In vivo 一次視覚皮質における単シナプス伝達特性の解明

網膜で受け取られた視覚刺激の情報は、視床を介して一次視覚(V1)皮質へと伝達される。V1皮質のニューロンは、視覚刺激の時空間的な特徴に対して選択的に応答する。その中でも、図1に示す方向選択性は、最もよく知られているV1ニューロンの応答特性である。視野内にさまざまな方向に運動する格子模様(格子刺激)を提示すると、V1ニューロンは特定の格子刺激に対し高い発火応答性を示す。過去の広範な研究から、こうしたV1ニューロンの応答選択性は、発達過程において定着し、その後の視覚経験によっては容易に変化しえないものと考えられてきた。しかし申請者は発達を終えた動物においても1)個々のニューロンに、また2)ニューロン集団に可塑的な変化を誘導できることを明らかにした。上記の単一細胞レベル、細胞集団レベルいずれの可塑性においても、NMDA受容体の活性化が関与することが確認された。昨年度までに、可塑性誘導の効果を電気生理学的な手法により確認したので、今年度は動物実験、ヒトの心理学実験によってその効果を確認できた。以上の結果を踏まえ、細胞集団レベルでの可塑性の効果を行動試験によって検討した。その結果、マウスの視覚機能は可塑性誘導により減弱することが明らかとなった。さらにヒトの心理学実験により、マウスの行動実験と同様の効果が確認された。今後は、上記の結果を論文としてまとめ、国際雑誌に投稿する予定である。

網膜で受け取られた視覚刺激の情報は、視床を介して一次視覚(V1)皮質へと伝達される。V1皮質のニューロンは、視覚刺激の時空間的な特徴に対して選択的に応答する。その中でも、図1に示す方向選択性は、最もよく知られているV1ニューロンの応答特性である。視野内にさまざまな方向に運動する格子模様(格子刺激)を提示すると、V1ニューロンは特定の格子刺激に対し高い発火応答性を示す。過去の広範な研究から、こうしたV1ニューロンの応答選択性は、発達過程において定着し、その後の視覚経験によっては容易に変化しえないものと考えられてきた。しかし申請者は発達を終えた動物においても1)個々のニューロンに、また2)ニューロン集団に可塑的な変化を誘導できることを明らかにした。上記の単一細胞レベル、細胞集団レベルいずれの可塑性においても、NMDA受容体の活性化が関与することが確認された。昨年度までに、可塑性誘導の効果を電気生理学的な手法により確認したので、今年度は動物実験、ヒトの心理学実験によってその効果を確認できた。以上の結果を踏まえ、細胞集団レベルでの可塑性の効果を行動試験によって検討した。その結果、マウスの視覚機能は可塑性誘導により減弱することが明らかとなった。さらにヒトの心理学実験により、マウスの行動実験と同様の効果が確認された。今後は、上記の結果を論文としてまとめ、国際雑誌に投稿する予定である。