視覚野ニューロン活動の刺激文脈依存的調節のネットワークメカニズム

视觉皮层神经元活动刺激情境依赖性调节的网络机制

基本信息

批准号：
13210086
负责人：
佐藤宏道
金额：
$ 3.97万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、刺激文脈依存的な一次視覚野(V1)ニューロン活動の抑制性修飾現象のメカニズムについて、ニューロンおよびネットワークレベルの入出力特性を厳密に解析することにより明らかにすることを目的として行った。具体的には、この抑制性修飾作用の原因として、観察下のニューロンの受容野外に受容野をもち共通の刺激方位、空間周波数などの刺激特徴に反応するニューロン群からなる機能的ネットワークが皮質内GABA抑制をドライブすることによって受容野刺激に対する反応を抑制する、という可能性を実験的に検討した。実験は、麻酔・非動化したネコのV1ニューロンを電気生理学的に記録し、受容野周囲刺激の呈示により、受容野刺激に対する反応が強い抑制性修飾を受ける細胞において、抑制性神経伝達物質GABAの受容体選択的拮抗薬であるビククリンの微小イオン泳動投与microiontophoresisを行うことにより、局所的に皮質内抑制を遮断したときの効果を調べた。ニューロンの受容野を中心として様々の大きさのサイン波状に輝度変化する縞刺激sinusoidal gratingに対する応答を調べ、ビククリン投与中とコントロール時の刺激サイズ-反応強度関数を比較した。その結果、皮質内抑制の遮断は、ニューロンの反応性を増強し、また刺激選択性の低下をもたらしたが、24例のニューロンのいずれにおいても、受容野外刺激による抑制性修飾はほとんど影響を受けなかった。このことは、皮質内抑制が修飾現象の主たる原因であるという可能性を否定し、興奮性ネットワークにおける活動低下を示唆するものである。

本研究的目的是通过严格分析神经元和网络水平的输入输出特征来阐明初级视觉皮层（V1）神经元活动的刺激情境依赖性抑制修饰的机制。具体来说，这种抑制修饰效应的原因是由一组神经元组成的功能网络，这些神经元的感受野位于被观察神经元的感受野之外，并对刺激特征（例如共同的刺激方向和空间频率）做出反应。我们通过实验研究了通过驱动 GABA 抑制来抑制感受野刺激反应的可能性。该实验涉及对麻醉和固定的猫的 V1 神经元进行电生理记录，并通过在感受野周围提供刺激，抑制性神经递质 GABA 在细胞中受到刺激，这些细胞响应感受野刺激而进行强烈的抑制性修饰。通过使用荷包牡丹碱（一种受体选择性拮抗剂）进行微离子电渗疗法进行皮质内抑制。我们研究了对正弦光栅的响应，正弦光栅是一种条纹刺激，其亮度在神经元感受野周围以各种大小的正弦方式变化，并比较了荷包牡丹碱给药和控制期间的刺激大小-反应强度函数。结果，皮质内抑制的阻断增强了神经元的反应性并降低了刺激选择性，但场接受刺激的抑制性修饰在 24 个神经元中基本上不受影响。这排除了皮质内抑制是修饰现象的主要原因的可能性，并表明兴奋网络的活动减少。