GABA作働性介在ニューロンの大脳皮質の局所回路における役割

GABA能中间神经元在大脑皮层局部回路中的作用

基本信息

批准号：
12053271
负责人：
川口泰雄
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

前脳基底部からの大脳皮質へのコリン作動性入力は皮質の周期的・同期的活動に影響する。アセチルコリンの皮質活動への作用は、興奮性の投射ニューロンである錐体細胞だけでなく、抑制性のGABA作働性介在ニューロンである非錐体細胞も介すると考えられている。皮質内のGABAによる抑制がアセチルコリンによってどのような影響を受けるかを調べるために、スライス標本でラットの前頭皮質細胞からホールセル記録を行い、コリン作働性のアゴニストであるカルバコールやムスカリンによってGABA作働性の抑制性シナプス電流がどのように変化をするかを検討した。カルバコールやムスカリンは抑制性電流の頻度を上昇させたが、増加の時間的パターンには二種類あることがわかった。一つはアゴニストを与えている間、増加した抑制性電流がほぼ一定頻度で出現するもので、もう一つは抑制性電流が平均して0.2ヘルツで周期的に増大するものである。後者の周期的に起きる抑制性電流のバーストの持続は平均2.2秒で、バーストの中の単一シナプス電流の頻度は24ヘルツであった。どちらの抑制性電流の増加は、ムスカリン受容体、M1受容体の拮抗薬でそれぞれ抑えられたが、興奮性グルタミン酸受容体の拮抗薬では影響を受けなかった。近傍にある二個の皮質細胞の周期的増加は、バーストの開始や終了はずれることがあるがほぼ同期していた。一方、二個の細胞のバースト中の個々のシナプス電流の開始点の相互相関を調べると低かった。従って、複数のGABAニューロンがバースト期間中に同期して発火するが、バーストを起こすGABAニューロン間でスパイク発射レベルの時間的同期はしていないと考えられる。皮質の抑制性ニューロン群には、興奮性ニューロンとは独立に0.1から0.3ヘルツのリズムをつくる機構が皮質内に内在的にあると考えられる。

从基底前脑到大脑皮层的胆碱能输入影响皮层的周期性和同步活动。乙酰胆碱对皮质活动的影响被认为不仅由锥体细胞（兴奋性投射神经元）介导，而且还由非锥体细胞（抑制性 GABA 能中间神经元）介导。为了研究乙酰胆碱如何影响皮质内 GABA 抑制，我们对切片制剂中的大鼠额叶皮质细胞进行了全细胞记录，研究了激动性抑制突触电流的变化。卡巴胆碱和毒蕈碱增加了抑制电流的频率，但我们发现有两种时间增加模式。一是在激动剂给药过程中抑制电流以几乎恒定的频率出现，二是抑制电流以平均0.2 Hz的速率周期性增加。后者周期性抑制电流爆发的持续时间平均为2.2秒，爆发内单个突触电流的频率为24 Hz。两种抑制电流的增加分别被毒蕈碱和M1受体拮抗剂抑制，但不受兴奋性谷氨酸受体拮抗剂影响。两个相邻皮层细胞的周期性增加几乎是同步的，尽管爆发的开始和结束有时是交错的。另一方面，两个细胞突发期间各个突触电流起点的互相关性较低。因此，尽管多个 GABA 神经元在爆发期间同步放电，但人们认为引起爆发的 GABA 神经元之间的尖峰放电水平在时间上并不同步。据认为，皮层中的抑制性神经元在皮层内具有一种内在机制，可以独立于兴奋性神经元产生 0.1 至 0.3 Hz 的节律。