丘脑 - 岛叶皮质投射中不同神经元的兴奋性差异及 FSNs 的独特作用

为揭示丘脑皮质输入特征，研究人员对岛叶皮质神经元研究，发现 FSNs 作用特殊，意义重大。

　　大脑皮质神经元通过丘脑皮质投射接收谷氨酸能输入，其活动同时受 γ- 氨基丁酸能（GABAergic）中间神经元调控。此前很少有研究揭示通过丘脑皮质投射到谷氨酸能兴奋性神经元（ENs）和 γ- 氨基丁酸能抑制性神经元（INs）诱发的兴奋性突触后电流（EPSCs）幅值差异；而且不同感觉皮质中神经亚型间的兴奋强度也有所不同。本研究旨在通过评估丘脑腹后内侧核（VPM）与岛叶皮质（IC）连接诱发的 EPSCs 幅值和潜伏期，揭示丘脑皮质对 IC 中 ENs 和抑制性神经元的输入特征。研究人员对 IC 中层（第 4 层及相邻层）的 ENs、快棘波神经元（FSNs）和非快棘波神经元（NFSNs）进行全细胞膜片钳记录。利用光遗传学技术选择性激活丘脑皮质轴突，诱发光刺激诱导的 EPSCs（pEPSCs）。所有神经元亚型均接收来自 VPM 的直接兴奋性输入，与 ENs 和 NFSNs 记录的 pEPSCs 相比，FSNs 记录的 pEPSCs 幅值最大、潜伏期最短。在电流钳制条件下，FSNs 几乎总能对光刺激产生动作电位，而 ENs 和 NFSNs 常无法诱导产生动作电位。除兴奋性输入外，部分神经元在 pEPSCs 后出现由 GABA_A受体介导的外向电流，这会削减 pEPSC 峰值，并使动作电位的时间与光刺激同步。这些结果表明，FSNs 在 IC 上层 ENs 活动的前馈抑制中发挥作用。