H- and m-channel overexpression promotes seizure-like events by impairing the ability of inhibitory neurons to process correlated inputs
Notice bibliographique
Résumé
Channelopathies affecting the hyperpolarization-activated cyclic nucleotide gated (HCN or h-) channel and the Kv7 voltage gated m-type potassium (m-) channel present a paradox in epilepsy research: despite experimental evidence that both over- and underexpression of these channels can be epileptogenic, channel overexpression does not appear to increase the excitatory-inhibitory (E-I) balance as caused by channel underexpression. We here derive a viable mechanism for ictogenesis driven by h- and m-channel overexpression from analysis of an in silico spiking neuronal microcircuit exhibiting spontaneous seizure-like events (SLEs). Such SLEs are dependent upon sufficiently strong gain in two adaptation terms phenomenologically modeling these channels' effects: voltage homeostasis (h-current) and spike-frequency adaptation (m-current). Excessive gain of these adaptation terms translates high levels of input correlation into population-level deviations from baseline activity, promoting a sequence of network-level events that collectively provoke an SLE. Importantly, these changes do not cause increased excitability in isolated neurons, nor does this cascade require a change in the amplitude of external input to the circuit, suggesting an ictogenic pathway independent of classical changes to the E-I balance. The viability of this mechanism for SLE onset is strengthened by the host of experimentally-characterized features of seizure produced in this model reliant upon the presence of these adaptation terms, including the irregular initiation and termination of SLEs and time-varying peak frequency of oscillations during such events (i.e., chirps). Moreover, the cell-type dependent effects of changes in these adaptation terms, as delineated in our analyses, represent experimentally-testable predictions for future study of h- and m-channelopathies. These computational results provide vital new insights into the epileptogenic nature of h- and m-channel overexpression currently absent in the experimental literature.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».