Study of neural mechanisms on visual parallel processing in retina

点击翻译按钮获取中文摘要

網膜において錐体シナプス部は、視覚系における最初のシナプスであり、2次ニューロンである水平細胞と双極細胞に対して出力を送る。ここでは、双極細胞以降の光応答特性から、基本的な視覚情報に関連した情報経路への分離が実現されていることが明らかになっている。それらの経路の分離には、錐体と双極細胞によって形成された主経路に対して水平細胞出力が修飾的に働くことで形成されていると考えられている。本研究では、この錐体シナプス部における情報処理メカニズムに関して数理モデルを用いた計算論的アプローチから明らかにしていくことを目的とする。2022年度は、主に前年度から引き続き研究を続けてきた錐体シナプスの構造に基づいたマイクロ回路について、最新の知見も導入しながらモデル構造の改良などを実施した。これは、既にほかの研究者から報告されている内容をベースに簡単化したcone pedicleでの濃度変化を実現するモデルについて、近年明らかになった知見も導入しながら、過去の知見も説明できるよう構築している。このモデルにより細胞内外で各物質が拡散や細胞膜上のイオンチャネルやイオンポンプなどの作用によって濃度変化の様子に加えて、電気的な変動の様子を解析することが可能になった。また伝達物質放出による濃度変化は、Caイオン濃度のみに依存するだけでなく、膜電位依存性の細胞膜メカニズムによっても修飾をうけることが明らかになった。