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发育中大鼠神经肌肉接头处电刺激揭示的赫布机制

Hebbian mechanisms revealed by electrical stimulation at developing rat neuromuscular junctions.

作者信息

Busetto G, Buffelli M, Tognana E, Bellico F, Cangiano A

机构信息

Dipartimento di Scienze Neurologiche e della Visione, Sezione di Fisiologia Umana, Universita' di Verona, 37134 Verona, Italy.

出版信息

J Neurosci. 2000 Jan 15;20(2):685-95. doi: 10.1523/JNEUROSCI.20-02-00685.2000.

Abstract

Synapse competition and elimination are widespread developmental processes, first demonstrated at neonatal neuromuscular junctions. Action potential activity was long shown to exert a powerful influence, but mechanisms and contribution relative to other factors are still not well understood. Here we show that replacement of natural motoneuronal discharge with synchronous activity suppresses elimination of polyneuronal innervation of myofibers. This requires the simultaneous chronic conduction block (tetrodotoxin) and distal electrical stimulation of motor axons during ectopic synaptogenesis in denervated adult soleus muscle. If in fact chronic stimulation is applied without central block of motor axons, the time course of synapse elimination is as fast as in control muscles undergoing natural activity. Our findings follow the prediction of Hebb's postulate and imply that asynchronous activity drives developmental synapse elimination in muscle. They further suggest that motoneurons could become transiently synchronized during development and regeneration, helping to establish the initial polyneuronal innervation.

摘要

突触竞争与消除是广泛存在的发育过程,最早在新生儿神经肌肉接头处得到证实。长期以来,动作电位活动被证明具有强大的影响,但相对于其他因素的机制和贡献仍未得到很好的理解。在这里,我们表明用同步活动替代自然运动神经元放电可抑制肌纤维多神经元支配的消除。这需要在去神经支配的成年比目鱼肌异位突触形成过程中,同时进行慢性传导阻滞(河豚毒素)和运动轴突的远端电刺激。如果实际上在没有运动轴突中枢阻滞的情况下进行慢性刺激,突触消除的时间进程与经历自然活动的对照肌肉一样快。我们的发现符合赫布假说的预测,表明异步活动驱动肌肉发育过程中的突触消除。它们还进一步表明,运动神经元在发育和再生过程中可能会暂时同步,有助于建立最初的多神经元支配。

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