大脳におけるコラム構造の形成機構

点击翻译按钮获取中文摘要

ネコの大脳皮質一次視覚野は眼優位性や方位選択性などの反応を示すコラム構造を呈することが知られており、この構造は発達期に神経細胞間の結合変化によって形成されることが明らかになりつつある。また、脳由来神経栄養因子(BDNF)をはじめとするニューロトロフィンは神経線維の伸長を促するシグナル物質の候補として挙げられている。そこで本研究では、発達期仔ネコの一次視覚野にBDNFを投与しながら、投与部位近傍の神経細胞の視覚反応性を計測するという実験を行った。麻酔下の仔ネコ視覚野の大脳半球両側にマルチ電極アレイを埋め込み、まず薬物投与前の視覚反応性を計測した。その後、予め電極近傍に挿入したカニューレより、片半球にはBDNFをもう片方にはコントロール溶液を投与し、その反応性の変化を時間的に測定した。その結果、反応性は時間と共にかなりの変動を示すものの、コントロール群と比較して、反応の強さ、眼優位性、方位選択性にBDNFによる影響はみられなかった。そのため、次にBDNFの受容体であるチロシンキナーゼ受容体(TrkB)の機能を慢性的に阻害するという実験を行った。片半球にはTrkBの機能阻害剤であるK-252aまたはTrkB中和抗体をもう片半球にはコントロール溶液を2-6日間、浸透圧ポンプにより投与し、記録の前日に片眼遮蔽を行い、眼優位性の変化を測定した。当初はコントロール側に対し薬物投与側の方が片眼遮蔽による眼優位性の変化が抑えられるという結果が得られた。しかしより詳細に実験を進めていくと、この結果は薬物の効果ではなく、むしろ記録期間中に片眼遮蔽の影響が回復することによるものだということが明らかになった。少なくとも本研究の実験範囲内ではBDNFのコラム形成に与える影響はみられなかったが、このことは今後さらにコラム形成におけるニューロトロフィンの役割を突き詰めていく上での一助になるものと思われる。