Cycle 7.0 The Brain's Default State: Self-Organized Oscillations in Rest and Sleep

Last-modified: 2008-07-23 (水) 18:08:20

Sleep that knits up the ravell'd sleeve of care,
The death of each day's life, sore labour's bath,
Balm of hurt minds, great nature's second course,
Chief nourisher in life's feast.

―William Shakespeare, Macbeth

だれか訳してケロ

Thalamus: A Partner for Neocortex

Single-Cell Contribution to Thalamocortical Oscillations

From Single Neurons to Network Oscillations

その後，resting-sleeping thalamocortical system のリズムとして，

  • alpha waves 8-12 Hz
  • mu rhythm 8-12 Hz
  • sleep spindles 10-20 Hz
  • associated ultrahigh-frequency oscillations 300-600 Hz
  • delta waves 1-4 Hz
  • slow 1 to slow 4 rhythms 0.05-1 Hz
    などが発見された．thalamocortical oscillation とよぶけれど，視床・皮質どちらか一方が支配的だという主張もある．

mechanisms のはなし

thalamocortical oscillations の機能の1つ：視床への感覚入力を皮質へ通す・通さないを制限
そういう gating function は，持続的な GABAergic inhibition があれば達成できそう．でも実際は，

  • GABA_A receptor: few tens of milliseconds しか抑制しない．
  • GABA_B receptor: はより長く抑制するけれど，活性化するにはより多くの GABA が必要．
  • 睡眠時の長い gating には GABA を放出し続けないと．
  • それには，reticular thalamic and extrareticular GABAergic neurons が，興奮し続けないと
  • それらへの入力は subcortical neurons, sensory inputs, corticothalamic afferents, thalamocortical cells
  • でも睡眠の onset で subcortical neurons, (cortico?) thalamic afferents, primary sensory cortical neurons は発火頻度が下がる
  • ので，抑制のターゲットである thalamocortical cells によって GABAergic cells を活動させる???
    というように困難．

An alternative mechanism for ignoring inputs is through inhibition-based oscillations that can provide prolonged periodic suppression of activity.
GABAergic neurons の oscillatory activity によるということ？

皮質の領野間での情報交換に視床が使える．皮質では限られた領野間接続しかなくて，遠くなるほど伝達に時間がかかる．視床はどの皮質領野ともほぼ等距離にあり，要求に応じて領野間の実際的な接続性を変化させられる．Oscillation によって解剖学的に離れた皮質のニューロンsを，一時的な連合にさせる．

"The weak connections can be amplified by phase modulation, due to the resonant properties of the thalamic and cortical modules involved."?

で，resonant frequency が近い module 同士は，そうでないものよりも情報交換しやすい．

Thalamus is a large communication hub that assists in linking large cortical areas in a flexible manner.

前の節での，thalamocortical neurons の，T-channel によるバースト発火のどこに情報を乗せられるのだろう．あと，任意の領野間で視床を介してやりとりするには，バースト発火の振動の周波数を皮質からの入力によって変化させられる必要があるけれど，それはできるの？あと，視床への入力と振動の関係は？

Oscillatory Patterns of Sleep

7/16のメモ

前回の復習、補足、自習

前回のところのリファレンス