E. Cherubini et al- Excitatory Amino Acids in Synaptic Excitation of Rat Striatal Neurones In Vitro

8/3/2019 E. Cherubini et al- Excitatory Amino Acids in Synaptic Excitation of Rat Striatal Neurones In Vitro

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J o u r n a l o f P h y s i o l o g y ( 1 9 8 8 ) , 4 0 0 . p p . 6 7 7 - 6 9 0 677W i t h 6 t e x t - f i g u r e sP r i n t e d i n G r e a t B r i t a i n

EXCITATORY AMINO ACIDS IN SYNAPTIC EXCITATION OF RATSTRIATAL NEURONES IN VITRO

BY E . CHERUBINI, P . L . HERRLING*, L . LANFUMEYtAND P . STANZIONEtFrom INSERM U . 0 2 9 , 1 2 3 B o u l e v a r d d e P o r t R o y a l , 7 5 0 1 4 P a r i s , F r a n c e

( R e c e i v e d 2 1 May 1 9 8 7 )SUMMARY

1 . I n t r a c e l l u l a r r e c o r d i n g s w e r e made f r o m r a t s t r i a t a l n e u r o n e s i n v i t r o . T h e c e l l sh a d r e s t i n g membrane p o t e n t i a l s g r e a t e r t h a n -60 mV a n d a c t i o n p o t e n t i a l s g r e a t e rt h a n 7 0 mV w i t h s p i k e o v e r s h o o t o f 1 0 - 3 0 mV.2 . I n t h e p r e s e n c e o f b i c u c u l l i n e i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n e v o k e d a n e x c i t a t o r yp o s t s y n a p t i c p o t e n t i a l ( E P S P ) . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n EPSP a m p l i t u d e a n dmembrane p o t e n t i a l was n o t l i n e a r . T h e EPSP d e c r e a s e d i n a m p l i t u d e a n d d u r a t i o nf o r v a l u e s o f membrane p o t e n t i a l more n e g a t i v e t h a n -80 mV a n d i n c r e a s e d i na m p l i t u d e a n d d u r a t i o n f o r v a l u e s o f membrane p o t e n t i a l more p o s i t i v e t h a n-50 mV.3 . T h e mean r e v e r s a l p o t e n t i a l f o r t h e EPSP r e c o r d e d w i t h e l e c t r o d e s f i l l e d w i t hp o t a s s i u m m e t h y l s u l p h a t e was - 9 - 2 + 17 mV ( m e a n + S . E . M . ) i n p r e s e n c e o fb i c u c u l l i n e ( 3 0 u t M ) . A s i m i l a r r e v e r s a l p o t e n t i a l w a s o b t a i n e d w i t h C s C l - f i l l e de l e c t r o d e s .4 . T h e e n d o g e n o u s b r o a d - s p e c t r u m e x c i t a t o r y a m i n o a c i d a n t a g o n i s t , k y n u r e n i ca c i d ( 1 0 0 - 5 0 0 J t M ) , r e d u c e d t h e EPSP i n a d o s e - d e p e n d e n t w a y , m a x i m a l l y b y 8 0 %a t 5 0 0 / , M , b u t a r e s i d u a l d e p o l a r i z a t i o n r e m a i n e d e v e n a t h i g h a n t a g o n i s tc o n c e n t r a t i o n s . T h i s e f f e c t w a s a s s o c i a t e d s o m e t i m e s w i t h a membrane d e p o l a r -i z a t i o n a n d a n i n c r e a s e i n i n p u t r e s i s t a n c e .5 . I n n o r m a l a r t i f i c i a l c e r e b r o - s p i n a l f l u i d s o l u t i o n a n d a t r e s t i n g membranep o t e n t i a l t h e s p e c i f i c N - m e t h y l - D - a s p a r t a t e (NMDA) a n t a g o n i s t , ( D , L ) -2 - a m i n o - 7 -p h o s p h o n o h e p t a n o i c a c i d ( ( D , L ) - A P 7 ) , d i d n o t a f f e c t t h e EPSP a m p l i t u d e . H o w e v e r ,t h i s a n t a g o n i s t p a r t i a l l y r e d u c e d t h e EPSP a m p l i t u d e when t h e membrane wasd e p o l a r i z e d b e y o n d -50 mV b y i n t r a c e l l u l a r c u r r e n t i n j e c t i o n .6 . T h e n i c o t i n i c c h o l i n e r g i c a n t a g o n i s t m e c a m y l a m i n e ( 1 0 / M ) c a u s e d a p a r t i a l( 2 4 + 3 %) r e d u c t i o n o f EPSP a m p l i t u d e a t r e s t i n g p o t e n t i a l i n n o r m a l m e d i u m .H o w e v e r , i n t h e c e l l s w h e r e a r e d u c t i o n o f EPSP a m p l i t u d e was o b s e r v e d i t wasa l w a y s a c c o m p a n i e d b y membrane d e p o l a r i z a t i o n ( 7 - 1 + 2 - 1 m V ) . ( + ) - T u b o c u r a r i n ea n d h e x a m e t h o n i u m w e r e w i t h o u t e f f e c t a t 1 0 / M .

* P r e s e n t a d d r e s s : S a n d o z R e s e a r c h I n s t i t u t e B e r n e L t d , P . O . Bo x 2 1 7 3 , C H - 3 0 0 1 B e r n e ,S w i t z e r l a n d .t P r e s e n t a d d r e s s : INSERM U . 2 8 8 P i t i e S a l p e t r i e r e , F - 7 5 0 1 3 P a r i s , F r a n c e .t P r e s e n t a d d r e s s : C l i n i c a N e u r o l o g i c a , U n i v e r s i t i t d i R o m a , T o r V e r g a t a , R o m e , I t a l y .

) by guest on October 27, 2010jp.physoc.orgDownloaded from J Physiol (
http://jp.physoc.org/http://jp.physoc.org/http://jp.physoc.org/


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E . CHERUBINI AND OTHERS7 . Whe n M g 2 + was r e m o v e d f r o m t h e b a t h i n g s o l u t i o n , t h e EPSP i n c r e a s e d i n

a m p l i t u d e (89+9-5%) a n d d u r a t i o n . I n M g 2 + - f r e e medium a t r e s t i n g membranep o t e n t i a l ( D , L ) - A P 7 ( 3 0 / t M ) p a r t i a l l y r e d u c e d EPSP a m p l i t u d e s ( 5 9 + 25 % ) .8 . I t i s p r o p o s e d t h a t a m a j o r c o m p o n e n t o f t h e EPSP e v o k e d b y i n t r a s t r i a t a ls t i m u l a t i o n i s m e d i a t e d b y e x c i t a t o r y a m i n o a c i d s . A t r e s t i n g membrane p o t e n t i a la n d i n n o r m a l medium o n l y non-NMDA r e c e p t o r s s e e m t o c o n t r i b u t e t o t h e s y n a p t i cd e p o l a r i z a t i o n , b u t a t d e p o l a r i z e d p o t e n t i a l s a n d i n A M g 2 + - f r e e medium a n NMDAr e c e p t o r - m e d i a t e d c o m p o n e n t o f t h e EPSP c a n b e d e m o n s t r a t e d .

INTRODUCTIONAmino a c i d s l i k e g l u t a m a t e a n d a s p a r t a t e a r e t h o u g h t t o b e i m p o r t a n t e x c i t a t o r y

t r a n s m i t t e r s i n many CNS n e u r o n e s ( C r u n e l l i , F o r d a , C o l l i n g r i d g e & K e l l y , 1 9 8 2 ;C o l l i n g r i d g e , K e h l & M c L e n n a n , 1 9 8 3 ; G a n o n g , L a n t h o r n & C o t m a n , 1 9 8 3 ; J a h r &J e s s e l , 1 9 8 5 ; T h o m s o n , West & L o d g e , 1 9 8 5 ; H e r r l i n g , 1 9 8 5 ; T h o m s o n , 1 9 8 6 ) . Theya c t p r o b a b l y t h r o u g h t h e a c t i v a t i o n o f d i f f e r e n t r e c e p t o r t y p e s : N - m e t h y l - D -a s p a r t a t e (NMDA), q u i s q u a l a t e a n d k a i n a t e r e c e p t o r s ( W a t k i n s , 1 9 8 6 ) . T h e NMDAr e c e p t o r c a n b e b l o c k e d i n a v o l t a g e - d e p e n d e n t w ay b y M g 2 + ( N o w a k , B r e g e s t o v s k i ,A s c h e r , H e r b e t & P r o c h i a n t z , 1 9 8 4 ; M a y e r , W e s t b r o o k & G u t h r i e , 1 9 8 4 ) . I n e a r l i e rs t u d i e s i n s i t u w h e r e t h e p h a r m a c o l o g y o f t h e c o r t i c o - s t r i a t a l EPSP was a n a l y s e d ,e v i d e n c e was o b t a i n e d t h a t i n t h e ' n a t u r a l ' e n v i r o n m e n t a n d n e a r r e s t i n g membranep o t e n t i a l t h i s s y n a p t i c p o t e n t i a l w a s m e d i a t e d i n l a r g e p a r t b y non-NMDA r e c e p t o r sb e c a u s e n o n e o f i t s c o m p o n e n t s c o u l d b e a f f e c t e d b y p o t e n t s p e c i f i c NMDAa n t a g o n i s t s b u t o n l y b y t h e b r o a d - s p e c t r u m e x c i t a t o r y a m i n o a c i d r e c e p t o ra n t a g o n i s t , k y n u r e n i c a c i d ( H e r r l i n g , M o r r i s & S a l t , 1 9 8 3 ; H e r r l i n g , 1 9 8 5 ) .P r e v i o u s s t u d i e s o f s l i c e s h a v e s h o w n t h a t i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n e v o k e s a nEPSP f o l l o w e d b y a n IPSP ( K i t a i & K i t a , 1 9 8 4 ; K i t a , K i t a & K i t a i , 1 9 8 4 ; K i t a , K i t a& K i t a i , 1 9 8 5 ) . The IPSP i s m e d i a t e d b y y - a m i n o b u t y r i c a c i d (GABA) ( L i g h t h a l l &K i t a i , 1 9 8 3 ) , b u t t h e n a t u r e o f t h e t r a n s m i t t e r ( s ) i n v o l v e d i n t h e s y n a p t i c e x c i t a t i o ni s s t i l l u n c l e a r . E x t r a c e l l u l a r r e c o r d i n g s o f f i e l d p o t e n t i a l s a n d i n t r a c e l l u l a r r e c o r d i n g ss u g g e s t t h a t t h e s y n a p t i c e x c i t a t i o n i s m e d i a t e d p a r t l y b y t h e a c t i v a t i o n o f ac h o l i n e r g i c n i c o t i n i c - t y p e r e c e p t o r ( M i s g e l d & B a k , 1 9 7 9 ; M i s g e l d , W e i l e r & B a k ,1 9 8 0 ; M i s g e l d , W e i l e r & C h e o n g , 1 9 8 2 ; D o d t & M i s g e l d , 1 9 8 6 ) o r b y a n e x c i t a t o r yamino a c i d r e c e p t o r ( C o r d i n g l e y & W e i g h t , 1 9 8 6 ) .

T h e main a i m o f t h e p r e s e n t s t u d y w a s t o d e t e r m i n e t h e p h a r m a c o l o g y o f t h el o c a l l y e v o k e d EPSP i n s t r i a t a l s l i c e s w i t h r e s p e c t t o e x c i t a t o r y a m i n o a c i d s , t oc o m p a r e i t t o r e s u l t s o b t a i n e d i n s i t u o n t h e c o r t i c a l l y e v o k e d EPSP i n c a u d a t en e u r o n e s , a n d t o d e t e r m i n e i f m a n i p u l a t i o n s o f t h e i o n i c medium o r t h e membranep o t e n t i a l , w h i c h a r e e a s i l y p o s s i b l e o n l y i n s l i c e p r e p a r a t i o n s , w o u l d r e v e a l a n NMDAc o m p o n e n t t o t h i s i n t r a s t r i a t a l l y e v o k e d EPSP.

METHODSR a t s t r i a t a l s l i c e s w e r e p r e p a r e d f o l l o w i n g t h e t e c h n i q u e p r e v i o u s l y d e s c r i b e d ( C h e r u b i n i &L a n f u m e y , 1 9 8 7 ) . S l i c e s ( 3 5 0 , u m t h i c k ) w e r e c u t a n d i n c u b a t e d a t room t e m p e r a t u r e i n a r t i f i c i a lc e r e b r o s p i n a l f l u i d ( A C S F ) s o l u t i o n a n d b u b b l e d w i t h 9 5 % 0 2 a n d 5 % C O 2 . Th e s l i c e s w e r e l e f t t o

r e c o v e r f o r 1 h , t h e n w e r e r e m o v e d f r o m t h e i n c u b a t i o n b a t h a n d t ra ns f e r re d t o a r e c o r d i n g c h a m b e r

6 7 8



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FAST EPSP IN STRIATAL NEURONES( W i l l i a m s , H e n d e r s o n & N o r t h , 1 9 8 4 ) . A c o m p l e t e l y s u b m e r g e d s l i c e was l a i d o n a n y l o n m e s h a n dwas s u p e r f u s e d a t a r a t e o f 3 m l / m i n a n d a t 3 6 C w i t h a r t i f i c i a l CSF o f t h e f o l l o w i n g c o m p o s i t i o n( m M ) : N a C l , 1 2 6 ; K C l , 3 - 5 ; N a H 2 P O 4 , 1 - 2 ; M g C l 2 , 1 - 3 ; C a C l 2 , 2 ; g l u c o s e , 1 1 ; N a H C O 3 , 2 5 ; g a s s e dw i t h 9 5 % 0 2 a n d 5% C O 2 ( p H = 7 - 2 , 7 3 ) . Tw o s m a l l p i e c e s o f 3 0 0 , u m o . d . p l a t i n u m - i r i d i u m w i r e ss e c u r e d t h e s l i c e o n t h e m e s h . S t i m u l a t i o n e l e c t r o d e s ( t w i s t e d b i p o l a r N i C r i n s u l a t e d w i r e s , 5 0 , u mo . d . ) w e r e p o s i t i o n e d i n t o t h e s t r i a t i u m 3 0 0 - 5 0 0 , u m f r o m t h e r e c o r d i n g e l e c t r o d e . S t i m u l a t i o np a r a m e t e r s w e r e : s q u a r e p u l s e s o f 2 0 - 3 0 / u s d u r a t i o n a n d 2 - 3 0 V . I n t r a c e l l u l a r r e c o r d i n g s w e r emade w i t h e l e c t r o d e s f i l l e d w i t h 2 M - p o t a s s i u m m e t h y l s u l p h a t e a n d i n f e w c a s e s w i t h 2 M - C s C l ( D Cr e s i s t a n c e 6 0 - 1 2 0 M Q ) . C s C l - f i l l e d e l e c t r o d e s w e r e u s e d t o s t u d y t h e r e v e r s a l p o t e n t i a l o f t h e EPSPe v o k e d b y i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n . B i c u c u l l i n e ( 3 0 , J M ) was u s u a l l y a d d e d t o t h e b a t h i n g s o l u t i o ni n o r d e r t o b l o c k t h e G A B A - m e d i a t e d IPSP t h a t o f t e n f o l l o ws t h e EPSP. C u r r e n t was p a s s e dt h r o u g h t h e r e c o r d i n g e l e c t r o d e b y means o f a n A x o c l a m p - 2 a m p l i f i e r . B r i d g e b a l a n c e was c h e c k e dr e p e a t e d l y d u r i n g t h e c o u r s e o f t h e i m p a l e m e n t . C a p a c i t a t i v e t r a n s i e n t s w i t h t h e e l e c t r o d e t i po u t s i d e t h e n e u r o n e w e r e r e d u c e d t o a minimum b y n e g a t i v e c a p a ci t y c o m p e n s a t i o n . I n d i v i d u a la c t i o n p o t e n t i a l s , EPSPs a n d e l e c t r o t o n i c p o t e n t i a l s w e r e e i t h e r d i g i t i z e d a n d s t o r e d o n t h e f l o p p yd i s k o f a PDP 1 1 / 2 3 c o m p u t e r o r d i s p l a y e d o n a s t o r a g e o s c i l l o s c o p e . D r u g s w e r e b a t h a p p l i e d v i aa t h r e e - w a y t a p s y s t e m . E f f e c t s o f d i f f e r e n t s u b s t a n c e s w e r e o b s e r v e d w i t h i n 2 0 - 3 0 s o f t h e s o l u t i o ne n t e r i n g t h e b a t h a n d t h e e q u i l i b r i u m was a p p a r e n t l y r e a c h e d w i t h i n 3 - 5 min w i t h d r u g si n t e r a c t i n g a t membrane r e c e p t o r s . ( + ) - T u b o c u r a r i n e , m e c a m y l a m i n e a n d k y n u r e n i c a c i d w e r eo b t a i n e d f r o m S i g m a ; ( D , L ) - 2 - a m i n o - 7 - p h o s p h o n o h e p t a n o i c a c i d , ( D , L ) - A P 7 , was o b t a i n e d f r o mS a n d o z ; h e x a m e t h o n i u m a n d b i c u c u l l i n e w e r e o b t a i n e d f r o m F l u k a : ( D ) - 2 - a m i n o - 5 - p h o s p h o n o -p e n t a n o i c a c i d , ( D ) - A P 5 , f r o m C a m b r i d g e R e s e a r c h C h e m i c a l s a n d y - ( D ) - g l u t a m y l a m i n o m e t h y ls u l p h o n a t e ( G A M S ) was a g e n e r o u s g i f t f r o m J . C . W a t k i n s , B r i s t o l .

RESULTSC e l l c h a r a c t e r i s t i c s

S t a b l e i n t r a c e l l u l a r r e c o r d i n g s w e r e o b t a i n e d f r o m s e v e n t y s t r i a t a l n e u r o n e s f o rp e r i o d s o f u p t o 5 h . A l t h o u g h n o i n t r a c e l l u l a r s t a i n i n g o f t h e n e u r o n e s w a sa t t e m p t e d i n t h i s s t u d y , i t i s p r o b a b l e t h a t m o s t i m p a l e d c e l l s w e r e medium s p i n yn e u r o n e s s i n c e o t h e r s t u d i e s r e p o r t e d t h a t t h e m a j o r i t y o f i n t r a c e l l u l a r l y s t a i n e d c e l l si n t h e s t r i a t u m w e r e o f t h i s t y p e ( B i s h o p , C h a n g & K i t a i , 1 9 8 2 ; L i g h t h a l l & K i t a i ,1 9 8 3 ) . O n l y c e l l s s a t i s f y i n g t h e f o l l o w i n g c r i t e r i a w e r e i n c l u d e d i n t h i s s t u d y : r e s t i n gm e m b r a n e p o t e n t i a l g r e a t e r t h a n -60 mV ( r a n g e f r o m -65 t o -74 m V ) , s p i k ea m p l i t u d e > 7 0 mV w i t h s p i k e o v e r s h o o t o f 1 0 - 3 0 mV, r e s t i n g i n p u t r e s i s t a n c er a n g i n g f r o m 3 1 t o 6 0 M S 2 . T h e membrane t i m e c o n s t a n t m e a s u r e d i n t e n n e u r o n e sc l o s e l y a p p r o x i m a t e d a s i n g l e e x p o n e n t i a l a n d was 1 0 + 0 8 ms (mean+ s . E . M . ) . I nk e e p i n g w i t h e a r l i e r s t u d i e s i n v i v o a n d i n v i t r o ( S u g i m o r i , P r e s t o n & K i t a i , 1 9 7 8 ;K i t a e t a l . 1 9 8 4 ) , t h e v o l t a g e - c u r r e n t r e l a t i o n s h i p o f s t r i a t a l n e u r o n e s d i s p l a y e d am a r k e d r e d u c t i o n i n i t s s l o p e f o r v a l u e s o f membrane p o t e n t i a l more n e g a t i v e t h a n-80 mV ( a n o m a l o u s r e c t i f i c a t i o n ) .C a 2 + a n d v o l t a g e d e p e n d e n c y o f EPSPs

I n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n e v o k e d d e p o l a r i z i n g s y n a p t i c p o t e n t i a l s t h a t o f t e nt r i g g e r e d a n a c t i o n p o t e n t i a l . T h e d e p o l a r i z i n g p o t e n t i a l s w e r e b l o c k e d b ys u p e r f u s i o n o f C o 2 + ( 2 m M ) o r b y a s o l u t i o n c o n t a i n i n g 1 0 m M - M g 2 ' a n d i n w h i c hC a 2 1 was o m i t t e d . T h i s d e p o l a r i z i n g s y n a p t i c p o t e n t i a l was s i m i l a r t o t h a t a l r e a d yd e s c r i b e d i n s t r i a t a l s l i c e s a n d c o n s i d e r e d t o b e a m o n o s y n a p t i c EPSP ( K i t a i & K i t a ,1 9 8 4 ; K i t a e t a l . 1 9 8 4 ; K i t a e t a l . 1 9 8 5 ) . We m e a s u r e d t h e r e v e r s a l p o t e n t i a l o f t h eEPSP i n s i x n e u r o n e s w i t h C s C l a n d w i t h p o t a s s i u m m e t h y l s u l p h a t e - f i l l e d

6 7 9



4/14

6 8 0 E . CHERUBINI AND OTHERSm i c r o p i p e t t e s . T h e r e v e r s a l s w e r e a r o u n d - 1 mX ( N = 2 c ? e l l s ) i n t h e f o r m e r ( F i g . 1 )a n d - 9 - 2 + 1 - 7 mV ( I N = 4 ) i n t h e l a t t e r e x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n s . T h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h e a m p l i t u d e o f t h e EPSP a n d membrane p o t e n t i a l w a s n o t l i n e a r . D u r i n gmembrane h y p e r p o l a r i z a t i o n t o v a l u e s m o r e n e g a t i v e t h a n -80 mV. t h e a m p l i t u d eo f t h e EPSP w a s d e c r e a s e d a n d t h e d e c a y t i m e w a s s h o r t e n e d ( F i g . 1 ) . A d e v i a t i o n

AmV3 3

B

3 0 -. 0 .

e 1 515

I- 1 0 0 - 5 0-15 -

E0Le nC L 'w0- o

50=aES

Membrane p o t e n t i a l ( m V )A 1 5 mV

1 6 msF i g . 1 . R e v e r s a l p o t e n t i a l o f EPSPs e v o k e d b y i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n . A , d i g i t i z e d c h a r tr e c o r d s o f EPSPs e l i c i t e d b y i n s t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n ( t r i a n g l e ) a t f i v e d i f f e r e n tmembrane p o t e n t i a l s . Th e EPSP s i z e i n c r e a s e d w i t h membrane h y p e r p o l a r i z a t i o n . I td e c r e a s e d a n d r e v e r s e d i t s p o l a r i t y w i t h membrane d e p o l a r i z a t i o n . C s C l - f i l l e d r e c o r d i n ge l e c t r o d e a n d b i c u c u l l i n e ( 3 0 u M ) p r e s e 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 . B . t h e a m p l i t u d e so f EPSPs shown i n A ar e p l o t t e d a g a i n s t t h e membrane p o t e n t i a l . The r e v e r s a l occursnear -11 mV. R e s t i n g membrane p o t e n t i a l was-6 8 mV.

f r o m l i n e a r i t y was a l s o o b s e r v e d i n t h e d e p o l a r i z i n g d i r e c t i o n f o r v a l u e s o f m em b ran ep o t e n t i a l more p o s i t i v e t h a n -50 m V. W ' h e n e v e r a c t i o n p o t e n t i a l s were n o tt r i g g e r e d on t o p o f t h e E P S P l . t h e r e was a s l i g h t i n c r e a s e i n i t s a m p l i t u d e an dd u r a t i o n ( F i g . 5 ) . T h i s i ncreas e was a s s o c i a t e d w i t h an a p p a r e n t i n c r e a s e i n i n p u tr e s i s t a n c e ( K i t a e t a l . 1 9 8 4 ) .E f f e c t s o f NMDA on t h e membrane p o t e n t i a l

N e u r o n e s i n our s l i c e s d i d n o t d i s p l a y a c t i o n p o t e n t i a l s u n l e s s e l e c t r i c a l l y o rc h e m i c a l l y s t i m u l a t e d . I n t h r e e neurones w i t h a r e s t i n g membrane p o t e n t i a l o fa r o u n d -65 mV NMDA p e r f u s e d a t a c o n c e n t r a t i o n o f 1 0 - 2 0 /tM e l i c i t e d ac h a r a c t e r i s t i c b u r s t y f i r i n g p a t t e r n ( F i g . 2 A ) .

I n tw o o t h e r c e l l s w i t h a r e s t i n g p o t e n t i a l o f a r o u n d -80 mV NMDA a t 2 0 , U M o n l ys l i g h t l y d e p o l a r i z e d t h e membrane. H o w e v e r , i f t h e r e s t i n g p o t e n t i a l was d e c r e a s e db y i n t r a c e l l u l a r c u r r e n t i n j e c t i o n t o a b o u t -60 mV t h e same NMDA c o n c e n t r a t i o na g a i n e l i c i t e d a b u r s t y f i r i n g p a t t e r n ( F i g . 2 B ) .

1 5 4 x _

- 5 8 1

- 9 0 j

-lm



5/14

FAST EPSP IN STRIATAL NEURONES 6 8 1A

N M D A ( 1 0 g p M )

- 6 5 m VkmV % . . } .jbM l

D - A P 5 ( 3 0 M m )

NMDA ( 1 0 g M )-65 mV

3 0 mVB 1 m i n

C o n t r o l-86 mV t _ 4 _

NMDA ( 2 0 p M )

-86 mV t______ 4 j30mV

1 0 s 1 minF i g . 2 . E f f e c t s o n b a t h - a p p l i e d NMDA o n s t r i a t a l n e u r o n e s i n v i t r o . A , s u p e r f u s i o n o f as t r i a t a l s l i c e w i t h 1 0 1 S M - N M D A i n d u c e d c h a r a c t e r i s t i c o s c i l l a t i o n s o f t h e membranep o t e n t i a l w h i c h w e r e a c c o m p a n i e d b y b u r s t s o f a c t i o n p o t e n t i a l s ( u p p e r t r a c e ) . T h i se x c i t a t o r y e f f e c t o f NMDA c o u l d b e p r e v e n t e d i f t h e s l i c e w a s p e r f u s e d w i t h mediumc o n t a i n i n g D - A P 5 a t 3 0 u M , a s e l e c t i v e NMDA a n t a g o n i s t ( W a t k i n s , 1 9 8 6 ) , l o w e r t r a c e .T h e r e s t i n g p o t e n t i a l o f t h i s c e l l w a s a r o u n d -65 mV. B , i n a d i f f e r e n t n e u r o n e w i t h ar e s t i n g p o t e n t i a l o f a r o u n d -86 mV a n i n t r a c e l l u l a r i n j e c t i o n o f a s t e a d y i n w a r d c u r r e n t( 4 5 0 p A ; o n : u p w a r d a r r o w ; o f f : d o w n w a r d a r r o w ) i n d u c e d a m e m b r a n e d e p o l a r i z a t i o nw i t h r e g u l a r l y s p a c e d a c t i o n p o t e n t i a l s ( u p p e r t r a c e ) . S u p e r f u s i o n o f NMDA f o r a f e wm i n u t e s a t r e s t i n g p o t e n t i a l c a u s e d o n l y a s m a l l ( 2 mV) d e p o l a r i z a t i o n . O n l y when t h em e m b r a n e w a s d e p o l a r i z e d b y i n t r a c e l l u l a r c u r r e n t i n j e c t i o n d i d NMDA e l i c i t i t sc h a r a c t e r i s t i c b u r s t f i r i n g w h i c h s t o p p e d a t t h e e n d o f t h e i n t r a c e l l u l a r c u r r e n t i n j e c t i o na l t h o u g h NMDA was s t i l l p r e s e n t i n t h e medium ( l o w e r t r a c e ) . A c t i o n p o t e n t i a la m p l i t u d e s w e r e p a r t l y t r u n c a t e d b y t h e c h a rt r e c o r d e r i n t h i s a n d some o f t h e f o l l o w i n gF i g u r e s .



6/14

6 8 2 E . CHERUBINI AND OTHERSI n t e r a c t i o n s o f k y n u r e n i c a c i d a n d y - ( D ) - g l u t a m y l a m i n o m n e t h y l s u l p h o n a t e (GAJ1 S )w i t h EPSPs

I n o r d e r t o e x a m i n e t h e c o n t r i b u t i o n o f t h e e x c i t a t o r y a m i n o a c i d s t o t h i s EPSPwe h a v e t e s t e d t h e e f f e c t s o f k y n u r e n i c a c i d w h i c h i s a n e n d o g e n o u s b r o a d - s p e c t r u mA K y n u r e n i c a c i d ( 3 0 0 g M )

+8 m i n- 8 5 m V X 4K + > j 4 j 4 4 J 2 5 m V5 0 0 ms 1 m i n

B K y n u r e n i c a c i d ( 3 0 0 M M )- 7 6 5 mV 1 1 0 mVA A 5 ms

C 70-

50- ( 5 )o ( 5 )c 30-0 ( 4 )C D 1 0 ( 3 )

1 0 0 2 0 0 300K y n u r e n i c a c i d c o n c e n t r a t i o n ( # M )

F i g . 3 . D e p r e s s i o n o f i n t r a s t r i a t a l l y e v o k e d EPSPs b y k y n u r e n i c a c i d . A , c o n t i n u o u sr e c o r d o f t h e membrane p o t e n t i a l o f a s t r i a t a l n e u r o n e b e f o r e , d u r i n g a n d a f t e rs u p e r f u s i o n o f k y n u r e n i c a c i d . Upward d e f l e c t i o n s a r e a c t i o n p o t e n t i a l s e v o k e d b yi n t r a c e l l u l a r i n j e c t i o n o f d e p o l a r i z i n g c u r r e n t f o l l o w e d b y EPSPs e l i c i t e d b y i n t r a s t r i a t a ls t i m u l a t i o n . Downward d e f l e c t i o n s a r e e l e c t r o t o n i c p o t e n t i a l s r e s u l t i n g f r o m t h e r e p e a t e dp a s s a g e o f a f i x e d o u t w a r d c u r r e n t p u l s e ( 4 0 0 p A ) . K y n u r e n i c a c i d c a u s e d a 2 mVd e p o l a r i z a t i o n a n d a n i n c r e a s e o f i n p u t r e s i s t a n c e b y 2 5 % . B , e a c h p a n e l r e p r e s e n t s s e v e ns u p e r i m p o s e d EPSPs e v o k e d b y i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n ( t r i a n g l e ) o f i n c r e a s i n g s t r e n g t h .S t i m u l a t i o n f r e q u e n c y was 004 H z . K y n u r e n i c a c i d s t r o n g l y d e p r e s s e d EPSPs a t a l ls t i m u l a t i o n i n t e n s i t i e s . P a r t i a l r e c o v e r y w a s o b t a i n e d 2 5 m i n a f t e r b e g i n n i n g o f w a s h . I nt h i s c e l l k y n u r e n i c a c i d d e p o l a r i z e d t h e membrane b y 1 5 mV. H o w e v e r , t h e t r a c e s s h o w nw e r e o b t a i n e d when t h e membrane p o t e n t i a l w a s r e s t o r e d t o i t s r e s t i n g v a l u e b yi n t r a c e l l u l a r c u r r e n t i n j e c t i o n . C , d o s e - d e p e n d e n t d e p r e s s i o n o f t h e a m p l i t u d e o fi n t r a s t r i a t a l l y e v o k e d EPSPs b y k y n u r e n i c a c i d . E a c h p o i n t r e p r e s e n t s t h e mean a n dS . E . M . o f t h e s a m p l e s ( N i n p a r e n t h e s e s ) .

e x c i t a t o r y a m i n o a c i d a n t a g o n i s t ( P e r k i n s & S t o n e , 1 9 8 2 ) known t o b l o c k NMDA-,q u i s q u a l a t e - , k a i n a t e - a n d L - g l u t a m a t e - i n d u c e d e x c i t a t i o n s i n t h e s t r i a t u m ( H e r -r l i n g , 1 9 8 5 ) a n d t o r e d u c e EPSPs i n s e v e r a l CNS s t r u c t u r e s ( G a n o n g e t a l . 1 9 8 3 ;



7/14

FAST EPSP IN STRIATAL NEURONES 6 8 3R o b i n s o n , A n d e r s o n & K o e r n e r , 1 9 8 4 ; H e r r l i n g , 1 9 8 5 ; J a h r & J e s s e l , 1 9 8 5 ) .K y n u r e n i c a c i d w a s b a t h a p p l i e d i n c o n c e n t r a t i o n s o f 1 0 0 - 5 0 0 / s M . I n e v e r y n e u r o n et e s t e d ( N = 2 1 ) , k y n u r e n i c a c i d c a u s e d a d o s e - d e p e n d e n t r e d u c t i o n o f t h e EPSPa m p l i t u d e ( F i g . 3 A - C ) . T h e d e p r e s s i o n c a u s e d b y k y n u r e n i c a c i d b e g a n 1 - 2 m i n a f t e rt h e d r u g r e a c h e d t h e t i s s u e a n d a c h i e v e d i t s m a x i m a l a m p l i t u d e 3 - 5 m i n l a t e r . A f u l lr e c o v e r y w a s u s u a l l y o b t a i n e d a f t e r w a s h i n g w i t h a k y n u r e n i c a c i d - f r e e s o l u t i o n . T h e

A GAMS ( l 1 0 0 M )

-68 m V lL5 0 mVGAMS ( 3 0 0 j M )

+3 m i n- 7 0 mV

i s 2 m i n

BC o n t r o l GAMS (100M) W a s h

-68 mV A A A

GAMS ( 3 0 0 j M )-70mV A A A _10mV5 ms

F i g . 4 . D o s e - d e p e n d e n t d e p r e s s i o n o f t h e i n t r a s t r i a t a l l y e v o k e d EPSP b y GAMS. A ,c o n t i n u o u s r e c o r d o f a n e u r o n e b e f o r e , d u r i n g a n d a f t e r b a t h a p p l i c a t i o n o f GAMS a t1 0 0 / t M ( u p p e r t r a c e ) a n d 3 0 0 / M ( l o w e r t r a c e ) . U p w a r d d e f l e c t i o n s a r e EPSPs e v o k e d b yi n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n . Downward d e f l e c t i o n s a r e e l e c t r o n i c p o t e n t i a l s r e s u l t i n g f r o mr e p e a t e d p a s s a g e o f a f i x e d c u r r e n t p u l s e ( - 2 0 0 pA i n t h e u p p e r t r a c e , -400 p A i n t h el o w e r ) . B , a v e r a g e s o f f o u r EPSPs s h o w n i n A . U p p e r t r a c e a t t h e l o w e r d o s e , l o w e r t r a c ea t t h e h i g h e r d o s e .r e d u c t i o n o f t h e EPSP was a s s o c i a t e d i n t e n n e u r o n e s w i t h no c h a n g e o f t h emembrane p o t e n t i a l a n d i n e l e v e n c e l l s w i t h a d e p o l a r i z a t i o n o f 3 - 1 6 mV. M e a s u r e so n t h e EPSP d u r i n g k y n u r e n i c a c i d a p p l i c a t i o n were a l w a y s d o n e a f t e r r e s t o r i n g t h emembrane p o t e n t i a l t o i t s c o n t r o l v a l u e b y i n t r a c e l l u l a r i n j e c t i o n o f c u r r e n t .K y n u r e n i c a c i d a l s o i n d u c e d an i n c r e a s e i n i n p u t r e s i s t a n c e o f m a x i m a l l y 4 0 % i nt h i r t e e n n e u r o n e s a n d no c h a n g e i n e i g h t . I n tw o o f t h e l a t t e r k y n u r e n i c a c i d w asa p p l i e d a t 5 0 0/M a n d c a u s e d a r e d u c t i o n o f t h e EPSP a m p l i t u d e b y 7 5 a n d 8 0 % .



8/14

6 8 4 E . CHERUBINI AND OTHERSK y n u r e n i c a c i d r e d u c e d l a r g e - a m p l i t u d e EPSPs e v o k e d b y h i g h s t i m u l u s s t r e n g t h a sw e l l a s s m a l l - a m p l i t u d e EPSPs e l i c i t e d b y l o w s t i m u l u s s t r e n g t h ( F i g . 3 B ) . W h e nk y n u r e n i c a c i d ( 1 5 0 , U M ) was a p p l i e d i n t h e p r e s e n c e o f b i c u c u l l i n e ( 3 0 J I M ) , a s i m i l a rr e d u c t i o n o f t h e EPSP w a s o b s e r v e d ( 3 4 + 3 8 % , N = 4 ) .A s e c o n d b r o a d - s p e c t r u m e x c i t a t o r y a m i n o a c i d a n t a g o n i s t , y - ( D ) - g l u t a m y l -a m i n o m e t h y l s u l p h o n a t e ( G A M S ) , w h i c h i s t h o u g h t t o b e somewhat more s e l e c t i v ef o r t h e k a i n a t e a n d q u i s q u a l a t e r e c e p t o r ( D a v i e s & W a t k i n s , 1 9 8 5 ) was a l s o t e s t e df o r c o m p a r i s o n . I t s e f f e c t s o n l o c a l l y e v o k e d EPSPs i n f o u r c e l l s a t d o s e s f r o m 1 0 0t o 3 0 0 , U M w e r e i n d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h o s e o f k y n u r e n i c a c i d d e s c r i b e d a b o v e : t h e r ew a s a 2 5 - 5 0 % r e d u c t i o n o f EPSP a m p l i t u d e , a s m a l l d e p o l a r i z a t i o n o f a r o u n d 5 mVa n d a n o c c a s i o n a l d o s e - i n d e p e n d e n t i n c r e a s e o f t h e i n p u t r e s i s t a n c e o f 1 0 - 5 0 % ( s e eF i g . 4 ) .

A C o n t r o l ( D , L ) -A P 7 ( 30 m M )mV-45 L L-50 - ___-60 --70-80 __-90 l -A , l A10mV

5 ms

B70F. o L s

0 5 0 e3 0

I I I I-110 -90 -70 -50M e m b r a n e p o t e n t i a l ( m V )

F i g . 5 . E f f e c t o f ( D , L ) - A P 7 o n t h e EPSP a n d i n p u t r e s i s t a n c e . A , o s c i l l o s c o p e r e c o r d s o fEPSPs e v o k e d b y i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n ( t r i a n g l e s ) a t d i f f e r e n t membrane p o t e n t i a l s i nc o n t r o l c o n d i t i o n s a n d d u r i n g s u p e r f u s i o n o f ( D , L ) - A P 7 . ( D , L ) - A P 7 o n l y r e d u c e d t h ea m p l i t u d e o f t h e EPSPs e v o k e d a t d e p o l a r i z e d (


9/14

FAST EPSP IN STRIATAL NEURONESh a d n o m e a s u r a b l e e f f e c t o n EPSPs o r i n p u t r e s i s t a n c e . H o w e v e r , i f t h e membranep o t e n t i a l w a s d e p o l a r i z e d t o v a l u e s b e y o n d -50 m V, ( D , L ) - A P 7 ( 3 0 , u M ) r e d u c e dEPSP a m p l i t u d e s b y 3 1 + 4 % w i t h o u t a f f e c t i n g i n p u t r e s i s t a n c e i n t h r e e o f f o u r c e l l st h a t d i s p l a y e d n o a c t i o n p o t e n t i a l s o n t h e EPSP ( F i g . 5 A ) .E f f e c t s o f M g 2 + - f r e e medium o n EPSPs

T h e s e o b s e r v a t i o n s , n o t a b l y t h e v o l t a g e d e p e n d e n c y a n d t h e a n t a g o n i s m o f t h eEPSP b y ( D , L ) - A P 7 , a s w e l l a s t h e p o w e r f u l e f f e c t s o f NMDA i n s t r i a t a l n e u r o n e sA C o n t r o l

-9 4 mV-AB

mV- 6 0 --70---80 ~-~- 9 0-10000-110-A

0 M g 2 +

A

o M g 2 + + ( D , L ) - A P 7' I

&-L.10mv

5 m sF i g . 6 . T h e a m p l i t u d e o f i n t r a s t r i a t a l l y e v o k e d EPSPs i s e n h a n c e d i n M g 2 + - f r e e m e d i u m .A , s u p e r i m p o s e d EPSPs e v o k e d b y i n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n ( t r i a n g l e s ) a t a f r e q u e n c y o fo n e p e r m i n u t e , i n t h e p r e s e n c e ( l e f t ) a n d a b s e n c e ( c e n t r e a n d r i g h t ) o f M g 2 + . P e r f u s i o n w i t ha M g 2 + - f r e e medium d i d n o t c h a n g e t h e EPSP d u r i n g t h e f i r s t e i g h t e e n s t i m u l i . T h e a r r o wi n d i c a t e s EPSPs e v o k e d d u r i n g t h i s p e r i o d . H o w e v e r , s t a r t i n g f r o m t h e 1 9 t h s t i m u l a t i o n ,t h e r e was a n e n h a n c e m e n t i n t h e a m p l i t u d e a n d d u r a t i o n o f E P S P s . The r i g h t p a n e ls h o w s t h a t ( D , L ) - A P 7 ( 3 0 / L M ) p a r t l y r e v e r s e s t h e p r e v i o u s e n h a n c e m e n t . T h e f i r s t EPSPo b t a i n e d a f t e r t h e b e g i n n i n g o f p e r f u s i o n w i t h medium c o n t a i n i n g ( D , L ) - A P 7 i s i n d i c a t e db y t h e a r r o w . C o n s e c u t i v e s w e e p s s h o w g r a d u a l l y d e c r e a s i n g EPSP a m p l i t u d e s a n dd u r a t i o n s . B , v o l t a g e d e p e n d e n c y o f t h e EPSP s h o w n i n t h e p r e s e n c e ( l e f t ) a n d i n t h ea b s e n c e o f M g 2 + ( c e n t r e ) . I n M g 2 + - f r e e medium t h e EPSP i n c r e a s e d i n a m p l i t u d e a n dd u r a t i o n w i t h m e m b r a n e h y p e r p o l a r i z a t i o n w i t h i n a c e r t a i n p o t e n t i a l r a n g e . When ( D , L ) -AP7 ( 3 0 u M ) w as a d d e d t o t h e M g 2 + - f r e e s o l u t i o n ( r i g h t ) t h e EPSP d e c r e a s e d i n a m p l i t u d ea n d d u r a t i o n w i t h membrane h y p e r p o l a r i z a t i o n a s i n c o n t r o l c o n d i t i o n s .

( H e r r l i n g e t a l . 1 9 8 3 ) , r a i s e t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e EPSP i s m e d i a t e d , a t l e a s t i n p a r tb y a NMDA r e c e p t o r . To f u r t h e r t e s t t h i s h y p o t h e s i s , w e p e r f o r m e d e x p e r i m e n t sw h e r e t h e M g 2 1 c o n c e n t r a t i o n o f t h e medium was m o d i f i e d b e c a u s e i t was r e p o r t e dt h a t t h e i o n c h a n n e l o p e r a t e d b y NMDA i s s u b j e c t t o a v o l t a g e - d e p e n d e n t b l o c k a d eb y M g 2 + i o n s ( N o w a k e t a l . 1 9 8 4 ) . F i r s t , w e e x a m i n e d t h e e f f e c t s o f r e m o v i n g M g 2 +f r o m t h e b a t h i n g s o l u t i o n o n t h e E P S P . W i t h i n 2 0 - 3 0 m i n o f s u p e r f u s i o n w i t h

6 8 5



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E . CHERUBINI AND OTHERSM g 2 + - f r e e m e d i u m , t h e EPSP s t a r t e d t o i n c r e a s e i n a m p l i t u d e a n d d u r a t i o n a n dr e a c h e d a maximum a f t e r 4 0 - 6 0 m i n ( F i g . 6 A , m i d d l e p a n e l ) . T h e mean p e r c e n t a g ei n c r e a s e o b s e r v e d w a s 8 9 - 5 + 9 5 % ( N = 5 ) . A c h a n g e i n t h e v o l t a g e d e p e n d e n c y o ft h e EPSP d e s c r i b e d a b o v e w a s a l s o o b s e r v e d : t h e EPSP i n c r e a s e d i n a m p l i t u d e w i t hmembrane h y p e r p o l a r i z a t i o n , a t l e a s t f o r v a l u e s o f membrane p o t e n t i a l u p t o a b o u t- 100 mV. H o w e v e r , i t s t i l l d e c r e a s e d i n a m p l i t u d e a t e v e n m o r e n e g a t i v e v a l u e s( F i g . 6 B , m i d d l e p a n e l ) .E f f e c t s o f ( D , L ) - A P 7 o n EPSPs i n M g 2 + - f r e e medium

To d e t e r m i n e i f t h e i n c r e a s e d a m p l i t u d e a n d d u r a t i o n o f t h e EPSP i n M g 2 + - f r e emedium w a s d u e t o t h e u n m a s k i n g o f N M D A - r e c e p t o r m e d i a t e d e f f e c t s , w e a p p l i e d( D , L ) - A P 7 t o a u g m e n t e d E P S P s . T h i s NMDA a n t a g o n i s t a t 3 0 #M r e d u c e d t h ea m p l i t u d e a n d d u r a t i o n o f EPSPs a t r e s t i n g p o t e n t i a l b y 5 9 + 2 - 5 % ( N = 5 ; F i g . 6 A ,r i g h t p a n e l ) . A s b e f o r e , membrane p o t e n t i a l a n d i n p u t r e s i s t a n c e w e r e n o t a f f e c t e db y ( D , L ) - A P 7 . I n p r e s e n c e o f ( D , L ) - A P 7 i n M g 2 + - f r e e medium t h e v o l t a g e d e p e n d e n c yo f t h e EPSP l o s t i t s l i n e a r i t y a n d s h o w e d a m a r k e d d e c r e a s e i n a m p l i t u d e a n dd u r a t i o n w i t h i n c r e a s i n g h y p e r p o l a r i z a t i o n ( F i g . 6 B , r i g h t p a n e l ) . A l l t h e s e e f f e c t sw e r e r e v e r s i b l e 1 0 - 2 0 m i n a f t e r r e s t o r i n g n o r m a l M g 2 + c o n c e n t r a t i o n s t o t h em e d i u m . I n t w o e x p e r i m e n t s t h e s l i c e s w e r e p r e - i n c u b a t e d f o r l o n g e r t i m e p e r i o d s( 5 - 7 h ) i n M g 2 + - f r e e m e d i u m . U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s a d d i t i o n o f ( D , L ) - A P 7 ( 3 0 / L M )a l s o r e d u c e d t h e a m p l i t u d e a n d d u r a t i o n o f t h e EPSP b y 6 4 a n d 4 7 % w i t h o u tc h a n g i n g t h e membrane p o t e n t i a l o r i n p u t r e s i s t a n c e o f t h e s e n e u r o n e s a s w i t hs h o r t e r p e r f u s i o n t i m e s w i t h M g 2 + - f r e e m e d i u m .I n t e r a c t i o n o f c h o l i n e r g i c a n t a g o n i s t s w i t h EPSPsB e c a u s e e v e n a t h i g h c o n c e n t r a t i o n o f k y n u r e n i c a c i d t h e EPSP was n e v e r e n t i r e l ya b o l i s h e d a n d b e c a u s e o f r e p o r t s i n t h e l i t e r a t u r e ( M i s g e l d e t a l . 1 9 8 2 ) t h a t t h e r e mayb e a n i c o t i n i c c h o l i n e r g i c c o m p o n e n t t o t h i s s y n a p t i c p o t e n t i a l , w e t e s t e dm e c a m y l a m i n e , a n i c o t i n i c a n t a g o n i s t ( B r o w n , 1 9 8 0 ) , o n s e v e r a l c e l l s a t 1 a n d 1 0 / t M .A t c o n c e n t r a t i o n s o f 1 - 1 0 / t M t h e r e was a v a r i a b l e r e d u c t i o n o f EPSP a m p l i t u d e s o f0 - 4 8 % , a n e q u a l l y v a r i a b l e i n c r e a s e o f i n p u t r e s i s t a n c e o f 0 - 4 8 % a n d a v a r i a b l ed e p o l a r i z a t i o n o f 0 - 1 8 mV ( e i g h t c e l l s ) . H o w e v e r , ( + ) - t u b o c u r a r i n e a n d h e x a -m e t h o n i u m , b o t h a t 1 0 / t M , w e r e w i t h o u t e f f e c t o n EPSPs ( N = 3 i n e a c h c a s e ) .

DISCUSSIONT h e p r e s e n t r e s u l t s p r o v i d e e v i d e n c e t h a t t h e EPSPs e l i c i t e d b y l o c a l s t i m u l a t i o ni n n e u r o n e s i n s t r i a t a l s l i c e s m a i n t a i n e d i n v i t r o a r e a t l e a s t p a r t l y m e d i a t e d b y

e x c i t a t o r y a m i n o a c i d s a n d t h a t a n NMDA c o m p o n e n t c o n t r i b u t e s t o t h e s e s y n a p t i cd e p o l a r i z a t i o n s .T h e r e v e r s a l p o t e n t i a l o f t h e EPSP o b s e r v e d h e r e w a s a r o u n d -10 mV m e a s u r e dw i t h C s C l - a n d p o t a s s i u m m e t h y l s u l p h a t e - f i l l e d e l e c t r o d e s . T h i s v a l u e i s v e r y s i m i l a rt o t h e o n e o b t a i n e d b y o t h e r w o r k e r s i n h i p p o c a m p a l s l i c e s w h e r e t h e s y n a p t i ci n v o l v e m e n t o f e x c i t a t o r y a m i n o a c i d s h a s b e e n w e l l e s t a b l i s h e d ( C r u n e l l i e t a l .1 9 8 2 ) .

N e u r o n e s i n o u r s t r i a t a l s l i c e s r e s p o n d t o b a t h - a p p l i e d NMDA w i t h a c h a r a c t e r i s t i c

6 8 6



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FAST EPSP IN STRIATAL NEURONESb u r s t y f i r i n g p a t t e r n a c c o m p a n i e d b y o s c i l l a t i o n s o f t h e membrane p o t e n t i a l w h i c ha r e s i m i l a r t o t h o s e o b s e r v e d i n c a t c a u d a t e n e u r o n e s i n s i t u a f t e r i o n o p h o r e t i ca p p l i c a t i o n o f NMDA ( H e r r l i n g e t a l . 1 9 8 3 ) . I n t h e s l i c e , a s i n s i t u , t h i s e f f e c t c a n b ea n t a g o n i z e d b y s p e c i f i c NMDA a n t a g o n i s t s . T h e s e e x c i t a t o r y e f f e c t s o f b a t h - a p p l i e dNMDA a r e v o l t a g e d e p e n d e n t ( F i g . 2 ) s i m i l a r t o NMDA e f f e c t s o b s e r v e d i n s p i n a ln e u r o n e s i n v i t r o ( M a y e r , W e s t b r o o k & G u t h r i e , 1 9 8 4 ) .A l a r g e p a r t o f t h e l o c a l l y e v o k e d EPSP c a n b e i n h i b i t e d b y t h e b r o a d - s p e c t r u me x c i t a t o r y a m i n o a c i d a n t a g o n i s t , k y n u r e n i c a c i d , i n n o r m a l medium a n d a t r e s t i n gmembrane p o t e n t i a l . T h i s a g e n t i s known t o b e s p e c i f i c f o r e x c i t a t o r y a m i n o a c i dr e c e p t o r s , i . e . i t h a s n o e f f e c t o n a c e t y l c h o l i n e - o r c u r r e n t - i n d u c e d e x c i t a t i o n s( P e r k i n s & S t o n e , 1 9 8 2 ; G a n o n g e t a l . 1 9 8 3 ; H e r r l i n g , 1 9 8 5 ; J a h r & J e s s e l , 1 9 8 5 ) a n dp r o b a b l y a c t s a t a p o s t s y n a p t i c s i t e ( C o t m a n , F l a t m a n , G a n o n g & P e r k i n s , 1 9 8 6 ) .T h i s s e n s i t i v i t y o f t h e l o c a l l y e v o k e d EPSP t o b r o a d - s p e c t r u m e x c i t a t o r y a m i n o a c i da n t a g o n i s t s was c o n f i r m e d b y a s e c o n d a g e n t ( G A M S ) t h o u g h t t o h a v e a m o d e r a t es e l e c t i v i t y f o r k a i n a t e r e c e p t o r s b u t w h i c h a l s o i n t e r a c t s w i t h q u i s q u a l a t e a n dNMDA r e c e p t o r s ( D a v i e s & W a t k i n s , 1 9 8 5 ; S a l t , 1 9 8 7 ) . U n d e r t h e same c o n d i t i o n st h e EPSP r e m a i n e d u n a f f e c t e d b y a s p e c i f i c NMDA a n t a g o n i s t ( ( D , L ) - A P 7 ) . T h i si n d i c a t e s t h a t a t r e s t i n g membrane p o t e n t i a l a n d i n n o r m a l medium o n l y q u i s q u a l a t ea n d / o r k a i n a t e r e c e p t o r s c o n t r i b u t e t o t h e s y n a p t i c d e p o l a r i z a t i o n .

Even r e l a t i v e l y h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f k y n u r e n i c a c i d ( 5 0 0 J M ) a n d GAMS( 3 0 0 / L M ) d o n o t c o m p l e t e l y a b o l i s h t h e l o c a l l y e v o k e d EPSP s o t h a t i t c o u l d b ea s s u m e d t h a t t h i s s y n a p t i c d e p o l a r i z a t i o n i s e v o k e d b y more t h a n o n e t r a n s m i t t e r .I n d e e d , o t h e r a u t h o r s h a v e s u g g e s t e d a n i c o t i n i c c o m p o n e n t t o t h i s EPSP ( M i s g e l de t a l . 1 9 7 9 , 1 9 8 0 , 1 9 8 2 ) . O u r ow n a t t e m p t s w i t h c h o l i n e r g i c a n t a g o n i s t s were n o tc o n c l u s i v e b e c a u s e w e o b s e r v e d some i n h i b i t o r y e f f e c t s o f m e c a m y l a m i n e b u t noneo f t u b o c u r a r i n e o r h e x a m e t h o n i u m . T h e s e e x p e r i m e n t s w e r e n o t e x t e n d e d a s t h e yw e r e n o t w i t h i n t h e m a i n s c o p e o f t h i s s t u d y .

O u r r e s u l t s w h e r e EPSPs w e r e s t u d i e d a t d i f f e r e n t membrane p o t e n t i a l s a n d i nb a t h i n g s o l u t i o n s w i t h o r w i t h o u t M g 2 ' r e v e a l e d p r o p e r t i e s c o m p a t i b l e w i t h t h ei n v o l v e m e n t o f a n NMDA a g o n i s t i n t h i s c o m p o s i t e s y n a p t i c p o t e n t i a l . A s p e c i f i cNMDA a n t a g o n i s t c o u l d r e d u c e b o t h a m p l i t u d e a n d d u r a t i o n o f t h e EPSPs i f t h emembrane p o t e n t i a l was d e p o l a r i z e d b e y o n d -50 mV o r i f M g 2 + w as o m i t t e d f r o mt h e m e d i u m . U n d e r b o t h c o n d i t i o n s EPSP a m p l i t u d e a n d d u r a t i o n w e r e l a r g e r t h a nc o n t r o l s i n a b s e n c e o f t h e a n t a g o n i s t . S i m i l a r v o l t a g e a n d M g 2 ' d e p e n d e n c y wasd e m o n s t r a t e d f o r NMDA r e s p o n s e s i n c u l t u r e s o f c e n t r a l n e u r o n e s i n v o l t a g e c l a m pe x p e r i m e n t s ( N o w a k e t a l . 1 9 8 4 ; M a y e r e t a l . 1 9 8 4 ) a n d f o r c o r t i c a l EPSPs t h o u g h tt o b e m e d i a t e d b y NMDA r e c e p t o r s ( T h o m s o n e t a l . 1 9 8 5 ; T h o m s o n , 1 9 8 6 ) . T h ed i f f e r e n c e i n t h e t i m e c o u r s e o f t h e e f f e c t s o f k y n u r e n i c a c i d a n d NMDA ( 3 - 5 min t om a x i m a l e f f e c t ) i n c o n t r a s t t o t h e t i m e r e q u i r e d t o s e e e f f e c t s o f p e r f u s i o n s w i t hM g 2 + - f r e e R i n g e r s o l u t i o n ( 2 0 - 3 0 m i n ) m i g h t b e d u e t o t h e f a c t t h a t t h e f o r m e r twoa g e n t s i n t e r a c t w i t h e x c i t a t o r y amino a c i d r e c e p t o r s i t e s a t t h e c e l l membrane o u t e rf a c e w h i l e M g 2 + i o n s h a v e t o d i f f u s e o u t o f t h e i r b i n d i n g s i t e w i t h i n t h e c h a n n e l( N o w a k e t a l . 1 9 8 4 ) . F u r t h e r m o r e , k y n u r e n i c a c i d a n d NMDA a r e c o m p o u n d s a p p l i e dt o t h e s l i c e i n t h e s u p e r f u s i o n medium f r o m w h i c h t h e y c a n r e a c h t h e r e c e p t o r sr e l a t i v e l y q u i c k l y . H o w e v e r , t o s e e t h e e f f e c t o f r e m o v a l o f M g 2 + i o n s t h e s l i c e mustb e p e r f u s e d f o r a l e n g t h o f t i m e w i t h M g 2 + - f r e e medium u n t i l a l l e n d o g e n o u s M g 2 + i o ns t o r e s a r e s i g n i f i c a n t l y d e p l e t e d .

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E . CHERUBINI AND OTHERSA l t h o u g h t h e o r i g i n o f t h e s y n a p t i c t e r m i n a l s r e s p o n s i b l e f o r t h e i n t r a s t r i a t a l l ye v o k e d EPSP i n t h e s l i c e p r e p a r a t i o n c a n n o t b e d e t e r m i n e d , i t c a n b e a s s u m e d t h a t

t e r m i n a l s f r o m c o r t i c a l a f f e r e n t s a r e p r e s e n t i n t h e s t r i a t a l s l i c e s a n d m i g h t b e e x c i t e db y l o c a l e l e c t r i c a l s t i m u l a t i o n . T h e l o c a l l y e v o k e d EPSP a s m e n t i o n e d a b o v e i sp r o b a b l y a m u l t i - c o m p o n e n t s y n a p t i c p o t e n t i a l s o m e o f w h i c h m i g h t b e i d e n t i c a l t ot h o s e a c t i v a t e d f o l l o w i n g c o r t i c a l s t i m u l a t i o n i n c a u d a t e n e u r o n e s i n s i t u . T h i s v i e wi s s u p p o r t e d b y o u r o b s e r v a t i o n s w h i c h i n n o r m a l medium a n d a t r e s t i n g p o t e n t i a la r e i d e n t i c a l t o t h o s e o b t a i n e d f o r t h e c o r t i c a l l y e v o k e d EPSP i n s i t u ( H e r r l i n g e t a l .1 9 8 3 ; H e r r l i n g , 1 9 8 5 ) w i t h r e s p e c t t o t h e e f f e c t s o f e x c i t a t o r y a m i n o a c i d a n t a g o n i s t s .O n l y b r o a d - s p e c t r u m a n t a g o n i s t s l i k e k y n u r e n i c a c i d b u t n o t s p e c i f i c NMDAa n t a g o n i s t s ( ( D , L ) - A P 7 ) a f f e c t e d t h e E P S P .T h e r e a r e s e v e r a l p o s s i b l e r e a s o n s f o r t h e o r i g i n o f t h e s y n a p t i c NMDA c o m p o n e n ts e e n i n t h e r a t s l i c e p r e p a r a t i o n b u t n o t i n t h e c a t c a u d a t e i n s i t u : ( i ) s i n c ei n t r a s t r i a t a l s t i m u l a t i o n m i g h t a c t i v a t e a f f e r e n t s t o s t r i a t a l n e u r o n e s t h a t a r e n o ti d e n t i c a l t o t h o s e a c t i v a t e d a f t e r c o r t i c a l s t i m u l a t i o n i n s i t u , t h e NMDA c o m p o n e n tm i g h t b e d u e t o t h e a c t i o n s o f a n NMDA a g o n i s t r e l e a s e d f r o m t e r m i n a l s a c t i v a t e da f t e r i n t r a s t r i a t a l b u t n o t a f t e r c o r t i c a l s t i m u l a t i o n ; ( i i ) a n a l t e r n a t i v e p o s s i b i l i t y i st h a t c o r t i c a l s t i m u l a t i o n i n s i t u a l s o r e s u l t s i n t h e i n t e r a c t i o n o f a t r a n s m i t t e r w i t hNMDA r e c e p t o r s b u t t h e i r c h a r a c t e r i s t i c e f f e c t s c o u l d n o t b e s e e n i n t h e i n s i t us t u d i e s ( s e e a b o v e ) b e c a u s e membrane p o t e n t i a l a n d i o n i c c o m p o s i t i o n o f t h ee x t r a c e l l u l a r f l u i d c o u l d n o t b e e a s i l y m a n i p u l a t e d . I n t h e s t r i a t a l s l i c e , m a n i p u l a t i o no f e i t h e r p a r a m e t e r w a s r e q u i r e d i n o r d e r t o r e v e a l t h e s y n a p t i c NMDA c o m p o n e n t .S p e c i e s d i f f e r e n c e s r e s u l t i n g i n d i f f e r e n t e x c i t a t o r y a m i n o a c i d r e c e p t o r p o p u l a t i o n si n s t r i a t a l n e u r o n e s i n c a t s a n d r a t s a r e n o t l i k e l y a s c a t c a u d a t e n e u r o n e s w e r e s h o w nt o b e d i s t i n c t l y r e s p o n s i v e t o NMDA a g o n i s t s ( H e r r l i n g e t a l . 1 9 8 3 ; H e r r l i n g , 1 9 8 5 ;D o , H e r r l i n g , S t r e i t , T u r s k i & C u e n o d , 1 9 8 6 ) a n d t h e s e r e s p o n s e s w e r e i n d i s t i n -g u i s h a b l e f r o m t h o s e o b s e r v e d h e r e .

I n c o n c l u s i o n o u r r e s u l t s s u g g e s t t h a t t h e l o c a l l y e v o k e d EPSP i n r a t s t r i a t a l s l i c e si s m e d i a t e d a t l e a s t p a r t l y b y e x c i t a t o r y a m i n o a c i d r e c e p t o r s o f t h e non-NMDA t y p ea t r e s t i n g membrane p o t e n t i a l a n d i n n o r m a l m e d i u m . F u r t h e r m o r e , a c o m p o n e n ti n v o l v i n g a c t i v a t i o n o f NMDA r e c e p t o r s c o u l d b e r e v e a l e d a t membrane p o t e n t i a l smore p o s i t i v e t h a n -50 mV a n d i n M g 2 + - f r e e m e d i u m . T h i s i s t h e f i r s t e v i d e n c e o fNMDA-mediated s y n a p t i c e v e n t s i n t h e mammalian s t r i a t u m .

T h e a u t h o r s w i s h t o t h a n k D r s Y . B e n - A r i a n d C . D . H u l l f o r h e l p f u l d i s c u s s i o n s a n d r e a d i n g t h em a n u s c r i p t .REFERENCES

B I S H O P , G . A . , C H A N G , H . T . & K I T A I , S . T . ( 1 9 8 2 ) . M o r p h o l o g i c a l a n d p h y s i o l o g i c a l p r o p e r t i e s o fn e o s t r i a t a l n e u r o n s : a n i n t r a c e l l u l a r h o r s e r a d i s h p e r o x i d a s e s t u d y i n t h e r a t . N e u r o s c i e n c e 7 ,1 7 9 - 1 9 1 .B R O W N , D . A . ( 1 9 8 0 ) . L o c u s a n d m e c h a n i s m o f a c t i o n o f g a n g l i o n - b l o c k i n g a g e n t s . I n P h a r m a c o l o g yo f G a n g l i o n i c T r a n s m i s s i o n , e d . K H A R K E V I T C H , D . A . , p p . 1 8 5 - 2 6 6 . B e r l i n : S p r i n g e r - V e r l a g .C H E R U B I N I , E . & L A N F U M E Y , L . ( 1 9 8 7 ) . An i n w a r d c a l c i u m c u r r e n t u n d e r l y i n g r e g e n e r a t i v ec a l c i u m p o t e n t i a l s i n r a t s t r i a t a l n e u r o n s i n v i t r o e n h a n c e d b y BAY-K 8 6 4 4 . N e u r o s c i e n c e 2 1 ,9 9 7 - 1 0 0 5 .C O L L I N G R I D G E , G . L . , K E H L , S . J . & M c L E N N A N , H . ( 1 9 8 3 ) . E x c i t a t o r y a m i n o a c i d s i n s y n a p t i c

6 8 8



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FAST EPSP IN STRIATAL NEURONESt r a n s m i s s i o n i n t h e S c h a f f e r c o l l a t e r a l - c o m m i s s u r a l p a t h w a y o f t h e r a t h i p p o c a m p u s . J o u r n a l o fP h y s i o l o g y 3 34 , 3 3 - 4 6 .C O R D I N G L E Y , G . & W E I G H T , F . ( 1 9 8 6 ) . N o n - c h o l i n e r g i c s y n a p t i c e x c i t a t i o n i n n e o s t r i a t u m :p h a r m a c o l o g i c a l e v i d e n c e f o r m e d i a t i o n by a g l u t a m a t e - l i k e t r a n s m i t t e r . B r i t i s h J o u r n a l o fP h a r m a c o l o g y 8 8 , 8 4 7 - 8 5 6 .C O T M A N , C . W . , F L A T M A N , J . A . , GANONG, A . H . & P E R K I N S , M . N . ( 1 9 8 6 ) . E f f e c t s o f e x c i t a t o r ya m i n o a c i d a n t a g o n i s t s o n e v o k e d a n d s p o n t a n e o u s e x c i t a t o r y p o t e n t i a l s i n g u i n e a - p i gh i p p o c a m p u s . J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 3 7 8 , 4 0 3 - 4 1 5 .C R U N E L L I , V . , F O R D A , S . , C O L L I N G R I D G E , G . L . & K E L L Y , J . S . ( 1 9 8 2 ) . I n t r a c e l l u l a r r e c o r d e ds y n a p t i c a n t a g o n i s m i n t h e r a t d e n t a t e g y r u s . N a t u r e 3 0 0 , 4 5 0 - 4 5 2 .D A V I E S , J . & W A T K I N S , J . C . ( 1 9 8 5 ) . D e p r e s s a n t a c t i o n s o f g a m m a - D - g l u t a m y l a m i n o m e t h y ls u l p h o n a t e (GAMS) o n a m i n o a c i d - i n d u c e d a n d s y n a p t i c e x c i t a t i o n i n t h e c a t s p i n a l c o r d . B r a i nR e s e a r c h 3 2 7 , 1 1 3 - 1 2 0 .D o , K . Q . , H E R R L I N G , P . L . , S T R E I T , P . , T U R S K I , W. A . & C U E N O D , M . ( 1 9 8 6 ) . I n v i t r o r e l e a s e a n de l e c t r o p h y s i o l o g i c a l e f f e c t s i n s i t u o f h o m o c y s t e i c a c i d , a n e n d o g e n o u s N - m e t h y l - ( D ) - a s p a r t i ca c i d a g o n i s t , i n t h e mammalian s t r i a t u m . J o u r n a l o f N e u r o s c i e n c e 8 , 2 2 2 6 - 2 2 3 4 .D O D T , H . U . & M I S G E L D , U . ( 1 9 8 6 ) . M u s c a r i n i c s l o w e x c i t a t i o n a n d m u s c a r i n i c i n h i b i t i o n o fs y n a p t i c t r a n s m i s s i o n i n t h e r a t n e o s t r i a t u m . J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 3 8 0 , 5 9 3 - 6 0 8 .

GANONG, A . H . , L A N T H O R N , T . H . & C O T M A N , C . W. ( 1 9 8 3 ) . K y n u r e n i c a c i d i n h i b i t s s y n a p t i c a n da c i d i c a m i n o a c i d - i n d u c e d r e s p o n s e s i n t h e r a t h i p p o c a m p u s a n d s p i n a l c o r d . B r a i n R e s e a r c h 2 7 3 ,1 7 0 - 1 7 4 .H E R R L I N G , P . L . ( 1 9 8 5 ) . P h a r m a c o l o g y o f t h e c o r t i c o c a u d a t e e x c i t a 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 nt h e c a t : e v i d e n c e f o r i t s m e d i a t i o n b y q u i s q u a l a t e - o r k a i n a t e - r e c e p t o r s . N e u r o s c i e n c e 1 4 ,4 1 7 - 4 2 6 .H E R R L I N G , P . L . , M O R R I S , R . & S A L T , T . E . ( 1 9 8 3 ) . E f f e c t s o f e x c i t a t o r y a m i n o a c i d s a n d t h e i ra n t a g o n i s t s o n m e m b r a n e a n d a c t i o n p o t e n t i a l s o f c a t c a u d a t e n e u r o n e s . J o u r n a l o f P h y s i o l o g y3 3 9 , 2 0 7 - 2 2 2 .J A H R , C . E . & J E S S E L , T . M . ( 1 9 8 5 ) . S y n a p t i c t r a n s m i s s i o n b e t w e e n d o r s a l r o o t g a n g l i o n a n d d o r s a lh o r n n e u r o n s i n c u l t u r e : a n t a g o n i s m o f m o n o s y n a p t i c e x c i t a 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 s a n dg l u t a m a t e e x c i t a t i o n b y k y n u r e n a t e . J o u r n a l o f N e u r o s c i e n c e 5 , 2 2 8 1 - 2 2 8 9 .K I T A , T . , K I T A , H . & K I T A I , S . T . ( 1 9 8 4 ) . P a s s i v e e l e c t r i c a l m e m b r a n e p r o p e r t i e s o f r a t n e o s t r i a t a ln e u r o n s i n i n v i t r o s l i c e p r e p a r a t i o n . B r a i n R e s e a r c h 3 0 0 , 1 2 9 - 1 3 9 .K I T A , H . , K I T A , T . & K I T A I , S . T . ( 1 9 8 5 ) . A c t i v e membrane p r o p e r t i e s o f r a t n e o s t r i a t a l n e u r o n si n i n v i t r o s l i c e p r e p a r a t i o n . E x p e r i m e n t a l B r a i n R e s e a r c h 6 0 , 5 4 - 6 2 .K I T A I , S . T . & K I T A , H . ( 1 9 8 4 ) . E l e c t r o p h y s i o l o g i c a l s t u d y o f t h e n e o s t r i a t u m i n b r a i n s l i c ep r e p a r a t i o n . I n B r a i n S l i c e , e d . D I N G L E D I N E , R . , p p . 2 8 5 - 2 9 6 . New Y o r k : P l e n u m P r e s s .L I G H T H A L L , J . W. & K I T A I , S . T . ( 1 9 8 3 ) . A s h o r t d u r a t i o n G A B A e r g i c i n h i b i t i o n i n i d e n t i f i e dn e o s t r i a t a l medium s p i n y n e u r o n s : i n v i t r o s l i c e s t u d y . B r a i n R e s e a r c h B u l l e t i n 1 1 , 1 0 3 - 1 0 .M A Y E R , M . L . , W E S T B R O O K , G . & G U T H R I E , P . B . ( 1 9 8 4 ) . V o l t a g e - d e p e n d e n t b l o c k b y M g 2 + o fNMDA r e s p o n s e s i n s p i n a l c o r d n e u r o n e s . N a t u r e 3 0 9 , 2 6 1 - 2 6 3 .M I S G E L D , U . & B A K , I . J . ( 1 9 7 9 ) . I n t r i n s i c e x c i t a t i o n i n t h e r a t n e o s t r i a t u m m e d i a t e d b ya c e t y l c h o l i n e . N e u r o s c i e n c e L e t t e r s 1 2 , 2 7 7 - 2 8 2 .M I S G E L D , U . , W E I L E R , M . H . & B A K , I . J . ( 1 9 8 0 ) . I n t r i n s i c c h o l i n e r g i c e x c i t a t i o n i n t h e r a tn e o s t r i a t u m : n i c o t i n i c a n d m u s c a r i n i c r e c e p t o r s . E x p e r i m e n t a l B r a i n R e s e a r c h 3 9 , 4 0 1 - 4 0 9 .M I S G E L D , U . , W E I L E R , M . H . & C H E O N G , D . K . ( 1 9 8 2 ) . A t r o p i n e e n h a n c e s n i c o t i n i c c h o l i n e r g i cEPSPs i n r a t n e o s t r i a t a l s l i c e s . B r a i n R e s e a r c h 2 5 3 , 3 1 7 - 3 2 0 .NOWAK, L . , B R E G E S T O V S K I , P . , A S c H E R , P . , H E R B E T , A . & P R O C H I A N T Z , A . ( 1 9 8 4 ) . M a g n e s i u m

g a t e s g l u t a m a t e - a c t i v a t e d c h a n n e l s i n mouse c e n t r a l n e ur o n e s . N a t u r e 3 0 7 , 4 6 2 - 4 6 5 .P E R K I N S , M . N . , C O L L I N S , J . F . & S T O N E , T . W. ( 1 9 8 2 ) . I s o m e r s o f 2 - a m i n o - 7 - p h o s p h o n o h e p t a n o i ca c i d a s a n t a g o n i s t s o f n e u r o n a l e x c i t a n t s . N e u r o s c i e n c e L e t t e r s 3 2 , 6 5 - 6 8 .P E R K I N S , M . N . & S T O N E , T . W. ( 1 9 8 2 ) . An i o n t o p h o r e t i c i n v e s t i g a t i o n o f t h e a c t i o n s o f c o n v u l s a n tk y n u r e n i n e s a n d t h e i r i n t e r a c t i o n w i t h t h e e n d o g e n o u s e x c i t a n t q u i n o l i n i c a c i d . B r a i n R e s e a r c h2 4 7 , 1 8 4 - 1 8 7 .R O B I N S O N , M . B . , A N D E R S O N , K . D . & K O E R N E R , J . F . ( 1 9 8 4 ) . K y n u r e n i c a c i d a s a n a n t a g o n i s t o fh i p p o c a m p a l e x c i t a t o r y t r a n s m i s s i o n . B r a i n R e s e a r c h 3 0 9 , 1 1 9 - 1 2 6 .S A L T , T . E . ( 1 9 8 7 ) . E x c i t a t o r y a m i n o a c i d r e c e p t o r s a n d s y n a p t i c t r a n s m i s s i o n i n t h e r a tv e n t r o b a s a l t h a l a m u s . J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 3 9 1 , 4 9 9 - 5 1 0 .

6 8 9



14/14

6 9 0 E . CHERUBINI AND OTHERSS U G I M O R I , M . , P R E S T O N , R . J . & K I T A I , S . T . ( 1 9 7 8 ) . R e s p o n s e p r o p e r t i e s a n d e l e c t r i c a l c o n s t a n t so f c a u d a t e n u c l e u s n e u r o n s i n t h e c a t . J o u r n a l o f N e u r o p h y s i o l o g y 4 1 , 1 6 6 2 - 1 6 7 5 .T H O M S O N , A . ( 1 9 8 6 ) . A m a g n e s i u m - s e n s i t i v e p o s t - s y n a p t i c p o t e n t i a l i n r a t c e r e b r a l c o r t e xr e s e mb l e s n e u r o n a l r e s p o n s e s t o N - m e t h y l a s p a r t a t e . J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 3 7 0 , 5 3 1 - 5 4 9 .T H O M S O N , A . , W E S T , D . C . & L O D G E , D . ( 1 9 8 5 ) . An N - m e t h y l a s p a r t a t e r e c e p t o r - m e d i a t e d s y n a p s ei n r a t c e r e b r a l c o r t e x : a s i t e o f a c t i o n o f k e t a m i n e ? N a t u r e 3 1 3 , 4 7 9 - 4 8 1 .W A T K I N S , J . C . ( 1 9 8 6 ) . S e l e c t i v e a n t a g o n i s t s d e f i n e s u b - c l a s s e s o f e x c i t a t o r y a m i n o a c i d r e c e p t o r s .I n F a s t a n d S l o w C h e m i c a l S i g n a l l i n g i n t h e N e r v o u s S y s t e m , e d . I V E R S E N , L . L . & G O O D M A N , E . ,p p . 8 9 - 1 0 5 . O x f o r d : O x f o r d U n i v e r s i t y P r e s s .W I L L I A M S , J . T . , H E N D E R S O N , G . & N O R T H , R . A . ( 1 9 8 4 ) . L o c u s c o e r u l e u s . I n B r a i n S l i c e , e d .D I N G L E D I N E , R . , p p . 2 9 7 - 3 1 2 . Ne w Y o r k : P l e n u m P r e s s .

) b t O t b 27 2010j hD l d d f J Ph i l (

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E. Cherubini et al- Excitatory Amino Acids in Synaptic Excitation of Rat Striatal Neurones In Vitro