トリ層状核における両耳間時間差検出機構の解明

阐明三层核的耳间时间差检测机制

基本信息

批准号：
18019016
负责人：
久場博司
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Kyoto University
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

トリ層状核(NL)神経細胞はシナプス入力の同時検出器として働き,両耳に到達する音の時間差(両耳間時間差:ITD)を検出することにより音源定位に関わる.NLには音の周波数に対応した機能局在があり,ITDは特徴周波数(CF)毎のNL細胞により検出される.本研究では,ヒヨコを用いてNLの機能解析をCF領域毎に行うことにより,音源定位の神経回路機構を明らかにすることを目指す.前年度までは主にin vitroの実験により,NLにおける細胞の形態,チャネルの分子密度および細胞内局在が,ITD検出を正確に行うためにCF領域毎に最適化されていることを明らかにしてきた.本年度はさらに,in vivoの実験系を立ち上げ,NLにおけるITD検出機構を解析した.麻酔下のヒヨコの両耳にスピーカーから音提示を行い,脳定位的にNLからの単一細胞記録を行った.NL細胞の発火頻度はITDに応じて周期的に変化し,その周期は細胞のCFに一致した.一方,このITD応答は音圧に強く依存し,中〜高CF領域では音圧の増加に伴ってITD応答が消失するのに対して,低CF領域では逆に増強することが観察された.この低CF領域におけるITD応答の増強効果は,NLへGABA性投射を行う神経核である上オリーブ核(SON)を電気的に破壊することにより消失することから,SONからの抑制性入力を介すると考えられた.このことと一致して,NLの低CF領域ではSONからのGABA性神経終末が特に多く分布していた(図).以上のことから,NLでは抑制性神経回路がCFと音圧に依存してITD検出を最適化するしくみとして働くことを明らかにした.

禽层核（NL）神经元起着突触输入的同时检测器，并通过检测到达两个耳朵的时差（ITD时差：ITD）来参与声源定位。 NL具有与声音频率相对应的功能定位，并且对于每个特征频率（CF），NL细胞检测到ITD。在这项研究中，我们旨在通过使用雏鸡对每个CF区域对NLS进行功能分析来阐明声源定位的神经回路机理。直到上一年，我们已经透露，针对每个CF区域优化了细胞形态，通道分子密度和NL中的亚细胞定位，以便准确检测ITD。今年，我们还看到我们启动了一个体内实验系统，以分析NL中的ITD检测机制。我们在麻醉下的两只小鸡耳朵上的扬声器进行了声音演示，并以大脑阶段的方式从NL进行了单细胞记录。 NL细胞发射的频率根据ITD定期变化，并且循环与细胞的CF相吻合。另一方面，这种ITD响应很大程度上取决于声压，并且观察到ITD响应随着介质到高CF区域的声压的增加而消失，而在低CF区域中，ITD响应的响应是成反比的。这个低CF区域。 ITD响应在该区域的增强效应通过电气破坏上橄榄核（SON）而消失，这是一种对NL进行GABA投影的神经核，并被认为是通过SON的抑制输入。与此相一致，SON的GABA神经末端特别经常在NL的低CF区域分布（图）。从上面可以揭示出NL中的抑制性神经回路作为根据CF和声压优化ITD检测的机制。