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Accès ouvert déclaré 2019 preprint

A general principle of dendritic constancy – a neuron’s size and shape invariant excitability

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Rattachement africain : de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Reducing neuronal size results in less cell membrane and therefore lower input conductance. Smaller neurons are thus more excitable as seen in their voltage responses to current injections in the soma. However, the impact of a neuron’s size and shape on its voltage responses to synaptic activation in dendrites is much less understood. Here we use analytical cable theory to predict voltage responses to distributed synaptic inputs and show that these are entirely independent of dendritic length. For a given synaptic density, a neuron’s response depends only on the average dendritic diameter and its intrinsic conductivity. These results remain true for the entire range of possible dendritic morphologies irrespective of any particular arborisation complexity. Also, spiking models result in morphology invariant numbers of action potentials that encode the percentage of active synapses. Interestingly, in contrast to spike rate, spike times do depend on dendrite morphology. In summary, a neuron’s excitability in response to synaptic inputs is not affected by total dendrite length. It rather provides a homeostatic input-output relation that specialised synapse distributions, local non-linearities in the dendrites and synaptic plasticity can modulate. Our work reveals a new fundamental principle of dendritic constancy that has consequences for the overall computation in neural circuits. In brief We show that realistic neuron models essentially collapse to point neurons when stimulated by randomly distributed inputs instead of by single synapses or current injection in the soma. Highlights A simple equation that predicts voltage in response to distributed synaptic inputs. Responses to distributed and clustered inputs are largely independent of dendritic length. Spike rates in various Hodgkin Huxley (HH) like or Leaky Integrate-and-Fire (LIF) models are largely independent of morphology. Precise spike timing (firing pattern) depends on dendritic morphology. NeuroMorpho.Org database-wide analysis of the relation between dendritic morphology and electrophysiology. Our equations set precise input-output relations in realistic dendrite models.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A general principle of dendritic constancy – a neuron’s size and shape invariant excitability
Date Crossref
01/10/2019
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Frankfurt Institute for Advanced Studies pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Ernst Strüngmann Institute for Neuroscience pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Goethe University Frankfurt Institute of Clinical Neuroanatomy pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Max Planck Institute for Brain Research pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Justus-Liebig-Universität Gießen pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in cooperation with the Max Planck Society pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Ernst Strüngmnn Institute (ESI) for Neuroscience in coopertion with the Mx Plnck Society pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Max Planck Insitute for Brain Research pays non établi dans la notice
    Institution
  • Justus Liebig University Giessen ICAR3R – Interdisciplinary Centre for 3Rs in Animal Research pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • ICAR3R – Intrdisciplinary Cntr for 3Rs in Animal Rsarch pays non établi dans la notice
    Institution

Frankfurt Institute for Advanced Studies, Ernst Strüngmann Institute for Neuroscience et Institute of Clinical Neuroanatomy — Goethe University Frankfurt, avec 7 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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