Cellular mechanisms underlying stimulus-dependent gain modulation in primary visual cortex neurons in vivo.
Cellular mechanisms underlying stimulus-dependent gain modulation in primary visual cortex neurons in vivo.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2008.05.002
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发表时间：
2008-07-10
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Contreras, Diego
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cardin, Jessica A.;Palmer, Larry A.;Contreras, Diego
增益调制是一种广泛存在的神经元现象，它改变反应幅度而不改变选择性。计算和体外研究已经提出了基于背景突触激活的突触后效应的增益调制的细胞机制，但这些机制还没有在体内进行研究。在这里，我们使用猫初级视觉皮质的细胞内记录来测量神经元的增益，同时随着视觉刺激改变背景突触活动。我们发现，与突触输入增加相关的膜波动的增加并不必然导致体内的增益调制。然而，视觉刺激引起的静息膜电位、输入电阻和膜波动的持续变化强烈地调节了神经元的增益。增益调制的大小严重依赖于视觉刺激的时空特性。因此，在活体中的增益调节可以由感觉环境和随后的突触激活动力学来确定。
Gain modulation is a widespread neuronal phenomenon that modifies response amplitude without changing selectivity. Computational and in vitro studies have proposed cellular mechanisms of gain modulation based on the postsynaptic effects of background synaptic activation, but these mechanisms have not been studied in vivo. Here we used intracellular recordings from cat primary visual cortex to measure neuronal gain while changing background synaptic activity with visual stimulation. We found that increases in the membrane fluctuations associated with increases in synaptic input do not obligatorily result in gain modulation in vivo. However, visual stimuli that evoked sustained changes in resting membrane potential, input resistance, and membrane fluctuations robustly modulated neuronal gain. The magnitude of gain modulation depended critically on the spatiotemporal properties of the visual stimulus. Gain modulation in vivo may thus be determined on a moment-to-moment basis by sensory context and the consequent dynamics of synaptic activation.
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