抑制性ニューロン間の電気シナプス視床の一時的な入力に対する主要なニューロンの応答を形成する：モデリング研究

マルチモーダル感覚情報が皮質に進むと、視床の核によって傍受および処理されます。視床内の主な阻害源は、網膜核（TRN）です。これは、視床皮質リレーニューロンと視床皮質フィードバックの両方からシグナルを収集します。網状核内では、ニューロンは、電気シナプスとして知られるコネキシン36ベースのギャップジャンクションによって密に相互接続されています。電気シナプスは、視床皮質の紡錘体リズムを含む神経リズムを調整することが示されていますが、一時的な活性の形成または調節におけるその役割はあまり理解されていません。視床ニューロンとTRNニューロンの4セルモデルを構築し、それを使用して、視床リレー細胞に届けられた密接にタイミングのある入力に対する電気シナプスの影響を調査しました。TRNの電気シナプスは、視床スパイク列車の切り捨て、遅延、または阻害の影響を通じてこれらの入力の皮質差別を支援することを示します。これらは、電気シナプスが脳全体の興奮性ニューロンの一時的な活動の処理を調節する上で同様の役割を果たす原理であると予想しています。

As multimodal sensory information proceeds to the cortex, it is intercepted and processed by the nuclei of the thalamus. The main source of inhibition within thalamus is the reticular nucleus (TRN), which collects signals both from thalamocortical relay neurons and from thalamocortical feedback. Within the reticular nucleus, neurons are densely interconnected by connexin36-based gap junctions, known as electrical synapses. Electrical synapses have been shown to coordinate neuronal rhythms, including thalamocortical spindle rhythms, but their role in shaping or modulating transient activity is less understood. We constructed a four-cell model of thalamic relay and TRN neurons, and used it to investigate the impact of electrical synapses on closely timed inputs delivered to thalamic relay cells. We show that the electrical synapses of the TRN assist cortical discrimination of these inputs through effects of truncation, delay or inhibition of thalamic spike trains. We expect that these are principles whereby electrical synapses play similar roles in regulating the processing of transient activity in excitatory neurons across the brain.