Depolarization of the intergeniculate leaflet neurons by serotonin : in vitro study

The intergeniculate leaflet of the thalamus (IGL) is a part of the mammalian biological clock which integrates photic and non-photic information and conveys it to the master biological clock - suprachiasmatic nuclei (SCN). One of the non-photic cues is delivered by the serotoninergic projection from dorsal raphe nucleus. In vitro electrophysiological recordings were performed from single IGL neurons using whole-cell patch clamp technique. We investigated the influence of serotonin (serotonin creatinine sulfate complex, 5HT) on 'spontaneous' neuronal activity in this structure. In most of recorded cells, 5-HT caused significant increases in firing rate. In majority of cases the effect was resynaptic. However, in some cases we observed postsynaptic depolarization. To our knowledge, depolarizing influence of 5HT on the single neurons in the IGL has been shown here for the first time

Charakterystyka napięciowo-zależnych zmian zaangażowanych w generowanie aktywności erupcyjnej neuronów listka ciała kolankowatego bocznego : badania in vitro patch clamp

INTRODUCTION The intergeniculate leaflet of the thalamus (IGL) is one of the two major neu-ronal structures of the mammalian biological clock. IGL neurons in rats, investi-gated in vivo, show a characteristic isoperiodic infra-slow oscillatory pattern (ISO) of activity. The mean period of this activity is about 120 s. The function of oscillatory activity, commonly observed in other biological clock structures, could be connected with the secretion of neuropeptides. Molecular study of the bases of bursting activity evoked in vitro, can help to better understand the mechanism of these oscillations. It was shown that the key element in this phe-nomenon is the expression of HCN family nonselective cationic channels and voltage-dependent T-type calcium channels. The generated h-current (the base of voltage sag) and t-current (causing low threshold spikes; LTS) are the topic of many studies revealing the mechanism of rhythmic neuronal activity. MATERIALS AND METHODS Based on our results of a patch clamp study, we have proposed the division of IGL cells into groups (using cluster analysis) based on different amplitudes of voltage components evoked by the h-current and t-current. The location of the investigated neurons chosen for further analysis was confirmed by immunohisto-chemical staining and confocal microscopy. RESULTS AND CONCLUSIONS The IGL neurons were classified into four groups showing different amplitudes of voltage sag and LTS. This classification obtained during experiments conducted at in vitro conditions, may provide information about the oscillatory na-ture of the neuron observed in the in vivo study.WSTĘP Listek ciała kolankowatego bocznego wzgórza (intergeniculate leaflet – IGL) jest jedną z dwóch głównych neuronalnych struktur zegara biologicznego ssaków. U szczura, w badaniach in vivo, neurony IGL wykazują charakterystyczny izoperiodyczny wzór infrawolnych oscylacji (infra-slow oscillation – ISO) generowania potencjałów czynnościowych, o okresie około 120 s. Przypuszcza się, że taka aktywność neuronalna, będąca cechą wspólną struktur zegara biologicznego, może ułatwiać sekrecję neuropeptydów. Badania molekularnych podstaw aktywności erupcyjnej, która może być wywołana w warunkach in vitro, przybliżają nas do poznania mechanizmu powstawania tych oscylacji. Wykazano, że kluczowym elementem, w generowaniu tego rodzaju oscylacji, jest obecność nieselektywnych kanałów kationowych z rodziny HCN oraz napięciowozależnych kanałów wapniowych typu-T. Przepływający przez nie prąd-h (powodujący sag napięciowy) oraz prąd-t (manifestujący się występowaniem niskoprogowych potencjałów wapniowych (low threshold spike – LTS) to obiekty wielu badań, dotyczących rytmicznej aktywności komórek nerwowych. MATERIAŁY I METODY Opierajac się na wynikach własnych badań, metodą elektrofizjologicznej rejestracji aktywności pojedynczych neuronów – patch clamp – autorzy zaproponowali podział neuronów IGL (na podstawie analizy klastrów), w zależności od amplitudy zmian napięcia, wywołanych prądem-h i prądem-t. Lokalizacja analizowanych neuronów została potwierdzona dzięki barwieniom immunohistochemicznym i mikroskopii konfokalnej. WYNIKI I WNIOSKI Otrzymano cztery grupy neuronów IGL, różniących się amplitudą sagu napięciowego oraz LTS. Przeprowadzony podczas badań in vitro podział może dostarczyć informacji na temat zdolności komórek do generowania aktywności oscylacyjnej w warunkach in vivo