network models provide insights into how oriens–lacunosum-moleculare and bistratified cell interactions influence the power of local hippocampal ca1 theta oscillations

تُقدّم النماذج الشبكية رؤى حول كيفية تأثير التفاعلات بين خلايا أورينز–لاكونوسوم-موليكيولاري والخلايا ثنائية الطبقة في قدرة تذبذبات ثيتا الموضعية في باحة CA1 بالحُصين.

Clicks: 339
ID: 170034
2015
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #33 of 133 articles by views in Vacuum

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 133 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Hippocampal theta is a 4-12 Hz rhythm associated with episodic memory, and although it has been studied extensively, the cellular mechanisms underlying its generation are unclear. The complex interactions between different interneuron types, such as those between oriens--lacunosum-moleculare (OLM) interneurons and bistratified cells (BiCs), make their contribution to network rhythms difficult to determine experimentally. We created network models that are tied to experimental work at both cellular and network levels to explore how these interneuron interactions affect the power of local oscillations. Our cellular models were constrained with properties from patch clamp recordings in the CA1 region of an intact hippocampus preparation in vitro. Our network models are composed of three different types of interneurons: parvalbumin-positive (PV+) basket and axo-axonic cells (BC/AACs), PV+ BiCs, and somatostatin-positive OLM cells. Also included is a spatially extended pyramidal cell model to allow for a simplified local field potential representation, as well as experimentally-constrained, theta frequency synaptic inputs to the interneurons. The network size, connectivity, and synaptic properties were constrained with experimental data. To determine how the interactions between OLM cells and BiCs could affect local theta power, we explored a number of OLM-BiC connections and connection strengths.We found that our models operate in regimes in which OLM cells minimally or strongly affected the power of network theta oscillations due to balances that, respectively, allow compensatory effects or not. Inactivation of OLM cells could result in no change or even an increase in theta power. We predict that the dis-inhibitory effect of OLM cells to BiCs to pyramidal cell interactions plays a critical role in the power of network theta oscillations. Our network models reveal a dynamic interplay between different classes of interneurons in influencing local theta power.
يُعد نَظْم ثيتا الحُصيني إيقاعًا يتراوح تردده بين 4 و12 هرتز ويرتبط بالذاكرة العرضية، وعلى الرغم من دراسته على نطاق واسع، فإن الآليات الخلوية الكامنة وراء توليده لا تزال غير واضحة. وتجعل التفاعلات المعقدة بين الأنواع المختلفة من العصبونات البينية، مثل تلك القائمة بين العصبونات البينية في الطبقة المائلة-الجوبية الجزيئية (OLM) والخلايا ثنائية الطبقة (BiCs)، من الصعب تحديد مساهمتها في أنظام الشبكة تجريبيًا. لقد أنشأنا نماذج شبكية مرتبطة بالعمل التجريبي على المستويين الخلوي والشبكي لاستكشاف كيفية تأثير تفاعلات العصبونات البينية هذه في قدرة التذبذبات الموضعية. رُبطت نماذجنا الخلوية بخصائص مستمدة من تسجيلات تقنية مشبك الرقعة (patch clamp) في منطقة CA1 لتحضير نسيجي سليم للحصين في المختبر (in vitro). وتتألف نماذج الشبكة لدينا من ثلاثة أنواع مختلفة من العصبونات البينية: الخلايا السلية والمحوارية-المحوارية الإيجابية للبارفالبومين (+PV)، وخلايا BiCs الإيجابية للبارفالبومين (+PV)، وخلايا OLM الإيجابية للسوماتوستاتين. وتتضمن النماذج أيضًا نموذجًا ممتدًا مكانيًا للخلية الهرمية لإتاحة تمثيل مبسط لجهد المجال الموضعي، فضلًا عن مدخلات مشبكية مقيدة تجريبيًا بتردد ثيتا واصلة إلى العصبونات البينية. وقد تم ضبط حجم الشبكة واتصاليتها وخصائصها المشبكية استنادًا إلى بيانات تجريبية. ولتحديد الكيفية التي يمكن أن تؤثر بها التفاعلات بين خلايا OLM وخلايا BiCs في قدرة نَظْم ثيتا الموضعي، استكشفنا عددًا من اتصالات OLM-BiC وقوى هذا الارتباط. ووجدنا أن نماذجنا تعمل وفق أنظمة تؤثر فيها خلايا OLM تأثيرًا طفيفًا أو قويًا في قدرة تذبذبات ثيتا الشبكية تبعًا لتوازنات تسمح بحدوث تأثيرات تعويضية أو تحول دون ذلك، على التوالي. وقد يؤدي تعطيل خلايا OLM إلى عدم حدوث أي تغيير، أو حتى إلى زيادة في قدرة نَظْم ثيتا. ونتوقع أن يلعب تأثير إزالة التثبيط (dis-inhibition) الممتد من خلايا OLM إلى خلايا BiCs وصولًا إلى الخلايا الهرمية دورًا حاسمًا في قدرة تذبذبات ثيتا للشبكة. وتكشف نماذجنا الشبكية عن تفاعل ديناميكي بين فئات مختلفة من العصبونات البينية في التأثير على قدرة نَظْم ثيتا الموضعي.
Reference Key
ferguson2015frontiersnetwork Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Katie A Ferguson;Katie A Ferguson;Carey Y. L. Huh;Bénédicte eAmilhon;Frédéric eManseau;Sylvain eWilliams;Frances K Skinner;Frances K Skinner
Journal Vacuum
Year 2015
DOI
10.3389/fnsys.2015.00110
URL
http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fnsys.2015.00110/full
Keywords
rhythm inhibition somatostatin computational model neuropsychiatry biological psychiatry

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.