Clock-Generated Temporal Codes Determine Synaptic Plasticity to Control Sleep.
Clock-Generated Temporal Codes Determine Synaptic Plasticity to Control Sleep.
复制标题
DOI：
10.1016/j.cell.2018.09.016
复制
发表时间：
2018-11-15
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Wu MN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tabuchi M;Monaco JD;Duan G;Bell B;Liu S;Liu Q;Zhang K;Wu MN
神经元使用两种主要方案来编码信息：速率编码（发射频率）和时间编码（发射的时间或模式）。虽然速率编码的重要性是公认的，但时间编码是否足以控制行为仍然存在争议。此外，产生特定时间代码的分子机制是谜。在这里，我们表明，在果蝇的时钟神经元，不同的时间尖峰模式，从放电率的变化分离，编码时间依赖性唤醒和调节睡眠。从一个大规模的遗传筛选，我们确定的分子途径介导的昼夜节律依赖的离子通量和穗形态的变化，有节奏地调节穗定时。值得注意的是，仅白天的尖峰模式就足以驱动下游唤醒神经元的可塑性，导致这些细胞的放电增加。这些发现证明了时间编码在行为中的因果作用，并定义了一种仅由时间尖峰模式触发的突触可塑性形式。果蝇时钟神经元放电的时间模式足以驱动突触可塑性，影响神经元的功能和行为。
Neurons use two main schemes to encode information: rate coding (frequency of firing) and temporal coding (timing or pattern of firing). While the importance of rate coding is well-established, it remains controversial whether temporal codes alone are sufficient for controlling behavior. Moreover, the molecular mechanisms underlying the generation of specific temporal codes are enigmatic. Here, we show in Drosophila clock neurons that distinct temporal spike patterns, dissociated from changes in firing rate, encode time-dependent arousal and regulate sleep. From a large-scale genetic screen, we identify the molecular pathways mediating the circadian-dependent changes in ionic flux and spike morphology that rhythmically modulate spike timing. Remarkably, the daytime spiking pattern alone is sufficient to drive plasticity in downstream arousal neurons, leading to increased firing of these cells. These findings demonstrate a causal role for temporal coding in behavior and define a form of synaptic plasticity triggered solely by temporal spike patterns. Temporal patterns of Drosophila clock neuron firing are sufficient to drive synaptic plasticity, impacting neuronal function and behavior.
登录
查看更多内容
影响因子：
25
作者：
Haddad, Rafi;Lanjuin, Anne;Madisen, Linda;Zeng, Hongkui;Murthy, Venkatesh N.;Uchida, Naoshige
通讯作者：
Uchida, Naoshige
影响因子：
5.7
作者：
Chong, Edmund;Rinberg, Dmitry
通讯作者：
Rinberg, Dmitry
影响因子：
5.3
作者：
Cao, Guan;Nitabach, Michael N.
通讯作者：
Nitabach, Michael N.
影响因子：
5.5
作者：
Adrian, ED;Zotterman, Y
通讯作者：
Zotterman, Y
影响因子：
2.5
作者：
Jaramillo, AM;Zeng, HY;Levitan, IB
通讯作者：
Levitan, IB