大脳皮質マイクロサーキットのシナプス回路構築

大脑皮层微电路突触回路构建

• 批准号: 17021046
• 负责人: 窪田 芳之
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17021046/
• 关键词: 樹状突起; シナプス; 3次元再構築; Rall model; 非錐体細胞; GABA; 大脳皮質; Neurolucida

大脳皮質の非錐体細胞の樹状突起のシナプス入力特性と太さに関する検討を行った。ラットを麻酔の後、脳を取り出し前頭皮質のスライスを作成し、非錐体細胞と思われる神経細胞を選び、ホールセル記録をとった。膜の性質を調べた後、バイオサイチンを注入し固定液に浸けて固定した。その後、注入神経細胞だけをDAB染色で茶色に染色し、電子顕微鏡解析用にエポンで包埋した。神経細胞3次元描画像解析装置(NeuroLucida)を用いて樹状突起や軸索の分岐の頻度や、終末の総数等の形態的な特徴を抽出し定量化し、どのサブタイプに属するかを検討した。以上の方法で作成した、数百に及ぶ、神経細胞標本の中から、FS basket細胞、Martinotti細胞、double bouquet細胞、large basket細胞それぞれに関して、樹状突起がほぼ完全にスライス標本中に残っているものを1つずつ選出し、連続超薄切切片を作成し電子顕微鏡観察した。樹状突起上のシナプス入力、樹状突起の太さ、樹状突起分岐部分の親樹状突起と娘樹状突起の太さを測定し、それぞれ細胞体からの距離との相関等の形態的なデータを解析した。結果、シナプス入力は、細胞体近傍の50μmあたりまでは密度が低かったが、それより遠位部は一定の密度である事がわかった。樹状突起の太さは、細胞体からの距離には相関せず、むしろその部分から遠位部の樹状突起の総延長に相関して太さが決まる事がわかった。また、分岐点では、Rall model(親樹状突起のインピーダンスは2つの娘樹状突起のインピーダンスの和に等しいという法則)が当てはまる事を証明する事ができた。以上の結果は、神経細胞の基本的特徴を解析したこれまでに類い稀な貴重な結果であると考える。

我们研究了大脑皮层中非锥体细胞树突的突触输入特征和厚度。麻醉大鼠后，去除大脑并切成薄片，使额叶皮层制成，选择了似乎是非锥虫细胞的神经元，并采用了全细胞记录。在检查了膜的性能后，将生物辛素注入并浸入固定溶液中以固定膜。之后，仅将注射的神经细胞用DAB染色染色，并嵌入EPON进行电子显微镜分析。使用神经元3D图像分析装置（Neurolucida），诸如树突和轴突分支的频率等形态学特征，并提取并量化了终端的总数，以确定其所属的亚型。在上述方法产生的数百个神经元标本中，一次为每个FS篮细胞，Martinotti细胞，双花束细胞和大型篮细胞选择一个，在切片样本中几乎完全剩余的树枝状细胞，并在电子显微镜下制备连续的超薄部分。测量了树突上的突触输入，树突的厚度，母体的厚度和枝状分支部分的子树突的厚度，并分析了形态学数据，例如与细胞体距离的相关性。结果，发现突触输入较低至细胞体附近约50μm，但密度在远端部分是恒定的。发现树突的厚度与距离细胞体的距离无关，而是通过与该部分远端部分的树突的总长度相关，而厚度是确定的。此外，已经证明，在分支点，RALL模型（父母枝状阻抗的规则等于使用两个子树突的阻抗的总和）。上述结果被认为是罕见且有价值的结果，这些结果已被分析为基本神经元特征。

项目成果

Dendritic branch typing and spine expression patterns in cortical nonpyramidal cells

• DOI: 10.1093/cercor/bhj015
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: CEREBRAL CORTEX
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kawaguchi, Y;Karube, F;Kubota, Y
• 通讯作者: Kubota, Y