Tight temporal coupling between synaptic rewiring of olfactory glomeruli and the emergence of odour-guided behaviour in Xenopus tadpoles

Olfactory sensory neurons (OSNs) are chemoreceptors that establish excitatory synapses within glomeruli of the olfactory bulb. OSNs undergo continuous turnover throughout life, which causes the constant replacement of their synaptic contacts. Using Xenopus tadpoles as an experimental system to investigate synaptic rewiring, here we show that immediately after being inserted novel synapses can efficiently transfer information, generating an olfactory-guided behaviour. Upon exposure to waterborne odorants presynaptic terminals of incipient contacts are capable of generating calcium transients that support long lasting depolarizations of olfactory glomeruli. The immediate availability of fully functional synapses upon formation supports an age-independent contribution of OSNs to the generation of odour maps.

I neuroni sensoriali olfattivi (OSN) sono chemocettori che stabiliscono sinapsi eccitatorie nei glomeruli del bulbo olfattivo. Gli OSN subiscono un continuo ricambio, per tutta la vita, che causa la sostituzione costante dei loro contatti sinaptici. Utilizzando girini di Xenopus come sistema sperimentale per indagare la ricostruzione elettrica delle sinapsi, in questo lavoro viene dimostrato che subito dopo l’inserimento, le nuove sinapsi sono in grado di trasferire in modo efficiente le informazioni, generando una risposta comportamentale guidata dall’olfatto. Non appena esposti a sostanze odoranti nell'acqua, i terminali presinaptici di contatti incipienti sono in grado di generare transienti di calcio che supportano depolarizzazioni di lunga durata nei glomeruli olfattivi. La disponibilità immediata di sinapsi completamente funzionali subito dopo la formazione, supporta un contributo del neurone sensoriale nella generazione di mappe degli odori indipendente dall'età.