ナメクジの嗅覚-味覚連合学習系における神経回路可塑性の解明

阐明蛞蝓嗅觉-味觉关联学习系统中的神经回路可塑性

基本信息

批准号：
12048209
负责人：
渡邉惠
金额：
$ 3.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの研究から,ナメクジの単離脳にin vitro嗅覚学習を行わせると,学習後では匂い刺激時の嗅覚中枢(前脳)の局所場電位振動に変化が生じることが示されている.このような前脳神経回路における可塑性の生じる部位とそのメカニズムの解明を目的として,nonbursting neuronにおけるシナプス入力の変化を電気生理学的手法で解析した.nonbursting neuronでは局所場電位振動と同期した抑制性シナプス入力が生じている.cAMPの膜透過性アナログである8-bromo-cAMPを脳神経節に灌流投与したところ,局所場電位振動の振幅が増加した.また細胞内cAMPと細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を増加させる働きが知られているカフェインは,局所場電位振動の振動数と振幅をともに増加させた・細胞内IP3を増加させることが知られているムスカリンは局所場電位振動の振幅は変えずに振動数を増加させた.このことから,さまざまなセカンドメッセンジャー系によりnonbursting neuronにおける抑制性シナプス電位が多様な修飾を受けることが示された.また前脳における嗅覚情報のコーディングや学習に伴う可塑性を解明する上で必要な多点測定技術の確立を目指して,細胞種選択的な光学測定法の適用可能性を検討した.その結果,前脳nonbursting neuronの投射部位にカルシウム感受性色素を適用することにより,nonbursting neuronをカルシウム感受性色素で選択的に染色することが可能であることが示された.

先前的研究表明，当孤立的sl脑大脑用于在体外嗅觉学习中进行体外嗅觉学习时，在学习后气味刺激期间，嗅觉中心（前脑）的局部田间潜在振荡发生了变化。为了阐明在前脑神经元电路中发生可塑性及其机制的位置，我们使用电生理方法分析了非爆炸神经元中突触输入的变化。在神经元中，产生了与局部场电位振荡同步的抑制性突触输入。当8-Bromo-cAMP（一种可渗透的cAMP类似物）被灌注到颅神经节中时，局部田间电位振荡的幅度增加。此外，众所周知，咖啡因会增加细胞内cAMP和细胞内钙储存的钙释放，从而增加了局部场电位振荡的频率和振幅，而毒蛋白的频率和振幅会在细胞内IP3中增加，而不会改变频率，而不会改变局部场电位振荡的幅度。这表明非爆炸是通过各种第二信使系统实现的。结果表明，神经元中的抑制性突触电位会经历多种修饰。此外，为了建立一种多点测量技术，以阐明与前脑中的编码和学习嗅觉信息相关的可塑性，我们研究了细胞类型选择性光学测量方法的适用性。结果，可以表明，通过将钙敏感染料应用于前脑的投影位点，可以用钙敏感染料选择性地染色非爆炸神经元。