Modification of neuronal inputs to premotor cells of the superior colliculus by intracollicular circuitry

Abstract

ÜST KOLLİKULUSUN PREMOTOR HÜCRELERİNİN NORONAL GİRDİLERİNİN KOLLİKULUS İÇİ DEVRELER TARAFINDAN MODİFİKASYONU ÖZET Üst kollikulusun kısa elektriksel stimülasyonu, hemen yanındaki tabakanın premotor hücrelerinde uzun eksitatör post sinaptik akımların oluşmasına neden olur Bu çalışmada üst kollikulusun yüzeyel ve orta gri tabakalarını bağlayan bir devrenin bulunduğunu gösterdik. Bu sonuç, daha önceki araştırmaların sonuçlan ile uyumlu idi. Kollikulus içi sinaptik devreler üst kollikulusun motor çıktısını belirlemede önem taşırlar. Bu projede kollikulus içi devrelerin incelenmesinde güçlü iki teknik kullandık: Beyin kesit yöntemi ve `patch-clamp` yöntemi. Üst kollikulusun orta gri tabakası laterodorsal tegmental ve pedinkülopontin nükleuslardan kaynaklanan yoğun asetilkolinerjik inervasyon alır. Bu gözlemler orta gri tabakanın asetilkolinerjik girdilerinin, görsel uyanlarla tetiklenen davranışların oluşumunu module ettiğini gösterebilir. Çok miktarda anatomik verinin bulunmasına karşılık üst kollikulusa gelen asetilkolinerjik girdilerin işlevsel yönü anlaşılamamıştır. Bu çalışmada, biz aynca karbakolun yüzeyel gri tabaka ve orta gri tabaka arasındaki sinaptik ileti üzerindeki etkisini inceledik. Bir hücre dışında, karbakol uygulanması sinaptik akımların genliklerinin artmasına yol açtı. Bu etki hücre membran potansiyeli -80 ve -85 mV'a getirildiğinde daha güçlendi. Anahtar sözcükler: Okulomotor sistem, sensori-motor integrasyon, üst kollikulus, kolinerjik system.

IV MODIFICATION OF NEURONAL INPUTS TO PREMOTOR CELLS OF THE SUPERIOR COLLICULUS BY INTRACOLLICULAR CIRCUITRY ABSTRACT Brief electrical stimulation of the superficial layer of the superior colliculus evokes prolonged bursts of excitatory postsynaptic currents in premotor cells of the subjacent intermediate layer. In this study, we demonstrated that there is intrinsic circuitry linking the superficial and intermediate gray layers of the superior colliculus. This result is consistent with previous studies. Intracollicular synaptic circuitry is very important to determine the motor output of the superior colliculus. In this project we used two powerful techniques to investigate the intracollicular circuitry: Brain slice technique and patch-clamp technique. It is well known that the superior colliculus receives dense acetylcholinergic fibers, which innervate the intermediate gray layer; these originate from the pedinculopontine and lateral dorsal tegmental nuclei. These observations may suggest that the acetyl cholinergic input to intermediate gray layer modulates the execution of visually triggered behavior. Despite the abundance of the anatomic data, the functional implication of the acetyl cholinergic input to the superior colliculus has not been understood. In this present study, we also investigated the effects of carbachol on the synaptic transmission between superficial and intermediate gray layer. With one exception, carbachol application caused an increase in amplitudes of the synaptic currents. This effect potentiated between -80 and -85 mV of holding potentials. Keywords: Oculomotor system, sensory motor integration, superior colliculus, cholinergic system