Спонтанная нейронная активность в энторинальной коре новорожденных крыс тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.13, кандидат биологических наук Шерозия, Максим Георгиевич

• Шерозия, Максим Георгиевич
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шерозия, Максим Георгиевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 ЭНТОРИНАЛЬНАЯ КОРА.

1.1.1 Строение, связи, функциональное значение.

1.1.2 Ритмическая активность нейронов энторинальной коры.

1.2 Спонтанная активность развивающейся нервной системы.

1.2.1 Гиппокамп и новая кора.

1.2.2 Сетчатка.

1.2.3 Роль спонтанной активности сетчатки в развитии зрительной системы.

1.2.4 Спинной мозг.

1.2.5 Связь между спонтанной активностью спинного мозга и ростом аксонов мотонейронов.

1.2.6 Механизм генерации спонтанной активности в развивающейся нервной системе.

ГЛАВА II. МЕТОДЫ.

2.1. Приготовление срезов.

2.2. Растворы и фармакология.

2.3. Экспериментальная установка.

2.4. Регистрация.

2.5. Обработка результатов.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

3.1. Спонтанная активность в энторинальной коре новорожденных крыс

3.1.1. Два типа спонтанной активности.

3.1.2. Генерация спонтанной активности в энторинальной коре новорожденных животных происходит с участием ГАМКергических синапсов.

3.1.3. Необходимость глутаматной синаптической передачи.

3.1.4. Флуфенамовая кислота блокирует спонтанную активность в энторинальной коре новорожденных животных.:.

3.1.5. Рилузол блокирует спонтанную активность в энторинальной коре новорожденных животных.

3.1.6. Уменьшение экстраклеточного кальция приводит к усилению спонтанной активности в энторинальной коре.

3.2. Собственная активность нейронов в энторинальной коре новорожденных крыс.

3.2.1. Три типа собственной активности нейронов.

3.2.2 Изменение количества пачечных клеток с пятого по тринадцатый день жизни.

3.2.3 Регистрация пачечной активности в режиме cell attached.

3.2.4 Плато потенциала пачечных нейронов.

3.2.5 Пачечная активность зависит от внутриклеточного кальция.

3.2.6 Инициация и генерация пачек и плато потенциала: ионные токи

3.2.7 Терминация пачек и плато потенциала: ионные токи.

3.2.8 Генерация пачек обусловлена последовательной активацией ионных токов: схематичное представление.

3.2.9 Пачечные пейсмекерные нейроны могут лежать в основе спонтанной сетевой активности.

3.3. Математическое моделирование пачечной активности нейронов

3.3.1. Роли ионных токов.

3.3.2. Модель воспроизводит основные свойства реальных клеток.

3.3.3. Усиление пачечной активности при уменьшении концентрации экстраклеточного кальция объясняется свойствами NaP тока.

3.3.4. Описание модели.

ГЛАВА IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спонтанная нейронная активность в энторинальной коре новорожденных крыс»

Актуальность проблемы

Спонтанная активность является отличительной чертой развивающейся нервной системы. Спонтанная активность наблюдается уже у нейронных предшественников (Spitzer, 2006). Обычно такая активность регистрируется как флуктуации концентрации внутриклеточного кальция или кальциевые спайки (Spitzer, 2006; Crepel et al., 2007). С формированием первых контактов между нейронами, электрических синапсов, появляется синхронизированная спонтанная активность. Далее с развитием в онтогенезе химических синапсов появляются новые виды синхронной спонтанной активности (Crepel et al., 2007; Aliene et al., 2008). Начиная с момента появления химических синапсов синхронную активность нейронов можно считать сетевой в обычном смысле слова. Синхронизированная спонтанная активность нейронов в период эмбрионального и постнатального развития достаточно интенсивно изучалась во многих структурах нервной системы позвоночных как in vitro, так и in vivo, в особенности, на гиппокампе, коре, сетчатке и спинном мозге. Предполагается, что спонтанная активность играет ключевую роль при формировании нейросети и созревании нейронов (Katz and Shatz, 1996). Показано, что спонтанная активность сетчатки в период эмбрионального развития необходима для формирования топографической организации связей в формирующейся зрительной системе (Sretavan et al., 1988; Grubb et al., 2003; McLaughlin et al., 2003; Chandrasekaran et al., 2005; Mrsic-Flogel et al., 2005; Torborg et al., 2005). Спонтанная активность мотонейронов спинного мозга у эмбрионов влияет на путь роста аксонов к их целям (Hanson and Landmesser, 2004, 2006). В гиппокампе новорожденных животных так называемые гигантские деполяризационные потенциалы способны вызывать долговременную потенциацию формирующихся "молчащих" синапсов (Kasyanov et al., 2004; Mohajerani and Cherubini, 2006; Mohajerani et al., 2007). Понимание механизма генерации спонтанной активности в развивающихся иейросетях представляется фундаментальной научной задачей, поскольку, как было показано, явление не является особенностью какой-то одной структуры, а отражает общую тенденцию. В большинстве работ на срезах коры и гиппокампа изучались, главным образом, синаптические механизмы генерации спонтанной активности и соответствующие возрастные особенности синаптической передачи (Ben-Ari et al. 1989; Bolea et al. 1999; Gaiarsa et al. 1991; Hollrigel et al. 1998; Khazipov et al. 2001; Lamsa et al. 2000; Aliene et al., 2008). Например, было показано, что у эмбриональных и новорожденных животных глицин и ГАМК обладают необычным деполяризующим действием (Ben-Ari et al. 1989; Ben-Ari, 2002; Ben-Ari et al., 2007). При этом электрофизиологические свойства созревающих нейронов и их роль в генерации спонтанной активности остаются мало исследованными.

Цели и задачи исследования

Основной целью данной работы являлось изучение спонтанной активности и свойств созревающих нейронов в энторинальной коре новорожденных животных с использованием электрофизиологических и фармакологических методов, а также методов математического моделирования.

В соответствии с поставленной целью исследования были определены следующие задачи:

1. Сравнить свойства нейронов энторинальной коры новорожденных и взрослых животных в экспериментах с регистрацией внутриклеточных потенциалов.

2. Исследовать возможную роль пачечных пейсмекерных нейронов в генерации спонтанной активности в энторинальной коре новорожденных животных.

3. На основе экспериментальных данных построить математическую модель собственной пачечной активности нейронов в энторинальной коре новорожденных животных.

Положения, выносимые на защиту

1. Пирамидные нейроны в третьем слое энторинальной коры у новорожденных животных обладают собственной пачечной активностью. Собственная пачечная активность нейронов третьего слоя энторинальной коры новорожденных крыс (Р5-Р13) представлена короткими (до 1 сек) и длинными (до 20 сек) пачками спайков. Короткие пачки спайков полностью пропадают к десятому дню жизни, а количество клеток генерирующих длинные пачки достигает максимума на Р8-Р10 и затем значительно уменьшается. Изменение электрофизиологических свойств с возрастом отражает созревание нейронов.

2. Генерация длинных пачек спайков происходит при активации неспецифического катионного кальций-зависимого CAN и медленного натриевого NaP токов. Терминация пачек спайков обусловлена активацией калиевых токов.

Научная новизна

В рамках настоящей работы впервые исследованы свойства нейронов в третьем слое энторинальной коры у новорожденных животных. Обнаружено, что большая часть пирамидных нейронов у новорожденных крыс обладает собственной пачечной активностью. Исчезновение этого свойства нейронов в энторинальной коре с возрастом животного отражает созревание нейронов. Определены основные ионные токи, лежащие в основе пачечной активности клеток в энторинальной коре новорожденных животных. Генерация пачек спайков происходит при последовательной активации де- и гиперполяризующих ионных проводимостей. Построена биофизическая модель пачечной активности нейронов, воспроизводящая все основные свойства реальных клеток. Посредством моделирования и литературных данных удалось объяснить эффект усиления пачечной активности нейронов при снижении концентрации экстраклеточного кальция.

Научно-практическая ценность работы

Получены новые данные о созревании нейронов и нейросети в процессе постнатального развития, необходимые для понимания нейрофизиологических основ развития центральной нервной системы. Наши данные подтверждают идею о зависимости созревания нейронов и нейросети от спонтанной электрической активности клеток. Анализ свойств нейронов у новорожденных животных расширяет представления теоретической биологии о возможных механизмах самоорганизации нейронов в структурированные нейросети. Совокупность представленных данных может найти применение при конструировании искусственных нейронных сетей.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены на международных форумах БРК (Атланта 2006, Сан Диего 2007, Чикаго 2009); XX Съезде российских физиологов (Москва, 2007); на конференциях молодых ученых ИВНД и НФ РАН (Москва, 2006, 2008). Диссертация апробирована 13 октября 2009 года на совместном заседании лаборатории клеточной нейробиологии обучения и лаборатории нейроонтогенеза Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы 6 докладов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения результатов, обсуждения, выводов и списка литературы (204 ссылки). Работа изложена на 131 странице, включает 27 рисунков и 8 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Физиология», Шерозия, Максим Георгиевич

выводы

1. Энторинальная кора новорожденных животных способна генерировать спонтанную активность независимо от гиппокампа и других структур мозга.

2. Спонтанная активность представлена короткими и длинными сетевыми разрядами, генерация которых происходит за счет активации как ГАМК-, так и глутаматергических синапсов.

3. Уже на пятый день жизни ГАМК частично выполняет тормозную функцию, поскольку блокировка ГАМК А рецепторов трансформирует спонтанную активность энторинальной коры в судорожную активность.

4. Для генерации спонтанной активности в энторинальной коре новорожденных животных необходима глутаматергическая система, поскольку блокировка АМПА/каинатных и НМДА рецепторов приводит к исчезновению активности, в том числе при повышенной возбудимости среза.

5. Пирамидные нейроны в третьем слое энторинальной коры у новорожденных животных обладают собственной пачечной активностью. У взрослых животных ни один тип нейронов в энторинальной коре таким свойством не обладает.

6. Собственная пачечная активность нейронов третьего слоя энторинальной коры новорожденных крыс (Р5-Р13) представлена короткими (до 1 сек) и длинными (до 20 сек) пачками спайков. Пачечные свойства клеток быстро меняются с возрастом, что отражает созревание нейронов. Короткие пачки спайков полностью пропадают к десятому дню жизни, а количество клеток генерирующих длинные пачки достигает максимума на Р8-Р10 и затем значительно уменьшается.

7. В ответ на короткий деполяризующий импульс тока длиннопачечные нейроны генерируют плато потенциала, длительностью до 10 сек, т.е. пачку спайков можно "включить" искусственной внутриклеточной деполяризацией.

8. Генерация пачек спайков и плато потенциала происходит при активации неспецифического катионного кальций-зависимого CAN и медленного натриевого NaP токов. Терминация пачек спайков и плато потенциала обусловлена активацией калиевых токов.

9. Количество пачечных клеток значительно увеличивается при уменьшении концентрации экстраклеточного кальция. Модельные исследования показывают, что это можно объяснить свойствами медленного натриевого тока.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шерозия, Максим Георгиевич, 2009 год

1. Сафиулина В.Ф, Касьянов А.М, Мурзина Г.Б., Скоринкин А.И, Котов Н.В, Эзрохн B.JI, Гнниатуллнн Р.А. Исследование механизма возникновения гигантских деполяризующих потенциалов в нейронах гиппокампа новорожденных крыс // ЖВНД. 2004. Т. 54. № 5. С. 648-654.

2. Adey W.R, Dunlop M, Hendrix С. Hippocampal slow waves: distribution and phase relationships in the course of approach learning // Arch Neurol. 1960. 3: 74-90.

3. Adey W.R, Sunderland S, Dunlop M. The entorhinal area: electrophysiological studies of its interrelations with rhinencephalic structures and the brainstem // Electroenceph Clin Neurophysiol. 1957. 9: 309-324.

4. Agrawal N, Hamam B.N, Magistretti J, Alonso A, Ragsdale D.S. Persistent sodium channel activity mediates subthreshold membrane potential oscillations and low-threshold spikes in rat entorhinal cortex layer V neurons // Neuroscience. 2001. 102: 53-64.

5. Aliéné С, Cattani A, Ackman J.B, Bonifazi P, Aniksztejn L, Ben-Ari Y, Cossart R.J. Sequential generation of two distinct synapse-driven network patterns in developing neocortex // J Neurosci. 2008. 26. 28(48): 12851-12863.

6. Alonso A, Garcia-Austt E. Neuronal sources of theta rhythm in the entorhinal cortex. I. Laminar distribution of theta field potentials // Exp Brain Res. 1987a. 67:493-501.

7. Alonso A, Garcia-Austt E. Neuronal sources of theta rhythm in the entorhinal cortex of the rat. II. Phase relations between unit discharges and theta field potentials // Exp Brain Res. 1987b. 67: 502-509.

8. Alonso A, Llinas R.R. Subthreshold Na+-dependent theta-like rhythmicity in stellate cells of entorhinal cortex layer II // Nature. 1989. 342: 175-177.

9. Alonso J.R, Amaral D.G. Cholinergic innervation of the primate hippocampal formation. I. Distribution of choline acetyltransferase immunoreactivity in the Macaca fascicularis and Macaca mulatta monkeys // J Comp Neurol. 1995.355: 135-170.

10. Amaral D.G., Dent J.A. Development of the mossy fibers of the dentate gyrus: I. A light and electron microscopic study of the mossy fibers and their expansions//J Comp Neurol. 1981. 195(1): 51-86.

11. Andrade R. Cell excitation enhances muscarinic cholinergic responses in rat association cortex//Brain Res. 1991. 548: 81-93.

12. Arnold S. Cellular and molecular neuropathology of the parahippocampal region in schizophrenia // Ann NY Acad Sci. 2000. 911: 275-292.

13. Bal Т., McCormick D. Mechanisms of oscillatory activity in guinea-pig nucleus reticularis thalami in vitro: a mammalian pacemaker // J Physiol Land. 1993. 468: 669-691.

14. Bear J., Fountain N.B., Lothman E.W. (1996) Responses of the superficial entorhinal cortex in vitro in slices from naive and chronically epileptic rats // J Neurophysiol. 1996. 76: 2928-2940.

15. Ben-Ari Y. Excitatory action of GABA during development:the nature of the nurture//Nat Neurosci. 2002. 3: 728-739.

16. Ben-Ari Y., Cherubini E., Corradetti R., Gaiarsa J.L. Giant synaptic potentials in immature rat CA3 hippocampal neurons // J Physiol. 1989. 416: 303325.

17. Ben-Ari Y., Gaiarsa J., Tyzio R., Khazipov R. GABA: A Pioneer transmitter that excites immature neurons and generates primitive oscillations // Physiol Rev. 2007. 87: 1215-1284.

18. Beurrier C., Congar P., Bioulac В., Hammond C. Subthalamic nucleus neurons switch from single-spike activity to burst-firing mode // J Neurosci. 1999. 19(2): 599-609.

19. Blackstad T. Commissural connections of the hippocampal region in the rat, with special reference to their mode of termination // J Comp Neurol. 1956. 105: 417-537.

20. Bolea S., Avignone E., Berretta N., Sanchez-Andres J.V., Cherubini E. Glutamate controls the induction of GABA-mediated giant depolarizing potentials through AMP A receptors in neonatal rat hippocampal slices // J Neurophysiol. 1999. 81:2095-2102.

21. Braak H., Tredici K., Bohl J., Bratzke H., Braak E. Pathological changes in the parahippocampal region in select non-Alzheimer's dementias // Ann NY Acad Sci. 2000. 911:221-239.

22. Branchereau P., Morin D., Bonnot A., Ballion B., Chapron J., Viala D. Development of lumbar rhythmic networks: from embryonic to neonate locomotorlike patterns in the mouse // Brain Res Bull. 2000. 53: 711-718.

23. Brodmann K. Vergleichende Lokalisationslehre der Grosshirnrinde in ihren Prinzipien dargestellt auf Grund des Zellenbaues // 1909. Liepzig: Barth. P. 1-324.

24. Buckmaster P.S., Alonso A., Canfild D.R., Amaral D. Dendritic morphology, local circuitry, and intrinsic electrophysiology of principal neurons in the entorhinal cortex of macaque monkeys // J Comp Neurol. 2004. 470: 317-329.

25. Burwell R.D., Amaral D.G. Cortical afferents of the perirhinal, postrhinal, and entorhinal cortices // J Comp Neurol. 1998. 398: 179-205.

26. Buzsaki G., Draguhn A. Neuronal oscillations in cortical networks // Science. 2004. 304: 1926-1929.

27. Buzsaki G., Leung L., Vanderwolf C.H. Cellular bases of hippocampal EEG in the behaving rat // Brain Res Rev. 1983. 6: 139-171.

28. Cajal S.R. The structure of Amnion's Horn (trans. L Kraft) // CC Thomas. Springfield. MA. 1968.

29. Cang J., Renteria R.C., Kaneko M., Liu X., Copenhagen D.R., Stryker M.P. Development of precise maps in visual cortex requires patterned spontaneous activity in the retina //Neuron. 2005. 48: 797-809.

30. Ceranik K., Zhao S., Frotscher M. Development of the entorhino-hippocampal projection: guidance by Cajal-Retzius cell axons // Ann N Y Acad Sci. 2000.911:43-54.

31. Chandrasekaran A., Plas D., Gonzalez E., Crair M. Evidence for an instructive role of retinal activity in retinotopic map refinement in the superior colliculus of the mouse // J Neurosci. 2005. 25(29): 6929-6938.

32. Chapman B., Stryker M.P. Development of orientation selectivity in ferret visual cortex and effects of deprivation // J Neurosci. 1993. 13(12): 5251-5262.

33. Chrobak J.J., Buzsaki G. Gamma oscillations in the entorhinal cortex of the freely behaving rat//J Neurosci. 1998. 18(1): 388-398.

34. Chrobak J. J., Buzsaki G. High-frequency oscillations in the output networks of the hippocampal-entorhinal axis of the freely behaving rat // J Neurosci. 1996. 16(9): 3056-3066.

35. Chrobak J.J., Buzsaki G. Selective activation of deep layer (V-VI) retrohippocampal cortical neurons during hippocampal sharp waves in the behaving rat // J Neurosci. 1994. 14: 6160-6170.

36. Chub N., O'Donovan M.J. Blockade and recovery of spontaneous rhythmic activity after application of neurotransmitter antagonists to spinal networks of the chick embryo //J Neurosci. 1998. 18: 294-306.

37. Clifford D.B., Olney J.W., Maniotis A., Collins R.C., Zorumski C.F. (1987) The functional anatomy and pathology of lithium-pilocarpine and high-dose pilocarpine seizures //Neuroscience. 1987. 23: 953-968.

38. Corlew R., Bosma M.M., Moody W.J. Spontaneous, synchronous electrical activity in neonatal mouse cortical neurons // J Physiol. 2004. 560: 377-390.

39. Crabtree J.W. Prenatal development of retinocollicular projections in the rabbit: an HRP study // J Comp Neurol. 1989. 286: 504-513.

40. Crabtree J.W. Prenatal development of retinogeniculate projections in the rabbit: an HRP study // J Comp Neurol. 1990. 299: 75-88.

41. Crepel V., Aronov D., Jorquera I., Represa A., Ben-Ari Y., Cossart R. A parturition-associated nonsynaptic coherent activity pattern in the developing hippocampus //Neuron. 2007. 54: 105-120.

42. Cunningham M.O., Pervouchine D.D., Racca C., Kopell N.J., Davies C.H., Jones R.S.G., Traub R.D., Whittington M.A. Neuronal metabolism governs cortical network response state // PNAS. 2006. 103(14): 5597-5601.

43. Del Negro Ch., Morgado-Valle C., Hayes J., Maclcay D., Pace R., Crowder E., Feldman J. Sodium and calcium current-mediated pacemaker neurons and respiratory rhythm generation // J Neurosci. 2005. 25(2): 446-453.

44. Deng J.B., Yu D.M., Li M.S. Formation of the entorhino-hippocampal pathway: a tracing study in vitro and in vivo // Neurosci Bull. 2006. 22(6): 305314.

45. Deng J.B., Yu D.M., Wu P., Li M.S. The tracing study of developing entorhino-hippocampal pathway // Int J Dev Neurosci. 2007. 25(4): 251-258.

46. Derjean D., Bertrand S., Nagy F., Shefchyk S. Plateau potentials and membrane oscillations in parasympathetic preganglionic neurons and intermediolateral neurons in the rat lumbosacral spinal cord // J Physiol. 2005. 563: 583-596.

47. Descarries L., Lemay B., Doucet G., Berger B., Regional and laminar density of the dopamine innervation in adult rat cerebral cortex // Neuroscience. 1987.21: 807-824.

48. Destexhe A., Contreras D., Sejnowski T.J., Steriade M. A model of spindle rhythmicity in the isolated thalamic reticular nucleus // J Neurophysiol. 1994. 72(2): 803-818.

49. Destexhe A., Contreras D., Steriade M. Mechanisms underlying the synchronizing action of corticothalamic feedback through inhibition of thalamic relay cells // J Neurophysiol. 1998. 79: 999-1016.

50. Di Prisco G.D., Pearlstein E., Le Ray D., Robitaille R., Dubuc R.A. Cellular mechanism for the transformation of a sensory input into a motor command // J Neurosci. 2000. 20: 8169-8176.

51. Dickson C.T., Alonso A. Muscarinic induction of synchronous population activity in the entorhinal cortex // J Neurosci. 1997. 17: 6729-6744.

52. Dickson C.T., Magistretti J., Shalinsky M., Fransen E., Hasselmo M.E., Alonso A. Properties and role of Ih in the pacing of subthreshold oscillations in entorhinal cortex layer II neurons // J Neurophysiol. 2000a. 83: 2562-2579.

53. Dickson C.T., Magistretti J., Shalinsky M., Hamam B., Alonso A. Oscillatory activity in entorhinal neurons and circuits mechanisms and function // Ann NY Acad Sci. 2000b. 911: 127-150.

54. Dolorfo C.L., Amaral D.G. The entorhinal cortex of the rat: Topographic organization of the cells of origin of the perforant path projection to the dentate gyrus // J Comp Neurol. 1998. 398: 25-48.

55. Du F., Eid T., Lothman E.W., Kohler C., Schwarcz R. Preferential neuronal loss in layer III of the medial entorhinal cortex in rat models of temporal lobe epilepsy//J Neurosci. 1995. 15: 6301-6313.

56. Du F., Whetsell J., Abou-Khalil B., Blumenkopf B., Lothman E.W., Schwarcz R. Preferential neuronal loss in layer III of the entorhinal cortex in patients with temporal lobe epilepsy // Epilepsy Res. 1993. 16: 223-233.

57. Durack J.C., Katz L.C. Development of horizontal projections in layer 2/3 of ferret visual cortex // Cereb Cortex. 1996. 6(2): 178-183.

58. Durstewitz D., Seamans J.K., Sejnowski T.J. Dopamine-mediated stabilization of delay-period activity in a network model of prefrontal cortex // J Neurophysiol. 2000. 83: 1733-1750.

59. Egorov A.V., Hamam B.N., Fransen E., Hasselmo M.E., Alonso A.A. Graded persistent activity in entorhinal cortex neurons // Nature. 2002a. 420: 173178.

60. Egorov A.V., Heinemann U., Muller W. Differential excitability and voltage-dependent Ca2+ signalling in two types of medial entorhinal cortex layer V neurons//Eur J Neurosci. 2002b. 16: 1305-1312.

61. Eichenbaum H. A cortical-hippocampal system for declarative memory // Nat Rev Neurosci. 2000. 1: 41-50.

62. Eid T., Schwarcz R., Ottersen O.P. Ultrastructure and immunocytochemical distribution of GABA in layer III of the rat medial entorhinal cortex following aminooxyacetic acid-induced seizures //Exp Brain Res. 1999. 125: 463^175.

63. Erchova I., Kreck G., Heinemann U., Herz A.V.M. Dynamics of rat entorhinal cortex layer II and III cells: characteristics of membrane potential resonance at rest predict oscillation properties near threshold // J Physiol. 2004. 560: 89-110.

64. Fedirchuk B., Wenner P., Whelan P.J., Ho S., Tabak J., O'Donovan MJ. Spontaneous network activity transiently depresses synaptic transmission in the embryonic chick spinal cord//J Neurosci. 1999. 19(6): 2102-2112.

65. Feller M.B. Spontaneous correlated activity in developing neural circuits // Neuron. 1999.22: 653-656.

66. Feller M.B., Butts D.A., Aaron H.L., Rokhsar S., Shatz C.J. Dynamic properties shape spatiotemporal properties of retinal waves // Neuron. 1997. 19: 293-306.

67. Firth S., Wang C., Feller M. Retinal waves: mechanisms and function in visual system development // Cell Calcium. 2005. 37: 425^132.

68. Fisher K.F., Lukas P.D., Wong R.O.L. Age-dependent and cell class-specific modulation of retinal ganglion cell bursting activity by GABA // J Neurosci. 1998. 18: 3767-3778.

69. Frank L.M., Brown E.N., Wilson M.A. A comparison of the firing properties of putative excitatory and inhibitory neurons from CA1 and the entorhinal cortex // J Neurophysiol. 2001. 86: 2029-2040.

70. Fraser D., MacVicar B. Cholinergic-dependent plateau potential in hippocampal CA1 pyramidal neurons // J Neurosci. 1996. 16: 4113-4128.

71. Gaarskjaer F.B. The development of the dentate area and the hippocampal mossy fiber projection of the rat // J Comp Neurol. 1985. 241(2): 154-170.

72. Gaiarsa J.L., Corradetti R., Cherubini E., Ben-Ari Y. Modulation of GABA-mediated synaptic potentials by glutamatergic agonists in neonatal CA3 rat hippocampal neurons // Eur J Neurosci. 1991. 3: 301-309.

73. Galli L., Maffei L. Spontaneous impulse activity of rat retinal ganglion cells in prenatal life // Science. 1988. 242: 90-91.

74. Ganguly K., Schinder A.F., Wong S.T., Poo M. GABA itself promotes the developmental switch of neuronal GABAergic responses from excitation to inhibition//Cell. 2001. 105(4): 521-532.

75. Garaschuk O., Hanse E., Konnerth A. Developmental profile and synaptic origin of early network oscillations in the CA1 region of rat neonatal hippocampus //JPhysiol. 1998. 507: 219-236.

76. Garaschuk O., Linn J., Eilers J., Konnerth A. Large-scale oscillatory calcium waves in the immature cortex //Nat Neurosci. 2000. 3: 452-459.

77. Gayer N.S., Horsburgh G.M., Dreher B. Developmental changes in the pattern of retinal projections in pigmented and albino rabbits // Brain Res Dev Brain Res. 1989. 50: 33-54.

78. Gloveli T., Egorov A.V., Schmitz D., Heinemann U., Muller W. Charbachol-induced changes in excitability and Ca2+.i signaling in projection cells of medial entorhinal cortex layers II and III // Eur J Neurosci. 1999. 11: 3626-3636.

79. Gloveli T., Schmitz D., Empson R.M., Dugladze T., Heinemann U. Morphological and electrophysiological characterization of layer III cells of the medial entorhinal cortex of the rat // Neuroscience. 1997a. 77(3): 629-648.

80. Gloveli T., Schmitz D., Empson R.M., Heinemann U. Frequency-dependent information flow from the entorhinal cortex to the hippocampus // J Neurophysiol. 78: 3444-3449.

81. Godecke I., Bonhoeffer T. Development of identical orientation maps for two eyes without common visual experience //Nature. 1996. 379(6562): 251-254.

82. Greenwood I.A., Large W.A. Comparison of the effects of fenamates on Ca-activated chloride and potassium currents in rabbit portal vein smooth muscle cells // Br J Pharmacol. 1995. 116: 2939-2948.

83. Grubb M., Rossi F., Changeux J., Thompson I. Abnormal functional organization in the dorsal lateral geniculate nucleus of mice lacking the b2 subunit of the nicotinic acetylcholine receptor // Neuron. 2003. 40: 1161—1172.

84. Haas J., White J. Frequency selectivity of layer II stellate cells in the medial entorhinal cortex // J Neurophysiol. 2002. 88: 2422-2429.

85. Hafting T., Fyhn M., Molden S., Moser M.B., Moser E.I. Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex // Nature. 2005. 436: 801-806.

86. Hagan J.J., Verheijck E.E., Spigt M.H., Ruigt G.S. Behavioural and electrophysiological studies of entorhinal cortex lesions in the rat // Physiol Behav. 1992. 51:255-266.

87. Haj-Dahmane S., Andrade R. Ionic mechanism of the slow afiterdepolarization induced by muscarinic receptor activation in rat prefrontal cortex//J Neurophysiol. 1998. 80: 1197-1210.

88. Hamam B., Amaral D., Alonso A. Morphological and electrophysiological characteristics of layer V neurons of the rat lateral entorhinal cortex // J Comp Neurol. 2002.451:45-61.

89. Hamill O.P., Marty A., Neher E., Sakmann B., Sigworth F. Improved patch-clamp techniques for high-resolution current recording from cells and cell-free membrane patches // Pfluegers Arch. 1981. 391: 85-100.

90. Hanganu I., Ben-Ari Y., Khazipov R. Retinal waves trigger spindle bursts in the neonatal rat visual cortex // J Neurosci. 2006. 26(25): 6728-6736.

91. Hanson M.G., Landmesser L.T. Characterization of the circuits that generate spontaneous episodes of activity in the early embryonic spinal cord // J Neurosci. 2003.23: 587-600.

92. Hanson M.G., Landmesser L.T. Increasing the frequency of spontaneous rhythmic activity disrupts poolspecific axon fasciculation and pathfmding of embryonic spinal motoneurons // J Neurosci. 2006. 26: 12769-12780.

93. Hanson M.G., Landmesser L.T. Normal patterns of spontaneous activity are required for correct motor axon guidance and the expression of specific guidance molecules//Neuron. 2004. 46: 687-701.

94. Hargreaves E.L., Rao G., Lee I., Knierim J.J. Major dissociation between medial and lateral entorhinal input to dorsal hippocampus // Science. 2005. 308: 1792-1794.

95. Harks E.G., De Roos A.D., Peters P.H., De Haan L.H., Brouwer A., Ypey D.L., van Zoelen E.J., Theuvenet A.P. Fenamates: a novel class of reversible gap junction blockers //J Pharmacol Exp Ther. 2001. 298: 1033-1041.

96. Hasselmo M.E. Neuromodulation: acetylcholine and memory consolidation //Trends Cogn Sci. 1999. 3: 351-359.

97. Hines M.L., Carnevale N.T. The NEURON simulation environment // Neural Computat. 1997. 9: 1179-1209.

98. Hjorth-Simonsen A., Jeune B. Origin and termination of the hippocampal perforant path in the rat studied by silver impregnation // J Comp Neurol. 1972. 144: 215-232.

99. Hollrigel G.S., Ross S.T., Soltesz I. Temporal patterns and depolarizing actions of spontaneous GABAA receptor activation in granule cells of the early postnatal dentate gyrus // J Neurophysiol. 1998. 80: 2340-2351.

100. Holscher C., Schmidt W.J. Quinolinic acid lesion of the rat entorhinal cortex pars medialis produces selective amnesia in allocentric working memory (WM), but not egocentric WM // Behav Brain Res. 1994. 63: 187-194.

101. Horton J.C., Hocking D.R. Intrinsic variability of ocular dominance column periodicity in normal macaque monkeys // J Neurosci. 1996. 16(22): 7228-7239.

102. Hubel D., Wiesel T. The period of susceptibility to the physiological effects of unilateral eye closure in kittens // J Physiol. 1970. 206: 419-436.

103. Hubel D.H., Wiesel T.N., LeVay S. Plasticity of ocular dominance columns in monkey striate cortex // Philos Trans R Soc Lond В Biol Sci. 1977. 278(961): 377-409.

104. Hughes St., Cope D., Blethyn K., Crunelli V. Cellular mechanisms of the slow (<1 Hz) oscillation in thalamocortical neurons in vitro // Neuron. 2002. 33: 947-958.

105. Insausti R., Herrero M., Witter M. 1997. Entorhinal cortex of the rat: Cytoarchitectonic subdivisions and the origin and distribution of cortical efferents //Hippocampus. 1997. 7: 146-183.

106. Jaffard R., Meunier M. Role of the hippocampal formation in learning and memory//Hippocampus. 1993. 3: 203-218.

107. Jones R.S.G., Biihl E.H. Basket-like interneurones in layer II of the entorhinal cortex exhibit a powerful NMDA-mediated synaptic excitation // Neurosci Lett. 1993. 149: 35-39.

108. Jones S.P., Rahimi O., O'Boyle M.P., Diaz D.L., Claiborne B.J. Maturation of granule cell dendrites after mossy fiber arrival in hippocampal field CA3 // Hippocampus. 2003. 13(3): 413-427.

109. Kandler K., Katz L.C. Coordination of neuronal activity in developing visual cortex by gap junction-mediated biochemical communication // J Neurosci. 1998. 18: 1419-1427.

110. Kasyanov A.M., Safiulina V.F., Voronin L.L., Cherubini E. GABA-mediated giant depolarizing potentials as coincidence detectors for enhancing synaptic efficacy in the developing hippocampus // Proc Natl Acad Sci USA. 2004. 101(11): 3967-3972.

111. Katz L., Shatz C. Synaptic activity and the construction of cortical circuits // Science. 1996. 274(5290): 1133-1138.

112. Kerr K., Agster K., Furtak S., Burwell R. Functional neuroanatomy of the parahippocampal region: the lateral and medial entorhinal areas // Hippocampus. 2007. 17: 697-708.

113. Khazipov R., Esclapez M., Caillard O., Bernard C., Khalilov I., Tyzio R., Hirsch J., Dzhala V., Berger B., Ben-Ari Y. Early development of neuronal activity in the primate hippocampus in utero // J Neurosci. 2001. 21: 9770-9781.

114. Khazipov R., Leinekugel X., Khalilov I., Gaiarsa J.L., Ben-Ari Y. Synchronization of GABAergic interneuronal network in CA3 subfield of neonatal rat hippocampal slices // J Physiol. (Lond) 1997. 498: 763-772.

115. Klink R., Alonso A. Ionic mechanisms of muscarinic depolarization in entorhinal cortex layer II neurons // J Neurophysiol. 1997. 77: 1829-1843.

116. Kochetkov K.V., Kazachenko V.N., Marinov B.S. Dose-dependent potentiation and inhibition of single Ca2+-activated K+ channels by flufenamic acid // Membr Cell Biol. 2000. 14: 285-298.

117. Kocsis B., Bragin A., Buzsaki G. Interdependence of multiple theta generators in the hippocampus: a partial coherence analysis // J Neurosci. 1999. 19(14): 6200-6212.

118. Kohler C. Intrinsic projections of the retrohippocampal region in the rat brain. I. The subicular complex // J Comp Neurol. 1985. 236: 504-522.

119. Krieg W. Connections of the cerebral cortex. I. The albino rat. A. Topography of the cortical areas // J Comp Neurol. 1946a. 84: 221-275.

120. Krieg W. Connections of the cerebral cortex. I. The albino rat. B. Structure of the cortical areas // J Comp Neurol. 1946b. 84: 277-323.

121. Kumar S., Buckmaster P. Hyperexcitability, interneurons, and loss of GABAergic synapses in entorhinal cortex in a model of temporal lobe epilepsy // J Neurosci. 2006. 26(17): 4613-4623.

122. Lamsa K., Palva J.M., Ruusuvuori E., Kaila K., Taira T. Synaptic GABA(A) activation inhibits AMPA-kainate receptor-mediated bursting in the newborn (P0-P2) rat hippocampus // J Neurophysiol. 2000. 83: 359-366.

123. Lorente de No R. Studies on the structure of the cerebral cortex. I. The area entorhinalis // J Psychol Neurol. 1933. 45: 382- 438.

124. Lorente de No R. Studies on the structure of the cerebral cortex. II. Continuation of the study of amnionic system // J Psych Neurol. 1934. 46: 113177.

125. Luthi A., McCormick D. H-Current: properties of a neuronal and network pacemaker//Neuron. 1998. 21: 9-12.

126. Ma L., Shalinsky M., Alonso A., Dickson C. Effects of serotonin on the intrinsic membrane properties of layer II medial entorhinal cortex neurons // Hippocampus. 2007. 17: 114-129.

127. Magistretti J., Ma L., Shalinsky M., Lin W., Klink R., Alonso A. Spike patterning by Ca2+-dependent regulation of a muscarinic cation current in entorhinal cortex layer II neurons // J Neurophysiol. 2004. 92: 1644-1657.

128. McCabe A.K., Chisholm S.L., Picken-Bahrey H.L., Moody W.J. The selfregulating nature of spontaneous synchronized activity in developing mouse cortical neurons // J Physiol. 2006. 577: 155-167.

129. McCabe A.K., Easton C.R., Lischalk J.W., Moody W.J. Roles of glutamate and GABA receptors in setting the developmental timing of spontaneous synchronized activity in the developing mouse cortex // Dev Neurobiol. 2007. 67: 1574-1588.

130. McCormick D.A., Bal T. Sleep and arousal: thalamocortical mechanisms // Annu Rev Neurosci. 1997. 20: 185-215.

131. McLaughlin S.G., Szabo G., Eisenman G. Divalent ions and the surface potential of charged phospholipid membranes // J Gen Physiol. 1971. 58: 667-687.

132. McLaughlin T., Torborg C., Feller M., O'Leary D. Retinotopic map refinement requires spontaneous retinal waves during a brief critical period of development //Neuron. 2003. 40: 1147-1160.

133. Meister M., Wong R.O., Baylor D.A., Shatz C.J. Synchronous burst of action potentials in ganglion cells of the developing mammalian retina // Science. 1991.252: 939-943.

134. Milner В. Disorders of learning andmemoryafter temporal lobe lesions in man//Clin Neurosurg. 1972. 19: 421-466.

135. Milner L.D., Landmesser L.T. Cholinergic and GABAergic inputs drive patterned spontaneous motoneuron activity before target contact // J Neurosci. 1999. 19: 3007-3022.

136. Mitchell S.J., Ranck J.B. Generation of theta rhythm in medial entorhinal cortex of freely moving rats // Brain Research. 1980. 189: 49-66.

137. Mohajerani M.H., Cherubini E. Role of giant depolarizing potentials in shaping synaptic currents in the developing hippocampus // Crit Rev Neurobiol. 2006. 18(1): 13-23.

138. Mooney R., Penn A.A., Gallego R., Shatz C.J. Thalamic relay of spontaneous retinal activity prior to vision//Neuron. 1996. 17: 863-874.

139. Morisset V., Nagy F. Ionic basis for plateau potentials in deep dorsal horn neurons of the rat spinal cord // J Neurosci. 1999. 19: 7309-7316.

140. Morris R.G., Garrud P., Rawlins J.N., O'Keefe J. Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions //Nature. 1982. 297: 681-683.

141. Mrsic-Flogel Т., Hofer S., Creutzfeldt C., Cloez-Tayarani I., Changeux J., Bonhoeffer Т., Hubener M. Altered map of visual space in the superior colliculus of mice lacking early retinal waves // J Neurosci. 2005. 25(29): 6921- 6928.

142. Nishimaru H., Iizulca S., Ozaki S., Kudo N. Spontaneous motoneuronal activity mediated by glycine and GABA in the spinal cord of rat fetuses in vitro // J Physiol, (bond) 1996. 497: 132-143.

143. O'Donovan M.J. The origin of spontaneous activity in developing networks of the vertebrate nervous system // Curr Opin Neurobiol. 1998. 9: 94-104.

144. O'Donovan M.J., Chub N., Wenner P. Mechanisms of spontaneous activity in developing spinal networks // J Neurobiol. 1998. 37: 131-145.

145. Ottolia M., Toro L. Potentiation of large conductance KCa channels by niflumic, flufenamic, and mefenamic acids // Biophys J. 1994. 67: 2272-2279.

146. Pace R., Mackay D., Feldman J., Del Negro Ch. Inspiratory bursts in the preBotzinger Complex depend on a calcium-activated nonspecific cationic current linked to glutamate receptors // J Physiol, published online. Apr 19, 2007.

147. Partridge L., Swandulla D. Calcium-activated non-specific cation channels // Trends Neurosci. 1988. 11: 69-72.

148. Partridge L.D., Valenzuela C.F. Block of hippocampal CAN channels by flufenamate // Brain Res. 2000. 867: 143-148.

149. Provine R.R. Ontogeny of bioelectric activity in the spinal cord of the chick embryo and its behavioral implications // Brain Res. 1972. 41: 365-378.

150. Rakic P. Prenatal development of the visual system in rhesus monkey // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1977. 278(961): 245-260.

151. Ramirez J.M., Tryba A., Pena F. Pacemaker neurons and neuronal networks: an integrative view // Cur Opin Neurobiol. 2004. 14: 665-674.

152. Ramon y Cajal S. Histologic du syste'me nerveux de l'homme et de verte'bre's // Paris. A. Maloine. 1911.

153. Ren J., Greer J.J. Ontogeny of rhythmic motor patterns in the embryonic rat spinal cord // J Neurophysiol. 2003. 89: 1187-1195.

154. Ruthazer E.S., Stryker M.P. The role of activity in the development of longrange horizontal connections in area 17 of the ferret // J Neurosci. 1996. 16(22): 7253-7269.

155. Safiulina V., Zacchi P., Taglialatela M., Yaari Y., Cherubini E. Low expression of Kv7/M channels facilitates intrinsic and network bursting in the developing rat hippocampus // J Physiol. 2008. 586(22): 5437-5453.

156. Scharfman H. Epileptogenesis in the parahippocampal region parallels with the dentate gyrus 11 Ann NY Acad Sci. 2000. 911: 305-327.

157. Schwarcz R., Tore E., Du F. Neurons in layer III of the entorhinal cortex: a role in epileptogenesis and epilepsy // Ann NY Acad Sci. 2000. 911: 328-342.

158. Schwob J.E., Fuller Т., Price J.L., Olney J.W. Widespread patterns of neuronal damage following systemic or intracerebral injections of kainic acid: a histological study//Neuroscience. 1980. 5: 991-1014.

159. Scoville W. В., Milner B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions // J Neurol Neurosurg Psychiat. 1957. 20: 11—21.

160. Sernagor E., Grzywacz N.M. Influence of spontaneous activity and visual experience on developing retinal receptive fields // Curr Biol. 1996. 6: 1503-1508.

161. Shatz C.J., Stryker M.P. Ocular dominance in layer IV of the cat's visual cortex and the effects of monocular deprivation // J Physiol. 1978. 281: 267-283.

162. Sipila S., Huttu K., Soltesz I., Voipio J., Kaila K. Depolarizing GAB A acts on intrinsically bursting pyramidal neurons to drive giant depolarizing potentials in the immature hippocampus // J Neurosci. 2005. 25(22): 5280-5289.

163. Sipila S.T., Kaila K. (2008) GABAergic control of САЗ-driven network events in the developing hippocampus // Results Probl Cell Differ. 2008. 44: 99121.

164. Spitzer N.C. Electrical activity in early neuronal development // Nature. 2006. 444: 707-712.

165. Squire L. R., Zola-Morgan S. The medial temporal lobe memory system // Science. 1991. 253: 1380-1386.

166. Squire L., Stark C., Clark R. The medial temporal lobe // Annu Rev Neurosci. 2004. 27: 279-306.

167. Squire L.R., Zola S.M. Amnesia, memory and brain systems // Philos Trans R Soc Lond BB iol Sci. 1997. 352: 1663-1673.

168. Sretavan D., Shatz C., Stryker M. Modification of retinal ganglion cell axon morphology by prenatal infusion of tetrodotoxin // Nature. 1988. 336: 468-471.

169. Stellwagen D., Shatz C. An instructive role for retinal waves in the development of retinogeniculate connectivity // Neuron. 2002. 33: 357-367.

170. Stenkamp K., Heinemann U., Schmitz D. Dopamine suppresses stimulus-induced field potentials in layer III of rat medial entorhinal cortex // Neurosci Lett. 1998.255: 119-121.

171. Steriade M. Sleep, epilepsy and thalamic reticular inhibitory neurons // Trends Neurosci. 2005. 28(6): 317-24.

172. Steward O. Topographic organization of the projections from the entorhinal area to the hippocampal formation of the rat // J Comp Neurol. 1976. 167: 285314.

173. Su H., Alroy G., Kirson E.D., Yaari Y. Extracellular calcium modulates persistent sodium current-dependent burst-firing in hippocampal pyramidal neurons // J Neurosci. 2001. 21(12): 4173-4182.

174. Suzuki W.A., Miller E.K. Object and place memory in the macaque entorhinal cortex//J Neurophysiol. 1997. 78(2): 1062-1081.

175. Syed M., Lee S., Zheng J., Zhou Z.J. Stage-dependent dynamics and modulation of spontaneous waves in the developing rabbit retina // J Physiol. 2004. 560: 533-549.

176. Tahvildari B., Alonso A. Morphological and electrophysiological properties of lateral entorhinal cortex layers II and III principal neurons // J Comp Neurol. 2005.491: 123-140.

177. Tahvildari В, Fransen E, Alonso A, Hasselmo M. Switching between "On" and "Off' states of persistent activity in lateral entorhinal layer III neurons //Hippocampus. 2007.

178. Torborg C., Hansen K, Feller M. High frequency, synchronized bursting drives eye-specific segregation of retinogeniculate projections // Nat Neurosci. 2005. 8(1): 72-78.

179. Traub R.D, Buhl E.H, Gloveli Т., Whittington M.A. Fast rhythmic bursting can be induced in layer 2/3 cortical neurons by enhancing persistent Na+ conductance or by blocking BK channels // J Neurophysiol. 2003. 89: 909-921.

180. Traub R.D, Buhl E.H, Gloveli T, Whittington M.A. Fast rhythmic bursting can be induced in layer 2/3 cortical neurons by enhancing persistent Na+ conductance or by blocking BK channels // J Neurophysiol. 2003. 89: 909-921.

181. Traub R.D, Miles R. Neuronal networks of the hippocampus // Cambridge: Cambridge Univ. Press. 1991. P. 301.

182. Van Groen T. Entorhinal cortex of the mouse: cytoarchitectonical organization // Hippocampus. 2001. 11: 397-407.

183. Wiesel T, Hubel D. Effects of visual deprivation on morphology and physiology of cells in the cats lateral geniculate body // J Neurophysiol. 1963. 26: 978-993.fv'

184. Wiesel T.N., Hubel D.H. Ordered arrangement of orientation columns m monkeys lacking visual experience // J Comp Neurol. 1974. 158(3): 307-318.

185. Witter M.P., Groenewegen H.J., Lopes da Silva F.H., Lohman A.H. Functional organization of the extrinsic and intrinsic circuitry of the parahippocampal region//ProgNeurobiol. 1989.33: 161-253.

186. Wong R.O. Retinal waves and visual system development. Annu Rev Neurosci. 1999. 22: 29-47.

187. Wong R.O., Chernjavsky A., Smith S.J., Shatz C.J. Early functional neural networks in the developing retina // Nature. 1995. 374: 716-718.

188. Yue C., Remy S., Su H., Beck H., Yaari Y. Proximal persistent Na+ channels drive spike afterdepolarizations and associated bursting in adult CA1 pyramidal cells // J Neurosci. 2005. 25(42): 9704-9720.

189. Yue C., Remy S., Su H., Beck H., Yaari Y. Proximal persistent Na+ channels drive spike afterdepolarizations and associated bursting in adult CA1 pyramidal cells // J Neurosci. 2005. 25(42): 9704-9720.

190. Yuste R., Peinado A., Katz L.C. Neuronal domains in developing neocortex // Science. 1992. 257: 665-669.

191. Zheng J., Lee S., Zhou Z.J. A developmental switch in the excitability and function of the starburst network in the mammalian retina // Neuron. 2004. 44: 851-864.

192. Zheng J., Lee S., Zhou Z.J. A transient network of intrinsically bursting starburst cell underlies the generation of retinal waves // Nat Neurosci. 2006. 9(3): 363-371.

193. Zhou Z.J. Direct participation of starburst amacrine cells in spontaneous rhythmic activities in the developing mammalian retina. J Neurosci. 1998. 18: 4155-4165.

194. Zhu Z., Munhall A., Shen K., Johnson St. Calcium-dependent subthreshold oscillations determine bursting activity induced by N-methyl-D-aspartate in rat subthalamic neurons in vitro // Eur J Neurosci. 2004. 19: 1296-1304.