Optogenetic Activation of Septal Glutamatergic Neurons Drive Hippocampal Theta Rhythms
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Notice bibliographique
Résumé
The medial septum and diagonal band of Broca (MS-DBB) has an essential role for theta rhythm generation in the hippocampus and is critical for learning and memory. The MS-DBB contains cholinergic, GABAergic, and recently described glutamatergic neurons, but their specific contribution to theta generation is poorly understood. Here, we examined the role of MS-DBB glutamatergic neurons in theta rhythm using optogenetic activation and electrophysiological recordings performed in in vitro preparations and in freely behaving mice. The experiments in slices suggest that MS-DBB glutamatergic neurons provide prominent excitatory inputs to a majority of local GABAergic and a minority of septal cholinergic neurons. In contrast, activation of MS-DBB glutamatergic fiber terminals in hippocampal slices elicited weak postsynaptic responses in hippocampal neurons. In the in vitro septo-hippocampal preparation, activation of MS-DBB glutamatergic neurons did increase the rhythmicity of hippocampal theta oscillations, whereas stimulation of septo-hippocampal glutamatergic fibers in the fornix did not have an effect. In freely behaving mice, activation of these neurons in the MS-DBB strongly synchronized hippocampal theta rhythms over a wide range of frequencies, whereas activation of their projections to the hippocampus through fornix stimulations had no effect on theta rhythms, suggesting that MS-DBB glutamatergic neurons played a role in theta generation through local modulation of septal neurons. Together, these results provide the first evidence that MS-DBB glutamatergic neurons modulate local septal circuits, which in turn contribute to theta rhythms in the hippocampus. SIGNIFICANCE STATEMENT The current paper explores the functional role of septal glutamatergic neurons, a recently identified population, in theta rhythm generation in the hippocampus. Using optogenetics and electrophysiology, we have explored the functional connectivity of these neurons in vitro , as well as their influence on theta rhythms both in vitro and in vivo , and show that this neuronal population can powerfully drive theta rhythms through intraseptal connections. These results strongly suggest a role of glutamatergic neurons in theta rhythm generation and may therefore be important for learning and memory.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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