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Coherence and frequency in the reticular activating system (RAS) - 28/03/13

Doi : 10.1016/j.smrv.2012.06.002 
Edgar Garcia-Rill a, , Nebojsa Kezunovic a, James Hyde a, Christen Simon a, Paige Beck a, Francisco J. Urbano b
a Center for Translational Neuroscience, Department of Neurobiology & Dev. Sci., University of Arkansas for Medical Sciences, 4301 West Markham St., Slot 847, Little Rock, AR 72205, USA 
b IFIBYNE, CONICET, University of Buenos Aires, Buenos Aires, AR, USA 

Corresponding author. Tel.: +1 501 686 5167; fax: +1 501 526 7928.

Summary

This review considers recent evidence showing that cells in the reticular activating system (RAS) exhibit 1) electrical coupling mainly in GABAergic cells, and 2) gamma band activity in virtually all of the cells. Specifically, cells in the mesopontine pedunculopontine nucleus (PPN), intralaminar parafascicular nucleus (Pf), and pontine dorsal subcoeruleus nucleus dorsalis (SubCD) 1) show electrical coupling, and 2) all fire in the beta/gamma band range when maximally activated, but no higher. The mechanism behind electrical coupling is important because the stimulant modafinil was shown to increase electrical coupling. We also provide recent findings demonstrating that all cells in the PPN and Pf have high threshold, voltage-dependent P/Q-type calcium channels that are essential to gamma band activity. On the other hand, all SubCD, and some PPN, cells manifested sodium-dependent subthreshold oscillations. A novel mechanism for sleep-wake control based on transmitter interactions, electrical coupling, and gamma band activity is described. We speculate that continuous sensory input will modulate coupling and induce gamma band activity in the RAS that could participate in the processes of preconscious awareness, and provide the essential stream of information for the formulation of many of our actions.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Arousal, Calcium channels, Gamma band, Gap junctions, Modafinil, Subthreshold oscillations


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Vol 17 - N° 3

P. 227-238 - juin 2013 Retour au numéro
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  • Deconstructing and reconstructing cognitive performance in sleep deprivation
  • Melinda L. Jackson, Glenn Gunzelmann, Paul Whitney, John M. Hinson, Gregory Belenky, Arnaud Rabat, Hans P.A. Van Dongen

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