脳幹「内環境知覚」局所神経回路における周波数依存的情報生成機構

脑干“内部环境感知”局部神经回路中的频率相关信息生成机制

基本信息

批准号：
17023042
负责人：
加藤総夫
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Jikei University School of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

内臓の状態を発火頻度としてコードする1次求心線維から2次ニューロンへの周波数伝達特性を脳スライス標本におけるパッチクランプ法を用いて解析した。ラットおよびマウス(一部GAD67-GFPマウス)の孤束核(NTS neuron)および迷走神経背側運動核ニューロン(DMX neuron)を同定して1次求心性線維の束である孤束の刺激によって誘発される単シナプス性興奮性シナプス後電流を記録した。シナプス伝達の周波数応答特性を、0.1-50Hzの連続頻回刺激に対するfrequency-dependency index (FDI;20Hz刺激に対する応答/0.1Hz刺激に対する応答)を用いて評価し、また、短期可塑性およびそれに及ぼす細胞外Ca^<2+>濃度の影響をpaired-pulse ratio (PPR)を用いて評価した。さらに2次ニューロンの種類、局在、細胞径、樹状突起パターン、入力臓器、および、伝導速度などとの関連を解析した。以上より、孤束複合体内のシナプス伝達特性は以下の3型に大別された。I型DMX neuron:広帯域応答型(FDI>0.5);PPR=〜0.8;Ca^<2+>低依存性II型DMX neuron:低周波応答型(FDI<0.4);PPR=〜0.4;Ca^<2+>低依存性NTS neuron:超低周波応答型(FDI<0.2);PPR=〜0.2;Ca^<2+>高依存性これらのシナプス伝達特性は、ニューロンの局在、細胞径、樹状突起パターン、入力臓器、および、伝導速度に依存せず、神経伝達物質の放出特性、特にその短期可塑性の特性に依存していた。以上より、標的細胞に依存した伝達物質放出特性の差異があり、それによってシナプス伝達の周波数特性が規定される事実が明らかになった。これらの機構は、周波数依存的求心情報フィルターとして機能している可能性がある。

在脑切片制备中使用膜片钳方法分析了从初级传入纤维到次级神经元的频率传递特性，次级神经元将内部状态编码为放电频率。在大鼠和小鼠（一些 GAD67-GFP 小鼠）中，通过刺激孤束束（初级传入神经束）来识别和诱导孤束核（NTS 神经元）和背运动核迷走神经元（DMX 神经元）记录单突触兴奋性突触后电流。采用对0.1~50Hz连续频繁刺激的频率依赖指数（FDI；20Hz刺激反应/0.1Hz刺激反应）评价突触传递的频率响应特性，并评价其短期可塑性和细胞外效应使用配对脉冲比(PPR)评估Ca 2+ 浓度的影响。此外，我们分析了次级神经元类型、定位、细胞直径、树突模式、输入器官和传导速度之间的关系。综上所述，孤束复合体内的突触传递特性大致分为以下三种类型。 I 型 DMX 神经元：宽带响应型（FDI>0.5）；PPR=~0.8；Ca^<2+>低依赖性 II 型 DMX 神经元：低频响应型（FDI<0.4）；PPR=~0.4；Ca^ < 2+>低依赖性NTS神经元：非常低频响应（FDI<0.2）；高度Ca^2+依赖性。这些突触传递特性取决于神经元定位、细胞直径、树突模式、输入器官，并且与传导无关。速度，但取决于神经递质的释放特性，尤其是其短期可塑性。从以上可知，根据目标细胞，发送器释放特性存在差异，这决定了突触发送的频率特性。这些机制可以起到频率相关的向心信息过滤器的作用。