視覚系並列情報処理経路における時空間的情報統合の神経メカニズム

视觉并行信息处理通路中时空信息整合的神经机制

• 批准号: 07J08463
• 负责人: 石川 理子
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08463/
• 关键词: 局所神経回路; 一次視覚野; 視床; TE野; 素子特性; 外側膝状体; 時空間特性; パッチクランプ法; マカクザル; 膜特性; 視覚情報処理; 時間特性; 素子

本研究は、初期視覚システムの時空間統合特性の基盤となる神経メカニズムを明らかにすることを目的とした。特に以下の2つの点に着目した。1.外側膝状体(LGN)-teramic reticularis(TRN)間の結合結合パターンの空間特性を明らかにするために、ケイジド化合物を用いた局所刺激法を導入した。2.一次視覚野(V1)と下側頭皮質(TE)の回整素子としての細胞の特性神経メカニズムを知るための第一段階として、回路素子としての細胞の役割を考察した。方法1.ラットの脳スライス標本を作成し、LGN及びTRNを含む切片を作製、LGN細胞よりホールセル記録をおこなった。ケイジドグルタミン酸を用いた局所刺激法による入力源マップの同定を行った。2.成ニホンサルから脳ブロックを取り出しスライス標本を作成し、V1及びTEの3層錐体細胞よりホールセル記録をおこない、脱分極性通電によって生じる発火パターン等の解析を行った。結果1.ケイジド化合物を用いた局所刺激法は、特定の細胞に対する入力源を、網羅的に解析することから、局所回路を明らかにすることが可能である。今年度は、刺激、記録装置の立ち上げを行った。2.電流通電に対する電位応答を調べた結果、以下のことが明らかになった。1)入力抵抗はV1細胞のほうが、TE細胞より大きかった。2)膜の時定数は、V1細胞のほうがTE細胞より短かった。3)矩形波状の脱分極性通電に対する瞬間発火頻度の時間減衰(spike frequency adaptation)の程度は、V1細胞のほうがTE細胞より大きく、減衰の時定数は、V1細胞のほうがTE細胞より小さかった。これらの結果は、V1の3層錐体細胞は時間分解能が高く、また高い時間周波数の入力に応答するのに適しているのに対し、TEの3層錐体細胞は、時間的に幅をもつ入力を統合するのにより適していることを示唆する。

本研究的目的是阐明早期视觉系统时空整合特性背后的神经机制。我们特别关注以下两点。 1.为了阐明外侧膝状体（LGN）和网状网状肌（TRN）之间的结合模式的空间特征，我们引入了一种使用笼状化合物的局部刺激方法。 2. 初级视觉皮层（V1）和下颞叶皮层（TE）中细胞作为回路元件的特征 作为理解神经机制的第一步，我们考虑了细胞作为回路元件的作用。方法1.制备大鼠脑切片，制备含有LGN和TRN的切片，并从LGN细胞进行全细胞记录。使用笼谷氨酸的局部刺激方法来识别输入源图。 2.取出成年日本猴脑块，制备切片，对V1和TE 3层锥体细胞进行全细胞记录，分析去极化电流引起的放电模式。结果 1. 使用笼状化合物的局部刺激方法可以通过综合分析特定细胞的输入源来揭示局部电路。今年，我们推出了刺激和录音设备。 2. 通过调查当前申请的潜在响应，澄清了以下内容。 1) V1 电池的输入电阻大于 TE 电池。 2）V1细胞中的膜时间常数比TE细胞中的短。 3) V1细胞中响应矩形去极化激励的瞬时放电频率的尖峰频率适应程度大于TE细胞，并且V1细胞中的衰减时间常数小于TE细胞。这些结果表明，V1 中的 3 层锥体细胞具有高时间分辨率，适合响应高时间频率输入，而 TE 中的 3 层锥体细胞具有高时间分辨率，这表明它更适合。适合集成输入