Об упорядоченности временной структуры спонтанной активности одиночных нейронов слуховой коры мыши

Авторы

  • Глеб Дмитриевич Хорунжий Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН https://orcid.org/0000-0002-2650-5619
  • Марина Александровна Егорова Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН https://orcid.org/0000-0002-4216-6469

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-1270-2025-6-3-321-328

Ключевые слова:

домовая мышь, слуховая кора, одиночные нейроны, спонтанная активность, временные паттерны

Аннотация

В работе проанализированы временные параметры спонтанной (фоновой) активности одиночных нейронов первичной слуховой коры мышей, отражающие характер распределения фоновых импульсов во времени. У всех исследованных нейронов слуховой коры нами зарегистрирована высокая, упорядоченная во времени спонтанная активность. Данная временная упорядоченность проявлялась в том, что спонтанные импульсы каждого нейрона формировали пачки из 4–9 спайков. Частота генерации нейронами первичной слуховой коры мыши пачек спонтанных импульсов составляла от 6 до 16 Гц и соответствовала альфа-диапазону частот суммарной ритмической активности неокортекса. Отдельные пачки спонтанной активности у большинства нейронов формировали более крупные временные паттерны, условно обозначенные нами как «гиперпачки». Анализ вариабельности и периодичности временных паттернов спонтанной активности корковых слуховых нейронов в течение периода регистрации выявил признаки периодического процесса, что, очевидно, имеет большое значение в свете участия фоновой импульсации одиночных нейронов в установлении в слуховой коре баланса процессов возбуждения и торможения, оптимального для развития её реакции на звуковой сигнал. Обсуждается возможная роль временных паттернов спонтанной активности одиночных нейронов слуховой коры как основы для суммарной ритмической активности неокортекса.

Библиографические ссылки

Babola, T. A., Li, S., Gribizis, A. et al. (2018) Homeostatic control of spontaneous activity in the developing auditory system. Neuron, vol. 99, no. 3, pp. 511–524. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.07.004 (In English)

Bibikov, N. G. (2013) On the existence of spontaneous neuronal bursting activity at the periphery of the amphibian auditory pathway. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, vol. 49, pp. 579–591. https://doi.org/10.1134/S0022093013060054 (In English)

Bibikov, N. G., Makushevich, I. V., Dymov, A. B. (2019) The fractal features of the background activity of neurons in the auditory center of the frog midbrain. Biophysics, vol. 64, pp. 400–409. https://doi.org/10.1134/S0006350919030047 (In English)

Egorova, M. A. (2005) Frequency selectivity of neurons of the primary auditory field (A1) and anterior auditory field (AAF) in the auditory cortex of the house mouse (Mus musculus). Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, vol. 41, no. 4, pp. 476–480. https://doi.org/10.1007/s10893-005-0085-4 (In English)

Egorova, M., Ehret, G., Vartanian, I., Esser, K. H. (2001) Frequency response areas of neurons in the mouse inferior colliculus. I. Threshold and tuning characteristics. Experimental Brain Research, vol. 140, no. 2, pp. 145–161. https://doi.org/10.1007/s002210100786 (In English)

Kersbergen, C. J., Babola, T. A., Rock, J., Bergles, D. E. (2022) Developmental spontaneous activity promotes formation of sensory domains, frequency tuning and proper gain in central auditory circuits. Cell Reports, vol. 41, no. 7, article 111649. https://doi.org/10.5281/zenodo.7195670 (In English)

Laufs, H., Holt, J. L., Elfont, R. et al. (2006) Where the BOLD signal goes when alpha EEG leaves. Neuroimage, vol. 31, no. 4, pp. 1408–1418. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2006.02.002 (In English)

Leighton, A. H., Lohmann, C. (2016) The wiring of developing sensory circuits—from patterned spontaneous activity to synaptic plasticity mechanisms. Frontiers in Neural Circuits, vol. 10, article 71. https://doi.org/10.3389/fncir.2016.00071 (In English)

Luczak, A., Barthó, P., Harris, K. D. (2009) Spontaneous events outline the realm of possible sensory responses in neocortical populations. Neuron, vol. 62, no. 3, pp. 413–425. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2009.03.014 (In English)

Luhmann, H. J., Khazipov, R. (2018) Neuronal activity patterns in the developing barrel cortex. Neuroscience, vol. 368, pp. 256–267. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2017.05.025 (In English)

McGill, S. H., Xin, Q., Yadav, T. et al. (2025) Auditory sensory processing induces cortical and thalamic event-related desynchronization in the mouse. PLoS One, vol. 20, no. 10, article e0334293. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0334293 (In English)

Molnár, Z., Luhmann, H. J., Kanold, P. O. (2020) Transient cortical circuits match spontaneous and sensory-driven activity during development. Science, vol. 370, no. 6514, article eabb2153. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abb2153 (In English)

Pedemonte, M., Torterolo, P., Velluti, R. A. (1997) In vivo intracellular characteristics of inferior colliculus neurons in guinea pigs. Brain Research, vol. 759, no. 1, pp. 24–31. https://doi.org/10.1016/S0006-8993(97)00123-6 (In English)

Sakata, S., Harris, K. D. (2012) Laminar-dependent effects of cortical state on auditory cortical spontaneous activity. Frontiers in Neural Circuits, vol. 6, article 109. https://doi.org/10.3389/fncir.2012.00109 (In English)

Stiebler, I., Neulist, R., Fichtel, I., Ehret, G. (1997) The auditory cortex of the house mouse: Left-right differences, tonotopic organization and quantitative analysis of frequency representation. Journal of Comparative Physiology A, vol. 181, no. 6, pp. 559–571. https://doi.org/10.1007/s003590050140 (In English)

Willott, J. F., Parham, K., Hunter, K. P. (1988) Response properties of inferior colliculus neurons in middle-aged C57BL/6J mice with presbycusis. Hearing Research, vol. 37, no. 1, pp. 15–27. https://doi.org/10.1016/0378-5955(88)90074-3 (In English)

Zucca, S., La Rosa, C., Fellin, T. et al. (2024) Developmental encoding of natural sounds in the mouse auditory cortex. Cerebral Cortex, vol. 34, no. 11, article bhae438. https://doi.org/10.1093/cercor/bhae438 (In English)

Загрузки

Опубликован

21.11.2025

Выпуск

Том 6 № 3 (2025)

Раздел

Экспериментальные статьи

Лицензия

Copyright (c) 2025 Gleb D. Khorunzhii, Marina A. Egorova

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Авторы предоставляют материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, делать ремиксы, видоизменять, и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие.

Данная лицензия сохраняет за автором права на статью, но разрешает другим свободно распространять, использовать и адаптировать работу при обязательном условии указания авторства. Пользователи должны предоставить корректную ссылку на оригинальную публикацию в нашем журнале, указать имена авторов и отметить факт внесения изменений (если таковые были).

Авторские права сохраняются за авторами. Лицензия CC BY 4.0 не передает права третьим лицам, а лишь предоставляет пользователям заранее данное разрешение на использование при соблюдении условия атрибуции. Любое использование будет происходить на условиях этой лицензии. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.