High concentrations of divalent cations isolate monosynaptic inputs from local circuits in the auditory midbrain.
High concentrations of divalent cations isolate monosynaptic inputs from local circuits in the auditory midbrain.
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DOI：
10.3389/fncir.2013.00175
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发表时间：
2013
影响因子：
3.5
通讯作者：
Grimsley CA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sivaramakrishnan S;Sanchez JT;Grimsley CA
感觉信息的分层处理发生在外周和中枢通路之间的多个级别。自上而下和自下而上的投影的收敛和发散程度不同，使得很难区分由感觉输入激活的各种成分。特别是，人们对皮层下层次的分层处理知之甚少。在这里，我们开发了一种方法来隔离下丘（IC）的外部输入，下丘是听觉系统中脑区域的一个核，具有广泛的上升和下降收敛。通过在 IC 内局部应用高浓度的二价阳离子 (HiDi)，我们将声音刺激期间大脑切片和体内传入输入引起的反应中的 HiDi 敏感成分与 HiDi 不敏感成分隔离开来。我们的结果表明 HiDi 敏感组件是 IC 的单突触输入，而 HiDi 不敏感组件是局部多突触电路。单突触输入具有较短的潜伏期、快速的上升时间，并且是第一个尖峰潜伏期的基础。本地输入具有可变延迟并引起持久的激励。在体内，局部电路具有可变的起始时间和时间分布。我们的结果表明，高浓度的二价阳离子应该被证明是一种从体内局部电路中分离外在单突触输入的广泛有用的方法。
Hierarchical processing of sensory information occurs at multiple levels between the peripheral and central pathway. Different extents of convergence and divergence in top down and bottom up projections makes it difficult to separate the various components activated by a sensory input. In particular, hierarchical processing at sub-cortical levels is little understood. Here we have developed a method to isolate extrinsic inputs to the inferior colliculus (IC), a nucleus in the midbrain region of the auditory system, with extensive ascending and descending convergence. By applying a high concentration of divalent cations (HiDi) locally within the IC, we isolate a HiDi-sensitive from a HiDi-insensitive component of responses evoked by afferent input in brain slices and in vivo during a sound stimulus. Our results suggest that the HiDi-sensitive component is a monosynaptic input to the IC, while the HiDi-insensitive component is a local polysynaptic circuit. Monosynaptic inputs have short latencies, rapid rise times, and underlie first spike latencies. Local inputs have variable delays and evoke long-lasting excitation. In vivo, local circuits have variable onset times and temporal profiles. Our results suggest that high concentrations of divalent cations should prove to be a widely useful method of isolating extrinsic monosynaptic inputs from local circuits in vivo.
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