大脳皮質におけるミニコラムに対応する機能構築の解明

本研究は大脳皮質神経回路の機能的構造を解明することを目的としている。大脳皮質内局所神経回路には、解剖学的な単位構造であるミニコラムが存在する。本研究では大脳皮質の層構造に対し垂直な方向の機能的構造に着目し、このミニコラムが機能的最小単位である可能性について調べてきた。しかし、研究を進める中で大脳皮質の層構造に対し水平な方向の情報表現に着目するようになった。過去の研究からネコやサルの大脳皮質視覚野では機能コラム構造が存在することがわかっている。このような機能コラム構造を持つ動物において、どのような情報表現がなされているか、どのような機能的単位構造が存在するかについては、まだよく知られていない部分が多い。in vivo 二光子カルシウムイメージング法は、単一神経細胞の応答特性がわかる空間解像度で大脳皮質の広範囲を調べることができる。本研究では、この手法を用いて情報表現の詳細や機能的単位構造について明らかにする。現在得られた実験結果では、複数の個体において大脳皮質視覚野の広範囲（1㎜四方程度）にわたり単一細胞の視覚応答がわかるデータが取得でき、機能的構造の評価を行うことができた。一次視覚野において、神経細胞の視覚特性の一つである一定方位の傾きを持つ線分に特異的に応答する方位選択性の機能的構造について調べたところ、最適刺激方位の類似する神経細胞が皮質水平方向に集積し、コラム状の構造を形成しているマップ構造が見られた。一方で、線分の動く方向に特異的に応答する方向選択性については、機能的構造は同様には表現されていなかった。この方向選択性のマップ構造についてはまだよく知られておらず、本研究は方向選択性の情報表現に新しい知見を与えるものとなる。現在、引き続きマップ構造や個々の神経細胞の特性について解析を行っている。解析が終了次第、学術論文としてまとめる予定としている。

本研究は大脳皮質神経回路の機能的構造を解明することを目的としている。大脳皮質内局所神経回路には、解剖学的な単位構造であるミニコラムが存在する。本研究では大脳皮質の層構造に対し垂直な方向の機能的構造に着目し、このミニコラムが機能的最小単位である可能性について調べてきた。しかし、研究を進める中で大脳皮質の層構造に対し水平な方向の情報表現に着目するようになった。過去の研究からネコやサルの大脳皮質視覚野では機能コラム構造が存在することがわかっている。このような機能コラム構造を持つ動物において、どのような情報表現がなされているか、どのような機能的単位構造が存在するかについては、まだよく知られていない部分が多い。in vivo 二光子カルシウムイメージング法は、単一神経細胞の応答特性がわかる空間解像度で大脳皮質の広範囲を調べることができる。本研究では、この手法を用いて情報表現の詳細や機能的単位構造について明らかにする。現在得られた実験結果では、複数の個体において大脳皮質視覚野の広範囲（1㎜四方程度）にわたり単一細胞の視覚応答がわかるデータが取得でき、機能的構造の評価を行うことができた。一次視覚野において、神経細胞の視覚特性の一つである一定方位の傾きを持つ線分に特異的に応答する方位選択性の機能的構造について調べたところ、最適刺激方位の類似する神経細胞が皮質水平方向に集積し、コラム状の構造を形成しているマップ構造が見られた。一方で、線分の動く方向に特異的に応答する方向選択性については、機能的構造は同様には表現されていなかった。この方向選択性のマップ構造についてはまだよく知られておらず、本研究は方向選択性の情報表現に新しい知見を与えるものとなる。現在、引き続きマップ構造や個々の神経細胞の特性について解析を行っている。解析が終了次第、学術論文としてまとめる予定としている。