Astrocytes in the barrel cortex respond with an increase in transient calcium (Ca2+) to neuronal stimulation. This response is restricted to the stimulated barrel field. In the present study we suppressed the astrocyte response by dialyzing these cells with the Ca2+ chelator BAPTA. Electrical stimulation triggered a depolarization in stellate or pyramidal “regular spiking”, neurons from cortex layer 4 and 2/3. This response was also augmented in amplitude and duration after astrocytes were dialyzed with BAPTA. Combined blockade of GABAA and GABAB receptors mimicked the effect of BAPTA dialysis, while glutamate receptor blockers had no effect. Moreover, the frequency of spontaneous postsynaptic currents was increased after BAPTA dialysis. Outside the range of BAPTA dialysis, the astrocytes responded with a Ca2+ increase, but, in contrast to control, the response was no longer restricted to one barrel field. Our findings indicate that astrocytes control neuronal inhibition in the barrel cortex. In the last few years astrocytes have come to be recognized as active elements contributing to brain activity. They sense and modulate neuronal activity, and often changes in their cytosolic Ca2+ are essential for neuron–glia interactions. In the present study we interfered with intracellular calcium signalling in astrocytes in mouse somatosensory cortex by dialysis with the calcium chelator BAPTA. Such treatment increased excitability of the nearby neurons. The effect of astrocytic calcium chelation was mimicked by pharmacological inhibition of GABA receptors, suggesting that this control is GABA mediated through a combined involvement of GABAA and GABAB receptors. This finding demonstrates a role for astrocytes in the regulation of neural inhibition in somatosensory (barrel) cortex and adds a new variant to the growing number of pathways by which astrocytes can modulate neuronal networks.
Bei neuronaler Stimulation im Barrel Cortex reagieren die Astrozyten mit einem transienten Kalzium (Ca2 +) -Anstieg. Diese Reaktion ist auf die stimulierten Barrel beschränkt. In der vorliegenden Studie haben wir die Astrozytenreaktion unterdrückt, durch Dialyse der Zellen mit Ca2 + Chelator BAPTA. Die elektrische Stimulation löste eine Depolarisation in den sternförmigen oder pyramidal "regular spiking" Neuronen, welche im Barrel Cortex Layer 4 und 2 / 3 lokalisiert sind. Nachdem die Astrozyten mit BAPTA dialysiert wurden, erhöhte sich die Reaktion in der Amplitude und der Zeitdauer. Die kombinierte Blockierung der GABAA- und GABAB-Rezeptoren hatte den gleichen Effekt wie die BAPTA-Dialyse, dagegen hatte die Blockierung der Glutamat-Rezeptoren keine Wirkung. Darüber hinaus war die Häufigkeit der spontanen postsynaptischen Ströme nach BAPTA-Dialyse erhöht. Außerhalb der BAPTA-Dialysen Zone, reagierten die Astrozyten mit einem Ca2 + Anstieg, welcher im Gegensatz zu unseren Kontrollen nicht länger auf ein Barrel Field limitiert war. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Astrozyten die neuronale Hemmung im Barrel Cortex steuern.
