Activity dynamics and behavioral correlates of CA3 and CA1 hippocampal pyramidal neurons.
Activity dynamics and behavioral correlates of CA3 and CA1 hippocampal pyramidal neurons.
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DOI：
10.1002/hipo.22002
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发表时间：
2012-08
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Buzsaki, Gyoergy
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mizuseki, Kenji;Royer, Sebastien;Diba, Kamran;Buzsaki, Gyoergy
CA3和CA1锥体神经元是海马本体的主要细胞类型。CA3细胞的强循环侧支系统和大部分平行组织的CA1神经元表明，这些区域执行不同的计算。然而，在完整的动物中，CA1和CA3锥体细胞在放电特性、网络动力学和行为相关性方面的全面比较是稀疏的。我们在大鼠的背海马进行了大规模的记录，以量化在睡眠和探索多种环境时CA1（n > 3，600）和CA3（n > 2，200）锥体细胞之间的相似性和差异。CA1和CA3神经元在放电率、尖峰爆发倾向、由θ节律引起的尖峰夹带以及尖峰动力学的其他方面以脑状态依赖的方式显著不同。一个较小比例的CA 3比CA 1细胞显示突出的位置场，但CA 3神经元的位置场更紧凑，更稳定，并进行更多的空间信息比CA 1锥体细胞的每个棘波。这两种细胞类型的其他几个特征是测试环境特有的。CA3神经元表现出不太明显的相位进动和较弱的位置与尖峰相位关系比CA1细胞。我们的研究结果表明，这些不同的活动动态的CA1和CA3锥体细胞支持其不同的计算角色。
The CA3 and CA1 pyramidal neurons are the major principal cell types of the hippocampus proper. The strongly recurrent collateral system of CA3 cells and the largely parallel-organized CA1 neurons suggest that these regions perform distinct computations. However, a comprehensive comparison between CA1 and CA3 pyramidal cells in terms of firing properties, network dynamics, and behavioral correlations is sparse in the intact animal. We performed large-scale recordings in the dorsal hippocampus of rats to quantify the similarities and differences between CA1 (n > 3,600) and CA3 (n > 2,200) pyramidal cells during sleep and exploration in multiple environments. CA1 and CA3 neurons differed significantly in firing rates, spike burst propensity, spike entrainment by the theta rhythm, and other aspects of spiking dynamics in a brain state-dependent manner. A smaller proportion of CA3 than CA1 cells displayed prominent place fields, but place fields of CA3 neurons were more compact, more stable, and carried more spatial information per spike than those of CA1 pyramidal cells. Several other features of the two cell types were specific to the testing environment. CA3 neurons showed less pronounced phase precession and a weaker position versus spike-phase relationship than CA1 cells. Our findings suggest that these distinct activity dynamics of CA1 and CA3 pyramidal cells support their distinct computational roles.
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