Abstract Microglia sense the changes in their environment. How microglia actively translate these changes into suitable cues to adapt brain physiology is unknown. We reveal an activity-dependent regulation of cortical inhibitory synapses by microglia, driven by purinergic signaling acting on P2RX7 and mediated by microglia-derived TNFα. We demonstrate that sleep induces microglia-dependent synaptic enrichment of GABA A Rs in a manner dependent on microglial TNFα and P2RX7. We further show that microglia-specific depletion of TNFα alters slow waves during NREM sleep and blunt memory consolidation in sleep-dependent learning tasks. Together, our results reveal that microglia orchestrate sleep-intrinsic plasticity of synaptic GABA A Rs, sculpt sleep slow waves and support memory consolidation.

Abstract Both sleep-wake behavior and circadian rhythms are tightly coupled to energy metabolism and food intake. Altered feeding times in mice are known to entrain clock-gene rhythms in brain and liver and sleep-deprived humans tend to eat more and gain weight. Previous observations in mice showing that sleep deprivation (SD) changes clock-gene expression might thus relate to altered food intake and not to the loss of sleep per se . Whether SD affects food intake in the mouse and how this might affect clock-gene expression is, however, unknown. We therefore quantified i) the cortical expression of the clock genes Per1, Per2, Dbp , and Cry1 in mice that had access to food or not during a 6h SD, and ii) food intake during baseline, SD, and recovery sleep. We found that food deprivation did not modify the SD-incurred clock-gene changes in the cortex. Moreover, we discovered that although food intake during SD did not differ from baseline, mice lost weight and increased food intake during subsequent recovery. We conclude that SD is associated with food deprivation and that the resulting energy deficit might contribute to the effects of SD that are commonly interpreted as a response to sleep loss.