視覚系における同期的・周期的発火の発生機構及びその機能的意義に関する研究

视觉系统同步周期性放电产生机制及其功能意义研究

基本信息

批准号：
10164213
负责人：
立花政夫
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

視覚系における統合問題に関連して、神経細胞群の同期的周期発火が注目されている。しかし、このような発火パターンを生成させる神経機構は未だ明らかではない。本研究では、カエルの眼球から剥離した網膜に平面型マルチ電極を適用して、多数の神経節細胞(光強度が弱くなると持続的に発火するディミング検出器)からスパイク発火を同時記録し、逆相関法により受容野の位置を特定すると共に、相関解析法を適用してスパイク発火列の時間的性質を検討した。その結果、網膜を時間変調した光で全面照射した場合、受容野が数mm離れたディミング検出器対でも約30Hzの周期的発火を伴う同期的発火(位相のあった周期的発火)が観察された。GABA受容体の阻害剤を投与すると、同期的発火も周期的発火も完全に消失した。一方、受容野が重なり合うディミング検出器対では、約30Hzの周期的発火を伴う強い同期的発火が観察された。GABA受容体の阻害剤によって周期的発火は完全に消失したが、弱い同期的発火は残存した。周期的発火を伴わない弱い同期的発火は、近接したディミング検出器対の受容野を局所刺激することによって発生させることができた。位相のあった周期的発火は、受容野よりも大きな領域を光刺激した時にのみ生じた。以上の結果から、大きな領域の刺激により位相のあった周期発火を生成する広域的な神経回路網と、小さな領域の刺激により同期的発火を生成する局所的な神経回路網とが存在すること、また、周期的発火の生成にはGABA受容体の活性化が関与していることが強く示唆された。局所的な同期的発火を引き起こしたり、発火の位相を合わせる機構としては、ディミング検出器に対する興奮性の共通入力が考えられる。

关于视觉系统中的整合问题，神经元群的同步周期性放电引起了人们的关注。然而，产生这种放电模式的神经机制仍不清楚。在这项研究中，我们将平面多电极应用到与青蛙眼球分离的视网膜上，以同时记录大量神经节细胞的尖峰放电（除了识别神经节细胞的位置之外，还可以在光强度降低时使持续放电的探测器变暗）。使用相关方法的感受野，我们应用相关分析方法来检查尖峰发射序列的时间特性。结果，当用时间调制光照射整个视网膜时，即使使用感受野相隔几毫米的一对调光检测器，也观察到约30Hz的同步发射（具有相位的周期性发射）。使用 GABA 受体抑制剂可以完全消除同步放电和周期性放电。另一方面，在一对感受野重叠的调光检测器中，观察到周期性发射约为 30 Hz 的强同步发射。 GABA 受体抑制剂完全消除了周期性放电，但微弱的同步放电仍然存在。没有周期性发射的弱同步发射可以通过局部刺激紧密间隔的调光检测器对的感受野来产生。仅当大于感受野的区域受到光学刺激时，才会发生定相周期性发射。从以上结果中，我们可以得出结论，存在一种在大面积刺激时产生阶段性周期性放电的广域神经网络，以及在小区域刺激时产生同步放电的局部神经网络。 GABA 受体的激活参与周期性放电的产生。调光检测器的公共兴奋输入被认为是引起局部同步激发和匹配激发相位的机制。