Wysoka gęstość kanału I(h) w dystalnym apikalnym dendrycie komórek piramidowych warstwy V zwiększa dwukierunkowe tłumienie EPSPs

Pomimo bogactwa ostatnich badań nad aktywną propagacją sygnałów wzdłuż dendrytów neokortykalnych neuronów piramidowych warstwy V, wciąż niewiele wiadomo na temat ruchu podprogowych sygnałów synaptycznych. Przedstawiamy badania wykorzystujące trzy równoczesne zapisy całokomórkowe na apikalnych dendrytach tych komórek w ostrych plasterkach mózgu szczura w celu zbadania rozprzestrzeniania się i tłumienia spontanicznych pobudzających potencjałów postsynaptycznych (sEPSPs). Równe wstrzyknięcia prądu w każdym z dwóch miejsc oddzielonych od siebie o około 500 mikrometrów na dendrycie wierzchołkowym powodowały równe transjenty napięcia w drugim miejscu („wzajemność”), ujawniając w ten sposób liniowe zachowanie neuronu. Średnie pozorne „stałe długości” dendrytu wierzchołkowego wynosiły 273 i 446 mikrometrów odpowiednio dla somatopetalnych i somatofugalnych sEPSPs. Pociągi sztucznych EPSPs nie wykazywały sumowania czasowego. Blokada prądu kationowego aktywowanego hiperpolaryzacją (I(h)) spowodowała zmniejszenie tłumienia o 17% dla somatopetalnych i o 47% dla somatofugalnych sEPSP. Stwierdzono wyraźną, zależną od lokalizacji, sumację czasową ciągów EPSP. Subkomórkowa dystrybucja i biofizyczne właściwości I(h) były badane w miejscach przyczepionych do komórek. W odległości mniejszej niż około 400 mikrometrów od somy stwierdzono niską gęstość wynoszącą około 3 pA/mikrom(2), która wzrosła do około 40 pA/mikrom(2) w koniuszku dystalnego dendrytu. I(h) wykazywał kinetykę aktywacji i dezaktywacji ze stałymi czasowymi szybszymi niż 40 ms i pół-maksymalną aktywacją przy -95 mV. Wyniki te sugerują, że integracja wejścia synaptycznego do kępki wierzchołkowej i dendrytów podstawnych zachodzi przestrzennie niezależnie. Wynika to z wysokiej gęstości kanałów I(h) w kępce apikalnej, która zwiększa odległość elektrotoniczną pomiędzy tymi dwoma przedziałami w porównaniu z dendrytem pasywnym.