Computational Studies of Gain Modification by Serotonin in Pyramidal Neurons of Prefrontal Coxtex
Notice bibliographique
Résumé
Serotonin (5-HT) is widely implicated in brain functions and diseases, but the cellular mechanisms underlying 5-HT functions in the brain are not well understood (Zhang and Arsenault, 2005). Recent experiments (Zhang and Arsenault, 2005) have shown that 5-HT substantially increased the slope (gain) of the firing rate current (F-I) curve in layer 5 pyramidal neurons of the rat prefrontal cortex and this effect was limited to the range of firing rate (0-10 Hz) that is known to behaviourally relevant. Furthermore, it was found that 5-HT mediated gain increase was due to a reduction of the afterhyperpolarization (AHP) and an induction of the slow afterdepolarization (ADP), regardless of changes in the membrane potential, the input resistance or the properties of action potentials. To investigate this frequency-dependent gain modulation of 5-HT on the prefrontal cortex neurons, conductance-based Hodgkin-Huxley type models of the regular spiking (RS) cells in the prefrontal cortex are developed using a step by step approach. We first show that a model with an A current displays a square-root form F-I curve with higher slope at low frequency. However, for the same range of current injection steps used in experiment, the frequency range goes beyond 20 Hz, suggesting the presence of other hyperpolarizing currents in the model. As suggested by the experiment (Zhang and Arsenault, 2005), AHP currents (fast AHP, medium AHP and slow AHP) are included in the model to simulate 5-HT effect. Simulations show that AHP currents effectively linearize the F-I curve and decrease the slope of F-I curve in general, thus reducing the neuronal excitability. Since the slow AHP current is a target of 5-HT, the strength of this current is reduced gradually and the F-I curves are plotted together for comparison. The results indicate that with decreasing slow AHP strength, the current thresholds for repetitive spiking decreases and the slopes of the F-I curves increase in general. A square-root form F-I curve is not evident until the slow AHP current is blocked completely. This suggests that the medium AHP current also play a role in linearizing the F-I curve besides the slow AHP current. Based on current findings, a full model with both A current and AHP currents is being constructed to match the experimental data more closely so the mechanism of 5-HT on gain modulation of prefrontal cortical neurons can be better understood.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».