ラット海馬におけるGABA作動性長距離投影ニューロンの行動依存性活動パターン

長距離グルタミン酸作動性およびGABA作動性の投影は、分布した皮質領域における神経活動の時間的調整に関与しています。海馬では、GABA作動性ニューロンが内側中隔およびレトロハイポンパンポル領域に投影されます。多くのGABA作動性投射細胞は、ソマトスタチン（SOM+）を発現し、局所的に終了したSOM+ BiStratifiedおよびO-LM細胞とともに、ピラミッド細胞の樹状突起阻害に寄与します。SOM+細胞の多様性は、自由に動くラットにおける細胞外の単一細胞記録と副細胞の神経生生物標識を使用した行動中の時間的専門化を反映するという仮説をテストしました。まれなGABA作動性投射ニューロンはリズミカルに放電し、非常に多様であることを実証しました。鋭い波ripぎの間、新規SOM+ GABA作動性逆引き突出細胞を含むほとんどの投影細胞は、o-LM細胞とは異なり、測量化された細胞と同様の活性を増加させました。移動中、ほとんどの投射細胞はシータサイクルの下降勾配に沿って排出されましたが、一部の投影細胞はビストラ化された細胞とO-LM細胞と共同でトラフを発射しました。海馬SOM+投射ニューロンの特殊化は、睡眠中にCA3領域からCA1錐体細胞樹状突起への入力を差次的にフェーシングする局所介在ニューロンの作用を補完します。我々の観察結果は、GABA作動性投射細胞が、CA1のニューロンの局所リズミックな同点を他の領域のニューロン集団に伝達することにより、機能的に関連する脳領域間のニューロンアセンブリの行動およびネットワークの状態依存性結合を媒介することを示唆しています。©2016 The Authors HippocampusがWiley Reprionicals、Inc。発行

Long-range glutamatergic and GABAergic projections participate in temporal coordination of neuronal activity in distributed cortical areas. In the hippocampus, GABAergic neurons project to the medial septum and retrohippocampal areas. Many GABAergic projection cells express somatostatin (SOM+) and, together with locally terminating SOM+ bistratified and O-LM cells, contribute to dendritic inhibition of pyramidal cells. We tested the hypothesis that diversity in SOM+ cells reflects temporal specialization during behavior using extracellular single cell recording and juxtacellular neurobiotin-labeling in freely moving rats. We have demonstrated that rare GABAergic projection neurons discharge rhythmically and are remarkably diverse. During sharp wave-ripples, most projection cells, including a novel SOM+ GABAergic back-projecting cell, increased their activity similar to bistratified cells, but unlike O-LM cells. During movement, most projection cells discharged along the descending slope of theta cycles, but some fired at the trough jointly with bistratified and O-LM cells. The specialization of hippocampal SOM+ projection neurons complements the action of local interneurons in differentially phasing inputs from the CA3 area to CA1 pyramidal cell dendrites during sleep and wakefulness. Our observations suggest that GABAergic projection cells mediate the behavior- and network state-dependent binding of neuronal assemblies amongst functionally-related brain regions by transmitting local rhythmic entrainment of neurons in CA1 to neuronal populations in other areas. © 2016 The Authors Hippocampus Published by Wiley Periodicals, Inc.