微小脳システムによる姿勢学習の神経機構

微脑系统姿势学习的神经机制

基本信息

批准号：
11168202
负责人：
高畑雅一
金额：
$ 28.29万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

ザリガニで、片側平衡胞除去後に起こる眼柄姿勢の回復メカニズムを明らかにする目的で、昨年度は、眼柄補償運動系に属する脳内同定ノンスパイキング介在ニューロンであるNGI (Nonspiking Giant Interneuron)の樹状突起膜性質およびシナプス入力伝達特性がどのように変化するかを神経生理学的に調査した。その結果、1)回復に伴ってNGI樹状突起膜性質が変化するのみならず、2)NGIの前シナプス経路活動も大きく変化することを示唆している。本年度は、脳内に2本のガラス管微小電極を適用する同時細胞内記録・染色法により、NGIの前シナプス細胞の同定とその生理学的性質の検索を行った。これまでに得られた成功例はまだ少ないが、NGIに対して興奮性シナプス接続をするLニューロン(仮称)が数回にわたって確認された。単極型の細胞体は、細胞体を腹側非対後部団(VUPC, Tautz and Tautz,1984)にあり、細胞体からの突起は側方に伸びて、側方第一触覚神経交繊毛(LAN)に達し、そこで樹状突起をLAN内で水平・垂直方向に拡げると同時に前方に方向転換して,後脳横連合交繊毛付近から再び突起を分枝しながら前脳橋(PB)近くに到る。脳外への軸索投射はなく、スパイク発生型の局在細胞である。同一色素(Lucifer yellow)を用いたNGIとの同時染色は、単シナプス接続の可能性を示唆したが、L細胞への電流注入実験からは、単・複シナプスの並列接続が示唆された。磁場刺激法を用いた平衡胞刺激実験の結果,L細胞には,同側平衡胞から興奮性入力を受けるものと、抑制性入力を受けるものが見られたが、その形態的差異の定量的解析はまだなされていない。平衡胞入力は、歩脚活動により増強されることが確認された。L細胞クラスターが、姿勢回復でどのような活動変化を示すかは今後の課題である。

为了阐明小龙虾单侧平衡泡去除后出现的眼柄姿势的恢复机制，去年我们开发了一棵NGI（Nonspiking Giant Interneuron）树，这是一个已确定的大脑中非尖峰中间神经元，属于眼柄补偿运动系统。我们从神经生理学角度研究了膜特性和突触输入传输特性如何变化。结果表明，1) 不仅 NGI 树突膜特性随恢复而变化，而且 2) NGI 突触前通路活性也发生显着变化。今年，我们鉴定了 NGI 中的突触前细胞，并使用大脑中的两个玻璃管微电极同时进行细胞内记录和染色方法研究了它们的生理特性。虽然迄今为止成功的案例很少，但与NGI进行兴奋性突触连接的L神经元（暂定名）已被多次证实。单极细胞体的细胞体位于腹侧不成对的后簇（VUPC，Tautz 和 Tautz，1984），并且细胞体的投影横向延伸形成外侧第一触觉神经连合纤毛（VUPC，Tautz 和 Tautz，1984）。 LAN），它在 LAN 内水平和垂直扩展其树突，同时改变其向前方向，从后脑的外侧相关联丛附近再次分支，并延伸到前脑（PB）的脑桥附近。大脑外部没有轴突投射，它们是产生尖峰的局部细胞。使用相同染料（荧光黄）与 NGI 同时染色表明单突触连接的可能性，但目前 L 细胞注射实验表明单突触连接和多突触连接的平行连接。使用磁场刺激的平衡囊泡刺激实验的结果是，一些L细胞接收到来自同侧平衡囊泡的兴奋性输入，而其他细胞则接收到抑制性输入。分析尚未完成。已证实步行腿部活动可增强平衡细胞输入。 L 细胞簇在姿势恢复过程中表现出什么样的活动变化还有待观察。