眼球運動時における網膜での視覚情報の符号化

生体の眼は、固視微動と急速運動（サッカード）を繰り返すため、網膜に投影される外界像は常に揺動している。本研究は、網膜が、揺動する網膜像をどのように処理するのか、明らかにすることを目的とした。（１）キンギョ網膜神経節細胞のタイプ分類脳へと軸索を投射する神経節細胞は、応答特性、形態、遺伝的背景の相違から複数のタイプが存在する。本研究では、受容野特徴について主成分分析を行い、時間過程（Fast x Medium x Slow）と持続時間（transient x sustained）によって6タイプに分類されることを示した。（２）眼球運動様刺激に選好性を持つ細胞タイプの発見キンギョの眼球運動を模した動画像を提示し、多点電極を用いて神経節細胞群の応答を解析した。結果、特定の細胞タイプは、眼球運動の特徴（速度／方向依存性）に依存して発火特徴が変化した。特に、Fast transient（Ft）型細胞は、従来の眼球運動を考慮しない条件と比べ、より大きな受容野を持ち、強い応答を示すことが分かった。つまり、特定の細胞タイプ群は、眼球運動様の揺動に調節性を持ち、受容野特徴を変化させていた。Ft型細胞からホールセル・クランプ記録を行った結果、受容野特徴の変化には興奮性経路の修飾が寄与することが分かった。また、情報伝送様式の数理的解析から、Ft型細胞が、Medium sustained型、Slow sustained型細胞と協同して情報を符号化することを見出した。さらに、これらの処理について、Mb1型双極細胞群による電気的連絡網と抑制性介在神経細胞（アマクリン細胞）が媒介する回路モデルを提起した。これらの成果の一部は、2017年4月発行のProc. Jpn. Acad., Ser. B, Phys. Biol. Sci.誌（Matsumoto and Tachibana, 2017）に掲載された。

生体の眼は、固視微動と急速運動（サッカード）を繰り返すため、網膜に投影される外界像は常に揺動している。本研究は、網膜が、揺動する網膜像をどのように処理するのか、明らかにすることを目的とした。（１）キンギョ網膜神経節細胞のタイプ分類脳へと軸索を投射する神経節細胞は、応答特性、形態、遺伝的背景の相違から複数のタイプが存在する。本研究では、受容野特徴について主成分分析を行い、時間過程（Fast x Medium x Slow）と持続時間（transient x sustained）によって6タイプに分類されることを示した。（２）眼球運動様刺激に選好性を持つ細胞タイプの発見キンギョの眼球運動を模した動画像を提示し、多点電極を用いて神経節細胞群の応答を解析した。結果、特定の細胞タイプは、眼球運動の特徴（速度／方向依存性）に依存して発火特徴が変化した。特に、Fast transient（Ft）型細胞は、従来の眼球運動を考慮しない条件と比べ、より大きな受容野を持ち、強い応答を示すことが分かった。つまり、特定の細胞タイプ群は、眼球運動様の揺動に調節性を持ち、受容野特徴を変化させていた。Ft型細胞からホールセル・クランプ記録を行った結果、受容野特徴の変化には興奮性経路の修飾が寄与することが分かった。また、情報伝送様式の数理的解析から、Ft型細胞が、Medium sustained型、Slow sustained型細胞と協同して情報を符号化することを見出した。さらに、これらの処理について、Mb1型双極細胞群による電気的連絡網と抑制性介在神経細胞（アマクリン細胞）が媒介する回路モデルを提起した。これらの成果の一部は、2017年4月発行のProc. Jpn. Acad., Ser. B, Phys. Biol. Sci.誌（Matsumoto and Tachibana, 2017）に掲載された。