V2a interneuron diversity tailors spinal circuit organization to control the vigor of locomotor movements.
V2a interneuron diversity tailors spinal circuit organization to control the vigor of locomotor movements.
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V2a 中间神经元多样性定制脊髓回路组织来控制运动的活力
DOI：
10.1038/s41467-018-05827-9
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发表时间：
2018-08-22
影响因子：
16.6
通讯作者：
El Manira A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Song J;Dahlberg E;El Manira A
运动是一种复杂的运动任务，由脊髓回路以精确的顺序驱动运动神经元来控制运动的时间和活力，但底层的电路逻辑仍有待理解。在这里，我们揭示了，在成年斑马鱼中，两个V2a中间神经元类型的运动网络内的多样性和选择性分布转换成一个适当的，任务依赖的电路组织的命令。爆发型V2a中间神经元与单向轴突主要目标远端树突的慢运动神经元，以提供强有力的，非线性的兴奋，涉及NMDA依赖性增强。第二种类型，具有双向轴突的非爆发性V2a中间神经元，主要靶向快速运动神经元的胞体，提供较弱的非增强性兴奋。总之，这确保了快速，一阶招聘的慢电路，同时保留快速电路的高度突出的刺激，涉及同步输入。因此，我们的研究结果确定了中间神经元的多样性是如何被捕获并转化为控制运动活力的简约任务特定电路设计的。脊髓中的运动回路产生精确的运动，并随时间和活力的变化而变化。在这里，作者报告说，这种运动灵活性是通过V2a中间神经元和运动神经元群体亚型之间的特异性连接及其独特的可塑性机制产生的。
Locomotion is a complex motor task generated by spinal circuits driving motoneurons in a precise sequence to control the timing and vigor of movements, but the underlying circuit logic remains to be understood. Here we reveal, in adult zebrafish, how the diversity and selective distribution of two V2a interneuron types within the locomotor network transform commands into an appropriate, task-dependent circuit organization. Bursting-type V2a interneurons with unidirectional axons predominantly target distal dendrites of slow motoneurons to provide potent, non-linear excitation involving NMDA-dependent potentiation. A second type, non-bursting V2a interneurons with bidirectional axons, predominantly target somata of fast motoneurons, providing weaker, non-potentiating excitation. Together, this ensures the rapid, first-order recruitment of the slow circuit, while reserving the fast circuit for highly salient stimuli involving synchronous inputs. Our results thus identify how interneuron diversity is captured and transformed into a parsimonious task-specific circuit design controlling the vigor of locomotion. Locomotor circuits in the spinal cord produce precise movements with variations in timing and vigor. Here, the authors report that such motor flexibility is generated through the specificity of connections between subtypes of V2a interneurons and motoneuron populations and their distinct plasticity mechanisms.
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影响因子：
9.8
作者：
Bhumbra GS;Beato M
通讯作者：
Beato M
DOI：
10.1073/pnas.1216256110
发表时间：
2012-12-26
影响因子：
11.1
作者：
Ausborn, Jessica;Mahmood, Riyadh;El Manira, Abdeljabbar
通讯作者：
El Manira, Abdeljabbar
影响因子：
11.1
作者：
Arber S
通讯作者：
Arber S
影响因子：
64.5
作者：
Bikoff JB;Gabitto MI;Rivard AF;Drobac E;Machado TA;Miri A;Brenner-Morton S;Famojure E;Diaz C;Alvarez FJ;Mentis GZ;Jessell TM
通讯作者：
Jessell TM
影响因子：
5.3
作者：
Dougherty, Kimberly J.;Kiehn, Ole
通讯作者：
Kiehn, Ole