アラートマウスの小脳皮質における感覚刺激依存性可塑性

in vitroの研究により、総繊維とプルキンエ細胞（PC）の間の相互作用と、平行繊維と登山繊維の組み合わせが必要な相互作用である小脳長期うつ病（LTD）の発生を支持しています。アラート動物におけるLTDの存在を示すために、ウィスカパッドの電気刺激によって引き起こされる局所電界電位（LFP）の可塑性を調査しました。記録されたLFPは、三叉神経（N2およびN3成分に分割された）と皮質応答に対応する2つの主要な負の波を示しました。PCユニタリー細胞外記録は、N2とN3がPCが誘発された単純なスパイクと同時に発生し、その後誘発された複雑なスパイクが続くことを示しました。PCレベルでのN3成分の極性反転とN3振幅の減少は、小脳の表面に2 msの表面に適用された平行繊維ボレーの電気刺激後の振幅の減少を強く示唆しています。単一のウィスカーパッド刺激によって誘発されたLFP測定は、8 Hzの周波数で10分間の電気刺激の列車の前後に行われました。この後の状況では、並列および登山繊維によるPCの刺激が強化されたことを実証しました。8 Hzの刺激後、N2およびN3レイテンシピークの増加を伴うN3振幅の特定の減少を特徴とする長期修飾（少なくとも30分間続く）が観察されました。これらのプラスチック修飾は、タイミングとシナプス変調の両方を含むアラート動物におけるCerebellar Ltdの存在を示していました。これらの結果は、Ltdが小脳のカルシウム依存性シナプス可塑性に関連する基本的な生理学的機能の根底にある可能性があるという考えを裏付けています。

In vitro studies have supported the occurrence of cerebellar long-term depression (LTD), an interaction between the parallel fibers and Purkinje cells (PCs) that requires the combined activation of the parallel and climbing fibers. To demonstrate the existence of LTD in alert animals, we investigated the plasticity of local field potentials (LFPs) evoked by electrical stimulation of the whisker pad. The recorded LFP showed two major negative waves corresponding to trigeminal (broken into the N2 and N3 components) and cortical responses. PC unitary extracellular recording showed that N2 and N3 occurred concurrently with PC evoked simple spikes, followed by an evoked complex spike. Polarity inversion of the N3 component at the PC level and N3 amplitude reduction after electrical stimulation of the parallel fiber volley applied on the surface of the cerebellum 2 ms earlier strongly suggest that N3 was related to the parallel fiber-PC synapse activity. LFP measurements elicited by single whisker pad stimulus were performed before and after trains of electrical stimuli given at a frequency of 8 Hz for 10 min. We demonstrated that during this later situation, the stimulation of the PC by parallel and climbing fibers was reinforced. After 8-Hz stimulation, we observed long-term modifications (lasting at least 30 min) characterized by a specific decrease of the N3 amplitude accompanied by an increase of the N2 and N3 latency peaks. These plastic modifications indicated the existence of cerebellar LTD in alert animals involving both timing and synaptic modulations. These results corroborate the idea that LTD may underlie basic physiological functions related to calcium-dependent synaptic plasticity in the cerebellum.