一次視覚野内の微小神経回路と機能コラムの対応関係

初级视觉皮层微神经回路和功能柱之间的对应关系

基本信息

批准号：
18021018
负责人：
吉村由美子
金额：
$ 4.35万
依托单位：
Nagoya 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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

発達期マウスの大脳皮質一次視覚野スライス標本上の近接する2個の2/3層興奮性錐体細胞からホールセル記録を行い、一方の錐体細胞に活動電位を発生させると、他方の細胞に抑制性シナプス後電流(IPSC)が誘発されることを見出した。電気生理学的および免疫組織学的手法による解析の結果、2/3層錐体細胞の軸索は、抑制性細胞の軸索終末に興奮性シナプスを作り、その終末を直接活性化し、GABAを放出させる新しい抑制性回路が、大脳皮質に存在することが示唆された。さらに、ラット一次視覚野スライス標本を用いて、2/3層錐体細胞間にみられるIPSCとEPSCの発達と視覚体験依存性について調べた。マウスと同様に、ラットにおいてもこの錐体細胞間IPSCが観察され、記録した錐体細胞ペアに興奮性シナプス後電流(EPSC)が観察される確率(22%)よりやや高い頻度で見出された(28%)。同一ペアにEPSCとIPSCの両方が観察されることは稀であった。EPSCおよびIPSCは、発達初期(生後14-17日齢)の視覚野では発達後期(生後21-25日齢)に比べて低頻度でしか観察されなかった。興奮性結合と抑制性結合の発達は共に視覚体験に依存したが、その影響の方向は逆であった。興奮性結合の形成は生後直後からの発達後期までの暗室飼育により抑制され、結合がみられたペアでもEPSCの振幅は正常視覚環境飼育に比べて小さかった。一方、錐体細胞間IPSCは、正常視覚環境飼育より、暗室飼育の方が高頻度で観察された。以上の結果は、視覚入力がない場合には2/3層において、錐体細胞間の興奮性結合の発達は抑えられ、錐体細胞間の抑制性結合の発達は促進されることを示唆している。言い換えると、視覚入力を受けると発達と共に興奮性結合が抑制性結合に比べて優位になり、視覚体験により視覚野細胞の視覚反応が強化されると考えられる。

对发育中的小鼠大脑皮层的初级视觉皮层切片上的两个相邻层 2/3 兴奋性锥体神经元进行全细胞记录，当一个锥体细胞中产生动作电位时，另一个锥体细胞中产生动作电位。发现抑制性突触后电流（IPSC）被诱导。使用电生理学和免疫组织学技术分析的结果表明，2/3层锥体神经元的轴突在抑制性细胞的轴突末端产生兴奋性突触，直接激活末端，并释放GABA。大脑皮层。此外，使用大鼠初级视觉皮层切片制剂，我们研究了 2/3 层锥体细胞之间发现的 IPSC 和 EPSC 的发育和视觉体验依赖性。与小鼠相似，这些锥体间 IPSC 也在大鼠中观察到，并且其出现频率 (22%) 略高于记录的锥体细胞对中观察到的兴奋性突触后电流 (EPSC) (28%)。在同一对中同时观察到 EPSC 和 IPSC 的情况很少见。在早期发育阶段（14-17 天龄）视觉皮层中观察到的 EPSC 和 IPSC 频率低于发育后期（21-25 天龄）。兴奋性连接和抑制性连接的发展都依赖于视觉体验，但影响的方向相反。从出生后到发育后期在暗室中饲养，兴奋性连接的形成受到抑制，即使在观察到连接的成对中，EPSC的幅度也比在正常视觉环境中饲养时要小。另一方面，在暗室饲养中比在正常视觉环境中更频繁地观察到视锥细胞之间的IPSC。上述结果表明，在没有视觉输入的情况下，2/3 层锥体神经元之间的兴奋性连接的发展受到抑制，而锥体神经元之间的抑制性连接的发展得到促进。换句话说，当接收视觉输入时，随着动物的发育，兴奋性连接变得比抑制性连接更占主导地位，视觉体验增强了视觉皮层细胞的视觉反应。