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発達期視覚野細胞におけるシナプス・ゲインの適正化機構

发育中的视觉皮层细胞突触增益的适当机制

基本信息

批准号：
12210076
负责人：
岩本由美子
金额：
--
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

活動したシナプスに特異的に起こる可塑的変化による個々のシナプスの強化・減弱は機能的な神経回路形成の基盤と想定され、それに関する多くの研究が報告されている。一方、多数のシナプスからの入力に応じてシナプス後細胞がその活動電位発生頻度のダイナミック・レンジ内で適切に出力するためには、個々のシナプス結合に強弱を付けるだけでなく、そのゲインを全般的に調節する機構が必要と考えられる。例えば、皮質細胞への興奮性入力レベルが高い場合に有効な信号を出力するには、出力レベルが飽和しないように興奮性シナプスの強さを全般的に低下させるか抑制性シナプスの強さを上げる必要がある。この神経回路の活動レベルを適正化するようなシナプス・ゲインのスケーリングが実際の脳で起きているかを検討する目的で、飼育環境を変えることにより視覚野全体の活動レベルを操作した動物を用いて、皮質細胞の活動レベルがシナプス伝達の発達に及ぼす影響を調べた。正常の視覚環境で飼育した感受性期群、成熟群、生後直後から成熟するまで暗室飼育した群の3群のラットを使用した。それぞれのラットから視覚野切片標本を作成し、2/3層錐体細胞からホールセルパッチクランプ記録を行った。薬理学的に興奮性シナプス伝達を遮断した状態で、4層の電気刺激により誘発される抑制性シナプス後電流(IPSC)およびTTX存在下で微小抑制性シナプス後電流(mIPSC)を記録、解析した。mIPSCの平均振幅は、正常視覚環境で飼育した感受性期群と成熟群の間で有意な差はなかったが、暗室で成熟するとその振幅は有意に増大した。また、4層刺激により誘発されるIPSCの振幅には群間で有意な差は見られなかった。暗室飼育に伴い抑制性シナプスの量子サイズの増大したことから、視覚野細胞の出力レベルの適正化は、抑制性シナプスではなく興奮性シナプスのゲインを調節することにより行われる可能性が示唆された。

A number of studies have been carried out on the basis of the idea of the formation of a neural circuit, the enhancement and weakening of the function of the activity, the initiation of a specific plastic transformation, and the related aspects. The frequency of activity potential generation of a cell in a single or multiple cell is determined by the appropriate force and binding strength of the cell. For example, the excitatory force of cortical cells is high, and the excitatory force of cortical cells is saturated. The excitatory force of cortical cells is generally low, and the inhibitory force of cortical cells is high. The activity of the neural circuit is adjusted according to the purpose of the study, the breeding environment, the operation of the whole activity of the visual field, the activity of the cortical cells, the development of the activity of the cortical cells and the influence of the study. In normal visual environment, three groups of receptive groups, mature groups, postnatal groups and darkroom groups were used. 2/3 layers of pyramidal cells were recorded. In the presence of TTX, the inhibitory post-stimulus current (IPSC) induced by electrical stimulation in 4 layers was recorded and analyzed. The mean amplitude of mIPSC was intentionally increased during incubation and maturation in the dark room. The amplitude of IPSC induced by 4-layer stimulation is intentionally different from that of other groups. In dark room breeding, the increase of inhibitory factors and the adjustment of excitatory factors in the output of visual field cells are possible.