In-vitro条件付けによる神経細胞の特性変化

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エムラミノウミウシ(Hermissenda crassicornis)は光を条件刺激、体動揺を無条件刺激として連合学習が可能で、摘出神経系でも視細胞において連合学習の電気生理学的特徴は再現される。本年度はこのin-vitro条件付けの結果、視細胞で認められる特徴を特に杉態学的変化に着目してin-vivoのものと比較した。これまでの検討によりin-vivoでは軸策末端のシナプス部位で、他の神経細胞との接触部位がより集中することが報告されており、in vitro条件付けでは、どのような変化があるか検討した。In-vitro条件付けは、3秒の光刺激、それに1秒遅れる2秒間の振動刺激を2分間隔で5 回提示し、対照は光刺激のみを与えたものとした。また学習の程度の評価は、B型視細胞の入力抵抗の増大、光応答の回復過程の時間経過を指標とした。その結果、視細胞の入力抵抗は、対照と比較して83%の増加をみ、また光応答の回復には対照の3.4倍の時問を要した。これら電気生理学的変化に伴うB型視細胞の軸索末端部の形態は、ルシファ黄による細胞内染色により評価した。蛍光染色された細胞像はレーザ共焦点顕微鏡により厚み方向に断層像を作り、3次元に再構成し、軸策末端部体積を定量化した。その結果、わずか5回の組み刺激提示による条件付けで、in-vivoと同様の末端部狭小化が観察され、変化の程度はin-ViVO条件付けで観察されるものより、やや大きいものの、条件付けに特徴的な狭小化は再現された。