時空間視覚情報処理を実現する網膜ダイナミクスの機能構築理解と数理モデル構築

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病変網膜活動のメカニズムの解析：視細胞が変性することにより発症する網膜色素変性症において、網膜の出力細胞である神経節細胞に観測される周期的自発発火のメカニズムを理解するため、網膜色素変性と同様の動態を示す、TrpM1KOマウス網膜を用い、パッチクランプ解析などの電気生理学実験を行った。これにより、自発発火の発生源が神経節細胞より上流にあること、自発発火はON型神経節細胞においてはグルタミン酸による興奮性入力を、OFF型神経節細胞に関してはGABA/Glycineによる抑制性入力を介して駆動されていることが示唆される結果を得た。また、その振動活動の発生源と目される、AIIアマクリン細胞に注目し、その静止膜電位がTrpM1KOマウス網膜では過分極傾向にあることなど、網膜モデル研究による予測と辻褄の合う結果が得られている。そのモデル研究においては、病変状態では各種細胞が正常時より過分極した状態になっているため、シナプスによる情報伝達が起こりにくくなっている。しかしながら実際には上で述べたように、自律的な自発活動が発生しており、これを説明するには、病変時には、正常時と異なるイオンチャネル発現によるシナプス情報伝達が行われていると予想される。これを検証するため、シナプス情報伝達に関与するイオンチャンネルに対し、正常時とは異なるサブタイプのものを仮定した場合のシミュレーションを行い、少なくともシミュレーション研究においては、この仮定が正しいことを見出した。