Rules and Functions of Fast-Spiking Interneuron Dendrites in Hippocampal Memory-Related Oscillations

Diese Dissertation untersucht detailliert die Rolle hippocampaler FS-BCs bei gedächtnisbezogenen Oszillationen und hebt ihre nichtlineare dendritische Integration sowie Plastizitätseigenschaften in Netzwerkdynamiken hervor. FS-BCs, eine Klasse von GABAergen Interneuronen, synchronisieren die neuronale Aktivität im Hippocampus, was entscheidend für die Kodierung, Konsolidierung und den Abruf von Erinnerungen ist. Wie die zellulären Eigenschaften von FS-BCs, wie dendritische Integrationsmodi und Plastizitätsregeln, zu gedächtnisbezogenen Oszillationen beitragen, ist jedoch weitgehend unerforscht. Diese Forschung adressiert diese Fragen durch fortschrittliche biophysikalische Modelle, die von einzelnen Zellen bis zu Mikroschaltkreisen reichen, und liefert neue Einblicke in die Funktionalität von FS-BCs. In der ersten Studie wurden die rechnerischen Fähigkeiten der Dendriten von FS-BCs untersucht. Simulationen zeigten ein nichtlineares bimodales Integrationsprofil, das sowohl supralineare als auch sublineare Modi innerhalb eines dendritischen Baumes ermöglicht. Dies stellt die traditionelle Sichtweise inhibitorischer Interneuronen als lineare Integratoren in Frage und unterstreicht die komplexen, nichtlinearen Verarbeitungskapazitäten von FS-BCs, die denen von Pyramidenzellen ähneln. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurde in der zweiten Studie untersucht, wie die dendritische Integration von FS-BCs die Netzwerkdynamik beeinflusst. Ein biophysikalisches Mikroschaltkreismodell testete die Beiträge supralinearer und sublinearer FS-BC-Dendriten zu langsamen und schnellen Oszillationen. Die Ergebnisse zeigen, dass supralineare Aktivierung schnelle Oszillationen, die mit Gedächtniskonsolidierung verbunden sind, verstärkt, während sublineare Aktivierung langsamere Theta-Band-Oszillationen fördert, die mit der Gedächtniskodierung assoziiert sind. Diese Modulation des Erregungs-Inhibitions-Gleichgewichts macht FS-BCs zu zentralen Regulatoren hippocampaler Oszillationen, die spezifische Gedächtnisprozesse unterstützen. In einer kollaborativen Studie wurde die Rolle der synaptischen Plastizität bei der Modulation des Beitrags von FS-BCs zu langsamen Gamma-Oszillationen untersucht, mit Fokus auf CP-AMPAR-abhängiges LTP an Pyramiden-zu-FS-BC-Synapsen. Simulationen zeigten, dass diese Plastizität die Gamma-Oszillationsleistung erhöht und darauf hinweist, dass FS-BC-, aber nicht Pyramidenplastizität, die Plastizität auf LFP-Ebene stärkt, indem sie langsame Gamma-Leistung verstärkt. Insgesamt zeigt diese Dissertation die Bedeutung inhibitorischer Interneuronen in Gedächtnisnetzwerken und liefert grundlegende Erkenntnisse, die zukünftige Studien zur Funktion des Hippocampus in Gesundheit und Krankheit inspirieren können.

Author dc:creator

• Tzilivaki, Alexandra

• neuroscience
• memory
• learning
• interneurons
• modeling
• inhibition
• computational

Licence dc:rights.uri

• http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen

Language dc:language

eng

Identifier URI

http://dx.doi.org/10.17169/refubium-48485

OAI record oai:identifier

https://refubium.fu-berlin.de/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arefubium.fu-berlin.de%3Afub188%2F48762