局部軸突傳導塑造神經序列的時空特性

2020-12-01 科學網

局部軸突傳導塑造神經序列的時空特性

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/10/17 23:15:03

美國紐約大學Michael A. Long小組發現，局部軸突傳導塑造神經序列的時空特性。相關論文於2020年10月15日發表於國際學術期刊《細胞》。

研究人員探索了成年斑胸草鳥前腦的HVC中的運動前序列，這些序列對於精準求愛歌曲的表現至關重要。研究人員使用高密度矽探針來測量了與歌唱相關的種群活動，並將這些觀察結果與來自一系列網絡模型的預測進行比較。結果支持了一種迴路架構，即依次活動的神經元之間的異質延遲影響了HVC前運動神經元活動的時空模式。

 

研究人員測量了幾個延遲源的影響，並發現主要的貢獻者是通過HVC內的軸突側支緩慢傳導，通常會為序列中的每個關聯增加1至7.5毫秒。因此，局部軸突「延遲線」可以在確定神經迴路的動態庫中起重要作用。

 

據悉，在各種行為和認知過程中都觀察到了神經元的依次激活，但是其潛在的迴路機制仍然知之甚少。

 

附：英文原文

Title: Local Axonal Conduction Shapes the Spatiotemporal Properties of Neural Sequences

Author: Robert Egger, Yevhen Tupikov, Margot Elmaleh, Kalman A. Katlowitz, Sam E. Benezra, Michel A. Picardo, Felix Moll, Jrgen Kornfeld, Dezhe Z. Jin, Michael A. Long

Issue&Volume: 2020/10/15

Abstract: Sequential activation of neurons has been observed during various behavioral and cognitiveprocesses, but the underlying circuit mechanisms remain poorly understood. Here, weinvestigate premotor sequences in HVC (proper name) of the adult zebra finch forebrainthat are central to the performance of the temporally precise courtship song. We usehigh-density silicon probes to measure song-related population activity, and we comparethese observations with predictions from a range of network models. Our results supporta circuit architecture in which heterogeneous delays between sequentially active neuronsshape the spatiotemporal patterns of HVC premotor neuron activity. We gauge the impactof several delay sources, and we find the primary contributor to be slow conductionthrough axonal collaterals within HVC, which typically adds between 1 and 7.5 ms foreach link within the sequence. Thus, local axonal 「delay lines」 can play an importantrole in determining the dynamical repertoire of neural circuits.

DOI: 10.1016/j.cell.2020.09.019

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31160-0

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

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