Cellular and network mechanisms of neuromodulation in the olfactory cortex  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
105083
Type NF
Principal investigator Lőrincz, László Magor
Title in Hungarian A neuromoduláció celluláris és hálózati mechanizmusai a szaglókéregben
Title in English Cellular and network mechanisms of neuromodulation in the olfactory cortex
Keywords in Hungarian channelrhodopsin, interneuron, acetilkolin, szerotonin, neuromoduláció, agykéreg
Keywords in English channelrhodopsin, interneuron, acetylcholine, serotonin, neuromodulation, cerebral cortex
Discipline
Molecular and cellular neuroscience (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Ortelius classification: Neurobiology
Panel Neurosciences
Department or equivalent MTA-SZTE HAS-University of Szeged Cortical Microcircuits (Office for Research Groups Attached to Universities and Other Institutions of the Hungarian Academy of Sciences)
Participants Boldog, Eszter
Piszár, Ildikó
Starting date 2013-07-01
Closing date 2017-06-30
Funding (in million HUF) 58.616
FTE (full time equivalent) 5.40
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Annak ellenére, hogy neuromodulator rendszerek (patho)fiziológiai szerepei közismertek, ezek mechanizmusai kevésbé ismertek. Ezért kísérleteinkben optogenetikai és elektrofiziológiai ezsközöket kombinálva vizsgáltuk a fiziológiás szerotonin leadás szenzoros hatásait, illetve a kolinerg neuromoduláció hatását ritmukus kérgi aktivitásra. Azt találtuk, hogy a szerotoninerg neuronok szelektív stimulációja a szaglókéreg spontán hatását csökkenti, viszont szagingerekre adott válaszát nem befolyásolja. A jelenség funkcionális relevanciája valószínűleg a jel/zaj arány növelésében rejlik. Eredményeink mechanizmusának megfejtése érdekében végzett in vitro kísérleteinkből az derült ki, hogy a szaglókérgi gyorsan tüzelő interneuronok aktivitása fokozódott, regulárisan tüzelő neuronoké pedig csökkent. Az afferens és asszociációs útvonalak szerotonin érzékenysége eltérő. A koleninerg neuromoduláció ritmusos kérgi aktivitásban betöltött szerepét vizsgálva fény derült arra, hogy ez szerepet játszhat az alvási lassú hullámok ritmicitásának szabályzásában. Altatott állatok kérgi neuronjainak tüzelése, illetve a kérgi lokális mezőpotenciálok lassú hullámai megváltóztak muszkarinikus kolinerg receptorok blokkolásának hatására. Túlélő agykérgi szeletekben viszont, amelyeket kontroll körülmények között nem jellemzi spontán ritmikus aktivitás a kolinerg receptorok aktivációja az altatás és alvás alatt jelentkező lassú hullámok megjelenését eredményezte. Ezt az aktivitást két fiziológiai paramétereiben eltérő ötödik rétegi piramis sejt hozza létre.
Results in English
Although the (patho)physiological roles of neuromodulatory systems are well known their mechanisms have remained elusive. Thus we used a combination of optogenetic, pharmacological and electrophysiological experiments to reveal the effects of physiologically released serotonin in sensory function and the effects of cholinergic neuromodulation on rhythmic neocortical activity. We found that selectively activating serotonergic neurons decreases the spontaneous, but not the odor-evoked firing of neurons in the olfactory cortex. This might have important functional implications in sensory coding. Our in vitro experiments have shown that the activity of a subset of fast-spiking interneurons is increased, and of principal neurons decreased, respectively by serotonergic stimulation. Afferent and associational pathways are differently affected by serotonin. When monitoring the effect of cholinergic neuromodulation on rhythmic cortical activity we found that this might affect the cortical slow oscillation characterizing sleep and anesthesia. Neuronal firing during UP states and slow waves recorded in neocortical local field potentials are changed upon the blockade of cholinergic receptors.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=105083
Decision
Yes





 

List of publications

 
Guillaume P. Dugué, Magor L. Lörincz, Sara Matias , Patricia A. Correia, Eran Lottem , Enrica Audero, Clément Léna & Zachary F. Mainen: Optogenetic recruitment of dorsal raphe serotonergic neurons 2 acutely decreases mechanosensory responsivity in behaving mice, elfogadva a PLOS One fólyóiratban, 2014
Lőrincz ML, Gunner D, Bao Y, Connelly WM, Isaac JT, Hughes SW, Crunelli V.: A distinct class of slow (~0.2-2 Hz) intrinsically bursting layer 5 pyramidal neurons determines UP/DOWN state dynamics in the neocortex, http://www.jneurosci.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=25855163, 2015
Eran Lottem, Magor L. Lőrincz, Zachary F. Mainen: Optogenetic Activation of Dorsal Raphe Serotonin Neurons Rapidly Inhibits Spontaneous But Not Odor-Evoked Activity in Olfactory Cortex, http://www.jneurosci.org/content/36/1/7.short?sid=4f087885-3b8c-44f1-9d57-ac00ef802265, 2016
Guillaume P. Dugué, Magor L. Lörincz, Sara Matias , Patricia A. Correia, Eran Lottem , Enrica Audero, Clément Léna & Zachary F. Mainen: Optogenetic recruitment of dorsal raphe serotonergic neurons 2 acutely decreases mechanosensory responsivity in behaving mice, PLOS ONE 9:(8) p. e105941, 2014
Lőrincz ML, Gunner D, Bao Y, Connelly WM, Isaac JT, Hughes SW, Crunelli V.: A distinct class of slow (~0.2-2 Hz) intrinsically bursting layer 5 pyramidal neurons determines UP/DOWN state dynamics in the neocortex, http://www.jneurosci.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=25855163, 2015
Magor L. Lőrincz*, Eran Lottem*, Zachary F. Mainen: Optogenetic Activation of Dorsal Raphe Serotonin Neurons Rapidly Inhibits Spontaneous But Not Odor-Evoked Activity in Olfactory Cortex, http://www.jneurosci.org/content/36/1/7.short?sid=4f087885-3b8c-44f1-9d57-ac00ef802265, 2016
Magor Lorincz*, Vincenzo Crunelli*, William Connelly*, Francois David, Stuart Hughes, Regis Lambert, Nathalie Leresche, and Adam Errington: Dual function of thalamic low-vigilance state oscillations: rhythm-regulaton and plasticity, Nature Reviews Neuroscience (közlésre elfogadva), 2018
Magor L Lőrincz , Antoine R Adamantidis: Monoaminergic control of brain states and sensory processing: existing knowledge and recent insights obtained with optogenetics, PROGRESS IN NEUROBIOLOGY: AN INTERNATIONAL REVIEW JOURNAL 151: pp. 237-253, 2017





 

Events of the project

 
2016-06-24 07:35:32
Résztvevők változása
2013-09-20 14:25:39
Résztvevők változása




Back »