Czasowo-dynamiczna dynamika kolców dendrytycznych w żywym mózgu (2014)

  • 1Katedra Biologii Molekularnej, Komórkowej i Rozwojowej, Uniwersytet Kalifornijski w Santa Cruz, Santa Cruz, CA, USA
  • 2Katedra Nauk Biologicznych i James H. Clark Center, Uniwersytet Stanforda, Stanford, CA, USA

Mini Recenzja ARTYKUŁ

Z przodu. Neuroanat., 09 May 2014 | doi: 10.3389 / fnana.2014.00028

Abstrakcyjny

Kolce dendrytyczne są wszechobecnymi miejscami postsynaptycznymi większości synaps pobudzających w mózgu ssaków, a zatem mogą służyć jako wskaźniki strukturalne synaps funkcjonalnych. Najnowsze prace sugerują, że kodowanie neuronowe wspomnień może być związane z szybkimi zmianami w formowaniu i eliminacji kręgosłupa. Postęp technologiczny umożliwił badaczom badanie dynamiki kręgosłupa in vivo w trakcie rozwoju, jak również w różnych warunkach fizjologicznych i patologicznych. Wierzymy, że lepsze zrozumienie czasoprzestrzennych wzorców dynamiki kręgosłupa pomoże wyjaśnić zasady modyfikacji obwodów zależnych od doświadczenia i przetwarzania informacji w żywym mózgu.

Słowa kluczowe: kręgosłup dendrytyczny, in vivo, obrazowanie dwufotonowe, plastyczność zależna od doświadczenia, obwód nerwowy, kora mózgowa

WPROWADZENIE

Kolce dendrytyczne fascynowały pokolenia neuronaukowców od czasu ich początkowego opisu przez Santiago Ramón y Cajala ponad sto lat temu (Ramon y Cajal, 1888). Te delikatne wypukłości emanują z trzonu dendrytycznego i przypominają „najeżone ciernie lub krótkie kolce”, jak żywo opisał Cajal. Są to miejsca postsynaptyczne większości (> 90%) pobudzających synaps glutaminergicznych w mózgu ssaków i zawierają istotne składniki molekularne dla postsynaptycznej sygnalizacji i plastyczności. Dlatego kolce i ich dynamika strukturalna mogą służyć jako wskaźniki łączności synaptycznej i jej modyfikacji (Segal, 2005; Tada i Sheng, 2006; Harms i Dunaevsky, 2007).

Większość wczesnych badań nad kręgosłupem dendrytycznym badała utrwaloną tkankę nerwową za pomocą mikroskopii świetlnej lub elektronowej (Lund i in., 1977; Woolley i in., 1990; Harris i Kater, 1994; Hering i Sheng, 2001; Lippman i Dunaevsky, 2005). Chociaż dostarczyły one podstawowych informacji na temat morfologii i dystrybucji kręgosłupa, te stałe badania tkanek uchwyciły jedynie statyczne „migawki” kolców. Wprowadzenie technik znakowania fluorescencyjnego i mikroskopii wielofotonowej zrewolucjonizowało tę dziedzinę. W 2002 pionierskie prace z dwóch laboratoriów (Grutzendler i in., 2002; Trachtenberg i in., 2002) zademonstrował możliwość śledzenia tego samego kręgosłupa w żywym mózgu przez długi okres (tj. tygodnie) czasu. W zasadzie dynamika kręgosłupa reprezentuje dynamikę synaps. Podczas gdy stabilne kolce reprezentują głównie styki synaptyczne, tylko niewielka część przejściowych kolców reprezentuje krótkotrwałe kontakty synaptyczne, a reszta z nich reprezentuje nieudaną synaptogenezę (Trachtenberg i in., 2002; Knott i in., 2006; Cane i in., 2014). Z takich badań obrazowania poklatkowego wyłonił się dynamiczny obraz kolców: kolce tworzą, powiększają się, kurczą i wycofują przez całe życie zwierzęcia. Co więcej, ich morfologia i dynamika różnią się między typami neuronów, etapami rozwojowymi oraz w odpowiedzi na doświadczenia, takie jak stymulacja sensoryczna i deprywacja, wzbogacenie środowiska i różne paradygmaty uczenia się (Holtmaat i Svoboda, 2009; Fu i Zuo, 2011).

Ten przegląd skupia się na wynikach z in vivo badania obrazowe. W charakteryzowaniu dynamiki kręgosłupa naukowcy rozpatrywali głównie dwa aspekty: ogólne zmiany gęstości kręgosłupa oraz specyficzną lokalizację wzdłuż dendrytu, w której zachodzi tworzenie i eliminacja kręgosłupa. Podczas gdy gęstość kręgosłupa zapewnia przybliżone oszacowanie całkowitej liczby synaps pobudzających na neuronie postsynaptycznym, lokalizacja kręgosłupa wpływa na udział jego synaptycznie przesyłanych sygnałów elektrycznych i chemicznych do zintegrowanej odpowiedzi w soma (Nevian i in., 2007; Spruston, 2008). Zrozumienie, w jaki sposób dynamika kręgosłupa koreluje z anatomicznymi i fizjologicznymi cechami określonych obwodów nerwowych w różnych kontekstach behawioralnych, ma kluczowe znaczenie dla wyjaśnienia mechanizmów przetwarzania informacji i przechowywania w mózgu.

DYNAMIKA KRĘGOSŁUPA PODCZAS ROZWOJU

Gęstość kręgosłupa różni się znacznie w różnych populacjach neuronów, co prawdopodobnie odzwierciedla różnorodność morfologii i funkcji neuronów (Nimchinsky i in., 2002; Ballesteros-Yanez i in., 2006). Równowaga między tworzeniem i eliminacją kręgosłupa determinuje zmianę gęstości kręgosłupa: nadwyżka formowania kręgosłupa nad eliminacją wzdłuż segmentu dendrytycznego zwiększa gęstość kręgosłupa i odwrotnie. W korze mózgowej, podczas gdy gałęzie dendrytyczne są przeważnie stabilne w czasie (Trachtenberg i in., 2002; Mizrahi i Katz, 2003; Chow i in., 2009; Mostany i Portera-Cailliau, 2011; Schubert i in., 2013), kolce są stale formowane i eliminowane. Szybkość powstawania i eliminacji kręgosłupa zmienia się z czasem, co powoduje niemonotoniczne zmiany gęstości kręgosłupa (Postać Figure11). Na przykład kolce na dendrytach wierzchołkowych neuronów piramidalnych warstwy 2 / 3 w korze beczkowatej gryzoni wykazują stopniowo zmniejszającą się ruchliwość (wydłużenie i skrócenie kręgosłupa) i szybkość obrotu (definiowaną jako całkowita ilość zysków i strat kolców) między dniem poporodowym 7 i 24 (P7-24; Lendvai i in., 2000; Cruz-Martin i in., 2010). Niemniej jednak gęstość kręgosłupa stale wzrasta w tym okresie czasu (Cruz-Martin i in., 2010). Po tej początkowej fazie przyrostu kręgosłupa netto eliminacja kręgosłupa zaczyna wyprzedzać tworzenie, prowadząc do ogólnego zmniejszenia gęstości kręgosłupa (Holtmaat i in., 2005; Zuo i in., 2005b; Yang i in., 2009). Pomiędzy P28 i P42, 17% kolców jest eliminowanych wzdłuż wierzchołkowych dendrytów neuronów piramidalnych warstwy 5 w korze mysiej beczki, podczas gdy tylko 5% nowych kolców powstaje w tym samym okresie czasu (Zuo i in., 2005a, b). Co ważne, nie wszystkie kolce są jednakowo podatne na eliminację: te o dużych głowach są bardziej stabilne niż cienkie. Ponieważ rozmiar głowy kręgosłupa koreluje z siłą synaptyczną, zjawisko to sugeruje, że silniejsze synapsy są bardziej stabilne (Holtmaat i in., 2005). Ponadto nowo utworzone kolce są bardziej narażone na wyeliminowanie niż wcześniej istniejące kolce (Xu i in., 2009), a większość stabilnych kolców uformowanych przed dojrzewaniem pozostaje włączona w obwód neuronalny dorosłych (Zuo i in., 2005a; Yang i in., 2009; Yu i in., 2013). Wreszcie u dorosłych zwierząt tworzenie się kręgosłupa i eliminacja osiągają równowagę; gęstość kręgosłupa pozostaje mniej więcej stała aż do początku starzenia (Zuo i in., 2005a; Mostany i in., 2013).

RYSUNEK 1 

Przebudowa kręgosłupa na różnych etapach życia zwierzęcia. Po szybkiej spinogenezie we wczesnym okresie poporodowym następuje stopniowe przycinanie kręgosłupa w okresie dojrzewania. W wieku dorosłym formowanie kręgosłupa i eliminacja osiągają równowagę, przy niewielkim ułamku kolców ...

DYNAMIKA KRĘGOSŁUPA W ODPOWIEDZI NA DOŚWIADCZENIE SENSORYCZNE

Kora mózgowa ma niesamowitą zdolność do reorganizacji swoich obwodów w odpowiedzi na doświadczenia. Zatem, jak doświadczenia sensoryczne (lub ich brak) wpływają na dynamikę kręgosłupa, są bardzo interesujące dla neuronaukowców. Wykazano, że zarówno ostre, jak i przewlekłe manipulacje sensoryczne mają głęboki wpływ na dynamikę kręgosłupa, ale dokładny efekt zależy od paradygmatu manipulacji i czasu trwania, a także stadium rozwoju zwierzęcia. We wczesnym okresie poporodowym sygnały sensoryczne odgrywają pouczającą rolę w stabilizacji i dojrzewaniu kolców. W korze wzrokowej myszy pozbawienie wzrokowego wkładu od urodzenia zapobiegało spadkowi ruchliwości kręgosłupa i dojrzewaniu morfologii kręgosłupa (Majewska i Sur, 2003; Tropea i in., 2010). Genetyczna delecja receptora PirB naśladowała efekt monokularnej deprywacji na ruchliwość kręgosłupa (Djurisic i in., 2013). U myszy, które wcześniej były poddane deprywacji wzrokowej, indukowane światłem dojrzewanie kręgosłupa można częściowo naśladować przez farmakologiczną aktywację układu GABAergicznego, co sugeruje ważną rolę obwodów hamujących w dojrzewaniu synaps pobudzających (Tropea i in., 2010). Później doświadczenie sensoryczne napędza przycinanie kręgosłupa (definiowane jako utrata netto kręgosłupa). Jednostronne przycinanie wszystkich wąsów u myszy 1-miesięcznych dla dni 4 lub 14 drastycznie zmniejszyło eliminację kręgosłupa w korze beczkowej, ale lewe uformowanie kręgosłupa było w dużej mierze niewzruszone (Zuo i in., 2005b; Yu i in., 2013). Farmakologiczna blokada receptorów NMDA naśladowała efekt przycinania wąsów, co wskazuje na udział szlaku receptora NMDA w takiej eliminacji kręgosłupa zależnej od aktywności (Zuo i in., 2005b).

Podczas gdy całkowite przycinanie wąsów usuwa wkład czuciowy globalnie, przycinanie każdego innego wąsika („przycinanie szachownicy”) prawdopodobnie wzmacnia każdą różnicę poziomów aktywności i wzorów sąsiednich beczek, wprowadzając tym samym nowe doznania zmysłowe. Wykazano, że taki paradygmat promuje rotację kręgosłupa i stabilizuje nowo utworzone kolce selektywnie w podklasie neuronów korowych (Trachtenberg i in., 2002; Holtmaat i in., 2006). Nowe kolce były preferencyjnie dodawane do neuronów piramidalnych warstwy 5 ze złożonymi kępkami wierzchołkowymi, a nie z prostymi kępkami (Holtmaat i in., 2006). W uszkodzonych myszach αCaMKII-T286A przycinanie szachownicy nie zwiększyło stabilizacji nowych trwałych kolców na granicy między oszczędzonymi i pozbawionymi beczek (Wilbrecht i in., 2010). Ostatnio eleganckie badanie łączące stymulację optogenetyczną i in vivo obrazowanie pokazało, że to raczej wzorzec aktywności neuronowej niż wielkość określa stabilność kolców dendrytycznych (Wyatt i in., 2012).

Podobnie jak przycinanie szachownicy, krótkie pozbawienie monokularu (MD) zwiększa rozbieżność między wejściami z dwóch oczu. Tak więc, podobnie jak przycinanie szachownicy, stwierdzono, że MD zwiększa tworzenie kręgosłupa wzdłuż wierzchołkowych kępek dendrytycznych neuronów piramidalnych warstwy 5 w strefie obuocznej kory wzrokowej myszy. Jednak tego efektu nie obserwowano w neuronach warstwy 2 / 3 ani w strefie jednoocznej (Hofer i in., 2009), ponownie wskazując przebudowę synapsy specyficzną dla typu komórki. Co ciekawe, drugi MD nie zwiększył dalej formowania kręgosłupa, ale selektywnie powiększył kolce uformowane podczas początkowej MD, sugerując, że nowe kolce uformowane podczas początkowej MD miały funkcjonalne synapsy, które zostały reaktywowane podczas drugiego MD (Hofer i in., 2009).

DYNAMIKA KRĘGOSŁUPA PODCZAS NAUKI

Wysoce dynamiczna natura kolców dendrytycznych wywołuje powszechną ideę, że kolce mogą służyć jako substrat strukturalny do uczenia się i zapamiętywania. Sugeruje się, że nowo powstałe kolce (zazwyczaj z małymi głowami) leżą u podstaw pozyskiwania pamięci, podczas gdy stabilne kolce (zazwyczaj z dużymi głowami) służą jako miejsca przechowywania pamięci (Bourne i Harris, 2007). W rzeczy samej, in vivo badania obrazowe wykazały, że w korze mózgowej dynamika kręgosłupa bezpośrednio koreluje z uczeniem się. W korze ruchowej myszy formowanie kręgosłupa rozpoczyna się natychmiast, gdy zwierzę uczy się nowego zadania. Po tej szybkiej spinogenezie, gęstość kręgosłupa powraca do poziomu wyjściowego poprzez podwyższoną eliminację kręgosłupa (Xu i in., 2009; Yu i Zuo, 2011). U ptaków śpiewających stwierdzono, że wyższy wskaźnik rotacji kręgosłupa przed nauczeniem się piosenki koreluje z większą zdolnością do późniejszej imitacji utworu (Roberts i wsp., 2010). U myszy ilość kolców uzyskanych podczas początkowego uczenia się ściśle koreluje z motoryką nabywania wiedzy (Xu i in., 2009); a przetrwanie nowych kolców koreluje z zachowaniem umiejętności motorycznych (Yang i in., 2009). Ponadto różne umiejętności motoryczne są prawdopodobnie kodowane przez różne subpopulacje synaps w korze ruchowej, ponieważ uczenie się nowego zadania motorycznego u wstępnie wyszkolonych myszy nadal wywołuje silny obrót w dorosłej korze ruchowej (Xu i in., 2009). Ostatnio stwierdzono również, że poziom glukokortykoidów wpływa na dynamikę kręgosłupa wywołaną uczeniem się motorycznym. Trening myszy na szczytach glikokortykosteroidów spowodował większą szybkość powstawania kręgosłupa, podczas gdy koryta glukokortykoidowe po treningu były niezbędne do stabilizacji kolców powstałych podczas treningu i długotrwałego zatrzymywania pamięci (Liston i in., 2013). Uzależnienie, które zostało uznane za patologiczne uczenie się (Hyman, 2005), wywołuje podobne zmiany czasowe w dynamice kręgosłupa, jak uczenie się motoryczne. Korzystając z paradygmatu preferencji miejsca uzależnionego od kokainy, ostatnie badanie obrazowe wykazało, że początkowa ekspozycja na kokainę sprzyjała tworzeniu kręgosłupa w korze czołowej, a ilość nowych trwałych kolców korelowała z preferencją dla kontekstu sparowanego kokainąMunoz-Cuevas i in., 2013). Co ciekawsze, dynamika kręgosłupa w różnych obszarach korowych może się różnić podczas tego samego zadania. Na przykład paradygmat warunkowania strachu, który łączy sygnały słuchowe ze wstrząsami stóp, wykazał przeciwne efekty w korze słuchowej i czołowej. W korze słuchowej stwierdzono, że zwiększone formowanie kręgosłupa było skorelowane ze sparowanym warunkowaniem strachu, podczas gdy niesparowane warunkowanie wiązało się ze zwiększoną eliminacją kolców (Moczulska i in., 2013). W czołowej korze asocjacyjnej stwierdzono, że zwiększona eliminacja kręgosłupa jest związana z uczeniem się, podczas gdy formowanie kręgosłupa wiązało się z wygaszaniem strachu, a regeneracja eliminowała kolce powstałe podczas wymierania (Lai i wsp., 2012). Podsumowując, badania te ujawniają różnorodność zasad czasowych leżących u podstaw dynamiki kręgosłupa wywołanej uczeniem się. To, czy kolce są formowane lub usuwane podczas uczenia się, zależy od paradygmatu behawioralnego, jak również od określonego obwodu neuronalnego i typów komórek uczestniczących w procesie uczenia się.

Warto zauważyć, że wszystkie omówione powyżej przykłady odnoszą się do pamięci nie deklaratywnej, która nie wiąże się ze świadomym przypomnieniem konkretnego czasu, miejsca i doświadczenia epizodycznego (tj. Pamięci deklaratywnej). Eksploracja in vivo dynamika kręgosłupa związana z pamięcią deklaratywną okazuje się znacznie trudniejsza. Z jednej strony hipokamp, ​​struktura kluczowa dla tworzenia pamięci deklaratywnej, jest zakopany pod korą i poza zasięgiem standardowej mikroskopii dwufotonowej. Z drugiej strony uważa się, że pamięć deklaratywna jest rozproszona w dużych sieciach korowych, co utrudnia ukierunkowane obrazowanie. Dlatego postęp technik głębokiego obrazowania mózgu (np. Mikroendoskopia, optyka adaptacyjna) wraz z lepszym zrozumieniem alokacji pamięci w korze mózgowej jest kluczem do przyszłych badań dynamiki kręgosłupa leżącej u podstaw pamięci deklaratywnej.

DYNAMIKA KRĘGOSŁUPA W CHOROBACH

Zmiany w gęstościach dendrytycznych kręgosłupa zaobserwowano w różnych chorobach neurologicznych i neuropsychiatrycznych. Każde zaburzenie ma swoje własne cechy charakterystyczne w dynamice kręgosłupa, co dodatkowo potwierdza ideę, że kolce są strukturalnymi podstawami prawidłowego funkcjonowania poznawczego. Coraz powszechniej panuje zgoda, że ​​nieprawidłowość kręgosłupa jest związana z niedoborem behawioralnym i spadkiem funkcji poznawczych (szczegóły patrz Fiala i in., 2002; Penzes i in., 2011).

W modelach udarowych wykazano, że ciężkie niedokrwienie prowadzi do szybkiej utraty kręgosłupa, która jest odwracalna po reperfuzji, jeśli ratowanie jest wykonywane w krótkim okresie czasu (20 – 60 min; Zhang i in., 2005). Po udarze, tworzenie się kręgosłupa i późniejsza eliminacja zwiększają się w obszarze okołozawałowym, ale nie w obszarach korowych odległych od zawału lub w półkuli kontralateralnej (Brown i wsp., 2009; Johnston i in., 2013). Ta plastyczność wywołana urazem osiąga szczyt w 1 tydzień po udarze; od tego czasu tempo powstawania i eliminacji kręgosłupa stopniowo maleje. Zjawisko to sugeruje istnienie krytycznego okresu, w którym ocalałe tkanki korowe okołozawałowe są najbardziej podatne na interwencje terapeutyczne (Brown i wsp., 2007, 2009). W mysim modelu bólu przewlekłego częściowe podwiązanie nerwu kulszowego zwiększa formowanie i eliminację kręgosłupa. Podobnie jak w przypadku modelu udaru, podwyższenie tempa formowania kręgosłupa poprzedza tempo eliminacji, co prowadzi do początkowego wzrostu gęstości kręgosłupa, a następnie jego zmniejszenia. Takie efekty mogłyby zostać zniesione przez blokadę tetrodotoksyny, co wskazuje, że przebudowa kręgosłupa po uszkodzeniu jest zależna od aktywności (Kim i Nabekura, 2011).

Zmienioną dynamikę kręgosłupa odnotowano również w modelach zwierzęcych chorób zwyrodnieniowych. Na przykład utrata kręgosłupa jest przyspieszana w pobliżu blaszek β-amyloidowych w korze mózgowej (Tsai i in., 2004; Spires i in., 2005). W zwierzęcym modelu wzrostu choroby Huntingtona szybkość formowania kręgosłupa wzrasta, ale nowo utworzone kolce nie pozostają włączone do lokalnych obwodów, co powoduje spadek gęstości kręgosłupa netto (Murmu i in., 2013). Podczas gdy choroby neurodegeneracyjne są zwykle związane z utratą kręgosłupa netto, zaburzenia neurorozwojowe wykazują zróżnicowane fenotypy kręgosłupa. W mysim modelu zespołu łamliwego chromosomu X kolce są liczniejsze, a większy odsetek z nich wydaje się niedojrzały po zbadaniu utrwalonych tkanek dorosłych (Comery i in., 1997; Irwin i in., 2000). In vivo badania wykazały ponadto, że u takich zwierząt obrót kręgosłupa wzrósł w różnych obszarach korowych (Cruz-Martin i in., 2010; Pan i in., 2010; Padmashri i in., 2013), a ani przycinanie wąsów, ani uczenie motoryczne nie mogłyby zmienić dynamiki kręgosłupa (Pan i in., 2010; Padmashri i in., 2013). U myszy z nadekspresją MECP2, genu związanego z zespołem Retta, stwierdzono, że zarówno zyski, jak i straty kręgosłupa są podwyższone. Jednak nowe kolce są bardziej podatne na eliminację niż u myszy typu dzikiego, co powoduje utratę netto kolców (Jiang i in., 2013).

WKŁAD GLIALNY DO DYNAMIKI KRĘGOSŁUPA

Układ nerwowy składa się z dwóch klas komórek: neuronów i glejów. Najbardziej intrygującą rolą komórek glejowych jest ich udział w funkcjonowaniu i dynamice synaptycznej. Niedawno w kilku ekscytujących badaniach zbadano rolę sygnalizacji glejowej w dojrzewaniu i plastyczności kręgosłupa. Na przykład wykazano, że blokada astrocytarnego wychwytu glutaminianu przyspiesza zależną od doświadczenia eliminację kręgosłupa podczas rozwoju młodzieży (Yu i in., 2013). Stwierdzono również, że inny typ komórek glejowych, mikroglej, jest w bliskim kontakcie z kolcami dendrytycznymi. Ruchliwość procesów mikrogleju i kontakt kręgosłupa są aktywnie regulowane przez doświadczenie sensoryczne i biorą udział w eliminacji kręgosłupa (Tremblay i in., 2010). Ponadto wyczerpanie mikrogleju doprowadziło do znacznego zmniejszenia powstawania kręgosłupa wywołanego uczeniem się motorycznym, a selektywne usunięcie czynnika neurotroficznego pochodzącego z mózgu (BDNF) w mikrogleju podsumowało wpływ wyczerpania mikrogleju (Parkhurst i in., 2013).

PRZESTRZENNA MANIFESTACJA DYNAMIKI KRĘGOSŁUPA

Obrazowanie strukturalne kręgosłupa sugeruje, że pojawienie się i zanik kolców nie jest ani jednolity, ani losowy wzdłuż dendrytów, ale występuje w przestrzennie selektywnych „gorących punktach”. W korze ruchowej myszy nowe kolce tworzą się podczas powtarzanego treningu z tym samym zadaniem mają tendencję do skupiania się. Ponadto dodanie drugiego nowego kręgosłupa w klastrze często wiąże się z powiększeniem pierwszego nowego kręgosłupa. Natomiast kolce utworzone podczas wykonywania tandemowych różnych zadań motorycznych lub podczas wzbogacania silnika nie klastrają się (Fu i in., 2012). Podsumowując, obserwacje te sugerują, że powtórna ponowna aktywacja pierwszego nowego kręgosłupa jest wymagana dla skupionego pojawienia się drugiego nowego kręgosłupa. Podobną przestrzenną selektywność dynamiki kręgosłupa zaobserwowano w paradygmacie warunkowania strachu: kręgosłup wyeliminowany podczas warunkowania strachowego jest zwykle zastępowany przez kręgosłup w jego pobliżu (w 2 μm) podczas wygaszania strachu (Lai i wsp., 2012). Co ciekawe, na dynamikę kręgosłupa wpływa również dynamika synaps hamujących. Deprywacja jednooczna znacznie zwiększa skoordynowaną dynamikę kolców i pobliskich synaps hamujących w warstwie piramidalnej neuronów 2 / 3 (Chen i wsp., 2012). Odkrycia te potwierdzają zgrupowany model plastyczności, który zakłada, że ​​skupione synapsy częściej biorą udział w kodowaniu tych samych informacji niż synapsy rozproszone w altanie dendrytycznej (Govindarajan i in., 2006).

łącząc in vivo rejestracja plastra z całych komórek i obrazowanie wapnia pojedynczym kręgosłupem, ostatnie prace wykazały, że kolce dostrojone do różnych szczytowych częstotliwości są przeplatane wzdłuż dendrytów neuronów piramidowych w korze słuchowej myszyChen i wsp., 2011). Odkrycie to rodzi interesujące pytanie: czy zgrupowane nowe kolce odpowiadają wejściom o podobnych lub różnych cechach (np. Wzorce aktywności, właściwości strojenia)? Aby odpowiedzieć na to pytanie, konieczne będzie próbkowanie kolców na szerokim obszarze altany dendrytycznej, zidentyfikowanie „hotspotów” przebudowy kręgosłupa i połączenie strukturalnego obrazowania kolców z obrazowaniem funkcjonalnym w czasie rzeczywistym. Takie eksperymenty nie tylko pomogą wyjaśnić komórkowe mechanizmy zależnej od aktywności przebudowy kręgosłupa, ale także dostarczą wskazówek do reprezentacji informacji i przechowywania w neuronach.

PRZYSZŁE KIERUNKI

W tym artykule dokonaliśmy przeglądu ostatnich badań nad dynamiką kolców dendrytycznych w żywym mózgu. Chociaż badania te znacznie poszerzyły naszą wiedzę o tym, jak dynamika kręgosłupa zmienia się czasowo i przestrzennie, wiele pytań pozostaje na różnych frontach. Na przykład, czy istnieją markery molekularne, które odróżniają stabilne kolce od nowo powstałych kolców i kolców, które mają zostać wyeliminowane? Czy całkowita liczba kolców jest utrzymywana przez mechanizm homeostatyczny, tak że dendryt może podtrzymywać metaboliczne zapotrzebowanie na transmisję synaptyczną? Czy grupowanie nowych kolców odzwierciedla zmiany w sile istniejących połączeń z tym samym aksonem (przy zachowaniu tej samej topologii sieci), czy też wskazuje na ustanowienie dodatkowych połączeń z wcześniej niepowiązanymi aksonami w pobliżu? Warto zauważyć, że wszystkie omówione powyżej prace skupiły się na stronie postsynaptycznej, która stanowi tylko połowę historii. Innym ważnym wyznacznikiem rozkładu i dynamiki kręgosłupa jest strona presynaptyczna: tożsamość i geometria aksonów presynaptycznych oraz dostępność boutonów aksonalnych. Znajomość takich informacji presynaptycznych jest kluczowa w rozwiązywaniu wielu pytań wynikających z obserwacji dynamiki kręgosłupa. Jednak identyfikacja presynaptycznego partnera zobrazowanego kręgosłupa dendrytycznego pozostaje wyzwaniem technicznym, ponieważ presynaptyczny akson może pochodzić z wielu źródeł i jest zazwyczaj mieszany z wieloma innymi procesami aksonalnymi. Ponadto wiele pozostaje do nauczenia się na temat sekwencji przebudowy strukturalnej, która zachodzi w miejscu kontaktu między aksonalnym boutonem a kręgosłupem, i jak taka sekwencja łączy się z tworzeniem i eliminacją synaps. Jednoczesne obrazowanie aksonalnych boutonów i ich kolców współpra- cujących w kontekście manipulacji behawioralnych dostarczy obfitych informacji, aby odpowiedzieć na to pytanie. Retrospektywne badania ultrastrukturalne, takie jak mikroskopia elektronowa (Knott i in., 2009) i Array Tomography (Micheva i Smith, 2007; Micheva i in., 2010) może również uzupełniać in vivo obrazowanie w celu sprawdzenia obecności synaps i ujawnienia molekularnych odcisków palców obrazowanych struktur.

Sekwencja czasowa i przestrzennie selektywne rearanżacje połączeń neuronalnych oraz to, w jaki sposób te zmiany wspólnie przyczyniają się do zmian zachowań w wyniku doświadczeń, są jednym z podstawowych pytań w neurobiologii. Postęp w technikach obrazowania, wraz z rozwojem elektrofizjologii, genetyki molekularnej i optogenetyki, pomoże odkryć plan obwodów neuronalnych na poziomie mikroskopowym, a także mechanizmy kodowania, integracji i przechowywania informacji w mózgu.

AUTORSKIE WKŁADY

Chia-Chien Chen wykonała figurę. Chia-Chien Chen, Ju Lu i Yi Zuo napisali rękopis.

Oświadczenie o konflikcie interesów

Autorzy oświadczają, że badanie zostało przeprowadzone przy braku jakichkolwiek powiązań handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.

Podziękowanie

Praca ta jest wspierana przez grant (R01MH094449) z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego na Yi Zuo.

LITERATURA

  1. Ballesteros-Yanez I., Benavides-Piccione R., Elston GN, Yuste R., Defelipe J. (2006). Gęstość i morfologia kolców dendrytycznych w korze mózgowej myszy. Neuroscience 138 403 – 409 10.1016 / j.neuroscience.2005.11.038 [PubMed] [Cross Ref]
  2. Bourne J., Harris KM (2007). Czy cienkie kolce uczą się jak grzyby, które pamiętają? Curr. Opin. Neurobiol. 17 381 – 386 10.1016 / j.conb.2007.04.009 [PubMed] [Cross Ref]
  3. Brown CE, Aminoltejari K., Erb H., Winship IR, Murphy TH (2009). Wrażliwe na napięcie obrazowanie barwnika u dorosłych myszy ujawnia, że ​​mapy somatosensoryczne utracone w wyniku udaru są zastępowane przez kilka tygodni nowymi strukturalnymi i funkcjonalnymi obwodami o przedłużonym trybie aktywacji zarówno w strefie okołozawałowej, jak i odległych miejsc. J. Neurosci. 29 1719 – 1734 10.1523 / JNEUROSCI.4249-08.2009 [PubMed] [Cross Ref]
  4. Brown CE, Li P., Boyd JD, Delaney KR, Murphy TH (2007). Rozległy obrót kolców dendrytycznych i przebudowa naczyń w tkankach korowych wychodzących z udaru. J. Neurosci. 27 4101 – 4109 10.1523 / JNEUROSCI.4295-06.2007 [PubMed] [Cross Ref]
  5. Cane M., Maco B., Knott G., Holtmaat A. (2014). Związek między grupowaniem PSD-95 a stabilnością kręgosłupa in vivo. J. Neurosci. 34 2075 – 2086 10.1523 / JNEUROSCI.3353-13.2014 [PubMed] [Cross Ref]
  6. Chen JL, Villa KL, Cha JW, So PT, Kubota Y., Nedivi E. (2012). Skupiona dynamika synaps hamujących i kolców dendrytycznych w korze dorosłej. Neuron 74 361 – 373 10.1016 / j.neuron.2012.02.030 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  7. Chen X., Leischner U., Rochefort NL, Nelken I., Konnerth A. (2011). Mapowanie funkcjonalne pojedynczych kolców w neuronach korowych in vivo. Natura 475 501 – 505 10.1038 / nature10193 [PubMed] [Cross Ref]
  8. Chow DK, Groszer M., Pribadi M., Machniki M., Carmichael ST, Liu X., i in. (2009). Laminarna i przedziałowa regulacja wzrostu dendrytycznego w dojrzałej korze. Nat. Neurosci. 12 116 – 118 10.1038 / nn.2255 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  9. Comery TA, Harris JB, Willems PJ, Oostra BA, Irwin SA, Weiler IJ, et al. (1997). Nieprawidłowe kolce dendrytyczne u kruchych myszy z nokautem X: niedobory dojrzewania i przycinania. Proc. Natl. Acad Sci. USA 94 5401 – 5404 10.1073 / pnas.94.10.5401 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  10. Cruz-Martin A., Crespo M., Portera-Cailliau C. (2010). Opóźniona stabilizacja kolców dendrytycznych u wrażliwych myszy X. J. Neurosci. 30 7793 – 7803 10.1523 / JNEUROSCI.0577-10.2010 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  11. Djurisic M., Vidal GS, Mann M., Aharon A., Kim T., Ferrao Santos A., i in. (2013). PirB reguluje strukturalne podłoże dla plastyczności korowej. Proc. Natl. Acad Sci. USA 110 20771 – 20776 10.1073 / pnas.1321092110 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  12. Fiala JC, Spacek J., Harris KM (2002). Patologia kręgosłupa dendrytycznego: przyczyna lub konsekwencja zaburzeń neurologicznych? Brain Res. Brain Res. Obrót silnika. 39 29–54 10.1016/S0165-0173(02)00158-3 [PubMed] [Cross Ref]
  13. Fu M., Yu X., Lu J., Zuo Y. (2012). Powtarzające się uczenie motoryczne indukuje skoordynowane tworzenie skupionych kolców dendrytycznych in vivo. Natura 483 92 – 95 10.1038 / nature10844 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  14. Fu M., Zuo Y. (2011). Zależna od doświadczenia plastyczność strukturalna w korze. Trendy Neurosci. 34 177 – 187 10.1016 / j.tins.2011.02.001 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  15. Govindarajan A., Kelleher RJ, Tonegawa S. (2006). Klastrowy model plastyczności długoterminowych engramów pamięci. Nat. Wielebny Neurosci. 7 575 – 583 10.1038 / nrn1937 [PubMed] [Cross Ref]
  16. Grutzendler J., Kasthuri N., Gan WB (2002). Długotrwała stabilność kręgosłupa dendrytycznego w korze dorosłej. Natura 420 812 – 816 10.1038 / nature01276 [PubMed] [Cross Ref]
  17. Harms KJ, Dunaevsky A. (2007). Plastyczność kręgosłupa dendrytycznego: poza rozwojem. Brain Res. 1184 65 – 71 10.1016 / j.brainres.2006.02.094 [PubMed] [Cross Ref]
  18. Harris KM, Kater SB (1994). Kolce dendrytyczne: specjalizacje komórkowe nadające stabilność i elastyczność funkcji synaptycznej. Annu. Ks. Neurosci. 17 341 – 371 10.1146 / annurev.ne.17.030194.002013 [PubMed] [Cross Ref]
  19. Hering H., Sheng M. (2001). Kolce dendrytyczne: struktura, dynamika i regulacja. Nat. Wielebny Neurosci. 2 880 – 888 10.1038 / 35104061 [PubMed] [Cross Ref]
  20. Hofer SB, Mrsic-Flogel TD, Bonhoeffer T., Hubener M. (2009). Doświadczenie pozostawia trwały ślad strukturalny w obwodach korowych. Natura 457 313 – 317 10.1038 / nature07487 [PubMed] [Cross Ref]
  21. Holtmaat A., Svoboda K. (2009). Zależna od doświadczenia strukturalna plastyczność synaptyczna w mózgu ssaków. Nat. Wielebny Neurosci. 10 647 – 658 10.1038 / nrn2699 [PubMed] [Cross Ref]
  22. Holtmaat AJ, Trachtenberg JT, Wilbrecht L., Shepherd GM, Zhang X., Knott GW, et al. (2005). Przejściowe i uporczywe kolce dendrytyczne w korze nowej in vivo. Neuron 45 279 – 291 10.1016 / j.neuron.2005.01.003 [PubMed] [Cross Ref]
  23. Holtmaat A., Wilbrecht L., Knott GW, Welker E., Svoboda K. (2006). Zależny od doświadczenia i specyficzny dla typu komórek wzrost kręgosłupa w korze nowej. Natura 441 979 – 983 10.1038 / nature04783 [PubMed] [Cross Ref]
  24. Hyman SE (2005). Uzależnienie: choroba uczenia się i pamięci. Rano. J. Psychiatry 162 1414 – 1422 10.1176 / appi.ajp.162.8.1414 [PubMed] [Cross Ref]
  25. Irwin SA, Galvez R., Greenough WT (2000). Anomalie strukturalne kręgosłupa dendrytycznego w zespole upośledzenia umysłowego kruchego X. Cereb. Kora 10 1038 – 1044 10.1093 / cercor / 10.10.1038 [PubMed] [Cross Ref]
  26. Jiang M., Ash RT, Baker SA, Suter B., Ferguson A., Park J., i in. (2013). Arborizacja dendrytyczna i dynamika kręgosłupa są nieprawidłowe w mysim modelu zespołu powielania MECP2. J. Neurosci. 33 19518 – 19533 10.1523 / JNEUROSCI.1745-13.2013 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  27. Johnston DG, Denizet M., Mostany R., Portera-Cailliau C. (2013). Przewlekłe obrazowanie in vivo nie wykazuje dowodów na plastyczność dendrytyczną lub funkcjonalne przemapowanie w korze przeciwstawnej po udarze. Cereb. Kora 23 751 – 762 10.1093 / cercor / bhs092 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  28. Kim SK, Nabekura J. (2011). Szybka przebudowa synaptyczna w dorosłej korze somatosensorycznej po uszkodzeniu nerwów obwodowych i jej związek z bólem neuropatycznym. J. Neurosci. 31 5477 – 5482 10.1523 / JNEUROSCI.0328-11.2011 [PubMed] [Cross Ref]
  29. Knott GW, Holtmaat A., Trachtenberg JT, Svoboda K., Welker E. (2009). Protokół przygotowania neuronów znakowanych GFP uprzednio obrazowanych in vivo i w preparatach warstwowych do analizy mikroskopu świetlnego i elektronowego. Natl. Protoc. 4 1145 – 1156 10.1038 / nprot.2009.114 [PubMed] [Cross Ref]
  30. Knott GW, Holtmaat A., Wilbrecht L., Welker E., Svoboda K. (2006). Wzrost kręgosłupa poprzedza tworzenie się synaps w dorosłej korze nowej in vivo. Nat. Neurosci. 9 1117 – 1124 10.1038 / nn1747 [PubMed] [Cross Ref]
  31. Lai CS, Franke TF, Gan WB (2012). Przeciwne skutki warunkowania strachowego i wymierania na przebudowę kręgosłupa dendrytycznego. Natura 483 87 – 91 10.1038 / nature10792 [PubMed] [Cross Ref]
  32. Lendvai B., Stern EA, Chen B., Svoboda K. (2000). Zależna od doświadczenia plastyczność kolców dendrytycznych w rozwijającej się korze beczki szczura in vivo. Natura 404 876 – 881 10.1038 / 35009107 [PubMed] [Cross Ref]
  33. Lippman J., Dunaevsky A. (2005). Morfogeneza i plastyczność kręgosłupa dendrytycznego. J. Neurobiol. 64 47 – 57 10.1002 / neu.20149 [PubMed] [Cross Ref]
  34. Liston C., Cichon JM, Jeanneteau F., Jia Z., Chao M. V, Gan WB (2013). Oscylacje glikokortykoidów dobowych sprzyjają tworzeniu i utrzymywaniu synaps zależnych od uczenia się. Nat. Neurosci. 16 698 – 705 10.1038 / nn.3387 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  35. Lund JS, Boothe RG, Lund RD (1977). Rozwój neuronów w korze wzrokowej (obszar 17) małpy (Macaca nemestrina): badanie Golgiego od dnia płodowego 127 do dojrzałości poporodowej. J. Comp. Neurol. 176 149 – 188 10.1002 / cne.901760203 [PubMed] [Cross Ref]
  36. Majewska A., Sur M. (2003). Ruchliwość kolców dendrytycznych w korze wzrokowej in vivo: zmiany w krytycznym okresie i skutki niedostatku wizualnego. Proc. Natl. Acad Sci. USA 100 16024 – 16029 10.1073 / pnas.2636949100 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  37. Micheva KD, Busse B., Weiler NC, O'Rourke N., Smith SJ (2010). Analiza pojedynczej synapsy zróżnicowanej populacji synaps: metody obrazowania proteomicznego i markery. Neuron 68 639 – 653 10.1016 / j.neuron.2010.09.024 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  38. Micheva KD, Smith SJ (2007). Tomografia tablicowa: nowe narzędzie do obrazowania architektury molekularnej i ultrastruktury obwodów neuronowych. Neuron 55 25 – 36 10.1016 / j.neuron.2007.06.014 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  39. Mizrahi A., Katz LC (2003). Stabilność dendrytyczna w opuszce węchowej dorosłego. Nat. Neurosci. 6 1201 – 1207 10.1038 / nn1133 [PubMed] [Cross Ref]
  40. Moczulska KE, Tinter-Thiede J., Peter M., Ushakova L., Wernle T., Bathellier B., i in. (2013). Dynamika kolców dendrytycznych w korze słuchowej myszy podczas tworzenia pamięci i przywoływania pamięci. Proc. Natl. Acad Sci. USA 110 18315 – 18320 10.1073 / pnas.1312508110 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  41. Mostany R., Anstey JE, Crump KL, Maco B., Knott G., Portera-Cailliau C. (2013). Zmieniona dynamika synaptyczna podczas normalnego starzenia się mózgu. J. Neurosci. 33 4094 – 4104 10.1523 / JNEUROSCI.4825-12.2013 [PubMed] [Cross Ref]
  42. Mostany R., Portera-Cailliau C. (2011). Brak dużej skali dendrytycznej plastyczności warstwowych piramidalnych neuronów 5 w korze okołozawałowej. J. Neurosci. 31 1734 – 1738 10.1523 / JNEUROSCI.4386-10.2011 [PubMed] [Cross Ref]
  43. Munoz-Cuevas FJ, Athilingam J., Piscopo D., Wilbrecht L. (2013). Indukowana kokainą plastyczność strukturalna w korze czołowej koreluje z warunkową preferencją miejsca. Nat. Neurosci. 16 1367 – 1369 10.1038 / nn.3498 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  44. Murmu RP, Li W., Holtmaat A., Li JY (2013). Niestabilność kręgosłupa dendrytycznego prowadzi do postępującej utraty kory korowej w mysim modelu choroby Huntingtona. J. Neurosci. 33 12997 – 13009 10.1523 / JNEUROSCI.5284-12.2013 [PubMed] [Cross Ref]
  45. Nevian T., Larkum ME, Polsky A., Schiller J. (2007). Właściwości podstawowych dendrytów neuronów piramidalnych warstwy 5: bezpośrednie badanie zapisu metodą patch-clamp. Nat. Neurosci. 10 206 – 214 10.1038 / nn1826 [PubMed] [Cross Ref]
  46. Nimchinsky EA, Sabatini BL, Svoboda K. (2002). Struktura i funkcja kolców dendrytycznych. Annu. Rev. Physiol. 64 313 – 353 10.1146 / annurev.physiol.64.081501.160008 [PubMed] [Cross Ref]
  47. Padmashri R., Reiner BC, Suresh A., Spartz E., Dunaevsky A. (2013). Zmieniona strukturalna i funkcjonalna plastyczność synaptyczna z uczeniem umiejętności motorycznych w mysim modelu zespołu łamliwego x. J. Neurosci. 33 19715 – 19723 10.1523 / JNEUROSCI.2514-13.2013 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  48. Pan F., Aldridge GM, Greenough WT, Gan WB (2010). Niestabilność kręgosłupa dendrytycznego i niewrażliwość na modulację przez doświadczenie sensoryczne w mysim modelu zespołu łamliwego chromosomu X Proc. Natl. Acad Sci. USA 107 17768 – 17773 10.1073 / pnas.1012496107 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  49. Parkhurst CN, Yang G., Ninan I., Savas JN, Yates JR, III, Lafaille JJ, et al. (2013). Mikroglej promuje zależne od uczenia się tworzenie synaps przez neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego. Komórka 155 1596 – 1609 10.1016 / j.cell.2013.11.030 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  50. Penzes P., Cahill ME, Jones KA, Vanleeuwen JE, Woolfrey KM (2011). Patologia kręgosłupa dendrytycznego w zaburzeniach neuropsychiatrycznych. Nat. Neurosci. 14 285 – 293 10.1038 / nn.2741 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  51. Ramon y Cajal S. (1888). Konstrukcja centrów nerwowych w lasach Rev. Trym. Histol. Norma. Poklepać. 1 1 – 10
  52. Roberts TF, Tschida KA, Klein ME, Mooney R. (2010). Szybka stabilizacja kręgosłupa i wzmocnienie synaptyczne na początku uczenia się behawioralnego. Natura 463 948 – 952 10.1038 / nature08759 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  53. Schubert V., Lebrecht D., Holtmaat A. (2013). Peryferyjne, oparte na deafferentacji, funkcjonalne przesunięcia mapy somatosensorycznej są związane z lokalną, a nie dużą strukturą plastyczności dendrytycznej. J. Neurosci. 33 9474 – 9487 10.1523 / JNEUROSCI.1032-13.2013 [PubMed] [Cross Ref]
  54. Segal M. (2005). Kolce dendrytyczne i długotrwała plastyczność. Nat. Wielebny Neurosci. 6 277 – 284 10.1038 / nrn1649 [PubMed] [Cross Ref]
  55. Spires TL, Meyer-Luehmann M., Stern EA, Mclean PJ, Skoch J., Nguyen PT, et al. (2005). Nieprawidłowości dendrytyczne kręgosłupa u myszy transgenicznych białka prekursorowego amyloidu wykazano przez transfer genów i dożylną mikroskopię wielofotonową. J. Neurosci. 25 7278 – 7287 10.1523 / JNEUROSCI.1879-05.2005 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  56. Spruston N. (2008). Neurony piramidalne: struktura dendrytyczna i integracja synaptyczna. Nat. Wielebny Neurosci. 9 206 – 221 10.1038 / nrn2286 [PubMed] [Cross Ref]
  57. Tada T., Sheng M. (2006). Molekularne mechanizmy morfogenezy kręgosłupa dendrytycznego. Curr. Opin. Neurobiol 16 95 – 101 10.1016 / j.conb.2005.12.001 [PubMed] [Cross Ref]
  58. Trachtenberg JT, Chen BE, Knott GW, Feng G., Sanes JR, Welker E., et al. (2002). Długoterminowe obrazowanie in vivo zależnej od doświadczenia plastyczności synaptycznej w korze dorosłej. Natura 420 788 – 794 10.1038 / nature01273 [PubMed] [Cross Ref]
  59. Tremblay ME, Lowery RL, Majewska AK (2010). Interakcje mikrogleju z synapsami są modulowane przez wrażenia wzrokowe. PLoS Biol. 8: e1000527 10.1371 / journal.pbio.1000527 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  60. Tropea D., Majewska AK, Garcia R., Sur M. (2010). Dynamika strukturalna synaps in vivo koreluje ze zmianami funkcjonalnymi podczas plastyczności zależnej od doświadczenia w korze wzrokowej. J. Neurosci. 30 11086 – 11095 10.1523 / JNEUROSCI.1661-10.2010 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  61. Tsai J., Grutzendler J., Duff K., Gan WB (2004). Fibrylarne odkładanie amyloidu prowadzi do lokalnych nieprawidłowości synaptycznych i pękania gałęzi neuronalnych. Nat. Neurosci. 7 1181 – 1183 10.1038 / nn1335 [PubMed] [Cross Ref]
  62. Wilbrecht L., Holtmaat A., Wright N., Fox K., Svoboda K. (2010). Plastyczność strukturalna leży u podstaw zależnej od doświadczenia plastyczności funkcjonalnej obwodów korowych. J. Neurosci. 30 4927 – 4932 10.1523 / JNEUROSCI.6403-09.2010 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  63. Woolley CS, Gould E., Frankfurt M., Mcewen BS (1990). Występujące naturalnie wahania gęstości kręgosłupa dendrytycznego na neuronach piramidalnych dorosłych hipokampów. J. Neurosci. 10 4035 – 4039 [PubMed]
  64. Wyatt RM, Tring E., Trachtenberg JT (2012). Wzorzec, a nie wielkość aktywności nerwowej określa stabilność kręgosłupa dendrytycznego u obudzonych myszy. Nat. Neurosci. 15 949 – 951 10.1038 / nn.3134 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  65. Xu T., Yu X., Perlik AJ, Tobin WF, Zweig JA, Tennant K., et al. (2009). Szybkie tworzenie i selektywna stabilizacja synaps dla trwałych wspomnień motorycznych. Natura 462 915 – 919 10.1038 / nature08389 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  66. Yang G., Pan F., Gan WB (2009). Stabilnie utrzymane kolce dendrytyczne wiążą się ze wspomnieniami na całe życie. Natura 462 920 – 924 10.1038 / nature08577 [PubMed] [Cross Ref]
  67. Yu X., Wang G., Gilmore A., Yee AX, Li X., Xu T., et al. (2013). Przyspieszone, zależne od doświadczenia przycinanie synaps kory mózgowej myszy pozbawionych efryny-A2. Neuron 80 64 – 71 10.1016 / j.neuron.2013.07.014 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  68. Yu X., Zuo Y. (2011). Plastyczność kręgosłupa w korze ruchowej. Curr. Opin. Neurobiol. 21 169 – 174 10.1016 / j.conb.2010.07.010 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  69. Zhang S., Boyd J., Delaney K., Murphy TH (2005). Szybkie odwracalne zmiany w strukturze kręgosłupa dendrytycznego in vivo bramkowane stopniem niedokrwienia. J. Neurosci. 25 5333 – 5338 10.1523 / JNEUROSCI.1085-05.2005 [PubMed] [Cross Ref]
  70. Zuo Y., Lin A., Chang P., Gan WB (2005a). Rozwój długoterminowej stabilności kręgosłupa dendrytycznego w różnych regionach kory mózgowej. Neuron 46 181 – 189 10.1016 / j.neuron.2005.04.001 [PubMed] [Cross Ref]
  71. Zuo Y., Yang G., Kwon E., Gan WB (2005b). Długotrwała deprywacja sensoryczna zapobiega utracie kręgosłupa dendrytycznego w pierwotnej korze somatosensorycznej. Natura 436 261 – 265 10.1038 / nature03715 [PubMed] [Cross Ref]