Driving fast-spiking cells induces gamma rhythm and controls sensory responses.
Driving fast-spiking cells induces gamma rhythm and controls sensory responses.
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DOI：
10.1038/nature08002
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发表时间：
2009-06-04
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Moore, Christopher I.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cardin, Jessica A.;Carlen, Marie;Meletis, Konstantinos;Knoblich, Ulf;Zhang, Feng;Deisseroth, Karl;Tsai, Li-Huei;Moore, Christopher I.
皮质伽马振荡（20 - 80 Hz）预测集中注意力的增加，伽马调节失败是神经和精神疾病的标志。目前的理论预测，伽马振荡是由快速尖峰抑制性中间神经元的同步活动产生的，由此产生的节律抑制通过产生有效激发的窄窗口来产生神经系综同步。我们通过选择性地将光遗传学操作靶向快速尖峰的中间神经元，在体内桶状皮质中因果地测试了这些假设。在这里，我们表明，光驱动的激活快速尖峰的中间神经元在不同的频率（8 - 200赫兹）选择性地放大伽马振荡。相比之下，锥体神经元激活仅放大较低频率的振荡，这是一种细胞类型特异性的双重解离。我们发现，相对于伽马周期的感觉输入的时间决定了诱发反应的幅度和精度。我们的数据直接支持快速尖峰γ假说，并提供了第一个因果证据表明，不同的网络活动状态可以在体内诱导细胞类型特异性激活。
Cortical gamma oscillations (20–80 Hz) predict increases in focused attention, and failure in gamma regulation is a hallmark of neurological and psychiatric disease. Current theory predicts that gamma oscillations are generated by synchronous activity of fast-spiking inhibitory interneurons, with the resulting rhythmic inhibition producing neural ensemble synchrony by generating a narrow window for effective excitation. We causally tested these hypotheses in barrel cortex in vivo by targeting optogenetic manipulation selectively to fast-spiking interneurons. Here we show that light-driven activation of fast-spiking interneurons at varied frequencies (8–200 Hz) selectively amplifies gamma oscillations. In contrast, pyramidal neuron activation amplifies only lower frequency oscillations, a cell-type-specific double dissociation. We found that the timing of a sensory input relative to a gamma cycle determined the amplitude and precision of evoked responses. Our data directly support the fast-spiking-gamma hypothesis and provide the first causal evidence that distinct network activity states can be induced in vivo by cell-type-specific activation.
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DOI：
10.1073/pnas.86.5.1698
发表时间：
1989-03-01
影响因子：
11.1
作者：
GRAY, CM;SINGER, W
通讯作者：
SINGER, W
影响因子：
10.6
作者：
Orekhova, Elena V.;Stroganova, Tatiana A.;Elam, Mikael
通讯作者：
Elam, Mikael
影响因子：
25
作者：
Boyden, ES;Zhang, F;Deisseroth, K
通讯作者：
Deisseroth, K
影响因子：
34.7
作者：
Ascoli, Giorgio A.;Alonso-Nanclares, Lidia;Anderson, Stewart A.;Barrionuevo, German;Benavides-Piccione, Ruth;Burkhalter, Andreas;Buzsaki, Gyoergy;Cauli, Bruno;DeFelipe, Javier;Fairen, Alfonso;Feldmeyer, Dirk;Fishell, Gord;Fregnac, Yves;Freund, Tamas F.;Gardner, Daniel;Gardner, Esther P.;Goldberg, Jesse H.;Helmstaedter, Moritz;Hestrin, Shaul;Karube, Fuyuki;Kisvarday, Zoltan F.;Lambolez, Bertrand;Lewis, David A.;Marin, Oscar;Markram, Henry;Munoz, Alberto;Packer, Adam;Petersen, Carl C. H.;Rockland, Kathleen S.;Rossier, Jean;Rudy, Bernardo;Somogyi, Peter;Staiger, Jochen F.;Tamas, Gabor;Thomson, Alex M.;Toledo-Rodriguez, Maria;Wang, Yun;West, David C.;Yuste, Rafael
通讯作者：
Yuste, Rafael
影响因子：
9.8
作者：
通讯作者：
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