小脑皮层神经元对感觉信息传递的突触与时空机制
批准号:
31460261
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
邱德来
依托单位:
学科分类:
C0904.感觉与运动系统神经生物学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
张广建、吴茂成、许银花、刘恒、赵国艳、何元源、张斌斌、丁楠、史金地
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中文摘要
一般认为外部信息传入小脑皮层后兴奋浦肯野细胞(PC),而我们前期研究发现感觉刺激诱发分子层中间神经元(MLI)放电,而PC出现抑制、放电暂停;阻断GABAA受体活性后,感觉刺激诱发PC产生单纯性放电,提示感觉刺激引起MLI同步放电而导致PC抑制。为了进一步明确感觉刺激诱发PC抑制、MLI兴奋的突触和时空机制,我们拟应用双通道记录(在体膜片钳或细胞贴附式记录)、组织化学和神经药理学手段,研究小鼠小脑皮层各种神经元在感觉信息传递过程中的相互关系,明确感觉刺激诱发PC抑制和中间神经元兴奋的突触、网络及时空机制,揭示MLI在小脑皮层感觉信息传递过程中是否同步活动;研究兴奋性谷氨酸和GABAA受体激动剂和阻断剂对在小脑皮层感觉信息传递的影响,明确感觉信息传递的递质与受体机制。最后,阐明小脑皮层神经元对感觉信息传递的突触与时空机制,完善拥有自主知识产权的小脑感觉信息传递与整合理论。
英文摘要
The classical theory asserts that sensory information coming from outside induces excitation of Purkinje cells (PC). However, we found that sensory stimulation failed to fire PCs, but induced spike firing in molecular layer interneurons (MLI), resulted in an inhibition with a pause of spike firing in PCs. Blockade GABAA receptor activity, the same stimulation induced simple spike firing in PCs. Our present results suggested that MLIs exhibited more faster and sensitive and synchronous responses than PCs. To understand the synaptic and temperal-spatial mechanisms of the sensory stimulation-induced inhibition of PCs and excitation of MLIs, we will use duo- electrophysiological recording (in vivo patch-clamp or cell-attached recording), histochemistry and neuropharmacology methods to study the interactions of various cerebellar cortical neurons during the sensory information processing. We aim to understand the synaptic, neuronal network and temperal-spatial mechanisms of the sensory stimulation-induced inhibition of PCs and excitation of MLIs, and reveal whether the MLIs exhibited synchronous activity during the sensory information transmissing. We also study the effects of the antagonist and antagonist of glutamate and GAGA on the sensory information transmission in cerebellar cortex, and to understand the synaptic and receptor's mechanisms of the sensory information transmission in cerebellar cortex. Together, our goal is to understand the synaptic and temperal and spatial mechanisms of sensory information transmission in cerebellar cortex, and to accomplish our theory of sensory information transmitting and integrating in cerebellar cortex.
传入到小脑皮质的外部信息经运算与整合后,由浦肯野细胞(PC)发出各种指令,完成生理功能,但感觉刺激诱发神经元突触传递的时空机制不清。本项目应用双通道膜片钳或细胞贴附式记录、组织化学和神经药理学手段,研究小鼠小脑皮层神经元对感觉信息突触传递的相互关系及突触可塑性的诱发机制,阐明了感觉信息在小脑皮层中传递与整合,以及诱发突触可塑性的相关机制。.(1)发现颗粒细胞在传递信息方面具有高保真特性,其反应频率可以高达几百赫兹,可以准确表达刺激的开始与结束而;当感觉信息经颗粒细胞的轴突-平行纤维传入分子层后,只有低于1Hz的感觉信息才能经平行纤维传递给分子层中间神经元,诱发分子层中间神经元-浦肯野细胞的GABA能突触传递, 表明分子层中间神经元在高频感知信息处理过程中起到了低通滤波器的作用。.(2)发现给予1Hz 的吹风刺激后,MLI-PC 突触传递可产生 P1 的振幅出现长时程减小,出现了长时程抑制,这种 LTD 的产生机制可能是 1Hz 的感觉刺激活化小脑皮层 NMDA 受体,导致突触前CB1受体活化,从而减少MLI-PC突触间GABA能传递的LTD。.(3)发现NMDA 受体在哺乳动物小脑皮层神经环路功能活动中起重要作用。小脑皮层 CF-PC 突触内 NMDA 受体参与调节自发性 CSs 放电活动,并增强 AHP 振幅,调节简单峰电位活动,影响 PC 的指令输出。此外,NMDA受体在分子层中间神经元-浦肯野细胞的感觉信息突触传递过程中其关键作用。.(4)发现感觉信息传入小脑皮层后诱发MLIs同步兴奋,导致PC抑制,而感觉刺激在分子层和颗粒层诱发的抑制性反应潜伏期没有显著性差异。灌流GABAA和AMPA受体阻断剂也可以完全消除感觉刺激在分子层和颗粒层诱发的抑制性反应,提示感觉刺激在分子层和颗粒层诱发的抑制性反应成分来源于平行纤维的兴奋性传入(待发表数据)。.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Nicotine modulates the facial stimulation-evoked responses in cerebellar granule cell layer in vivo in mice.
尼古丁调节小鼠体内小脑颗粒细胞层的面部刺激诱发的反应。
DOI:10.1016/j.ejphar.2018.11.022
发表时间:2019
期刊:European Journal of Pharmacology
影响因子:5
作者:Xu Yin-Hua;Zhang Bin-Bin;Su Wen-Hao;Wu Mao-Cheng;Bing Yan-Hua;Cui Song-Biao;Chu Chun-Ping;Li Yu-Zi;Qiu De-Lai
通讯作者:Qiu De-Lai
Corticotrophin-Releasing Factor Modulates Cerebellar Purkinje Cells Simple Spike Activity in Vivo in Mice.
促肾上腺皮质激素释放因子调节小鼠体内小脑浦肯野细胞简单尖峰活动。
DOI:10.3389/fncel.2018.00184
发表时间:2018
期刊:Frontiers in cellular neuroscience
影响因子:5.3
作者:Wang HW;Zhao JT;Li BX;Su SS;Bing YH;Chu CP;Wang WM;Li YZ;Qiu DL
通讯作者:Qiu DL
Propofol facilitates excitatory inputs of cerebellar Purkinje cells by depressing molecular layer interneuron activity during sensory information processing in vivo in mice
异丙酚通过抑制小鼠体内感觉信息处理过程中的分子层中间神经元活动来促进小脑浦肯野细胞的兴奋性输入
DOI:10.1097/wnr.0000000000000449
发表时间:2015-10
期刊:NeuroReport
影响因子:1.7
作者:He Yuan-Yuan;Jin Ri;Jin Wen-Zhe;Liu Heng;Chu Chun-Ping;Qiu De-Lai
通讯作者:Qiu De-Lai
Effects of norepinephrine on spontaneous firing activity of cerebellar Purkinje cells in vivo in mice
去甲肾上腺素对小鼠体内小脑浦肯野细胞自发放电活性的影响
DOI:10.1016/j.neulet.2016.06.058
发表时间:2016-08-26
期刊:NEUROSCIENCE LETTERS
影响因子:2.5
作者:Guo, Ao;Feng, Jun-Yang;Chu, Chun-Ping
通讯作者:Chu, Chun-Ping
Ethanol modulates facial stimulation-evoked outward currents in cerebellar Purkinje cells in vivo in mice.
乙醇调节小鼠体内小脑浦肯野细胞中面部刺激引起的外向电流。
DOI:10.1038/srep30857
发表时间:2016-08-04
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Wu MC;Bing YH;Chu CP;Qiu DL
通讯作者:Qiu DL
小脑皮层神经环路功能活动参与自闭症谱系障碍机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:邱德来
- 依托单位:
CRH和Urocortin III对应激大鼠下丘脑室旁核神经元活动及突触可塑性的影响
- 批准号:81260208
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:49.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:邱德来
- 依托单位:
酒精对小脑皮层神经元活动及感觉信息传递的影响
- 批准号:81160142
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:51.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:邱德来
- 依托单位:
感觉刺激对小脑浦肯野细胞活动及突触传递的影响机制
- 批准号:31060138
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:邱德来
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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