電気的カップリングによって組織化された神経モジュールの動態解析

电耦合组织神经模块的动态分析

• 批准号: 11168222
• 负责人: 市川 敏夫
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu 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 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11168222/
• 关键词: カイコガ; 神経分泌細胞; ペプチドホルモン; 同期的発火; ギャップ結合; 麻酔

中枢神経系のいろいろな領域において、比較的少数のニューロンが集まってモジュール構造をつくる。カイコガの食道下神経節にある5対の神経分泌細胞(PBAN分泌細胞)群は電気的カップリングよって組織化され同期的発火を繰り返す。本研究ではこの細胞群を対象にして動機的発火パターンの解析を行い、自発活動時の特定細胞の発火確率、発火順位および上位中枢からの信号による駆動・調節機構を調べた。片側5個の分泌細胞は同期的発火に同じ確率で参加するのではなく、参加確率が90%の細胞から40%の細胞まで分布していた。また発火時刻もぴたり同じではなく発火順位があった。参加確率が高い細胞ほど高順位での発火が多かった。これらのことから神経細胞群はヘテロな集団であることが分かった。PBAN分泌細胞群は脳にある活性化機構(上位中枢)から駆動信号を受け、同期的発火が開始されると考えられる。浅い麻酔をして脳からのトリガー入力を激減した時の同期的発火パターンを解析した。無麻酔下では全細胞が同期発火する場合が最も多いが、炭酸ガスや冷却麻酔下では、多数の細胞が参加する同期的発火が消失し、また左右の細胞群が同期発火する割合も減少した。ギャップ結合の阻害剤のハロセン麻酔下では、さらに同期発火細胞数が減少した。これらの結果から正常の細胞群系では中枢のトリガー信号によって片側の2個以上の細胞に発火が同時に開始され、細胞間カップリングよって系全体に広がることが示唆された。

在中枢神经系统的各个区域，相对少量的神经元聚集在一起形成模块化结构。蚕蛾食管下神经节中的五对神经分泌细胞（PBAN分泌细胞）通过电耦合组织起来，并反复同步放电。在本研究中，我们分析了该细胞群的激发放电模式，并研究了特定细胞在自发活动期间的放电概率和放电顺序，以及来自高级中心的信号的驱动和调节机制。每侧的五个分泌细胞并不以相同的概率参与同步放电，但参与概率在 90% 到 40% 之间。而且，射击时间并不完全相同，但有射击顺序。具有较高参与概率的细胞在较高等级中更频繁地发射。这些结果表明神经元群是一个异质群。据认为，PBAN分泌细胞群从大脑中的激活机构（上部中央）接收驱动信号，并开始同步放电。我们分析了在轻度麻醉下大脑的触发输入急剧减少时的同步放电模式。在没有麻醉的情况下，所有细胞最常同步放电，但在二氧化碳气体或冷麻醉下，涉及许多细胞的同步放电消失，并且左右细胞群同步放电的比例也减少。在间隙连接抑制剂氟烷麻醉下，同步放电细胞的数量进一步减少。这些结果表明，在正常的细胞群系统中，中央触发信号同时在一侧的两个或多个细胞中启动放电，并且放电通过细胞间耦合传播到整个系统。