Basal forebrain parvalbumin neurons modulate vigilant attention and rescue deficits produced by sleep deprivation

基底前脑 帕尔瓦布明 神经科学 前脑 睡眠剥夺 睡眠(系统调用) 心理学 基础(医学) 医学 内分泌学 昼夜节律 胆碱能的 中枢神经系统 计算机科学 胰岛素 操作系统
作者
Felipe L. Schiffino,James M. McNally,Eden B. Maness,James T Mckenna,Ritchie E. Brown,Robert E. Strecker
出处
期刊:Journal of Sleep Research [Wiley]
卷期号:33 (3) 被引量:2
标识
DOI:10.1111/jsr.13919
摘要

Summary Attention is impaired in many neuropsychiatric disorders, as well as by sleep disruption, leading to decreased workplace productivity and increased risk of accidents. Thus, understanding the neural substrates is important. Here we test the hypothesis that basal forebrain neurons that contain the calcium‐binding protein parvalbumin modulate vigilant attention in mice. Furthermore, we test whether increasing the activity of basal forebrain parvalbumin neurons can rescue the deleterious effects of sleep deprivation on vigilance. A lever release version of the rodent psychomotor vigilance test was used to assess vigilant attention. Brief and continuous low‐power optogenetic excitation (1 s, 473 nm @ 5 mW) or inhibition (1 s, 530 nm @ 10 mW) of basal forebrain parvalbumin neurons was used to test the effect on attention, as measured by reaction time, under control conditions and following 8 hr of sleep deprivation by gentle handling. Optogenetic excitation of basal forebrain parvalbumin neurons that preceded the cue light signal by 0.5 s improved vigilant attention as indicated by quicker reaction times. By contrast, both sleep deprivation and optogenetic inhibition slowed reaction times. Importantly, basal forebrain parvalbumin excitation rescued the reaction time deficits in sleep‐deprived mice. Control experiments using a progressive ratio operant task confirmed that optogenetic manipulation of basal forebrain parvalbumin neurons did not alter motivation. These findings reveal for the first time a role for basal forebrain parvalbumin neurons in attention, and show that increasing their activity can compensate for disruptive effects of sleep deprivation.
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