海馬ＣＡ３錐体細胞の樹状突起における情報処理メカニズムの解明

海马CA3锥体细胞树突信息处理机制的阐明

• 批准号: 13J10658
• 负责人: 小林 千晃
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10658/
• 关键词: 神経細胞; 樹状突起; カルシウムイメージング; シナプス; カルシウム; 光学イメージング

申請研究では、海馬CA3の錐体細胞は、シナプス入力の時空間パターンを情報として読み取り、さらに情報演算を行っていると考えている。特に、海馬CA3の機能は、樹状突起の領域ごとにシナプス入力の時空間的なまとまりの程度を変えることで実行されるという仮説を立て検証している。申請研究では、上記仮説検証のため機能的多スパインカルシウム画像法の高速化を実現した。その結果、海馬CA3錐体細胞の樹状突起は受け取ったシナプス入力の内一部だけを細胞体へ伝えていることを発見した。すなわち、大部分のシナプス入力が樹状突起上で無効化されているのである。また、シナプス入力の無効化にはGABA性のシナプス入力が関わっていることも明らかにした。さらに、GABA性入力によるシナプス入力の無効化は樹状突起の局所で行われていることがわかった。シナプス入力の時空間パターンとシナプス入力の無効化との関係を検証した。樹状突起は、同期シナプス入力を情報の単位としている。そのため、抑制性シナプス入力は特定の同期シナプス入力を無効化することで、一部の情報だけを細胞体へ伝えているのではないかと考えた。この可能性を検証するために、クラスタリング解析とロジスティック回帰分析を用いた。その結果、樹状突起上にはシナプス入力が細胞体に伝わる同期シナプス集団と細胞体に伝わらない同期シナプス集団が存在することがわかった。本結果は、神経細胞が樹状突起で情報の選別をしていることを意味している。

Application research で は, hippocampal CA3 の は pyramidal cells, シ ナ プ ス の into force when the space パ タ ー ン を intelligence と し て 読 み り, さ ら に intelligence line calculus を っ て い る と exam え て い る. に, hippocampal CA3 の function は, dendritic protrusions の ご と に シ ナ プ ス の into force when space な ま と ま り を の degree - え る こ と で line be さ れ る と い う 仮 said を て 検 card し て い る. Application study で は, written said 仮 検 の た め function more ス パ イ ン カ ル シ ウ ム portrait method of high speed の を be presently し た. そ の results, hippocampal CA3 pyramidal cells の dendritic protrusions は by け take っ た シ ナ プ ス の into force within a だ け を cell body へ 伝 え て い る こ と を 発 see し た. Youdaoplaceholder0, most of the シナプス シナプス input force が is rendered ineffective on the で tree protrusion されて る る である である. ま た, シ ナ プ ス の into force have sharper is に は GABA sex の シ ナ プ ス が into force masato わ っ て い る こ と も Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, GABA input force によるシナプス input force <s:1> inactivation <s:1> tree-like protrusion <e:1> site で row われて る る とがわ とがわ った った. Youdaoplaceholder0 input force <e:1> space-time パタ とシナプス とシナプス とシナプス input force <e:1> ineffectiveness と <s:1> related to を検 proof た. Tree-like protrusions, concurrent シナプス input force を intelligence 単 単 positions と て て る る. そ の た め, inhibitory シ ナ プ ス は specific の into force at the same time シ ナ プ ス を into force have sharper is す る こ と で, a の intelligence だ け を cell body へ 伝 え て い る の で は な い か と exam え た. Youdaoplaceholder2 <s:1> possibility を検 proof するために, ラスタリ ラスタリ グ グ analysis とロジスティッ 帰 back to 帰 analysis を use を検 た た. そ の result, dendritic protrusions に は シ ナ プ ス が potentials into force に 伝 わ る period シ ナ プ ス set 団 と cell body に 伝 わ ら な い period シ ナ プ ス set 団 が exist す る こ と が わ か っ た. This result る, the が dendritic processes of the neural cells で information を selection を て る る とを とを implies that て て る る る る る.

项目成果

Dendritic filtration of presynaptic cell assemblies

突触前细胞组件的树突过滤

• 发表时间: 2013
• 作者: 小林千晃;他
• 通讯作者: 他

Large-scale imaging of subcellular calcium dynamics of cortical neurons with G-CaMP6-actin

使用 G-CaMP6-肌动蛋白对皮质神经元的亚细胞钙动态进行大规模成像

• DOI: 10.1097/wnr.0000000000000126
• 发表时间: 2014
• 期刊: Neuroreport
• 影响因子: 1.7
• 作者: 小林千晃;他
• 通讯作者: 他

Inhibitory inputs invalidate excitatory dendritic inputs

抑制性输入使兴奋性树突输入无效

• 发表时间: 2014
• 作者: Kobayashi C;Ikegaya Y
• 通讯作者: Ikegaya Y

Accurate detection of low signal-to-noise ratio neuronal calcium transient waves using a matched filter

使用匹配滤波器准确检测低信噪比神经元钙瞬态波

• DOI: 10.1016/j.jneumeth.2015.10.014
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Neuroscience Methods
• 影响因子: 3
• 作者: Szymanska;A. F.;Kobayashi;C.;Norimoto;H.;Ishikawa;T.;Ikegaya;Y.;Nenadic;Z
• 通讯作者: Z

海馬CA3錐体細胞樹状突起におけるシナプス活動の時空間構造

海马CA3锥体细胞树突突触活动的时空结构

• 发表时间: 2013
• 作者: 小林千晃;他
• 通讯作者: 他