Effect of temperature in bursting of thalamic reticular cells / Efecto de la temperatura en las descargas en ráfaga de la célula del núcleo reticular del tálamo

Abstract Objective: To show the relation between the four parameters associated to bursting discharges of the thalamic reticular cells (TRNn): the maximum firing frequency (fmax) and the temperature at which it occurs (Tfmax), the range of temperatures defined as the full width at half maximum (∆Th) and the maximum specific low threshold calcium conductance (GT). Materials and Methods: In order to simulate the TRNn bursting activity, a computational simulation model was implemented using the NEURON software, which incorporates morphological and electrophysiological data, and stimuli properties closely related to reality. Results: It was found that there are nonlinear relations between the parameters. The fmax frequency follows a quadratic growth with temperature and tends asymptotically towards a limit value with the maximum calcium conductance. In the same manner, ∆Th increases until reaching a limit value as function of fmax and GT. However, the increment per frequency unit is bigger than the increment per conductance unit. Conclusions: Four equations were obtained that model the relations between the parameters associated to bursting discharges of the TRNn in rats and other neurons with similar characteristics in different animal species.

Resumen Objetivo: Mostrar la relación entre los cuatro parámetros asociados a las descargas en ráfaga de las neuronas del núcleo reticular del tálamo (TRNn): la frecuencia máxima de descarga (fmax) y la temperatura a la cual se produce (Tfmax), el rango de temperaturas definido como ancho a media altura (∆Th) y la conductancia máxima de calcio de bajo umbral (GT). Materiales y métodos: Para simular las descargas en ráfaga de las TRNn se implementó un modelo de simulación computacional usando el software NEURON, que incorpora datos morfológicos, electrofisiologicos y las propiedades de los estímulos en estrecha relación con la realidad. Resultados: Se encontraron relaciones no lineales entre los parámetros. La frecuencia fmax crece de forma cuadrática con la temperatura y tiende asintóticamente a un valor límite con la conductancia. Así mismo, ∆Th también se incrementan hasta alcanzar un valor límite en función de fmax y GT. No obstante, es mayor el incremento por cada unidad de frecuencia que por cada unidad de conductancia. Conclusiones: Se obtuvieron cuatro ecuaciones que modelan las relaciones entre los pará- metros asociados a las descargas en ráfaga de las neuronas TRN en ratas y otras neuronas con características similares en diferentes especies animales.

Efecto de la conductancia de potasio Kv3.1 en la tasa y frecuencia de disparo de un axón no mielinado / Efect of the Kv3.1 potassium conductance in the firing frequency and firing rate of an unmyelinated axón

Objetivo: Determinar la relación entre la conductancia de potasio Kv3.1 y la tasa de disparo (Td) de un modelo neuronal llamado neurona1 formado por un soma, un cuello y un axón no mielinado durante un estímulo de corriente de 10 ms de duración y a 40°c. Materiales y métodos: A partir del software libre neuron se simuló la propagación de ráfagas de potenciales de acción a través de neuronal, variando la conductancia específica máxima de potasio Kv3.1 (G Kv31) relativa a la conductancia específica máxima de potasio (G K) estudiada por a.l. Hodgkin y a.f. Huxley en 1952, de tal forma que G Kv31+G K=1.6S/ cm². Resultados: En una estructura neuronal con las características biofísicas de neuronal, Td varía en forma sigmoidea para 0 < G Kv31/G K < 0.455 y decae exponencialmente para 0.455 < G Kv31/G K < 15, respectivamente. Para el primer caso, Td aumenta 11 veces más que la frecuencia (f) respecto del número de espigas en cada ráfaga. Conclusión: La observación de la conductancia de potasio del tipo Kv3.1 en algún tipo de neurona no implica necesariamente la propagación de ráfagas de alta tasa de disparo. Su efecto es más pronunciado (11 veces) en la modulación de Td que en el aumento de f.

Objective: To determine the relationship between the Kv3.1 potassium conductance and the firing rate (Td) in a neuronal model called neuron1, consisting of a soma, a hillock and an unmyelinated axon, during a constant current stimulus 10ms long and at 40°c. Methodology: Using the free software neuron, the propagation of action potentials along a neuronal structure called neurona1 was simulated. The maximum Kv3.1 conductance (G Kv31) relative to the maximum potassium conductance (Gk) studied in 1952 by a.l. Hodgkin and a.f. Huxley and in this paper called HH conductance, was varied such that Gk, +G Kv3.1= 1.6s/cm2. Results: In a neuronal structure with the biophysical characteristics of neuronl, Td varies in a sigmoid way for all g kv31such that 0

Effect of PNS on post hyperpolarization potential in rat stellate ganglion neurons / 中国药理学通报

Aim To study the relationship between theeffects of saponins of panax notoginseng(PNS)on fir-ing frequency and hyperpolarization potential in neu-rons.Methods Applieation of a depolarizing currentpulse to stellate ganglion(SG) neurons of rat evokedaction potentials(AP).These neurons were classifiedas phasic or tonic neurons on the basis of their firingpatterns.Then we investigated the effects of PNS on fir-ing pattern and frequency,after hyperpolarization po-tential(AHP) and fastexcitatory postsynaptic potential(f-EPSP) in high Ca2 +Krebs’solution of SG neuronsin rat.Results The firing frequency of tonic neuronswas reduced by PNS.At the concentration of0.12 ~0.16 g.L-1,PNS reversibly depressed AHP in a dosedependentmanner.And the aggrandizing action of highCa2 +on f-EPSP was antagonized by PNS.Conclusion PNS can reduce the firing frequency of rat SG neu-rons,but this action was not caused by reinforcement ofAHP potential.The restraining regulation of excitabili-ty of neurons by PNS may underlie its inhibitory actionon calcium influx.