить функциональность DREADD. Как и ожидалось, 10-минутное применение CNO в ванне вызывало значительную деполяризацию в RMP нейронов SST (базовый уровень по сравнению с вымыванием, пара t (5) = 3,2, p   = 0,022), тогда как SalB приводил к значительной гиперполяризации. (в паре t (6) = 4,4, p  = 0.007; CNO против SalB непарный t (10) = 5,4, p  < 0,001; Рис. 2F, G). Эксперименты с зажимом напряжения на пирамидальных нейронах слоя 2/3 выявили увеличение частоты sIPSC после применения CNO в ванне (исходный уровень по сравнению с вымыванием, парные t (5) = 4,0, p  = 0,016) без изменения амплитуды (парные t (5) = 1,1, p  = 0,325; рис. 2H, I). После ванночки с SalB наблюдалось снижение частоты сТПСТ ( пар t (6) = 2.7, p  = 0,039) и увеличение амплитуды sIPSC (в паре t (7) = 5,6, p  = 0,002; рис. 2I) – предполагается, что любопытные двунаправленные поведенческие эффекты могут быть опосредованы более тонкой микросхемой. .

В целом, эти данные выявили роль нейронов PL SST в регуляции потребления алкоголя, подобного перееданию, путем регуляции тормозной динамики пирамидных нейронов, основного источника возбуждающего выхода из коры PL.

Специфический для пола SST-опосредованный тормозной контур в PL лежит в основе адаптации, вызванной DID

Предыдущие работы по условию страха [26], социальному стрессу поражения [27] и воздействию морфина [32] у самцов мышей предполагают, что PL SST нейроны взаимодействуют с промежуточным ГАМКергическим источником, чтобы растормозить пирамидальные нейроны и усилить реакцию на стресс и стремление к вознаграждению.Чтобы изучить адаптацию пластичности после чрезмерного употребления алкоголя в ингибирующей цепи, опосредованной нейронами SST в PL, мы инъецировали SST-IRES-Cre самцам и самкам мышей Cre-зависимую вирусную конструкцию, кодирующую светоиндуцируемый канал родопсин-2 (ChR2). ) в PL (рис. 3A). Потенциалы действия в нейронах ChR2+ SST вызывались фотостимуляцией синим светом длительностью 1 мс (470 нм) с полной достоверностью потенциала действия выше 10 Гц (рис. 3A), что согласуется с паттернами возбуждения SST, которые мы ранее опубликовали [33].Затем мы использовали протокол фотостимуляции с парными импульсами (2 импульса по 1 мс, интервал 100 мс), чтобы вызвать высвобождение из нейронов SST при записи либо пирамидных нейронов, либо предположительно ГАМКергических, не-SST нейронов. Идентичность клеточного типа была подтверждена свойствами мембраны (емкость и сопротивление мембраны, описанные в методах и показанные на дополнительных рисунках 3D, E) и характеристиками потенциала действия (дополнительные рисунки 3F, G), что согласуется с опубликованными литературными данными. [26]. Этот протокол стимуляции выявил прямые моносинаптические связи между SST-нейронами и обеими соседними субпопуляциями, в которых фотостимуляция SST-нейронов индуцировала мощные, синхронизированные по времени IPSC как в пирамидных нейронах, так и в не-SST-не-PYR (предполагаемых ГАМКергических) нейронах (дополнительная рис.3А-С).

Рис. 3: SST-опосредованная ингибирующая динамика в PL ослабляется сексом и запоем алкоголя.

A (слева) ChR2-экспрессирующие нейроны SST в PL. Масштабная линейка 1  мм. (Справа) Точность фотостимулированного потенциала действия в нейронах SST до 10 Гц. B Репрезентативные следы SST-опосредованных IPSC в пирамидных нейронах PL у мужчин и женщин. C Неумеренное употребление алкоголя не влияло на SST-опосредованную амплитуду IPSC в пирамидных нейронах PL у обоих полов. D Отсутствуют различия в соотношении парных импульсов IPSC, вызванных SST, на пирамидных нейронах в зависимости от группы и пола. E Репрезентативные следы SST-опосредованных IPSC в PL не-SST, предположительно ГАМКергических нейронах у мужчин и женщин. F Пьянство усиливало SST-опосредованную амплитуду IPSC на не-SST нейронах у самцов мышей, но не у самок мышей. G Пьянство снижало SST-опосредованное соотношение пар пульса IPSC у самок мышей, но не у самцов мышей. DID: N  = 5 мышей-самцов и 5 мышей-самок, контроль: N  = 6 мышей-самцов и 4 мышей-самок.* р  < 0,05. ** р  < 0,01. Апостериорный тест Бонферрони.

Запойное употребление алкоголя не влияло на амплитуду ИПСК, вызванную SST, на пирамидные нейроны как у самцов, так и у самок (контрольный самец: n  = 13 клеток/5 мышей; DID-самцы: n  = 14 клеток/5 мышей; контрольная самка : n  = 8 клеток/5 мышей; самки DID: n  = 13 клеток/5 мышей; F секс (1,44) = 0,4, p  = 0,526, F переедание ) = 0,3, p  = 0.571, F секс х запой (1,44) = 0,0, р  = 0,891; Рис. 3Б, В). Соотношение парных импульсов IPSC (PPR), измерение вероятности пресинаптического высвобождения ГАМК, также не изменилось в пирамидных нейронах мышей, подвергшихся DID, по сравнению с контролем (F секс (1,44) = 0,0, p   =   0,959, F запой (1,44) = 0,7, p  = 0,388, F секс x запой (1,44) = 0,4, p  = 0,522, рис. 3D). Однако запойное употребление алкоголя усиливало ингибирующую передачу, вызванную SST, на другие не-SST, ГАМКергические популяции в зависимости от пола.Вызванная SST амплитуда IPSC на нейронах, не являющихся SST, была увеличена у самцов мышей, подвергшихся воздействию DID, по сравнению с контрольными самцами ( p  = 0,009) и самками, подвергнутыми DID ( p  = 0,044) (контрольные самцы: n  = 9 клеток/5 мышей; DID самцы: n  = 11 клеток/5 мышей; контрольные самки: 7 клеток/5 мышей; DID самки: n  = 10 клеток/5 мышей; F пол (1,33) = 0,6, p  = 0,433, F запой (1,33) = 2,9, p  = 0,094, F секс x запой (1,33) = 5.5, p  = 0,025, рис. 3E, F). IPSC PPR был снижен в нейронах без SST самок, подвергшихся воздействию ДРИ, по сравнению с контрольными самками ( p  = 0,033) и самцами, подвергшимися ДРИ ( p  = 0,010) (F секс (1,33) = 2,8 , p  = 0,099, F выпивка (1,33) = 2,2, p  = 0,143, F секс x выпивка (1,33) = 4,9, p

Вместе эти данные предоставили доказательства того, что микросхема SST-нейронов в PL прямо или косвенно блокирует усиление пирамидных нейронов для контроля запойного употребления алкоголя с половыми различиями в относительной силе SST-нейрон-опосредованного торможения. возбуждающих пирамидных нейронов и других ГАМКергических популяций.Повторяющиеся циклы чрезмерного употребления алкоголя нарушали эту динамику и растормаживали пирамидные нейроны в PL за счет усиления SST-опосредованного ингибирующего тонуса на другие ГАМКергические источники.

Прямое ингибирование пирамидных нейронов PL уменьшает приступы алкогольного опьянения. Затем мы исследовали влияние чрезмерного употребления алкоголя на тормозную динамику пирамидных нейронов PL.Отмечалось снижение частоты сТПСТ на пирамидных нейронах L2/3 после алкогольного опьянения у представителей обоих полов (контроль самцов:

n  = 10 клеток/6 мышей, самцы DID: n  = 8 клеток/5 мышей, контроль самок: n  = 13 клеток/5 мышей, самки DID: n  = 10 клеток/5 мышей; (F секс (1,37) = 0,7, p  = 0,381; F переедание) ) = 9,5, p  = 0,003, F секс x запой (1,37) = 0,1, p  = 0,718, рис. 4А, Б), без изменения амплитуды сТПСТ (F секс (1 ,37) = 1.0, р  = 0,31; F переедание (1,37) = 0,1, p  = 0,657, F секс x переедание (1,37) = 0,0, p  = 0,798, рис. 4C). В присутствии блокатора потенциалзависимых натриевых каналов ТТХ не было изменений ни в частоте, ни в амплитуде mIPSC (контрольный самец: n  = 12 клеток/5 мышей; DID-самцы: n  = 10 клеток/5 мышей ; контрольные самки: n  = 11 клеток/5 мышей; DID-самки: n  = 11 клеток/5 мышей; частота: F секс (1,40) = 5.3, р  = 0,026; F переедание (1,40) = 0,0, p  = 0,897, F секс x переедание (1,40) = 0,6, p  = 0,433, рис. 4D; амплитуда: F секс (1,40) = 2,6, p  = 0,112; F запой (1,40) = 0,2, p  = 0,601, F секс x запой (1,40) = 0,9, p  = 0,351, рис. 4E), предполагая, что последствия алкогольного запоя употребление алкоголя при ингибирующей передаче зависит от потенциала действия.

Рис. 4: Запойное употребление алкоголя растормаживает пирамидные нейроны и увеличивает внутреннюю возбудимость пирамидных нейронов, в то время как хемогенетическое молчание пирамидных нейронов снижает потребление алкоголя.

A Репрезентативные следы sIPSC в пирамидных нейронах PL L2/3 у контрольных и пьющих мышей обоего пола. B Пьянство снижает частоту sIPSC в пирамидных нейронах. C Употребление алкоголя не изменяет амплитуду sIPSC в пирамидных нейронах. D Отсутствие изменений частоты мТПСТ в пирамидных нейронах. E Отсутствие изменений амплитуды мТПСТ в пирамидных нейронах. F Репрезентативные следы потенциалов действия на текущий шаг в пирамидных нейронах у контрольных и пьющих мышей обоего пола. G Пьянство не влияло на RMP ни у одного из полов. H Неумеренное употребление алкоголя не изменяет порог потенциала действия ни у одного из полов. I Пирамидные нейроны у обоих полов имели более низкую реобазу после запоя. J Мужские пирамидные нейроны продуцировали больше потенциалов действия с увеличением амплитуды инъекции тока после запоя. K Женские пирамидные нейроны продуцировали больше потенциалов действия с увеличением амплитуды инъекции тока после запоя. L Репрезентативные изображения экспрессии вируса hM4D(Gi) в пирамидных нейронах PL. Масштабная линейка 1  мм. (Справа) Схема экспериментального дизайна. В этом эксперименте использовали как самцов, так и самок мышей C57BL/6 J. M CNO-индуцированное ингибирование пирамидных нейронов PL снижало количество запоев у мышей, экспрессирующих hM4D(Gi). N Ингибирование пирамидных нейронов PL было в равной степени эффективным в снижении пьянства как у самцов, так и у самок мышей. * р  < 0,05. ** р  < 0.01. Апостериорный тест Бонферрони.

Кроме того, чрезмерное употребление алкоголя повышало внутреннюю возбудимость пирамидных нейронов PL L2/3. Изменений RMP не было (контрольные самцы: n  = 8 клеток/5 мышей; DID-самцы: n  = 11 клеток/5 мышей, контрольные самки: n  = 12 клеток/5 мышей; DID-самки: n  = 13 клеток/5 мышей; F секс (1,40) = 0,5, p  = 0,463; F переедание (1,40) = 1,4, p  = 0,20.2 (1,40) = 0.2, p  = 0,627, рис. 4G), или порог потенциала действия (F секс (1,40) = 1,7, p  = 0,189; F переедание (1,40) = 2,1, p  = 0,152, F секс x переедание (1,40) = 0,4, p  = 0,498, рис. 4H). Однако запойное употребление алкоголя уменьшало реобазу у обоих полов (F секс (1,40) = 1,2, p  = 0,275; F запой (1,40) = 9,0, p  = 0,005, F p  = 0,005, секс x переедание (1,40) = 0,7, p  = 0.381, рис. 4I). Кроме того, количество потенциалов действия на шаг тока также было увеличено у мышей, подвергшихся ДРИ (самцы: F ток (20, 360) = 49,2, p  < 0,001; F переедание (1,18) = 2.9, P = 0.104, F Sex X Binge (20,360) = 3.8, p <0,001, рис. 4j; Женский: F Текущий (20, 380) = 30,1, p <0,001; F запой (1,19) = 4,6, p  = 0,044, F секс x запой (20380) = 3.2, p  < 0,001, рис. 4K).

В соответствии с повышенной возбудимостью пирамидных нейронов после запоя с алкоголем, хемогенетического подавления этих нейронов было достаточно для снижения уровня потребления алкоголя (рис. 4L для репрезентативного изображения и экспериментальной временной шкалы). Мы инъецировали самцам и самкам дикого типа C57Bl6/J в PL вирусную конструкцию, кодирующую ингибирующий Gi-связанный hM4D DREADD под контролем промотора CamKIIα. PL пирамидальное замалчивание уменьшило потребление алкоголя (F препарат (1,18) = 5.7, p   =   0,028, F вирус (1,18) = 0,6, p   =   0,434, F вирус x лекарство (1,18) = 4,2, p ≥ 0,6 CNO: p  = 0,005, контрольный носитель по сравнению с CNO: p  > 0,99; Рис. 4М). Половых различий в реакции на пирамидное торможение не было (F препарат (1,10) = 9,8, p   =   0,01, F пол (1,10) = 0,0, p   =   0,858, F x препарат (1,10) = 0,0, p  = 0.843, рис. 4N).

Таким образом, эти данные подтверждают общую структуру ЛП как важнейшего узла для контроля потребления алкоголя. Нарушение динамики возбуждения/торможения в этой микросхеме может повысить восприимчивость к запойному употреблению алкоголя и последующей зависимости и употреблению.

Различный ответ микросхемы на сравнимые входные данные от полной и частичной проекции популяции нейронов

РЕЗЮМЕ

Нейронные входы микросхем часто присутствуют в виде множественных копий явно эквивалентных нейронов.Однако до сих пор мало что известно об относительном влиянии на выход микросхемы активации всех или только некоторых копий такого входа. Мы изучаем этот вопрос в стоматогастральном ганглии краба ( Cancer borealis ), где желудочная мельница (жевательная) микросхема активируется MCN1, парным модуляторным проекционным нейроном. Оба MCN1 содержат одни и те же котрансмиттеры, влияют на одни и те же нейроны контура мельницы желудка, могут управлять двухфазным ритмом мельницы желудка и совместно активируются всеми идентифицированными путями активации MCN1.Здесь мы определяем, является ли реакция контура желудочной мельницы эквивалентной при стимуляции одного или обоих MCN1 в условиях, когда пара соответствует коллективному срабатыванию с той же общей скоростью и паттерном, что и одиночная стимуляция MCN1. Двойная стимуляция MCN1 вызывала более последовательно скоординированные ритмы, и эти ритмы демонстрировали более длительные фазы и периоды цикла. Эти разные результаты от одиночной и двойной стимуляции MCN1 могли быть результатом относительно скромной и эквивалентной скорости возбуждения мельничных нейронов желудка LG во время каждого согласованного набора стимуляций.Ионотропное ингибирование окончаний аксона MCN1, опосредованное LG-нейронами, является триггером перехода от фазы ретракции к фазе протракции. Это влияние LG-нейронов на MCN1 было более эффективным во время двойной стимуляции, где частота возбуждения каждого MCN1 была вдвое меньше, чем во время соответствующих одиночных стимуляций. Таким образом, эквивалентная индивидуальная и совместная активация класса модуляторных проекционных нейронов не обязательно приведет к эквивалентному выходу микросхемы.

Сводное заявление Совместная стимуляция обеих копий идентифицированного модулирующего проекционного нейрона с той же коллективной частотой срабатывания, которая используется для стимуляции одной копии, приводит к различному выходному сигналу микросхемы.

ВВЕДЕНИЕ

Проекционные нейроны, которые регулируют активность цепи, обычно встречаются в виде популяций явно эквивалентных коактивированных копий (Rosen et al., 1991; Blitz et al., 1999; Brodfuehrer and Thorogood, 2001; Hägglund et al., 2010; Betley). et al., 2013; Bidaye et al., 2014; Gunaydin et al., 2014; Daghfous et al., 2016; Qiu et al., 2016; Li et al., 2017; Fino et al., 2018; Li и др., 2017; Soffe, 2019; Рудер и Арбер, 2019). В то время как последствия их коактивации для выхода цепи и/или поведения установлены во многих системах, по-видимому, нет систематического сравнения реакции цепи на коактивацию всей популяции проекционных нейронов по сравнению с определенным ее подмножеством.Такие сравнения помогли бы понять, как работают эти системы, и могли бы сообщить, будет ли продолжаться нормальная поведенческая функция после того, как какая-то часть населения подверглась риску из-за травмы или болезни (Fink and Cafferty, 2016).

Реакция цепи на активацию всех или некоторых членов популяции проекционных нейронов может быть эквивалентной, особенно когда эти нейроны действуют хотя бы частично через пептидные котрансмиттеры, потому что высвобождаемые нейронами пептиды часто широко диффундируют и оказывают длительное воздействие на свои мишени ( Marder, 2012; van den Pol, 2012; Nusbaum et al., 2017; Свенссон и др., 2019). В качестве альтернативы ответ схемы может быть искажен количеством активных проекционных нейронов и скоростью их активации, например, потому, что высвобождение нейропептида часто имеет более высокий порог скорости активации, чем низкомолекулярные ко-трансмиттеры, и его высвобождение может быть нелинейной функцией активации. (Cazalis et al., 1985; Peng and Horn, 1991; Whim and Lloyd, 1994; Vilim et al., 1996, 2000; Arrigoni and Saper, 2014; Nusbaum et al., 2017; Blitz et al., 2019) , а модулирующие действия могут зависеть от концентрации (Flamm and Harris-Warrick, 1986; Saideman et al., 2006; Форт и др., 2007 г.; Дикинсон и др., 2015 г.; Блиц и др., 2019). В некоторых случаях впоследствии было установлено, что очевидно эквивалентная популяция проекционных нейронов расходится и влияет на перекрывающиеся или разные наборы нейронов (Lammel et al., 2011; Betley et al., 2013; Luo et al., 2018).

Контролируемое управление активностью популяций проекционных нейронов возможно, например, с помощью оптогенетики, но по-прежнему сложно точно манипулировать определенным их подмножеством.Однако такая точность возможна в некоторых небольших системах, где идентифицированные проекционные нейроны с известным влиянием на цепь-мишень представлены в виде небольших копий (Rosen et al., 1991; Frost and Katz, 1996; Blitz et al., 1999; Бродфюрер и Торогуд, 2001 г.; Месце и др., 2008 г.; Жанна и Уилсон, 2015 г.).

Одной из систем, пригодных для такого исследования, является стоматогастральная нервная система (STNS) краба Северный рак (Marder and Bucher, 2007; Daur et al., 2016; Nusbaum et al., 2017; Штейн, 2017). Эта система содержит две хорошо охарактеризованные микросхемы в стоматогастральном ганглии (STG), которые генерируют двигательные паттерны для жевания (контур желудочной мельницы) и перекачивания/фильтрации пережеванной пищи (пилорический контур) in vivo и в изолированной STNS. Эти цепи легко доступны в изолированной STNS, потому что большинство из двадцати шести нейронов STG вносят вклад в одну или обе эти цепи, их соматы относительно велики (диаметр: ~ 30–120 мкм), а большинство нейронов цепи встречаются в виде единичных копий. .Существует также шесть различных идентифицированных пар проекционных нейронов, которые регулируют активность желудочной мельницы и/или пилорического контура (Coleman et al., 1992; Norris et al., 1994, 1996; Blitz et al., 1999; Christie et al., 2004). ).

Наиболее охарактеризованным проекционным нейроном в STNS C. Borealis является модуляторный комиссуральный нейрон 1 (MCN1) (Coleman and Nusbaum, 1994; Hedrich et al., 2011; Nusbaum et al., 2017). Каждый MCN1 проецирует аксон из одного из парных комиссуральных ганглиев (CoGs) через нижний пищеводный нерв ( ion ) и стоматогастральный нерв ( stn ), чтобы иннервировать STG и управлять желудочными мельницами и пилорическими ритмами (Coleman et al. al, 1992; Coleman and Nusbaum, 1994; Bartos and Nusbaum, 1997).MCN1 может избирательно управляться внеклеточной стимуляцией ионами , и оба MCN1 содержат одни и те же котрансмиттеры, влияют на одни и те же нейроны цепи STG и управляют желудочным ритмом с помощью одного и того же механизма (Coleman and Nusbaum, 1994; Coleman et al., 1995). ; Бартос и Нусбаум, 1997; Бартос и др., 1999; Блиц и др., 1999; Вуд и др., 2000, 2004; Бенхаккер и Нусбаум, 2004; Штейн и др., 2007; Делонг и др., 2009a, б; Нусбаум и др., 2017). Кроме того, несмотря на присутствие в отдельных ганглиях, оба MCN1 коактивируются всеми идентифицированными сенсорными путями и путями ЦНС (Beenhakker et al., 2004, 2005; Блиц и др., 2004, 2008; Кристи и др., 2004 г.; Хедрих и др., 2009 г.; Блиц и Нусбаум, 2012 г.; Уайт и др., 2017).

Здесь мы проверяем гипотезу о том, что реакция желудочного контура на двойную и одиночную стимуляцию MCN1 в препаратах, где ЦГ удалены, а аксон MCN1 в ионах селективно стимулируется, сравнима, когда два условия совпадают. тарифы и шаблоны. Мы обеспечиваем это совпадение путем совместной стимуляции двух MCN1 в чередующемся режиме один к одному, который создает межстимульный интервал, эквивалентный тому, который используется для согласованной одиночной стимуляции MCN1.Эти совпадающие стимуляции не вызывали эквивалентных желудочных ритмов. Например, ритм желудочной мельницы был более последовательно скоординирован во время двойной стимуляции MCN1. Эти разные результаты, вероятно, были результатом, по крайней мере, частично из-за того, что частота возбуждения нейрона генератора ритма мельницы желудка LG (латеральная часть желудка) была одинаковой в каждом наборе согласованных стимуляций MCN1. Более низкая скорость срабатывания каждого MCN1 во время двойной стимуляции по сравнению с согласованными одиночными стимуляциями, по-видимому, привела к их более сильному ингибированию LG.Эти результаты показывают, что по крайней мере некоторые нейронные цепи оптимально управляются за счет совместной активации всей популяции проекционных нейронов, управляющих цепями.

МЕТОДЫ

Материалы и методы

Животные

Самцы крабов Иона ( Cancer Borealis ) были получены от коммерческих поставщиков (Fresh Lobster, LLC; Морская биологическая лаборатория; Ocean Resources, Inc.) и содержались в аэрируемых, фильтрованных искусственных морская вода при температуре 10–12°С. Перед вскрытием животных анестезировали путем упаковывания в лед не менее чем на 30 мин.Затем у животного удаляли переднюю кишку, после чего STNS вырезали из передней кишки в физиологическом растворе при 4°С. Дорсальная соединительнотканная оболочка STG была удалена непосредственно перед записью, чтобы облегчить доступ для интрасоматических записей.

Растворы

Физиологический раствор C. Borealis содержал следующее (в мМ): 440 NaCl, 26 MgCl 2 , 13 CaCl 2 , 11 KCl, 10 Trizma основания, 5 малеиновой кислоты и 5 малеиновой кислоты. рН 7.4 – 7,6. Все препараты непрерывно суперфузировали физиологическим раствором C. Borealis (8–12°C).

Электрофизиология

Электрофизиологические эксперименты проводились с использованием стандартных методов для этой системы (Beenhakker and Nusbaum, 2004). Выделенный STNS (рис. 1A) закрепляли в чашке Петри, покрытой силиконовым эластомером (Sylgard 184: KR Anderson). Каждая запись внеклеточного нерва была получена с помощью пары проволочных электродов из нержавеющей стали (эталонный и записывающий), концы которых были вдавлены в чашку с покрытием Sylgard.Дифференциальный усилитель переменного тока (модель 1700: AM Systems) усиливал разность напряжений между опорным проводом, помещенным в ванну, и записывающим проводом, помещенным рядом с отдельным нервом и изолированным от ванны вазелином (вазелин; Lab Safety Supply). . Затем этот сигнал был дополнительно усилен и отфильтрован (усилитель модели 410: Brownlee Precision). Внеклеточную стимуляцию нерва осуществляли путем помещения пары проводов, используемых для регистрации активности нерва, в блок изоляции стимула (SIU 5: AstroNova Inc.), который был подключен к стимулятору (модель S88: AstroNova Inc.).

Рисунок 1. Проекционный нейрон MCN1 управляет ритмом желудочной мельницы в изолированной стоматогастральной нервной системе краба Северный рак .

(A) Схема STNS, с параллельными линиями, пересекающими ионов и сыновей , представляющих пересечения нервов, используемые для удаления CoG. (B) Селективная стимуляция MCN1 ( ion ) управляет ритмом мельницы желудка. До стимуляции (физиологический раствор) сохранялся пилорический ритм ( pdn, mvn ), но не желудочный ритм мельницы ( dgn, lgn ).Маленькая единица в mvn : нейрон GM; небольшие постоянно присутствующие единицы в lgn являются артефактами стимуляции. AGR (передний желудочный рецептор) представляет собой сенсорный нейрон, который влияет на ритм желудочной мельницы только посредством своих действий в CoGs (Simmers and Moulins, 1988; Norris et al., 1994; Smarandache and Stein, 2007; Hedrich et al., 2009). . Про, затяжка; Откат, откат. (C) Схема схемы желудочной мельницы с приводом от MCN1. Верхний ряд, нейроны транспортира; нижний ряд-ретракторные нейроны.Метки: Закрашенные кружки, ингибирование; Т-образные стержни, возбуждение; Резисторы, невыпрямляющая электрическая муфта; Диод: выпрямленное электрическое соединение; Двойные перечеркнутые линии на аксоне MCN1: пробел. Изменено из: Saideman et al. (2007). (D) (вверху) Схема фазовой работы схемы генератора ритма мельницы MCN1-желудочной мельницы. Метки: синим цветом обозначены активные нейроны и синапсы; серый представляет неактивные нейроны и синапсы. (внизу) Результаты вычислительной модели активности ритма MCN1-желудочной мельницы в нейроне LG, а также связанного с ней ритмического возрастания и ослабления MCN1-активированного g MI в LG (g MI-MCN1 ).Изменено из: DeLong et al. (2009а).

Интрасоматические записи проводились с помощью острых стеклянных микроэлектродов (8–20 МОм), заполненных ацетатом калия (ацетат КА: 4 М) плюс KCl (20 мМ) или только KCl (1 М). Внутриклеточные сигналы усиливали с использованием усилителей Axoclamp 2B (Molecular Devices), а затем дополнительно усиливали и фильтровали (усилитель Brownlee model 410). Инжекция тока выполнялась в режиме одноэлектродной прерывистой фиксации тока (DCC) с частотой дискретизации 2–3 кГц.Чтобы улучшить видимость для внутриклеточной записи, STG был удален с тыльной стороны и просматривался в свете, проходящем через конденсор темного поля (Nikon). Нейроны STG были идентифицированы на основе их аксональных проекций, паттернов активности и взаимодействий с другими нейронами STG (Weimann et al., 1991; Blitz et al., 2008).

Каждый ион стимулировали (продолжительность на стимул: 1 мс) для выборочной активации либо MCN1 Left (MCN1 L ), либо MCN1 Right (MCN1 R ) (Bartos and Nus)Левый и правый CoG и, следовательно, MCN1 L и MCN1 R были определены на основе изолированной STNS, закрепленной дорсальной стороной вверх. Существует только один другой проекционный нейрон ЦГ (MCN5), который иннервирует STG, который имеет аксон в -ионе , и имеет более высокий порог раздражения, чем MCN1, а также не оказывает прямого влияния на LG (Norris et al., 1996). ; Блиц и др., 2019). Каждый надпороговый -ионный -стимул вызывал один потенциал действия MCN1, что было установлено путем регистрации результирующего унитарного электрического возбуждающего постсинаптического потенциала (eEPSP) в нейроне LG (Coleman et al., 1995). Во всех этих экспериментах использовали тоническую схему стимуляции и ион (т.е. постоянные межстимульные интервалы).

Чтобы определить относительное влияние согласованной двойной и одиночной стимуляции MCN1 на ритм мельницы желудка, мы использовали диапазон скоростей возбуждения MCN1, который охватывал диапазон его активности в ответ на стимуляцию входного пути. В частности, мы стимулировали каждый MCN1 отдельно, с частотой 10 Гц, 20 Гц или 30 Гц, используя схему тонической стимуляции. Мы сравнили эти одиночные стимуляции с согласованными двойными стимуляциями MCN1, во время которых каждый из двух MCN1 стимулировался с частотой срабатывания, равной 50% связанных одиночных стимуляций (т.г. 5 Гц + 5 Гц по сравнению с 10 Гц). Во время двойной стимуляции каждый MCN1 активировался для поочередного срабатывания одного потенциала действия, так что их комбинированная скорость и характер срабатывания были такими же, как при согласованной одиночной стимуляции.

В некоторых экспериментах, где активность нейрона фазы ретракции DG сохранялась в фазе протракции ритма мельницы желудка, исследовали способность нейрона-протрактора LG регулировать активность DG, вводя в LG надпороговые импульсы деполяризующего тока в течение некоторого времени. очередей, чтобы увеличить скорострельность внутри очереди.В этих же экспериментах мы также определили влияние этих токовых инъекций ЛГ на период пилорического цикла (см. ниже). Инъекции тока LG (+1–+4 нА) выполнялись в DCC с использованием коротких деполяризующих импульсов (длительность импульса: 30–50 мс), каждый из которых вызывал одиночный потенциал действия. Каждая последовательность инжекции тока внутри всплеска включалась и выключалась вручную и была рассчитана на то, чтобы происходить во время нормального всплеска LG в течение продолжительности, аналогичной продолжительности всплеска LG во время этого конкретного ритма желудочной мельницы.Эти манипуляции были выполнены в подмножестве экспериментов во время двойных 10 Гц- и одиночных 20 Гц ритмов MCN1, стимулированных желудочными мельницами. Две из этих текущих инъекций LG, разделенных 4-8 контрольными импульсами LG, выполнялись во время каждого ритма желудочной мельницы.

В контрольных экспериментах механосенсорные вентральные сердечные нейроны (VCNs) активировали путем стимуляции дорсального заднего пищеводного нерва ( dpon : продолжительность на стимул: 1 мс), одно- или двусторонне, в препаратах, где верхние пищеводные нервы ( сыновей ) были разделены пополам между дппон и стоматогастральным нервом ( stn ).VCNs иннервируют ипсилатеральный CoG через dpon и son , и их стимуляция запускает версию ритма желудочной мельницы, вызывая длительную активацию проекционных нейронов CoG MCN1 и CPN2 (комиссуральный проекционный нейрон 2) (Beenhakker и др., 2004; Бенхаккер и Нусбаум, 2004). Разделение пополам сыновей , через которые аксон CPN2 проецируется на STG, предотвращает влияние активности CPN2 на STG, позволяя стимуляции VCN влиять на цепь мельницы желудка исключительно через активацию MCN1 (Norris et al.1994 год; Бенхаккер и Нусбаум, 2004). Эти эксперименты включали как двустороннюю (n=2), так и одностороннюю стимуляцию VCN (n=3). В каждом эксперименте скорость возбуждения MCN1, возникающая в результате стимуляции VCN, определялась на стимулируемой стороне (сторонах) и впоследствии использовалась в качестве частоты ипсилатеральной -ионной -стимуляции для сравнения ответа желудочного ритма на прямую (-ионная -стимуляция) и непрямую ( dpon стимуляция) активация MCN1. Все эксперименты по стимуляции ионами проводились с сентября 2013 г. по март 2015 г.Эксперименты по стимуляции dpon и ion проводились в период с февраля по март 2017 г.

Анализ данных

Данные собирались параллельно на самописец (модель AstroNova Everest) и компьютер. Для сбора данных на компьютер (частота дискретизации ~5 кГц) использовалась система сбора и анализа данных Spike2 (Cambridge Electronic Design). Некоторые анализы, включая период цикла, продолжительность вспышек, рабочий цикл, количество потенциалов действия на вспышку и частоту внутривспышек, были проведены на оцифрованных данных с использованием специально написанной программы Spike2 («Анализатор краба»).Для облегчения анализа данных и повышения ясности некоторых рисунков была продублирована необработанная внеклеточная запись (например, dgn ) с цифровым вычитанием артефактов стимуляции, уменьшением их амплитуды или их устранением. Это указано, где это уместно, в подписи к каждой фигуре и проиллюстрировано на рисунке 2B. Специально написанный сценарий в Spike2 использовался для цифрового вычитания артефактов после ручной проверки трассы, чтобы убедиться, что для вычитания была выбрана только эта конкретная единица (Blitz and Nusbaum, 2008).

Рис. 2. Пример записи ритмов мельницы желудка в ответ на двойную и одиночную стимуляцию MCN1 с частотой возбуждения и паттерном в сжатом временном масштабе.

Каждый ритм представлен внеклеточными записями нейронов протрактора LG ( lgn ) и ретрактора DG ( dgn ). Утолщенная базовая линия представляет артефакты стимуляции (SA). Каждая подобранная пара получена из одного и того же эксперимента, но разные панели взяты из разных экспериментов. Там, где указано на этом и последующих рисунках, записи нервов были отфильтрованы для цифрового уменьшения размера артефакта стимула, чтобы лучше отделить их от записанных потенциалов действия.(A) Двойная стимуляция 5 Гц против одиночной стимуляции MCN1 10 Гц. (B) Двойная стимуляция 10 Гц против одиночной стимуляции MCN1 20 Гц, включая dgn без фильтрации по сравнению с фильтрацией на панели «двойная 10 Гц». (C) Двойная стимуляция 15 Гц против одиночной стимуляции MCN1 30 Гц. Отфильтровано dgn : все записи, кроме одиночной стимуляции 20 Гц.

Если не указано иное, каждая точка данных в наборе данных была получена путем определения среднего значения анализируемого параметра из 8-20 последовательных циклов мельницы желудка. Один желудочный цикл мельницы был определен как продолжающийся от начала последовательных вспышек потенциала действия нейронов ЛГ (Beenhakker and Nusbaum, 2004; Wood et al., 2004). Таким образом, период цикла мельницы желудка измеряли как продолжительность между началом двух последовательных вспышек LG-нейронов. Фаза транспортира измерялась как продолжительность вспышек LG, тогда как фаза ретрактора измерялась как продолжительность между вспышками LG. Продолжительность всплеска, синхронизированного с ритмом мельницы желудка, определяли как продолжительность между началом первого и последним потенциалом действия в импульсной вспышке, в течение которого ни один интервал между импульсами не превышал 2 с (примерно в два раза больше периода пилорического цикла во время ритма мельницы желудка). и не более половины продолжительности каждой фазы мельницы желудка) (Beenhakker et al., 2004). Частота возбуждения внутри импульса нейрона определялась как количество потенциалов действия в импульсе минус один, деленное на продолжительность импульса. Период пилорического цикла определяли как продолжительность между началом последовательных вспышек в нейроне пилорического дилататора (ПД) (рис. 1Б). Нейрон PD является пилорическим компонентом нейрона водителя ритма (Marder and Bucher, 2007; Selverston and Miller, 1980).

Чтобы оценить влияние инъекций деполяризующего тока нейронов ЛГ на период пилорического цикла, для анализа был выбран самый длинный пилорический цикл, имевший место после начала выброса ЛГ, во время (а) каждого выброса ЛГ, получавшего импульсы деполяризующего тока, и (б) два предыдущих LG-всплеска.Первый пилорический цикл после начала вспышки ЛГ всегда был самым медленным (т.е. самым длинным периодом цикла) во время контрольных вспышек ЛГ и был самым медленным во время 77% деполяризованных вспышек ЛГ, что, вероятно, отражает тот факт, что мгновенная частота импульсов ЛГ часто была самой высокой. в начале его взрыва. Чтобы сравнить эти периоды пилорического цикла между деполяризованной и контрольной всплесками LG, мы сначала определили и сравнили отношения периода пилорического цикла из (а) деполяризованной вспышки LG, деленной на период из предыдущей контрольной вспышки LG, и (b) того же самого. предшествующий контрольный LG-всплеск, разделенный на контрольный LG-всплеск за два до деполяризованного всплеска.

Данные были построены с помощью Excel (версия 2002; Microsoft) и Matlab (версия 8; MathWorks). Рисунки выполнены с помощью CorelDraw (версия 13.0 для Windows). Статистический анализ был выполнен путем сравнения общего среднего значения отдельных средних значений для двух различных условий манипулирования или контрольной и манипулируемой групп из n экспериментов (см. Результаты для каждого значения n) с использованием Microsoft Excel, SigmaPlot 13.0 (SPSS Inc.) и Matlab. . Сравнения были сделаны для определения статистической значимости с использованием (а) дисперсионного анализа с повторными измерениями (RM-ANOVA) с апостериорным критерием Холма-Сидака, когда значение p RM-ANOVA было <0.05, (b) RM-ANOVA по рангам с апостериорным критерием Тьюки или критерием хи-квадрат, (c) парный t-критерий Стьюдента, (d) критерий знакового ранга, (e) критерий хи-квадрат (отличный от вышеупомянутый апостериорный критерий хи-квадрат), (f) точный критерий Фишера, (g) парный t-критерий, (h) знаковый ранговый критерий Уилкоксона или (i) непарный t-критерий. Во всех экспериментах эффект от каждой манипуляции был обратимым, и не было достоверной разницы между группами до и после манипуляции. Было установлено, что значимые различия возникают при p<0.05. Данные выражены как среднее значение ± стандартная ошибка.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Ритм мельницы желудка представляет собой двухфазный двигательный паттерн (протракция, ретракция), который вызывает ритмическое сокращение поперечно-полосатых мышц в среднем (то есть мельнице желудка) отделе желудка десятиногих ракообразных (Heinzel, 1988; Heinzel et al. ., 1993; Diehl et al., 2013). Эти мышечные сокращения заставляют парные боковые зубы и медиальный зуб внутри желудочной мельницы ритмично двигаться к (вытягиванию) и от (оттягиванию) средней линии, мацерируя пищу, перемещаемую в желудочную мельницу из переднего отдела желудка кардиального мешка.Затем пережеванная пища фильтруется и прокачивается через задний отдел желудка, привратник, чтобы попасть в среднюю кишку для всасывания питательных веществ. Ритмический жевательный паттерн генерируется схемой генератора центрального паттерна мельницы желудка, эпизодически активной микросхемой в STG, которая управляется проекционными нейронами, включая парные MCN1, расположенные в CoGs (рис. 1A, C) (Коулман и Нусбаум, 1994; Bartos et al., 1999; Beenhakker and Nusbaum, 2004; Blitz et al., 2008, 2019). Ритм желудочной мельницы эпизодически активен как in vivo, так и in vitro, потому что проекционные нейроны, управляющие им, являются эпизодически активными, требуя возбуждения от сенсорных нейронов и других нейронов ЦНС (Beenhakker et al., 2004; Блиц и др., 2004, 2008; Кристи и др., 2004 г.; Hedrich и др 2009, 2011. Диль и др., 2013).

Существуют восемь желудочные типов мельницы цепи нейронов, в том числе четырех транспортира двигательных нейронов (LG, MG, ГМ, СК) и четыре фазы нейронов отвода (один интернейронов: int1, три моторных нейронов: DG, VD, АМ). (Рис 1C ) (Нусбаум и др., 2017). Все, кроме GM присутствуют в единичных экземплярах; Есть четыре гроссмейстеров. Ядро ритма генерирующая подсхема в ходе избирательной активации MCN1 включает в себя возвратно-поступательном ингибирующий пар LG-int1 плюс СТГ терминалы MCN1 (MCN1 СТГ ) (рис.1D) (Coleman et al., 1995; Bartos et al., 1999; DeLong et al., 2009a; Nusbaum et al., 2017).

MCN1 — мультитрансмиттерный нейрон, который использует только свой пептидный котрансмиттер CabTRP la ( Cancer borealis родственный тахикинину пептид la) для воздействия на LG, вызывая медленно развивающееся возбуждение путем активации I MI (модуляторно-активируемый внутренний ток) , в то время как он использует только свою малую молекулу котрансмиттера ГАМК для воздействия на Int1, вызывая быстрое возбуждение (Blitz et al., 1999; Wood et al., 2000; Штейн и др., 2007). MCN1 также имеет функционально важный электрический синапс с LG, который усиливает всплеск LG, и он получает быстрое глутаматергическое торможение на свои терминалы STG от LG, что запускает переход от ретракции к протракции и обеспечивает возможный переход от протракции к ретракции (рис. 1D). (Коулман и Нусбаум, 1994; Коулман и др., 1995; Делонг и др., 2009а). Здесь мы будем использовать всплеск нейронов LG для представления фазы протракции, а всплеск нейронов LG между вспышками для представления фазы ретракции (рис.1Б).

Отчетливая координация нейронов LG/DG во время двойной и одиночной стимуляции MCN1

Мы исследовали ритмы мельницы желудка, возникающие в результате трех наборов согласованной двойной и одиночной стимуляции MCN1 (двойная 5 Гц против одиночной 10 Гц; двойная 10 Гц против 20). Одинарный Гц, двойной 15 Гц против одиночного 30 Гц). Все протоколы стимуляции вызывали ритм желудочной мельницы, хотя каждая совпадающая двойная и одиночная стимуляция различались в отношении вероятности запуска полностью скоординированного двигательного паттерна (рис. 2, 3).

Рисунок 3. Доля ритмов MCN1-желудочной мельницы, при которых нейроны LG и DG чередуются в течение не менее 50% или 75% связанных циклов.

Гистограммы, сравнивающие долю ритмов мельницы желудка, в которых чередование LG/DG происходило по крайней мере в 50% и 75% проанализированных циклов во время каждого набора совпадающих двойных и одиночных стимуляций MCN1. Обратите внимание, что значение по оси Y было одинаковым для 50% и 75% анализов для двойного состояния 15 Гц. Статистический анализ – точный критерий Фишера; Тест хи-квадрат по таблице непредвиденных обстоятельств [всего двойное противтотал разовых]: *p<0,05; **р<0,01; ***р<0,001.

Полностью скоординированный ритм желудочной мельницы демонстрирует последовательное чередование разрывов между нейронами фазы протракции и ретракции (рис. 1B, C). Большинство аспектов этого формирования паттерна во время MCN1-управляемого ритма желудочной мельницы являются результатом непосредственно синапсов цепи, образованных нейронами-генераторами ритма LG и Int1 (Fig. 1C) (Bartos et al., 1999; White and Nusbaum, 2011). Следовательно, активность большинства мельничных нейронов желудка тесно связана с активностью LG и/или Int1.Например, активность нейронов IC устойчиво ограничена фазой протракции (всплеск LG), тогда как активность нейронов VD ограничивается фазой ретракции (вспышка LG) (рис. 1B, 4). Напротив, синхронизированный с желудочным ритмом паттерн разрыва ретракционного нейрона DG является косвенным следствием активности нейронов LG. В частности, картина всплеска DG является результатом ионотропного ингибирования LG MCN1 STG , что ослабляет или устраняет метаботропное возбуждение MCN1 DG (Fig. 1C,D) (Coleman and Nusbaum, 1994).Как видно на рисунке 2, в наших экспериментах по стимуляции MCN1 активность DG-нейронов не всегда ограничивалась фазой ретракции.

Для каждой из подобранных пар двойной и одиночной стимуляции MCN1 двойная стимуляция была более эффективной в ограничении активности нейронов DG фазой ретракции (рис. 2,3). Например, установив порог, при котором всплески LG/DG чередовались не менее чем в 75% из десяти-двадцати последовательных циклов ритма мельницы желудка, двойная стимуляция MCN1 с частотой 5 Гц преодолела этот порог более последовательно, чем согласованная одиночная стимуляция с частотой 10 Гц (двойная стимуляция с частотой 5 Гц). n=9/10, 90%, 10 Гц однократно-n=5/19, 26%, p=0.002, точный критерий Фишера) (рис. 3). Наблюдалось сопоставимое различие при самых высоких согласованных частотах стимуляции MCN1 (двойная 15 Гц против одиночной 30 Гц: p = 0,037, точный критерий Фишера), хотя не во время согласованной двойной стимуляции 10 Гц и одиночной стимуляции MCN1 20 Гц (p = 0,148). (рис. 3). Кроме того, в восьми из десяти (80%) экспериментов с двойной стимуляцией частотой 5 Гц наблюдалось чередование всплесков LG/DG в каждом цикле желудочного ритма. Сопоставимая полная координация для всех циклов наблюдалась только во время трех из одиннадцати (27%) двойных стимуляций 10 Гц и ни одной (0/9) двойных стимуляций 15 Гц.При одиночных стимуляциях MCN1 полная координация во всех циклах не наблюдалась ни при одной стимуляции 10 Гц (n=19) или 30 Гц (n=16), и только при одной из двадцати одной (5%) стимуляции 20 Гц.

Когда пороговое значение процентной доли циклов измельчения желудка, демонстрирующих чередование LG/DG, было снижено до 50%, два самых низких набора двойной стимуляции были дополнительно улучшены (5 Гц: n=10/10, 100%; 10 Гц: n=9 /11, 82%). Это привело к значительной разнице для среднего согласованного набора (двойной 10 Гц, n = 9/11, 82%; одиночный 20 Гц: n = 5/21, 24%; p = 0).003, точный критерий Фишера), тогда как двойные и одиночные стимуляции в наиболее согласованном наборе стали неразличимы (p = 0,63) (рис. 3).

В совокупности только 13 % одиночных стимуляций MCN1 (n = 7/56) приводили к постоянному чередованию всплесков LG/DG по крайней мере в 75 % циклов при всех трех скоростях одиночной стимуляции (рис. 3). Напротив, в тех же экспериментах 53 % (n = 16/30; p < 0,001, критерий хи-квадрат в таблице непредвиденных обстоятельств) согласованных двойных стимуляций успешно вызывали чередование разрывов LG/DG в 75 % или более циклов ритма мельницы желудка (рис. .3). Снижение порога до 50% циклов, демонстрирующих чередование всплесков LG/DG, по-прежнему разделяло коллективные одиночные (19/56; 34%) и двойные (22/30; 73%) стимуляции (p = 0,001, критерий хи-квадрат в таблице непредвиденных обстоятельств). .

Во время циклов ритма мельницы желудка, когда чередование всплесков LG/DG не происходило, активность нейронов DG сохранялась во время всплеска LG (рис. 2, 4). Когда активность ДГ продолжалась в фазе протракции, частота ее возбуждения постоянно снижалась по сравнению с таковой во время ретракции (10 Гц, одиночная: p<0.001, п=9; двойная 10 Гц: p = 0,002, n = 5; 20 Гц одиночный: p<0,001, n=10; двойная 15 Гц: p=0,015, n=4; 30 Гц одиночный: *p=0,008, n=8; Парный t-критерий, за исключением *знакового рангового критерия). Это снижение частоты возбуждения DG во время протракции было больше при двойной стимуляции MCN1 с частотой 10 Гц и двойной стимуляции 15 Гц, чем при их соответствующей одиночной стимуляции (двойная 10 Гц против одиночной 20 Гц: n = 5, p = 0,027; двойная 15 Гц против 30). Гц одиночный: n = 4, p = 0,037, парный t-критерий). Более значительное снижение частоты возбуждения DG во время протракции, когда оба MCN1 были совместно стимулированы, произошло, несмотря на тот факт, что частота возбуждения DG в фазе ретракции была эквивалентной во время совпадающих двойных и одиночных стимуляций (10 Гц двойная, 12.5 ± 0,6 Гц, n=5; 20 Гц одиночная, 12,0 ± 0,5 Гц, n=8, p=0,83; 15 Гц двойной, 14,8 ± 0,8 Гц, n=4; 30 Гц одиночная, 13,4 ± 0,3 Гц, n=8, p=0,35; непарный t-критерий).

Рис. 4. Пример записи совпадающих пар двойных и одиночных ритмов мельницы желудка, управляемых MCN1, в расширенном временном масштабе.

Обратите внимание, что, в отличие от плохо скоординированного разрыва между LG и DG, особенно во время одиночной стимуляции MCN1, активность нейронов IC и VD ( mvn ) последовательно отслеживала активность LG. Каждая совпадающая пара была записана в одном и том же эксперименте, но разные пары взяты из разных экспериментов.Соответствующие стимуляции MCN1 сравниваются при: (A) двойной частоте 5 Гц и одиночной частоте 10 Гц; (B) двойной 10 Гц против одиночного 20 Гц и (C) двойной 15 Гц против одиночного 30 Гц. Отфильтровано: mvn -все записи; dgn -10 Гц двойной, 15 Гц двойной, 30 Гц одинарный.

Отсутствие прекращения активности DG во время протракции было особенно выражено при однократной стимуляции MCN1 с частотой 30 Гц. Эти стимуляции никогда не вызывали чередование LG/DG в 75% или более циклов ритма мельницы желудка (n = 0/16, 0%), и это происходило редко (n = 3/16; 19%), когда порог был снижен до 50. % циклов (рис.3). Во время других 13 приготовлений (n = 13/16; 81%), однократная стимуляция MCN1 частотой 30 Гц не вызывала циклов, в которых DG замолчал во время протягивания. Этот тип непрерывной активности DG на протяжении ритма мельницы желудка наблюдался только в двух других условиях стимуляции MCN1 (двойная стимуляция 15 Гц, n = 1/9, 11%; одиночная стимуляция 20 Гц, n = 5/21, 24%). .

Отдельные параметры ритма мельницы желудка во время согласованных двойной и одиночной стимуляции MCN1

Также были различия в некоторых других параметрах ритма мельницы желудка между согласованными двойной и одиночной стимуляцией MCN1.Например, при двойной стимуляции MCN1 с частотой 5 Гц наблюдался более длительный период цикла мельницы желудка, чем при одиночной стимуляции с частотой 10 Гц (n = 14, p <0,001, односторонний RM-ANOVA, апостериорный тест Холма-Сидака) (рис. 4А, 5А). Напротив, период цикла, возникающий при одиночной стимуляции MCN1 L (10 Гц) и MCN1 R (10 Гц), был сопоставим (n = 14, p = 0,98) (рис. 5А). Несмотря на то, что ритм был медленнее при двойной стимуляции 5 Гц, не было никакой разницы в продолжительности протракции между двойной и одиночной стимуляцией (n=13, p=0.14, РМ-АНОВА) (рис. 5Б). Вместо этого более длительный период цикла был результатом увеличения продолжительности ретракции (n = 14, p <0,001, RM-ANOVA on Ranks, апостериорный тест Тьюки) (рис. 5C). Это избирательное удлинение ретракции во время двойной стимуляции MCN1 с частотой 5 Гц уменьшало рабочий цикл нейронов LG по сравнению с согласованными одиночными стимуляциями (n = 14, p <0, 01; RM-ANOVA, апостериорный t-критерий Холма-Сидака) (рис. 5Д). Эффекты 10 Гц L и 10 Гц R одиночных стимуляций MCN1 были неразличимы для этого и всех других исследованных параметров (n = 14, p > 0.05) (рис. 5).

Рис. 5. Параметры ритма мельницы желудка различны во время согласованной двойной и одиночной стимуляции MCN1.

Гистограммы отображают средние значения ритма мельницы желудка во время трех наборов протоколов стимуляции MCN1, соответствующих частоте возбуждения и шаблону, для (A) периода цикла (выброс: 5 Гц Dual, 33,8 с), (B) продолжительности протракции (выбросы: 10 Гц). Dual-19,8 с, 17,4 с; 20 Гц R -22,1 с), (C) продолжительность ретракции (выброс: 5 Гц Dual-26,2 с, 19,4 с; 30 Гц L , 18,5 с), (D) LG рабочий цикл, (E) количество импульсов LG в пакете и (F) частота импульсов LG внутри пакета.Средние значения для каждого эксперимента показаны внутри каждого столбца (закрашенные кружки), исключая выбросы, которые были опущены для оптимизации размеров по оси Y. *р<0,05, **р<0,01, ***р<0,001; см. текст для n и статистических тестов.

При более высоких наборах частот стимуляции MCN1 (двойная 10 Гц против одиночной 20 Гц, n = 19; двойная 15 Гц против одиночной 30 Гц, n = 18) протракция и ретракция были удлинены, и, следовательно, период цикла, во время двойной стимуляции MCN1 (рис. 5A-C). Напротив, не было различий в этих параметрах между одиночными стимуляциями MCN1 L и MCN1 R при одинаковой скорости стимуляции (рис.5А-С). Сбалансированное увеличение продолжительности протракции и ретракции во время более высоких скоростей двойной стимуляции привело к тому, что не было разницы в рабочем цикле LG между этими условиями и их согласованным набором одиночных стимуляций MCN1 (рис. 5C).

Мы также определили, по-разному ли влияли на характеристики всплеска нейронов LG согласованная двойная и одиночная стимуляция MCN1. Что касается количества спайков LG на всплеск, не было никакой разницы при самой низкой согласованной скорости стимуляции MCN1 (n = 14, p = 0.81, RM-ANOVA по рангам) (рис. 5E). Напротив, во время обеих более высоких частот согласованной стимуляции двойная стимуляция последовательно вызывала больше спайков LG за всплеск, чем их согласованная одиночная стимуляция MCN1 (двойная 10 Гц против одиночной 20 Гц: p <0,001, n = 19; двойная 15 Гц против , 30 Гц одиночный: p <0,001, n = 18; RM-ANOVA, апостериорный критерий Холма-Сидака) (рис. 5E). Несмотря на то, что во время двух более высоких частот двойной стимуляции MCN1 было больше всплесков LG на одну вспышку, не было изменений в частоте внутривспышек LG в любом из трех наборов условий стимуляции (рис.5Ф). Вместо этого эти увеличенные числа спайков LG отражали более длительную продолжительность всплеска LG (рис. 5B).

Поскольку оба MCN1 коактивируются всеми идентифицированными входными путями, мы также сравнили ритмы мельницы желудка, когда оба MCN1 ко-стимулировались (10 Гц каждый) с одиночной стимуляцией MCN1 с той же частотой (n = 13) (рис. 6А,В). Эти условия стимуляции снова выявили различия в некоторых параметрах ритма мельницы желудка (рис. 6В). Например, двойная стимуляция MCN1 (каждая 10 Гц) вызывала ритмы мельницы желудка, демонстрирующие более длительный период цикла (p = 0.006) из-за длительной фазы протракции (p<0,001), с повышенным рабочим циклом LG (p=0,003), содержащим большее количество спайков LG за серию (p<0,001), генерируемых при более высокой частоте импульсов (p<0,001), чем во время одиночной Стимуляция MCN1 на частоте 10 Гц (рис. 6В). Различий в длительности фазы ретракции не было (p=0,455).

Рисунок 6. Двойная стимуляция MCN1, каждая с частотой 10 Гц, вызывает протракционный ритм желудочной мельницы с более высокой частотой возбуждения нейронов LG внутри импульса по сравнению с одиночной стимуляцией MCN1 с частотой 10 Гц.

(A) Пример ритмов мельницы желудка, вызванных двойной стимуляцией MCN1 (каждая 10 Гц) и одиночной стимуляцией MCN1 с частотой 10 Гц. Отфильтровано: 10 Гц одиночный — mvn ; 10 Гц двойной- мвн, дгн . (B) На гистограммах сравниваются средние значения различных параметров ритма мельницы желудка во время двойной стимуляции MCN1 (10 Гц каждая) и одиночной стимуляции MCN1 (10 Гц; n=13). Закрашенные кружки, охватывающие каждую полосу, представляют собой средние значения для каждого эксперимента. (Bi) Период цикла: p = 0,006.(Bii) Продолжительность протракции: p<0,001. (Biii) Продолжительность ретракции: p = 0,455. (Biv) Рабочий цикл LG: p = 0,003. (Bv) Всплески/всплески #LG: p<0,001. (Bvi) Частота срабатывания LG Intraburst: p<0,001. Bi, Bii, Bii, Bvi: знаковый ранговый тест Уилкоксона; BiV, Bv: парный t-тест.

Помимо различий в среднем значении некоторых параметров ритма мельницы желудка между согласованными частотами двойной и одиночной стимуляции MCN1, мы оценили вариабельность параметров в экспериментах по отношению к среднему значению с использованием коэффициента вариации (CV).Статистически значимые различия возникали, прежде всего, при самой низкой частоте стимуляции (двойная стимуляция 5 Гц против одиночной стимуляции 10 Гц). Например, CV в экспериментах за период цикла был выше для одиночной стимуляции MCN1 с частотой 10 Гц (двойная MCN1 по сравнению с: MCN1 L , p = 0,028; MCN1 R , p = 0,031; RM-ANOVA, пост Холм-Сидак). -hoc-тест, n=14) (рис. 7А). Некоторые из исследованных параметров, средние значения которых не отличались друг от друга, тем не менее демонстрировали различия в ЦВА, как в случае длительности протракции и количества спайков ЛГ в пачке (рис.5,7). Например, продолжительность CV при одиночной стимуляции 10 Гц для MCN1 L составила 0,27 ± 0,01, а для двойной стимуляции 5 Гц — 0,17 ± 0,01 (n = 14; p = 0,045, RM-ANOVA, Holm-ANOVA). апостериорный тест Сидака). Однако, несмотря на то, что 10-герцовая стимуляция MCN1 R имела такую ​​же продолжительность протракции CV, что и MCN1 L (0,27 ± 0,01), это значение не отличалось от аналогичного значения двойной стимуляции 5 Гц (p = 0,062, RM- ANOVA, апостериорный критерий Холма-Сидака). Что касается количества спайков LG на всплеск, одиночная стимуляция MCN1 с частотой 10 Гц давала более высокий CV во всех экспериментах, чем двойная стимуляция с частотой 5 Гц (двойная стимуляция MCN1 против: MCN1 L , p = 0.03; MCN1 R , р=0,042; RM-ANOVA, апостериорный критерий Холма-Сидака; п=14). Напротив, CV для продолжительности ретракции, рабочего цикла LG и частоты срабатывания LG был сопоставим для согласованных двойной (5 Гц) и одиночной (10 Гц) стимуляции MCN1 (рис. 7C, D, F). Несколько параметров демонстрировали различия CV между стимуляциями MCN1 с более высокой частотой, и ни в одном случае обе одиночные стимуляции не отличались от согласованной двойной стимуляции (рис. 7).

Рис. 7. Межэкспериментальный коэффициент вариабельности (CV) для некоторых параметров ритма мельницы желудка различен для согласованной двойной и одиночной стимуляции MCN1.

Гистограммы отображают средние значения CV ритма желудочной мельницы во время трех наборов протоколов стимуляции MCN1 с частотой возбуждения и шаблоном для (A) периода цикла, (B) продолжительности протракции, (C) продолжительности ретракции, (D) рабочий цикл LG, (E) количество всплесков LG на всплеск и (F) частота внутривспышек LG. Средние значения для каждого эксперимента показаны внутри каждого столбца (закрашенные кружки). *р<0,05; RM-ANOVA плюс апостериорный критерий Холма-Сидака для всех сравнений, кроме периода цикла для двойного 15 Гц против одиночного 30 Гц (RM-ANOVA по рангам плюс t-критерий Тьюки).См. текст для значений n и статистических тестов.

Всплески LG-нейронов ослабляют, но не устраняют синаптические действия MCN1

STG

Тот факт, что активность DG-нейронов не всегда ограничивалась фазой ретракции в этих экспериментах, но демонстрировала сниженную скорость возбуждения при активности во время протракции (рис. 2-4), предположил, что частота возбуждения LG во время этих ритмов ослаблялась, но не устраняла высвобождение передатчика MCN1 STG . Мы проверили эту гипотезу, сравнив влияние естественных и усиленных импульсов LG на (а) активность нейронов DG и (б) период пилорического цикла во время ритмов желудочной мельницы, управляемых согласованными двойными (10 Гц) и одиночными (20 Гц) MCN1. стимуляция.В этих экспериментах мы усилили некоторые всплески ЛГ, увеличив его скорость возбуждения внутри всплеска с помощью внутриклеточных импульсов деполяризующего тока (см. Методы). Период пилорического цикла является полезным анализом, поскольку MCN1 непосредственно возбуждает пилорический ритм, сокращая период пилорического цикла, в то время как активность LG влияет только на этот ритм (т.е. увеличивает период пилорического цикла) посредством ингибирования MCN1 STG (Bartos and Nusbaum, 1997).

Когда активность нейронов LG была усилена во время согласованных двойной (10 Гц) и одиночной (20 Гц) стимуляции MCN1, его повышенная частота возбуждения не отличалась в разных протоколах (20 Гц L : 13.9 ± 0,4 Гц; 20 Гц R : 13,4 ± 0,4 Гц; 10 Гц Оба : 13,1 ± 0,6 Гц; n= 5 эксп, 10 LG деп./состояние; p = 0,111, RM-ANOVA). Эти повышенные частоты возбуждения были постоянно выше, чем во время контрольных импульсов LG (p<0,001 для каждого протокола, RM-ANOVA, апостериорный тест Холма-Сидака), которые варьировались от 4,5 Гц до 6,0 Гц.

Для циклов ритма мельницы желудка, где активность нейронов DG продлевалась во время выброса LG, усиленная активность LG устраняла эту длительную активность DG за 10/20 циклов во время однократной стимуляции MCN1 с частотой 20 Гц (50%; n = 5 опытов, 2 LG инъекции тока на стимуляцию MCN1).В оставшихся 10 циклах скорость срабатывания ДГ ослаблялась, но не прекращалась (например, рис. 8). Эта расширенная активность DG более последовательно устранялась во время двойной стимуляции MCN1 с частотой 10 Гц (9/10 циклов 90%; n = 5 опытов, 2 инъекции тока LG/стимуляция MCN1; p = 0,049, точный критерий Фишера), подтверждая предположение, что LG более эффективно регулировала активность MCN1, когда MCN1 активировался с меньшей скоростью (рис. 8).

Рис. 8. Повышение частоты возбуждения внутренних импульсов LG-нейронов более эффективно регулирует завершение импульсов DG-нейронов во время ритма MCN1-желудочной мельницы.

Записи примеров показывают влияние увеличения частоты возбуждения нейронов LG на предшествующую/перекрывающуюся вспышку нейронов DG во время ритмов желудочной мельницы, вызванных согласованной двойной (10 Гц) и одиночной (20 Гц) стимуляцией MCN1 в том же эксперименте. В обеих записях большинство циклов управления брекетингом показывают, что активность DG сохраняется во время вспышки LG, хотя и с более низкой частотой срабатывания, чем до и после вспышки LG. Скорость срабатывания LG более очевидна во внеклеточной записи ( lgn ) из-за импульсов инъекции тока, присутствующих во внутриклеточной записи (LG).Стрелки вверх и вниз указывают на начало и окончание, соответственно, каждого набора импульсов деполяризующего тока.

Мы оценили влияние повышенной частоты возбуждения LG на период пилорического цикла, сначала нормализовав период пилорического цикла во время усиленного возбуждения LG до периода предшествующего контрольного выброса LG («соотношение LG Dep.»; см. «Методы»). Затем мы сравнили это нормализованное значение с контрольным значением, полученным путем деления периода пилорического цикла в течение того же, предшествующего контрольному взрыву LG, на период цикла во время контрольного выброса LG за два до деполяризованного выброса LG («контрольное соотношение»).Соотношение периодов контрольного пилорического цикла было сопоставимо для всех протоколов стимуляции MCN1 (n = 10 на протокол, p = 0,407, RM-ANOVA по рангам).

Во время всех трех серий стимуляции MCN1 LG Dep. соотношение было больше, чем контрольное отношение (20 Гц L : отношение отклонения LG, 1,11 ± 0,03; отношение контроля, 1,00 ± 0,03, p = 0,004; 20 Гц R : отношение отклонения LG, 1,18 ± 0,06; контроль). соотношение 0,99 ± 0,01, p = 0,004, 10 Гц Оба : соотношение отклонений LG 1,07 ± 0,01, контрольное соотношение 0,99 ± 0.01, р=0,001; n = 5, знаковый ранговый тест [20 Гц 90 299 L, R 90 300], парный t-критерий [10 Гц 90 299 оба 90 300]) (рис. 9). Повышенные отношения, которые наблюдались во время инъекций тока ЛГ, указывали на то, что период пилорического цикла в это время был удлинен по сравнению с таковым во время контрольных вспышек ЛГ. В соответствии с ограниченным чередованием LG/DG, о котором сообщалось выше (рис. 2-4), и влиянием повышенной частоты возбуждения LG на время импульсов нейронов DG, эти результаты пилорического ритма предполагают, что усиленные импульсы LG более сильно ингибируют MCN1 . Разблокировка передатчика STG .

Рис. 9. Период пилорического цикла удлиняется за счет увеличения частоты возбуждения LG внутри импульса.

Точечная диаграмма, показывающая отношение периода пилорического цикла во время усиленного всплеска LG к периоду предыдущего всплеска LG (LG Dep. Ratio) по отношению к его контрольному соотношению во время ритмов желудочной мельницы, управляемых одиночным (20 Гц) или двойным (10 Гц) Гц) Стимуляция MCN1 (n=10: 5 экспериментов, 2 LG Dep. на эксперимент для каждой одиночной и двойной стимуляции MCN1). Наклон диагональной линии = 1.

Метаботропная активация MCN1 имитирует эффекты внеклеточной стимуляции MCN1

Мы использовали стимуляцию ионами для избирательного управления MCN1, потому что единственный другой нейрон CoG (MCN5), который проецируется на STG через ион имеет аксон меньшего диаметра, что позволяет избирательно активировать MCN1 путем внеклеточной стимуляции (Coleman et al., 1992; Коулман и Нусбаум, 1994 г.; Норрис и др., 1996). Тем не менее, мы рассмотрели возможность того, что некоторая стимуляция MCN5 способствовала получению наших результатов, сравнив влияние ионной стимуляции с влиянием стимуляции dpon после разделения сына медиально на dpon (см. Методы) (рис. 1А). Этот подход стимулирует механосенсорный путь (нейроны VCN), который запускает длительную активацию MCN1, но не MCN5 (Beenhakker et al., 2004).

Частота возбуждения MCN1 в результате стимуляции dpon в различных экспериментах варьировалась от 9,5 Гц до 26 Гц. Чтобы сопоставить ion и dpon активацию MCN1 в каждом эксперименте, мы сначала запустили VCN-активацию MCN1 и записали результирующий ритм желудочной мельницы. Параллельно мы определили скорость запуска MCN1, запускаемую VCN, и использовали эту же скорость для последующей стимуляции иона . Затем мы следовали за каждой стимуляцией ионов второй стимуляцией dpon .Небольшая или отсутствующая активность MCN5 была очевидна в записях ионов во время запускаемых VCN ритмов желудочной мельницы. Мы проанализировали реакцию ритма мельницы желудка, проанализировав те же параметры ритма мельницы желудка, что и выше (рис. 5), и определив активность нейрона DG, синхронизированную с ритмом мельницы желудка.

Реакция контура желудочной мельницы на стимуляцию dpon и ion была сопоставима по пяти из шести проанализированных параметров, включая период цикла, длительность протракции и ретракции, количество импульсов LG в импульсе и рабочий цикл LG (n =5) (рис.10). Единственным анализируемым параметром с отчетливыми значениями была частота срабатывания нейронов ЛГ ( dpon стимуляций 1: 6,6 ± 1,1 Гц; ионов стимуляций: 5,9 ± 0,9 Гц; dpon стимуляций 2: 6,5 ± 1,0 Гц; n = 5; дпон 1 против иона : р = 0,03; апостериорный тест Сидака) (фиг. 10F). Точно так же совпадающие скорости возбуждения MCN1 от стимуляции dpon и ion привели к сопоставимым моделям активности нейронов DG.Ни в одном из этих экспериментов активность ДГ не ограничивалась фазой ретракции, а также не было ритмов мельницы желудка, при которых всплески ЛГ и ДГ чередовались по крайней мере в 50% циклов (n=5).

Рисунок 10: Стимуляция VCN с помощью сыновей , разделенных пополам, вызывает ритм мельницы MCN1-желудочный, сравнимый с тем, который возникает при стимуляции ионами с той же скоростью возбуждения MCN1.

Гистограммы отображают средние значения ритма мельницы желудка, вызванные стимуляцией VCN, до ( dpon1 ) и после ( dpon2 ) стимуляции MCN1 ( ion ) для (A) периода цикла, (B) продолжительности протракции, (C ) продолжительность втягивания, (D) рабочий цикл LG, (E) пики #LG за пачку и (F) скорость стрельбы LG внутри пачки.Средние значения для каждого эксперимента показаны внутри каждого столбца (закрашенные кружки; n=5). * p = 0,04, RM-ANOVA плюс апостериорный критерий Холма-Сидака.

ОБСУЖДЕНИЕ

В этой статье мы определили, что двойная и одиночная стимуляция парного проекционного нейрона MCN1, совпадающая по частоте импульсов и паттерну, не вызывает эквивалентных двигательных паттернов мельницы желудка. Эти различные результаты, по-видимому, обусловлены, по крайней мере, частично, несоответствием частоты возбуждения MCN1 и нейрона желудочного контура LG, который регулирует передачу MCN1 в STG посредством пресинаптического торможения (Coleman and Nusbaum, 1994; Coleman et al., 1995). В частности, двойная стимуляция MCN1 более последовательно вызывала полностью скоординированные циклы измельчения желудка. Это различие в координации было особенно преобладающим при сравнении самой низкой частоты стимуляции MCN1, где ритм мельницы желудка был полностью скоординирован в течение каждого цикла в 80% двойных стимуляций 5 Гц, но ни в одной из совпадающих одиночных стимуляций 10 Гц. Эти низкочастотные двойные стимуляции также демонстрировали меньшую вариабельность нескольких параметров в разных экспериментах. Этот результат предполагает, что острая потеря одного MCN1 может поставить под угрозу поведенческие характеристики до такой степени, что эффективное жевание включает в себя скоординированное ритмичное вытягивание и втягивание зубов (Heinzel et al., 1993; Диль и др., 2013). Однако функциональные последствия такой потери могут быть улучшены при более длительном периоде, учитывая, что долговременная компенсация действительно происходит, по крайней мере, в некоторых ритмических двигательных системах (Büschges et al., 1992; Sánchez et al., 2000; Sakurai and Katz, 2009; Fink and Cafferty, 2016; Sakurai et al., 2016; Brown and Martinez, 2018; Puhl et al., 2018).

Поскольку большинство нейронов контура мельницы желудка также являются двигательными нейронами для системы, другие выявленные нами различия в параметрах ритма предполагают, что различия также будут иметь место в динамике реакции, по крайней мере, некоторых мышц мельницы желудка, вызывая изменения во времени и/или или сила движений зубов (Stein et al., 2006; Диль и др., 2013). Однако еще предстоит определить, повлияют ли эти последние изменения на жевательное поведение. Во всех сравнениях не было различий между соответствующими одиночными стимуляциями (MCN1 L против MCN1 R ), что согласуется с предыдущими данными, предполагающими, что два MCN1 функционально эквивалентны. По-видимому, нет других исследований, в которых проводилось такое сравнение популяции проекционных нейронов.

Роль(и) пресинаптической регуляции входов проекционных и сенсорных нейронов в нейронные цепи остается недостаточно изученной, несмотря на ее распространенность во многих нервных системах (Nusbaum, 1994; Coleman and Nusbaum, 1994; Sillar and Simmers, 1994; Krieger). и другие., 1996; Кочилла и Алфорд, 1999 г.; Вестберг и др., 2000; Такахаши и Алфорд, 2002 г.; Эванс и др., 2003 г.; Гурвиц и др., 2005 г.; Барьер и др., 2008 г.; Блиц и Нусбаум, 2008, 2012; Цзин и др., 2011; Ван, 2012 г.; МакГанн, 2013 г.; Сируа и др., 2013; Блиц и др., 2019). Для ритма MCN1-желудочной мельницы ключевая роль пресинаптического ингибирования нейронами LG MCN1 STG подтверждает гипотезу о том, что эта конструкция схемы способствует двойной активности MCN1 по сравнению с одиночной активностью MCN1, соответствующей частоте импульсов.Эта гипотеза согласуется с большей эффективностью этого пресинаптического действия во время двойной стимуляции MCN1, где каждая MCN1 срабатывала с половиной частоты согласованных одиночных стимуляций MCN1, а также с нашим открытием, что частота срабатывания LG была эквивалентна в каждом согласованном наборе MCN1. стимуляции. Этот результат был результатом того, что синаптическое действие LG уменьшало, но не устраняло высвобождение медиатора MCN1 в этих экспериментах, о чем свидетельствуют наблюдения, что увеличение частоты внутриимпульсных импульсов LG во время как двойной, так и одиночной стимуляции MCN1 более последовательно ограничивало активность нейронов DG фазой ретракции, и еще больше ослабляется пилорический ритм.LG регулирует только эти два события посредством своего ингибирующего действия на MCN1 STG (Coleman and Nusbaum, 1994; Bartos and Nusbaum, 1997). Это первое указание в биологической системе на то, что импульсы LG, синхронизированные с ритмом мельницы желудка, уменьшают, но не устраняют высвобождение медиатора MCN1 STG , хотя предыдущая вычислительная модель действительно поддерживала эту возможность (DeLong et al., 2009a).

Пролонгированный период цикла измельчения желудка во время двойной стимуляции MCN1 возник в результате выборочно удлиненной ретракции во время двойной стимуляции MCN1 частотой 5 Гц, тогда как обе фазы были продлены во время двойной стимуляции MCN1 частотой 10 Гц и 15 Гц.Это различие указывает на то, что разные клеточные/синаптические механизмы лежат в основе регуляции периода цикла при разной скорости возбуждения MCN1. Избирательно пролонгированная ретракция происходит, когда скорость накопления I MI в LG снижается в то время, когда сила ингибирования Int1 изменяется незначительно или отсутствует (Beenhakker et al., 2005; DeLong et al., 2009a,b). В настоящем исследовании это событие могло быть результатом относительно низкой скорости высвобождения пептида CabTRP 1а, когда каждый MCN1 активируется с частотой 5 Гц, скорость активации, которая обычно приводит к почти пороговому уровню высвобождения нейропептида (Vilim et al., 1996, 2000; Лю и др., 2011; Дин и др., 2019). Пептид CabTRP la, высвобождаемый MCN1, активирует I MI в LG, а 5 Гц является приблизительной пороговой частотой возбуждения для запускаемого MCN1 желудочного ритма (Wood et al., 2000; Kirby and Nusbaum, 2007; DeLong et al., 2009а). Избирательно продолжительная ретракция также может быть результатом снижения уровня I MI до более низкого уровня в конце каждой пачки LG во время двойной стимуляции MCN1 с частотой 5 Гц по сравнению с согласованной одиночной стимуляцией с частотой 10 Гц из-за того, что LG более сильно ингибирует передатчик MCN1 STG выпуск при более низкой скорострельности MCN1.После более сильного ингибирования LG MCN1 STG потребуется больше времени для достаточного количества I MI для накопления и запуска следующего выброса LG (DeLong et al., 2009a).

Менее ясно, как двойная стимуляция MCN1 с частотой 10 Гц и 15 Гц продлевает обе фазы ритма желудочной мельницы по сравнению с соответствующей одиночной стимуляцией. Однако активность MCN1 продлевает обе фазы, когда ингибирование LG Int1 усиливается в большей степени, чем параллельная скорость накопления I MI (Beenhakker et al.2005). При более высоких частотах стимуляции MCN1 двойная стимуляция может вызывать измененный баланс высвобождения CabTRP 1a и ГАМК по сравнению с их соответствующими одиночными стимуляциями, так что ГАМКергическое возбуждение MCN1 Int1 становится относительно более сильным, чем пептидергическое возбуждение LG. Высвобождение нейропептидов и низкомолекулярных медиаторов может иметь различную зависимость от Ca 2+ и/или скорости возбуждения (Whim and Lloyd, 1989; Peng and Zucker, 1993; Liu et al., 2011; Nusbaum et al., 2017). Кроме того, как указано выше, более эффективное ингибирование LG MCN1 STG во время двойной стимуляции, вероятно, более полно уменьшит амплитуду I MI в конце каждого выброса LG, способствуя увеличению продолжительности накопления I MI во время каждого импульса. последующая фаза ретракции.

В отличие от этих экспериментов, где оптимальная генерация полностью скоординированного ритма желудочной мельницы была результатом двойной стимуляции MCN1 с частотой 5 Гц, частота возбуждения MCN1 часто была значительно выше (25-30 Гц) во время полностью скоординированных ритмов желудочной мельницы, запускаемых Нейроны VCN- или POC в полной STNS (Beenhakker and Nusbaum, 2004; Blitz and Nusbaum, 2012).Однако ритмы желудочной мельницы, запускаемые VCN и POC, управляются совместной активацией MCN1 и CPN2, другого проекционного нейрона CoG. Кроме того, во время этих последних ритмов паттерн возбуждения обоих проекционных нейронов не является тоническим, а ритмически скоординирован с желудочными мельницами и пилорическими ритмами из-за синаптического входа от промежуточных нейронов желудочной мельницы и пилорического контура Int1 и AB. Связанные цепи паттерны активности в проекционных нейронах, которые управляют ритмическими двигательными паттернами, являются общими для разных систем (Weeks and Kristan, 1978; Rosen et al., 1991; Норрис и др., 1994, 1996; Пул и др., 2012; Гриллнер и Эль Манира, 2020 г.). Остается определить, компенсируют ли некоторые или все эти различия, а также ритмическую сенсорную обратную связь, которая будет присутствовать in vivo, ухудшенную скоординированную активность, которая происходила во многих наших экспериментальных условиях в изолированном STG. Хотя ритмическая сенсорная обратная связь не является необходимой для генерации основного ритма в большинстве двигательных систем, такая обратная связь обычно формирует окончательный двигательный паттерн in vivo (Wolf and Pearson, 1988; Hooper et al., 1990; Бюшгес и др., 1992; Комбс и др., 1999; Эйзенхарт и др., 2000; Мардер и Бухер, 2001 г.; Смарандаке и Штейн, 2007 г.; Хедрих и др., 2009 г.; Бушгес и др., 2011; Акай и др., 2014). Кроме того, что касается этой последней проблемы, DG-нейрон-опосредованное сокращение мышц активирует чувствительный к растяжению мышц нейрон GPR (Katz et al., 1989). Активность GPR, в свою очередь, возбуждает MCN1 и CPN2 в обоих CoG, влияет на нейроны генератора ритма желудочной мельницы в STG и может увлекать ритм желудочной мельницы (Blitz et al., 2004; Бенхаккер и др., 2005). Таким образом, этот путь сенсорной обратной связи в норме может обеспечивать корректирующий сигнал, который поддерживает управляемую MCN1 координацию ритма желудочной мельницы in vivo.

Превосходная координация ритмов желудочной мельницы, вызванная двойной стимуляцией MCN1, дает разумное объяснение того, почему все идентифицированные входы в MCN1 влияют на обе копии, несмотря на их присутствие в разных ганглиях (Beenhakker et al., 2004, 2005; Blitz et al., 2004, 2008; Christie et al., 2004; Hedrich et al., 2009; Блиц и Нусбаум, 2012 г.; Уайт и др., 2017). Этот дизайн системы также является предостережением для усилий, направленных на восстановление функций после частичной утраты путей, управляющих поведением. Можно было бы ожидать, что увеличение частоты возбуждения оставшейся популяции на скомпрометированном пути компенсирует частичную потерю популяции, но это не единственный возможный результат. Например, как отмечалось выше, нейроны часто демонстрируют зависящие от частоты возбуждения изменения высвобождения нейротрансмиттеров, которые могут изменять их ионотропное и метаботропное действие, приводя к качественным изменениям выходного сигнала цепи.Кроме того, поскольку высвобождение нейротрансмиттеров для многих нейронов также регулируется локально на окончаниях аксонов, баланс между скоростью возбуждения проекционных нейронов и скоростью регулирующих пресинаптических нейронов может иметь решающее значение для поддержания скоординированного двигательного паттерна, как в случае с MCN1. В заключение, микросхема желудочной мельницы более эффективно управляется совместной активацией парного проекционного нейрона MCN1, чем одиночной стимуляцией, соответствующей частоте возбуждения и паттерну, по крайней мере, в изолированной нервной системе.

Финансирование

Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения [R01-NS029436 для MPN].

Список сокращений

ab
ab
ab
CABTRP LA
Рак Borealis Tachykinin Peptide La
COG
COMSUSURAL GANGLION
CV
Коэффициент вариации
DCC
Разрыв прерывистый текущий зажим
DG
Дорсальная желудка (Neuron)
DGN
дорсальный желудочный нерв
DPON
DPON
DVN
дорсальный желудочковый нерв
EEPSP
Электрический возбуждающий постсинаптический потенциал
GABA
Гамма-амино-моторная кислота
г
желудочная мельница ( NEURON)
G MI
Модулятор — активированное напряжение, зависиму от напряжения внутренняя проводимость
I
IONOTROPIC (трансмиссия)
IC
Устойчивый сердечный (нейрон)
I MI
Модулятор активированный внутренний ток
int1
interneuron 1
ION
Удлинитель oesophageal Nerve
LG
LG
LGN
LEGN
LEGN
LVN LVN
LVN
метаботропный (передачник)
MCN1
модуляторный комиссарный нейрон 1
MCN1 L
Left MCN1
MCN1 R
MCN1 R
STG
MCN1 STG
STG клеммы MCN1
MCN5
модуляторный комиссуральный нейрон 5
MG
мед. IAL Gastric (Neuron)
MVN
MIDIAL желудочкового нерва
OG
Oesophageal Ganglion
PD
Pyloric Dilator (Neuron)
PDN PDN
Pyloric Dilator Nerv
Pro
Protraction
RET
RELARCE
RM-ANOVA
RM-ANOVA
RM-ANOVA
SA
SA 0
SON SONE
SONE
SOW
STG
200005 STG
Stratogastric Ganglion
STN
Stomatogastric Nerve
STNS
стоматогастральная нервная система
VCNs
вентральные сердечные нейроны
VD
желудочковый расширитель (нейрон)

Благодарности

9008 Мы благодарим 9008Logan Fickling за полезные отзывы о более ранних версиях рукописи.

%PDF-1.6 % 1 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [56 0 R 57 0 R 58 0 R] >> эндообъект 11 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [60 0 R 61 0 R 62 0 R] >> эндообъект 12 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [64 0 R 65 0 R 66 0 R] >> эндообъект 13 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [68 0 R 69 0 R 70 0 R] >> эндообъект 14 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [72 0 R 73 0 R 74 0 R] >> эндообъект 15 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [76 0 R 77 0 R 78 0 R] >> эндообъект 16 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [80 0 R 81 0 R 82 0 R] >> эндообъект 17 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [84 0 R 85 0 R 86 0 R] >> эндообъект 18 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [88 0 R 89 0 R 90 0 R] >> эндообъект 19 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [92 0 R 93 0 R 94 0 R] >> эндообъект 20 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [96 0 R 97 0 R 98 0 R] >> эндообъект 21 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [100 0 R 101 0 R 102 0 R] >> эндообъект 22 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [104 0 R 105 0 R 106 0 R] >> эндообъект 23 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [108 0 R 109 0 R 110 0 R] >> эндообъект 24 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [112 0 R 113 0 R 114 0 R] >> эндообъект 25 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [116 0 R 117 0 R 118 0 R] >> эндообъект 26 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [120 0 R 121 0 R 122 0 R] >> эндообъект 27 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [124 0 R 125 0 R 126 0 R] >> эндообъект 28 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [128 0 R 129 0 R 130 0 R] >> эндообъект 29 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [132 0 R 133 0 R 134 0 R] >> эндообъект 30 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [136 0 R 137 0 R 138 0 R] >> эндообъект 31 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [140 0 R 141 0 R 142 0 R] >> эндообъект 32 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [144 0 R 145 0 R 146 0 R] >> эндообъект 33 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [148 0 R 149 0 R 150 0 R] >> эндообъект 34 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [152 0 R 153 0 R 154 0 R] >> эндообъект 35 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [156 0 R 157 0 R 158 0 R] >> эндообъект 36 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [160 0 R 161 0 R 162 0 R] >> эндообъект 37 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [164 0 R 165 0 R 166 0 R] >> эндообъект 38 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [168 0 R 169 0 R 170 0 R] >> эндообъект 39 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [172 0 R 173 0 R 174 0 R] >> эндообъект 40 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [176 0 R 177 0 R 178 0 R] >> эндообъект 41 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [180 0 R 181 0 R 182 0 R] >> эндообъект 42 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [184 0 R 185 0 R 186 0 R] >> эндообъект 43 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [188 0 R 189 0 R 190 0 R] >> эндообъект 44 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [192 0 R 193 0 R 194 0 R] >> эндообъект 45 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [196 0 R 197 0 R 198 0 R] >> эндообъект 46 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [200 0 R 201 0 R 202 0 R] >> эндообъект 47 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [204 0 R 205 0 R 206 0 R] >> эндообъект 48 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [208 0 R 209 0 R 210 0 R] >> эндообъект 49 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [212 0 R 213 0 R 214 0 R] >> эндообъект 50 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [216 0 R 217 0 R 218 0 R] >> эндообъект 51 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [220 0 R 221 0 R 222 0 R] >> эндообъект 52 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [224 0 R 225 0 R 226 0 R] >> эндообъект 53 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Тип /Страница /Содержание [228 0 R 229 0 R 230 0 R] >> эндообъект 56 0 объект > ручей х+

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *