海馬CA1樹状突起の情報統合における入力間相互作用と情報処理機能の解析

海马CA1树突信息整合过程中的输入交互和信息处理功能分析

• 批准号: 11J11250
• 负责人: 近藤 将史
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tamagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J11250/
• 关键词: 海馬; CA1; 樹状突起; 膜電位感受性色素; シナプス可塑性; 内因性可塑性; CA1野; 抑制性介在細胞; スパイクタイミング依存性可塑性

海馬CA1野錐体細胞の樹状突起には, CA3野からのシナプス入力が投射している. また, いわゆる記憶は神経細胞同士のつながり, すなわちシナプスの結合強度として表現されていると考えられている. 神経細胞が, 特定のパターンの入力をある出力パターンに変化する入出力装置とみなせるのならば, ある神経細胞のもつ入出力関係は, 樹状突起に数多く存在するシナプスそれぞれの結合強度の分布として表現されている可能性がある. この樹状突起に沿ったシナプス結合強度分布を調節する要素として, シナプス可塑性の成立に深く関与する逆伝搬スパイク(bAP)の伝搬が調節される可能性を検証した.いくつかの先行研究で, シナプス可塑性は興奮膜特性を変化させるという報告があり, bAPの広がりもまた影響を受けると考えられた. そこで膜電位感受性色素を用いた光イメージングを行い, CA1野樹状突起における逆伝搬スパイクの空間的な広がりが, シナプス可塑性誘導前後でどのように変化するか計測した.その結果として, 以下の点が明らかとなった.1. CA1樹状突起に長期増強を誘導するとbAPの振幅は増大し, 逆に長期抑圧を誘導するとbAPの振幅は減少した. これらの間には強い正の相関が見られた.2. シナプス可塑性の誘導に不可欠なNMDA受容体の活性をブロックすると, シナプス可塑性の消失とともにbAPの調節も消失した. このことはbAPの調節はシナプス可塑性の誘導に伴って起こることを示している.以上の結果は, シナプス可塑性によって樹状突起膜特性が変化し, それによってbAPの振幅・空間的な広がりが影響されることを示している. bAPの広がりがシナプス可塑性によって影響されることは, 『樹状突起に沿ったbAPの広がり』は可塑性を調節する要素の可塑性いわゆるメタ可塑性の一要素としてbAPが含まれるという仮説を示唆するものである.

Hippocampal CA1 field pyramidal cells の dendritic protrusions に は, CA3 wild か ら の シ ナ プ ス が into force projection し て い る. ま た, い わ ゆ る memory は 経 cells with god and の つ な が り, す な わ ち シ ナ プ ス の bonding strength と し て performance さ れ て い る と exam え ら れ て い る. God が 経 cells, specific の パ タ ー ン の を into force あ る output パ タ ー ン に variations change す る into the output device と み な せ る の な ら ば, あ る god 経 cells の も masato is は つ into power, Dendritic protrusions に く exist many す る シ ナ プ ス そ れ ぞ れ の の intensity distribution と し て performance さ れ て い る possibility が あ る. こ の dendritic protrusions に along っ た シ ナ プ ス combined with intensity distribution を regulating す る elements と し て, Established シ ナ プ ス plasticity の に deep く masato and す る inverse 伝 move ス パ イ ク (bAP) の 伝 move が adjust さ れ る possibility を 検 card し た. い く つ か の で leading research, シ ナ プ ス plasticity は exciting film features を variations change さ せ る と い う report が あ り, BAP の hiroo が り も ま た を by け る と exam え ら れ た. そ こ で membrane potential sensitivity を pigment with い た light イ メ ー ジ ン グ を い, CA1 wild dendritic protrusions に お け る inverse 伝 move ス パ イ ク の space な hiroo が り が, シ ナ プ ス induced plasticity で before and after the ど の よ う に variations change す る か measuring し た. そ の results と し て, The following が points indicate ら に となった となった.1. Long-term enhancement of the CA1 dendritic protrusion に induces an increase in the <s:1> amplitude of the するとbAP が. Inverse に long-term suppression 圧 を induced す る と bAP の amplitude は reduce し た. こ れ ら の に between strong は い is の phase masato が see ら れ た. 2. シ ナ プ ス induced plasticity の に not owe な NMDA activity by the capacity of body の を ブ ロ ッ ク す る と, シ ナ プ ス plasticity の disappear と と も に bAP の adjust も disappear し た. こ の こ と は bAP の adjust は シ ナ プ ス induced plasticity の に with っ て up こ る こ と を shown し て い る. Above, の results は シ ナ プ ス plasticity に よ っ て dendritic protrusions film features が - し, そ れ に よ っ て bAP の amplitude, space な hiroo が り が influence さ れ る こ と を shown し て い る. BAP の hiroo が り が シ ナ プ ス plasticity に よ っ て influence さ れ る こ と は, "Dendritic protrusions に along っ た bAP の hiroo が り" は plasticity を adjust す る elements の plasticity い わ ゆ る メ タ plasticity の one element と し て bAP が containing ま れ る と い う 仮 said を sucking す る も の で あ る.

项目成果

Regulation of acetylcholine to excitatory postsynaptic potential and spike back-propagation in hippocampal CA1 dendrite

乙酰胆碱对海马 CA1 树突兴奋性突触后电位和尖峰反向传播的调节

• 发表时间: 2014
• 期刊: IEICE Technical Report
• 作者: Gaku Kaieda;Masashi Kondo;Takeshi Aihara
• 通讯作者: Takeshi Aihara

Regulations of dendritic menbrane potential dynamics by feed-forward/feed-back inhibitory inputs : spatio-temporal analysis using voltage-

通过前馈/反馈抑制输入调节树突膜势动力学：使用电压的时空分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Masashi Kondo;Takeshi Aihara;近藤将史;近藤将史;近藤将史;近藤将史;近藤将史;近藤将史;近藤将史
• 通讯作者: 近藤将史

Modulation of synaptic plasticity by the coactivation of spatially distinct synaptic inputs in rat hippocampal CA1 apical dendrites

大鼠海马 CA1 顶端树突空间不同突触输入的共激活对突触可塑性的调节

• DOI: 10.1016/j.brainres.2013.05.023
• 发表时间: 2013
• 期刊: Brain Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: Masashi Kondo;Tatsuo Kitajima;Satoshi Fujii;Minoru Tsukada;Takeshi Aihara
• 通讯作者: Takeshi Aihara

Dynamic suppression of membrane potential by inhibitory inputs in hippocampal CAl neurons : analysis using optical imaeing method

海马 CA1 神经元抑制输入对膜电位的动态抑制：使用光学成像方法进行分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Masashi Kondo;Takeshi Aihara;近藤将史;近藤将史;近藤将史;近藤将史;近藤将史
• 通讯作者: 近藤将史

Backpropagating action potentials mediate other sites of STDP among hippocampal CA1 neuronal dendrites

反向传播动作电位介导海马 CA1 神经元树突中 STDP 的其他位点

• 发表时间: 2011
• 作者: M. Kondo;T. Kitajima;T. Aihara
• 通讯作者: T. Aihara