方向指向性行動を制御する昆虫単一神経細胞で行われる樹状突起内情報統合の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

単一神経細胞上で行われる情報統合の過程を明らかにするためには、どの様な入力を受け出力を行うのか詳細に記述できる神経細胞をモデルに考える必要がある。特に神経細胞の応答特性はその動物が置かれている状況に依存して修飾を受けるため、こうした修飾のメカニズムを理解するために、詳細な記述ができる神経細胞を扱うことは有益である。コオロギは尾葉に気流を検出するための機械感覚毛を持ち、機械感覚毛で検出された気流の情報を最終腹部神経節内にある同定された巨大介在ニューロン群（GIs）が受け取り脳へ情報を伝える。これらのGIsは解剖学的にユニークな特徴を持っており、気流刺激の応答性もそれぞれ異なる。そのため、それぞれのGIsが異なる演算処理を行っていると考えられている。本研究では、電気生理学的手法とカルシウムイメージング法を組み合わせることによって、単一神経細胞の入出力関係を明らかにし、単一神経細胞で行われる演算処理様式を明らかにすることを目的とする。昨年度は、GIsの中でも強い方向選択性を持ち、各々の樹状突起上で異なる方向選択性を持っていると考えられているGI 10-3に注目して研究を行ってきた。薬理実験によりGI 10-3における抑制性入力の役割を調べ、さらに樹状突起局所で行われる演算様式を明らかにしようと試みたが局所刺激のコントロールなど難しい問題が残った。また、直接的な入力過程を調べるために遺伝子導入にも試みたが成果は芳しくなかった。そこで本年度は、様々な条件の気流刺激を与えることで樹状突起局所での情報処理過程を明らかにしようと考えた。また、GIsだけではなく、GIsの出力形成に影響を与えていると考えられる介在性ニューロンを直接計測することによって情報統合の解明を行おうと考えた。加えて、行動実験系についても改良を重ね、行動出力から情報統合の過程を明らかにしようとも試みた。