Dendritic discrimination of temporal input sequences in cortical neurons.
Dendritic discrimination of temporal input sequences in cortical neurons.
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DOI：
10.1126/science.1189664
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发表时间：
2010-09-24
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Häusser M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Branco T;Clark BA;Häusser M
对时间序列的检测和辨别对大脑功能至关重要，并且是感知、认知和运动输出的基础。通过应用模式化的双光子谷氨酸解笼锁技术，我们发现皮质锥体神经元的单个树突对突触激活的顺序表现出敏感性。这种敏感性由局部树突钙信号和胞体去极化共同编码，从而导致序列选择性的峰电位输出。该机制涉及树突阻抗梯度和非线性突触N - 甲基 - D - 天冬氨酸（NMDA）受体激活，并且可推广到不同神经元类型的树突。这使得能够辨别传递到单个树突的模式，以及在树突树上随机分布的模式。因此，锥体细胞树突可作为检测突触序列的处理单元，实现一种基本的皮质计算。
The detection and discrimination of temporal sequences is fundamental to brain function and underlies perception, cognition, and motor output. Applying patterned two-photon glutamate uncaging we found that single dendrites of cortical pyramidal neurons exhibit sensitivity to the sequence of synaptic activation. This sensitivity is encoded both by local dendritic calcium signals and by somatic depolarization, leading to sequence-selective spike output. The mechanism involves dendritic impedance gradients and non-linear synaptic NMDA receptor activation, and is generalizable to dendrites in different neuronal types. This enables discrimination of patterns delivered to a single dendrite, as well as patterns distributed randomly across the dendritic tree. Pyramidal cell dendrites can thus act as processing compartments for detection of synaptic sequences, implementing a fundamental cortical computation.
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