星形胶质细胞谷氨酸摄取对V1朝向调谐的突触和突触外效应计算研究
神经元与认知
2017-01-31 v1 分子网络
摘要
星形胶质细胞通过谷氨酸转运体对突触裂隙直接邻近区域的谷氨酸浓度以及通过细胞外谷氨酸进行严格调控，从而影响神经传递。其在雪貂和小鼠初级视觉皮层中的在体研究支持了它们对于信息表征的相关性。在雪貂中，药理学阻断谷氨酸转运使调谐曲线变宽并增强了在偏好朝向处的响应。在谷氨酸转运体表达降低的敲除小鼠中，观察到调谐变得尖锐。然而，谷氨酸浓度的局部和周围环境变化如何影响刺激表征尚不清楚。在此，我们开发了一个计算框架，允许在具有风车域（雪貂）或椒盐（小鼠）组织的循环连接网络模型中研究谷氨酸摄取对朝向调谐的突触和突触外效应。该模型提出，当谷氨酸摄取影响兴奋性和抑制性神经元对网络活动的贡献时，它塑造信息表征。即，增强兴奋性神经元的贡献通常会拓宽调谐并提高响应。相反，增强抑制性神经元的贡献可对调谐产生锐化效应。此外，局部表征拓扑也起作用：在风车域模型中，效应在域（相邻神经元共享偏好朝向的区域）内最强。在风车周围以及椒盐网络内，效应较弱。我们的模型提出，雪貂中的药理干预增加了兴奋性细胞的贡献，而小鼠中表达的降低增加了抑制性细胞对网络活动的贡献。
引用
@article{arxiv.1701.08663,
title = {A computational study on synaptic and extrasynaptic effects of astrocyte glutamate uptake on orientation tuning in V1},
author = {Konstantin Mergenthaler and Franziska Oschmann and Jeremy Petravicz and Dipanjan Roy and Mriganka Sur and Klaus Obermayer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.08663},
year = {2017}
}