Mediodorsal and Ventromedial Thalamus Engage Distinct L1 Circuits in the Prefrontal Cortex.
Mediodorsal and Ventromedial Thalamus Engage Distinct L1 Circuits in the Prefrontal Cortex.
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内侧丘脑和腹内侧丘脑参与前额皮质中不同的 L1 回路。
DOI：
10.1016/j.neuron.2020.10.031
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发表时间：
2021-01-20
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Carter AG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Anastasiades PG;Collins DP;Carter AG
丘脑和前额叶皮质(PFC)之间的相互作用在认知功能和觉醒中起着至关重要的作用。在这里，我们使用解剖示踪、电生理学、光遗传学和双光子钙成像来确定丘脑腹内侧(VM)和背内侧(MD)如何针对小鼠PFC第一层(L1)的特定细胞类型和亚细胞隔室。我们发现丘脑的输入在L1建立了不同的联系，其中Vm与L1a中的NDNF+细胞接触，MD驱动L1b中的VIP+细胞。这些独立的L1中间神经元通过靶向PV+或SOM+中间神经元参与浅层不同的抑制网络。NDNF+细胞也抑制L5锥体束(PT)细胞的顶端树突，从而抑制AP诱发的钙信号。最后，NDNF+细胞介导了一种独特形式的丘脑诱发的对PT细胞的抑制，选择性地阻断了VM诱发的树突状钙离子尖峰。总之，我们的发现揭示了两个丘脑核团是如何通过不同的L1微回路与PFC进行差异通讯的。阿纳斯塔夏季斯等人。显示VM和MD丘脑如何不同地接触位于小鼠前额叶皮质L1的NDNF和VIP中间神经元。这些中间神经元参与了不同的抑制和去抑制微回路，并通过NDNF中间神经元调节L5锥体细胞顶端树突中VM诱发的钙信号而前馈抑制。
Interactions between the thalamus and prefrontal cortex (PFC) play a critical role in cognitive function and arousal. Here we use anatomical tracing, electrophysiology, optogenetics, and 2-photon Ca2+ imaging to determine how ventromedial (VM) and mediodorsal (MD) thalamus target specific cell types and subcellular compartments in layer 1 (L1) of mouse PFC. We find thalamic inputs make distinct connections in L1, where VM engages NDNF+ cells in L1a, and MD drives VIP+ cells in L1b. These separate populations of L1 interneurons participate in different inhibitory networks in superficial layers by targeting either PV+ or SOM+ interneurons. NDNF+ cells also inhibit the apical dendrites of L5 pyramidal tract (PT) cells to suppress AP-evoked Ca2+ signals. Lastly, NDNF+ cells mediate a unique form of thalamus-evoked inhibition at PT cells, selectively blocking VM-evoked dendritic Ca2+ spikes. Together, our findings reveal how two thalamic nuclei differentially communicate with the PFC through distinct L1 micro-circuits. Anastasiades et al. show how VM and MD thalamus differentially engage NDNF and VIP interneurons located in L1 of the mouse prefrontal cortex. These interneurons participate in distinct inhibitory and disinhibitory micro-circuits, with feed-forward inhibition via NDNF interneurons regulating VM-evoked Ca2+ signals in the apical dendrites of L5 pyramidal cells.
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