新たに発見された一次聴覚皮質機能構造の回路基盤と機能意義

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言語などの複雑音は蝸牛において周波数分解され、空間的に表現されることが知られている。音声周波数の空間表現は大脳皮質一次聴覚野まで保存され、一次聴覚野では、一つの純音は一つの帯状の領域で表現され、この帯状の領域が等周波数帯と呼ばれる。純音が等周波数帯を活性化する理由に視床一皮質投射が考えられるが、皮質内在性の神経回路の関与も考えられる。本研究では、in vivo、in vitro光計測法などを用い、モルモット一次聴覚野において、皮質内在性の神経回路が等周波数帯に対する寄与を調べた。これまで、in vivoにおいて、モルモット一次聴覚野の等周波数帯を同定し、等周波数帯の一ケ所を電気的に興奮させる実験や、視床を化学的に破壊する実験、および皮質領野間相互作用に関する実験などで、モルモットー次聴覚野において皮質内在性神経回路が等周波数帯の形状を規定していることが示唆されてきた。これを更にテストするために、皮質以外の神経回路の影響が除外できる一次聴覚野のスライスにおける活動の伝播を等周波数帯の短軸方向(水平面スライス)と長軸方向(冠状面スライス)で比較した。一次聴覚野はin vivoの光計測で得られたマーカーで同定した。これらの実験は100x100チャネルのCMOSカメラを用いて計測した。電位感受性色素としてdi-2-ANEPEQを用いた。実験の結果、いずれの断面のスライスにおいても、皮質の2/3層において、広範な活動の伝播が見られたが、冠状面スライスにおいて、より広範な伝播が見られたので、皮質の等周波数帯における活動の伝播が皮質の内在性神経回路によることをさらに支持した。これらの結果は、モルモット一次聴覚野において、皮質内在性神経回路によって等周波数帯全体を活動が自律的に伝播できることを示している。