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Preparation of Parasagittal Slices for the Investigation of Dorsal-ventral Organization of the Rodent Medial Entorhinal Cortex

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of ...

The membrane potential dynamics of stellate neurons in layer II of the medial entorhinal cortex are important for neural encoding of location. Previous studies suggest that these neurons generate intrinsic theta-frequency membrane potential oscillations, with a period that depends on neuronal location on the dorsalâ€“ventral axis of themedial entorhinal cortex, and which in behaving animals could support generation of grid-like spatial firing fields. To address the nature and organization of this theta-like activity, we adopt the Lombmethod of least-squares spectral analysis. We demonstrate that peaks in frequency spectra that differ significantly from Gaussian noise do not necessarily imply the existence of a periodic oscillator, but can instead arise from filtered stochastic noise or a stochastic random walk. We show that theta-like membrane potential activity recorded fromstellate neurons in mature brain slices is consistentwith stochastic mechanisms, but not with generation by a periodic oscillator. The dorsalâ€“ventral organization of intrinsic theta-likemembrane potential activity, and themodification of this activity during block of HCN channels, both reflect altered frequency distributions of stochastic spectral peaks, rather than tuning of a periodic oscillator. Our results demonstrate the importance of distinguishing periodic oscillations from stochastic processes.We suggest that dorsalâ€“ventral tuning of theta-like membrane potential activity is due to differences in stochastic current fluctuations resulting from organization of ion channels that also control synaptic integration.

Dorsal-ventral organization of theta-like activity intrinsic to entorhinal stellate neurons is mediated by differences in stochastic current fluctuations.

Die potenziellen Membrandynamik stellate Neuronen in Schicht II des medialen entorhinalen Kortex sind wichtig f&uuml;r die neuronale Kodierung von Lage. Vorherige Studien deuten darauf hin, dass diese Neuronen systeminterne Theta-Frequenz Membran m&ouml;gliche Schwingungen, mit einer Periode, erzeugen das neuronale Lage an der Dorsal&ndash;ventral-Achse des Themedial entorhinalen Kortex h&auml;ngt, und die im Verhalten der Tiere k&ouml;nnte Erzeugung raster&auml;hnlichen r&auml;umliche feuern Felder unterst&uuml;tzen. Um die Natur und die Organisation dieser Theta-&auml;hnliche Aktivit&auml;t zu beheben, &uuml;bernehmen wir die Lombmethod der Methode der kleinsten Quadrate-Spektralanalyse. Wir zeigen, dass die Gipfel im Frequenz-Spektren, die deutlich von gau&szlig;sches Rauschen unterscheiden m&uuml;ssen nicht zwangsl&auml;ufig die Existenz einer periodischen Oszillator zu, sondern k&ouml;nnen stattdessen aus gefilterten stochastische Rauschen oder ein stochastischer Zufallsmarkt entstehen. Wir zeigen, dass Theta-artigen Membran potenzielle Aktivit&auml;t aufgezeichnet Fromstellate Neuronen im Reife Gehirn Scheiben gem&auml;&szlig; stochastischen Mechanismen, aber nicht mit Generation durch eine periodische Oszillator. Die Dorsal&ndash;ventral Organisation der systeminternen Theta-Likemembrane potentieller Aktivit&auml;t und Themodification dieser Aktivit&auml;t w&auml;hrend der Block der HCN-Kan&auml;le, reflektieren beide ver&auml;nderte Frequenz-Distributionen stochastische spektraler Peaks, anstatt eine periodische Oszillator-tuning. Unsere Ergebnisse zeigen die Bedeutung der periodische Schwingungen von stochastischen Prozessen zu unterscheiden.Wir schlagen vor, dass Dorsal&ndash;ventral-Abstimmung von Theta-artigen Membran, die m&ouml;gliche T&auml;tigkeit ist aufgrund der unterschiedlichen stochastischen Stromschwankungen durch Organisation von Ionenkan&auml;len, die synaptische Integration auch steuern.

Dorsal-Ventral Organisation der Theta-wie T&auml;tigkeit immanent entorhinalen stellate Neuronen wird durch Unterschiede in der stochastischen Stromschwankungen vermittelt.

Hugh Pastoll

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