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Functional modules in the striatum and the role of thalamicinputs into the striatum

纹状体的功能模块以及丘脑输入纹状体的作用

基本信息

批准号：
16300134
负责人：
AOSAKI Toshihiko
金额：
$ 10.1万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

We studied how the information was processed in the striatal local circuits and how the thalamic inputs to the striatum regulated the striatal outputs. Our in vitro electrophysiological study using brain slice preparation revealed that a type of inhibitory GABAergic interneuron called fast-spiking interneuron (FS cell)innervated numerous output neurons, forming minimum functional modules. These minimum units of functional modules were innervated and grouped further by another type of GABAergic interneuron called low-threshold spiking cell (LTS cell) and cholinergic interneuron. Among these interneuronal types thalamostriatal synapses are known to be formed on cholinergic interneurons. They are frequently locates between striosomes/patches and the extrastriosomal matrix compartment of the striatum. The striosome compartments are rich in μ opioid receptors which are activated by enkephalin released by indirect pathway output neurons. We found that activation of μ opioid receptors suppres … More sed inhibitory postsynaptic current (IPSCs) on output neurons and cholinergic interneurons in the striosomes, which would in turn promote excitation of cholinergic interneurons triggered by thalamic excitatory inputs. Cholinergic interneurons released acetylcholine which then excited FS interneurons. Therefore, activation of indirect pathway output neurons in the striosome compartments would suppress activity of minimum functional units via cholinergic interneurons. In summary, during motor learning cholinergic interneurons receive thalamic excitatory inputs and nigrostriatal dopaminergic inputs. Dopamine neurons excite and release dopamine, while cholinergic interneuron suppress tonic firing at the time of sensory cue presentation. Recent reports indicate that without nicotinic receptor activation the amount of released dopamine is dramatically high. It is also reported that without muscarinic receptor activation corticostriatal post synaptic excitatory potential (EPSP) would be larger. Suppression of functional units by FS interneurons via nicotinic receptor activation would be relieved at the time of learning only in the area where the suppressed cholinergic interneuron innervates. Therefore, high amount of dopamine, larger EPSP and relief from GABAergic suppression might facilitate plastic changes in output neurons in the area, leading to acquisition of a novel behavioral pattern. Less

我们研究了纹状体局部电路如何处理信息以及纹状体的丘脑输入如何调节纹状体输出。我们使用脑切片制备进行的体外电生理学研究表明，一种称为快速尖峰中间神经元（FS细胞）的抑制性GABA能中间神经元支配着许多输出神经元，形成最小的功能模块。这些功能模块的最小单位由另一种类型的 GABA 能中间神经元（称为低阈值尖峰细胞（LTS 细胞）和胆碱能中间神经元）进一步神经支配和分组。在这些中间神经元类型中，已知丘脑纹状体突触是在胆碱能中间神经元上形成的。它们经常位于纹状体/斑块和纹状体的纹状体外基质室之间。纹状体区室富含μ阿片受体，其被间接通路输出神经元释放的脑啡肽激活。我们发现μ阿片受体的激活抑制纹状体中输出神经元和胆碱能中间神经元的抑制性突触后电流（IPSC），这反过来会促进丘脑兴奋性输入触发的胆碱能中间神经元的兴奋。胆碱能中间神经元释放乙酰胆碱，然后兴奋 FS 中间神经元。因此，纹状体区室中间接途径输出神经元的激活将通过胆碱能中间神经元抑制最小功能单元的活性。总之，在运动学习期间，胆碱能中间神经元接收丘脑兴奋性输入和黑质纹状体多巴胺能输入。多巴胺神经元兴奋并释放多巴胺，而胆碱能中间神经元在感觉提示呈现时抑制强直放电。最近的报告表明，如果没有烟碱受体激活，释放的多巴胺的量会非常高。另据报道，如果没有毒蕈碱受体激活，皮质纹状体突触后兴奋电位（EPSP）会更大。 FS 中间神经元通过烟碱受体激活对功能单位的抑制在学习时仅在受抑制的胆碱能中间神经元神经支配的区域中得到缓解。因此，大量的多巴胺、更大的 EPSP 和 GABA 能抑制的缓解可能会促进该区域输出神经元的可塑性变化，从而获得一种新的行为模式。较少的

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cell assemblies in the striatum.

纹状体中的细胞集合。

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
増田正雄;三浦正巳;青崎敏彦;Aosaki T.
通讯作者：
Aosaki T.

線条体コリン作動性介在ニューロンのGABA入力へのコンパートメント特異的な調節

纹状体胆碱能中间神经元对 GABA 输入的区室特异性调节

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
三浦正巳;増田正雄;青崎敏彦
通讯作者：
青崎敏彦

線条体におけるGABA作動性fast-spiking interneuronの機能研究「GABA:最新の話題」

纹状体 GABA 能快速尖峰中间神经元的功能研究“GABA：最新主题”

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
増田正雄;三浦正巳;青崎敏彦
通讯作者：
青崎敏彦

Calcium-permeable AMPA receptors promote misfolding of mutant SOD1 and development of amyotrophic lateral sclerosis in a transgenic mouse model

钙渗透性 AMPA 受体促进转基因小鼠模型中突变型 SOD1 的错误折叠和肌萎缩侧索硬化症的发展

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Human Molecular Genetics 13
影响因子：
0
作者：
Sakakida Y;Miyamoto Y;Nagoshi E;Akashi M;Nakamura TJ;Mamine T;Kasahara M;Minami Y;Yoneda Y;Takumi T;Tateno Mら
通讯作者：
Tateno Mら

Compartment-specific modulation of GABAergic synaptic transmission by μ-opioid receptor in the mouse striatum with green fluorescence protein-expressing dopamine islands.

小鼠纹状体中 μ-阿片受体对 GABA 能突触传递的区室特异性调节，具有表达绿色荧光蛋白的多巴胺岛。