脳回路のセルフリライト性の探求

脑回路自重写特性的探索

基本信息

批准号：
22680025
负责人：
池谷裕二
金额：
$ 10.07万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22680025/
关键词：
神経回路発火シナプス可塑性情報アストロサイト同期血流

项目摘要

脳回路の自己書き換え性を追求する上で、ニューロン同士のつくるシナプスに着目をしながら実験を進めて行ったところ、偶然にもアストロサイトが神経細胞の活動性に大きな影響をあたえることを見出した。アストロサイトはグリア細胞の一種であり、近年の研究では、脳の情報処理に多様な影響をもたらしうる動的な細胞であることはすでに報告されてはいる。しかし、多数のアストロサイトからなるアストロサイト・ネットワークがどのような挙動を示すかということについては未だ不明な点が多い。そこで、本研究では、急性海馬スライス標本における、アストロサイト・ネットワークの自発的な時空間活動パターンを、大規模カルシウムイメージング法によって記録した。その結果、隣接したアストロサイトどうしは、同期したカルシウム活動を示しやすく、ネットワーク全体として、局所的かつ動的な同期細胞集団を形成していることが見出された(本研究では、この活動を「アストロサイト・アイランド」と命名する)。薬理学的検討の結果、このネットワーク活動には、代謝型グルタミン酸受容体の活性化が関与し、神経活動とは独立に生じうることが明らかになった。また、ケージド・カルシウム化合物を用いて数個のアストロサイトを光刺激すると、周辺のニューロンにおいて、数mVの静止膜電位の脱分極と、自発的なシナプス入力頻度の増加が観察された。本結果は、アストロサイト・ネットワークの活動パターンを、従来にないほど大規模かつ詳細に記述するものであり、アストロサイト-ニューロンコミュニケーションを考察する上で重要な知見であると考えている。

在追求大脑回路的自我脱落性时，我们进行了专注于神经元突触的实验，并偶然发现星形胶质细胞对神经元活性有重大影响。星形胶质细胞是一种神经胶质细胞，最近的研究已经报道了它们是动态细胞，对大脑信息处理有多种影响。但是，关于星形胶质细胞网络如何由大量星形胶质细胞组成，仍然存在许多未知数。因此，在这项研究中，通过大型钙成像记录了急性海马切片标本中星形胶质细胞网络的自发时空活性模式。结果，发现相邻的星形胶质细胞表现出同步的钙活性，并且整个网络形成了局部和动态的同步细胞种群（在这项研究中，该活性称为“星形胶质细胞岛”）。药理学研究表明，该网络活性涉及代谢谷氨酸受体的激活，并且可以独立于神经活动。此外，当用笼中钙化合物光验证几个星形胶质细胞时，在周围神经元中观察到了几种MV的静息膜电位的去极化，并自发地增加了突触输入的频率。该结果描述了星形胶质细胞网络的活动模式，并详细描述了星形胶质细胞 - 神经元通信的重要发现。

项目成果

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专利数量（0）

Circuit topology for synchronizing neurons in spontaneously active networks

DOI：
10.1073/pnas.0914594107
发表时间：
2010-06-01
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Takahashi, Naoya;Sasaki, Takuya;Ikegaya, Yuji
通讯作者：
Ikegaya, Yuji

Locally Synchronized Astrocytes