Лекция Хеллера 2013 года — проф. Артур Коннерс

Лекции Хеллера по вычислительной нейробиологии Профессор Артур Коннерт Руководитель Института нейробиологии Технический университет Мюнхена, Германия Тема лекции: «Дендритная структура сенсорных входов в кортикальные нейроны in vivo» Вторник, 8 января 2013 г. Аннотация: Нейроны в кортикальных сенсорных областях получают модально-специфическую информацию через синапсы, расположенные на их дендритах. Использование двухфотонной микроскопии в сочетании с внутриклеточной регистрацией помогло идентифицировать вызванные зрительными стимулами дендритные кальциевые сигналы в нейронах зрительной коры мыши in vivo. Кальциевые сигналы ограничивались небольшими дендритными доменами («горячими точками») и представляли собой визуальные синаптические входы, высоко настроенные на ориентацию и направление (Jia et al., Nature, 2010). Новый вариант двухфотонной визуализации с улучшенной чувствительностью к флуоресцентной сигнализации и сниженным риском фототоксичности, получивший название LOTOS (= низкоэнергетическая временная передискретизация), позволил обнаружить вызванные сенсорными стимулами кальциевые транзиенты в дендритных шипиках нейронов мыши в слуховом отделе (Chen et al., Nature, 2011). Отдельные шипики на одном и том же дендрите были функционально гетерогенны. Даже соседние шипики часто были настроены на разные звуковые частоты. В соответствии с этими наблюдениями мы обнаружили в коре вибрисс, что стимуляция разных вибрисс активировала разные шипики на одном и том же дендрите (Varga et al., PNAS, 2012). Некоторые шипики активировались исключительно отдельными вибриссами, но многие шипики активировались несколькими вибриссами. Эти общие шипики указывают на существование пресинаптических «питающих» нейронов, которые интегрируют и передают активность, возникающую от нескольких вибрисс. В совокупности наши результаты предполагают, что в разных областях коры (зрительной, слуховой, вибриссальной) афферентные сенсорные входы к нейронам слоя 2/3 широко распределены по всему дендритному дереву по принципу «соль и перец». В отличие от предыдущих предположений, подчеркивающих роль конвергентных входов, генерирующих дендритные импульсы, мы обнаружили, что «вычислительными единицами» в нейронах слоя 2/3 in vivo являются высоконастроенные отдельные шипики.