大脳皮質錐体細胞棘突起へのシナプス入力の3次元再構築による考察

使用 3D 重建分析大脑皮层锥体细胞棘突的突触输入

基本信息

批准号：
10164249
负责人：
窪田芳之
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
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

私は、従来より、脳の内部にある演算処理のための最小単位と考えられる局所神経回路に興味を持ち、それがどのような構造をしているのか?どう働くのか?を理解したく、大脳皮質前頭野の局所神経回路の解析を行ってきた。その結果、大脳新皮質では、介在細胞である非錐体細胞は、生理的に少なくとも4種類(FSce11,LScell,BSNP cell,RSNPcell)のサブグループより構成され、それぞれ固有の形態的特徴(バスケット細胞、シャンデリア細胞等、ゴルジ法ですでに報告されている形態)を持ち、含有する化学物質にも違いがみとめられることを認めた。大脳新皮質のこれらの非錐体細胞に関して、現在、各サブグループ別に形態的に出力がどのように異なるのかという点に絞り、電子顕微鏡連続切片像3次元再構築画像解析システムを使ってシナブスの構造に関する解析を始めた。<方法>ラットを麻酔の後、脳を取り出し、マイクロスライサーで大脳前頭皮質のスライスを作成した。ホールセル記録をとり、バイオサイチンを電極を通じてその神経細胞に注入した後、スライスを固定した。次に、DAB染色を施し注入神経細胞を茶色く染色し、電子顕微鏡観察用に包埋し、染色された神経細胞の形態を光学顕微鏡で観察記録した。この細胞の軸索部分を切り出し、電子顕微鏡で観察し、注入細胞の神経終末が形成するシナプスを同定後、高解像度CCDカメラで撮影した連続切片の画像を3次元画像再構築画像解析システムで処理し、前・後シナプス要素を含んだ3次元像を再構築し形態的に解析を行った。<結果>非錐体細胞のサブグループの中から、軸索を白質方向に伸ばすダブルブーケ細胞をまず解析の対象とし検討を重ねた。結果、ダブルブーケ細胞の軸索終末のターゲットの多くは、錐体細胞の棘突起であることが観察された。

我一直对局部神经回路感兴趣，局部神经回路被认为是大脑内部进行算术处理的最小单位，我想了解它们具有什么样的结构以及它们如何工作，我一直在分析局部神经回路。大脑皮层的额叶皮层。因此，在大脑新皮质中，作为介入细胞的非锥体细胞在生理上至少由四个亚群（FSce11、LScell、BSNP细胞、RSNPcell）组成，每个亚群都具有独特的形态特征（篮子细胞、吊灯细胞、以及已使用高尔基体方法报道的其他形式），并且在它们所含的化学物质方面也观察到差异。对于大脑新皮质中的这些非锥体细胞，我们目前正在关注每个亚组的输出在形态上有何不同，并使用电子显微镜串行切片图像3D重建图像分析系统，我们开始研究突触结构。 <方法> 将大鼠麻醉后，取出大脑，使用显微切片机制作额叶皮质切片。在进行全细胞记录并通过电极将生物胞素注射到神经元中后，将切片固定。接下来，将注射的神经元用DAB染色成棕色，包埋进行电镜观察，并使用光学显微镜观察和记录染色神经元的形态。切下这些细胞的轴突，并使用电子显微镜观察，以识别注射细胞的神经末梢形成的突触。使用高分辨率 CCD 相机拍摄的连续切片图像，使用 3D 图像重建图像分析进行处理然后，我们重建了包含突触前和突触后元素的三维图像，并对其进行形态学分析。 <结果> 在非锥体细胞亚群中，轴突向白质延伸的双花束细胞首先成为分析对象。结果，观察到双花束细胞的许多轴突末端目标是锥体细胞的棘突。