海馬スライス標本を用いた相互結合型神経回路における自己組織化過程の実験的研究

使用海马切片制备互连神经回路自组织过程的实验研究

• 批准号: 14017013
• 负责人: 片山 統裕
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14017013/
• 关键词: 連想記憶; ニューラルネットワーク; モデル; テトロード; 同期発火; 教師なし学習; バースト活動; ゆらぎ

脳の記憶形成において重要な役割を担っている海馬CA3領域においては,主要ニューロンである錐体ニューロンがリカレント結合を形成し、しかもこのシナプスがヘブ型可塑性を有しているという特徴がある。そのため、相互結合型ネットワークの自己組織化現象を利用した連想記憶機能が実現されている可能性が指摘されている。本研究では、その可能性を実験的に検討するために、モルモット海馬スライス内CA3領域の複数のニューロン活動を、多重電極テトロードを利用して同時記録し、回路構造を反映すると考えられる、時空間的な発火パターンを追跡した。高濃度KC1を負荷することによりニューロンの自発活動を惹起するとともに、テスト刺激として苔状線維に単発パルス刺激を10秒間隔で与えた。また、条件刺激として苔状線維へθバースト刺激を与えた。テスト刺激に関するニューロン活動のperi-stimulus time histgram(PSTH)を調べた結果、刺激から約5ms後に立ち上がり、5ms程度の幅をもつ成分(C5)と、約10ms後に立ち上がり、数10msの幅をもつ成分(C10)が見られた。応答潜時、分布の幅などを考慮すると、C5は苔状線維シナプスを介する単シナプス性の反応に、一方、C10はシャーファー側枝による反回性結合などを介する多シナプス性の反応に対応するものと考えられる。θバースト刺激の前後において、ニューロンのペアについて作成した相関ヒストグラムを比較した。その結果、相互相関係数等の統計パラメータが変化するペアが多数見出された。これは、苔状線維へのθバースト刺激により、CA3回路において反回性シナプスがつくる回路網が自己組織的に変化した可能性を示唆する。

脳 の memory formation に お い cut を bear っ て important な service て い る hippocampal CA3 area に お い て は, main ニ ュ ー ロ ン で あ る cone ニ ュ ー ロ ン が リ カ レ ン ト を form し, し か も こ の シ ナ プ ス が ヘ type ブ plasticity を し て い る と い う, 徴 が あ る. そ の た め, combined type ネ ッ ト ワ ー ク の their organizational phenomenon を using し た even want to memory functioning が be presently さ れ て い る possibility が blame さ れ て い る. This study で は, そ を の possibility be 験 of に beg す 検 る た め に, モ ル モ ッ ト hippocampal ス ラ イ ス の CA3 field within the plural の ニ ュ ー ロ を ン activities, multiple electrode テ ト ロ ー ド を using し て of loop structure and at the same time record し を reflect す る と exam え ら れ る, when space な 発 fire パ タ ー ン を tracing し た. High concentrations of KC1 を load す る こ と に よ り ニ ュ ー ロ ン の since を 発 activities make す る と と も に, テ ス ト stimulus と し て moss shape line d に 単 発 パ ル ス stimulus で を 10 seconds interval and え た. Youdaoplaceholder0, conditioned stimulus と て て mossy linear dimension へθバ スト スト stimulus を and えた. Youdaoplaceholder0 stimulus に related するニュ テスト ロ ロ <e:1> に activity テスト peri-stimulus time Histgram (PSTH) を adjustable べ た results, stimulating か ら after about 5 ms に ち on が り, 5 ms degree of の を も つ components (C5) と, after about 10 ms に ち on が り, number 10 ms の を も つ ingredients (C10) が see ら れ た. 応 a snorkeling, distribution of の な ど を consider す る と, C5 は moss line d シ ナ プ ス を interface す る 単 シ ナ プ ス sex の anti 応 に, one party, C10 は シ ャ ー フ ァ ー collateral に よ る return sex combined な ど を interface す る more シ ナ プ ス sex の anti 応 に 応 seaborne す る も の と exam え ら れ る. Theta バ ー ス ト before and after stimulation の に お い て, ニ ュ ー ロ ン の ペ ア に つ い て made し た phase masato ヒ ス ト グ ラ ム を compare し た. The そ results, mutual correlation coefficients, and other <s:1> statistics of パラメ and タが variations するペアが are mostly found in された. こ れ は, moss line d へ の theta バ ー ス ト stimulus に よ り, CA3 circuit に お い て return sex シ ナ プ ス が つ く る back road network が own organization に variations change し を た possibility in stopping す る.

项目成果

Karashima, A. et al.: "Elicited ponto-genculo-occipital waves by auditory stimuli are ronized with hippocampal theta-waves"Psychiatry and Clinical Neurosciences. 56. 343-344 (2002)

Karashima, A. 等人：“通过听觉刺激引起的脑桥-膝-枕波被海马 θ 波电化”精神病学和临床神经科学。

Katayama, N. et al.: "Cross-correlation analysis of neuronal activities in hippocampal slice preparations"Proc. SFN 32nd Ann Meet-Orlando. 443.8 (2002)

Katayama, N. 等人：“海马切片制剂中神经元活动的交叉相关分析”Proc。

Karashima, A. et al.: "Phase-locking of spontaneous and elicited ponto-geniculo-occipital waves is associated with acceleration of hippocampal theta waves during rapid eye movement sleep in cats"Brain Research. 958. 347-358 (2002)

Karashima, A. 等人：“自发和诱发的脑桥膝枕波的锁相与猫快速眼动睡眠期间海马 θ 波的加速有关”大脑研究。