Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain

神经科学 经颅直流电刺激 刺激 兴奋性突触后电位 神经可塑性 基因剔除小鼠 转基因小鼠 生物 转基因 化学 受体 医学 内科学 抑制性突触后电位 基因 生物化学
作者
Hiromu Monai,Masamichi Ohkura,Mika Tanaka,Yuki Oe,Ayumu Konno,Hirokazu Hirai,Katsuhiko Mikoshiba,Shigeyoshi Itohara,Junichi Nakai,Youichi Iwai,Hajime Hirase
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:7 (1) 被引量:355
标识
DOI:10.1038/ncomms11100
摘要

Abstract Transcranical direct current stimulation (tDCS) is a treatment known to ameliorate various neurological conditions and enhance memory and cognition in humans. tDCS has gained traction for its potential therapeutic value; however, little is known about its mechanism of action. Using a transgenic mouse expressing G-CaMP7 in astrocytes and a subpopulation of excitatory neurons, we find that tDCS induces large-amplitude astrocytic Ca 2+ surges across the entire cortex with no obvious changes in the local field potential. Moreover, sensory evoked cortical responses are enhanced after tDCS. These enhancements are dependent on the alpha-1 adrenergic receptor and are not observed in IP 3 R2 (inositol trisphosphate receptor type 2) knockout mice, in which astrocytic Ca 2+ surges are absent. Together, we propose that tDCS changes the metaplasticity of the cortex through astrocytic Ca 2+ /IP 3 signalling.
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