in vivoでのマウス小脳皮質CRUS IIにおける感覚情報処理における分子層介在ニューロンの役割

背景：小脳皮質分子層介在ニューロン（MLIS）は、小脳皮質による感覚情報処理において重要な役割を果たします。ただし、最近の実験およびモデリングの結果は、小脳における分子層阻害の従来の役割に疑問を呈しています。 方法と主な結果：同側のウィスカパッドの空気パフ刺激によって誘発されたMLISおよびPurkinje細胞（PC）のシナプス応答は、in vivo全細胞パッチクレーム記録によるウレタン麻酔ICRマウスの小脳皮質CRUS IIから記録されました。テクニック。電流クランプ（i = 0）では、空気パフ刺激が主にPCで阻害を引き起こすことがわかりました。MLISでは、この刺激は、バスケットタイプのシナプス接続を作成したかどうかに関係なく、スパイクの発射を引き起こしました。ただし、MLISはバスケット型シナプス接続を作成していないため、バックグラウンドアクティビティの速度が高く、自発的なスパイクレットも生成されました。電圧クランプ条件下では、MLISで興奮性シナプス後電流（EPSC）が記録されましたが、記録されたPCの主要な応答は抑制性シナプス後電位（IPSP）でした。EPSCのレイテンシーはすべてのMLIで類似していたが、EPSCの時間経過と振幅は分子層の深さによって異なっていた。最も高い振幅、最短期間EPSCは、分子層の奥深くにMLISから記録され、バスケット型シナプス接続もできました。MLIをPC応答と比較すると、PC IPSPのピークまでの時間は、MLI記録されたEPSCよりも大幅に遅くなりました。GABA（a）のブロックをブロックすると、受容体はPCでより大きなEPSCを発見しました。その時間は、MLIよりもピーク、半幅、10〜90％の昇年時間が大幅に遅くなりました。Biocytin Labelingは、MLI（PCではなく）が染料結合されていることを示しました。 結論：これらの発見は、触覚顔刺激がMLIの急速な励起を呼び起こすことを示しています。これらの結果は、平行繊維駆動のPC活性の欠如がMLI阻害の影響によるものであるという以前の提案を裏付けています。

BACKGROUND: Cerebellar cortical molecular layer interneurons (MLIs) play essential roles in sensory information processing by the cerebellar cortex. However, recent experimental and modeling results are questioning traditional roles for molecular layer inhibition in the cerebellum. METHODS AND MAIN RESULTS: Synaptic responses of MLIs and Purkinje cells (PCs), evoked by air-puff stimulation of the ipsilateral whisker pad were recorded from cerebellar cortex Crus II in urethane-anesthetized ICR mice by in vivo whole-cell patch-clamp recording techniques. Under current-clamp (I = 0), air-puff stimuli were found to primarily produce inhibition in PCs. In MLIs, this stimulus evoked spike firing regardless of whether they made basket-type synaptic connections or not. However, MLIs not making basket-type synaptic connections had higher rates of background activity and also generated spontaneous spike-lets. Under voltage-clamp conditions, excitatory postsynaptic currents (EPSCs) were recorded in MLIs, although the predominant response of recorded PCs was an inhibitory postsynaptic potential (IPSP). The latencies of EPSCs were similar for all MLIs, but the time course and amplitude of EPSCs varied with depth in the molecular layer. The highest amplitude, shortest duration EPSCs were recorded from MLIs deep in the molecular layer, which also made basket-type synaptic connections. Comparing MLI to PC responses, time to peak of PC IPSP was significantly slower than MLI recorded EPSCs. Blocking GABA(A) receptors uncovered larger EPSCs in PCs whose time to peak, half-width and 10-90% rising time were also significantly slower than in MLIs. Biocytin labeling indicated that the MLIs (but not PCs) are dye-coupled. CONCLUSIONS: These findings indicate that tactile face stimulation evokes rapid excitation in MLIs and inhibition occurring at later latencies in PCs in mouse cerebellar cortex Crus II. These results support previous suggestions that the lack of parallel fiber driven PC activity is due to the effect of MLI inhibition.