Distinct synchronization, cortical coupling and behavioral function of two basal forebrain cholinergic neuron types.
Distinct synchronization, cortical coupling and behavioral function of two basal forebrain cholinergic neuron types.
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DOI：
10.1038/s41593-020-0648-0
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发表时间：
2020-08
影响因子：
25
通讯作者：
Hangya B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Laszlovszky T;Schlingloff D;Hegedüs P;Freund TF;Gulyás A;Kepecs A;Hangya B
基底前脑胆碱能神经元（BFCN）调节突触可塑性，皮质加工，大脑状态和振荡。然而，不同类型的BFCN是否支持不同的功能仍然不清楚。因此，我们在体内记录BFCN，以检查其行为功能，并在体外研究其内在特性。我们确定了两种不同类型的BFCN，不同的发射模式，同步特性和行为相关。爆发性胆碱能神经元（BFCNBURST）同步发射，相位锁定到皮层theta活动，并在奖励和惩罚后精确定时发射。定期发射胆碱能神经元（BFCNREG）主要发现在后基底前脑，表现出很强的θ节律性和精确的单峰后的行为结果。在听觉检测任务中，同步的BFCNBURST听觉皮层预测小鼠反应的时间，而音调诱发皮层耦合的BFCNREG预测正确的检测。我们建议，两个基底前脑胆碱能神经元类型的平衡产生行为特异性皮层激活。
Basal forebrain cholinergic neurons (BFCN) modulate synaptic plasticity, cortical processing, brain states and oscillations. However, whether distinct types of BFCN support different functions remains unclear. Therefore, we recorded BFCN in vivo, to examine their behavioral functions, and in vitro, to study their intrinsic properties. We identified two distinct types of BFCN that differ in their firing modes, synchronization properties and behavioral correlates. Bursting cholinergic neurons (BFCNBURST) fired synchronously, phase-locked to cortical theta activity and fired precisely timed bursts after reward and punishment. Regular firing cholinergic neurons (BFCNREG) were found predominantly in the posterior basal forebrain, displayed strong theta rhythmicity and responded with precise single spikes after behavioral outcomes. In an auditory detection task, synchronization of BFCNBURST to auditory cortex predicted the timing of mouse responses, whereas tone-evoked cortical coupling of BFCNREG predicted correct detections. We propose that the balance of two basal forebrain cholinergic neuron types generates behavior-specific cortical activation.
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影响因子：
16.2
作者：
Fries P
通讯作者：
Fries P
DOI：
10.1126/science.1247485
发表时间：
2014-02-21
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Lovett-Barron M;Kaifosh P;Kheirbek MA;Danielson N;Zaremba JD;Reardon TR;Turi GF;Hen R;Zemelman BV;Losonczy A
通讯作者：
Losonczy A
影响因子：
16.2
作者：
Guo W;Robert B;Polley DB
通讯作者：
Polley DB
影响因子：
7.7
作者：
Herman, Alexander M.;Huang, Longwen;Arenkiel, Benjamin R.
通讯作者：
Arenkiel, Benjamin R.
影响因子：
4.7
作者：
López-Hernández GY;Ananth M;Jiang L;Ballinger EC;Talmage DA;Role LW
通讯作者：
Role LW