Discharge and Role of GABA Pontomesencephalic Neurons in Cortical Activity and Sleep-Wake States Examined by Optogenetics and Juxtacellular Recordings in Mice
Notice bibliographique
Résumé
The cholinergic neurons in the pontomesencephalic tegmentum have been shown to discharge in association with and promote cortical activation during active or attentive waking and paradoxical or rapid eye movement sleep. However, GABA neurons lie intermingled with the cholinergic neurons and may contribute to or oppose this activity and role. Here we investigated in vitro and in vivo the properties, activities, and role of GABA neurons within the laterodorsal tegmental and sublaterodorsal tegmental nuclei (LDT/SubLDT) using male and female transgenic mice expressing channelrhodopsin-(ChR2)-EYFP in vesicular GABA transporter (VGAT)-expressing neurons. Presumed GABA (pGABA) neurons were identified by response to photostimulation and verified by immunohistochemical staining following juxtacellular labeling in vivo. pGABA neurons were found to be fast-firing neurons with the capacity to burst when depolarized from a hyperpolarized membrane potential. When stimulated in vivo in urethane-anesthetized or unanesthetized mice, the pGABA neurons fired repetitively at relatively fast rates (∼40 Hz) during a continuous light pulse or phasically in bursts (>100 Hz) when driven by rhythmic light pulses at theta (4 or 8 Hz) frequencies. pNon-GABA, which likely included cholinergic, neurons were inhibited during each light pulse to discharge rhythmically in antiphase to the pGABA neurons. The reciprocal rhythmic bursting by the pGABA and pNon-GABA neurons drove rhythmic theta activity in the EEG. Such phasic bursting by GABA neurons also occurred in WT mice in association with theta activity during attentive waking and paradoxical sleep. SIGNIFICANCE STATEMENT Neurons in the pontomesencephalic tegmentum, particularly cholinergic neurons, play an important role in cortical activation, which occurs during active or attentive waking and paradoxical or rapid eye movement sleep. Yet the cholinergic neurons lie intermingled with GABA neurons, which could play a similar or opposing role. Optogenetic stimulation and recording of these GABA neurons in mice revealed that they can discharge in rhythmic bursts at theta frequencies and drive theta activity in limbic cortex. Such phasic burst firing also occurs during natural attentive waking and paradoxical sleep in association with theta activity and could serve to enhance sensory-motor processing and memory consolidation during these states.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».