Ultrastructural effects of sleep and wake on the parallel fiber synapses of the cerebellum
Notice bibliographique
Résumé
Multiple evidence in rodents shows that the strength of excitatory synapses in the cerebral cortex and hippocampus is greater after wake than after sleep. The widespread synaptic weakening afforded by sleep is believed to keep the cost of synaptic activity under control, promote memory consolidation, and prevent synaptic saturation, thus preserving the brain's ability to learn day after day. The cerebellum is highly plastic and the Purkinje cells, the sole output neurons of the cerebellar cortex, are endowed with a staggering number of excitatory parallel fiber synapses. However, whether these synapses are affected by sleep and wake is unknown. Here, we used serial block face scanning electron microscopy to obtain the full 3D reconstruction of more than 7000 spines and their parallel fiber synapses in the mouse posterior vermis. This analysis was done in mice whose cortical and hippocampal synapses were previously measured, revealing that average synaptic size was lower after sleep compared to wake with no major changes in synapse number. Here, instead, we find that while the average size of parallel fiber synapses does not change, the number of branched synapses is reduced in half after sleep compared to after wake, corresponding to ~16% of all spines after wake and ~8% after sleep. Branched synapses are harbored by two or more spines sharing the same neck and, as also shown here, are almost always contacted by different parallel fibers. These findings suggest that during wake, coincidences of firing over parallel fibers may translate into the formation of synapses converging on the same branched spine, which may be especially effective in driving Purkinje cells to fire. By contrast, sleep may promote the off-line pruning of branched synapses that were formed due to spurious coincidences.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».