初期視覚系神経回路における刺激方位及び色情報の伝達と統合

早期视觉系统神经回路中刺激方向和颜色信息的传输和整合

基本信息

批准号：
13J01314
负责人：
末松尚史
金额：
$ 1.9万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

外界の光情報は網膜において電気信号に変換され、外側膝状体へと伝わり、次に大脳皮質一次視覚野、更には高次の視覚領域へと伝わっていく。これまで私は、麻酔非動化したネコの網膜・外側膝状体・大脳皮質一次視覚野の神経活動を細胞外記録法により記録し、方位選択性の定量評価、その神経基盤、領域間での方位情報の伝達様式を明らかとすることを目的とした研究を行い、以下の結果を得た。1)外側膝状体においても有意な方位選択性が存在し、それはその神経細胞の楕円形受容野構造(神経細胞が「見ている」視野上の領域、その領域内への適刺激の入力により神経活動が生じる)が基盤となり、応答修飾が加わることでより顕著になっている、2)網膜においても同様に方位選択性が存在し、類似の選択性を持つ外側膝状体の神経細胞へと情報を送っている、3)外側膝状体から大脳皮質一次視覚野へと情報が送られる過程で空間周波数選択性(「細かさ」に対しての選択性)は特に受け継がれず、積極的に選択性を強める処理がなされており、4)外側膝状体-大脳皮質一次視覚野間においては最適方位そのものは受け継がれるが、選択性は強める処理がなされている(投稿準備中)。更に本年度は、大脳皮質一次視覚野内における側方信号伝達の様式を明らかにするために、皮質内微小電流刺激法と膜電位感受性色素イメージング法を組み合わせ、マウス大脳皮質一次視覚野に与えた電流刺激の強度と応答強度の関係、パターン刺激を模倣した多点同時刺激に対する応答の定量評価を行った。その結果、1)マウス一次視覚野は電流量に対してあるところで飽和する応答を示し、2)多点同時刺激よって生じる応答は個別刺激に対する応答の線形和よりも減弱していることを明らかにした。これらの研究成果をまとめ、学会発表準備及び論文執筆中である。

外部光学信息被转换为视网膜中的电信号，并传播到侧向遗传体，然后转移到大脑皮层的一级视觉皮层，甚至更高的视觉区域。 Up until now, I have performed research with the aim of recording neural activity in the primary visual cortex of the retina, lateral geniculate, and cerebral cortex of the cats that have been deactivated by anesthesia, using extracellular recording methods, and quantitatively assessing orientation selectivity, and revealing the way orientation information is transmitted between the neural bases and regions, and obtaining the following results. 1）在侧向遗传体中也具有显着的方向选择性，该体基于神经元的椭圆形感应场结构（神经元“看到”的视野区域的区域在将适当的刺激输入该区域时会导致神经活动发生，并且通过添加响应修饰而更明显； 2）在视网膜中存在类似的方向选择性，将信息发送给具有相似选择性的侧向统一神经元； 3）在将信息从横向晶状体发送到大脑皮层的主要视觉皮层的过程中，空间频率选择性（“略高”的选择性）并不是特别遗传的，并且加工正在积极增强选择性； 4）最佳方向本身是在横向遗传体和大脑皮层的主要视觉皮层之间遗传的，但是进行处理以提高选择性（以准备发布）。此外，在今年，为了澄清大脑皮层的主要视觉皮层内侧向信号传播的模式，我们将皮层内微电流刺激和膜电位敏感染料成像结合在一起，以定量评估在电流刺激上应用于小鼠刺激的主要视觉皮层和响应型乘数综合型乘积的电流刺激的强度之间的关系。结果表明，1）初级小鼠视觉皮层表明的响应在某个点饱和到电流量，而2）比对单个刺激的线性响应相比，多点辅助刺激产生的响应被减弱。这些研究结果总结了，并为会议和撰写论文的演讲做准备。