这个摘要今天在2014年的会议上发表视力与眼科学研究协会在佛罗里达州奥兰多举行的会议J·斯科特Lauritzen、诺亚·t·纳尔逊、克里斯托·l·西格林斯基、内森·舍伯蒂、约翰·黄、丽贝卡·l·菲佛,詹姆斯·r·安德森卡尔·b·瓦特,布莱恩·w·琼斯而且罗伯特·e·马克.
目的:越来越多的证据表明,贯穿整个神经系统的大型和中型神经网络表现出小世界的设计,其特征是连接的高度局部聚类,而神经元模块之间的路径长度较短(Watts & Strogatz 1998 Nature;Sporns et al.2004齿轮科学趋势)。怀疑这一组织原则可扩展到局部网络(Ganmor et al. 2011 J Neurosci;(Sporns 2006 BioSystems),但直接观察突触和局部网络拓扑调节小世界设计还没有在任何神经元组织中实现。我们在兔视网膜ON内丛层(IPL)中寻找突触和拓扑基质实例化小世界网络结构的直接证据。为了验证这一点,我们在兔视网膜连接组(RC1)超微结构中挖掘了≈200 ON锥双极细胞(BCs)和≈500抑制性无分泌细胞(AC)过程。
方法:用Viking查看器对RC1中的BC网络进行注释,并通过连接图可视化和3D渲染进行探索(Anderson et al. 2011 J显微)。嵌入RC1中的小分子信号,如GABA甘氨酸和l -谷氨酸,结合形态重建和连通性分析,可以进行稳健的细胞分类。MacNeil等(2004年J Comp Neurol)用于清晰度的BC分类方案。
结果:在每个ON IPL层中,同细胞BC耦合(CBb3::CBb3 CBb4::CBb4 CBb5::CBb5)和类内BC抑制网络(CBb3→AC - | CBb3 CBb4→AC - | CBb4 CBb5→AC - | CBb5)形成层系特异性功能片,具有较高的聚类系数。杂细胞BC偶联(CBb3::CBb4 CBb4::CBb5 CBb3::CBb5)和跨类BC抑制网络(CBb3→AC - | CBb4 CBb4→AC - | CBb3 CBb4→AC - | CBb5 CBb5→AC - | CBb4 CBb3→AC - | CBb5→AC - | CBb5→AC - | CBb3)在所有ON IPL层上建立短突触路径长度。
结论:视网膜含有比预期数量更多的突触集线器,这些集线器与神经节细胞的突触前通道平行。结果证实了突触的基础。直接突触连接)和局部网络拓扑结构在更大的尺度上为局部网络的这种组织提供了神经解剖学上的合理性,并与小世界设计作为神经网络在多个空间尺度上的基本组织原则相一致。
支持:NIH EY02576 (RM), NIH EY015128 (RM), NSF 0941717 (RM), NIH EY014800视觉核心(RM), RPB CDA (BWJ), Thome AMD Grant (BWJ)。