スロウウェーブ睡眠中の新皮質ニューロンにおける活動と静寂の正確な長距離同期

スロウウェーブ睡眠は、大脳皮質と視床のネットワークにおいて、活動と静寂の交互の期間によって特徴づけられます。活動と静寂の両方が安定したネットワーク状態ですが、それらの交替のメカニズムはまだ不明です。私たちは、猫における同時多点細胞内記録を用いて、スロウリズムがすべての新皮質ニューロンを含むこと、そして活動と静寂が最大12mm離れた細胞でほぼ同期して開始されたことを示します。活動は主にエリア5/7の境界で現れ、前方および後方の両方向に広がりました。活動は、通常の発火を示すニューロンよりも、早発火細胞や内因性バースト細胞で早く始まりました。これらの結果は、局所的な焦点からの活動の拡散と、複数の場所で生じる弱い活動の同期という二つの活性状態生成のメカニズムに対する直接的な証拠を提供します。驚くべきことに、静寂状態の開始は活動の開始よりもさらに正確に同期しており、位置や細胞型による遅延バイアスは見られませんでした。この最も興味深い発見は、状態の交替の性質に関する理解に大きなギャップをさらけ出します。私たちは、活動の同期した終了と神経ネットワークの静寂状態の発生がスロウウェーブ睡眠中のEEGの特性を生み出していると考えています。遠く離れたニューロンにおける静寂の同期した開始は、個々の細胞やシナプスの特性、例えば神経発火の適応やシナプス抑圧にのみ依存することはできず、ネットワークメカニズムの存在を示唆しています。このまだ未知の大規模メカニズムを明らかにすることは、正常な機能と病理における脳リズムの起源に対する理解を助けるでしょう。