初期視覚系神経回路における刺激方位及び色情報の伝達と統合

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外界の光情報は網膜において電気信号に変換され、外側膝状体へと伝わり、次に大脳皮質一次視覚野、更には高次の視覚領域へと伝わっていく。これまで私は、麻酔非動化したネコの網膜・外側膝状体・大脳皮質一次視覚野の神経活動を細胞外記録法により記録し、方位選択性の定量評価、その神経基盤、領域間での方位情報の伝達様式を明らかとすることを目的とした研究を行い、以下の結果を得た。1)外側膝状体においても有意な方位選択性が存在し、それはその神経細胞の楕円形受容野構造(神経細胞が「見ている」視野上の領域、その領域内への適刺激の入力により神経活動が生じる)が基盤となり、応答修飾が加わることでより顕著になっている、2)網膜においても同様に方位選択性が存在し、類似の選択性を持つ外側膝状体の神経細胞へと情報を送っている、3)外側膝状体から大脳皮質一次視覚野へと情報が送られる過程で空間周波数選択性(「細かさ」に対しての選択性)は特に受け継がれず、積極的に選択性を強める処理がなされており、4)外側膝状体-大脳皮質一次視覚野間においては最適方位そのものは受け継がれるが、選択性は強める処理がなされている(投稿準備中)。更に本年度は、大脳皮質一次視覚野内における側方信号伝達の様式を明らかにするために、皮質内微小電流刺激法と膜電位感受性色素イメージング法を組み合わせ、マウス大脳皮質一次視覚野に与えた電流刺激の強度と応答強度の関係、パターン刺激を模倣した多点同時刺激に対する応答の定量評価を行った。その結果、1)マウス一次視覚野は電流量に対してあるところで飽和する応答を示し、2)多点同時刺激よって生じる応答は個別刺激に対する応答の線形和よりも減弱していることを明らかにした。これらの研究成果をまとめ、学会発表準備及び論文執筆中である。