Analysis of long-term depression in the Purkinje cell circuit (a model study)

In the cerebellum, long-term depression (LTD) plays a key function in sculpting neuronal circuits to store information, since motor learning and memory are thought to be associated with such long-term changes in synaptic efficacy. To better understand the principles of transmission of information in the cerebellum, we, in our model, distinguished different types of neurons (type 1- and type 2-like) to examine the neuronal excitability and analyze the interspike interval (ISI) bifurcation phenomenon in these units, and then built a Purkinje cell circuit to study the impact of external stimulation on LTD in this circuit. According to the results of computational analysis, both climbing fiber-Purkinje cell and granule cell-Purkinje cell circuits were found to manifest LTD; the external stimuli would influence LTD by changing both depression time and depression intensity. All of the simulated results showed that LTD is a very significant factor in the Purkinje circuit networks. Finally, to deliver the learning regularities, we simulated spike timing-dependent plasticity (STDP) by increasing the CaP conductance.У мозочку довготривала депресія (ДД) відіграє ключову роль у пристосуванні нейронних мереж до накопичення інформації, оскільки моторне навчання та пам’ять, як вважають, асоційовані з подібними тривалими змінами синаптичної ефективності. Намагаючись краще зрозуміти принципи передачі інформації в мозочку, в перебігу дослідження збудливості нервових клітин та аналізу феномена біфуркації міжімпульсних інтервалів у цих нейронах ми диференціювали в нашій моделі різні види нейронів (першого і другого типів). Потім була сформована модель нервової мережі клітини Пуркін̕ є для дослідження впливів зовнішньої стимуляції на ДД у такій мережі. Відповідно до результатів комп’ютерного аналізу, ДД проявляється і в мережі «ліаноподібне волокно–клітина Пуркін̕ є», і в мережі «гранулярна клітина–клітина Пуркін̕ є». Зовнішня стимуляція може впливати на ДД, змінюючи як час, так і інтенсивність депресії. Згідно з результатами моделювання, ДД є дуже істотним фактором при функціонуванні мереж, котрі містять у собі клітини Пуркін̕ є. Нарешті, ми, щоб виявити закономірності процесу навчання, за допомогою збільшення CaP-провідності моделювали пластичність, залежну від часу генерації піка (STDP)

A supergene determines highly divergent male reproductive morphs in the ruff

Three strikingly different alternative male mating morphs (aggressive 'independents', semicooperative 'satellites' and female-mimic 'faeders') coexist as a balanced polymorphism in the ruff, Philomachus pugnax, a lek-breeding wading bird1, 2, 3. Major differences in body size, ornamentation, and aggressive and mating behaviors are inherited as an autosomal polymorphism4, 5. We show that development into satellites and faeders is determined by a supergene6, 7, 8 consisting of divergent alternative, dominant and non-recombining haplotypes of an inversion on chromosome 11, which contains 125 predicted genes. Independents are homozygous for the ancestral sequence. One breakpoint of the inversion disrupts the essential CENP-N gene (encoding centromere protein N), and pedigree analysis confirms the lethality of homozygosity for the inversion. We describe new differences in behavior, testis size and steroid metabolism among morphs and identify polymorphic genes within the inversion that are likely to contribute to the differences among morphs in reproductive traits