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Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex

机译：内嗅皮层轴突突触排序

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摘要

Research on neuronal connectivity in the cerebral cortex has focused on the existence and strength of synapses between neurons, and their location on the cell bodies and dendrites of postsynaptic neurons. The synaptic architecture of individual presynaptic axonal trees, however, remains largely unknown. Here we used dense reconstructions from three-dimensional electron microscopy in rats to study the synaptic organization of local presynaptic axons in layer 2 of the medial entorhinal cortex, the site of grid-like spatial representations. We observe path-length-dependent axonal synapse sorting, such that axons of excitatory neurons sequentially target inhibitory neurons followed by excitatory neurons. Connectivity analysis revealed a cellular feedforward inhibition circuit involving wide, myelinated inhibitory axons and dendritic synapse clustering. Simulations show that this high-precision circuit can control the propagation of synchronized activity in the medial entorhinal cortex, which is known for temporally precise discharges.
机译：关于大脑皮层神经元连通性的研究集中在神经元之间突触的存在和强度，以及它们在突触后神经元的细胞体和树突上的位置。然而，单个突触前轴突树的突触结构仍然是未知的。在这里，我们使用三维电镜对大鼠进行的密集重建，研究了内侧内嗅皮层第2层（网格状空间表示的位置）中局部突触前轴突的突触组织。我们观察到依赖于路径长度的轴突突触排序，以使兴奋性神经元的轴突依次靶向抑制性神经元，然后是兴奋性神经元。连接性分析揭示了一个细胞前馈抑制电路，该电路涉及广泛的髓鞘抑制性轴突和树突突触群集。仿真表明，这种高精度电路可以控制同步活动在内侧内嗅皮层中的传播，这在时间上是精确的放电。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2017年第7673期|469-475|共7页
  • 作者

    Schmidt Helene; Gour Anjali; Straehle Jakob; Boergens Kevin M.; Brecht Michael; Helmstaedter Moritz;

  • 作者单位

    Max Planck Inst Brain Res, Dept Connect, D-60438 Frankfurt, Germany|Humboldt Univ, Bernstein Ctr Computat Neurosci, D-10115 Berlin, Germany;

    Max Planck Inst Brain Res, Dept Connect, D-60438 Frankfurt, Germany;

    Max Planck Inst Brain Res, Dept Connect, D-60438 Frankfurt, Germany;

    Max Planck Inst Brain Res, Dept Connect, D-60438 Frankfurt, Germany;

    Humboldt Univ, Bernstein Ctr Computat Neurosci, D-10115 Berlin, Germany|Humboldt Univ, NeuroCure Cluster Excellence, D-10115 Berlin, Germany;

    Max Planck Inst Brain Res, Dept Connect, D-60438 Frankfurt, Germany;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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