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    Cell封面:利用一个多功能中间神经元,编码多种行为输出

    摘要 : 2014年11月6日期刊《Cell》封面文章报道,模型生物通常具有细小的神经系统,但仍然执行一个大数组的复杂行为,这表明一些神经元很可能是多功能的、可以编码多种行为输出的。

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    2014年11月6日期刊《Cell》封面文章报道,模型生物通常具有细小的神经系统,但仍然执行一个大数组的复杂行为,这表明一些神经元很可能是多功能的、可以编码多种行为输出的。

    这里,我们表明秀丽隐杆线虫的中间神经元AIY调控两种截然不同的行为输出:运动速度以及利用采用两种不同的电路进行方向转换。

    这个“速度”电路具有广泛的动态范围的兴奋性,这是非常适合进行高速编码和模拟输出的。而“方向转换”电路具有狭窄的动态范围的抑制性,这是非常适合进行方向转换编码和数字化输出的。

    这两种电路采用神经递质乙酰胆碱,但使用截然不同的突触后乙酰胆碱受体,其独特的生物物理特性有利于两种电路不同的动态范围。这种机制使得不同梯度的秀丽隐杆线虫突触能同时编码模拟及数字化输出。

    我们的研究从电路、突触和分子水平说明了,在一个简单的有机体中,一个中间神经元是如何编码多种行为输出的。

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    原文标题:Encoding of Both Analog- and Digital-like Behavioral Outputs by One C. elegans Interneuron

    原文摘要:Model organisms usually possess a small nervous system but nevertheless execute a large array of complex behaviors, suggesting that some neurons are likely multifunctional and may encode multiple behavioral outputs. Here, we show that the C. elegans interneuron AIY regulates two distinct behavioral outputs: locomotion speed and direction-switch by recruiting two different circuits. The “speed” circuit is excitatory with a wide dynamic range, which is well suited to encode speed, an analog-like output. The “direction-switch” circuit is inhibitory with a narrow dynamic range, which is ideal for encoding direction-switch, a digital-like output. Both circuits employ the neurotransmitter ACh but utilize distinct postsynaptic ACh receptors, whose distinct biophysical properties contribute to the distinct dynamic ranges of the two circuits. This mechanism enables graded C. elegans synapses to encode both analog- and digital-like outputs. Our studies illustrate how an interneuron in a simple organism encodes multiple behavioral outputs at the circuit, synaptic, and molecular levels.

    原文地址:http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)01244-6

    来源: Cell 浏览次数:73

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