KORN Et Al - Spontaneous Quantal Currents in a Central Neuron Match Predictions From Binominal...
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Proc. Nati. A c a d. Sci. U SA Vol. 8 4, p p . 5981-5985, August 1987 Neurobiology Spontaneous quantal currents i n a central neuron match predictions from binomial analysis of evoked responses (quantal responses/miniature currents/Cl- channels/synaptic noise) HENRI KORN*, YVES BURNOD*, A N D DONALD S . FABERt *Laboratoire d e Neurobiologie Cellulaire, Institut National d e l a Sante e t d e l a Recherche Mddicale U261, Ddpartement d e s Biotechnologies, Institut Pasteur, 2 5 R u e d u Docteur Roux, 75724 Paris Cddex 1 5 , France; a n d 'Division o f Neurobiology, Department o f Physiology, State University o f N e w York, 3 1 3 Cary Hall, Buffalo, N Y 14214 Communicated by M ic hael V. L. Bennett, M ay 8, 1987 ABSTRACT Inhibitory postsynaptic currents occurring spontaneously i n t h e teleost Mauthner cell were analyzed with t h e single-electrode voltage-clamp technique. They were col- lected during depolarizing steps a nd were outward-going; this procedure allowed them t o be isolated from possible excitatory currents flowing in t h e opposite direction. Their amplitude histograms were found t o exhibit regularly spaced multiple peaks, each o f whichhad a Gaussian distribution of t h e same width. These compound inhibitory postsynaptic currents rep- resent responses evoked by background firing o f presynaptic neurons, a n d when tetrodotoxin w a s applied topically, onlythe first peak i n t h e frequency histogram, which c a n b e attributed t o single exocytotic events, remained. T h e mean conductance o f this quantal unit equalled 46.0 n S , which corresponds t o t h e opening o f 1000-2000 C l - channels activated b y glycine-the transmitter a t these synapses. I t s waveform a n d those of the larger units were essentially t h e same. Furthermore, i n each s et o f data provided b y a given Mauthner cell, t h e size o f a quantum w a s quite constant, with i t s variance a nd those o f further peaks being equivalent t o that o f background noise. These properties, which characterize t h e quantal events o n t h e basis o f spontaneous synaptic activity, were strikingly similar t o those o f t h e basic units derived by t h e simple binomial analysis o f unitary postsynaptic potentials, thus validating t h e us e o f this statistical model t o quantify t h e quantal nature o f release a t central connections. T h e quite straightforward method used here extract single miniature currents from complex signals should b e applicable t o t h e other systems o f t h e central nervous system, where t h e pertinence o f this probabi- listic model o f release h as y e t t o be demonstrated. T h e notionofquantal transmitter release (1), a s demonstrated a t t he neuromuscular junction, relied upon t h e linkage o f t w o findings. O n e i s that evoked responses a re composed o f unitary elements o f equal amplitudes. T he second, which w a s a s crucial, i s that these basic units correspond t o t h e so-called spontaneous miniature potentials or quanta. I n t h e central nervous system, however, i t h a s n o t y e t been possible t o establish t h e same correlation. Small spontaneous potentials, presumed t o b e miniatures, have been detected i n a number o f systems, including spinal neurons (2-4) and hippocampal cells (5). B u t their definite identification a s quanta h a s remained debatable despite early attempts with motoneurons (6). I n that case, fluctuation analysis w a s applied t o sponta- neous rather than evoked postsynaptic potentials; further- more, t h e Poisson model used appeared later t o be inade- quate (7). I n fact, quantal release models c a n b e applied satisfactorily t o t h e central nervous system, a s shown, f o r instance, with inhibitory synapses o n t h e teleost Mauthner cell (M-cell). I n this system, binomial predictions adequately f i t t h e distribu- tion o f fluctuating unitary potentials evoked by a single presynaptic cell; furthermore, t h e relevanceof this statistical model w a s shown b y the finding that t h e binomial term n , which defines t h e "total number o f units available" (8), h as a physical counterpart. That i s, n equals t h e number o f active zones established b y o ne presynaptic neuron on it s target (9-11). O n t h e basis of this equivalence a n d o f conductance measurements, several conclusions could be drawn concern- i n g q , t h e quantum extracted from t h e binomial statistics. Specifically, i ts amplitude, which averaged 1.2% o f t h e full-sized inhibitory postsynaptic potential (IPSP) produced b y stimulating th e M-cell's recurrent collateral network, o r 0.6% o f t h e collateral conductance (12), would b e d u e t o t h e opening o f 1000-2000 glycine-activated Cl - channels (10). I t remained t o be demonstrated that miniatures d ue t o sponta- neous release share t h e above-defined properties o f t h e mathematically defined quantum and, therefore, constitute t h e basic unit of evoked responses. O n t h e basis o f voltage- clamp measurements o f synaptic noise, w e report here that such i s t h e case. MATERIALS A N D METHODS Intracellular recordings with KOAc-filled microelectrodes ( 4 M, 2 - 5 Mi l resistance) were obtained from t h e M-cell soma of goldfish (Carassius auratus) anesthetized with MS-222 a n d immobilized with d-tubocurarine. This neuron i s subjected t o a powerful chemically mediated Cl--dependent inhibition brought about b y activation o f a t least t w o groups o f interneurons (13), including ( i ) cells belonging t o t h e crossed vestibulo-vestibular pathway, which innervates both M - cells; a n d (ii) cells in t h e strictly ipsilateral recurrent collat- eral network. T h e latter circuit w a s activated b y antidromic stimulation o f t he Mauthner axon (M-axon) i n order t o obtain t h e maximum-sized collateral response a s a reference f o r data analysis (12). Single-electrode voltage-clamp techniques (Axoclamp, Axon Instruments, Burlingame, C A ; chopping rate, 15-25 kHz) allowed measurements o f currents during 0.5- t o 2.5-sec depolarizing steps o f 25-80 mV, which equaled t h e drivingforce because t h e C l - equilibrium poten- tial i s close t o t h e resting level. A major advantage o f this procedure i s that t h e inhibitory postsynaptic currents (IPSCs) a r e thus outward and c an be distinguished from spontaneous excitatory ones, whichwould b e i n t h e opposite direction. most experiments, tetrodotoxin (TTX; 35 ,ug/ml) wa s applied topically (after control data were collected) with t h e expec- tation that i t would reduce o r abolish presynaptic impulses, thereby isolating synaptic noise due t o single exocytotic events ( 6 , 14). Abbreviations: IPSC, inhibitory postsynaptic current; TTX, tetro- dotoxin; M-cell, Mauthner cell; M-axon, Mauthner axon; IPSP, inhibitory postsynaptic potential. 5981 Th e publication costs o f this article were defrayed i n part b y page charge payment. This article must therefore b e hereby marked -advertisement" i n accordance with 1 8 U.S.C. §1734 solely to indicate this fact.
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8/7/2019 KORN Et Al - Spontaneous Quantal Currents in a Central Neuron Match Predictions From Binominal Analysis of Evok…
http://slidepdf.com/reader/full/korn-et-al-spontaneous-quantal-currents-in-a-central-neuron-match-predictions 1/5
P r o c . N a t i . A c a d . S c i . USAV o l . 8 4 , p p . 5 9 8 1 - 5 9 8 5 , A u g u s t 1 9 8 7
N e u r o b i o l o g y
S p o n t a n e o u s q u a n t a l c u r r e n t s i n a c e n t r a l n e u r o n m a t c h p r e d i c t i o n sf r o m b i n o m i a l a na l y si s o f e v o k e d r e s p o n s e s
( q u a n t a l r e s p o n s e s / m i n i a t u r e c u r r e n t s / C l - c h a n n e l s / s y n a p t i c n o i s e )
H E N R I K O R N * , Y V E S B U R N O D * , AND DONALD S . F A B E R t* L a b o r a t o i r e d e N e u r o b i o l o g i e C e l l u l a i r e , I n s t i t u t N a t i o n a l d e l a S a n t e e t d e l a R e c h e r c h e M d d i c a l e U 2 6 1 , D d p a r t e m e n t d e s B i o t e c h n o l o g i e s , I n s t i t u t P a s t e u r ,2 5 R u e d u D o c t e u r R o u x , 7 5 7 2 4 P a r i s C d d e x 1 5 , F r a n c e ; a n d ' D i v i s i o n o f N e u r o b i o l o g y , D e p a r t m e n t o f P h y s i o l o g y , S t a t e U n i v e r s i t y o f New Y o r k , 3 1 3 C a r y
H a l l , B u f f a l o , NY 1 4 2 1 4
C o m m u n i c a t e d b y M i c h a e l V . L . B e n n e t t , May 8 , 1 9 8 7
ABSTRACT I n h i b i t o r y p o s t s y n a p t i c c u r r e n t s o c c u r r i n g
s p o n t a n e o u s l y i n t h e t e l e o s t M a u t h n e r c e l l w e r e a n a l y z e d w i t h
t h e s i n g l e - e l e c t r o d e v o l t a g e - c l a m p t e c h n i q u e . T h e y w e r e c o l -l e c t e d d u r i n g d e p o l a r i z i n g s t e p s a n d w e r e o u t w a r d - g o i n g ; t h i sp r o c e d u r e a l l o w e d t h e m t o b e i s o l a t e d f r o m p o s s i b l e e x c i t a t o r yc u r r e n t s f l o w i n g i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n . T he i r a mp l i tu d e
h i s t o g r a m s w e r e f o u n d t o e x h i b i t r e g u l a r l y s p a c e d m u l t i p l ep e a k s , e a c h o f w h i c h h a d a G a u s s i a n d i s t r i b u t i o n o f t h e s a m e
w i d t h . T h e s e c o m p o u n d i n h i b i t o r y p o s t s y n a p t i c c u r r e n t s r e p -r e s e n t r e s p o n s e s e v o k e d b y b a c k g r o u n d f i r i n g o f p r e s y n a p t i cn e u r o n s , a n d w h e n t e t r o d o t o x i n w a s a p p l i e d t o p i c a l l y , o n l y t h ef i r s t p e a k i n t h e f r e q u e n c y h i s t o g r a m , w h i c h c a n b e a t t r i b u t e dt o s i n g l e e x o c y t o t i c e v e n t s , r e m a i n e d . T h e m e a n c o n d u c t a n c e o ft h i s q u a n t a l u n i t e q u a l l e d 4 6 . 0 n S , w h i c h c o r r e s p o n d s t o t h eo p e n i n g o f 1 0 0 0 - 2 0 0 0 C l - c h a n n e l s a c t i v a t e d b y g l y c i n e - t h e
t r a n s m i t t e r a t t h e s e s y n a p s e s . I t s w a v e f o r m a n d t h o s e o f t h el a r g e r u n i t s w e r e e s s e n t i a l l y t h e s a m e . F u r t h e r m o r e , i n e a c h s e to f d a t a p r o v i d e d b y a g i v e n M a u t h n e r c e l l , t h e s i z e o f aq u a n t u m w a s q u i t e c o n s t a n t , w i t h i t s v a r i a n c e a n d t h o s e o ff u r t h e r p e a k s b e i n g e q u i v a l e n t t o t h a t o f b a c k g r o u n d n o i s e .T h e s e p r o p e r t i e s , w h i c h c h a r a c t e r i z e t h e q u a n t a l e v e n t s o n t h eb a s i s o f s p o n t a n e o u s s y n a p t i c a c t i v i t y , w e r e s t r i k i n g l y s i m i l a rt o t h o s e o f t h e b a s i c u n i t s d e r i v e d b y t h e s i m p l e b i n o m i a l
a n a l y s i s o f u n i t a r y p o s t s y n a p t i c p o t e n t i a l s , t h u s v a l i d a t i n g t h e
u s e o f t h i s s t a t i s t i c a l m o d e l t o q u a n t i f y t h e q u a n t a l n a t u r e o fr e l e a s e a t c e n t r a l c o n n e c t i o n s . T h e q u i t e s t r a i g h t f o r w a r dm e t h o d u s e d h e r e t o e x t r a c t s i n g l e m i n i a t u r e c u r r e n t s f r o m
c o m p l e x s i g n a l s s h o u l d b e a p p l i c a b l e t o t h e o t h e r s y s t e m s o f t h ec e n t r a l n e r v o u s s y s t e m , w h e r e t h e p e r t i n e n c e o f t h i s p r o b a b i -l i s t i c m o d e l o f r e l e a s e h a s y e t t o b e d e m o n s t r a t e d .
T h e n o t i o n o f q u a n t a l t r a n s m i t t e r r e l e a s e ( 1 ) , a s d e m o n s t r a t e d
a t t h e n e u r o m u s c u l a r j u n c t i o n , r e l i e d u p o n t h e l i n k a g e o f t w o
f i n d i n g s . O n e i s t h a t e v o k e d r e s p o n s e s a r e c o m p o s e d o fu n i t a r y e l e m e n t s o f e q u a l a m p l i t u d e s . T h e s e c o n d , w h i c h w a s
a s c r u c i a l , i s t h a t t h e s e b a s i c u n i t s c o r r e s p o n d t o t h e s o - c a l l e ds p o n t a n e o u s m i n i a t u r e p o t e n t i a l s o r q u a n t a . I n t h e c e n t r a ln e r v o u s s y s t e m , h o w e v e r , i t h a s n o t y e t b e e n p o s s i b l e t oe s t a b l i s h t h e s a m e c o r r e l a t i o n . S m a l l s p o n t a n e o u s p o t e n t i a l s ,p r e s u m e d t o b e m i n i a t u r e s , h a v e b e e n d e t e c t e d i n a n u m b e r
o f s y s t e m s , i n c l u d i n g s p i n a l n e u r o n s ( 2 - 4 ) a n d h i p p o c a m p a lc e l l s ( 5 ) . B u t t h e i r d e f i n i t e i d e n t i f i c a t i o n a s q u a n t a h a sr e m a i n e d d e b a t a b l e d e s p i t e e a r l y a t t e m p t s w i t h m o t o n e u r o n s
( 6 ) . I n t h a t c a s e , f l u c t u a t i o n a n a l y s i s w a s a p p l i e d t o s p o n t a -n e o u s r a t h e r t h a n e v o k e d p o s t s y n a p t i c p o t e n t i a l s ; f u r t h e r -m o r e , t h e P o i s s o n m o d e l u s e d a p p e a r e d l a t e r t o b e i n a d e -q u a t e ( 7 ) .
I n f a c t , q u a n t a l r e l e a s e m o d e l s c a n b e a p p l i e d s a t i s f a c t o r i l yt o t h e c e n t r a l n e r v o u s s y s t e m , a s s h o w n , f o r i n s t a n c e , w i t hi n h i b i t o r y s y n a p s e s o n t h e t e l e o s t M a u t h n e r c e l l ( M - c e l l ) . I n
t h i s s y s t e m , b i n o m i a l p r e d i c t i o n s a d e q u a t e l y f i t t h e d i s t r i b u -t i o n o f f l u c t u a t i n g u n i t a r y p o t e n t i a l s e v o k e d b y a s i n g l ep r e s y n a p t i c c e l l ; f u r t h e r m o r e , t h e r e l ev an c e o f t h i s s t a t i s t i c a lm o d e l w a s s h o w n b y t h e f i n d i n g t h a t t h e b i n o m i a l t e r m n ,w h i c h d e f i n e s t h e " t o t a l n u m b e r o f u n i t s a v a i l a b l e " ( 8 ) , h a s
a p h y s i c a l c o u n t e r p a r t . T h a t i s , n e q u a l s t h e n u m b e r o f a c t i v ez o n e s e s t a b l i s h e d b y o n e p r e s y n a p t i c n e ur o n o n i t s t a r g e t( 9 - 1 1 ) . On t h e b a s i s o f t h i s e q u i v a l e n c e a n d o f c o n d u c t a n c e
m e a s u r e m e n t s , s e v e r a l c o n c l u s i o n s c o u l d b e d r a w n c o n c e r n -
i n g q , t h e q u a n t u m e x t r a c t e d f r o m t h e b i n o m i a l s t a t i s t i c s .S p e c i f i c a l l y , i t s a m p l i t u d e , w h i c h a v e r a g e d 1 . 2 % o f t h ef u l l - s i z e d i n h i b i t o r y p o s t s y n a p t i c p o t e n t i a l ( I P S P ) p r o d u c e d
b y s t i m u l a t i n g t h e M - c e l l ' s r e c u r r e n t c o l l a t e r a l n e t w o r k , o r
0 . 6 % o f t h e c o l l a t e r a l c o n d u c t a n c e ( 1 2 ) , w o u l d b e d u e t o t h eo p e n i n g o f 1 0 0 0 - 2 0 0 0 g l y c i n e - a c t i v a t e d C l - c h a n n e l s ( 1 0 ) . I tr e m a i n e d t o b e d e m o n s t r a t e d t h a t m i n i a t u r e s d u e t o s p o n t a -
n e o u s r e l e a s e s h a r e t h e a b o v e - d e f i n e d p r o p e r t i e s o f t h em a t h e m a t i c a l l y d e f i n e d q u a n t u m a n d , t h e r e f o r e , c o n s t i t u t et h e b a s i c u n i t o f e v o k e d r e s p o n s e s . On t h e b a s i s o f v o l t a g e -c l a m p m e a s u r e m e n t s o f s y n a p t i c n o i s e , we r e p o r t h e r e t h a ts u c h i s t h e c a s e .
MATERIALS AND METHODS
I n t r a c e l l u l a r r e c o r d i n g s w i t h K O A c - f i l l e d m i c r o e l e c t r o d e s ( 4M , 2 - 5 M i l r e s i s t a n c e ) w e r e o b t a i n e d f r o m t h e M - c e l l s o m ao f g o l d f i s h ( C a r a s s i u s a u r a t u s ) a n e s t h e t i z e d w i t h M S - 2 2 2 a n d
i m m o b i l i z e d w i t h d - t u b o c u r a r i n e . T h i s n e u r o n i s s u b j e c t e d t oa p o w e r f u l c h e m i c a l l y m e d i a t e d C l - - d e p e n d e n t i n h i b i t i o nb r o u g h t a b o u t b y a c t i v a t i o n o f a t l e a s t t w o g r o u p s o f
i n t e r n e u r o n s ( 1 3 ) , i n c l u d i n g ( i ) c e l l s b e l o n g i n g t o t h e c r o s s e d
v e s t i b u l o - v e s t i b u l a r p a t h w a y , w h i c h i n n e r v a t e s b o t h M-c e l l s ; a n d ( i i ) c e l l s i n t h e s t r i c t l y i p s i l a t e r a l r e c u r r e n t c o l l a t -e r a l n e t w o r k . T h e l a t t e r c i r c u i t w a s a c t i v a t e d b y a n t i d r o m i c
s t i m u l a t i o n o f t h e M a u t h n e r a x o n ( M - a x o n ) i n o r d e r t o o b t a i nt h e m a x i m u m - s i z e d c o l l a t e r a l r e s p o n s e a s a r e f e r e n c e f o r d a t a
a n a l y s i s ( 1 2 ) . S i n g l e - e l e c t r o d e v o l t a g e - c l a m p t e c h n i q u e s( A x o c l a m p , Axon I n s t r u m e n t s , B u r l i n g a m e , C A ; c h o p p i n gr a t e , 1 5 - 2 5 k H z ) a l l o w e d m e a s u r e m e n t s o f s y n a p t i c c u r r e n t s
d u r i n g 0 . 5 - t o 2 . 5 - s e c d e p o l a r i z i n g s t e p s o f 2 5 - 8 0 m V , w h i c h
e q u a l e d t h e d r i v i n g f o r c e b e c a u s e t h e C l - e q u i l i b r i u m p o t e n -
t i a l i s c l o s e t o t h e r e s t i n g l e v e l . A m a j o r a d v a n t a g e o f t h i sp r o c e d u r e i s t h a t t h e i n h i b i t o r y p o s t s y n a p t i c c u r r e n t s ( I P S C s )
a r e t h u s o u tw a r d a n d c a n b e d i s t i n g u i s h e d f r o m s p o n t a n e o u s
e x c i t a t o r y o n e s , w h i c h w o u l d b e i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n . I nm o s t e x p e r i m e n t s , t e t r o d o t o x i n ( T T X ; 3 5 , u g / m l ) wa s a p p l i e dt o p i c a l l y ( a f t e r c o n t r o l d a t a w e r e c o l l e c t e d ) w i t h t h e e x p e c -
t a t i o n t h a t i t w o u l d r e d u c e o r a b o l i s h p r e s y n a p t i c i m p u l s e s ,t h e r e b y i s o l a t i n g s y n a p t i c n o i s e d u e t o s i n g l e e x o c y t o t i c
e v e n t s ( 6 , 1 4 ) .
A b b r e v i a t i o n s : I P S C , i n h i b i t o r y p o s t s y n a p t i c c u r r e n t ; TTX, t e t r o -
d o t o x i n ; M - c e l l , M a u t h n e r c e l l ; M - a x o n , Mauthner a x o n ; I P S P ,
i n h i b i t o r y p o s t s y n a p t i c p o t e n t i a l .
5 9 8 1
T h e p u b l i c a t i o n c o s t s o f t h i s a r t i c l e w e r e d e f r a y e d i n p a r t b y p a g e c h a r g ep a y m e n t . T h i s a r t i c l e m u s t t h e r e f o r e b e h e r e b y m a r k e d - a d v e r t i s e m e n t "i n a c c o r d a n c e w i t h 1 8 U . S . C . § 1 7 3 4 s o l e l y t o i n d i c a t e t h i s f a c t .
8/7/2019 KORN Et Al - Spontaneous Quantal Currents in a Central Neuron Match Predictions From Binominal Analysis of Evok…
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P r o c . N a t l . A c a d . S c i . USA 8 4 ( 1 9 8 7 )
C o n t i n u o u s c u r r e n t r e c o r d s w e r e s t o r e d o n t a p e a n d
s u b s e q u e n t l y f e d t o a c o m p u t e r ( D E C 1 1 / 2 3 w i t h INDECd a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m ) f o r d i g i t a l i z a t i o n a t a s a m p l i n g
i n t e r v a l o f 2 5 t k s e c a n d m e a s u r e m e n t s . S u c c e s s i v e s e g m e n t s
o f d a t a o c c u r r i n g 2 0 0 m s e c o r m o r e a f t e r t h e o n s e t o f t h ed e p o l a r i z a t i o n w e r e v i e w e d t o s e l e c t a l l p r e s u m p t i v e I P S C s ,
w h i c h w e r e r e c o g n i z e d a s p o s i t i v e - g o i n g c u r r e n t t r a n s i e n t sa b o v e a t h r e s h o l d a m p l i t u d e . A r u n n i n g a v e r a g e , 0 . 5 m s e c i n
l e n g t h , p r o v i d e d t h e r e f e r e n c e l e v e l f o r d e t e c t i n g s u c ht r a n s i e n t s , a n d t h e t h r e s h o l d a m p l i t u d e w a s t a k e n a s t w i c et h e s t a n d a r d d e v i a t i o n ( o N ) o f t h e b a c k g r o u n d n o i s e . T h e
l a t t e r p a r a m e t e r w a s d e t e r m i n e d b y m e a s u r i n g t h e m e a n a n d
v a r i a n c e o f c o n t i n u o u s ( q u i e t ) s e c t i o n s o f t h e c u r r e n t t h a tw e r e a t l e a s t 5 m s e c i n d u r a t i o n a n d d i d n o t a p p e a r t o c o n t a i na n y c l e a r s p o n t a n e o u s s y n a p t i c e v e n t s ( i . e . , r e m a i n e d r e l a -
t i v e l y f l a t ) . I n p r e v i o u s c u r r e n t a n d v o l t a g e - c l a m p e x p e r i -m e n t s , t h e t i m e c o u r s e s o f t h e u n i t a r y r e s p o n s e s e v o k e d b y
s t i m u l a t i o n o f i d e n t i f i e d i n t e r n e u r o n s w e r e a s y m m e t r i c a l ,w i t h t h e a v e r a g e t i m e - t o - 8 0 % - p e a k a m p l i t u d e a n d d e c a y - t i m e
c o n s t a n t b e i n g a b o u t 0 . 5 a n d 6 . 7 m s e c , r e s p e c t i v e l y ( 1 2 ,1 5 - 1 7 ) . T h e r e f o r e , t h e c r i t e r i a f o r a c c e p t i n g a t r a n s i e n t a s a n
I P S C w e r e t h a t i t h a d a p e a k t i m e i n t h e r a n g e o f 0 . 4 - 1 . 0 m s e c
a n d l a s t e d a t l e a s t a n o t h e r 1 t o 2 m s e c . ( W i t h t h i s t e c h n i q u e ,
i t i s p o s s i b l e , h o w e v e r , t h a t s o m e s m a l l - a m p l i t u d e h i g h -f r e q u e n c y n o i s e s i g n a l s t h a t o c c u r r e d j u s t p r i o r t o a c t u a lI P S C s w e r e m i s t a k e n l y i n c l u d e d i n t h e a n a l y s i s . ) T h e p e a k
a m p l i t u d e s o f t h e I P S C s a n d o N w e r e e x p r e s s e d b o t h i n t e r m s
A
C
E
B
00
D
1
C O
A V = 7 0 mV
c r N = 0 . 3 7 n A
o f n a n o a m p e r e s a n d a s f r a c t i o n s o f t h e f u l l - s i z e d c o l l a t e r a lI P S C ( F i g . 1 A ) .
A s e x p e c t e d , o u t w a r d - g o i n g I P S C s c o u l d r e a d i l y b e d i s -t i n g u i s h e d f r o m t h e i n w a r d e x c i t a t o r y c u r r e n t s , w i t h t h el a t t e r b e i n g , i n a d d i t i o n , s h o r t e r l a s t i n g ( F i g . 1 B ) , b u t a s s e s s -m e n t o f t h e i r a m p l i t u d e , w h i c h w a s a l w a y s m a d e a u t o m a t i -c a l l y , c o u l d r e q u i r e c o r r e c t i o n s d u e t o b a s e l i n e v a r i a t i o n s .Two d i f f e r e n t s i t u a t i o n s w e r e e n c o u n t e r e d : ( i ) i s o l a t e d e v e n t s
a r i s i n gf r o m a r e l a t i v e l y f l a t b a s e l i n e c o u l d b e d i r e c t l y
m e a s u r e d f r o m o n s e t t o p e a k ( e . g . , s e e F i g . 1 B ) , a n d ( i i ) i np e r i o d s o f i n t e n s e s y n a p t i c n o i s e , t h e s e w e r e c l o s e l y s p a c e d
r e s p o n s e s w i t h o n e r i d i n g n e a r t h e t o p o f t h e o t h e r o r d u r i n gi t s d e c a y p h a s e . B e c a u s e t h e t a i l o f t h e p r e c e d i n g I P S C w a s
t h e n c u r t a i l e d , a c o r r e c t i o n p r o c e d u r e w a s d e s i g n e d t h a t w a s
b a s e d o n t h e f a c t t h a t t h e u n i t a r y s y n a p t i c c u r r e n t d e c a y s
e x p o n e n t i a l l y w i t h a r a t h e r - f i x e d t i m e c o n s t a n t ( 1 4 , 1 7 ) . T h i sm e t h o d i s i l l u s t r a t e d i n F i g . 1 C a n d D . A s e r i e s o f c l e a r - c u ta n d i s o l a t e d r e s p o n s e s w a s f i r s t a v e r a g e d , a n d t h e m e a n
d e c a y t i m e w a s d e t e r m i n e d b y a b e s t - f i t ( l e a s t s q u a r e s )m e t h o d ( F i g . 1 C ) . E x t r a p o l a t i o n o f t h e d e c a y o f a n y l e a d i n gr e s p o n s e c o u l d t h e n b e o b t a i n e d o n t h e b a s i s o f a n e x p o n e n -
t i a l f u n c t i o n , t h e maximum o f w h i c h c o r r e s p o n d e d t o t h ep e a k o f t h e I P S C ( A O a t t = 0 ) , w h i l e t h e t i m e c o n s t a n t r
e q u a l l e d t h a t o f t h e a v e r a g e d r e s p o n s e , a c c o r d i n g t o t h e
r e l a t i o n A ( t ) = A O e - I T . I n c a s e s o f s e v e r a l o v e r l a p p i n g I P S C s ,t h e r e f e r e n c e o r " z e r o " p o i n t s f o r t h e i r r e s p e c t i v e s u m m i t s
( A o s ) f o r c a l c u l a t i o n s o f t h e i r e x t r a p o l a t e d d e c a y p h a s e s w a s
t h e s a m e - i . e . , t h a t o f t h e f i r s t r e s p o n s e . When t h e o n s e t o f
5 m s e c B . E
1 0 m s e c C , D
n A
1 1 . 5
8 . 0
F I G . 1 . E v o k e d a n d s p o n t a n e o u s i n h i b i t o r y c u r r e n t s r e c o r d e d f r o m t h e M - c e l l s o m a . S i n g l e - e l e c t r o d e v o l t a g e - c l a m p r e c o r d s w e r e o b t a i n e dw i t h t h e i n d i c a t e d c h o p p i n g r a t e a n d d u r i n g d e p o l a r i z i n g s t e p s ( A V ) o f 7 0 mV. ( A ) F u l l c o l l a t e r a l r e s p o n s e p r o d u c e d b y a n t i d r o m i c a c t i v a t i o n
o f t h e M - a x o n . ( B ) D i s c r i m i n a t i o n o f s p o n t a n e o u s e x c i t a t o r y ( f i l l e d c i r c l e s ) a n d i n h i b i t o r y ( a r r o w ) s y n a p t i c c u r r e n t s , w h i c h a r e i n o p p o s i t ed i r e c t i o n s d u r i n g t h e d e p o l a r i z i n g c o m m a n d . V e r t i c a l d a s h e d l i n e s d e s i g n a t e t h e o n s e t a n d p e a k o f t h e I P S C. ( C a n d D ) I l l u s t r a t i o n o f t h e m e t h o d
u s e d t o d e t e r m i n e t h e s i z e o f I P S C s o c c u r r i n g o n t h e f a l l i n g p h a s e o f p r e c e d i n g o n e s . ( C ) D e t e r m i n a t i o n o f t h e m e a n d e c a y t i m e o f I P S C s . A v e r a g e
o f 2 6 i s o l a t e d r e s p o n s e s f i t w i t h a s i n g l e e x p o n e n t i a l h a v i n g t h e i n d i c a t e d t i m e c o n s t a n t T . ( D ) M e a s u r e m e n t o f t w o I P S C a m p l i t u d e s f r o m t h e i r
p e a k s t o t h e p r o j e c t e d t a i l s o f p r e v i o u s e v e n t s , e x t r a p o l a t e d f r o m a n e x p o n e n t i a l f u n c t i o n o f t h e s a m e T a s i n C . T h e p a i r s o f v e r t i c a l l i n e s i n d i c a t eo n s e t s a n d p e a k s o f t h e m e a s u r e d r e s p o n s e s ; n o t e t h e t r a n s l a t i o n o f t h e f i t t e d c u r v e f o r t h e f i r s t s u p e r i m p o s e d I P S C . ( E ) S a m p l e t r a c e , s h o w i n g
t h e a m p l i t u d e r a n g e a n d f r e q u e n c y o f o n g o i n g s y n a p t i c a c t i v i t y . I n d i v i d u a l c o m p o n e n t s , p r e s u m e d t o r e p r e s e n t s p o n t a n e o u s I P S C s o n t h e b a s i so f t h e i r t i m e t o p e a k , a r e s i g n a l e d b y a r r o w s . T h e a c c o m p a n y i n g v a l u e s a r e t h e a m p l i t u d e o f e a c h p e a k , e x p r e s s e d i n n A , a s m e a s u r e d b y t h e
c o m p u t e r . T h e b a s e l i n e s o f r e s p o n s e s m e a s u r e d t o p r o j e c t e d t a i l s a r e i n d i c a t e d . C r o s s e d a r r o w s i n d i c a t e p o s s i b l e r e s p o n s e s t h a t w e r e n o t
i n c l u d e d i n t h e m e a s u r e m e n t s e i t h e r b e c a u s e o f b a s e l i n e u n c e r t a i n t i e s o r d e c a y p h a s e s t h a t w e r e t o o r a p i d , a l t h o u g h e v e n t s o f t h i s n a t u r e w e r e
n o t s y s t e m a t i c a l l y r e j e c t e d . N o t e t h e e x t r e m e v a r i a b i l i t y o f t h e r e s p o n s e s a n d t h e l o w s t a n d a r d d e v i a t i o n ( 0 N ) o f b a c k g r o u n d n o i s e . I n t h i s a n d
t h e f o l l o w i n g f i g u r e s , i n h i b i t o r y c u r r e n t s a r e o u t w a r d b e c a u s e t h e C l - d r i v i n g f o r c e i s p o s i t i v e a n d e f f e c t i v e l y e q u a l t o A V . A l l f o u r f i g u r e s a r e
f r o m t h e s a m e e x p e r i m e n t .
5 9 8 2 N e u r o b i o l o g y : K o r n e t A
8/7/2019 KORN Et Al - Spontaneous Quantal Currents in a Central Neuron Match Predictions From Binominal Analysis of Evok…
http://slidepdf.com/reader/full/korn-et-al-spontaneous-quantal-currents-in-a-central-neuron-match-predictions 3/5
P r o c . N a t l . A c a d . S c i . USA 8 4 ( 1 9 8 7 ) 5 9 8 3
t h e s e c o n d r e s p o n s e w a s d i s p l a c e d f r o m t h e e x t r a p o l a t e df u n c t i o n b e c a u s e o f n o i s e , t h e p r o j e c t e d b a s e l i n e w a s t r a n s -l a t e d t o i n t e r s e c t t h e b e g i n n i n g o f t h a t r e s p o n s e . T h i s p o i n tw a s t a k e n a u t o m a t i c a l l y a s t h e m i n i m u m p r e c e d i n g t h e p e a k
o f t h e s e c o n d I P S C a n d , i n m o s t c a s e s , c o in c id e d w i th t h er a p i d u p s w i n g w i t h i n t h e 0 . 4 - t o 1 . 0 - m s e c t i m e - w i n d o w
d e f i n e d a b o v e . T h i s a s s i g n m e n t w a s m o n i t o r e d c o n t i n u o u s l y
t o g u a r a n t e e t h a t t h e o n s e t w o u l d n o t b e i n c o r r e c t l y i d e n t i f i e db e c a u s e o f p r e c e d i n g n o i s e , a s c o u l d h a v e b e e n t h e c a s e f o r
t h e f i r s t l a b e l e d r e s p o n s e o f F i g . I D . I n s u c h i n s t a n c e s , t h eb e g i n n i n g o f t h e I P S C w a s r e s e t m a n u a l l y t o c o r r e s p o n d w i t ht h e i n f l e c t i o n p o i n t o n t h e r i s i n g p h a s e .
RESULTS
T h e r e s u l t s r e p o r t e d h e r e a r e i l l u s t r a t e d b y F i g s . 1 - 4 , w h i c h
a r e f r o m t h e s a m e e x p e r i m e n t . T h e v a l u e o f t h e c o l l a t e r a lI P S C i n t h i s c a s e w a s 2 0 0 nA d u r i n g t h e 7 0 - m V d e p o l a r i z i n gs t e p s ( F i g . 1 A ) . S o m e i s o l a t e d I P S C s a r i s i n g f r o m a s t a b l eb a s e l i n e w e r e p r e s e n t t h r o u g h o u t t h e r e c o r d i n g s , a n d s e l e c t -e d s p o n t a n e o u s e v e n t s w i t h a m p l i t u d e s r a n g i n g f r o m 1 . 9 4 t o1 8 . 2 5 nA ( n = 2 6 , m - 9 . 7 6 , SD = 3 . 7 5 , o r , s t a t e d o t h e r w i s e ,m = 4 . 8 8 % o f t h e c o l l a t e r a l I P S C ) w e r e a v e r a g e d . T h e
a v e r a g e d e c a y t i m e c o n s t a n t , T w a s 3 . 2 m s e c ( S D = 0 . 3 2 1 ) ,
w i t h e x t r e m e v a l u e s f o r i n d i v i d u a l t r a c e s o f 2 . 8 a n d 3 . 5 m s e c .T h e e x p o n e n t i a l c u r v e d e t e r m i n e d b y s u c h a t i m e c o n s t a n t
g a v e g o o d f i t s w h e n e v e r r e q u i r e d f o r p r e c i s e l y p r o j e c t i n g t h et a i l s o f s p o n t a n e o u s r e s p o n s e s ( F i g . i D ) . I n c o n f i r m a t i o n wec h e c k e d t h e c o n s t a n c y o f t h i s d e c a y - t i m e c o n s t a n t d u r i n g t h ee x p e r i m e n t : i t r e m a i n e d c o n s t a n t f o r I P S C s c o l l e c t e d d u r i n ge i g h t d e p o l a r i z i n g s t e p s a n d p o o l e d i n t o t w o g r o u p s c o r r e -s p o n d i n g t o t h e f i r s t 3 2 0 - 9 6 0 m s e c ( n = 4 2 5 ) a n d 1 6 0 0 - 2 2 4 0
m s e c ( n = 2 7 7 ) a f t e r t h e o n s e t o f t h e d e p o l a r i z a t i o n s .T h e s y n a p t i c n o i s e , w h i c h c o u l d b e i n t e n s e ( F i g . 1 E ) , w a s
c o m p o s e d o f a s u c c e s s i o n o f n u m e r o u s e v e n t s w h o s e p e a k sn e v e r t h e l e s s c o u l d b e d i s t i n g u i s h e d a n d m e a s u r e d . T h e y
p r e s u m a b l y w e r e b r o ug h t a b o u t b y p r e s y n a p t i c f i r i n g , t h ev a r i a b i l i t y o f w h i c h c a n b e i n f e r r e d f r o m s u c c e s s i v e t r a c e so b t a i n e d i n t h e c o n t r o l b e f o r e TTX a p p l i c a t i o n . I t s h o u l d b e
n o t e d t h a t t h e l a r g e r r e s p o n s e s c o u l d b e i d e n t i f i e d w i t h
a s s u r a n c e , w h e r e a s s o m e s m a l l e r c u r r e n t s , w h i c h m a y h a v eb e e n I P S C s , h a d t o b e n e g l e c t e d w h e n e v e r t h e i r w a v e f o r m s
w e r e q u e s t i o n a b l e . T h e r e c o r d i n F i g . l E a l s o i n d i c a t e s t h a tt h e s y n a p t i c n o i s e w a s d o m i n a t e d b y i n h i b i t o r y r e s p o n s e s
b e c a u s e i n w a r d - g o i n g e x c i t a t o r y p o s t s y n a p t i c c u r r e n t s o c -
c u r r e d i n f r e q u e n t l y .T h e f r e q u e n c y h i s t o g r a m o f c u r r e n t a m p l i t u d e s f o r r e -
s p o n s e s m e a s u r e d d u r i n g e i g h t s t e p s b e f o r e a n d a f t e r t h ec o l l a t e r a l I P S C i s i l l u s t r a t e d i n F i g . 2 A . A t l e a s t s i x , a n d
p o s s i b l y e i g h t , e q u a l l y s p a c e d p e a k s s t a n d o u t . T h e i n t e r v a lb e t w e e n t h e m i s a b o u t 2 n A , a n d t h e i r d i s t r i b u t i o n s o v e r l a p ,m a k i n g i t d i f f i c u l t t o p r e c i s e l y a s s e s s t h e i r l i m i t s . H o w e v e r ,
e v e n w i t h o u t f u r t h e r m a n i p u l a t i o n s , i t w a s a l r e a d y a p p a r e n t
t h a t t h e v a r i a n c e a b o ut e a c h p e a k w a s e s s e n t i a l l y t h e s a m e ;
i n d e e d , F i g . 2 B c o n f i r m s t h a t t h e i r d i s t r i b u t i o n w a s G a u s s i a n
w i t h e q u i v a l e n t s t a n d a r d d e v i a t i o n s . T h e r e l a t i v e c o n s t a n c yo f t h e v a r i a n c e s u g g e s t s t h a t t h i s p a r a m e t e r m a i n l y r e f l e c t sf l u c t u a t i o n s i n b a c k g r o u n d r e c o r d i n g n o i s e a n d n o t v a r i a b i l i t yi n t r i n s i c t o t h e q u a n t a l e v e n t s t h e m s e l v e s ( s e e a l s o t h eD i s c u s s i o n ) . T h i s o v e r a l l d i s t r i b u t i o n s t r o n g l y i m p l i e s t h a tt h e l a r g e r r e s p o n s e s a r e i n t e g r a l m u l t i p l e s o f a b a s i c u n i t ,w h i c h h a d a n a m p l i t u d e c o r r e s p o n d i n g t o t h a t o f t h e f i r s tp e a k , b u t h a d t o b e i s o l a t e d f o r b e t t e r d e f i n i t i o n .
S u p e r f u s i o n w i t h TTX p r o v i d e d a t o o l f o r s u c h a n i s o l a -t i o n , s i n c e i t r a p i d l y e l i m i n a t e d a l l t h e l a r g e r e s p o n s e s ( F i g .3 ) . T h e e f f e c t o f t h e d r u g o n i m p u l s e a c t i v i t y w a s c o n fi r m e d
b y t h e c o m p l e t e b l o c k b o t h o f a n t i d r o m i c i n v a s i o n o f t h eM - c e l l ' s i n i t i a l s e g m e n t a n d a x o n h i l l o c k a n d o f t h e r e c u r r e n t
c o l l a t e r a l I P S P ( F i g . 3 A ) w i t h i n a f e w m i n u t e s . A t t h a t t i m e ,
0
0
z
w2 -
w
0 -4 -c c
L U
0 1 2-
z
-
O : 4
z
A B E F O R E T T X B
1 6 3 5 c o u n t s
1 1A 11
l a s t p e a k a t 1 4
I . 1 .
3 4 t b
P E R C E N T A G E O F I P S C ( 1 % = 2 n A )7
F I G . 2 . E v i d e n c e t h a t t h e a m p l i t u d e s o f s p o n t a n e o u s I P S C s a r e
g r o u p e d b y i n c r e m e n t s o f c o n s t a n t s i z e . ( A ) F r e q u e n c y h i s t o g r a m o f1 6 3 5 e v e n t s , t h e m a g n i t u d e s o f w h i c h a r e e x p r e s s e d i n t e r m s o fp e r c e n t a g e o f t h e f u l l c o l l a t e r a l I P S C ( a b s c i s s a ) . T h e c u r r e n t s w e r e
r e c o r d e d d u r i n g t h e c o n t r o l p r i o r t o TTX a p p l i c a t i o n ( A V = 7 0 m V ) .
E i g h t c l e a r p e a k s , r e g u l a r l y s p a c e d a t i n t e r v a l s o f a b o u t 1 % , c a n b e
d i s t i n g u i s h e d . N o t e t h a t e s s e n t i a l l y n o r e s p o n s e s w e r e m e a s u r e d i nt h e f i r s t 0 . 5 % , a g a p t h a t e q u a l s h a l f o f t h e q u a n t u m s i z e a n d i s t w i c e
t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n o f t h e b a c k g r o u n d n o i s e . ( B ) G a u s s i a n f i t o ft h e c o m p o n e n t s o f t h e h i s t o g r a m ; t h e i r a m p l i t u d e s w e r e d e t e r m i n e d
b y t h e r e l a t i v e n u m b e r o f e v e n t s , w h i c h w e r e 3 3 . 3 , 2 2 . 4 , 1 6 . 5 , 1 2 . 6 ,7 . 0 , 3 . 8 , 2 . 6 , a n d 1 . 8 % o f t h e t o t a l a m o u n t , r e s p e c t i v e l y . T h e
s e p a r a t i o n b e t w e e n t h e p e a k s o f t h e t h e o r e t i c a l c u r v e e q u a l s t h emean a m p l i t u d e o f t h e f i r s t p e a k , a s d e t e r m i n e d a f t e r TTX a p p l i c a -t i o n ( s e e t e x t ) . X i = 1 5 5 . 7 3 , P > 0 . 5 5 ( d e g r e e s o f f r e e d o m = 1 5 9 ) . F o r
e a c h , C = 0 . 2 4 % o f t h e c o l l a t e r a l I P S C , o r 0 . 4 8 n A , w h i c h i s c l o s et o t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n o f t h e r e c o r d e d n o i s e .
t h e f i r s t p e a k o f t h e h i s t o g r a m wa s u n a f f e c t e d , a n d t h e r er e m a i n e d b u t a f e w I P S C s o f t h e s e c o n d c l a s s ( F i g . 3 B ) , w h i c h
B
C/)HDz
LU
LU
0
0
LU
0
LU Ja -
c t )DL
0 i
LL
o u0z
A F T E R T T X
7 3 5c o u n t s
A n = 4
E0
N ~m s e
2 msec
cm = 1 . 0 2 ± 0 2 1 %
n = 6 7 1
5 scmsec
I
1. 11
2
P E R C E N T A G E O F P S C ( 1 % = 2 n A )
F I G . 3 . U n i m o d a l d i s t r i b u t i o n o f s y n a p t i c c u r r e n t s i n c o n d i t i o n s
d e s i g n e d t o a b o l i s h p r e s y n a p t i c s p i k e a c t i v i t y . ( A ) S u p e r i m p o s e dt r a c e s o b t a i n e d f r o m t h e M - c e l l b e f o r e a n d a f t e r TTX a d m i n i s t r a t i o n ,w h i c h c o m p l e t e l y s u p p r e s s e d t h e a n t i d r o m i c a c t i o n p o t e n t i a l a n d t h es u b s e q u e n t I P S P e v o k e d b y t h e s p i n a l s t i m u l a t i o n , e x c e p t f o r t h ee a r l y axon s p i k e . ( B ) F r e q u e n c y h i s t o g r a m o f 7 3 5 I P S C s r e c o r d e d
u n d e r t h e same c o n d i t i o n s a s f o r F i g . 2 b u t s h o r t l y a f t e r t o p i c a la p p l i c a t i o n o f TTX. T h e r e r e ma i n s o n l y o ne p e a k , t h e d o m a i n o f
w h i c h l i e s w i t h i n t h e two a r r o w s . N o t e i t s c o r r e s p o n d e n c e w i t h t h ef i r s t p e a k o f F i g . 2 . A f e w l a r g e r e v e n t s were a l s o d e t e c t e d , b u t o n l ya t t h e b e g i n n i n g o f t h e r e c o r d i n g s e s s i o n ( s e e t h e t e x t ) . ( C ) C o m p u t e ra v e r a g e o f t h e 6 7 1 s m a l l e r I P S C s , w h o s e a m p l i t u d e s f e l l w i t h i n t h el i m i t s d e f i n e d b y t h e a r r o w s i n B . T h e s t a n d a r d d e v i a t i o n o f t h i s c l a s swa s c l o s e t o t h a t o f t h e b a c k g r o u n d n o i s e , i n d i c a t i n g a r a t h e ri n v a r i a n t q u a n t a l s i z e . A s s h o w n b y t h e e x p o n e n t i a l f i t o f t h e m e a n
I P S C f a l l i n g p h a s e ( r = 3 . 2 m s e c ) , t h e d e c a y t i m e o f t h e r e s p o n s e sr e m a i n e d c o n s t a n t t h r o u g h o u t t h e e x p e r i m e n t .
I
1.
I I .
N e u r o b i o l o g y : K o r n e t A
I I
< s
. .
i . ... . . . .
8/7/2019 KORN Et Al - Spontaneous Quantal Currents in a Central Neuron Match Predictions From Binominal Analysis of Evok…
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P r o c . N a i l . A c a d . S c i . USA 8 4 ( 1 9 8 7 )
t o t a l l y d i s a p p e a r e d s h o r t l y . T h a t i s , t h e l a t t e r r e p r e s e n t e d
1 6 % o f t h e f i r s t 1 0 0 c o u n t s , a v e r a g e d 4% o f t h e n e x t 5 0 0
c o u n t s , a n d t h e n v a n i s h e d , l e a v i n g t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e f i r s tp e a k u n a m b i g uo u s . A v e r a gi n g a l l o f t h e s e b a s i c u n i t s i n d i -c a t e d a m e a n w i t h t h e e x p e c t e d w a v e f o r m ( F i g . 3 C ) e q u a l t o2 . 0 8 ± 0 . 4 2 nA ( S D ) , w h i c h w a s 1 . 0 2 ± 0 . 2 1 % o f t h e f u l lc o l l a t e r a l I P S C r e c o r d e d i n t h e c o n t r o l . N o t e t h a t t h i s p e a ki s w e l l a b o v e t h e l i m i t a t i o n s p o s e d b y t h e m e a s u r e m e n t
t e c h n i q u e , a s i t s a m p l i t u d e i s a l m o s t 3 t i m e s g r e a t e r t h a n t h e
d e t e c t i o n t h r e s h o l d ( 2 o N = 0 . 7 4 n A ) . O n c e t h e TTX e f f e c tw a s c o m p l e t e , t h e r a n g e o f t h e r e m a i n i n g s p o n t a n e o u s
r e s p o n s e s w a s t a k e n a s i n d i c a t i v e o f t h e e x t r e m e v a l u e s o f t h ed i s t r i b u t i o n o f a s i n g l e q u a n t a l e v e n t , a n d t h e c o n t r o l d a t a o fF i g . 2 w a s s u b d i v i d e d a c c o r d i n g t o t h e s e b o u n d a r i e s , w i t h t h ea v e r a g e s a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n s b e i n g , i n n A , 2 . 1 0 ± 0 . 4 3( n u m b e r o f e v e n t s , n = 5 4 5 ) , 3 . 9 9 + 0 . 5 2 ( n = 3 6 7 ) , 6 . 0 5 ±
0 . 4 8 ( n = 2 7 0 ) , 8 . 0 1 ± 0 . 4 8 ( n = 2 0 6 ) , 1 0 . 0 7 ± 0 . 4 6 ( n = 1 1 5 ) ,1 2 . 0 ± 0 . 4 8 ( n = 6 2 ) , 1 4 . 1 0 ± 0 . 4 8 ( n = 4 2 ) , a n d 1 6 . 0 4 ± 0 . 4 5( n = 2 8 ) f o r t h e f i r s t e i g h t s u c c e s s i v e p e a k s . T h e r e i s a s t r i c tc o r r e s p o n d e n c e b e t w e e n t h e s e m e a n s a n d i n t e g e r m u l t i p l e so f t h e f i r s t c o m p o n e n t i n t h e d i s t r i b u t i o n . T h u s , e a c h i n c r e -m e n t i s t h e s a m e a nd e q u a l i n a m p l i t u d e t o t h e b a s i c u n i t .
A s e x p e c t e d , t h e s h a p e o f c o m p o s i t e r e s p o n s e s d i d n o ts i g n i f i c a n t l y d i f f e r i n a p p e a r a n c e f r o m t h a t o f t h e i n d i v i d u a lu n i t i s o l a t e d b y e x p o s u r e t o TTX ( F i g . 4 ) . T h i s o b s e r v a t i o nw a s a l r e a d y a p p a r e n t i n s a m p l e t r a c e s e x h i b i t i n g c u r r e n t sp r o d u c e d m o s t l i k e l y b y s i n g l e , d o u b l e , a n d t r i p l e q u a n t a
( F i g . 4 A ) a n d i s c o n f i r m e d b y t h e s u p e r i m p o s e d a v e r a g e s o ft h e p r e s u m e d s i n g l e a n d d o u b l e I P S C s o b t a i n e d a f t e r TTXa d m i n i s t r a t i o n a n d o f t r i p l e t s r e c o r d e d b e f o r e ( F i g . 4 B ) . T h e i r
t i m e s t o p e a k - 0 . 6 3 , 0 . 8 3 , a n d 0 . 8 6 m s e c , r e s p e c t i v e l y -w e r e a l s o c o m p a r a b l e .
D a t a f r o m t h e s i x o t h e r e x p e r i m e n t s w e r e c o n s i s t e n t w i t ht h o s e o f t h e i l l u s t r a t e d o n e , i n t h a t e a c h e x h i b i t e d e q u a l l ys p a c e d m u l t i p l e p e a k s , w i t h t h e s m a l l e s t o n e , i s o l a t e d b y
u s i n g T T X , h a v i n g p r o p e r t i e s m a t c h i n g o u r p r e v i o u s b i n o -m i a l p r e d i c t i o n s . P o o l e d ( n = 7 ) , t h e m e a n q u a n t a l a m p l i t u d ew a s 0 . 5 9 ± 0 . 2 % ( ± S D ) o f t h e c o l l a t e r a l I P S C , a n d i t sc o n d u c t a n c e a v e r a g e d 4 6 . 0 ± 1 6 . 5 n S , w h i c h i s w i t h i n 3 0 % o ft h e d e r i v e d b i n o m i a l e s t i m a t e o f 3 5 n S .
A A f t e r T T X C 0 N = 0 . 3 7 n A2 . 4 n A
2 . 6
2 . 8 1 . 8
B
5 msec
DISCUSSION
An i m p o r t a n t o u t c o m e o f t h i s s t u d y i s t h a t h i g h - f r e q u e n c y
u n c o n t r o l l e d s y n a p t i c n o i s e i n a p o l y i n n e r v a t e d c e l l c a n b e
r e s o l v e d i n t o i n d i v i d u a l q u a n t i z e d c o m p o n e n t s . T h i s a d v a n c e
p r e s u m a b l y i s i n p a r t d u e t o a d v a n t a g e s o f f e r e d b y t h ev o l t a g e - c l a m p a p p r o a c h , w h i c h a l l o w s f o r a c l e a r d i f f e r e n t i -a t i o n o f e x c i t a t o r y a n d i n h i b i t o r y r e s p o n s e s d u r i n g d e p o l a r -i z a t i o n a n d s t i l l p r o v i d e s a f a v o r a b l e s i g n a l - t o - n o i s e r a t i o .
T h u s , i t c a n b e a n t i c i p a t e d t h a t t h e h e r e i n d e s c r i b e d m e t h o dc o u l d b e s u c c e s s f u l l y a p p l i e d t o o t h e r c e n t r a l n e u r o n s f o r t h ep u r p o s e o f q u a n t a l a n a l y s i s , a t l e a s t i n c o n d i t i o n s w h e r e t h es p o n t a n e o u s a c t i v i t y i s d o m i n a te d b y a h o m o g e n e o u s p o p u -
l a t i o n o f a c t i v e c o n t a c t s t h a t a r e e l e c t r o t o n i c a l l y c l o s e t o e a c h
o t h e r . I f , h o w e v e r , s u c h j u n c t i o n s a r e w i d e l y d i s t r i b u t e d o v e r
t h e n e u r o n a l s u r f a c e o r d i v e r s e c l a s s e s o f i n p u t s w i t h d i f f e r -e n t p h y s i o l o g i c a l p r o p e r t i e s ( t r a n s m i t t e r - r e c e p t o r k i n e t i c s )a l l c o n t r i b u t e s i g n i f i c a n t l y t o t h e b a c k g r o u n d n o i s e , q u a n t a la m p l i t u d e s w o u l d b e e x p e c t e d t o v a r y , a n d t h e r e s u l t a n ta m p l i t u d e h i st o gr a m s m i g ht n o t e x h i b i t s u c h d i s t i n c t p e a k s .On t h e o t h e r h a n d , t h i s a p p r o a c h t o t h e a n a l y s i s o f s p o n t a -n e o u s P S C s m i g h t p r o v i d e a n i n d e p e n d e n t m e a n s f o r t e s t i n gt h e i n t r i g u i n g h y p o t h e s i s t h a t , w h i l e t r a n s m i s s i o n a t c o n t a c t s
b e t w e e n c a t I a f i b e r s a n d m o t o n e u r o n s ma y b e q u a n t a l ( 1 8 ) ,
i n c o n t r a s t t o e a r l i e r c l a i m s ( 7 , 1 9 , 2 0 ) , a l l q u a n t a l a m p l i t u d e sa r e t h e s a m e a t t h e soma r e g a r d l e s s o f t h e d e n d r i t i c l o c u s o ft h e a c t i v e s y n a p s e s .
O n e p o s s i b l e s o u r c e o f u n c e r t a i n t y m e r i t s c o n s i d e r a t i o n :w e r e t h e r e s m a l l e r s y n a p t i c c u r r e n t s b u r i e d i n n o i s e a n d ,t h u s , u n d e t e c t e d ? T h e f i n d i n g o f a c o n s t a n t i n c r e m e n t b e -t w e e n p e a k s e q u a l t o t h e a m p l i t u d e o f t h e f i r s t o n e m a k e s t h i sa l t e r n a t i v e u n l i k e l y . T h e e f f e c t o f TTX a l s o a d d r e s s e s t h i sq u e s t i o n . I t c a n n o t b e c o n c l u d e d w h e t h e r t h e r e m a i n i n g p e a k
i s d u e t o t r u l y s p o n t a n e o u s e v e n t s o r i f s o m e p r e s y n a p t i ce l e c t r o g e n i c a c t i v i t y p e r s i s t e d , t h u s c a u s i n g e v o k e d r e l e a s ew i t h a l o w e r e d p r o b a b i l i t y ( 2 1 ) . R e g a r d l e s s , t h e o v e r a l ld i s t r i b u t i o n w i t h i n t h e f i r s t c l a s s r e m a i n e d c o n s t a n t , a n d
s m a l l e r e v e n t s w e r e h o t u n m a s k e d b y b l o c k i n g t h e l a r g e ro n e s .
3 . 8 2 . 6
4 . 6x
6 . 6 <
5 msec
C : 3 q 6 . 0 4 ± 0 . 4 8 nA n = 2 2 1
2 q 3 . 7 2 ± 0 . 6 3 nA n = 7 6
1 q 2 . 0 8 ± 0 . 4 3 nA n = 6 7 1
F I G . 4 . E xt r ac t io n o f m i n i a t u r e I P S C s f r o m t h e b a c k g r o u n d a c t i v i t y . ( A ) S a m p l e r e c o r d i n g s o f I P S C s ( a r r o w s ) o b t a i n e d i n t h e p r e s e n c e o f
T T X , w i t h t h e i r i n d i c a t e d a m p l i t u d e s i n n A . T h r e e r e c o r d i n g s s h o w s i n g l e e v e n t s ( L e f t ) , t w o c o n t a i n d o u b l e t s ( R i g h t T o p a n d M i d d l e ) , o n e o fw h i c h i s f o l l o w e d b y a n o t h e r s i n g l e m i n i a t u r e ( R i g h t T o p ) , a n d t h e r e m a i n i n g t r a c e i l l u s t r a t e s a n e x c e p t i o n a l t r i p l e t ( R i g h t B o t t o m ) . ( B )S u p e r i m p o s e d a v e r a g e s o f I P S C s s e l e c t e d b y t h e i r a m p l i t u d e c l a s s e s . T h e two s m a l l e s t o n e s a r e f r o m r e c o r d i n g s a f t e r TTX a p p l i c a t i o n , a n d
t h e l a r g e s t i s f r o m t h e t h i r d g r o u p o f t h e c o n t r o l h i s t o g r a m , i n c l u d e d f o r c o m p a r i s o n . A c c o r d i n g t o t h e i r i n d i c a t e d mean a m p l i t u d e s a n d s t a n d a r dd e v i a t i o n s , t h e i r s i z e s a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e n o t i o n t h a t t h e y r e p r e s e n t r e s p o n s e s p r o d u c e d b y o n e , t w o , a n d t h r e e q u a n t a , r e s p e c t i v e l y .
5 9 8 4 N e u r o b i o l o g y : K o r n e t a l .
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P r o c . N a t l . A c a d . S c i . USA 8 4 ( 1 9 8 7 ) 5 9 8 5
T h e d e c a y t i m e c o n s t a n t o f m i n i a t u r e I P S C s i n t h e s ee x p e r i m e n t s r a n g e d f r o m a b o u t 3 t o 8 m s e c , w h i c h i sc o m p a r a b l e t o t h a t r e p o r t e d f o r e v o k e d r e s p o n s e s r e c o r d e d
a t t h e r e s t i n g p o t e n t i a l ( 1 2 ) , b u t i t d o e s n o t f i t w i t h t h ev o l t a g e - d e p e n d e n t i n c r e a s e i n r s e e n d u r i n g b r i e f ( 2 5 - 3 5m s e c ) d e p o l a r i z a t i o n s ( 1 7 ) . T h e l a t t e r o b s e r v a t i o n h a s b e e n
i n t e r p r e t e d a s s u g g e s t i n g t h a t mean c h a n n e l l i f e t i m e i s p r o -l o n g e d b y d e p o l a r i z a t i o n s o f 2 0 mV o r l e s s . T h e m e c h a n i s m
u n d e r l y i n g t h i s a p p a r e n t d i s c r e p a n c y i s n o t c l e a r , b u t i t ma yb e t h a t ( i ) i n t h e p r e s e n t s t u d y , t h e v o l t a g e d e p e n d e n c y o f t h et r a n s m i t t e r - r e c e p t o r i n t e r a c t i o n s w a s i n a c t i v a t e d d u r i n g t h ef i r s t 2 0 0 m s e c a f t e r t h e o n s e t o f t h e v o l t a g e s t e p s , w h e n
s p o n t a n e o u s e ve nt s w e r e n o t m e a s u r e d ; o r ( i i ) r i s a b e l l -s h a p e f u n c t i o n o f m e m b r a n e p o t e n t i a l , b e i n g m a x i m a l i n t h er e g i o n o f - 5 0 t o - 6 0 mV a n d d e c r e a s i n g a g a i n w i t h l a r g e rd e p o l a r i z a t i o n s o f t h e m a g n i t u d e s u s e d i n t h e s e e x p e r i m e n t s .
M e a s u r e m e n t s o f t h e b a c k g r o u n d n o i s e , w h i c h c a n b e
t r e a t e d a s b e i n g G a u s s i a n ( s e e a l s o r e f . 1 0 ) , i n d i c a t e d t h a t i t ss t a n d a r d d e v i a t i o n ( o N ) r a n g e d f r o m 0 . 1 8 t o 0 . 3 7 nA a n d w a s
c o m p a r a b l e t o t h a t o f t h e f i r s t c l a s s , w i t h t h e r a t i o o f t h e t w o ,
O ( l q / ( r N , a v e r a g i n g 1 . 1 5 ± 0 . 1 6 ( n = 7 ) . I n o t h e r w o r d s , t h es i z e o f a q u a n t u m i s r e l a t i v e l y i n v a r i a n t , w i t h t h e d i s t r i b u t i o no f v a l u e s a r o u n d a g i v e n mean b e i n g p r i m a r i l y d u e t o t h ea d d e d c o n t r i b u t i o n o f n o i s e , w h i c h p r o v i d e s t h e G a u s s i a n
a p p e a r a n c e o f e a c h c o m p o n e n t o f t h e a m p l i t u d e h i s t o g r a m .I n c o n f i r m a t i o n , we a l s o f o u n d t h a t t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n s( o - q ) o f l a r g e r p e a k s i n t h e c o n t r o l s w e r e a b o u t t h e s a m e a s
t h o s e o f t h e f i r s t o n e . S u c h w a s t h e c a s e f o r t h e i l l u s t r a t e de x a m p l e w h e r e , a s m e n t i o n e d a b o v e , a q e q u a l l e d 0 . 4 8 nA f o rf o u r o f t h e p e a k s a n d v a r i e d f r o m 0 . 4 5 t o 0 . 5 2 f o r t h e o t h e r s .Y e t , s i n c e t h e r a t i o 0 T l q / 0 N a v e r a g e d s l i g h t l y g r e a t e r t h a n 1 . 0 ,t h e r e m a y h a v e b e e n some s e c o n d a r y i n h e r e n t f l u c t u a t i o n s i nq u a n t u m s i z e , w h i c h c o u l d b e c a l c u l a t e d f r o m t h e d i f f e r e n c e si n t h e v a r i a n c e s . T h e c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n d e r i v e d f r o m t h er e l a t i o n s h i p CV = ( a j q - o N ) " 2 / ( m e a n q u a n t a l s i z e ) r a n g e df r o m 2 . 2 3 % t o 2 0 % , w i t h a mean o f 1 1 . 3 5 % . A s s u m i n gm i n i m a l e r r o r i n c N e s t i m a t i o n , t h i s v a l u e i s l e s s t h a n t h e 3 0 %r e p o r t e d ( 2 2 ) f o r m i n i a t u r e e n d - p l a t e p o t e n t i a l s , a l t h o u g hs u b u n i t s o f m i n i a t u r e e n d - p l a t e p o t e n t i a l s ( 2 3 ) a n d i n d i v i d u a l
c o m p o n e n t s o f I a - e v o k e d I P S P s ( 2 0 ) w e r e r e p o r t e d t o h a v e as i m i l a r s m a l l v a r i a n c e . W h a t e v e r i t s c a u s e , t h e u n i f o r m i t y o fq u a n t a l s i z e w o u l d h a v e b e e n s u r p r i s i n g ( g i v e n t h e n u m b e ra n d d i s t r i b u t i o n o f i n h i b i t o r y a f f e r e n t s ) h a d i t n o t b e e n
p r e v i o u s l y s u g g e s t e d b y t h e a d e q u a c y o f t h e b i n o m i a l f i t s ( 1 0 ,2 4 ) .
T h e m e a s u r e d q u a n t a l c u r r e n t s c a n b e c o n v e r t e d t o t h e i ru n d e r l y i n g c o n d u c t a n c e s b e c a u s e , a s i n d i c a t e d , t h e d r i v i n gf o r c e e q u a l s t h e m a g n i t u d e o f t h e d e p o l a r i z i n g v o l t a g e s t e p i nt h e s e e x p e r i m e n t s . T h i s c o n d u c t a n c e v a r i e d f r o m 2 7 t o 6 9 n S ,w i t h a mean o f 4 6 ± 1 6 n S ( n = 7 ) , w h i c h i s n o t s t a t i s t i c a l l yd i f f e r e n t f r o m t h e e s t i m a t e s ( 3 5 ± 1 4 n S ) b a s e d u p o n t h eb i n o m i a l a n a l y s i s o f f l u c t u a t i n g I P S P s ( 1 0 ) . T h e > 2 . 5 - f o l dv a r i a b i l i t y i n c a l c u l a t e d q u a n t a l s i z e f r o m o n e M - c e l l t o t h en e x t , c o u p l e d w i t h t h e r e l a t i v e i n v a r i a n c e o f t h i s p a r a m e t e ri n i n d i v i d u a l e x p e r i m e n t s , m a y r e f l e c t a g l o b a l r e g u l a t i o n o f
t h e n e u r o n ' s r e s p o n s i v e n e s s t o g l y c i n e ( 2 5 ) . F i n a l l y , a s s u m -i n g t h a t t h e c o n d u c t a n c e o f a s i n g l e g l y c i n e - a c t i v a t e d C l -c h a n n e l i s 2 5 p S ( 2 6 ) , t h e s e v a l u e s i n d i c a t e t h a t , o n t h ea v e r a g e , 1 8 4 0 ± 6 1 0 c h a n n e l s a r e o p e n e d a t t h e p e a k o f a
m i n i a t u r e I P S C , w h i c h i s n o t i n c o n s i s t e n t w i t h t h e h y p o t h e s i sd i s c u s s e d e l s e w h e r e ( 1 0 , 1 1 ) t h a t w h e n a p r e s y n a p t i c a c t i o np o t e n t i a l c a u s e s e x o c y t o s i s a t a s i n g l e a c t i v e z o n e , o n l y t h ec o n t e n t s o f a s i n g l e v e s i c l e a r e r e l e a s e d .
T h e v a l u e s d e t e r m i n e d d i r e c t l y w i t h v o l t a g e c l a m p f o r t h es i z e o f a q u a n t u m , s p o n t a n e o u s o r m i n i a t u r e , a n d i t s u n d e r -l y i n g c o n d u c t a n c e c o r r e s p o n d t o t h o s e d e r i v e d w it h t h ei n d i r e c t s t a t i s t i c a l a n a l y s i s o f u n i t a r y I P S P f l u c t u a t i o n s ,w h e r e t h e s m a l l e s t e v e n t s c o u l d n o t b e v i s u a l i z e d . T h u s ,t h e s e r e s u l t s g i v e a d d i t i o n a l c r e d e n c e t o t h e b i n o m i a l m o d e l .T h e l a t t e r , i n c o n c e r t w i t h t h e m o r p h o l o g i c a l d a t a , l e d t o t h ec o n c l u s i o n t h a t a l l t e r m i n a l s a r e f u n c t i o n a l i n t h e s t u d i e d
s y s t e m ( i . e . , t h e r e a r e n o " s i l e n t " s y n a p s e s h e r e ) , i n c o n t r a s tt o w h a t w a s p o s t u l a t e d f o r I a m o t o n e u r o n s y n a p s e s ( 1 8 ) .S i n c e now t w o o f t h e r e l e a s e p a r a m e t e r s - n a m e l y , n a n d q-a p p e a r t o b e f i x e d , i t f o l l o w s t h a t p , t h e a v e r a g e p r o b a b i l i t yo f r e l e a s e , i s t h e o n l y o n e t h a t c a n b e m o d i fi e d a s a f u n c t i o no f a c t i v i t y ( 2 4 ) , a t l e a s t o n a s h o r t - t e r m b a s i s .
W e t h a n k J . N i c o l e t ( I n s t i t u t N a t i o n a l d e l a S a n t e e t d e l aR e c h e r c h e M e d i c a l e U 2 6 1 ) f o r t e c h n i c a l a n d s e c r e t a r i a l h e l p . T h i s
w o r k w a s s u p p o r t e d i n p a r t b y g r a n t s f r o m I n s t i t u t N a t i o n a l d e l aS a n t e e t d e l a R e c h e r c h e M e d i c a l e , l a F o n d a t i o n p o u r l a R e c h e r c h e
M e d i c a l e , a n d t h e N a t i o n a l I n s t i t u t e s o f H e a l t h ( N S - 2 1 8 4 8 ) .
1 . K a t z , B . ( 1 9 6 9 ) T h e R e l e a s e o f N e u r a l T r a n s m i t t e r S u b s t a n c e s( T h o m a s , S p r i n g f i e l d , I L ) .
2 . C o l o m o , F . & E r u l k a r , S . D . ( 1 9 6 8 ) J . P h y s i o l . ( L o n d o n ) 1 9 9 ,2 0 4 - 2 2 1 .
3 . K a t z , B . & M i l e d i , R . ( 1 9 6 3 ) J . P h v s i o l . ( L o n d o n ) 1 6 8 , 3 8 9 -
4 2 2 .4 . S ha p o v a l o v , A . I . , S h i r i a e v , B . 1 . & T a m o r o v a , Z . A . ( 1 9 7 9 )
B r a i n R e s . 1 6 0 , 5 2 4 - 5 2 8 .
5 . B r o w n , T . H . , W o n g , R . K . S . & P r i n c e , D . A . ( 1 9 7 9 ) B r a i n
R e s . 1 7 7 , 1 9 4 - 1 9 9 .6 . B l a n k e n s h i p , J . E . & K u n o , M . ( 1 9 6 8 ) J . N e u r o p h y s i o l . 3 1 ,
1 9 5 - 2 0 9 .7 . E d w a r d s , F . R . , R e d m a n , S . J . & W a l m s l e y , B . ( 1 9 7 6 ) J .
P h y s i o l . ( L o n d o n ) 2 5 9 , 6 6 5 - 6 8 8 .
8 . d e l C a s t i l l o , J . & K a t z , B . ( 1 9 5 4 ) J . P h y s i o l . ( L o n d o n ) 1 2 4 ,5 6 0 - 5 7 3 .
9 . K o r n , H . , T r i l l e r , A . , M a l l e t , A . & F a b e r , D . S . ( 1 9 8 1 ) S c i e n c e
2 1 3 , 8 9 8 - 9 0 1 .
1 0 . K o r n , H . , M a l l e t , A . , T r i l l e r , A . & F a b er , D . S . ( 1 9 8 2 ) J .N e u r o p h y s i o l . 4 8 , 6 7 9 - 7 0 7 .
1 1 . T r i l l e r , A . & K o r n , H . ( 1 9 8 2 ) J . N e u r o p h v s i o l . 4 8 , 7 0 8 - 7 3 6 .
1 2 . F a b e r , D . S . & K o r n , H . ( 1 9 8 2 ) J . N e u r o p h y s i o l . 4 8 , 6 5 4 - 6 7 8 .
1 3 . F a b e r , D . S . & K o r n , H . ( 1 9 7 8 ) i n N e u r o b i o l o g y ( f t h l eM a u t h n e r C e l l , e d s . F a b e r , D . S . & K o r n , H . ( R a v e n , NewY o r k ) , p p . 4 7 - 1 3 1 .
1 4 . T a k a h a s h i , T . ( 1 9 8 4 ) P r o c . R . S o c . L o n d o n S e r . B 2 2 1 ,1 0 3 - 1 0 9 .
1 5 . K o r n , H . & F a b e r , D . S . ( 1 9 7 6 ) S c i e n c e 1 9 4 , 1 1 6 6 - 1 1 6 9 .1 6 . F a b e r , D . S . , F u n c h , P . G . & K o r n , H . ( 1 9 8 5 ) P r o c . N a t l .
A c a d . S c i . USA 8 2 , 3 5 0 4 - 3 5 0 8 .
1 7 . F a b e r , D . S . & K o r n , H . ( 1 9 8 7 ) J . N e u r o s c i . 7 , 8 0 7 - 8 1 1 .
1 8 . R e d m a n , S . J . & W a l m s l e y , B . ( 1 9 8 3 ) J . P h y s i o l . ( L o n d o n )
3 4 3 , 1 3 5 - 1 4 5 .
1 9 . E d w a r d s , F . R . , R e d m a n , S . J . & W a l m s l e y , B . ( 1 9 7 6 ) J .P h y s i o l . ( L o n d o n ) 2 5 9 , 6 8 9 - 7 0 4 .
2 0 . J a c k , J . J . B . , R e d m a n , S . J . & W o n g , K . ( 1 9 8 1 ) J . P h y s i o l .( L o n d o n ) 3 2 1 , 6 5 - 9 6 .
2 1 . B l i g h t , A . R . & P r e c h t , W. ( 1 9 8 2 ) B r a i n R e s . 2 3 8 , 2 2 8 - 2 3 2 .
2 2 . F a t t , P . & K a t z , B . ( 1 9 5 1 ) J .P h y s i o l .
( L o n d o n )1 1 5 ,
3 2 0 - 3 7 0 .
2 3 . K r i e b e l , M . E . , L l a d o s , F . & M a t t i s o n , D . R . ( 1 9 8 2 ) J . P h y s -
i o l . ( L o n d o n ) 3 2 2 , 2 1 1 - 2 2 2 .
2 4 . K o r n , H . , F a b e r , D . S . & T r i l l e r , A . ( 1 9 8 6 ) J . N e u r o p h ' s i o l .5 5 , 4 0 2 - 4 2 1 .
2 5 . W o l s z o n , L . R . & F a b e r , D . S . ( 1 9 8 6 ) S o c . N e u r o s c i . A b s t r .1 2 , 1 0 0 1 .
2 6 . H a m i l l , 0 . P . , B o r m a n n , J . & S a k m a n n , B . ( 1 9 8 3 ) N a t u r e
( L o n d o n ) 3 0 5 , 8 0 5 - 8 0 8 .
N e u r o b i o l o g y : K o r n e t a l .
